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JP2919158B2 - 基板保持装置 - Google Patents

基板保持装置

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JP2919158B2
JP2919158B2 JP5751292A JP5751292A JP2919158B2 JP 2919158 B2 JP2919158 B2 JP 2919158B2 JP 5751292 A JP5751292 A JP 5751292A JP 5751292 A JP5751292 A JP 5751292A JP 2919158 B2 JP2919158 B2 JP 2919158B2
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suction
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、露光されるウエハ等基
板を保持する基板保持装置に関し、特に露光装置に対し
て着脱自在であり、該露光装置から離れた位置において
ウエハ等基板の受渡しを行う基板保持装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体の露光装置においては、これに対
して着脱自在である基板保持装置が設けられ、該基板保
持装置を前記露光装置の外へ搬出して、ウエハ等基板
（以下、「基板」という。）の受渡しを行うのが一般的
である。
【０００３】すなわち図７に示すように、基板収納棚Ｒ
から取出された基板Ｗは、回動する搬送ハンドＨによっ
て基板保持装置Ａの吸着板５１に対する受渡し位置へ搬
送され、該基板保持装置Ａは搬送ハンドＨの下方にあっ
て前記基板Ｗを受取ったのち、該基板Ｗと吸着板５１と
の間の位置合わせを行い、次いで、露光装置Ｓへ搬入さ
れる。
【０００４】このような基板保持装置の従来例を図８お
よび図９に示す。基板保持装置の本体である吸着板５１
はその表面に基板Ｗを吸着するための吸着溝５１ａを備
えており、吸着溝５１ａは内部配管５１ｂを経て真空ポ
ンプおよび加圧空気供給源を含む圧力制御装置へ接続さ
れる。吸着板５１とこれに受渡された基板Ｗとの相対的
位置を調整する位置合わせは、吸着板５１の１側縁に隣
接して固定された１対の基準ピン６６ａ，６６ｂおよび
これに対向する側縁に隣接して配置された押しピン６２
からなる第１の位置合わせ手段と、前記２つの側縁に直
交する側縁に隣接して固定された基準ピン７２およびこ
れに対向する側縁に隣接して配置された押しピン６９か
らなる第２の位置合わせ手段によって行われる。
【０００５】上述の位置合わせに当って、まず、吸着溝
５１ａに作用する真空吸着力を解除して、替わりに加圧
空気を供給することで吸着板５１上の基板Ｗを浮上さ
せ、次いで各押しピン６２，６９をそれぞれバネ６２
ａ，６９ａに抗して後退させていたシリンダ６２ｂ，６
９ｂのそれぞれの作動圧力を解除する。各シリンダ６２
ｂ，６９ｂの作動圧力から解放された押しピン６２，６
９は、それぞれバネ６２ａ，６９ａの弾圧力によって各
矢印の方向へ移動し、基板Ｗを各基準ピン６６ａ，６６
ｂ，７２に対して係合させる。
【０００６】このようにして基板Ｗの位置調整を行った
のち、再び吸着溝５１ａに真空吸着力を作用させて基板
Ｗを吸着板５１に吸着させる。この状態で基板保持装置
Ａを露光装置Ｓへ搬入する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術においては、吸着板の表面は基板の平面矯正のた
めに鏡面仕上が施されており、かつ吸着される基板自体
も両面に鏡面仕上げを施した薄板であるため、搬送ハン
ドから基板を受取ったのち、吸着溝による真空吸着力を
解除して逆に加圧空気を噴出し、これによって前記吸着
板から基板を浮上させる際に、前述のように鏡面化され
た吸着板の表面と、同じく鏡面化された基板の表面が、
一部でリンキング（密着）現象を起して基板が歪み、不
完全な浮上状態となる傾向がある。
