(57)【要約】【課題】本発明の目的は、システム汚染が少なく、安全かつ人間工学的な方法で、システムのコンポーネントを短時間で持ち上げて移動させるメンテナンス機構を提供することである。【解決手段】この機構は、ビームと、コンポーネントを持ち上げる手段を伴うアームとを備える。アームは、水平面において枢動可能であるように、接続ユニットを介してビームに取り付けられる。接続ユニットは、ビームに沿って変位可能であり、アームは、ビームに対して直角に変位可能であり、枢動可能なアームには荷重収容手段が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を処理するシステム（１６）のコンポーネントを持ち上げて移動させるメンテナンス機構（１）であって、該メンテナンス機構は、ビーム（２）と、コンポーネントを持ち上げる手段を伴うアーム（３）とを備え、該アームは、水平面において枢動可能であるように、接続ユニット（５）を介して前記ビームに接続され、前記接続ユニット（５）は、前記ビームに沿って変位可能であり、前記アーム（３）は、前記ビームに対して直角に変位可能であり、枢動可能な前記アーム（３）には、コンポーネント用の荷重収容手段が設けられる、メンテナンス機構。
【請求項２】
請求項１に記載のメンテナンス機構（１）であって、前記接続ユニット（５）は、アーム受座（７）及びビーム受座（６）を備え、前記アーム受座（７）は、前記ビーム受座（６）に対して直線的に変位可能である、メンテナンス機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のメンテナンス機構（１）であって、前記アーム（３）及び／又は前記荷重収容手段及び／又はフォークは、取外し可能に構成されている、メンテナンス機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のメンテナンス機構（１）であって、前記アーム（３）は、前記接続ユニット（５）を介して回動可能に設計されている、メンテナンス機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のメンテナンス機構（１）であって、前記荷重収容手段は、前記コンポーネントを支持する折畳み式フォーク（８）、特に、回動可能及び／又は水平方向に変位可能であるように前記アームに取り付けられる折畳み式フォークを備える、メンテナンス機構。
【請求項６】
請求項５に記載のメンテナンス機構（１）であって、前記アーム（３）は、コンポーネント用の更なる収容手段（１１）を備え、該更なる収容手段（１１）は、好ましくは前記アーム（３）の前記フォーク（８）に面しない側に配置される、メンテナンス機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のメンテナンス機構（１）であって、折り畳んで可搬ユニットにすることができ、及び／又は移動用途に適している、メンテナンス機構。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のメンテナンス機構（１）であって、無潤滑ジョイント、無潤滑レール及び／又は無潤滑軸受、特に空気軸受若しくは磁気軸受を備え、及び／又は、粒子吸引ユニットが備え付けられている、メンテナンス機構。
【請求項９】
システム（１６）、特に、半導体素子を処理するシステムであって、該システムに取り付けることができる、特に、該システムのフレームに取り付けることができる、コンポーネントを持ち上げる手段を備えるメンテナンス機構（１）、特に、請求項１〜８のいずれか１項に記載のメンテナンス機構（１）を備える、システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステム（１６）であって、前記メンテナンス機構（１）のビーム（２）用の受座を備える、システム。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のシステム（１６）であって、前記メンテナンス機構（１）は、クイックリリースクランプ機構によって該システムに取り付けることができ、前記クイックリリースクランプ機構は、特に、好ましくは該システム（１６）のフレーム（２０）に取り付けられるアダプター（２５）を備える、システム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のシステム（１６）であって、互いに正対して配置される２つのメンテナンス機構（１）を備える、システム。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のメンテナンス機構及び／又は請求項９〜１２のいずれか１項に記載のシステムを用いることを含む、コンポーネントを持ち上げて移動させる方法。
【請求項１４】
前記移動は、コントローラーを用いて、少なくとも２つの異なる移動方向を含む軌道に沿って移動させることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記メンテナンス機構を用いて、少なくとも２つの異なるコンポーネント又はシステムコンポーネントを持ち上げて移動させることを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンテナンス機構、特に、半導体素子を処理するシステムのコンポーネントを持ち上げて移動させるようになっているメンテナンス機構に関し、より詳細には、メトロロジー（metrology：計測学）システムのコンポーネント、リトグラフィーシステムのコンポーネント、又は処理システムのコンポーネントを持ち上げて移動させるようになっているメンテナンス機構に関する。メンテナンス機構は、そのようなコンポーネントを持ち上げて、水平に移動させることが意図されている。上記システムは、特にクリーンルームで使用されることが意図されている。本願は、２０１６年３月１５日に提出された欧州特許出願第１６１６０３６７．５号明細書の利益を主張し、この欧州特許出願の開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において、基板はますます大型化し、例えば、リトグラフィーシステム、光学検査装置等の、基板を処理するシステムもますます大型化している。
【０００３】
これは、基板ハンドリングコンポーネント、光源コンポーネント、電子線源若しくは測定センサーのコンポーネント、又はそのようなコンポーネントの組合せに関係し得る。メンテナンス目的で、素子へのアクセス若しくはその下にあるコンポーネントへのアクセスを得るために、又は移動されたコンポーネント自体を検査するために、それぞれのシステムコンポーネントを持ち上げて側方に移動させることが必要である。
