(57)【要約】【課題】複数に分割されたチャックの一部が上下動し、基板交換を行う搬送機構において、上下動するチャックとその隣り合うチャックの基板吸着面同士の段差を計測することなく位置決めの再現性が確保できる構造を提供する。【解決手段】基板交換を行う際、上下動するチャックが隣り合うチャックの段差またはテーパ部に突き当てて位置決めする。これにより計測することなく位置決めの再現性が確保できる位置決め機構を有する。上下動するチャックは弾性体によってリフト部に締結される構造を有しており、突き当て時の衝撃をやわらげるためのガス噴出し流路と突き当て時に発生する塵を回収するためのバキュームバキューム流路を有していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ステージ上に構成されている複数のチャックうち、一部のチャックはリフト部に締結され、リフト部の上下動により基板受け渡し位置まで基板を搬送し、基板受け渡し後にチャックが露光時の位置に戻る際は隣合うチャックに設けられた段差に突き当てて位置決めする、もしくは隣り合うチャックのテーパ部を用いて位置合わせをすることを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記リフト部と前記チャックは弾性体により締結されていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持機構。
【請求項３】
前記リフト部に締結されているチャックが隣り合うチャックに突き当てられる時の衝撃をやわらげるためのガス噴出し部を有していることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記リフト部に締結されているチャックが隣り合うチャックに突き当てられる時に生じる塵を回収するためのガス吸い込み部を有していることを特徴とする請求項1に記載の基板保持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置とは原版（マスク）を搭載して移動するマスクステージと、感光基板（プレート）を搭載して移動する基板ステージとを有し、マスクに描画されたパターンをマスクステージと基板ステージと移動させながら、投影光学系を介して感光基板に転写させる装置である。１つの基板への露光が完了すると、基板搬送機構を用いて露光後の基板を基板搬入出装置に受け渡し、露光前の基板を基板搬入出装置から受け取り、基板の吸着およびアライメントを行い、露光を開始する。
【０００３】
基盤の受け渡しは、リフトバーやリフトピンなどの基板搬送機構を用いて行われる。図6(a)に示すように、リフトバーやリフトピンは露光時にはチャック下方で待機している。基板受け渡し時にはチャック上方に突き出ることにより、基板を持ち上げ受け渡し位置まで搬送する(図6b)。このとき、基板はリフトバー・リフトピンによって吸着されている。
【０００４】
近年は露光装置の高解像力化に伴い、焦点深度が狭くなっているため、基板平面度を小さくすることが要求されている。基板平面度を小さくするにはチャックの基板吸着面の平面度を露光エリア全面において小さくしなければならない。しかし、チャックに設けられた隙間において、基板の盛り上がりや凹みが発生する現象が確認されている。この盛り上がりや凹みは、チャック隙間の大きさにほぼ比例して大きくなることがわかっている。つまり、チャック隙間が大きいと、盛り上がりや凹みは大きくなり、基板の平面度を低下させ、露光性能が低下することになる。これを避けるため、チャックの隙間をスポーク状（花弁型）にすることにより、盛り上がりや凹みを発生しにくくする構造を提案した特許文献１がある（図7)。
【０００５】
チャックに隙間を設けている理由は２つある。基板の搬送機構のために設けられた隙間と、チャックが分割されているために生じる隙間である。以下にそれぞれの隙間について説明する。
【０００６】
まず、基板の搬送機構のために設けられた隙間について説明する。従来の液晶露光装置における基板の搬送機構として、細長い板上の吸着面によって基板を吸着し、受け渡し位置まで基板を上下させるリフトバーや、チャック面から複数のピンを突き出し、受け渡し位置まで基板を上下させるリフトピン等がある。これらリフトバー・リフトピンが上下するスペースはチャック内に溝状の隙間や穴を設けることで確保している。ここでリフトバー・リフトピンをチャックの外に配置し、基板の端を保持し、基板を搬送することは難しい。基板の端を保持するには、基板がチャックからオーバーハングして保持される必要がある。基板のほぼ全面が露光対象となるので、そのオーバーハングしている部分の幅は20ｍｍ程度となる。この部分を保持することは、基板の自重撓みにより保持部周辺の基板にかかるモーメントが大きくなり、基板に割れやヒビが発生する可能性が高くなる。よってチャックには基板交換機構のための隙間が必要である。
【０００７】
次に、チャックが分割されているために生じる隙間について説明する。近年では基板の大型化が進み、基板と同サイズのチャックを製造し、かつ全面を高い平面度に保つことは技術的に困難になっているため、複数のチャックを用いて一枚の基板を保持している。よって、チャックとチャックの間には隙間ができる。
【０００８】
