JPH10194450A - 基板搬送方法及び基板搬送装置 - Google Patents

基板搬送方法及び基板搬送装置

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JPH10194450A
JPH10194450A JP9011818A JP1181897A JPH10194450A JP H10194450 A JPH10194450 A JP H10194450A JP 9011818 A JP9011818 A JP 9011818A JP 1181897 A JP1181897 A JP 1181897A JP H10194450 A JPH10194450 A JP H10194450A
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JP
Japan
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substrate
position
glass substrate
exposure
stage
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JP9011818A
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English (en)
Inventor
Yasuhito Kubota
Takeshi Naraki
Hiroshi Shirasu
剛 楢木
廣 白数
泰仁 窪田
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/70691Handling of masks or wafers
    • G03F7/70733Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理装置の変動に起因して基板保持部の位置
が変化しても基板の受け渡しが適正に行われるようにす
る。 【解決手段】 ガラス基板搬送装置10は、ガラス基板
32を吸着保持する搬送アーム26を6自由度に姿勢を
変えて搬送させる。その搬送されたガラス基板32を露
光処理する露光装置40は、防振台48上に定盤46及
びその上にガイド49が配置され、そのガイド49上を
露光用ステージ42が捜査方向に移動可能とされてい
る。そして、露光装置40の定盤46には、6自由度の
姿勢変化を計測する変位センサ34a〜34c、36a
〜36cが配置されている。コントローラ38は、変位
センサの変位量に基づいてガラス基板搬送装置10の搬
送位置をフィードバック制御しながら補正することによ
り、ガラス基板32の受け渡しを適正に行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は基板搬送方法及び基
板搬送装置に係り、更に詳しくは、基板に処理を施す処
理装置、例えば液晶用露光装置にガラス基板を搬送する
のに好適な基板搬送方法及び基板搬送装置に関する。

【0002】

【従来の技術】従来より、半導体基板(ウエハ)やガラ
ス基板等に対して露光等の一定の処理を施す処理装置に
対して装置外から基板の受け渡しを行うために基板搬送
装置を用いている。この種の基板搬送装置では、搬送ア
ームを使って基板をバキュームチャック等により吸着し
て保持し、所定位置まで搬送した後、吸着を解除して基
板を露光装置側の基板保持部に渡す。

【0003】上記処理装置としては、例えば、液晶用の
ガラス基板上にTFT(Thin FilmTransistor)等の回
路パターンを形成するフォトリソグラフィ工程におい
て、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して
レジストが塗布されたガラス基板上に転写するステップ
・アンド・リピート方式の投影露光装置、いわゆる液晶
ステッパーや等倍の走査型の投影露光装置などがある。

【0004】図6には、従来の基板搬送装置60が処理
装置としての液晶用の走査型の投影露光装置80と共に
示されている。この基板搬送装置60は、床面70上に
土台部62を介して植設された鉛直軸(Z軸)回りに回
転可能な主柱64と、この主柱64に沿って上下動可能
な水平アーム66と、この水平アーム66に沿って図6
におけるX軸方向に移動可能な搬送アーム68とを備え
ている。

【0005】この基板搬送装置60の一側(図6におけ
る右側)の隣接位置の床面70上には投影露光装置80
が設置されている。この投影露光装置80は、複数(こ
こでは4つ)の防振パッド(除振パッド)71を介して
床面70上に水平に保持された防振台88を備えてお
り、この防振台88上の定盤86上に設けられたガイド
89上を露光用ステージ82がX軸方向に沿って走査さ
れるようになっている。この露光用ステージ82は、実
際には断面コ字状のキャリッジと、このキャリッジの一
方の側壁(紙面手前側の側壁)の内面に設けられた基板
保持部と、他方の側壁(紙面奥側の側壁)の外面に設け
られたマスク保持部とを備えている。この露光装置で
は、投影光学系PLは、コ字状のキャリッジの一方の側
壁と他方の側壁との間に不図示の本体コラムを介して保
持されている。

