JP2807905B2

JP2807905B2 - 基板チャック機構

Info

Publication number: JP2807905B2
Application number: JP1236901A
Authority: JP
Inventors: 悟岩間
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH03101119A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、基板露光装置等において回路パターンが形
成されたマスクに対してガラス基板を位置合わせする際
に該ガラス基板を位置決めして保持する基板チャック機
構に関し、特に基板チャックの上面に対してガラス基板
を正しく位置決めできると共に確実に吸着保持すること
ができる基板チャック機構に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の基板チャック機構は、第７図及び第８
図に示すように、ベース部材１の上面に立設されそれぞ
れの上端部が上下に伸縮する少なくとも三本のチルト機
構部２と、これらのチルト機構部２によって下面を支え
られると共にその上面にはガラス基板３を真空吸着する
ための吸着部４が形成され該上面にガラス基板３を吸着
保持する基板チャック５と、この基板チャック５の外側
近傍にて上記ガラス基板３の隣接二辺部の対応位置に設
けられ該ガラス基板３を位置決めする基準位置決めピン
6a,6b,6cと、上記基板チャック５の外側近傍にて上記基
準位置決めピン6a〜6cと対向する部位に設けられ上記ガ
ラス基板３を間に入れて押し付ける位置決め用の押付け
ピン7a,7b,7cとを備えて成っていた。なお、第７図にお
いて、符号８は基板チャック５を各チルト機構部２に対
して与圧をかけて連結するテンション用板バネである。
また、第８図において、符号９は上記基板チャック５の
上面にガラス基板３を真空吸着するためのエア吸引孔で
ある。

そして、上記基板チャック５の上面に対してガラス基
板３を位置決めするには、図示省略の搬送アームにより
前工程のステージから送られてきたガラス基板３を基板
チャック５の上面に載せ、対向して設けられた押付けピ
ン7a〜7cにより上記ガラス基板３を基準位置決めピン6a
〜6cに対して押し付けて位置決めしていた。また、この
ように位置決めされたガラス基板３を吸着保持するに
は、上記基板チャック５の上面に形成された凹所から成
る吸着部４の底部に穿設されたエア吸引孔９から図示外
の真空源により真空吸引することによって、上記吸着部
４内が真空に引かれてその上面に載せさられたガラス基
板３を真空吸着して保持していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の基板チャック機構において
は、基板チャック５の上面に対してガラス基板３を位置
決めするのに、単に押付けピン7a〜7cでガラス基板３を
基準位置決めピン6a〜6cに対して押し付けるだけであっ
たので、上記ガラス基板３の裏面の状態によっては基板
チャック５上をスムーズに押して行くことができず、正
しい位置決めができないことがあった。このような場合
でも、上記ガラス基板３を正しく位置決めしようとする
と、押付けピン7a〜7cとしてより強力な押し付け力を有
するものとしなければならず、機構が大形化するもので
あった。また、ガラス基板３が大形化すると、基板チャ
ック５の上面に形成された所定の広さの単一に吸着部４
では、上記ガラス基板３の全面にわたって確実な吸着保
持ができないことがあった。さらに、ガラス基板３に対
してリソグラフィ工程を何回か繰り返すうちに、上記ガ
ラス基板３の周辺部が上向きに反りを生じることがあ
り、そのままで基板チャック５の上面に載せて吸着部４
により真空吸着しても、確実に吸着保持することはでき
ないものであった。従って、この吸着不良のために、次
の作業のシーケンスに入れないことがあった。このこと
から、所要の作業のスループットが低下するものであっ
た。

そこで、本発明は、このような問題点を解決し、基板
チャックの上面に対してガラス基板を正しく位置決めで
きると共に確実に吸着保持することができる基板チャッ
ク機構を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による基板チャッ
ク機構は、ベース部材の上面に立設されそれぞれの上端
部が上下に伸縮する少なくとも三本のチルト機構部と、
これらのチルト機構部によって下面を支えられると共に
その上面にはガラス基板を真空吸着するための吸着部が
形成され該上面にガラス基板を吸着保持する基板チャッ
クと、この基板チャックの外側近傍にて上記ガラス基板
の隣接二辺部の対応位置に設けられ該ガラス基板を位置
決めする基準位置決めピンと、上記基板チャックの外側
近傍にて上記基準位置決めピンと対向する部位に設けら
れ上記ガラス基板を間に入れて押し付ける位置決め用押
付けピンとを備えて成る基板チャック機構において、上
記基板チャック上面の吸着部には、該基板チャックの上
面に位置決めされるガラス基板の裏面に対して空気を吹
き付けて該ガラス基板を浮上させるエア吹出し孔を設け
たものである。

