(57)【要約】ウエハエッジ保護装置は、サーボモータ（1）を有する電気制御モジュールと、垂直運動機構（3）と、保護機構（2）と、を備える。保護機構（2）は、サーボモータ（1）の軸と固定接続され複数の第1連結部品を有する軸連結器（202）と、垂直運動機構（3）と固定接続され複数の第1連結部品と可動可能に接続された複数の第2連結部品を有する伝達スリーブ（203）と、を備える。サーボモータ（1）の軸によって発生したトルク出力が限界を超えない場合には、複数の第1連結部品は複数の第2連結部品と係合し、これにより、垂直運動機構（3）を垂直に動かすためにサーボモータ（1）により発生する回転運動を垂直運動機構（3）に伝達することが可能になり、サーボモータ（1）の軸によって発生したトルク出力が限界を超えた場合には、複数の第1連結部品は複数の第2連結部品から離脱され、これにより、サーボモータ（1）により発生した回転運動が垂直運動機構（3）に伝達されるのを防止するように、複数の第1連結部品は複数の第2連結部品と可動可能に接続される。【選択図】図１
2017504202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気制御モジュールと垂直運動機構とを備えるウエハエッジ保護装置であって、前記電気制御モジュールは回転運動を発生させるサーボモータを備え、前記ウエハエッジ保護装置はさらに保護機構を備え、前記保護機構は、
前記サーボモータの軸と固定接続され、複数の第1連結部品を有する軸連結器と、
前記垂直運動機構と固定接続され、前記複数の第1連結部品と可動可能に接続された複数の第2連結部品を有する伝達スリーブと、を備え、
前記サーボモータの軸によって発生したトルク出力が限界を超えない場合には、前記複数の第1連結部品は前記複数の第2連結部品と係合し、これにより、前記垂直運動機構を垂直に動かすために前記サーボモータにより発生する回転運動を前記垂直運動機構に伝達することが可能になり、
前記サーボモータの軸によって発生したトルク出力が限界を超えた場合には、前記複数の第1連結部品は前記複数の第2連結部品から離脱され、これにより、前記サーボモータにより発生した回転運動が前記垂直運動機構に伝達されるのを防止する、ウエハエッジ保護装置。
【請求項２】
請求項1に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記軸連結器は実質的に円筒形で、前記伝達スリーブは前記軸連結器を円周状に囲む環状壁を有し、前記複数の第1連結部品は前記軸連結器上に円周状に配置され、前記複数の第1連結部品は前記軸連結器の表面を越えて放射状に突出する端部を有し、前記複数の第2連結部品は前記環状壁の内側表面上に円周状に配置された複数の凹部であり、前記複数の凹部は前記複数の第1連結部品の端部と形状および位置が対応する、ウエハエッジ保護装置。
【請求項３】
請求項2に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記複数の第１連結部品のそれぞれは、
前記軸連結器内において放射状に摺動可能に配置された伝達スライドピンと、
前記伝達スライドピンの上に円周状に配置された圧縮バネと、を備え、
前記伝達スライドピンにおける端部は、前記軸連結器の表面を越えて突出し、
前記圧縮バネは、一端がスプリングリテーナに固定され、他端が前記伝達スライドピンの端部に当接され、それによって、前記伝達スライドピンの端部が、前記伝達スリーブ上の対応する前記複数の凹部に向けて力を発揮する、ウエハエッジ保護装置。
【請求項４】
請求項3に記載のウエハエッジ保護装置であって、各圧縮ばねは、前記サーボモータの軸によるトルク出力が限界を超えない場合には、対応する前記伝達スライドピンの端部を前記複数の凹部のうちの対応する１つにしっかりと押すように構成され、前記サーボモータの軸によるトルク出力が限界を超える場合には、対応する前記伝達スライドピンの端部が前記伝達スリーブに対して相対的に回転するのを許容し、それによって前記複数の凹部のうちの対応する１つから解放されるように構成される、ウエハエッジ保護装置。
【請求項５】
請求項3または4に記載のウエハエッジ保護装置であって、各圧縮バネにより対応する前記伝達スライドピンの端部に及ぼされる力は、前記軸連結器の内部における前記スプリングリテーナの半径方向の位置によって決定される、ウエハエッジ保護装置。
【請求項６】
請求項3または4に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記伝達スライドピンの端部は、前記軸連結器から前記伝達スリーブに向かう方向に沿って直径が徐々に減少する円錐形の先端を有し、前記伝達スライドピンの端部は、前記複数の凹部のうちの対応する１つにおける形状に対応した形状を有する、ウエハエッジ保護装置。
【請求項７】
請求項1に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記保護機構は、さらに、前記複数の第1連結部品が前記複数の第2連結部品から離脱されたときにトルク出力を停止するよう前記サーボモータを制御するように構成されたスイッチ装置を備える、ウエハエッジ保護装置。
