JP2002246450A

JP2002246450A - 基板保持装置及び基板搬送方法

Info

Publication number: JP2002246450A
Application number: JP2001043348A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Kubota; 泰仁窪田; Toshiya Ota; 稔也太田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基板等の基板の剥離帯電量を低減し、
製品の歩留まりを向上する。【解決手段】基板ホルダ２８の基板保持面２８ａから
突出して上下動する押し上げ機構を中心部４５ａ，４５
ｂと周辺部５５ａ，５５ｂとに分割し、独立して駆動で
きるようにする。基板保持面２８ａに保持された基板Ｐ
を引き剥がす時、基板中心部を吸着した状態で基板周辺
部を上昇させ、基板を反らせた状態とし、少し時間を遅
らせて中心部を上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板等の大
型の基板を保持する基板保持装置、その基板保持装置を
備える露光装置、及び基板保持装置に基板を搬送する基
板搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルの製造に当たっては、露
光装置を用いてガラスプレート等の基板にマスクのパタ
ーンを露光することが行われる。基板は、露光に先立っ
て、基板搬送アームによって露光装置の基板ステージに
搬送され、基板ステージの基板保持面に保持される。ま
た、露光装置による露光が終了した基板は、基板ステー
ジから基板搬送アームに受け渡されて搬出される。図１
３は、従来の液晶用露光装置の基板ステージに設けられ
た押し上げ機構の概略を示す部分断面側面図である。

【０００３】基板ステージ７５は、上面が基板保持面７
６ａとなっている基板ホルダ７６と押し上げ機構とを備
える。押し上げ機構は、基板保持面７６ａから突出する
複数本の基板上下ピン７７と、これら複数本の基板上下
ピン７７を一体として上下動させる基板上下ピン駆動装
置とを備える。基板上下ピン駆動装置は、カップリング
７３を介してモータ７０によって回転駆動されるボール
ねじ７１、ボールねじ７１に固定された台形カム７２、
カム従動子７４を備える。基板上下ピン駆動装置のモー
タ７０を回転することによって、複数本の基板上下ピン
７７は、基板ステージ７５の内部の収納位置から、図示
した基板ホルダ７６から突出した位置まで上下動するこ
とができる。

【０００４】図１４のフローチャートを参照して、露光
装置の基板ステージが備える基板ホルダへの基板の搬入
から搬出までの動作手順を説明する。まず、基板ステー
ジ７５にのっている基板ホルダ７６が基板Ｐを受け取る
ため、基板ローディングポジションまで移動する（Ｓ４
１）。次に、基板を保持したロードアームが、基板を受
け渡すため、基板ホルダ７６の上方に進入する（Ｓ４
２）。次に、押し上げ機構の基板上下ピン７７が上昇し
てロードアーム上の基板を受け取り、基板上下ピンの先
端についているベローズ７８にて基板Ｐを真空吸着する
（Ｓ４３）。基板Ｐが基板上下ピン７７上に保持される
と、ロードアームが基板ホルダ７６の上方から退避し
（Ｓ４４）、基板上下ピン７７が下降する（Ｓ４５）。
こうして基板は押し上げ機構の基板上下ピン７７から基
板ホルダ７６の基板保持面７６ａに上に移され、基板ホ
ルダ７６は基板ホルダ７６表面に設けられた不図示の吸
着溝を真空にすることにより、基板を真空吸着して保持
する（Ｓ４６）。基板ホルダ７６の基板保持面７６ａに
基板を保持した基板ステージ７５は、所定位置に移動
し、露光が行われる（Ｓ４７）。

【０００５】露光終了後、基板ステージは、前記ローデ
ィングポジションに再び戻ってくる（Ｓ４８）。基板ホ
ルダによる基板の真空吸着をオフし、押し上げ機構の基
板上下ピンによる基板の真空吸着を継続したまま、基板
上下ピン駆動装置を駆動して複数本の基板上下ピンを同
時に上昇させる（Ｓ４９）。基板上下ピンの上昇が止ま
ると、基板上下ピンによる真空吸着をオフする。次に、
アンロードアームが押し上げ機構によって支持されてい
る基板の下方に進入する（Ｓ５０）。その後、基板上下
ピンが下降しアンロードアームに基板が受け渡される
（Ｓ５１）。続いて、基板を保持したアンロードアーム
が基板ホルダ上から移動し、基板搬出完了となる（Ｓ５
２）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の技術に
おいては、近年のガラス基板の大型化に伴い、基板ホル
ダから基板を剥離する際の剥離帯電が大きな問題となっ
てきている。ガラス基板が大きな剥離帯電を起こすと、
基板搬出の際に、基板と近接している装置エッジ部との
間で放電を生じ、ガラス基板上に形成しようとしている
電気素子が破壊されてしまう場合がある。

