(57)【要約】【課題】突き上げピンの一部をマクスのマスクホルダへの装着にも利用して、少ない構成部品で多種のサイズの基板及びマスクに対応する。【解決手段】第１のピン駆動機構は、支持板１３に連結されたボールねじ１４をパルスモータ１５により駆動して、突き上げピン１７ａ，１７ｂを同時に上昇又は下降させる。第２のピン駆動機構であるエアシリンダ１６ａ，１６ｂは、突き上げピン１７ａ，１７ｂをそれぞれ上昇又は下降させる。第１のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させて基板の受け渡しを行い、第１のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを下降させて基板をチャック１２に搭載する。第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させてマスクの受け渡しを行い、Ｚステージ１１によりチャック１２を上昇させてマスクをチャック１２の上方に設けられたマスクホルダに装着する。【選択図】図１
2005310989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックに設けられた貫通穴を通り上下に移動する複数の突き上げピンに対して、
モータにより駆動され、複数の突き上げピンを同時に上昇又は下降させる第１のピン駆動機構と、
緩衝機能を有し、複数の突き上げピンをそれぞれ上昇又は下降させる第２のピン駆動機構とを設け、
第１のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させて基板の受け渡しを行い、第１のピン駆動機構により突き上げピンを下降させて基板をチャックに搭載し、
第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させてフォトマスクの受け渡しを行い、チャックを搭載したステージによりチャックを上昇させてフォトマスクをチャックの上方に設けられたマスクホルダに装着することを特徴とする基板及びフォトマスクの受け渡し方法。
【請求項２】
第１のピン駆動機構として、複数の突き上げピンを支持する支持部材と、支持部材に連結されたボールねじと、ボールねじを駆動するパルスモータとを用いたことを特徴とする請求項１に記載の基板及びフォトマスクの受け渡し方法。
【請求項３】
第２のピン駆動機構として、エアシリンダを用いたことを特徴とする請求項１に記載の基板及びフォトマスクの受け渡し方法。
【請求項４】
複数の貫通穴を有するチャックと、
前記チャックの貫通穴を通り上下に移動する複数の突き上げピンと、
モータにより駆動され、前記複数の突き上げピンを同時に上昇又は下降させる第１のピン駆動機構と、
緩衝機能を有し、前記複数の突き上げピンをそれぞれ上昇又は下降させる第２のピン駆動機構と、
前記チャックを搭載しながら上昇又は下降するステージとを備え、
前記複数の突き上げピンは、
前記第１のピン駆動機構により上昇されて基板の受け渡しを行い、前記第１のピン駆動機構により下降されて基板をチャックに搭載し、
前記第１のピン駆動機構及び前記第２のピン駆動機構により上昇されてフォトマスクの受け渡しを行い、前記ステージにより上昇されてフォトマスクをチャックの上方に設けられたマスクホルダに装着することを特徴とする基板及びフォトマスクの受け渡し装置。
【請求項５】
前記第１のピン駆動機構は、前記複数の突き上げピンを支持する支持部材と、該支持部材に連結されたボールねじと、該ボールねじを駆動するパルスモータとを有することを特徴とする請求項４に記載の基板及びフォトマスクの受け渡し装置。
【請求項６】
前記第２のピン駆動機構は、エアシリンダからなることを特徴とする請求項４に記載の基板及びフォトマスクの受け渡し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ装置や、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイスの製造において、ガラス基板や半導体ウェーハ等の基板をチャックに搭載し、かつフォトマスクをマスクホルダに装着するための基板及びフォトマスクの受け渡し方法、並びに基板及びフォトマスクの受け渡し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイの製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィ技術によりガラス基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてフォトマスク（以下、「マスク」と称す）のパターンをガラス基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクとガラス基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。
【０００３】
プロキシミティ露光装置は、チャックに搭載したガラス基板をマスクホルダに装着したマスクに極めて接近させて露光を行う。通常、チャックは、マスクとの位置合わせ及びギャップ合わせを行うステージに搭載されており、ガラス基板を真空吸着して固定する。マスクホルダは、基板を搭載したチャックの上方に設けられ、マスクの外周縁部を真空吸着して固定する。ガラス基板のチャックへの搬送、及びマスクのマスクホルダへの搬送は、通常、ロボット等のハンドリングアームにより行われる。