【０００８】その結果、押しピンによる吸着板と基板の
位置合わせを円滑に行うことができず、また基板と基準
ピンの衝突による両者の損傷、吸着板の表面の摩耗等を
ひき起し、加えて発塵によるデフォーカスの原因ともな
る。
【０００９】また基板を浮上させるための加圧空気に不
純物が混入した場合、基板が汚染されるおそれもある。
さらに図９に示すように、基板が各基準ピンに対して水
平方向に押圧されるため、押しピンのバネの弾圧力が吸
着板の真空吸着力に対して相対的に大きすぎる場合に
は、位置合わせ後に吸着板に基板を吸着する際の障害と
なり、また逆に小さすぎる場合は押しピンの押圧力が不
足して位置合わせの精度が損われる。従って、前記バネ
の弾圧力の調整に高精度を要するという問題もある。
【００１０】本発明は上記従来の技術の有する解決すべ
き課題に鑑みてなされたものであり、基板を歪ませるこ
となく、また基準ピンおよび吸着板の吸着面を損傷する
ことなく、基板の位置合わせを容易にかつ高精度で行う
ことのできる基板保持装置を提供することを目的とする
ものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の基板保持装置は、基板を吸着自在である吸
着板と、前記吸着板を載置し、装置に対して着脱自在に
搬出入される搬送ベースと、前記吸着板を前記搬送ベー
スに吸着させるための排気と、前記吸着板を前記搬送ベ
ースから離間させるための加圧空気の供給を交互に行う
排気給気手段と、前記吸着板を前記搬送ベースに対して
相対的に移動させ、前記吸着板に吸着された基板を基準
部材に係合させて位置合わせする駆動手段と、前記吸着
板に吸着された基板が前記搬送ベース上の所定の位置に
到達したことを検出する基板位置センサーと、前記基板
位置センサーの出力に基づいて前記排気給気手段の前記
排気を開始する切換手段を備えていることを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】吸着板を加圧空気によって搬送ベースから離間
させた状態で、搬送ハンド等によって搬入された基板を
吸着板の表面に吸着させる。次いで駆動手段の駆動によ
って前記吸着板をその表面に吸着した基板とともに搬送
ベース上で所定の方向へ移動させる。吸着板とともに移
動する基板が、搬送ベース上の所定の位置に到達する
と、基板位置センサーがこれを感知し、排気給気手段の
排気が開始されて吸着板が搬送ベースに吸着される。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】図１は第１実施例を示す斜視図であって、
本実施例の基板保持装置の吸着板であるフロートチャッ
ク１はその表面に複数の吸着溝１ａをもち、各吸着溝１
ａは内部配管１ｂ（図２に示す）に接続され、基板吸着
用の排気ライン１ｃ（図２に示す）はニップル１ｄによ
って前記内部配管１ｂに着脱自在に接続される。
【００１５】 すなわちフロートチャック１は、前記排
気ライン１ｃから供給される真空吸着力によってその表
面に基板Ｗを吸着する。フロートチャック１を載置し、
露光装置等の装置に対して着脱自在に搬出入される搬送
ベースであるベースチャック２は、図２および図３に示
すように、フロートチャック１の下面に向って開口する
排気給気手段である複数の開口２ａおよびこれらに連通
する内部配管２ｂを備えており、フロートチャック１を
吸着または浮上させるための排気給気ライン２ｃは、ニ
ップル２ｄによって前記内部配管２ｂに着脱自在に接続
され、前記排気給気ライン２ｃは、切換手段である切換
弁（図示せず）を介して、フロートチャック１を吸着さ
せるための排気を行う真空源およびフロートチャック１
を浮上させるための加圧空気を供給する加圧空気供給源
に接続される。
【００１６】すなわちベースチャック２は、前記排気給
気ライン２ｃから供給される真空吸着力または加圧空気
によって、前記フロートチャック１をその表面に吸着ま
たは浮上させる。
【００１７】 ベースチャック２はその一側縁２０ａに
隣接する位置に１対の固定ピン２１ａ，２１ｂを備え、
各固定ピン２１ａ，２１ｂはベースチャック２に固着さ
