JPH03101119A

JPH03101119A - 基板チャック機構

Info

Publication number: JPH03101119A
Application number: JP1236901A
Authority: JP
Inventors: Satoru Iwama; 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: 1991-04-25
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2807905B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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」二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
め用の押付はピン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５上記基板チヤツク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はピン
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、単に押付はピン７８〜７ｃ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、押付はピン７ａ〜７ｃとしてより強力な押し
付は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
の吸着部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の押
付は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を上方か
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、位置決め用の押付はピンの押し付は力を特に大
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
装置により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基板であっても
確実に吸着保持する７− 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ｌの上面には、チルト機構部２が立設さ
れている。このチルト機構部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、例えば成る正三角形の各頂点の
位置に対応する箇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の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、基準位置決めピン
６ａ，６ｂ，６ｃ及び押付はピン７ａ。

７ｂ，７ｃが設けられている。基準位置決めピン６ａ〜
６ｃは、上記基板チャック５の上面に載置されるガラス
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
、押付はピン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
と別個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１５．１５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１５．１５は、矢印Ｂ、Ｄのように後退する
と共に、矢印Ｆ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」ニさせる。この
状態で、上記ガラス基板３を押付はピン７ａ〜７Ｃによ
り１− ２基準位置決めピン６８〜６ｃ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を押付はピン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の全体を基準位置
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６８〜６ｃ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６８〜６ｃ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
板チャツク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、４
ｂ）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をそれぞれ穿設しである。

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、基板チャツク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
ためのエア吸引孔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）のように近付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２０ｉ−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６８〜６ｃ及び押付はピン
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■方向へ前進し、さらにその後２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１９゜１５− １６− １９が、ガラス基板３の周縁部の押圧箇所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−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、基板チャツク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、位置決め用の押付はピン７８〜７ｃ
の押し付は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、基板チャツク５上面の吸着部４が複数の区画（４
ａ、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基板
３であっても確実に７− □００− １８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を示す平面
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、　　６８〜６ｃ・・・基準位置決め
ピン、７８〜７ｃ・・・押付はピン、　　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。

Claims

【特許請求の範囲】

（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。
（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。
（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。
（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。