【０００４】
従来、チャックとハンドリングアームとの間のガラス基板の受け渡しは、チャックの表面にハンドリングアームが挿入される溝を設けて行われていた。しかしながら、チャックの表面に設けた溝の部分と他の吸着部分とで露光光の反射率が異なり、また溝の部分の空間と他の吸着部分とに温度差が生じるため、露光時に焼きむらが発生するという問題があった。
【０００５】
これに対し、特許文献１に記載のように、チャックに複数の突き上げピンを設けてガラス基板を持ち上げる突き上げピン方式がある。突き上げピンの上昇及び下降は、エアシリンダにより行われる。一方、マスクホルダとハンドリングアームとの間のマスクの受け渡しに関しては、チャックの外周縁部にマスクの一時支持部材として複数のエアシリンダを設ける技術が、特許文献２に開示されている。  
【特許文献１】特開２０００−２３７９８３号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の突き上げピン方式は、エアシリンダにより突き上げピンの上昇及び下降を行うため、速度調整が難しく、特に下降時に基板がチャックに衝突して基板に傷が付いたり破損したりする恐れがあった。また、基板及びマスクはそれぞれ多種のサイズがあるが、特許文献２に記載の技術を突き上げピン方式に適用すると、基板のサイズに応じて突き上げピンを多数設け、さらにマクスのサイズに対応して一時支持部材のエアシリンダを多数設けなければならなかった。
【０００７】
本発明の課題は、突き上げピン方式で基板をチャックに搭載する際、基板の傷や破損を防止することである。また、本発明の他の課題は、突き上げピンの一部をマクスのマスクホルダへの装着にも利用して、少ない構成部品で多種のサイズの基板及びマスクに対応することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板及びマスクの受け渡し方法は、チャックに設けられた貫通穴を通り上下に移動する複数の突き上げピンに対して、モータにより駆動され、複数の突き上げピンを同時に上昇又は下降させる第１のピン駆動機構と、緩衝機能を有し、複数の突き上げピンをそれぞれ上昇又は下降させる第２のピン駆動機構とを設け、第１のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させて基板の受け渡しを行い、第１のピン駆動機構により突き上げピンを下降させて基板をチャックに搭載し、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させてマスクの受け渡しを行い、チャックを搭載したステージによりチャックを上昇させてマスクをチャックの上方に設けられたマスクホルダに装着するものである。
【０００９】
また、本発明の基板及びマスクの受け渡し装置は、複数の貫通穴を有するチャックと、チャックの貫通穴を通り上下に移動する複数の突き上げピンと、モータにより駆動され、複数の突き上げピンを同時に上昇又は下降させる第１のピン駆動機構と、緩衝機能を有し、複数の突き上げピンをそれぞれ上昇又は下降させる第２のピン駆動機構と、チャックを搭載しながら上昇又は下降するステージとを備え、複数の突き上げピンが、第１のピン駆動機構により上昇されて基板の受け渡しを行い、第１のピン駆動機構により下降されて基板をチャックに搭載し、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により上昇されてマスクの受け渡しを行い、ステージにより上昇されてマスクをチャックの上方に設けられたマスクホルダに装着するものである。
【００１０】
第１のピン駆動機構は、例えば、複数の突き上げピンを支持する支持部材と、支持部材に連結されたボールねじと、ボールねじを駆動するパルスモータとを有し、速度制御を容易に行うことができる。基板をチャックに搭載する際、第１のピン駆動機構が突き上げピンを下降させる速度を調整することにより、基板のチャックへの衝突による傷や破損が防止される。一方、第２のピン駆動機構は、例えばエアシリンダからなり、空気の圧縮による緩衝機能を有する。マスクをマスクホルダに装着する際、マスクがマスクホルダに接触する衝撃を第２のピン駆動機構が和らげて、マスクの傷や破損が防止される。また、マスクの受け渡しを行う際、第１のピン駆動機構と第２のピン駆動機構を併用することにより、基板を受け渡す場合に比べて、チャックとの間隔が大きくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、突き上げピンを用いて基板をチャックに搭載する際に、基板の傷や破損を防止することができ、また突き上げピンを用いてマスクをマスクホルダに装着することができる。従って、突き上げピンの一部をマクスのマスクホルダへの装着にも利用することができ、少ない構成部品で多種のサイズの基板及びマスクに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図８は、本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図である。受け渡し装置は、ＸＹθステージ１０、Ｚステージ１１、チャック１２、突き上げピン１７ａ，１７ｂ、第１のピン駆動機構、及び第２のピン駆動機構を含んで構成されている。
【００１３】