【０００７】また、種々のプロセスを通ってきた基板
は、その周縁部の裏面にフタル酸などの化学物質が付着
することがある。その場合、その化学物質が接着剤のよ
うな働きをして、基板ホルダより基板を剥がす際に、基
板周辺部が欠けたり、ひびが入るという現象がよく起こ
る。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑み、ガラス基板等の基板の剥離帯電量を低減し、製品
の歩留まりを向上することを目的とする。本発明は、ま
た、基板ホルダへの基板の貼り付きの問題を緩和し、基
板周辺部に欠けやひび割れが生じるのを防ぐことを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、基板ホルダの基板保持面から突出して
上下動する押し上げ機構を中心部と周辺部とに分割し、
基板保持面に保持された基板を引き剥がす際には、基板
中心部を吸着した状態で基板周辺部を上昇させ、基板を
わざと反らせた状態とし、少し時間を遅らせて中心部を
上昇させることとした。また、基板ホルダに基板を載置
する際には、基板中心部を先に基板保持面に接触させ、
少し時間を遅らせて基板周辺部を接触させることとし
た。

【００１０】すなわち、本発明による基板保持装置は、
基板（Ｐ）を保持する基板保持面（２８ａ）と、基板保
持面（２８ａ）に対して基板（Ｐ）を昇降させる基板昇
降機構とを含む基板保持装置（２８）において、基板昇
降機構は、基板（Ｐ）の中心部を支持する第１の支持機
構（４５ａ〜４５ｄ）と、基板（Ｐ）の周辺部を支持す
る第２の支持機構（５５ａ〜５５ｄ）と、第１及び第２
の支持機構を所定の時間差で駆動する駆動部（４０〜４
４，５０〜５４）とを備えることを特徴とする。

【００１１】駆動部は、１つのモータでカムなどを用い
て第１の支持機構と第２の支持機構を連動させて駆動し
てもよいし、別々のモータで独立して駆動してもよい。
動作としてみたとき、第１及び第２の支持機構の移動に
時間差があればよい。駆動部（４０〜４４，５０〜５
４）は、第２の支持機構（５５ａ〜５５ｄ）を上昇さ
せ、その後第１の支持機構（４５ａ〜４５ｄ）を上昇さ
せて、基板保持面（２８ａ）に保持された基板（Ｐ）を
当該基板保持面（２８ａ）の上方に持ち上げる。

【００１２】駆動部（４０〜４４，５０〜５４）は、ま
た、第１の支持機構（４５ａ〜４５ｄ）を下降させ、そ
の後第２の支持機構（５５ａ〜５５ｄ）を下降させて、
基板保持面（２８ａ）の上方に位置する基板（Ｐ）を当
該基板保持面（２８ａ）に載置する。

【００１３】本発明による基板保持装置は、また、基板
（Ｐ）を保持する基板保持面（２８ａ）と、基板保持面
（２８ａ）に対して基板（Ｐ）を昇降させる基板昇降機
構とを含む基板保持装置において、基板昇降機構は、基
板（Ｐ）の中心部を支持して上下動する第１の支持機構
（４５ａ〜４５ｄ）と、基板（Ｐ）の周辺部を支持して
上下動する第２の支持機構（５５ａ〜５５ｄ）と、第１
の支持機構（４５ａ〜４５ｄ）を駆動する第１の駆動手
段（４０〜４４）と、第２の支持機構（５５ａ〜５５
ｄ）を駆動する第２の駆動手段（５０〜５４）とを備え
ることを特徴とする。

【００１４】前記本発明による基板保持装置において、
第１の支持機構（４５ａ〜４５ｄ）は、基板（Ｐ）を吸
着支持する吸着部（４６ａ〜４６ｄ）を有し、基板保持
面（２８ａ）から昇降機構が突出する状態で基板（Ｐ）
を吸着するものとすることができる。

【００１５】本発明による露光装置は、パターンが形成
されたマスク（Ｍ）を保持するマスクステージ（２１）
と、マスクステージ（２１）に保持されたマスク（Ｍ）
を照明する照明系（２０）と、基板保持面に基板を保持
して移動する基板ステージ（２３）と、照明系（２０）
で照明されたマスク（Ｍ）のパターンを基板ステージ
（２３）に保持された基板（Ｐ）に投影する投影光学系
（２２）とを備える露光装置（１２）において、基板ス
テージ（２３）は、前述の基板保持装置（２８）を有す
ることを特徴とする。

【００１６】本発明による基板搬送方法は、基板（Ｐ）
を基板保持面（２８ａ）に搬送する基板搬送方法におい
て、基板（Ｐ）の周辺部と中央部とを独立に支持し、中
央部が周辺部に比べて基板保持面（２８ａ）に近い位置
関係で基板（Ｐ）を基板保持面（２８ａ）から着脱する
ことを特徴とする。つまり、基板の中央部が垂れ下がる
ような状態として基板保持面に搬送を行う。