以上のことから、基板を保持するチャックには、基板交換機構のための隙間と複数のチャックの間にできる隙間が生じる（図8)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１００８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述した通り、従来の基板交換技術ではチャックに隙間ができるので、隙間部で基板が盛り上がりや凹みが生じる。基板の盛り上がりや凹みの大きさは、チャック隙間の大きさに比例する。特許文献１で提案されているチャックの隙間をスポーク状（花弁型）にする構造は、盛り上がりや凹みが出来にくい構造であるが、この量は隙間に比例するので、絶対値を小さくする構造ではない。つまり盛り上がりや凹みが生じる面積は小さくできるが、絶対値は小さくできない構造である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで従来の基板交換技術で生じる前記課題を解決するために、本発明の基板保持方法および位置決め機構は、図1〜3に示すように、基板を保持し基板交換のために一部がリフト部3に締結されたチャック1において、前記チャックが隣り合うチャック4の段差またはテーパ部に突き当てて位置決めする。これにより計測することなく位置決めの再現性が確保できる位置決め機構を有する。チャック4とリフト部3は弾性体2により締結され力学的ストレスを低減する構造を有し、チャック4は突き当ての衝撃をやわらげるための空気を噴き出す流路6を有し、突き当て時に発生する塵を回収するために空気を吸い込む流路7を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
チャック同士の隙間が存在することによる基板平面度の劣化を小さくし、隣り合うチャックの吸着面との高さ差は計測することなく高い再現性で位置決めができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】(a)本発明のチャックを搭載したステージの上面図である。(b) 第１実施形態露光時のA-A断面図である。(c) 第１実施形態基板受け渡し時のA-A断面図である。
【図２】(a)本発明の第２実施形態露光時の図1(a)におけるA-A断面図である。(b)本発明の第２実施形態基板受け渡し時の図1(a)におけるA-A断面図である。
【図３】(a)本発明の第３実施形態露光時の図1(a)におけるA-A断面図である。(b)本発明の第３実施形態基板受け渡し時の図1(a)におけるA-A断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のチャック詳細図である。
【図５】基板受け渡し時のチャックとロボットアームの位置関係の上面図である。
【図６】(a)露光時のリフトバーの状態の基板ステージの図である。(b)基板受け渡し時のリフトバーの状態の基板ステージの図である。
【図７】先行技術のチャックと基板受け渡し機構である。
【図８】(a)従来技術のリフトバーを搭載したステージの上面図である。(b)(a)のB-B断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
〔全実施形態共通〕
図１の(b)のように基板８はチャック１a、チャック4aより吸着される。チャック１aはリフト部３と弾性体２により締結されている。リフト部3には上下動を行うためのアクチュエータ3ｂが構成され、図１の(c)のように、弾性体2により締結されたチャック1を、リフト部3により上下動させ基板の受け渡しを行う。この時、基板サイズによりリフト部に締結されているチャックを１a全て上下させる必要はないが、少なくとも２か所以上のチャックを上下させる必要がある。露光後の基板8をロボットアーム9に渡す際は、チャック1aと基板8に引きはがしをスムーズに行うため基板吸着用のバキューム流路5に陽圧を加えることが好ましい。
【００１６】
リフト部とチャックは弾性体2によって締結されるため、突き当て時に発生する力学的ストレスが低減される。チャックの位置決めはメカ的な突き当てによって行われるため、エンコーダーなど位置計測器は必要ではないが、チャックが正しい位置にいることを確認するためには、フォトスイッチなどの位置検出器が構成されている事が望ましい。図４に示すようにリフト部3に締結されたチャックには流路５〜７を設ける。流路５は基板８を吸着するためのバキューム流路である。流路６は、チャック１aが運動エネルギーと保持したまま、チャック4aの突き当て面4a1に接触するので、この時の衝撃をやわらげるためのAir吹き出し流路である。
【００１７】
流路７は、チャック１aとチャック4aの突き当て時の衝撃で、チャック1a、チャック4aの表面が破損し、破片が舞うことで発生する発塵を回収するためのバキューム流路７である。流路６，７はチャック４aの内部またはチャック外部にチューブもしくはダクトによる流路を設けても良い。流路６からのAir噴出しにより突き当て時の発塵をチャック上空に吹き上げてしまうことは避けなければならない。したがって、衝撃をやわらげるためのAir吹き出しはアクチュエータ3b方向に流れるように配置することが望ましい。
【００１８】