また、基板チャック上面の吸着部を複数の区画に分割
すると共に、この分割された各区画ごとにガラス基板を
真空吸着するためのエア吸引孔を設けると効果的であ
る。

この場合において、基板チャック上面の四隅部に、ガ
ラス基板の周縁部を真空吸着するためのエア吸引孔を設
けてもよい。

さらに、基板チャックの外側近傍に、該基板チャック
の上面に位置決め吸着されるガラス基板の周縁部の上方
から押圧する基板押え装置を設けると効果的である。

〔作用〕

このように構成された基板チャック機構は、基板チャ
ック上面の吸着部に設けられたエア吹出し孔から、上記
基板チャックの上面に位置決めされるガラス基板の裏面
に対して空気を吹き付けて該ガラス基板を浮上させるこ
とにより、位置決め用の押付けピンの押し付け力を特に
大きくすることなく上記ガラス基板を基準位置決めピン
に対して押し付け、正しく位置決めするように動作す
る。

また、基板チャック上面の吸着部が複数の区画に分割
され、この分割された各区画ごとに設けられたエア吸引
孔によってガラス基板を真空吸着することにより、該ガ
ラス基板の全面にわたって確実に吸着保持することとな
る。

さらに、基板チャックの外側近傍に設けられた基板押
え装置によって上記基板チャックの上面に位置決め吸着
されるガラス基板の縁周部の上方から押圧することによ
り、周辺部に上向きの反りを生じたガラス基板であって
も確実に吸着保持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明による基板チャック機構の実施例を示
す平面図である。この基板チャック機構は、基板露光装
置等において回路パターンが形成されたマスクに対して
ガラス基板を位置合わせする際に該ガラス基板を位置決
めして保持するもので、第１図及び従来例の説明に用い
た第７図において、ベース部材１は、本発明の基板チャ
ック機構の構成要素を組み付けるための台となるもの
で、例えば適宜の大きさの矩形状の盤体に形成されてい
る。

上記ベース部材１の上面には、チルト機構部２が立設
されている。チルト機構部２は、後述の基板チャック５
をその上端部10で支持して例えば水平状態に保つもの
で、上端部10がモータ等の駆動源により上下に伸縮する
ようにされており、例えば或る正三角形の各頂点の位置
に対応する個所に三本立設されている。

上記チルト機構部２の上方には、基板チャック５が設
けられている。この基板チャック５は、その上面に露光
対象物としてのガラス基板３を位置決めして吸着保持す
るもので、第１図に示すように矩形状の板体に形成さ
れ、上記各チルト機構部２の上端部10で支持して設けら
れている。すなわち、各チルト機構部２の上端部10と基
板チャック５の下面側に設けられたボール受け11との間
にそれぞれボール12を介在させ、このボール12の球面接
触により上記基板チャック５が任意に傾斜可能に支持さ
れている。また、上記各チルト機構部２と基板チャック
５との間は、テンション用板バネ８によって与圧をかけ
て連結されると共に、上記テンション用板バネ８を上端
部にて固定用ネジでネジ止めされている。そして、その
上面にはガラス基板３を真空吸着するための吸着部４が
凹所状に形成されている。

上記基板チャック５の外側近傍には、基準位置決め6
a,6b,6c及び押付けピン7a,7b,7cを設けられている。準
備位置決めピン6a〜6cは、上記基板チャック５の上面に
記載されるガラス基板３を所定の位置に位置決めするも
ので、上記ガラス基板３の隣接二辺部の対応位置に設け
られている。また、押付てピンン7a〜7cは、上記基準位
置決めピン6a〜6cとの間にガラス基板３を入れて弾性的
に押し付けることにより正しく位置決めするもので、例
えば圧縮スプリング等により上記ガラス基板３を押圧す
るようになっており、上記基準位置決めピン6a〜6cと対
向する部位に設けられている。

ここで、本発明においては、第１図に示すように、上
記基板チャック５の上面の吸着部４に、エア吹出し孔13
が設けられている。このエア吹出し孔は13は、上記基板
チャック５の上面に載置して位置決めされるガラス基板
３の裏面に対して空気を吹き付けて該ガラス基板３を浮
上させるもので、基板チャック５の上面に形成された凹
所から成る吸着部４の底部に穿設されている。なお、第
１図においては、上記エア吹出し孔13をエア吸引孔９と
個別に設けたものとして示したが、本発明はこれに限ら
ず、エア吸引孔９と兼用してこれに接続されるエアパイ
プを吸引用と吹出し用とで切り換えるようにしてもよ
い。