【００１７】ここで、図５と図６を用いて、本発明の作
用について説明する。図５は、基板の一例としてのガラ
ス基板Ｐを基板ホルダＨの基板保持面ＨＳより全面一様
に持ち上げる場合を示し、図６は、ガラス基板Ｐの右端
を持ち、左端を支点のようにして、ガラス基板Ｐをしな
らせながら持ち上げる場合を示している。

【００１８】図６のように基板ホルダＨ上のガラス基板
Ｐを一方の端部から持ち上げると、図５のようにガラス
基板Ｐの全面を一度に持ち上げる場合に比べて剥離帯電
量を低減できることが経験的に知られている。剥離帯電
は、剥離の際に、基板Ｐと基板ホルダＨとの間に流入し
てくる空気の速度（量）の違いに起因するという説もあ
るが、その原因は未だ完全に解明されてはいない。いず
れにしても、本発明は、図６に示したような、基板保持
面ＨＳからの基板Ｐの持ち上げ方を実現して、剥離帯電
量を低減するものである。

【００１９】本発明の基板保持装置によれば、基板保持
面に保持された基板を基板周辺部から剥がす（先に基板
周辺部を剥がし、次に基板中心部を剥がす）ことによ
り、基板全面を同時に剥がす場合に比較して剥離帯電量
を低減することができる。従って、基板搬出の際に、基
板に放電が起きる確率が低減し、製品歩留まりが向上す
る。

【００２０】また、種々のプロセスを経て裏面周縁部に
化学物質が付着している基板においても、基板保持面か
ら基板を剥がす際に基板周辺部から基板を持ち上げてい
けば、欠けやひびの発生を抑制することができる。

【００２１】また、全ての基板上下ピンを同時に駆動す
る従来型の押し上げ機構でサイズの大きなガラス基板等
の基板を着脱する場合、図７の側面図に模式的に示すよ
うに、基板ＰのエッジＥがたわみ、基板エッジＥと基板
保持面ＨＳの特定領域Ｒとがこすれる。その結果、基板
保持面ＨＳのこすれた部分Ｒの平面度が上がり、これが
基板Ｐが基板保持面ＨＳに貼りつく現象の一因になって
いた。

【００２２】本発明は、基板中心部が先に基板保持面か
ら剥がれるようにして基板を上昇させ、また、基板中心
部が先に基板保持面に接触するようにして基板を載置す
るものであるため、基板のエッジが基板保持面の特定の
部分と擦れてその部分の平面度が上がる現象の回避にお
いても効果を発揮する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。ここでは、基板に感光剤を塗布す
るコータと露光装置をインライン接続し、基板を液晶デ
ィスプレイパネル製造に用いられる角形のガラス基板と
したリソグラフィシステムの例を用いて説明する。

【００２４】図１はリソグラフィシステムの平面図、図
２はその断面正面図である。リソグラフィシステム１
は、チャンバ５を有するコータ２及びチャンバ４を有す
る露光装置３を隣接配置した構成になっている。チャン
バ４の側壁４ａには開口部Ｋが形成され、側壁４ａに対
向するチャンバ５の側壁５ａには開口部Ｋに連通する開
口部８が形成されている。そして、コータ２と露光装置
３とは、開口部８，Ｋを介してインライン接続されてい
る。

【００２５】コータ２は、チャンバ５内に収納された塗
布装置であるコータ本体９とロードアーム（搬送装置）
１０とシャッタ３１とシャッタ開閉装置３２を備えてい
る。コータ本体９は、ガラス基板（基板）Ｐに対してレ
ジスト等の感光剤を塗布する処理を行うものである。ロ
ードアーム１０は、ガラス基板Ｐを載置した状態でＸＹ
平面に沿って移動するとともにＺ方向に沿って昇降する
ことで、コータ本体９との間でガラス基板Ｐを搬送する
とともに、開口部８，Ｋを介して露光装置３との間でガ
ラス基板Ｐを搬送する構成になっている。シャッタ３１
は、開口部８を遮蔽するものであって、シャッタ開閉装
置３２によって駆動される。シャッタ３１の開閉状態は
シャッタ開閉センサ３４によって検知される。

【００２６】露光装置３は、図２に示す液晶表示素子等
のパターンが形成されたマスクＭとガラス基板Ｐとを投
影光学系２２に対して相対走査することによって、マス
クＭに形成されたパターンをガラス基板Ｐ上に一括転写
する処理を行うものであって、チャンバ５内に収納され
た基板搬送装置１１、露光装置本体１２及び受け渡しポ
ート１４を備えている。

