(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを介して被露光材としての基板に露光光を照射して前記基板に前記マスクのパターンを露光転写する露光装置と、
前記基板を保持して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能なアーム部を有し、前記基板が供給される供給位置から前記露光装置に搬送する基板搬入装置と、
前記露光装置及び前記基板搬入装置を制御する制御部と、
を備える露光ユニットであって、
前記基板の互いに直交する２辺には、一辺に互いに離間する２つ、他の一辺に１つの略矩形状に凹んだ切欠きが設けられており、
前記基板搬入装置は、前記アーム部で保持された前記基板に設けられた前記切欠きを検出するセンサをさらに備え、
前記センサは、前記供給位置から前記露光装置へ搬送される途中において、前記切欠きの縁の位置を検出し、
前記制御部は、前記センサの検出結果と所定の基準位置とのズレ量を算出し、前記ズレ量に基づいて前記アーム部を移動及び回転させて、前記基板をプリアライメントすることを特徴とする露光ユニット。
【請求項２】
前記アーム部は、圧力センサを更に備え、
前記圧力センサで前記アーム部による前記基板の把持力を検出して所定の把持力で前記基板を把持することを特徴とする請求項１に記載の露光ユニット。
【請求項３】
マスクを介して被露光材としての基板に露光光を照射して前記基板に前記マスクのパターンを露光転写する露光装置と、前記基板を保持して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能なアーム部を有し、前記基板が供給される供給位置から前記露光装置に搬送する基板搬入装置と、を備える露光ユニットの基板のプリアライメント方法であって、
前記基板搬入装置のアーム部で前記基板を保持する工程と、
センサによって、前記供給位置から前記露光装置へ搬送される途中において、アーム部で保持された前記基板の互いに直交する２辺のうち、一辺に互いに離間する２つ、他の一辺に１つ設けられた略矩形状に凹んだ切欠きの縁の位置を検出する工程と、
前記センサの検出結果と所定の基準位置とのズレ量を算出し、前記ズレ量に基づいて前記アーム部を移動及び回転させて、前記基板をプリアライメントする工程と、
前記プリアライメントされた基板を前記基板搬入装置によって前記露光装置に搬送する工程と、
を備えることを特徴とする基板のプリアライメント方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光ユニット及び基板のプリアライメント方法に関し、より詳細には、露光装置に搬送される基板をプリアライメントするための露光ユニット及び基板のプリアライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクの露光パターンを露光転写するプロキシミティ露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板（被露光材）をワークチャックで保持し、マスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに、例えば、数１０μｍ〜数１００μｍのギャップで接近させて、パターン露光用の光をマスクに向けて照射してマスクに描かれた露光パターンを基板上に転写するフォトリソグラフィー技術により行われている。
【０００３】
このような露光装置は、基板を吸着固定するワークチャックがＸＹＺ方向に移動可能、且つθ方向に回動可能な基板ステージ上に搭載されており、ワークチャックが保持する基板を高精度でアライメントしてマスクのパターンを露光転写する。ワークチャックへの基板の搬送は、通常、搬送用ロボット等により行われており、基板を高い精度でワークチャックに搭載することは、露光精度を向上させる上で重要である。このため、基板のワークチャックへの搬送に先だって、通常、プリアライメント装置によって基板のプリアライメントが行われている。
【０００４】
従来、基板供給用カセットと露光装置との間に基板のプリアライメントを行なうプリアライメント装置を配置し、露光装置への基板の搬送に先だって基板のラフプリアライメントを行うようにした基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、クーリングプレート上に搭載された基板の直交する２辺の縁の位置を検出して基準位置からのズレ量を求め、このズレ量分だけ露光装置のワークチャックを予め移動及び回転させておき、このワークチャックに基板を搭載した後、ワークチャックを元の位置に戻すようにしたプロキシミティ露光装置及び基板搬送方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２７６４７７号公報