れている。両固定ピン２１ａ，２１ｂの間には、押しピ
ン２２が配置され、該押しピン２２はバネ２３によっ
て、フロートチャック１の端縁１０ａに押圧される。ベ
ースチャック２の前記側縁２０ａに対向する側縁２０ｂ
には、第１および第２の基板位置センサーＳ１，Ｓ２、
および押しピン２２とともに駆動手段を構成するシリン
ダ２４が配置され、該シリンダ２４は配管２４ａ，２４
ｂから交互に供給される加圧空気によってシリンダピン
２５を往復移動する。
【００１８】 各基板位置センサーＳ１，Ｓ２はそれぞ
れ、フロートチャック１に吸着された基板Ｗの端縁に係
合可能な基準部材である基準ピン２６ａ，２６ｂおよび
フォトセンサー２７ａ，２７ｂからなる。
【００１９】 さらにベースチャック２は、残りの１対
の側縁２０ｃ，２０ｄの一方の側縁２０ｃに固定ピン２
８およびバネ３０によってフロートチャック１の端縁１
０ｃに押圧される押しピン２９を備えており、これらは
それぞれ前述の各固定ピン２１ａ，２１ｂおよび押しピ
ン２２と同様である。
【００２０】 また他方の側縁２０ｄには、前記シリン
ダ２４と同様の、押しピン２９とともに駆動手段を構成
するシリンダ３１および前記第１または第２の基板位置
センサーＳ１，Ｓ２と同様の第３の基板位置センサーＳ
３が設けられる。前記シリンダ３１は、前記シリンダピ
ン２５と同様のシリンダピン３２を備え、第３の基板位
置センサーＳ３は前記各基準ピン２６ａ，２６ｂと同様
の基準部材である基準ピン３３、および前記各フォトセ
ンサー２７ａ，２７ｂと同様のフォトセンサー３４を備
えている。
【００２１】次に本実施例の操作を説明する。
【００２２】 搬送ハンドから基板Ｗを受取るに際し
て、まずベースチャック２の開口２ａから加圧空気を噴
出させてフロートチャック１を浮上（離間）させる。次
いで各シリンダ２４，３１を駆動してそれぞれのシリン
ダピン２５および３２を、これに対向するフロートチャ
ック１の各端縁１０ｂ，１０ｄに押圧し、該フロートチ
ャック１を前記各固定ピン２１ａ，２１ｂ，２８の方向
に移動させる。フロートチャック１の前記端縁１０ｂ，
１０ｄと反対側の端縁１０ａ，１０ｃが各固定ピン２１
ａ，２１ｂ，２８に近づくにつれて、該端縁１０ａ，１
０ｃのそれぞれに係合する各押しピン２２，２９がそれ
ぞれのバネ２３，３０に抗して後退する。 すなわち、
フロートチャック１は、ベースチャック２から浮上し、
その周端縁を各シリンダピン２５，３２および各固定ピ
ン２１ａ，２１ｂ，２８によって支持された状態で、搬
送ハンドから基板Ｗを受取る。該基板Ｗは、前記吸着溝
１ａに作用する真空吸着力によって、フロートチャック
１の表面に吸着される。
【００２３】次いで各シリンダ２４，３１が逆方向に駆
動され、各シリンダピン２５，３２をフロートチャック
１の各端縁１０ｂ，１０ｄから後退させる。これに伴っ
て反対側の端縁１０ａ，１０ｃに係合する押しピン２
２，２９が、前記バネ２３，３０の復元力によって、フ
ロートチャック１を前述と逆の方向へ移動させる。
【００２４】すなわち、基板Ｗを吸着したフロートチャ
ック１は、押しピン２２，２９の押圧力によって、前記
基準ピン２６ａ，２６ｂおよび３３に向って移動する。
【００２５】基板Ｗが各基準ピン２６ａ，２６ｂ，３３
に係合すると、フォトセンサー２７ａ，２７ｂ，３４の
出力によって排気給気ライン２ｃの切換弁が作動され、
ベースチャック２の内部配管２ｂは加圧空気供給源に替
えて真空源に接続され、その結果前記開口２ａに作用す
る真空吸着力によって、フロートチャック１が吸着され
る。すなわちフロートチャック１とベースチャク２が真
空吸着力によって一体的に結合される。
【００２６】 最後に、各フォトセンサー２７ａ，２７
ｂ，３４によって基板Ｗがベースチャック２上の所定の
位置にあるのを確認し、フロートチャック１およびベー
スチャック２のそれぞれの真空吸着力が充分であること
を確認したうえで、各ニップル１ｄ，２ｄのそれぞれ
に、排気ライン１ｃおよび排気給気ライン２ｃを取り付
けたまま、この状態の基板保持装置を吸着した基板Ｗと
ともに露光装置へ搬入する。