【００２７】また、シャッタ３１とシャッタ開閉装置３
２と基板搬送装置１１とロードアーム１０及び開口部
８，Ｋとによって、コータ２と露光装置３との間でガラ
ス基板Ｐを搬送するための基板搬送システムが構築され
ている。なお、投影光学系２２の光軸方向をＺ軸方向と
し、Ｚ軸に直交する面内でマスクＭとガラス基板Ｐとを
投影光学系２２に対して相対走査する方向をＹ軸方向、
このＹ軸方向に直交する非走査方向をＸ軸方向として説
明する。

【００２８】受け渡しポート１４は、コータ本体９で感
光剤を塗布されたガラス基板Ｐ及び露光装置本体１２で
露光処理が施されたガラス基板Ｐの受け渡しが行われる
ものであって、後述する露光装置本体１２の基板ホルダ
２８と同様に、押し上げ機構を有する基板ホルダ１３を
備えている。受け渡しポート１４の基板ホルダ１３は、
コータ２から受け渡されたガラス基板Ｐを保持して温度
調整する役割も有する。基板搬送装置１１は、ガラス基
板１１を保持した状態でＸＹ平面に沿って移動するとと
もにＺ軸方向に沿って昇降することで、受け渡しポート
１４の基板ホルダ１３との間でガラス基板Ｐを搬送する
とともに、露光装置本体１２との間でガラス基板Ｐを搬
送する。

【００２９】露光装置本体１２は、照明光学系２０、マ
スクステージ２１、投影光学系２２及び基板ステージ２
３を主体として構成されている。照明光学系２０は、光
源ユニット、シャッタ、２次光源形成光学系、ビームス
プリッタ、集光レンズ系、視野絞り、及び結像レンズ系
等から構成され、露光用照明光によってマスクＭ上の矩
形（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明す
る。マスクステージ２１は、リニアモータ等からなるマ
スク駆動機構２４によってＹ軸方向（図２における紙面
直交方向）に駆動される。また、マスクステージ２１
は、不図示のモータ等の駆動装置によってＸＹ面内で微
小駆動可能に構成されている。このマスクステージ２１
には、マスクＭが真空吸着等によって固定されている。
マスクステージ２１のＸＹ面内の位置は、位置検出装置
であるマスク用レーザ干渉計システム２５によって所定
の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で計測さ
れる。

【００３０】投影光学系２２としては、等倍の正立正像
を投影する複数（図２では５つ）の投影光学系ユニット
ＰＬ１〜ＰＬ５をいわゆる千鳥状に配置したものが用い
られている。なお、このような複数組の等倍正立の投影
光学系ユニットを用いた投影光学系の詳細は公知である
ので、ここでは詳細な説明を省略する。照明光学系２０
からの露光用照明光によってマスクＭ上の照明領域が照
明されると、マスクＭの照明領域部分の回路パターンの
等倍像がガラス基板Ｐ上の、前記照明領域に共役な露光
領域に投影される。

【００３１】基板ステージ２３は、投影光学系２２の下
方に配置され、ステージベース２６上をリニアモータ等
を含む基板駆動機構２７によってＹ軸方向（あるいはＸ
Ｙ二次元方向）に駆動される。この基板ステージ２３の
上面には、基板ホルダ２８を介してガラス基板Ｐが吸着
保持されるようになっている。基板ステージ２３は、ま
た、ガラス基板Ｐの受け渡しを行うために、後述する押
し上げ機構を有する。この基板ステージ２３のＸＹ面内
の位置は、移動鏡２９を介して位置検出装置である基板
用レーザ干渉計システム３０によって所定の分解能、例
えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で計測される構成にな
っている。

【００３２】上記のリソグラフィシステム１によるガラ
ス基板Ｐに対する一連の処理動作の概略について説明す
る。コータ２のコータ本体９で表面に感光剤が塗布され
たガラス基板Ｐは、ロードアーム１０に載置されて、図
１に示すように開口部８に対向する位置へ搬送される。
この動作に同期して、シャッタ開閉装置３２の駆動によ
りシャッタ３１が下降して開口部８，Ｋを開放する。こ
こで、シャッタ３１が開いたことをシャッタ開閉センサ
３４が検知すると、ロードアーム１０はガラス基板Ｐを
保持した状態で、開口部８，Ｋを介してチャンバ４内へ
進入する。