【０００４】
このために、大抵は、移動可能なメンテナンスクレーンが実際に使用される。そのようなクレーンは、操作が煩雑であり、問題とされるシステムコンポーネントへのアクセスが困難であることが多い。特に、下に位置するシステムコンポーネントに到達するためには、まず複数のシステムコンポーネントを移動させることが必要である場合が多い。
【０００５】
このため、システムの高コストな停止時間が発生する。さらに、システム又はそのコンポーネントの汚染又は損傷のリスクがある。また、例えば、システムと移動されるシステムコンポーネントとの重量、形状及び位置に応じて、作業を行うメンテナンス作業員の安全及び人間工学的コンプライアンスを確実にするための措置をとる必要がある。
【０００６】
特許文献１は、リトグラフィー装置のモジュール用の昇降アセンブリを開示している。この昇降アセンブリはシステムに組み込まれており、したがってメンテナンス時間が比較的短いという利点を有すると述べられている。このアセンブリの欠点は、このアセンブリの柔軟性が低く、このアセンブリがシステムの一体型コンポーネントであることである。すなわち、この文献に記載されている昇降アセンブリは、特定の昇降作業のために個々に製造されるものであり、このようなアセンブリは、様々なシステム部品を持ち上げるために柔軟に使用することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００８８７０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この背景を前提として、本発明は、従来技術の欠点を減じる目的に基づくものである。より詳細には、重荷重を移動させることにも使用することができ、また他の状況でも柔軟に使用することができる、単純かつ小型な構成のメンテナンス機構を提供することを意図している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、特に、システム汚染が少なく、作業員に関して安全かつ人間工学的であるとともにシステム及びシステムコンポーネントに関しても安全な方法で、システムコンポーネントを短時間で移動させることを可能にするメンテナンス機構に関する。
【００１０】
本発明の上記目的は、請求項１に記載のメンテナンス機構によってもはや達成される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態及び更なる改良形態は、従属請求項の主題、詳細な説明及び図面から明らかとなる。
【００１２】
本発明は、特に、半導体素子を処理するシステムのコンポーネントを持ち上げて移動させるようになっているメンテナンス機構に関する。本発明のメンテナンス機構は、クリーンルームに特に適している。
【００１３】
メンテナンス機構は、少なくとも５ｋｇ、好ましくは少なくとも５０ｋｇ、最も好ましくは少なくとも５００ｋｇの重量を移動させるように特に設計されている。この目的で、メンテナンス機構は、機械又はシステムに恒久的に又は一時的に組み込まれている自動化ツールとして提供される。
【００１４】
メンテナンス機構は、ビームと、コンポーネントを持ち上げる手段を伴うアームとを備える。アームは、水平面において枢動可能であるように、接続ユニットを介してビームに取り付けられ、接続ユニットは、ビームに沿って変位可能であり、アームは、垂直方向においてビームに対して直角に変位可能である。
【００１５】
したがって、本発明は、水平方向においてビームから離れるように枢動することができ、特に、ヒンジによってビームに接続されるアームに関する。
【００１６】
このヒンジは、特に、接続ユニットの一部とすることができる。
【００１７】
「水平」及び「垂直」は、メンテナンス機構の構成部品の設置状態における向きを基準としていることが理解される。
【００１８】
枢動により、アームは、片側からシステム及びそのコンポーネントの上方に移動させることができる。
【００１９】
１つの実施の形態において、この枢動は手動で行われる。別の実施の形態において、この枢動のために、アクチュエーター、特にモーターが設けられる。
【００２０】
ビームに対して、少なくとも９０度にわたる枢動が可能であることが好ましい。別の実施の形態によれば、１８０度にわたる枢動が可能である。したがって、アームは、その両側面のいずれかがビームに対して２つの向きに配置されることができる。
【００２１】
任意の所望の構成の接続ユニットは、ビームの主延在方向に沿って水平に移動させることができる。これは、例えば、リニアモーター、直接駆動装置、磁気軸受若しくは空気軸受、又はねじ付きスピンドルを用いて実施することができる。
【００２２】
さらに、アームは、垂直方向においてビームに対して直角に移動させることができる。
【００２３】
これは、特に、アーム用のアーム受座とビーム受座とを接続ユニットに設けることによって実施することができる。アーム受座は、垂直方向において、ビーム受座に対して直線的に変位可能である。これも、例えばねじ付きスピンドル又はリニア駆動装置等の上述のコンポーネントを用いて実施することができる。
【００２４】
垂直に変位可能であることは、それぞれのシステムコンポーネントをアームによって持ち上げることに役立つ。この目的では、通常は、いくぶん低い持上げ高さでも十分である。これは、アームをそれに沿って垂直に移動させることができる接続ユニットの長さが、ビームよりも短いことを意味する。
【００２５】
アーム及び／又はビームは、レールとして、特に金属レールとして設けられることが好ましい。
【００２６】
代替的な一実施の形態において、特に軽量な構成のメンテナンス機構を提供するために、炭素繊維構成材料等の繊維複合材料を利用することができる。
【００２７】
メンテナンス機構は、コンポーネント用の荷重収容手段を更に備える。
【００２８】
荷重収容手段とは、システム領域内に移動されるか又はシステム領域から移動されるコンポーネントを固定して持ち上げる手段を指す。これは、例えば、ねじ接続、グリッパー又はフォークとすることができる。
【００２９】
一方では、本発明のメンテナンス機構は高い柔軟性を有し、特に、ビーム及びアームの寸法が適切であれば、システムのほぼ全てのコンポーネントを移動させることができる。
【００３０】
他方では、メンテナンス機構は、一緒に折り畳んで可搬ユニットにすることができることが好ましい。さらに、１つの実施の形態によれば、メンテナンス機構は、システムにおいて最小限の空間を占めるように一緒に折り畳むことができる。