【0006】次に、図6に基づいて基板搬送動作を含む
従来の露光シーケンスについて説明する。

【0007】まず、基板搬送装置60の不図示の制御
部では、図6に示される主柱64を180°回転させて
搬送アーム68を図6の仮想線68’で示される位置に
移動させた後、搬送アーム68を下降させて基板搬送装
置60の紙面左方向に配置されている不図示のガラス基
板の一時保管箱であるプレートケースから未露光のガラ
ス基板72を受け取る。そして、基板搬送装置60の制
御部ではガラス基板72を吸着保持した搬送アーム68
を上昇駆動し、再度主柱64を180°回転させて図6
の実線位置までガラス基板72を搬送する。

【0008】次に、基板搬送装置60の制御部では、
ガラス基板72を保持する搬送アーム68を下降駆動さ
せ、図6の仮想線82’で示される受け渡し位置に待機
している露光用ステージ82の基板保持部にガラス基板
72を渡す。その後、基板搬送装置60の制御部では、
搬送アーム68を図6の実線位置まで上昇駆動し、待機
させる。

【0009】このようにして、搬送アーム68による
露光装置80へのガラス基板72の受け渡しが完了した
後、図6の仮想線82’で示される受け渡し位置で停止
している露光用ステージ82を紙面右方向(+X軸方
向)に走査する間に、投影光学系PLを介しての不図示
のマスクのパターン像がガラス基板72上に転写され
る。なお、この露光用ステージ82の走査露光の際の制
御は、測長ビームBIXにより露光用ステージ82の位
置及び速度の変化を検出している干渉計84の出力をモ
ニタしつつ露光装置80の不図示の制御部によって行わ
れる。

【0010】このようにして露光(マスクパターン像
のガラス基板72上への転写)が終了すると、露光済み
のガラス基板72を保持する露光用ステージ82は、再
び受け渡し位置(82’の位置)まで戻されて停止す
る。この露光用ステージ82の受け渡し位置での停止を
確認後、基板搬送装置60の制御部では、搬送アーム6
8を下降駆動して露光用ステージ82からガラス基板7
2を受け取る。

【0011】搬送アーム68が露光用ステージ82か
ら露光済みのガラス基板72を受け取った後、基板搬送
装置60の制御部では搬送アーム68を実線で示される
位置まで上昇駆動した後、主柱64を180°回転させ
てプレートケース(図示省略)へガラス基板72を渡
す。これにより、1回の露光シーケンスが終了する。

【0012】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の基板搬
送装置60では、ガラス基板72を露光装置80の基板
保持部に所望の位置関係で正確に渡すためには、露光用
ステージ82が所定の受け渡し位置に正確に停止し、且
つこの停止位置で露光用ステージ82側の基板保持部と
搬送アームとの位置関係が所望の状態に調整されること
が前提となる。このため、従来においても装置稼動前の
調整段階で受け渡し位置に来た露光用ステージ82の基
板保持部に対して、基板搬送装置60及び搬送アーム6
8の位置出しを行ってから装置の稼動を開始していた。

【0013】しかしながら、露光用ステージは、防振台
88上に設けられたガイド89上に搭載されており、こ
の防振台88を水平に保持する防振パッドとしては、通
常、防振パッド自体がある程度のセンタリング機能を備
えたダンピング液中に圧縮コイルばねを入れた機械式ダ
ンパが用いられているため、この圧縮コイルばね等が経
年変化等により変形すると、露光装置80本体の姿勢が
変化して、受け渡し位置での露光用ステージ82の位置
ずれが発生し、装置稼動前に調整した露光用ステージ8
2側の基板保持部と搬送アームとの所望の位置関係を維
持することが困難になる。

【0014】そのため、露光装置80の稼動後に露光装
置80本体の姿勢が変化した場合は、基板搬送装置60
及び搬送アーム68の位置出しを再度行う必要がある
が、位置出し作業が面倒な上、位置出しをする間は露光
装置の運転を停止しなければならいというデバイスの大
量生産を目的とする露光装置としては最も困った事態に
陥るという不都合があった。

【0015】また、露光装置80本体の姿勢変化量があ
るレベルより大きくなると、搬送アーム68によるガラ
ス基板72の搬送中にガラス基板72が露光装置80と
干渉することも生じ、ガラス基板72が破損するという
重大事を引き起こす可能性もあった。一旦ガラス基板7
2の破損が起こると、露光装置80の運転を長時間停止
してガラス基板72の破片の除去を完全に行わなければ
ならないという不都合が生じる。こればかりか、例え
ば、ガラス基板72の破片が露光装置80のステージ駆
動機構等に入り込むようなことが起こり、その取り出し
が困難になると、精密機器であるが故、露光装置そのも
のが使用不能状態になることも可能性として考えられ、
このような事態になればその影響は甚大となる。