次に、このように構成された基板チャック機構の動作
について、第２図を参照して説明する。まず、前工程の
ステージ14での所要の作業が終了すると、搬送アーム1
5,15が矢印A,Cのように近付いてきて、上記ステージ14
上に載置されたガラス基板３を両側下面から抱え込み、
その全体を矢印Ｅ方向へ移動させて、上記搬送アーム1
5,15に抱え込まれたガラス基板３を次のステージの基板
チャック５上に載置する。このとき、上記搬送アーム1
5,15は、矢印B,Dのように後退すると共に、矢印Ｆの方
向へ移動して元の位置へ戻る。次に、上記のように基板
チャック５上にガラス基板３が載置されたところで、図
示外の空気源からエアを供給してエア吹出し孔13から吹
き出し、上記ガラス基板３の裏面に対して吹き付けて該
ガラス基板３を浮上させる。この状態で、上記ガラス基
板３を押付けピン7a〜7cにより準備位置決めピン6a〜6c
に対して押し付ける。すると、ガラス基板３は何の抵抗
も無く基準位置決めピン6a〜6c側にスムーズに移動し、
該基準位置決めピン6a〜6cに当接して所定の位置に正し
く位置決めされる。その後、上記エア吹出し孔13からの
空気の吹き出しを止め、今度はエア吸引孔９から図示外
の真空源によって真空吸引することにより、吸着部４内
が真空に引かれてその上面に載せられたガラス基板３が
真空吸着される。これにより、上記ガラス基板３は、基
板チャック５上で正しく位置決めされると共に吸着保持
される。

なお、上記ガラス基板３を押付けピン7a〜7cで押し付
けて位置決めする際は、第７図に示す各チルト機構部２
を適宜上下させて、基板チャック５の全体の基準位置決
めピン6a〜6c側に適宜の角度で傾斜させてもよい。ある
いは、エア吹出し孔13からの吹き出しエアを、基準位置
決めピン6a〜6c側に向けて方向づけをして吹き出すよう
にしてもよい。これらの場合は、基準位置決めピン6a〜
6cに対するガラス基板３の位置決めを更にスムーズとす
ることができる。

第３図及び第４図は本発明の第二の実施例を示す平面
図及びそのIV−IV線断面図である。この実施例は、基板
チャック５上面の吸着部４を複数の区画（4a,4b）に分
割すると共に、この分割された各区画（4a,4b）ごとに
ガラス基板３を真空吸着するためのエア吸引孔９を設け
たものである。すなわち、上記基板チャック５の上面に
形成された凹所内の中央部に、例えば四角形の土手16を
形成して二つの区画に分割し、中央部の区画を第一の吸
着部4aとし、その周囲の区画を第二の吸着部4bとすると
共に、それぞれの吸着部4a,4b内にエア吸引孔９をそれ
ぞれ穿設してある。

そして、その上面にガラス基板３を吸着するには、ま
ず第一の吸着部4a内のエア吸引孔９で真空吸引して上記
ガラス基板３の中央部を真空吸着し、次に第二の吸着部
4b内のエア吸引孔９で真空吸引してその周囲を真空吸着
することにより、該ガラス基板３の全体を吸着する。こ
の場合は、大形のガラス基板３であってもその全面にわ
たって確実に吸着保持することができる。なお、第３図
においては、吸着部４を二つの区画に分割した場合を示
したが、これに限らず、三つ以上の区画に分割してもよ
い。また、第３図においては、、エア吹出し孔13を上記
の土手16に形成した場合を示している。

さらに、第３図に示す実施例において、基板チャック
５上面の四隅部に、ガラス基板３の周縁部を真空吸着す
るためのエア吸引17,17,…を設けてもよい。この場合
は、上記ガラス基板３の周辺部に至るまで確実に吸着保
持することができる。

第５図及び第６図は本発明の第三の実施例を示す要部
拡大平面図及び要部拡大側面図である。この実施例は、
基板チャック５の外側近傍に、該基板チャック５の上面
に位置決め吸着されるガラス基板３の周縁部を上方から
押圧する基板押え装置18を設けたものである。すなわ
ち、基板チャック５の搬送アーム15がそれぞれ矢印A,B
（第２図参照）のように付近いてくる側の外側近傍に、
両側端部に押え部材19,19を有する押えアーム20が設け
られ、この押えアーム20をＺ方向シリンダ21で第６図に
示す矢印G,Hのように上昇及び下降させると共に、Ｙ方
向にシリンダ22で第５図に示す矢印I,Jのように前進及
び後退させるようになっている。