【００３１】
特に、重荷重を移動するのに使用することができるのと同時に、１人の人員によってシステムまで運んでシステムに設置することができるメンテナンス機構を提供可能である。
【００３２】
１つの実施の形態において、メンテナンス機構は、ケース、例えばトロリーケースを備えてもよい。折り畳んで可搬ユニットにしたメンテナンス機構はケースに入れられ、こうしてこのケースを用いてシステムまで運ぶことができる。
【００３３】
本発明の好ましい一実施の形態によれば、アーム及び／又は荷重収容手段は、取外し可能に構成されている。したがって、メンテナンス機構は、アーム及び／又は荷重収容手段を取り替えることによって容易に調整することができる。メンテナンス機構は、このようにして、様々なコンポーネントを持上げ可能であるように調整することができる。
【００３４】
メンテナンス機構は、クリーンルームに適した設計であることが好ましい。本発明の１つの実施の形態によれば、メンテナンス機構は、この目的で、無潤滑ジョイント、無潤滑レール及び／又は無潤滑軸受を備える。
【００３５】
メンテナンス機構は、摺動面を有する無潤滑コンポーネントに加えて、例えば磁気軸受又は空気軸受を備えてもよい。
【００３６】
「無潤滑」とは、液体を使用しないこと、特に拡散物質を含むグリース又はオイルを使用しないことを意味する。
【００３７】
摺動面は、摺動コーティングを有することが好ましい。メンテナンス機構は、エラストマー材料に加えて、硬質材料コーティング、特に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のコーティングを有する軸受及びレールを備えてもよい。
【００３８】
本発明の１つの実施の形態によれば、アームは、少なくとも２つの伸縮可能なセグメントを備える。
【００３９】
これらのセグメントは、互いに入れ子式に伸縮する（telescoped）ことができ、したがって、動作半径が拡大するのと同時に、折畳み状態では小寸法になることが好ましい。
【００４０】
本発明の好ましい一実施の形態において、アームは、接続ユニットを介して回動可能であるように設計されている。
【００４１】
これは、アームが、ビームに対して直角に延びている水平軸の周りに回動可能であることを意味する。
【００４２】
これは、一方では、或るシステムコンポーネントに関して、片側のみに設けられている収容手段を他の方向に向けるために、アームを１８０度回動させることを可能にする。
【００４３】
他方で、このようにして、アームは、システムを横切って（over）水平に枢動することができるだけでなく、下方又は上方に向けて垂直に位置合わせされ得ることが可能になっている。
【００４４】
このようにして、アームのこの垂直位置では、アームに大きなてこの作用がかからないので、小型構成のメンテナンス機構を用いて、例えば花崗岩の厚板等の非常に重いシステムコンポーネントを移動可能である。
【００４５】
重荷重を持ち上げるには、特に、互いに正対して配置される２つのメンテナンス機構であって、アームを、コンポーネントを横切って旋回させる必要なく、問題となるコンポーネントの縁部に両側から接近する２つのメンテナンス機構を使用することが想定されている。
【００４６】
他方で、比較的軽量のシステムコンポーネントに関しては、１つのメンテナンス機構で十分である。アームは、いかなる場所のコンポーネントにも到達可能であるように、システムにわたって水平に枢動される。
【００４７】
システムコンポーネントを持ち上げるために、荷重収容手段は、好ましい一実施の形態によって想定されているように、好ましくは折畳み式フォークを備えてもよい。このフォークはアームに接続される。
【００４８】
本発明の１つの実施の形態において、フォークは、アームに沿って変位可能である。フォークは、特に、いくぶん軽量のシステムコンポーネントを持ち上げるのに役立ち得る。さらに、フォークは、回動するようにアームに取り付けることができ、それにより、単純な回動によってフォークをアームに対して平行に配置することができ、また折畳み状態で再び小寸法のモジュールをもたらすために一緒に折り畳むことができることが好ましい。
【００４９】
本発明の１つの実施の形態において、アームは、コンポーネント用の更なる収容手段を備え、この更なる収容手段は、アームのフォークに面しない側に配置されることが好ましい。
【００５０】
これは、特に、例えばエルボー等の支持体とすることができる。
【００５１】
より重い荷重、特に、持上げにおいてアームが垂直に位置合わせされるような荷重を持ち上げるために、フォークに面しないこの収容手段が設けられることが好ましい。
【００５２】
本発明の更なる一実施の形態において、メンテナンス機構、特にメンテナンス機構の軌道は、システム側に準備されているデータ項目又はデータセットを用いてプログラムすることができる。
【００５３】
特に、システム側からそれぞれの機構に、個々の識別子を割り当てることが想定されている。
【００５４】
最も単純な場合、これは、メンテナンス機構のコントローラーに手動で入力される数値とすることができる。
【００５５】
メンテナンス機構には、システム側に準備されているデータセットを読み取るようになっているリーダーが備え付けられていることが好ましい。これは、例えば、ＲＦＩＤシステムの形態又はバーコードの形態で実施することができる。
【００５６】
このようにして、メンテナンス機構は、それぞれのシステムに設置されている場合、例えばメモリから索出可能な個々の移動プロファイルをアップロードすることによって、そのシステムに適合することができる。
【００５７】
さらに、本発明は、特に半導体素子を処理するようになっているシステムに関する。
【００５８】
このシステムは、システムに取り付けることができるメンテナンス機構を備える。メンテナンス機構は、特にシステムのフレームに取付け可能である。
【００５９】
メンテナンス機構は、コンポーネントを持ち上げる手段を更に備える。
【００６０】
システムに取付け可能であるという特徴は、メンテナンス機構をシステムに一時的に接続することができることを意味する。
【００６１】
従来技術のクレーンとは対照的に、メンテナンス機構は、その取付け状態ではシステムのコンポーネントであるが、必要なときにだけ取り付けられるように取外し可能である。
【００６２】
このようにして、そのようなメンテナンス機構を準備する費用は、大幅に低減される。
【００６３】
さらに、システムの一体型コンポーネントである設備は、ほとんどの場合に別々に認証する必要がない。