【請求項８】
請求項7に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記スイッチ装置は、前記軸連結器に固定されたリミットボルトと前記伝達スリーブに固定されたリミットスイッチとを備え、
前記複数の第１連結部品が前記複数の第２連結部品に係合されている場合、前記リミットボルトおよび前記リミットスイッチは互いに接触せず、
前記複数の第１連結部品が前記複数の第２連結部品から離脱された場合、前記リミットボルトおよび前記リミットスイッチは互いに接触し、それによって、トルク出力を停止するようにサーボモータを制御する、ウエハエッジ保護装置。
【請求項９】
請求項1に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記垂直運動機構は、前記伝達スリーブに固定接続されたスクリューレバーを備える、ウエハエッジ保護装置。
【請求項１０】
請求項1に記載のウエハエッジ保護装置であって、前記第１連結部品および前記第2連結部品の数がいずれも3である、ウエハエッジ保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関し、特に、フォトリソグラフィツールにおいて使用するための衝突防止機能を備えたウエハエッジ保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
IC(Integrated Circuit）製造の分野において、ウエハエッジ保護装置は、ウエハの露光処理中に、ネガ型フォトレジストで被覆されたウエハのエッジを保護することによりウエハ処理効率を向上させるために使用され、従って、ウエハの露光とエッジ保護とを同時に実現するのに必要なものとして考えられている。露光中においてウエハエッジ保護を達成するために、そのような装置は、露光装置（フォトリソグラフィツール）内に配備する必要があり、ウエハを搬送し移動位置へと高速で移動するウエハステージに対して適切であるような位置に配置することで、エッジ保護のためにウエハ上にエッジ保護リングを配置することができる。上記の動作条件におけるそのような空間環境では、その装置は、高い信頼性が求められるが、それは、どのような衝突であっても、その衝突がなぜもしくはどのように起こったか、その衝突の影響がどの程度であるか、については関係なく、ウエハを使い物にならなくするかウエハの性能が損なわれる可能性があり、最悪のケースではフォトリソグラフィツールを物理的に損傷する可能性があるためである。したがって、より安全で、より信頼性の高いエッジ保護手段が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１６０９１９３号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１０２１４１７３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、ウエハのエッジを保護するための方法および装置を開示し、特許文献２には、ウエハエッジ保護装置及びその使用を開示している。しかしながら、これらのデバイスは、いずれも機構もしくは空気圧制御の点で衝突保護することができない。このため、それらの動作中に、ウエハおよびフォトリソグラフィツールへの衝突によって引き起こされる損傷の可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従来技術の欠点を克服するために、本発明は、電気制御モジュールと垂直運動機構とを備えるウエハエッジ保護装置を提供する。前記電気制御モジュールは回転運動を発生させるサーボモータを備える。前記ウエハエッジ保護装置はさらに保護機構を備え、前記保護機構は、前記サーボモータの軸と固定接続され、複数の第1連結部品を有する軸連結器と、前記垂直運動機構と固定接続され、前記複数の第1連結部品と可動可能に接続された複数の第2連結部品を有する伝達スリーブと、を備え、前記サーボモータの軸によって発生したトルク出力が限界を超えない場合には、前記複数の第1連結部品は前記複数の第2連結部品と係合し、これにより、前記垂直運動機構を垂直に動かすために前記サーボモータにより発生する回転運動を前記垂直運動機構に伝達することが可能になり、前記サーボモータの軸によって発生したトルク出力が限界を超えた場合には、前記複数の第1連結部品は前記複数の第2連結部品から離脱され、これにより、前記サーボモータにより発生した回転運動が前記垂直運動機構に伝達されるのを防止する。
【０００６】
好ましくは、前記軸連結器は実質的に円筒形で、前記伝達スリーブは前記軸連結器を円周状に囲む環状壁を有し、前記複数の第1連結部品は前記軸連結器上に円周状に配置され、前記複数の第1連結部品は前記軸連結器の表面を越えて放射状に突出する端部を有し、前記複数の第2連結部品は前記環状壁の内側表面上に円周状に配置された複数の凹部であり、前記複数の凹部は前記複数の第1連結部品の端部と形状および位置が対応する。
【０００７】