【0016】かかるガラス基板の破損等を未然に防止す
べく、ステップ・アンド・リピート型の液晶用露光装置
(例えば液晶ステッパー)などでは、露光用ステージと
搬送アームとの干渉を防止するための干渉防止センサが
設けられているものもあるが、かかる装置では、干渉を
未然に防ぐことができる反面、経時的な変動等の要因以
外の要因、例えば露光用ステージの高加速度移動時の反
力による定盤の振動あるいは揺動等で露光装置80本体
の姿勢変化量があるレベルより大きくなった場合にも干
渉防士センサが干渉状態を検知して装置の運転を停止さ
せることがあり、必要以上の装置の運転停止によりスル
ープットが低下するという不都合があった。

【0017】一方、上記のような干渉が生ずる程度まで
露光装置80本体の姿勢変化量が達しない場合であって
も受け渡し位置での露光用ステージの位置ずれが起こる
と、結果的に基板保持部上でのガラス基板の位置がずれ
てくるため、その対策として、パターン禁止領域(露光
の際にパターンを転写できない領域)を増加させたり、
あるいはパターン禁止領域を増加させずマスクと基板と
の位置合わせを時間を掛けて行なう等の対応が必要とな
る。前者の場合、ガラス基板1枚当たりの液晶デバイス
の生産量が減少し、後者の場合にはアライメントサーチ
時間が増大し、いずれにしてもスループットの低下を招
くという不都合がある。

【0018】また、従来の基板搬送装置では、露光装置
等の処理装置本体の位置の変動量がわからないため、露
光用ステージ等が完全に受け渡し位置で停止するまで、
搬送アームを動かすことができず、このこともスループ
ット低下の要因となっていた。

【0019】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、請求項1及び2に記載の発明の目的は、処理装置の
変動に起因して基板保持部の位置が変化しても、基板の
受け渡しを適正に行うことが可能な基板搬送方法を提供
することにある。

【0020】また、請求項3に記載の発明の目的は、処
理装置の変動に起因して基板保持部の位置が変化して
も、基板の受け渡しを適正に行うことが可能な基板搬送
装置を提供することにある。

【0021】さらに、請求項4に記載の発明の目的は、
露光装置の基板保持部に対する基板の受け渡し時間を短
縮することによりスループットの向上を図ることが可能
な基板搬送装置を提供することにある。

【0022】

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、基板(32)に処理を施す処理装置(40)の基板
保持部(例えば、42)に前記基板(32)を搬送する
基板搬送方法であって、前記処理装置(40)の変動に
起因した前記基板保持部(42)の位置変化を検出する
工程と;前記基板保持部(42)の位置変化に応じて、
前記基板(32)の搬送位置を補正する工程とを含む。

【0023】これによれば、基板に処理を施す処理装置
の変動に起因した処理装置の基板保持部の位置変化を検
出し、その基板保持部の位置変化に応じて基板の搬送位
置を補正するようにしたことから、経年変化等による処
理装置の姿勢変化に起因して基板保持部の位置が変化
し、該基板保持部に対する基板の受け渡し位置が変化し
ても、基板の受け渡しを適正に行うことができる。

【0024】この場合、処理装置としては、基板を供給
して基板に対して一定の処理を施す装置全般が含まれる
が、例えば、請求項2に記載の発明の如く、処理装置
は、基板(32)にパターンの像を投影する投影光学系
(PL)と、基板(32)を保持して移動するステージ
(42)とを有する露光装置(40)であり、変動は、
ステージ(42)の移動に起因するものであっても良
い。

【0025】請求項3に記載の発明は、基板(32)に
処理を施す処理装置(例えば、40)の基板保持部(4
2)に前記基板(32)を搬送する基板搬送装置であっ
て、前記基板(32)を搬送する搬送部(例えば、12
〜28)と;前記処理装置(40)の変動に起因した前
記基板保持部(42)の位置変化を検出する検出手段
(34a〜34c、36a〜36c)と;前記基板保持
部(42)の位置変化に応じて、前記搬送部(12〜2
8)を制御する制御部(38)とを備えている。