ＸＹθステージ１０の上にＺステージ１１が搭載され、Ｚステージ１１の上にチャック１２が搭載されている。ＸＹθステージ１０は、チャック１２をＸＹ方向に移動させ、またθ方向に回転させて、基板とマスクとの位置合わせを行う。Ｚステージ１１は、チャック１２をＺ軸方向に移動させて、基板を水平にし、また基板とマスクとのギャップ合わせを行う。なお、Ｚステージ１１は、ＸＹθステージ１０の中心から等距離（必ずしも等距離でなくてもよい）に１２０度毎の角度で３つ配置されているが、図１〜図８ではこれらのうち２つのＺステージ１１だけが示されている。
【００１４】
チャック１２には複数の貫通穴が設けられており、貫通穴には突き上げピン１７ａ，１７ｂが挿入されている。なお、突き上げピンは、基板及びマスクのサイズに対応して多数設けられているが、図１〜図８ではその一部だけが示されている。
【００１５】
第１のピン駆動機構は、支持板１３、ボールねじ１４及びパルスモータ１５を含んで構成されている。また、第２のピン駆動機構は、エアシリンダ１６ａ，１６ｂからなる。突き上げピン１７ａ，１７ｂは、エアシリンダ１６ａ，１６ｂの先端に取り付けられている。支持板１３は、エアシリンダ１６ａ，１６ｂを介して突き上げピン１７ａ，１７ｂを支持している。図示しない駆動回路からパルスモータ１５へ駆動パルス信号を供給することにより、第１のピン駆動機構は、支持板１３に連結されたボールねじ１４をパルスモータ１５により駆動して、突き上げピン１７ａ，１７ｂを同時に上昇又は下降させる。また、図示しないエアポンプからエアを供給し、またはエアを排出することにより、第２のピン駆動機構であるエアシリンダ１６ａ，１６ｂは、突き上げピン１７ａ，１７ｂをそれぞれ上昇又は下降させる。
【００１６】
まず、本発明の一実施の形態による基板の受け渡し方法について、図１〜図３を用いて説明する。基板の受け渡しを行う場合、受け渡し装置は、第１のピン駆動機構を用いて突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させる。図１は突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させない状態、図２は第１のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させた状態を示す。図２に示すように第１のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させた状態で、受け渡し装置は、図示しないハンドリングアームとの間で基板１の受け渡しを行う。本実施の形態では、基板１は、突き上げピン１７ｂによって支持される。
【００１７】
基板１を受け取った後、受け渡し装置は、第１のピン駆動機構を用いて突き上げピン１７ａ，１７ｂを下降させる。図３は、第１のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを下降させた状態を示す。基板１を支持していた突き上げピン１７ｂを下降させることによって、基板１はチャック１２に搭載される。
【００１８】
本実施の形態によれば、基板１をチャック１２に搭載する際、図示しない駆動回路からパルスモータ１５へ供給する駆動パルス信号でパルスモータ１５を制御して、第１のピン駆動機構が突き上げピン１７ａ，１７ｂを下降させる速度を調整することにより、基板１のチャック１２への衝突による傷や破損を防止することができる。
【００１９】
次に、本発明の一実施の形態によるマスクの受け渡し方法について、図４〜図８を用いて説明する。マスクの受け渡しを行う場合、受け渡し装置は、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構を用いて突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させる。図４はまず第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させた状態を示し、図５はさらに第１のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させた状態を示す。図５に示すように第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させた状態で、受け渡し装置は、図示しないハンドリングアームとの間でマスク２ａの受け渡しを行う。本実施の形態では、マスク２ａは、突き上げピン１７ａによって外周部が支持される。
【００２０】
なお、突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させる順番は、第１のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させてから、第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させてもよい。
【００２１】
マスク２ａを受け取った後、受け渡し装置は、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させたまま、Ｚステージ１１を用いてチャック１２を上昇させる。図６は、Ｚステージ１１によりチャック１２を上昇させた状態を示す。チャック１２を上昇させることにより、マスク２ａを支持する突き上げピン１７ａが上昇され、マスク２ａはチャックの上方に設けられたマスクホルダ３ａの下面に押し付けられて装着される。マスクホルダ３ａは、マスク２ａの外周部を真空吸着して固定する。