【００２７】前述のように、搬送ハンドから受取った基
板の位置合わせは、該基板をフロートチャックに吸着し
た状態で行われるため、加圧空気による浮上力が直接基
板に作用することなく、従ってこれによる基板の歪およ
び汚染のおそれがない。また基板の位置合わせによって
基板を吸着するフロートチャックの表面が摩耗すること
もない。
【００２８】次に押しピン２２、基準ピン２６ａ、フォ
トセンサー２７ａについてその詳細を説明する。
【００２９】押しピン２２は図３に示すように、スライ
ダ２２ａと一体であり、スライダ２２ａはベースチャッ
ク２に固着されたハウジング２２ｂ内を摺動自在であ
り、バネ２３はハウジング２２ｂとスライダ２２ａの間
に配置され、スライダ２２ａをベースチャック２の中心
に向って押圧する。これによって、スライダ２２ａと一
体である押しピン２２がベースチャック２の中心に向っ
て押圧される。押しピン２９についても同様であるので
説明は省略する。
【００３０】基準ピン２６ａは、支持体２６ｃに螺着さ
れ、支持体２６ｃは、ベースチャック２に固着されたハ
ウジング２６ｄ内を摺動自在であり、ハウジング２６ｄ
と支持体２６ｃとの間にはバネ２６ｅが配置される。前
述のように押しピン２２によってフロートチャック１が
押しもどされ、基板Ｗの端縁が基準ピン２６ａに係合し
た状態でベースチャック２に真空吸着力を作用させたと
き、基準ピン２６ａはバネ２６ｅを圧縮しつつ基板Ｗと
ともにベースチャック２へと近づく方向へ移動する。従
って基準ピン２６ａと基板Ｗの接触面に摺動摩擦が生じ
ることはない。他の基準ピン２６ｂおよび３３について
も同様であるので説明は省略する。
【００３１】なお、各基準ピン２６ａ，２６ｂ，３３の
材質が摩擦係数の小さい樹脂であれば、上述のようなバ
ネによる遊動機構は必ずしも必要ではない。
【００３２】フォトセンサー２７ａは、図４に示すよう
に、ベースチャック２に固着された受光器２７ｃおよび
その中央部分をベースチャック２に枢着されたアーム２
７ｄからなり、アーム２７ｄの一端にはロール２７ｅ、
他端には遮光板２７ｆが保持される。基板Ｗが基準ピン
２６ａへと近づくとロール２７ｅが点線で示す位置から
実線で示す位置へ向って押圧され、アーム２７ｄはバネ
２７ｇに抗して矢印Ｐの方向へ枢動する。
【００３３】受光器２７ｃに入射する光線が遮光板２７
ｆによって遮られたことによって発せられる出力信号に
より、基板Ｗの端縁が基準ピン２６ａに到達したことを
検知する。他のフォトセンサー２７ｂ，３４についても
同様であるので説明は省略する。
【００３４】図５は、フロートチャックの変形例を示
す。本変形例のフロートチャック１０１は、基板を載置
する面に多数の突起１０１ａを設けて、基板に接触する
表面の面積を出来るだけ小さくしたものである。これに
よって、基板との間にゴミをはさみ込む可能性を少くす
るとともに、リンキングを防止することができる。加え
て真空解除に要する時間が少くてすみ、基板の着脱を速
やかに行うことができる。
【００３５】図６は第２実施例を示す模式断面図であっ
て、本実施例のフロートチャック２０１は、一方の面に
基板Ｗを吸着する複数の吸着溝２０１ａを備え、反対側
の面にベースチャック２０２に対向する開口２０１ｂを
備えている。吸着溝２０１ａに接続される内部配管２０
１ｃはニップル２０１ｄによって排気ライン（図示せ
ず）に接続され、開口２０１ｂに接続される内部配管２
０１ｅはニップル２０１ｆによって切換弁を有する排気
給気ライン（図示せず）に接続される。
【００３６】基板Ｗはニップル２０１ｄを経て供給され
る真空吸着力によってフロートチャック２０１の表面に
吸着される。このときフロートチャック２０１は、ニッ
プル２０１ｆを経て該フロートチャック２０１の開口２
０１ｂから噴出される加圧空気によってベースチャック
２０２の表面から浮上している。
【００３７】第１実施例と同様の押しピン、基板位置セ
ンサー等の手段によって基板の位置合わせを行ったの
ち、前記排気給気ラインの切換弁を作動させることで前
記加圧空気を解除し替わりに真空吸着力を供給して、ベ
ースチャック２０２の表面にフロートチャック２０１を