【００６４】
システムは、少なくとも１つのビームと、システム領域内に位置するコンポーネントを持ち上げるようになっている少なくとも１つの荷重収容手段とを備えることが好ましいメンテナンス機構を備える。
【００６５】
荷重収容手段は、ビームに対して少なくとも垂直移動及び水平移動を実行可能であるようになっている。
【００６６】
メンテナンス機構は、上述したようなメンテナンス機構であることが好ましい。
【００６７】
好ましい一実施の形態に従って想定されているように、メンテナンス機構は、システム側の収容手段によって取り付けられる。
【００６８】
特に、システムは、ビームを固定することができるフレームを備えることが想定されている。
【００６９】
この固定は、特に、クイックリリース（quick-release：迅速解除）クランプ機構によって行うことができる。
【００７０】
かなり重いコンポーネントを持ち上げるために、システムは、２つの対向するメンテナンス機構を備えてもよい。
【００７１】
さらに、本発明は、コンポーネント、特に半導体素子を処理するシステムのコンポーネントを持ち上げて移動させる方法に関する。この目的で、上述したメンテナンス機構又はシステムが使用される。
【００７２】
本発明の更なる一実施の形態によれば、コントローラーを用いて、軌道に沿った移動を行うことが想定されている。
【００７３】
特に、コントローラーは、軌道を記憶しているメモリを備えることが想定されている。このようにして、移動されるコンポーネントは、障害物を通過して容易に駆動することができる。
【００７４】
代替的には、コントローラーは、メンテナンス機構を直接制御するのに用いる入力装置を備えてもよい。コントローラーは、特に、ジョイスティック又はキーボード又はタッチスクリーンを備えるように構成してもよい。
【００７５】
本発明は、特に、メンテナンス機構が、荷重収容手段を空間における２つの水平方向に移動させることができるコントローラーを備えることを想定している。
【００７６】
荷重収容手段が直線的に移動されることが意図される場合、これは、コントローラーが直接制御される場合、すなわち制御されながら回動するときに困難である。
【００７７】
したがって、メンテナンス機構は、コントローラーを介して、例えばジョイスティックを或る方向に動かすことにより、或る方向における並進移動を予め決定することができるようになっており、また、予めプログラムした移動プロファイルによって、アームの枢動と、接続ユニットの並進移動等の少なくとも１つの更なる直線運動とから、実質的な並進移動全体を生成するようになっている。
【００７８】
本発明の１つの実施の形態によれば、メンテナンス機構のコントローラーは、特にＷｉＦｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を介して制御ユニットに無線結合してもよい。この無線結合される制御ユニットは、例えばスマートフォン、ラップトップコンピューター又はタブレットコンピューターとしてもよい。
【００７９】
しかしながら、コントローラーは、有線制御ユニットに接続してもよい。制御ユニットとコントローラーとを別個に設けることは、メンテナンス作業をより容易に行うことができるという利点を有する。制御ユニットは、例えばメンテナンス機構をジェスチャーによって制御することができるように、位置センサー又は加速度センサーを備えてもよい。
【００８０】
既存のコンピューターをコントローラーとして使用することができ、特にタブレットコンピューター又はスマートフォンとして提供することもできることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るメンテナンス機構の例示的な一実施形態の斜視図である。
【図２】折畳み状態での図１のメンテナンス機構を示す図である。
【図３】メンテナンス機構の細部の図である。
【図４】メンテナンス機構の展開をより詳細に示すことを意図した図である。
【図５】メンテナンス機構の展開をより詳細に示すことを意図した図である。
【図６】メンテナンス機構の展開をより詳細に示すことを意図した図である。
【図７】メンテナンス機構の展開をより詳細に示すことを意図した図である。
【図８】メンテナンス機構の展開をより詳細に示すことを意図した図である。
【図９】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１０】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１１】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１２】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１３】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１４】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１５】様々な動作状態のうちの１つにおけるメンテナンス機構のコンポーネントを示す、メンテナンス機構の更なる詳細図である。
【図１６】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図１７】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図１８】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図１９】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図２０】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図２１】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図２２】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図であり、メンテナンス機構の細部の図である。
【図２３】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図である。
【図２４】半導体素子を処理するシステム内のメンテナンス機構の様々な適用例のうちの１つを示す図であり、図２３で使用されているメンテナンス機構の細部の図である。
【図２５】本発明に係るメンテナンス機構の設置をより詳細に示すことを意図した図であり、本発明に係るメンテナンス機構のこの実施形態は、システムに一時的にのみ搭載されるものである。