図５のようにリフト部に締結されたチャック１は基板搬入出装置であるロボットアーム９が直上に侵入してこないエリアに配置される。またチャックは装置サイズや要求される基板吸着面平面度などに応じて適当に分割され、その分割方法によりリフト部3に締結されたチャックは適当に配置される。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１の(b)のように、本実施形態ではリフト部3に締結されたチャック1aは隣り合うチャック4aに設けられた段差に突き当てることで位置決めされる。突き当て面は1a1と4a1である。チャック4aとチャック1aの基板吸着面4a3,1a3の高さ差を小さくするためには、1a2と4a2の長さの違いが小さくなるように精度良く加工しなければならない。段差に突き当てて位置決めされるので、高さ差は高い再現性が確保される。位置決めされた後は、チャック4aを水平方向にずれないようにするため、アクチュエータ3bによりチャック4aに下方向の力を加え続けることが望ましい。下方向の力を加え続けることで突き当て面1a1と4a1の間に生じる摩擦力が大きくなり、水平方向のずれを防ぐことができる。
【００２０】
〔第２実施形態〕
図２の(a)のように、本実施形態ではリフト部3に締結されたチャック1bは隣り合うチャック4bに設けられたテーパ部に突き当てることで位置決めされる（図２ｂ)。ただし、cチャック1bの基板吸着面1b3とチャック4bの基板吸着面4b3との高さ差を小さくするためには、チャックが精度良く加工されていることに加え、チャック１bとチャック４bのテーパ中心のずれが少なくなければならない。そのためには装置組み立て時に精度良く調整するか、またはチャック１bを固定せず、チャック４bのテーパ部を用いてチャック１bとチャック４bのテーパ中心が自動調整される機構にしておけば良い。
【００２１】
チャック１bとチャック４bのテーパ中心が自動調整される機構にする場合は、チャック1bの基板吸着面1b3は水平に保たれなければならない。隣り合うチャックとの隙間は第１実施形態よりも小さくできる。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図３の(a)のように、本実施形態では本発明の第１実施形態と第２実施形態の長所を組み合わせた構造である。基板吸着面4c3と1c3の高さ差は高い再現性が確保され、かつチャック4cとチャック1cとの隙間は第１実施形態よりも小さくできる（図３b)。突き当て面は1c1と4c1である。チャック4cとチャック1cの基板吸着面4c3,1c3の高さ差を小さくするためには、1c2と4c2の長さの違いが小さくなるように精度良く加工され、かつチャック１cのテーパ部とチャック４cのテーパ部のテーパ中心はズレが少なくなければならない。
【００２３】
そのためには第２実施形態と同様に、装置組み立て時に精度良く調整するか、またはチャック１cを固定せず、チャック４cのテーパ部を用いてチャック１cとチャック４cのテーパ中心が自動調整される機構にしておけば良い。チャック1cの基板吸着面は、チャック4cに突き当てているため水平に保たれる。
【符号の説明】
【００２４】
１a      リフト部に締結されたチャック（第１形態）
１b     リフト部に締結されたチャック（第２形態）
１c     リフト部に締結されたチャック（第３形態）
１a１   リフト部に締結されたチャックの位置決め時の突き当て面（第１形態）
１b １  リフト部に締結されたチャックの位置決め時の突き当て面（第２形態）
１c １  リフト部に締結されたチャックの位置決め時の突き当て面（第３形態）
１a２   リフト部に締結されたチャックの位置決め時の突き当て面と基板吸着面の距離（第１形態）
１c ２  リフト部に締結されたチャックの位置決め時の突き当て面と基板吸着面の距離（第３形態）
１a３   リフト部に締結されたチャックの基板吸着面（第１形態）
１b ３  リフト部に締結されたチャックの基板吸着面（第２形態）
１c ３  リフト部に締結されたチャックの基板吸着面（第３形態）
２    弾性体
３    リフト部
３b   リフト部を上下動させるアクチュエータ
４a   リフト部に締結されていないチャック（第１形態）
４b   リフト部に締結されていないチャック（第２形態）
４c   リフト部に締結されていないチャック（第３形態）
４d   リフト部に締結されていないチャック（従来技術）
４a1  リフト部に締結されていないチャックの位置決め時の突き当て面（第１形態）
４b１  リフト部に締結されていないチャックの位置決め時の突き当て面（第２形態）
４c１  リフト部に締結されていないチャックの位置決め時の突き当て面（第３形態）
４a２  リフト部に締結されていないチャックの位置決め時の突き当て面と基板吸着面の距離（第１形態）
４c２  リフト部に締結されていないチャックの位置決め時の突き当て面と基板吸着面の距離（第３形態）
４a３  リフト部に締結されていないチャックの基板吸着面（第１形態）
４b３  リフト部に締結されていないチャックの基板吸着面（第２形態）
４c３  リフト部に締結されていないチャックの基板吸着面（第３形態）
５    基板を吸着するためのバキューム流路
６     突き当て時の衝撃をやわらげるためのAir噴出し流路
７     突き当て時の発塵を回収するためのバキューム流路
８     基板
９     ロボットアーム
１０     バーミラーベース
１１     ＸＹ駆動部
１２     バーミラー
２０     スポーク状（花弁状）のセンターアップ部
２１     スポーク状（花弁状）の隙間があるチャック
３１     従来技術のリフトバー
【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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