【００３３】ロードアーム１０は、後述するようにし
て、ガラス基板Ｐを受け渡しポート１４の基板ホルダ１
３に受け渡す。ガラス基板Ｐを受け渡した後、ロードア
ーム１０はチャンバ４内からチャンバ５内に戻る。受け
渡しポート１４の基板ホルダ１３に保持されたガラス基
板Ｐは、所定時間その場で温調された後、露光装置３内
の基板搬送装置１１によって、後述するようにして基板
ステージ２３に搬送される。ガラス基板Ｐが基板ステー
ジ２３にセットされると、干渉計システム２５，３０の
計測値をモニタしつつ、マスク駆動機構２４、基板駆動
機構２７を介してマスクステージ２１と基板ステージ２
３とを同期移動して、Ｙ軸方向に沿って同一速度で同方
向に投影光学系２２に対して相対走査する。これによ
り、マスクＭ上のパターン領域全域の回路パターンが、
表面に感光剤が塗布されたガラス基板Ｐ上に転写され
る。なお、露光処理が終了したガラス基板Ｐは、上記と
逆の手順で搬出される。

【００３４】図３は、一部を破断して示した基板ステー
ジ２３の概略側面図、図４はその上面図である。図には
基板搬送装置１１の搬送アーム（ロードアーム３５、ア
ンロードアーム３６）も示してある。受け渡しポート１
４の基板ホルダ１３も図３及び図４に示す構造と同様の
構造の押し上げ機構を備える。なお、図３及び図４は主
に押し上げ機構の構造と機能を例示的に示すことを目的
とする図であり、寸法関係は誇張して示してある。

【００３５】図示した押し上げ機構は、基板ホルダ２８
の基板保持面２８ａから突出して上昇、下降することの
できる８本の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄ，５５ａ〜５
５ｄを備える。８本の基板上下ピンは、ガラス基板Ｐの
中心部を支持する４本の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄ
と、ガラス基板Ｐの周辺部を支持する４本の基板上下ピ
ン５５ａ〜５５ｄの２つのグループに分かれている。押
し上げ機構の駆動手段としては、中心側の基板上下ピン
４５ａ〜４５ｄを上下動させるための、モータ４０、カ
ップリング４３を介してモータ４０に接続されたボール
ねじ４１、ボールねじ４１に固定された台形カム４２を
備える第１の駆動手段と、周辺側の基板上下ピン５５ａ
〜５５ｄを上下動させるための、モータ５０、カップリ
ング５３を介してモータ５０に接続されたボールねじ５
１、ボールねじ５１に固定された台形カム５２を備える
第２の駆動手段の２つの駆動手段を有する。ガラス基板
Ｐの中心部を支持する４本の基板上下ピン４５ａ〜４５
ｄは、カム従動子４４に固定され、モータ４０の回転に
よって一体となって上下動する。また、ガラス基板の周
辺部Ｐを支持する４本の基板上下ピン５５ａ〜５５ｄ
は、カム従動子５４に固定され、モータ５０の回転によ
って一体となって上下動する。このようにして、２群の
基板上下ピン４５ａ〜４５ｄ，５５ａ〜５５ｄは、基板
ステージ内部の収納位置から、図示した基板ホルダから
突出した位置までそれぞれ独立して上下動することがで
きる。

【００３６】次に、図８のフローチャートと、基板ホル
ダ２８上におけるガラス基板の状態を示す図９の模式図
も参照して、搬送アームによって搬送されてきたガラス
基板を露光装置の基板ステージ２３の基板ホルダ２８上
に搬入する基板搬送処理について説明する。図９中の矢
印は、押し上げ機構の基板上下ピンによるガラス基板Ｐ
の支持位置を表す。

【００３７】ガラス基板Ｐの搬入に当たり、まず、露光
装置３の基板ステージ２３が基板ローディングポジショ
ンまで移動する（Ｓ１１）。続いて、ガラス基板Ｐを保
持した搬送アーム（ロードアーム）３５が基板ステージ
２３に備わった基板ホルダ２８のほぼ真上の位置に進入
する（Ｓ１２）。すると、モータ４０，５０の駆動によ
り基板ホルダ２８の基板保持面２８ａから押し上げ機構
の中心部の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄと周辺部の基板
上下ピン５５ａ〜５５ｄとが同時に上昇して、搬送アー
ム３５に保持されているガラス基板Ｐを下方から受け取
り、基板上下ピン４５ａ〜４５ｄ，５５ａ〜５５ｄの先
端のベローズ４６ａ〜４６ｄ，５６ａ〜５６ｄにてガラ
ス基板Ｐを真空吸着する（Ｓ１３）。図９（ａ）は、こ
の状態を表している。

【００３８】その後、搬送アーム３５が基板ホルダ２８
の上方から退避する（Ｓ１４）。搬送アーム退避後、押
し上げ機構の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄ，５５ａ〜５
５ｄが下降する。このとき、モータ４０を先に駆動し、
その後モータ５０を駆動することにより、ガラス基板Ｐ
の中心部を支持する基板上下ピン４５ａ〜４５ｄが先に
下降し（Ｓ１５）、周辺部を支持する基板上下ピン５５
ａ〜５５ｄは中心部の基板上下ピンに遅れて下降する
（Ｓ１６）。そのため、押し上げ機構上のガラス基板Ｐ
は、周辺部に対して中心部が下がった形状になる。図９
（ｂ）は、この状態を表している。