そして、基板チャック５の上面にガラス基板３を吸着
保持する際には、第２図に示す搬送アーム15,15で送ら
れてきたガラス基板３が基板チャック５の上面に載置さ
れた後、基準位置決めピン6a〜6c及び押付けピン7a〜7c
により正しく位置決めされたところで、Ｚ方向シリンダ
21を駆動して押えアーム20を矢印Ｇ方向へ上昇し、その
後Ｙ方向シリンダ22を駆動して上記押えアーム20を矢印
Ｉ方向へ前進し、さらにその後Ｚ方向シリンダ21を駆動
して上記押えアーム20を矢印Ｈ方向へ下降する。これに
より、押えアーム20の両側端部に設けられた押え部材1
9,19が、ガラス基板３の周縁部の押圧個所23,23,…をそ
れぞれ上方から押圧する。この結果、上記ガラス基板３
の周縁部は、基板チャック５の上面に押し付けられる。
その後、吸着部４または第一及び第二の吸着部4a,4bに
よって真空吸着することにより、ガラス基板３が基板チ
ャック５の上面に吸着保持される。このあとで、上記押
えアーム20を矢印Ｇ方向へ上昇させると共に、矢印Ｊ方
向へ後退させ、さらに矢印Ｈ方向へ下降させることによ
って、該押えアーム20は待機位置へ退避する。この実施
例の場合は、ガラス基板３の周辺部が上向きに反ってい
ても、その周辺部に至るまで確実に真空吸着することが
でき、上記ガラス基板３を確実に吸着保持することがで
きる。

なお、上記基板押え装置18は、第５図及び第６図に示
す構造のものに限られず、基板チャック５の上面に位置
決めされるガラス基板３の周縁部を上方から押圧できる
ものなら、どのような構造のものであってもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、基板チャック
５上面の吸着部４に設けられたエア吹出し孔13から、上
記基板チャック５の上面に位置決めされるガラス基板３
の裏面に対して空気を吹き付けて該ガラス基板３を浮上
させることにより、位置決め用押付けピン7a〜7bの押し
付け力を特に大きくすることなく上記ガラス基板３を基
準位置決めピン6a〜6cに対して押し付け、正しく位置決
めすることができる。

また、基板チャック５上面の吸着部４が複数の区画
（4a,4b）に分割され、この分割された各区画（4a,4b）
ごとに設けられたエア吸引孔９によってガラス基板３を
真空吸着することにより、大形のガラス基板３であって
もその全面にわたって確実に吸着保持することができ
る。

さらに、基板チャック５の外側近傍に設けられた基板
押え装置18によって上記基板チャック５の上面に位置決
め吸着されるガラス基板３の周縁部を上方から押圧する
ことにより、周辺部に上向きの反りを生じたガラスに基
板３にあっても確実に吸着保持することができる。

そして、これらのことから、ガラス基板３の位置決め
不良及び吸着不良を防止することができ、スムーズに次
の作業シーケンスに入ることができる。従って、所要の
作業のスループットを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による基板チャック機構の実施例を示す
平面図、第２図はその動作を説明するための平面説明
図、第３図及び第４図は本発明の第二の実施例の示す平
面図及びそのIV−IV線断面図、第５図及び第６図は本発
明の第三の実施例を示す要部拡大平面図及び要部拡大側
面図、第７図は本発明及び従来の基板チャック機構を示
す正面図、第８図は従来の基板チャック機構を示す平面
図である。１……ベース部材、２……チルト機構部、３……ガラス
基板、4,4a,4b……吸着部、５……基板チャック、6a〜6
c……基準位置決めピン、7a〜7c……押付けピン、9,17
……エア吸引孔、13……エア吹出し孔、16……土手、18
……基板押え装置、19……押え部材、20……押えアー
ム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース部材の上面に立設されそれぞれの上
端部が上下に伸縮する少なくとも三本のチルト機構部
と、これらのチルト機構部によって下面を支えられると
共にその上面にはガラス基板を真空吸着するための吸着
部が形成され該上面にガラス基板を吸着保持する基板チ
ャックと、この基板チャックの外側近傍にて上記ガラス
基板の隣接二辺部の対応位置に設けられ該ガラス基板を
位置決めする基準位置決めピンと、上記基板チャックの
外側近傍にて上記基準位置決めピンと対向する部位に設
けられ上記ガラス基板を間に入れて押し付ける位置決め
用の押付けピンとを備えて成る基板チャック機構におい
て、上記基板チャック上面の吸着部には、該基板チャッ
クの上面に位置決めされるガラス基板の裏面に対して空
気を吹き付けて該ガラス基板を浮上させるエア吹出し孔
を設けたことを特徴とする基板チャック機構。
【請求項２】基板チャック上面の吸着部を複数の区画に
分割すると共に、この分割された各区画ごとにガラス基
板を真空吸着するためのエア吸引孔を設けたことを特徴
とする請求項１記載の基板チャック機構。
【請求項３】基板チャック上面の四隅部に、ガラス基板
の周縁部を真空吸着するためのエア吸引孔を設けたこと
を特徴とする請求項２記載の基板チャック機構。
【請求項４】基板チャックの外側近傍に、該基板チャッ
クの上面に位置決め吸着されるガラス基板の周縁部を上
方から押圧する基板押え装置を設けたことを特徴とする
請求項1,2または３記載の基板チャック機構。