【図２６】本発明に係るメンテナンス機構の設置をより詳細に示すことを意図した図であり、本発明に係るメンテナンス機構のこの実施形態は、システムに一時的にのみ搭載されるものである。
【図２７】本発明に係るメンテナンス機構の設置をより詳細に示すことを意図した図であり、本発明に係るメンテナンス機構のこの実施形態は、システムに一時的にのみ搭載されるものである。
【図２８】本発明に係るメンテナンス機構の設置をより詳細に示すことを意図した図であり、本発明に係るメンテナンス機構のこの実施形態は、システムに一時的にのみ搭載されるものである。
【図２９】クイックリリースクランプ機構を用いたメンテナンス機構の設置を示す図である。
【図３０】クイックリリースクランプ機構を用いたメンテナンス機構の設置を示す図である。
【図３１】クイックリリースクランプ機構を用いたメンテナンス機構の設置を示す図である。
【図３２】クイックリリースクランプ機構の細部の図である。
【図３３】クイックリリースクランプ機構の細部の図である。
【図３４】メンテナンス機構のアームの角度を水平にするためのヒンジを有するメンテナンス機構を示す図である。
【図３５】図３４に示されているメンテナンス機構の細部の図である。
【図３６】前述の図の代替形態としての、２つの垂直駆動装置を備えるメンテナンス機構の一実施形態の斜視図である。
【図３７】リーダーと、教示データを含むメモリとを備えるメンテナンス機構の細部の図である。
【図３８】本発明に係るメンテナンス機構が使用される、コンポーネントを移動させる方法をより詳細に示すことを意図した図である。
【図３９】本発明に係るメンテナンス機構が使用される、コンポーネントを移動させる方法をより詳細に示すことを意図した図である。
【図４０】本発明に係るメンテナンス機構が使用される、コンポーネントを移動させる方法をより詳細に示すことを意図した図である。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
以下、例示的な実施形態により図１〜図４０の図面を参照しながら、本発明の主題をより詳細に説明する。
【００８３】
図１は、メンテナンス機構１の第１の例示的な実施形態を示している。メンテナンス機構１は、例えば半導体素子を処理するシステムに取り付けられるようになっているビーム２を備える。
【００８４】
ビーム２はレール状の構成を有し、メンテナンス機構の設置状態では水平に位置合わせすることができる。すなわち、ビーム２の主延在方向は、水平方向にある。座標系が示されているこの図において、これはｘ−ｙ平面である。ｚで示されている空間方向は、本発明の意味では、空間における垂直方向である。
【００８５】
アーム３は、接続ユニット５を介してビーム２に枢動可能に取り付けられ、接続ユニット５は、アーム受座７用の垂直駆動装置を備えることができる。
【００８６】
この例示的な実施形態では、アーム３は、水平に枢動可能であるように、すなわち軸４の周りに枢動可能であるように、ビーム２に取り付けられる。この目的で、接続ユニット５はヒンジを備える。
【００８７】
この例示的な実施形態では、アーム３は、１８０度にわたって枢動することができ、したがって、アーム３は、いずれかの側がビーム２に当接するまで枢動することができる。
【００８８】
接続ユニット５は、アーム受座７及びビーム受座６を更に備える。
【００８９】
ビーム受座６は、ビーム２に沿って水平に移動させることができる。対応する移動は、矢印１２で表されている。
【００９０】
さらに、アーム受座７は、ビーム受座６に対して垂直に移動させることができ、これは矢印１３で表されている。
【００９１】
アーム受座７を上昇させると、アーム３と、ひいては移動されるコンポーネントとが持ち上げられ、次に、水平移動によってシステム領域から移動させることができる。
【００９２】
この例示的な実施形態では、アーム３は、互いに入れ子式に伸縮することができるセグメント３ａ及び３ｂで構成されている。すなわち、セグメント３ｂをセグメント３ａに滑り込ませて、アーム３を短くしたり長くしたりすることができる。
【００９３】
本発明の代替的な一実施形態（ここでは図示せず）において、アーム３は、セグメント３ａのみからなってもよく、この場合、セグメント３ａにフォーク８が取り付けられる。
【００９４】
コンポーネントを引き取るために、アーム３はその片側にフォーク８を備える。フォーク８は、ここでは展開状態で示されている。フォーク８は、上側部分８ｂと下側部分８ａとからなり、下側部分８ａは、折り畳んで上側部分の凹部１０に収納することができる。
【００９５】
しかしながら、コンポーネントは、フォークを用いず、例えばアーム３ａに直接固定して引き取ることもできる。
【００９６】
１つのフォーク８がセグメント３ａに取り付けられ、他のフォークがセグメント３ｂに取り付けられる。
【００９７】
この例示的な実施形態では、フォーク８は、さらに、アーム３に沿って又はそれぞれのセグメント３ａ、３ｂに沿って水平に変位可能であり、これは矢印１４で表されている。
【００９８】
このようにして、フォーク８間の間隔を変更可能である。
【００９９】
さらに、この実施形態では、フォークの上側部分８ｂは、アーム３の上部に対して直角に延びている回転軸９の周りで回動するように、アーム３に取り付けられている。
【０１００】
ここでは図示していない本発明の代替的な一実施形態において、上側部分は回動可能でない。
【０１０１】
したがって、フォーク８は、それらのフォーク８の主延在方向がアーム３の主延在方向に一致するように回動させることができる。メンテナンス機構１は、このようにして小型化することができる。
【０１０２】
アーム３のフォーク８に面しない側で、この例示的な実施形態ではアーム３又はセグメント３ｂの端部に、重荷重を持ち上げるのに役立つ収容手段１１が設けられている。この例示的な実施形態では、収容手段１１は、単純なエルボーの形態である。
【０１０３】
フォーク８と収容手段１１との双方が、移送中にコンポーネントを固定するための更なる係止手段（ここでは図示していない）を備えてもよいことが理解される。
【０１０４】
また、アーム３をそのそれぞれの枢動位置に係止し、セグメント３ａ、３ｂを互いに対して係止するための必要に応じた係止手段も図示していない。
【０１０５】
１つの実施形態において、メンテナンス機構１は、完全に手動で操作される。接続ユニット５は、例えばクランク駆動装置により、ビーム２に沿って変位させることができる。
【０１０６】