【００３９】基板上下ピン４５ａ〜４５ｄ，５５ａ〜５
５ｄが下降を続けると、図９（ｃ）に示すように、ガラ
ス基板Ｐは、その中心部が基板ホルダ２８の基板保持面
２８ａに最初に接触し、続いて周辺部が接触し、図９
（ｄ）の状態を経て、最終的に図９（ｅ）に示すように
ガラス基板Ｐの下面全面が基板ホルダ２８の基板保持面
２８ａに接触することになる。その後、ガラス基板Ｐは
基板ホルダ２８の基板保持面２８ａに真空吸着されて保
持される（Ｓ１７）。続いて、基板ホルダ２８の基板載
置領域周辺に設置された３つのポテンションピン６１〜
６３にてガラス基板Ｐの直交する２つのエッジの３点を
叩くことにより、ガラス基板Ｐが基板ホルダ２８上のど
の位置にあるかを正確に把握し、その情報を元に基板ホ
ルダ２８の回転補正を行い露光作業が開始される。

【００４０】このようにガラス基板を、その中心部が基
板ホルダの基板保持面に最初に接触し、続いて周辺部が
接触するようにして載置する基板搬送方法を採用するこ
とにより、特に大型のガラス基板を基板ホルダ上に搬送
する際、図７に示したような、ガラス基板の周辺部が基
板ホルダの基板載置面の特定部分と擦れる問題が生じな
い。その結果、従来のように基板ホルダの基板保持面の
ガラス基板周縁を保持する領域の平面度が上がり、ガラ
ス基板が基板保持面の平面度が上がった領域に貼り付く
現象を回避することができる。

【００４１】次に、図１０のフローチャートと、基板ホ
ルダ２８上におけるガラス基板の状態を示す図１１の模
式図も参照して、ガラス基板Ｐを基板ステージ２３の基
板ホルダから搬出する基板搬送処理について説明する。
図１１中の矢印は、押し上げ機構の基板上下ピンによる
ガラス基板Ｐの支持位置を表す。

【００４２】露光装置３での露光作業が終了したら、基
板ステージ２３はローディングポジションに戻ってくる
（Ｓ２１）。そして、基板ホルダ２８によるガラス基板
Ｐの真空吸着をオフする（Ｓ２２）。また、押し上げ機
構の周辺部の基板上下ピン５５ａ〜５５ｄの先端に設け
られたベローズ５６ａ〜５６ｄによる真空吸着をオフす
る（Ｓ２３）。この時、図１１（ａ）に示すように、ガ
ラス基板Ｐは基板ホルダ２８の基板保持面２８ａに全面
で接触している。なお、露光中はセンターアップ機構の
基板上下ピンによるガラス基板Ｐの真空吸着をオフにし
てもよい。その場合には、上記ステップ２３のタイミン
グで、押し上げ機構の中心部の基板上下ピン４５ａ〜４
５ｄの先端に設けられたベローズ４６ａ〜４６ｄによる
真空吸着をオンにすればよい。

【００４３】なお、ステップ２１で基板ステージ２３
は、ガラス基板Ｐを排出するための位置であるアンロー
ディングポジションに移動するようにしてもよい。次
に、押し上げ機構のモータ５０が駆動して周辺部の基板
上下ピン５５ａ〜５５ｄが上昇を開始し、ガラス基板Ｐ
の周辺部のみを基板ホルダ２８の基板保持面２８ａから
持ち上げる（Ｓ２４）。このとき、押し上げ機構の中心
部の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄは、ガラス基板Ｐを真
空吸着したままである。ガラス基板Ｐは、周辺部を持ち
上げられることによって図１１（ｂ）に示すように反り
始める。

【００４４】押し上げ機構の周辺部の基板上下ピン５５
ａ〜５５ｄの上昇開始に０．３〜０．５秒遅れてモータ
４０が駆動し、中心部の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄが
上昇を開始する（Ｓ２５）。この時、例えばサイズが６
００ｍｍ×７２０ｍｍで厚さが０．７ｍｍのガラス基板
の場合、周縁部は５〜１５ｍｍ程度、基板保持面から上
方に離れている。図１１（ｃ）は、この状態を示した
ものである。

【００４５】その後、ガラス基板Ｐは、図１１（ｄ）に
示すように、反った状態のまま上昇してゆく。そして、
押し上げ機構の周辺部の基板上下ピン５５ａ〜５ｄがス
トロークエンドに達し、時間をおいて、押し上げ機構の
中心部の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄもストロークエン
ドに達する。この時、ガラス基板Ｐは、図１１（ｅ）に
示すように、押し上げ機構の基板上下ピン４５ａ〜４５
ｄ，５５ａ〜５５ｄ上に水平に保持され、押し上げ機構
によるガラス基板の上昇動作完了となる（Ｓ２６）。