吸着する。
【００３８】 本実施例によれば、ベースチャック２０
２に比べてフロートチャック２０１の寸法が小さいた
め、フロートチャック２０１を浮上、吸着する内部配管
の加工等が簡略化される。なお、フロートチャック２０
１とベースチャック２０２以外は第１実施例と同様であ
るので説明は省略する。
【００３９】なお、各押しピンを押圧するバネの替わり
に加圧空気によるシリンダを用いることも可能である。
この場合はシリンダに供給する加圧空気の圧力を制御す
ることによって、押しピンの押圧力を調整することがで
きる。また前記加圧空気を供給するタイミングを調整
し、各押しピンの駆動時間を互にずらせることにより、
フロートチャックの移動を互に直交する２軸に沿った直
線運動にすることができる。
【００４０】 また、フロートチャックの材質は、基板
の材質がガラスであることを考慮して、重量および剛性
の点から軽量セラミックが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。基板を吸着する吸着
板を基板保持装置の台板から浮上させて移動させること
で位置合わせを行うものであるから、吸着板の吸着面を
摩耗させることなく、また、吸着面とのリンキング等に
よって基板を歪ませるおそれがない。さらに、基準ピン
に大きな衝撃を与えることなく、容易にかつ高精度で基
板の位置合わせを行うことができる。加えて、加圧空気
によって基板を浮上させて位置合わせを行う場合のよう
に加圧空気に含まれる不純物により基板表面が汚染され
るおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の斜視図である。
【図２】第１実施例の一部破断模式平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図４】フォトセンサーを説明する模式図である。
【図５】フロートチャックの変形例を示す斜視図であ
る。
【図６】第２実施例の一部分を示す断面図である。
【図７】基板保持装置と搬送ハンドおよび露光装置の関
係を説明する説明図である。
【図８】従来例を示す模式平面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ線に沿ってとった断面図である。
【符号の説明】
１，２０１ フロートチャック １ａ，２０１ａ 吸着溝 １ｃ 排気ライン ２，２０２ ベースチャック ２ａ，２０１ｂ 開口 ２ｃ 排気給気ライン ２１ａ，２１ｂ，２８ 固定ピン ２２，２９ 押しピン ２３，３０ バネ ２４，３１ シリンダ ２５，３２ シリンダピン ２６ａ，２６ｂ，３３ 基準ピン ２７ａ，２７ｂ，３４ フォトセンサー

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板を吸着自在である吸着板と、前記吸
    着板を載置し、装置に対して着脱自在に搬出入される搬
    送ベースと、前記吸着板を前記搬送ベースに吸着させる
    ための排気と、前記吸着板を前記搬送ベースから離間さ
    せるための加圧空気の供給を交互に行う排気給気手段
    と、前記吸着板を前記搬送ベースに対して相対的に移動
    させ、前記吸着板に吸着された基板を基準部材に係合さ
    せて位置合わせする駆動手段と、前記吸着板に吸着され
    た基板が前記搬送ベース上の所定の位置に到達したこと
    を検出する基板位置センサーと、前記基板位置センサー
    の出力に基づいて前記排気給気手段の前記排気を開始す
    る切換手段を備えていることを特徴とする基板保持装
    置。
  2. 【請求項２】 排気給気手段が、搬送ベースおよび吸着
    板の少くとも一方に設けられた複数の開口と、該開口に
    連通する内部配管と、該内部配管に着脱自在に接続され
    た排気給気ラインからなり、該排気給気ラインが真空源
    と加圧空気供給源を備えていることを特徴とする請求項
    １記載の基板保持装置。
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