クランク駆動装置は、アーム受座７を介してアーム３を垂直方向に駆動するためにも設けられることが好ましい。
【０１０７】
アーム３の枢動と、セグメント３ｂの引出しと、フォーク８の展開とは、手動で行ってもよい。
【０１０８】
本発明の代替的な一実施形態において、矢印１２及び１３に沿った並進移動と、必要に応じてセグメント３ｂの引き出しとは、動力によって行われる。本発明の１つの実施形態において、アーム３の枢動も動力によって行われる。
【０１０９】
制御は、コントローラーのキーを介して又はインターフェース及び外部ユニットを介して行うことができる。このような制御は、軸が手動で制御されない場合にのみ必要となり、メンテナンス機構の更なるアクチュエーター又はセンサーを制御する必要はない。
【０１１０】
必要に応じて、メンテナンス機構１は、特に、持ち上げられたコンポーネントの高さを水平にすることを可能にするために、センサーを更に備えてもよい。
【０１１１】
図２は、折畳み状態のメンテナンス機構１を示している。
【０１１２】
アーム３のセグメントは一緒に入れ子にされており、アーム３はここではビーム２に当接しているのを見て取ることができる。
【０１１３】
フォーク８も折り畳まれて、アーム３に対して静止している。
【０１１４】
この図から、メンテナンス機構１は、容易に折り畳んで小型の可搬ユニットにすることができることが明らかである。
【０１１５】
接続ユニット５のみが、ビームから側方に突出している。しかしながら、好ましくは接続ユニット５の長さは大幅に短くなっており、好ましくはビーム２の長さの１／３未満に短くなっている。ビーム２を超えて側方に突出している接続ユニット５は、メンテナンス機構が垂直駆動手段を備える場合、移動されるコンポーネントを垂直に持ち上げるために必要とされる。
【０１１６】
図３は、図２に示されているアーム３の詳細図であり、アーム３は、接続ユニット５を介してビーム２に取り付けられている。
【０１１７】
この図では、アーム受座７は、ビーム受座６に対して回動可能であることを見て取ることができる。
【０１１８】
回転軸１５は、アーム３の主延在方向に沿って水平面に延びている。アーム３は、回動するように取り付けられていることから、図１に示されている位置に対して９０度回動することができ、次に、上方に又は下方に延在するように枢動させることにより、アーム３の主延在方向を垂直に位置合わせすることができる。
【０１１９】
図４〜図８を参照して、メンテナンス機構１の展開を説明する。
【０１２０】
図４は、図２のように折畳み状態にあるメンテナンス機構１を示している。
【０１２１】
図５では、メンテナンス機構１の接続ユニット５は、アーム３の左端部からアーム３の右端部に既に移動されている。使用者はここで、アーム３への良好なアクセスと、この例示的な実施形態では設けられているアーム上に配置されたフォーク８への良好なアクセスを有する。
【０１２２】
図６及び図７に示されているように、ここでフォーク８を９０度枢動させることにより、依然として一緒に折り畳まれているフォーク８の主延在方向を垂直方向とすることができる。
【０１２３】
続いて、図８に示されているように、フォークの下側部分８ａ（この例示的な実施形態では折畳み可能である）を広げることにより、フォーク８がＬ字状構成をなすことができる。
【０１２４】
図９は、例えば、持ち上げられるコンポーネントが位置付けられているシステム領域の上方に配置するために、アーム３がここでどのように水平に枢動されるかを示している。
【０１２５】
図１０に示されているように、次に、（この例示的な実施形態では伸縮可能な構成の）アーム３を伸長することにより、フォーク８をここで互いに離間させることができる。
【０１２６】
図１１に見て取ることができるように、少なくとも１つのフォーク８は、この例示的な実施形態ではアーム３に沿って水平に変位可能である。
【０１２７】
図１２は、更なる詳細図を示している。この図のこの例示的な実施形態では、例えばフォーク８及び受座１１を空間におけるそれぞれの反対方向に向くように配置するために、アーム３が回動されている。
【０１２８】
さらに、図１３に示されているように、アーム３は、もはやビーム２に対して水平に枢動可能でなくなるまで回動することができ、一方でこのとき、上方又は下方に枢動することができる。
【０１２９】
図１４は、完全に下方に枢動した位置のアーム３を示している。この位置では、アーム３は、システム領域内へと側方に枢動するようになっていない。むしろ、アームは、接続ユニットを介して水平に変位される。この位置では、収容手段１１を用いて重荷重に側方から係合して、その重荷重を持ち上げることができる。
【０１３０】
このようにして、ここではアーム３がビーム２に対して長いレバーを形成しないので、側方枢動位置よりもかなり重い荷重を移動させることができる。
【０１３１】
図１５に示されているように、アーム３を上方に枢動させることにより、収容手段１１をここでビーム２の上方に位置付けることもできる。
【０１３２】
図１６は、半導体素子を処理するシステム１６の斜視図を示している。
【０１３３】
システム１６は、防振装置１８が取り付けられた台１７を備える。
【０１３４】
好ましくは花崗岩の厚板として設計されている台１７には、半導体素子を処理するシステム１６の構成部品である可動ステージ１９が搭載されている。この例では、システム１６はメトロロジー装置２１を備える。
【０１３５】
システム１６は、クリーンルームで使用されることが好ましい。
【０１３６】
システム１６は、フレーム２０を更に備える。フレーム２０の内側に、メトロロジー装置２１のセンサーが配置される。
【０１３７】
この図に見て取ることができるように、上記で示したメンテナンス機構１のビーム２は、フレーム２０に取り付けられる。
【０１３８】
図１７に示されているように、アーム３は、ビーム２から離れるように水平に枢動することができ、この例示的な実施形態では、センサー２２、例えば光学センサーが、フォーク８によって下から把持されている。コンポーネント、この例示的な実施形態では光学センサー２２は、必要に応じて真空吸引手段又は機械的な係止手段又は磁性係止手段によって、フォーク８上で滑らないように固定することができる（図示せず）。
【０１３９】
図１８に示されているように、コンポーネント、この例示的な実施形態では光学センサー２２は、アーム３の枢動によってシステム領域から容易に移動させることができ、取り除くか又はそこでメンテナンス作業を受けることができる。この目的で、接続ユニット５は、ビーム２に沿って水平に移動される。
【０１４０】
ステージ１９、光学センサー２２又はメトロロジーシステムの他のコンポーネントは、ここで、メンテナンス作業のためにアクセス可能である。