【0026】これによれば、検出手段により基板に処理
を施す処理装置の変動に起因した基板保持部の位置変化
が検出されると、制御部によりこの基板保持部の位置変
化に応じて搬送部が制御され、搬送部により基板が搬送
される。このため、処理装置の変動に起因して基板保持
部の位置が変化しても、処理装置の基板保持部に基板を
適正に搬送することができる。

【0027】この場合、処理装置は、基板が供給され、
その基板に対して一定の処理を施す装置全般が含まれる
が、例えば、請求項4に記載の発明の如く、処理装置
は、基板(32)にパターンの像を投影する投影光学系
(PL)と、基板(32)を保持して移動するステージ
(42)とを有する露光装置(40)であり、検出手段
(34a〜34c、36a〜36c)は、ステージ(4
2)の移動に関する物理量を検出することにより基板保
持部(42)の位置変化を検出し、制御部(38)は、
ステージ(42)が停止する以前に制御を実行しても良
い。このようにすると、露光装置のステージが移動する
際に、検出手段ではステージの移動に関する物理量を検
出することにより基板保持部の位置変化を検出するの
で、制御部ではこの基板保持部の位置変化に基づいて搬
送部に搬送される基板と基板保持部との相対位置関係を
常に認識しつつ搬送部の制御を実行するので、ステージ
が停止する以前であっても、基板と基板保持部が設けら
れたステージとが干渉することなく搬送部の制御を実行
し、基板を基板保持部に搬送することができる。従っ
て、ステージが受け渡し位置に停止した後に、搬送部の
制御を開始していた従来に比べてスループットの向上が
可能になるとともに、ステージ上の基板保持部に対して
基板の受け渡しを適正に行うことができる。

【0028】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
ないし図4に基づいて説明する。

【0029】図1には、一実施形態に係る基板搬送装置
としてのガラス基板搬送装置10とともに処理装置とし
ての露光装置40の概略構成が示されている。ガラス基
板搬送装置10と露光装置40とは、ともに図示省略さ
れたチャンバ内に収容されている。

【0030】ガラス基板搬送装置10は、基板としての
角形のガラス基板32を保持して搬送する搬送アーム2
6、この搬送アーム26を所定方向に移動させるY軸方
向駆動系、X軸方向駆動系、Z軸方向駆動系、及び搬送
アーム26をXYZの各軸回りに回転駆動させるY軸回
り駆動系、X軸回り駆動系、Z軸回り駆動系等を有して
いる。なお、ガラス基板32の大きさは、一例として約
500×600mmで、厚さが1.1mm程度である。

【0031】このうち、Y軸方向駆動系は、搬送アーム
26をY軸方向(図1における紙面直交方向)に駆動す
るもので、チャンバ内の床面30に土台部12を介して
植設された主柱14と、この主柱14をY軸方向に延設
された不図示のガイドレールに沿って紙面直交方向(±
Y方向)に駆動する不図示のリニアモータ等から成る駆
動装置とを含んで構成されている。この場合、主柱14
は、Z軸回り(矢印A参照)にも回転可能に構成されて
おり、主柱14を中心として搬送アーム26を回転させ
ることができるようになっている。

【0032】X軸方向駆動系は、主柱14の上端付近に
設けられた箱型の第1モータ収納部16と、この第1モ
ータ収納部16内に収容された不図示の第1モータと、
この第1モータによって回転駆動される第1の送りねじ
18と、この送りねじ18の回転によって搬送アーム2
6と一体的に水平方向(X軸方向)に移動する(図2矢
印B参照)第2モータ収納部20とによって構成されて
いる。

【0033】ここで、前記第2モータ収納部20には、
第1の送りねじ18に螺合する送りナット(例えば、第
1の送りねじ18がボールねじである場合には、このボ
ールねじとともにボールねじ機構を構成するボールナッ
ト)とともに、この送りナットに対する第1の送りねじ
18の回転を必要に応じて阻止する不図示のブレーキ機
構も設けられている。そして、このブレーキ機構が非作
動状態のときには、第1の送りねじ18の回転により送
りナットと一体的に第2モータ収納部20が第1の送り
ねじ18に沿って移動するが、ブレーキ機構が作動状態
のときには第1の送りねじ18の回転により第2モータ
収納部20がX軸回りに回転するように構成されてい
る。すなわち、本実施形態では、第1の送りねじ18と
不図示のブレーキ機構とによってX軸回り駆動系が構成
されている。