【００４６】ガラス基板Ｐの上昇が止まると、押し上げ
機構の中心部の基板上下ピン４５ａ〜４５ｄによって今
までで継続されていたガラス基板Ｐの真空吸着が解除さ
れる（Ｓ２７）。すると、基板搬送装置の搬送アーム
（アンロードアーム）３６がガラス基板Ｐの下方のロー
ディングポジションに進入する（Ｓ２８）。次に、押し
上げ機構の中心部及び周辺部の基板上下ピン４５ａ〜４
５ｄ，５５ａ〜５５ｄが同時に下降し、基板搬送装置の
搬送アーム３６は押し上げ機構の基板上下ピン４５ａ〜
４５ｄ，５５ａ〜５５ｄからガラス基板Ｐを受け取る
（Ｓ２９）。次に、ガラス基板Ｐを受け取って保持した
搬送アーム３６は基板ホルダ２８上からガラス基板Ｐを
搬出し（Ｓ３０）、ガラス基板搬出の一連の動作は終了
する。なお、ステップ２８は、ステップ２１で基板ステ
ージ２３をアンローディングポジションに移動した際に
は、搬送アーム３６をアンローディングポジションに進
入するようにしてもよい。

【００４７】図１２は、本発明による基板ホルダの他の
例を示す上面図である。この基板ホルダ２８は、基板Ｐ
を保持する基板保持面２８ａに基板Ｐの縁部を持ち上げ
るための縁部持ち上げ部材６５〜６８が埋め込まれてい
る点で図３及び図４に示した基板ホルダと相違してい
る。縁部持ち上げ部材６５〜６８は、基板ホルダ２８の
内部に設置された図示しない駆動手段によって基板保持
面２８ａから突出するように駆動可能である。縁部持ち
上げ部材６５〜６８は、通常は基板保持面２８ａより突
出することがないように位置づけられており、基板ホル
ダ２８の基板保持面２８ａに保持されている基板を搬出
する際に、押し上げ機構の周辺部の基板上下ピン５５ａ
〜５５ｄの上昇に先立ってわずかな高さだけ上昇するよ
うに駆動される。基板Ｐの周辺部を持ち上げるとき、押
し上げ機構の周辺部の基板上下ピン５５ａ〜５５ｄによ
る持ち上げに先行して縁部持ち上げ部材６５〜６８によ
ってわずかに持ち上げることにより、周辺部の基板上下
ピン５５ａ〜５５ｄのみによって基板Ｐの周辺部を持ち
上げる場合に比較して、基板のはりつきを防止して容易
に持ち上げることが可能になる。

【００４８】以上、露光装置の基板ステージの基板ホル
ダに対するガラス基板の搬入、搬出処理について説明し
たが、受け渡しポート１４の基板ホルダ１３に対する基
板Ｐの搬入、搬出も、基板の周辺部と中央部とを独立に
支持し、同様の手順にて、基板の中央部が周辺部に比べ
て基板保持面に近くなっているような位置関係にて基板
を基板保持面から着脱するように行われる。また、押し
上げ機構の中心部の基板上下ピン及び周辺部の基板上下
ピンの数はそれぞれ４本ずつの場合を例にして説明した
が、中心部と周辺部の基板上下ピンの数は４本ずつに限
られない。

【００４９】なお、図３では、モータ４０と５０とでそ
れぞれカム従動子４４、５４を台形カム４２、５２によ
り上下動させているが、モータは共通として台形カムの
傾斜の位置をずらすことによってカム従動子４４、５４
の上下動するタイミングを変えるように構成してもよ
い。又、基板としてウエハであってもよい。

【００５０】又、本発明の実施の形態としてガラス基板
を水平に保持したものを示したが、これに限らずほぼ垂
直又はすこし傾けた状態で基板ホルダにガラス基板を保
持する場合においても本発明を適用することが可能であ
る。この場合さらに、ガラス基板の落下防止のため、動
力方向の支持機構を設け、その支持機構も押し上げ機構
と同期して駆動するようにしてもよい。又、ガラス基板
の周辺部を持ち上げた状態でガラス基板と基板ホルダの
間にイオン化エアーを送り込むようにすることで、さら
に剥離帯電量を低減することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、基板ホルダから基板を
搬出するとき、基板保持面に接触している基板を基板周
辺部より剥がすことにより剥離帯電量を低減することが
できる。また、基板ホルダに基板を搬入するとき、基板
の中心部が最初に基板保持面に接触するよう基板を反ら
せた状態で搬入することにより、基板のエッジとホルダ
の特定部分とがこすれ、こすれた部分の平面度が上がる
ことのよる基板の貼りつき現象をなくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】リソグラフィシステムの平面図。