【特許文献２】特開２００９−３００９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１によると、基板を精度よくワークチャックに搭載するため、露光装置の直前にプリアライメント装置を設置し、このプリアライメント装置でプリアライメントされた基板をロボットが受け取ってワークチャックに受け渡していた。従って、プリアライメント装置やロボットの据え付け精度、組立精度がワークチャックへの基板搭載精度に影響を及ぼす問題があった。また、プリアライメントは、基板のマークを検出することで行われており、予めマークを表示する必要がある。さらに、特許文献２によると、プリアライメントする際の基板位置検出は、クーリングプレート上に搭載された基板の直交する２辺の縁の位置を検出して行われている。このため、基板の真直度、平面度、平行度、直角度、温度による基板の膨張・収縮などによって検出結果が変動し、正確にプリアライメントできない虞があった。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、専用のプリアライメント装置を設けることなく、短時間で且つ精度よく基板をワークチャックに搭載して、タクトタイムの短縮を図ることができる露光ユニット及び基板のプリアライメント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  マスクを介して被露光材としての基板に露光光を照射して前記基板に前記マスクのパターンを露光転写する露光装置と、
前記基板を保持して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能なアーム部を有し、前記基板が供給される供給位置から前記露光装置に搬送する基板搬入装置と、
前記露光装置及び前記基板搬入装置を制御する制御部と、
を備える露光ユニットであって、
前記基板の互いに直交する２辺には、一辺に互いに離間する２つ、他の一辺に１つの略矩形状に凹んだ切欠きが設けられており、
前記基板搬入装置は、前記アーム部で保持された前記基板に設けられた前記切欠きを検出するセンサをさらに備え、
前記センサは、前記供給位置から前記露光装置へ搬送される途中において、前記切欠きの縁の位置を検出し、
前記制御部は、前記センサの検出結果と所定の基準位置とのズレ量を算出し、前記ズレ量に基づいて前記アーム部を移動及び回転させて、前記基板をプリアライメントすることを特徴とする露光ユニット。
（２）  前記アーム部は、圧力センサを更に備え、
前記圧力センサで前記アーム部による前記基板の把持力を検出して所定の把持力で前記基板を把持することを特徴とする（１）に記載の露光ユニット。
（３）  マスクを介して被露光材としての基板に露光光を照射して前記基板に前記マスクのパターンを露光転写する露光装置と、前記基板を保持して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能なアーム部を有し、前記基板が供給される供給位置から前記露光装置に搬送する基板搬入装置と、を備える露光ユニットの基板のプリアライメント方法であって、
前記基板搬入装置のアーム部で前記基板を保持する工程と、
センサによって、前記供給位置から前記露光装置へ搬送される途中において、アーム部で保持された前記基板の互いに直交する２辺のうち、一辺に互いに離間する２つ、他の一辺に１つ設けられた略矩形状に凹んだ切欠きの縁の位置を検出する工程と、
前記センサの検出結果と所定の基準位置とのズレ量を算出し、前記ズレ量に基づいて前記アーム部を移動及び回転させて、前記基板をプリアライメントする工程と、
前記プリアライメントされた基板を前記基板搬入装置によって前記露光装置に搬送する工程と、
を備えることを特徴とする基板のプリアライメント方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の露光ユニットによれば、基板を保持して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能なアーム部を有する基板搬入装置が、互いに直交する２辺のうち、一辺に互いに離間する２つ、他の一辺に１つの略矩形状に凹んだ切欠きが設けられた基板を保持して基板供給位置から露光装置に搬送する。センサは、アーム部で保持された基板の切欠きの縁の位置を検出して、このセンサの検出結果と所定の基準位置とのズレ量に基づいてアーム部を移動及び回転させて、基板をプリアライメントするようにしたので、基板搬入装置の据え付け精度や、組立精度に影響されることなく、基板を精度よくプリアライメントすることができる。また、専用のプリアライメント装置を備える必要がなく、プリアライメント装置の処理時間分だけタクトタイムを短縮することができると共に、プリアライメント装置の設置費用を抑制することができる。