【0034】Z軸方向駆動系は、搬送アーム26をZ軸
方向に駆動するもので、第2モータ収納部20内収納さ
れた不図示の第2モータと、この第2モータによって回
転駆動される第2の送りねじ22と、この第2の送りね
じの回転によって搬送アーム26と一体的に不図示の垂
直ガイドに沿って上下動する(図2矢印D参照)第3モ
ータ収納部24とから構成されている。ここで、垂直方
向ガイドは、第2の送りねじ22の回転に伴って第3モ
ータ収納部24がZ軸回りに回転しないようにするため
のものである。

【0035】前記第3モータ収納部24内には、回転軸
25を介して搬送アーム26をZ軸回りに回転駆動(図
2矢印E参照)する不図示の第3モータが収納され、こ
の第3モータと回転軸25とによりZ軸回り駆動系が構
成されている。

【0036】更に、回転軸25の中間部には、水平方向
の延設部を介して不図示の第4モータが取り付けられて
おり、この第4モータにより回転駆動されるローラ28
が設けられている。また、回転軸25の下端部にはY軸
方向(図1及び図2の紙面直交方向)に突設されたガイ
ドピン26bが設けられ、このガイドピン26bにコの
字の形状を有する搬送アーム26の基端部に形成された
円弧状のガイド溝26aが係合している。さらに、ロー
ラ28は搬送アーム26の円弧状の外周面に圧接した状
態となっている。このため、ローラ28を回転駆動する
ことにより、ガイドピン26bに沿って円弧状のガイド
溝26aが摺動し、これにより搬送アーム26が円弧状
のガイド溝26a(及び円弧状の外周面)の曲率中心位
置を中心とする揺動運動(円弧状運動:図2矢印F参
照)をするようになっている。すなわち、本実施形態で
は、不図示の第4モータと、ローラ28と、ガイドピン
26bと、ガイド溝26aと、搬送アーム26の円弧状
の外周面とによって搬送アーム26をY軸回りに駆動す
るY軸回り駆動系が構成されている。

【0037】また、搬送アーム26の先端部(コの字の
二股部)には図2に示されるように、真空吸着によりガ
ラス基板32を着脱可能に保持する複数のバキューム穴
26cが設けられている。

【0038】このように、本実施形態に係るガラス基板
搬送装置10では、搬送アーム26をX、Y、Z軸方向
の直線移動と、X軸回り(Xθ)、Y軸回り(Yθ)、
Z軸回り(Zθ)の回転駆動との6自由度方向に自在に
移動させることができるようになっている。さらに、こ
のガラス基板搬送装置10では、主軸14をZ軸回り
(矢印A参照)に回転させることにより、搬送アーム2
6を不図示のプレートケース(ガラス基板の一時保管
箱)と露光装置40との間で移動させることができるよ
うにもなっている。

【0039】次に、処理装置としての露光装置40につ
いて図1に基づいて説明する。この露光装置40は、ガ
ラス基板32に対してマスクのパターン像を転写する液
晶用の走査型投影露光装置である。

【0040】この露光装置40は、基板搬送装置10の
一側(図1における右側)の隣接位置の床面30上に設
置されている。この露光装置40は、基本的には、前述
した図6の投影露光装置80と同様に構成されている。

【0041】すなわち、この露光装置40は、複数(こ
こでは4つ)の防振パッド(除振パッド)31を介して
床面30上に水平に保持された防振台48と、この防振
台48上の定盤46と、この定盤46上に設けられたガ
イド49と、このガイド49上をX軸方向に沿って移動
する露光用ステージ42と、この露光用ステージ42の
位置を管理する干渉計44と、等倍正立正像の投影光学
系PLとを備えている。