【００２２】
図７及び図８は、サイズの異なるマスクの受け渡しを行う場合であって、図７は、図５と同様に第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させた状態を示す。図７に示すように第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させた状態で、受け渡し装置は、図示しないハンドリングアームとの間でマスク２ｂの受け渡しを行う。この場合、マスク２ｂは、突き上げピン１７ｂによって外周部が支持される。
【００２３】
マスク２ｂを受け取った後、受け渡し装置は、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピン１７ａ，１７ｂを上昇させたまま、Ｚステージ１１を用いてチャック１２を上昇させる。図８は、図６と同様にＺステージ１１によりチャック１２を上昇させた状態を示す。チャック１２を上昇させることにより、マスク２ｂを支持する突き上げピン１７ｂが上昇され、マスク２ｂはチャックの上方に設けられたマスクホルダ３ｂの下面に押し付けられて装着される。マスクホルダ３ｂは、マスク２ｂの外周部を真空吸着して固定する。
【００２４】
本実施の形態によれば、第２のピン駆動機構であるエアシリンダ１６ａ，１６ｂは、空気の圧縮による緩衝機能を有する。従って、マスク２ａ，２ｂをマスクホルダ３ａ，３ｂに装着する際、マスク２ａ，２ｂがマスクホルダ３ａ，３ｂに接触する衝撃をエアシリンダ１６ａ，１６ｂが和らげて、マスク２ａ，２ｂの傷や破損を防止することができる。また、マスク２ａ，２ｂの受け渡しを行う際、第１のピン駆動機構と第２のピン駆動機構を併用することにより、基板１を受け渡す場合に比べて、チャック１２との間隔を大きくすることができる。従って、マスク２ａ，２ｂの下面にパターン面を保護する突起部があっても、ハンドリングアームが出入りする空間を確保することができる。
【００２５】
以上説明した実施の形態によれば、突き上げピン１７ｂを用いて基板１をチャック１２に搭載する際に、基板１の傷や破損を防止することができ、また突き上げピン１７ｂを用いてマスク２ｂをマスクホルダ２ｂに装着することができる。従って、突き上げピンの一部をマクスのマスクホルダへの装着にも利用することができ、少ない構成部品で多種のサイズの基板及びマスクに対応することができる。
【００２６】
本発明は、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ装置製造時の露光に限らず、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイス製造時の露光にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、突き上げピンを上昇させない状態を示す。
【図２】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、第１のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させた状態を示す。
【図３】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、第１のピン駆動機構により突き上げピンを下降させた状態を示す。
【図４】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、第２のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させた状態を示す。
【図５】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させた状態を示す。
【図６】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、Ｚステージよりチャックを上昇させた状態を示す。
【図７】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、第１のピン駆動機構及び第２のピン駆動機構により突き上げピンを上昇させた状態を示す。
【図８】本発明の一実施の形態による基板及びマスクの受け渡し装置の一部断面側面図であって、Ｚステージよりチャックを上昇させた状態を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板
２ａ，２ｂ  マスク
３ａ，３ｂ  マスクホルダ
１０  ＸＹθステージ
１１  Ｚステージ
１２  チャック
１３  支持板
１４  ボールねじ
１５  パルスモータ
１６ａ，１６ｂ  エアシリンダ
１７ａ，１７ｂ  突き上げピン
【図１】
2005310989.tif 000003
【図２】
2005310989.tif 000004
【図３】
2005310989.tif 000005
【図４】
2005310989.tif 000006
【図５】
2005310989.tif 000007
【図６】
2005310989.tif 000008
【図７】
2005310989.tif 000009
【図８】
2005310989.tif 000010