【図２】図１の断面正面図。

【図３】一部を破断して示した基板ステージの概略側面
図。

【図４】図３の上面図。

【図５】基板を基板ホルダの基板保持面より全面一様に
持ち上げる様子を示す図。

【図６】基板の一端を持ち、他端を支点のようにして、
しならせながら持ち上げる様子を示す図。

【図７】サイズの大きな基板を着脱する場合の様子を示
す図。

【図８】基板を露光装置の基板ステージの基板ホルダ上
に搬入する基板搬送処理の手順を示すフローチャート。

【図９】基板搬入処理の際の基板ホルダ上におけるガラ
ス基板の状態を示す図。

【図１０】基板を基板ステージの基板ホルダから搬出す
る基板搬送処理の手順を示すフローチャート。

【図１１】基板搬出処理の際の基板ホルダ上におけるガ
ラス基板の状態を示す図。

【図１２】本発明による基板ホルダの他の例を示す上面
図。

【図１３】従来の液晶用露光装置の基板ステージに設け
られた押し上げ機構の概略を示す部分断面側面図。

【図１４】従来の基板ホルダへの基板の搬入から搬出ま
での動作手順を説明するフローチャート。

【符号の説明】１…リソグラフィシステム、２…コータ、３…露光装
置、４，５…チャンバ、９…コータ本体、１０…ロード
アーム（搬送装置）、１１…基板搬送装置、１２…露光
装置本体、１３…基板ホルダ、１４…受け渡しポート、
２０…照明光学系、２２…投影光学系、２３…基板ステ
ージ、２８…基板ホルダ、２８ａ…基板保持面、３５…
ロードアーム、３６…アンロードアーム、４０…モー
タ、４１…ボールねじ、４２…台形カム、４３…カップ
リング、４４…カム従動子、４５ａ〜４５ｄ…中心部を
支持する基板上下ピン、４６ａ〜４６ｄ…吸着ベロー
ズ、５０…モータ、５１…ボールねじ、５２…台形カ
ム、５３…カップリング、５４…カム従動子、５５ａ〜
５５ｄ…周辺部を支持する基板上下ピン、５６ａ〜５６
ｄ…吸着ベローズ、６１〜６３…ポテンションピン、６
５〜６８…縁部持ち上げ部材、７５…基板ステージ、７
６…基板ホルダ、７７…基板上下ピン、Ｍ…マスク、Ｐ
…基板

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する基板保持面と、前記基板
保持面に対して前記基板を昇降させる基板昇降機構とを
含む基板保持装置において、前記基板昇降機構は、前記基板の中心部を支持する第１
の支持機構と、前記基板の周辺部を支持する第２の支持
機構と、前記第１及び第２の支持機構を所定の時間差で
駆動する駆動部とを備えることを特徴とする基板保持装
置。
【請求項２】請求項１記載の基板保持装置において、
前記駆動部は、前記第２の支持機構を上昇させ、その後
前記第１の支持機構を上昇させて、前記基板保持面に保
持された基板を当該基板保持面の上方に持ち上げること
を特徴とする基板保持装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の基板保持装置にお
いて、前記駆動部は、前記第１の支持機構を下降させ、
その後前記第２の支持機構を下降させて、前記基板保持
面の上方に位置する基板を当該基板保持面に載置するこ
とを特徴とする基板保持装置。
【請求項４】基板を保持する基板保持面と、前記基板
保持面に対して前記基板を昇降させる基板昇降機構とを
含む基板保持装置において、前記基板昇降機構は、前記基板の中心部を支持して上下
動する第１の支持機構と、前記基板の周辺部を支持して
上下動する第２の支持機構と、前記第１の支持機構を駆
動する第１の駆動手段と、前記第２の支持機構を駆動す
る第２の駆動手段とを備えることを特徴とする基板保持
装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項記載の基板
保持装置において、前記第１の支持機構は、前記基板を
吸着支持する吸着部を有し、前記基板保持面から前記昇
降機構が突出する状態で前記基板を吸着することを特徴
とする基板保持装置。
【請求項６】パターンが形成されたマスクを保持する
マスクステージと、前記マスクステージに保持されたマ
スクを照明する照明系と、基板保持面に基板を保持して
移動する基板ステージと、前記照明系で照明されたマス
クのパターンを前記基板ステージに保持された基板に投
影する投影光学系とを備える露光装置において、前記基板ステージは、請求項１〜５のいずれか１項記載
の基板保持装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】基板を基板保持面に搬送する基板搬送方
法において、前記基板の周辺部と中央部とを独立に支持し、前記中央
部が前記周辺部に比べて前記基板保持面に近い位置関係
で前記基板を前記基板保持面から着脱することを特徴と
する基板搬送方法。