【0042】ここで、防振パッド31としては、ダンピ
ング液中に圧縮コイルばねを入れた機械式ダンパが用い
られており、防振パッド31自体がある程度のセンタリ
ング機能を備えている。このため、床面30からの振動
が防振台48を含む該防振台48より上の部分である露
光装置40の本体へ伝わらないようになっているととも
に、防振台48が露光用ステージ42の移動等により傾
斜しても水平に戻すようになっている。

【0043】露光用ステージ42は、ここではいずれも
図示を省略したが、実際には、断面コ字状のキャリッジ
と、このキャリッジの一方の側壁(図1における紙面手
前側の側壁)の内面に設けられた、ガラス基板32を鉛
直方向に保持する基板保持部としての基板ホルダと、他
方の側壁(紙面奥側の側壁)の外面に設けられ、マスク
を鉛直方向に保持するマスクステージとを備えている。
この内、マスクステージは、XZ平面内の微少駆動(回
転を含む)が可能となっており、これによってマスクと
基板ホルダ上のガラス基板との位置合わせ(アライメン
ト)を高精度に行なうことができるようになっている。

【0044】また、この露光装置40では、投影光学系
PLが、コ字状のキャリッジの一方の側壁と他方の側壁
との間に不図示の本体コラムを介して保持されている。

【0045】このため、露光用ステージ42を、走査方
向(ここでは+X方向)に移動させる際に、投影光学系
PLに対してガラス基板32とマスクとが一体的に走査
され、不図示の照明光源からの露光光により照明された
マスクのパターンがガラス基板32上に逐次転写される
ようになっている。また、露光用ステージ42の走査方
向の位置は、定盤46上に固定された干渉計44からの
干渉計ビームBIXを露光用ステージ42の側面の反射
面に照射し、その反射光を受光することによって、干渉
計44によって計測されるようになっている。

【0046】さらに、本実施形態では、露光装置40本
体の姿勢変化を検出するため、定盤46に対向して検出
手段としての6個の変位センサが配置されている。これ
らの変位センサとしては、ここではリニアポテンショメ
ータが用いられているものとする。

【0047】ここで、これら6個の変位センサ34a〜
34c、36a〜36cの配置について説明する。この
内3つの変位センサ34a、34b、34cは、図3に
示されるように、定盤46の端部下方の3個所にそれぞ
れ配置され、定盤46の鉛直方向(図3のZ軸方向)の
変動(変位)を検出するようになっている。従って、こ
れら3つの変位センサ34a、34b、34cの出力
と、各センサの位置関係(配置情報)とに基づいて定盤
46のZ方向変位とX方向の傾斜(すなわちY軸回りの
回転)、Y方向の傾斜(X軸回りの回転)を検出するこ
とができるようになっている。

【0048】また、変位センサ36aは、定盤46のX
方向の一端面に対向して配置されており、定盤46のX
軸方向の変位量を検出するようになっている。また、残
りの変位センサ36b、36cは、定盤46のY方向の
一端面に対向してX軸方向に所定間隔で配置されてお
り、これらの変位センサ36b、36cの出力の平均に
基づいて定盤46のY方向の変位量を検出でき、両者の
出力の差と両者の相互間距離とに基づいてZ軸回りの回
転を求めることができるようになっている。

【0049】このように、本実施形態では、露光装置4
0本体の姿勢変化を計測する6個の変位センサ34a〜
34c、36a〜36cにより、露光装置40本体の6
自由度の変位量を求めるのに必要な変位データを得られ
るようになっている。

【0050】なお、変位センサとしては、上記リニアポ
テンショメータに限らず、例えば、作動トランスを用い
て変位量を検出したり、あるいは、静電容量式変位セン
サ、PSD(半導体光位置検出器)、渦電流変位センサ
などを用いて変位量を検出しても良い。なお、上記の静
電容量式センサや渦電流変位センサを用いる場合は、定
盤46が導電体であればそのまま使用できるが、セラミ
ック等の非導電体であれば計測部分に金属板等の導電体
を貼り付ける必要がある。また、上記PSDを用いる場
合は、計測面が光を反射する反射面としておく必要があ
る。