【００１０】
更に、基板の互いに直交する２辺に設けられた略矩形状に凹んだ切欠きにより基板位置を検出するので、外力による基板の変形、特に、温度変化による基板の膨張・収縮を切欠きで逃がすことで基板の変形を抑制して、基板位置を精度よく検出することができ、これにより、プリアライメント精度が向上する。
【００１１】
また、本発明の基板のプリアライメント方法によれば、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能なアーム部を有する基板搬入装置で基板を保持し、供給位置から露光装置へ搬送される途中において、アーム部で保持された基板の互いに直交する２辺のうち、一辺に互いに離間する２つ、他の一辺に１つ設けられた略矩形状に凹んだ切欠きの縁の位置をセンサで検出し、この検出結果と所定の基準位置とのズレ量に基づいてアーム部を移動及び回転させて基板をプリアライメントした後、露光装置に搬送するようにしたので、基板搬入装置の据え付け精度や組立精度に影響されることなく、且つ短時間で基板を精度よくプリアライメントして露光装置に搬送することができ、露光精度が向上すると共に、タクトタイムの短縮を図ることができる。 
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の露光ユニットを説明するための概略構成図である。
【図２】基板を保持する基板搬入装置のアーム部を移動及び回転させてプリアライメントする状態を示す説明図である。
【図３】（ａ）は直交する２辺に切欠きが設けられた本発明に係る基板の平面図、（ｂ）は切欠きにより変形が抑制される状態を説明するための基板の要部拡大図、（ｃ）は切欠きを有せず、熱などにより変形する状態を説明する従来の基板の要部拡大図である。
【図４】（ａ）は基板の切欠きが検出される検出状態を示す平面図、（ｂ）は切欠きを有しない従来の基板の検出状態を示す平面図である。
【図５】（ａ）は変形例の基板搬入装置により保持された基板をプリアライメントする状態を示す説明図、（ｂ）は圧力センサを介して基板を保持する他の変形例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る露光ユニットの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示す一実施形態の露光ユニット１０は、コーター１１、ホットプレート１２、及びコールドプレート１３を備えた処理ユニット１４と、露光装置１５と、搬出装置としてのコンベア１６と、処理ユニット１４、露光装置１５、及びコンベア１６間で基板Ｗの受け渡しを行うロボット１７と、露光ユニット１０の各部を制御する制御部１８を有する。なお、処理ユニット１４、露光装置１５、コンベア１６は、公知のものが適用される。
【００１４】
図２も参照して、ロボット１７は、コラム２１に沿って上下移動すると共に、それぞれ不図示のサーボモータが配設されて互いに独立して駆動される第１及び第２アーム２２，２３と、第１アーム２２の先端に複数の棒状部材２４が平行して植設された基板載置台２５とを有する。そして、それぞれのサーボモータを制御部１８で制御して作動させることにより、基板載置台２５を昇降、回転、及び移動させて、基板載置台２５上に載置された基板Ｗを搬送する。
【００１５】
具体的に、ロボット１７は、処理ユニット１４から供給される基板Ｗを基板載置台２５上に保持して露光装置１５へ搬送してワークチャック１９に搭載し、また、マスクパターンが露光転写された基板Ｗを、露光装置１５からコンベア１６へ搬送する。なお、ロボット１７は、処理ユニット１４から供給される基板Ｗを露光装置１５へ搬送する、少なくとも基板搬入装置としての機能を有するものであればよく、露光装置１５からコンベア１６に搬送するロボットを別途設けても良い。
【００１６】