好ましくは、前記複数の第１連結部品のそれぞれは、前記軸連結器内において放射状に摺動可能に配置された伝達スライドピンと、前記伝達スライドピンの上に円周状に配置された圧縮バネと、を備え、前記伝達スライドピンにおける端部は、前記軸連結器の表面を越えて突出し、前記圧縮バネは、一端がスプリングリテーナに固定され、他端が前記伝達スライドピンの端部に当接され、それによって、前記伝達スライドピンの端部が、前記伝達スリーブ上の対応する前記複数の凹部に向けて力を発揮する。
【０００８】
好ましくは、各圧縮ばねは、前記サーボモータの軸によるトルク出力が限界を超えない場合には、対応する前記伝達スライドピンの端部を前記複数の凹部のうちの対応する１つにしっかりと押すように構成され、前記サーボモータの軸によるトルク出力が限界を超える場合には、対応する前記伝達スライドピンの端部が前記伝達スリーブに対して相対的に回転するのを許容し、それによって前記複数の凹部のうちの対応する１つから解放されるように構成される。
【０００９】
好ましくは、各圧縮バネにより対応する前記伝達スライドピンの端部に及ぼされる力は、前記軸連結器の内部における前記スプリングリテーナの半径方向の位置によって決定される。
【００１０】
好ましくは、前記伝達スライドピンの端部は、前記軸連結器から前記伝達スリーブに向かう方向に沿って直径が徐々に減少する円錐形の先端を有し、前記伝達スライドピンの端部は、前記複数の凹部のうちの対応する１つにおける形状に対応した形状を有する。
【００１１】
好ましくは、前記保護機構は、さらに、前記複数の第1連結部品が前記複数の第2連結部品から離脱されたときにトルク出力を停止するよう前記サーボモータを制御するように構成されたスイッチ装置を備える。
【００１２】
好ましくは、前記スイッチ装置は、前記軸連結器に固定されたリミットボルトと前記伝達スリーブに固定されたリミットスイッチとを備え、前記複数の第１連結部品が前記複数の第２連結部品に係合されている場合、前記リミットボルトおよび前記リミットスイッチは互いに接触せず、前記複数の第１連結部品が前記複数の第２連結部品から離脱された場合、前記リミットボルトおよび前記リミットスイッチは互いに接触し、それによって、トルク出力を停止するようにサーボモータを制御する。
【００１３】
好ましくは、前記垂直運動機構は、前記伝達スリーブに固定接続されたスクリューレバーを備える。
【００１４】
好ましくは、前記第１連結部品および前記第2連結部品の数がいずれも3である。
【００１５】
提案されたウエハエッジ保護装置は、衝突に起因する過負荷の悪影響を防止するための衝突防止機能を有している。従って、事故の可能性を排除し、それによってフォトリソグラフィツールの安全性と信頼性を向上し、ウエハの損傷を最小化する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の利点および理念は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を考察することによって理解されるであろう。
【００１７】
【図１】本発明に係る、衝突防止機能を備えたウエハエッジ保護装置の概略図である。
【図２】本発明に係るウエハエッジ保護装置における衝突保護機構を示す概略図である。
【図３】本発明に係るウエハエッジ保護装置において伝達スライドピンが伝達スリーブとの係合を解除された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のいくつかの例示的な実施形態を図面を参照して以下に説明する。
【００１９】
図1に示すように、本発明は、衝突防止機能を有するウエハエッジ保護装置を提供し、ウエハエッジ保護装置は、機械式のピックアップアーム4に結合され、電気的制御モジュール（サーボモータ1を含む）と、衝突保護機構2と、垂直運動機構3と、を備える。電気制御モジュールのサーボモータ1は衝突保護機構2に装着され、そして、サーボモータ1は、この衝突保護機構2を介して垂直運動機構3に回転運動を伝達するように構成されている。そして、この回転運動は、垂直運動機構3により、ウエハの露光中にウエハのエッジ保護を可能にするエッジ保護リングを受けるための所定の移動位置にピックアップアーム4を移動させる過渡的な運動に変換される。
【００２０】
図2に示すように、一実施形態例によれば、衝突保護機構2は、モータベース201、軸連結器202、伝達スリーブ203、伝達スライドピン204、スプリングリテーナ205、リミットボルト207、位置決めベアリング209、リミットスイッチ208から構成されている。衝突保護機構2は、衝突保護機構2の上部に位置するサーボモータから運動と所望のトルクを受けるとともに、運動とトルクを垂直運動機構3の下部のスクリューレバー301に出力するために、サーボモータ1と垂直運動機構3との間に配置されている。さらに、衝突保護機構2は、稼働中にいかなる偶発的衝突が起こっても入力と出力とを自動的に分離する、すなわち、垂直運動機構3のスクリューレバー301から駆動用のサーボモータ1を分離するように構成されている。これにより安全な分離および作動停止をもたらし、それによって、フォトリソグラフィツールとウエハの保護を提供する。
【００２１】
具体的な実施形態