【0051】上述した変位センサ34a〜34c、36
a〜36cの出力は、制御部としてのコントローラ38
に送られる。このコントローラ38は、マイクロ・プロ
セッサ(あるいはミニ・コンピュータ)で構成されてお
り、6個の変位センサ34a〜34c、36a〜36c
の出力に基づいて露光装置40本体の6自由度方向(X
軸、Y軸、Z軸方向及びX軸回り、Y軸回り、Z軸回
り)の変位量を前述した如くして演算する。

【0052】ここで、本実施形態においては、変位セン
サ34a〜34c、36a〜36cを用いてそれぞれの
検出方向の定盤46の変位を直接的に計測し、この計測
の結果に基づいて定盤46の6自由度方向の変動量を算
出するので、算出される変動量は、経時的な露光装置4
0本体の変動の他、露光用ステージ42の移動によって
生じる防振台48の変動量の両者を含む。また、本実施
形態では、コントローラ38によって変位センサ34a
〜34c、36a〜36cの出力を常時モニタし、上記
変動量の算出がなされるが、この変動量の算出は装置稼
動前に調整した段階における定盤46の6自由度方向の
位置をコントローラ38内の内部メモリに記憶しておい
て、その位置からどれだけずれたかを見ることにより、
露光装置40本体の姿勢変化量がどれだけあるかを見て
いることに他ならない。

【0053】ガラス基板搬送装置10の搬送アーム32
の位置を制御する際に必要な、受け渡し位置における露
光用ステージ42(とりわけ基板保持部としての基板ホ
ルダ)のどの位置にガラス基板32を搬送すれば良いか
という搬送位置を求める場合、コントローラ38は、上
記のようにして算出した定盤46の6自由度方向の変動
量に基づいて幾何学的な計算を行なうことにより、装置
稼動前の調整段階で位置出しを行った搬送アーム26の
搬送位置(6自由度方向の目標位置)を補正する。更
に、コントローラ38には、露光用ステージ42の走査
方向の位置を計測する干渉計44の計測値も入力されて
おり、コントローラ38ではこの計測値に基づいて露光
用ステージ42が受け渡し位置以外の場所に居る場合で
もその位置を把握することが可能となっている。

【0054】次に、図1に基づいて、本実施形態のコン
トローラ38によるガラス基板の搬送動作を含む露光処
理シーケンスについて説明する。なお、露光装置40の
制御は、不図示の露光系制御装置により行われている。
また、コントローラ38と不図示の露光系制御装置と
は、通信によりガラス基板搬送装置10と露光装置40
との装置状態を認識している。

【0055】前提として、装置稼動前の調整段階におい
ては、定盤46は水平に保持されるように防振パッド3
1の調整がなされ、受け渡し位置(仮想線42’で示さ
れる位置)にある露光用ステージ42の不図示の基板ホ
ルダの所定位置にガラス基板を渡せるように、搬送アー
ム32の位置出しが行なわれ、そのときの搬送アーム3
2のX,Y,Z,Xθ,Yθ,Zθ方向の調整量(各自
由度方向の目標値)がコントローラ38内の内部メモリ
に記憶されているものとする。この場合、定盤46が水
平に保持されているのでXθ,Yθの目標値は零、Zθ
の目標値は基板ホルダと搬送アーム32とが互いに平行
になるときの値となる。同様に、装置稼動前の調整段階
における定盤46に対向して配置された6個の変位セン
サ34a〜34c、36a〜36cからの出力値も基準
値としてコントローラ38内の内部メモリに記憶されて
いるものとする。

【0056】まず、コントローラ38では、図1に示
される主柱14を180°回転させて搬送アーム26を
図1の仮想線26’で示される位置に移動させた後、搬
送アーム26をZ駆動系を介して下降駆動して基板搬送
装置10の図1における紙面左方向に配置されている不
図示のガラス基板の一時保管箱であるプレートケースか
ら未露光のガラス基板32を受け取る。このガラス基板
32の受け取りの際に、バキューム穴26cを介してガ
ラス基板32が搬送アームに吸着保持される(以下の説
明中においても搬送アームがガラス基板を受け取る際に
は、同様である)。

【0057】そして、コントローラ38ではガラス基板
32を吸着保持した搬送アーム26を上昇駆動し、再度
主柱14を180°回転させるとともに、X軸方向駆動
系を介して搬送アーム32のX位置を調整して図1の実
線位置までガラス基板32を搬送する。