処理ユニット１４から露光装置１５へ基板Ｗを搬送する搬入経路の途中には、３つのセンサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃが、露光ユニット１０の基台２０に固定して配置されている。センサ３０ａ，３０ｂは、一直線上に配置され、センサ３０ｃは、センサ３０ａ，３０ｂを結ぶ直線に対して直交する線上に配置されている。センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、例えば、レーザセンサ、光学式センサ、ＣＣＤカメラなど、基板Ｗの縁を検出可能なものであれば、任意のセンサが使用可能である。
【００１７】
図２に示すように、センサ３０ａ，３０ｂは、基板載置台２５上に保持されて搬送される基板Ｗの一辺２６の位置を検出し、センサ３０ｃは、基板Ｗの一辺２６と直交する他の一辺２７の位置を検出する。
【００１８】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の基板Ｗには、例えば、機械加工によって、その一辺２６に互いに離間する２つの切欠き２８ａ、２８ｂが形成され、また、基板Ｗの一辺２６と直交する他の一辺２７に１つの切欠き２９が形成されている。
【００１９】
図３（ｃ）に示すように、切欠きを有しない基板Ｗでは、ホットプレート１２やコールドプレート１３などの処理により基板Ｗの温度が変化すると、この温度変化に伴って基板Ｗが膨張・収縮し、基板Ｗの縁Ｅにうねりが生じるなど、形状が変形する虞がある。この縁Ｅの変形は、センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃによる検出精度の低下につながるので好ましくない。
【００２０】
これに対して、切欠き２８ａ、２８ｂ、及び２９が設けられた本実施形態の基板Ｗは、基板Ｗの温度変化に伴う膨張・収縮を切欠き２８ａ、２８ｂ、及び２９が吸収するので、縁の変形が抑制される。これにより、基板Ｗの検出精度を高精度に維持することができる。
【００２１】
図４（ａ）に示すように、センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、基板Ｗに設けられた切欠き２８ａ、２８ｂ、及び２９に、それぞれ対応する位置に設けられており、基板Ｗがロボット１７の基板載置台２５上に載置されて露光装置１５へ搬送される途中において、基板Ｗの切欠き２８ａ、２８ｂ、及び２９の縁の位置を検出する。
【００２２】
ここで、切欠きを有しない従来の基板Ｗでは、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの縁Ｅの位置を検出する際、センサ３０ａ，３０ｂが、縁Ｅを越えた位置まで移動しないと縁Ｅを検出することができず、センサ３０ａ，３０ｂからの光を跨いで基板Ｗが行き過ぎる。これによって、基板Ｗの温度が上昇する虞があり、基板Ｗの膨張によって検出精度が低下する虞がある。
【００２３】
一方、本実施形態の基板Ｗは、図４（ａ）に示すように、センサ３０ｃが切欠き２９の上端を検出した直後に、センサ３０ａ，３０ｂが切欠き２８ａ、２８ｂの縁の位置を検出するように設定されているので、切欠き２９の幅Ａの範囲内で検出可能であり、基板Ｗがセンサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃからの光に曝される時間が少なく、基板Ｗの膨張（収縮）に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００２４】
本実施形態の作用を説明する。本実施形態の露光ユニット１０は、図１に示すように、処理ユニット１４において基板Ｗをロボット１７の基板載置台２５上に保持し、露光装置１５へ搬送してワークチャック１９に搭載する。基板Ｗの搬送経路の途中に設けられたセンサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、それぞれ基板Ｗに設けられた切欠き２８ａ、２８ｂ、及び２９の縁の位置を検出し、制御部１８が、この検出結果と、予め制御部１８の記憶部（図示せず）に記憶されている所定の基準位置とのズレ量を算出する。
【００２５】
なお、基板Ｗの搬送経路の途中とは、基板Ｗをロボット１７が基板載置台２５上に載置する位置（基板供給位置）から、露光装置１５のワークチャック１９に搭載するまでの間のことであり、センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃが切欠き２８ａ、２８ｂ、及び２９の縁の位置を検出するのに好適な任意の位置に設定することができる。また、記憶部に記憶されている所定の基準位置は、基板Ｗの検出位置からワークチャック１９に搭載するまでの間の基板Ｗの移動量、例えば、検出位置から９０°回転させてワークチャック１９に搭載する場合には、この回転角度（９０°）を考慮した基準位置が制御部１８の記憶部に記憶される。