【０１４１】
図１９に示されているように、ステージ１９も、フォーク８によってシステム領域から枢動させることができる。
【０１４２】
この目的で、アーム３は、この例示的な実施形態ではセグメント３ａからセグメント３ｂを部分的に引き出すことによって伸長されている。フォーク８は、このとき、図１７に示されている状態と比較してより広い間隔を有する。
【０１４３】
以下、図２０〜図２４を参照しながら、比較的重いコンポーネントの移動を説明する。
【０１４４】
図２０は、半導体素子を処理するシステム１６を再び示している。
【０１４５】
上記の図とは対照的に、ここでは、２つのメンテナンス機構１がシステム１６のフレーム２０に取り付けられ、互いに正対して配置されている。
【０１４６】
それぞれのメンテナンス機構１のアーム３は、システム領域内へと水平に枢動されず、むしろ、エルボー形の収容手段１１がアーム３の下端部を画定するように、アーム３を下方に枢動させることができる位置に９０度回動されている。
【０１４７】
他の例示的な実施形態において、枢動可能なアームは、移動されるコンポーネント（この例示的な実施形態では台１７）をメンテナンス機構に接続する他のコンポーネント、特に枢動不可能なコンポーネントと置き換えてもよい。
【０１４８】
図２１に示されているように、台１７全体を、アーム３及び収容手段１１により持ち上げて、アームをビーム２に沿って変位させることにより、アーム３によってシステム領域から部分的に移動させることができる。
【０１４９】
この目的で、メンテナンス機構１は、同期型の水平駆動装置及び／又は垂直駆動装置（図示せず）を備えてもよい。
【０１５０】
その同期は、動力化された水平駆動装置及び／又は垂直駆動装置の場合、駆動制御装置を介して達成することができ、特に、手動の水平駆動装置及び／又は水平駆動装置の場合、機械的なリンク機構を介して、例えば移動軸に結合される連結シャフトを介して達成することができる。
【０１５１】
図２２は、下方に枢動されたアーム３の詳細図である。下方に枢動されたアーム３は、台を持ち上げるために、接続ユニット５に沿ってアーム受座７を通して上方に駆動することができる。
【０１５２】
図２３は、２つのメンテナンス機構１を用いて、メンテナンス機構１上に配置されている重荷重を移動させることも可能であることを示している。この目的で、アーム３は、垂直方向上方に枢動されており、ひいては更なるコンポーネント、特に、ここに図示されているシステム１６のフィルターモジュール２３を持ち上げて、ビーム２に沿って側方に移動させることが可能である。
【０１５３】
図２４は、アーム３の詳細図を再び示している。
【０１５４】
アーム３は、収容手段１１がアーム３の上端部に位置するように、垂直方向上方に枢動されていることを見て取ることができる。ここでも同様に、アーム受座７を移動させることによって、荷重を持ち上げることができる。
【０１５５】
以下、図２５〜図２８を参照しながら、本発明に係るメンテナンス機構の設置をより詳細に説明する。
【０１５６】
図２５に示されているように、メンテナンス機構は、その折畳み状態ではトロリーケース２４内に収容することができ、使用者が、このトロリーケース２４をシステムまで運ぶことができる。
【０１５７】
図２６は、メンテナンス機構１がその折畳み状態で収容されている、開いたトロリーケースを示している。
【０１５８】
次に、図２７及び図２８に示されているように、メンテナンス機構１のビーム２を、システム１６のフレーム２０に取り付けることができる。メンテナンス機構１は、システムの上部システムコンポーネント２３と、システム１６の台１７との間に配置される。
【０１５９】
メンテナンス機構１の必要に応じて設けられるコントローラー（図示せず）も、トロリーケース２４に収容することができる。代替的な一実施形態によれば、コントローラーは、システム自体の構成部品であり、したがってシステムまで運ぶ必要はない。
【０１６０】
例えば、フレーム２０上へのねじ接続によって、設置を達成してもよい。
【０１６１】
しかしながら、図３０及び図３１を参照してより詳細に記載するように、クイックリリースクランプ機構を使用することが好ましい。
【０１６２】
図２９に示されているように、メンテナンス機構を取り付けるためにアダプター２５を用いてもよい。
【０１６３】
アダプター２５は、例えば、形状嵌め及び／又は力係止によってフレーム２０に固定してもよい。
【０１６４】
１つの実施形態によれば、メンテナンスツールを異なる設計のシステムに設置することを可能にするために、複数の異なるアダプターがメンテナンスツールと同封される。特に、異なるシステム１６のフレーム２０のそれぞれのシステム輪郭に適合する、異なる幅を有するアダプターを提供してもよい。
【０１６５】
図３０に示されているように、アダプター２５は、フレーム２０に固定される。アダプターは、特に、クリップ状の構成を有してもよく、力係止及び／又は形状嵌めによってフレームに接続することができる。
【０１６６】
次に、メンテナンス機構１のビーム２を、好ましくはクイックリリースクランプ機構によってアダプター２５に取り付けることができる。
【０１６７】
これは、図３２及び図３３に詳細に示されている。
【０１６８】
この例示的な実施形態では、アダプター２５のクイックリリースクランプ機構は、カム２７を含むそれぞれのレバー２６を備える。ビーム２は、アダプターの凹部２８に配置される。
【０１６９】
図３３に示されているように、アダプター２５のクイックリリースクランプ機構は、レバー２６を枢動させることによって係止される。
【０１７０】
しかしながら、異なる構成の形状嵌め部材又は力係止部材を使用してもよいことが理解される。
【０１７１】
図３４は、メンテナンス機構の更なる例示的な実施形態を示している。この実施形態では、接続ユニット５は、アーム受座７とビーム受座６との間に配置される補償ジョイント３０を含む。
【０１７２】
矢印２９で表されているように、載せられた荷重がアーム３に力を加える。これにより、システムの長いレバー及び有限の剛性に起因して、アーム３が角度αだけ撓む。
【０１７３】
これにより、荷重の高さ、特に角度位置が変化する。
【０１７４】
角度位置のこのような変化は、センサー３１によって検出され、補償ジョイント３０を介してアーム３を上方に枢動させることにより、補償ジョイント３０を通してアクチュエーター（図示せず）を用いて補償することができる。
【０１７５】
これは、自動化されていることが好ましい。
【０１７６】