サーボモータ1は、衝突保護機構2のモータベース201にネジによって装着され、衝突保護機構2のモータベース201は垂直運動機構3に固定されている。衝突保護機構2は、垂直運動機構3にサーボモータ1の回転運動を伝達するように構成されている。垂直運動機構3は、この回転運動を並進運動に変換するように構成され、それにより、垂直運動機構3の底部に装着されているピックアップアーム4が、エッジ保護リングを配置するための移動位置内へと、または当該移動位置の外へと移動される。露光中のウエハエッジ保護は、従って、ピックアップアーム4によって、エッジ保護リングをウエハ上に配置するか、ウエハ上からエッジ保護リングを受け取ることで達成される。
【００２２】
図2に示すように、稼働中に、サーボモータ1がスイッチオンされ、サーボモータ1のシャフト（図示せず）が回転を開始する。衝突保護機構2の軸連結器202がシャフトに固定接続されることで、軸連結器202は一定の速度で軸と共に回転する。3つの伝達スライドピン204は、軸連結器202に配置され、各々の伝達スライドピン204は、軸連結器202の表面を越えて突出した端部を有する。軸連結器202は、実質的に円筒形であり、圧縮バネ206（それぞれがL1の初期長さを有する）が各スライドピン204上に配置されている。各圧縮バネ206は、伝達スリーブ203上の対応する凹部に向かってスライドピン204に力を発揮するために、一端がスプリングリテーナ205に固定され、伝達スライドピン204のうちの対応する1つにおける当該一端に当接する。圧縮バネ206の影響下において（すなわち、圧縮バネ206の圧縮された状態において）、3つの伝達スライドピン204の円錐形の先端（すなわち、軸連結器202の表面から放射状に突出する3つの伝達スライドピンの端部）は常に伝達スリーブ203上のそれぞれの凹部と係合する。これは、伝達スライドピン204の円錐形の先端が、モータ軸の回転運動を伝達スリーブ203に渡すことを可能にする。伝達スライドピン204は、等間隔に、放射状にスライドすることが可能なように軸連結器202内に配置され、そして、伝達スリーブ203の凹部は、対応する伝達スライドピン204の円錐形の先端と形状および位置が適合する。伝達スリーブ203は、さらに垂直運動機構3のスクリューレバー301とともに動作して軸の動きを垂直運動機構3に伝達し、これにより、軸の動きが、初期位置からウエハ露光用の搬送ステーションに移動し再び初期位置に戻るピックアップアーム4の繰り返し運動へと変換される。これらの反復運動の間における偶発的な衝突は、モーターにおける制限を超える増加したトルク応答出力を引き起し、図3に示すように、伝達スライドピン204の円錐形の先端に作用する力の瞬間的な増加を引き起こし、伝達スライドピン204の円錐形の先端が伝達スリーブ203の凹部から離脱するまで伝達スライドピン204がさらにバネ206を圧縮する。この離脱によって、サーボモータ1からの過負荷トルクの伝達を遮断し、従って保護を達成する。このとき、さらに圧縮されたバネ206は、それぞれL2の長さを有し、さらなる圧縮によってL1>L2となっている。衝突保護機構2は、さらに、軸連結器202に固定されたリミットボルト207と、伝達スリーブ203と固定接続されたリミットスイッチ208と、を備えている。正常に動作する場合、リミットボルト207とリミットスイッチ208との両方がそれらの初期位置に位置し（すなわち、互いに接触しない）、軸連結器202と伝達スリーブ203との間に相対的な回転はない。軸連結器202と伝達スリーブ203との間に相対的な回転を引き起こすような衝突があったとき、リミットボルト207とリミットスイッチ208とは互いに接触し、サーボモータ1の動作を停止するための指示信号を生成する。衝突が防止された結果の後、ゆっくりとサーボモータ1を回転させるか、または手動で伝達スリーブ203を回転させることにより円錐形の先端を凹部の近くにすることによって通常の運転を再開することができる。伝達スライドピン204の円錐形の先端に作用する力の摩擦成分によりモータトルク伝達が有効になると、バネの初期張力の調整を通じて��擦力を変化させることによってトルク調整することが可能になる。従って、トルク制限は、バネ206をL1からL2に圧縮する摩擦成分の大きさに相当する。
【００２３】
もちろん、機械的な衝突保護とは別に、本発明は、電流が過度に高い場合にモータをアクティブでなくする従来の過電流保護機能を有していてもよい。この技術はかなり成熟したものなので詳細な説明は省略する。
【００２４】
本明細書の開示は単に幾つかの好ましい実施形態にすぎず、それらは例示にすぎず、決して本発明を限定するものではない。論理的解析から派生するその他の技術的な工夫、本発明の概念に照らして当業者によって推論または限定された実験は、本発明の範囲内に入ると考えられる。
【図１】
2017504202.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017504202.tif 000005
【国際調査報告】
2017504202.tif 000006
2017504202.tif 000007
2017504202.tif 000008
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