【００２６】
制御部１８は、算出したズレ量に基づいて、ロボット１７のサーボモータを制御して第１及び第２アーム２２，２３を作動させることで、基板載置台２５を昇降（Ｚ方向）、移動（Ｘ，Ｙ方向）、及び回転（θ方向）させて、基板載置台２５上に載置された基板Ｗを所定の位置にプリアライメントする。
【００２７】
このように、ロボット１７で保持された状態で、搬送途中においてプリアライメントされた基板Ｗは、更に露光装置１５へ搬送されてワークチャック１９に搭載される。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の露光ユニット１０によれば、基板Ｗを保持して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動、且つθ方向に回転可能な基板載置台２５を有するロボット（基板搬入装置）１７が、互いに直交する２辺２６，２７に切欠き２８ａ、２８ｂ、２９が設けられた基板Ｗを保持して処理ユニット１４から露光装置１５に搬送する。センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、基板載置台２５で保持された基板Ｗの切欠き２８ａ、２８ｂ、２９の縁の位置を検出して、このセンサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの検出結果と所定の基準位置とのズレ量に基づいて基板載置台２５を移動及び回転させて、基板Ｗをプリアライメントするようにしたので、ロボット１７の据え付け精度や、組立精度に影響されることなく、基板Ｗを精度よくプリアライメントすることができる。
【００２９】
また、専用のプリアライメント装置を備える必要がなく、プリアライメント装置の処理時間分だけタクトタイムを短縮することができると共に、プリアライメント装置の設置費用を抑制することができる。
【００３０】
更に、プリアライメント装置は、ロボットからプリアライメント装置への基板受渡し時や、吸着チャック上に基板Ｗを保持させる際、基板Ｗを傷付ける可能性があるが、本発明の露光ユニット１０によれば、ロボット１７の基板載置台２５で基板Ｗを保持した状態でプリアライメントするので、基板Ｗを損傷する可能性が排除される。
【００３１】
更に、基板Ｗの互いに直交する２辺２６，２７に設けられた切欠き２８ａ、２８ｂ、２９により基板位置を検出するので、外力による基板Ｗの変形、特に、温度変化による基板Ｗの膨張・収縮変化を切欠き２８ａ、２８ｂ、２９で逃がすことで変形を抑制して、基板位置を精度よく検出することができ、これにより、プリアライメント精度を高めることができる。
【００３２】
＜変形例＞
次に、図５（ａ）及び（ｂ）を参照して変形例の露光ユニット１０について説明する。変形例の露光ユニット１０のロボット１７は、上記した実施形態の基板載置台２５の代わりに、略コの字型の把持腕３１を備え、基板Ｗの対向する２辺を狭持することで基板Ｗを保持している。把持腕３１は、圧力センサ３２を備え、圧力センサ３２で基板Ｗの把持力を検出しながら、所定の把持力で基板Ｗを把持するので、把持に伴う基板Ｗの変形を抑制することができる。また、このような略コの字型の把持部３１では、基板Ｗを把持できる姿勢が決まっており、把持部３１の基準位置（例えば、コラム２１のような回転軸を基準として）を設定することで、センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃから得られたズレ量に基づいて基板Ｗを把持する姿勢へ容易に移動することができる。
【００３３】
尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    露光ユニット
１４    処理ユニット（供給位置）
１５    露光装置
１７    ロボット（基板搬入装置）
１８    制御部
２２    第１アーム（アーム部）
２３    第２アーム（アーム部）
２６，２７    一辺
２８ａ、２８ｂ、２９      切欠き
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ    センサ
３２    圧力センサ
Ｗ      基板（被露光材）
【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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