アクチュエーターとして、動力化されたアクチュエーターを使用することができる。特に、圧電アクチュエーター、電気モーター又は空気手段の使用が提案される。手動の実施形態も可能である。
【０１７７】
図３５は、補償ジョイント３０の詳細図であり、補償ジョイント３０は、この例示的な実施形態では撓み軸受として実施されている。
【０１７８】
アクチュエーター３９は、この撓み軸受の２つの半部分の間に位置する。
【０１７９】
図３６は、特別重い荷重を持ち上げることが意図された、メンテナンス機構１の代替的な一実施形態を示している。この目的で、メンテナンス機構は、ビーム２が取り付けられる２つの接続ユニット５を備える。
【０１８０】
上記で示した実施形態と同様に、ビーム２は、接続ユニット５を介して上方に駆動することができ、システム内に位置するコンポーネントは、このようにして持ち上げることができる。
【０１８１】
上述の実施形態に対応するアーム３は、更なる接続ユニット３２によってビームに枢動可能に取り付けられる。
【０１８２】
接続ユニット３２は、水平方向において特に動力によって変位可能である。
【０１８３】
一方で、垂直移動は、接続ユニット５を介して行われる。
【０１８４】
さらに、ここに示されているアームは、接続ユニット３２を介して回動するように取り付けられており、そのため、システム領域内に枢動することもできるし、重荷重を持ち上げるように垂直方向上方又は下方に位置合わせすることもできるようになっている。
【０１８５】
本発明は、特に、処理システムのコンポーネント又は処理検査システムのコンポーネント（例えば測定センサー、リトグラフィーシステムのコンポーネント、特に、測定装置、リトグラフィー装置、メトロロジー装置、光学検査装置、電子ビーム式検査装置、コーティングシステム、及び半導体基板を処理するシステム）等のメンテナンス機構に関する。また、本発明は、半導体処理用のマスクを製造するシステムに関する。さらに、本発明は、上述したシステムのハンドリングシステム、例えばハンドリングロボットに関する。さらに、医薬品及び食品産業のクリーンルーム内にあるシステムでのその使用、特に、生産包装システム及び充填システムでのその使用も考えられる。さらに、機械工学産業のシステムでのその使用も可能である。
【０１８６】
図３７は、互いに通信する２つのコンポーネント、この例示的な実施形態ではリーダー３３及びメモリ３４を備えるメンテナンス機構の細部の図を示している。メモリ３４は、教示データを記憶している。別の状況では、メンテナンス機構は、図１に示されているメンテナンス機構のように構成される。
【０１８７】
メンテナンス機構は、特に、クイックリリースクランプを用いてシステムに取り付けることができるビーム２を備える。
【０１８８】
この例示的な実施形態では、リーダー３３は、ビーム２上に配置されており、この例示的な実施形態ではシステムのフレーム２０に取り付けられているシステム側メモリ３４を無線で読出し可能である。メモリ３４は、特に、ＲＦＩＤチップとして設計することができる。
【０１８９】
ここで、リーダー３３を介して、教示データによってメンテナンス機構をプログラム可能である。特に、特定のシステムコンポーネントをシステム領域から移動させる移動プロファイルを、予めプログラムすることができる。
【０１９０】
以下、図３８〜図４０を参照しながら、コンポーネントを持ち上げてシステム領域から移動させるために、本発明のメンテナンス機構の例示的な一実施形態を使用する方法を説明する。このメンテナンス機構は、特に、図１に示されているメンテナンス機構に対応することができ、したがってとりわけ、ビームに取り付けられる枢動可能なアームを備える。
【０１９１】
図３８に概略的に示されているように、コンポーネントは、初期位置３５から最終位置３６に移動されることになる。
【０１９２】
コンポーネントは、この経路に沿って位置する障害物３７及び３８を通過して移動させる必要がある。
【０１９３】
見て取ることができるように、初期位置３５から最終位置３６への移動は、互いに対して鈍角の２つの直線移動、すなわち並進移動で構成されている。
【０１９４】
この図は、水平軸及び垂直軸によって規定される平面、すなわち垂直面における移動に関するものである。さらに、軌道に沿った移動は、軌道制御に枢動を含めることによって、三次元、すなわち水平面においても行うことができる。
【０１９５】
軌道は、少なくとも２つの並進移動で構成されていることが好ましい。
【０１９６】
図３９に概略的に示されているように、初期位置３５から最終位置３６への移動は、互いに対して直角の複数の並進移動で構成されてもよい。
【０１９７】
しかしながら、図４０に示されているように、本発明の１つの実施形態によれば、まず、初期位置３５から始めて回動又は円運動を行い、次に、コンポーネントを並進移動で最終位置３６まで駆動することも同様に可能である。そのような回動又は円運動は、例えば、実質的に円形の障害物３７を避けるために並進移動の組合せによって達成してもよい。
【０１９８】
垂直面、すなわちｘ−ｚ平面での移動は、図３８〜図４０に示されているように、他の空間方向にも、特に水平面、すなわちｘ−ｙ平面にも等しく適用することができる。
【０１９９】
水平面において、並進移動は、アームの枢動と、メンテナンス機構の接続ユニットの並進移動とによってその一部を構成してもよい。
【０２００】
本発明は、柔軟に適用することができ、重荷重を移動させるのにも適した、軽量かつ可搬の昇降機構を提供することを可能にする。
【符号の説明】
【０２０１】
１  メンテナンス機構
２  ビーム
３  アーム
３ａ、３ｂ  セグメント
４  軸
５  接続ユニット
６  ビーム受座
７  アーム受座
８  フォーク
８ｂ  上側部分
８ａ  下側部分
９  回転軸
１０  凹部
１１  収容手段
１２〜１４  矢印
１５  回転軸
１６  半導体素子を処理するシステム
１７  台
１８  防振装置
１９  ステージ
２０  フレーム
２１  メトロロジー装置
２２  センサー
２３  フィルターモジュール
２４  トロリーケース
２５  アダプター
２６  レバー
２７  カム
２８  凹部
２９  矢印
３０  補償ジョイント
３１  センサー
３２  接続ユニット
３３  リーダー
３４  教示データを含むメモリ
３５  初期位置
３６  最終位置
３７  障害物
３８  障害物
３９  アクチュエーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【外国語明細書】
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