【0058】次に、コントローラ38では、ガラス基
板32を保持する搬送アーム26を目標位置まで下降駆
動して、ガラス基板32を所定の搬送位置まで搬送し、
図1の仮想線42’で示される受け渡し位置に待機して
いる露光用ステージ42の基板ホルダにガラス基板72
を渡す。このガラス基板72を基板ホルダに渡す際に搬
送アーム26によるガラス基板の吸着が解除される(以
下の説明中において、ガラス基板を相手方に渡す際は同
様である)。その後、コントローラ38では、空の搬送
アーム26を図1の実線位置まで上昇駆動して待機させ
る。

【0059】このようにして、搬送アーム26による
露光用ステージ42に対するガラス基板32の渡しが完
了した後、図1に仮想線42’で示される受け渡し位置
で停止している露光用ステージ42を紙面右方向(+X
方向)に走査する間に、投影光学系PLを介しての不図
示のマスクのパターン像がガラス基板32上に転写され
る。なお、この露光用ステージ42の走査露光の際の制
御は、干渉計44の出力をモニタしつつ露光装置40の
不図示の露光系制御装置によって行われる。

【0060】このようにして露光(マスクパターン像
のガラス基板32上への転写)が終了すると、露光済み
のガラス基板32を保持する露光用ステージ42は、再
び受け渡し位置(42’の位置)まで戻されるが、この
露光用ステージ42が受け渡し位置に戻って停止する以
前に、コントローラ38では、搬送アーム26の−Z方
向への移動制御(下降駆動)を開始し、露光用ステージ
42が受け渡し位置に停止後、間もなくして定盤46の
振動があるレベル以下になった時点で搬送アーム32を
目標位置まで移動させてガラス基板32を露光用ステー
ジ42から受け取る。

【0061】ここで、露光用ステージ42が受け渡し位
置に戻って停止する以前に、コントローラ38が搬送ア
ーム26の−Z方向への移動制御を開始できる理由は、
変位センサ34a〜34c、36a〜36cの出力と、
干渉計44の出力とに基づいて、所定の演算処理を行な
うことにより、リアルタイムで露光用ステージ42の正
確な位置を常に把握できるためである。

【0062】搬送アーム26が露光用ステージ42か
ら露光済みのガラス基板32を受け取った後、コントロ
ーラ38では搬送アーム32を実線で示される位置まで
上昇駆動し、主柱14を180°回転させてプレートケ
ース(図示省略)へガラス基板32を渡す。これによ
り、1回の露光シーケンスが終了する。

【0063】ところで、本実施形態のような走査型の投
影露光装置では、ガイド49上を露光用ステージ42が
走査方向に大きく移動すると、露光装置40本体の重心
位置が移動し、ガイド49が搭載された定盤46が防振
台48と一体的に所定周波数で揺動する(ここでは、機
械共振等は無視するものとする)が、通常は防振パッド
31のセンタリング機能により時間の経過と共にこの揺
動が減衰されて定盤46は初期状態である水平状態に戻
される。この場合には、露光用ステージ42は、所定の
受け渡し位置である図1中の42’の位置に正確に位置
決めされる。

【0064】しかしながら、経年変化等により防振台4
8を支持する防振パッド31を構成する圧縮コイルばね
等の除振用部材が劣化すると、定盤46が初期状態であ
る水平状態に戻らずに傾いた状態で静止するようにな
る。この場合には、露光用ステージ42がガイド49上
で受け渡し位置に停止したとしても、XYZ3次元空間
ではその位置が、装置調整段階で予定されている本来の
受け渡し位置からずれるようになる。

【0065】このような場合、従来であれば、搬送アー
ム26を最初にコントローラ38内の内部メモリに記憶
されている目標位置まで移動した場合にも、ガラス基板
32の搬送位置と露光用ステージ42上の基板ホルダと
の相対位置関係が位置出し時の相対位置関係からずれる
ようになってくるため、ガラス基板32を露光用ステー
ジの所定の位置に受け渡すことが不可能になり、このた
め搬送アーム26等の再度の位置出しを行なう等の対策
が必要であった。これに対し、本実施形態では、前述し
たように、コントローラ38が、変位センサ34a〜3
4c、36a〜36cからの出力に基づいて、装置稼動
前の位置を基準とする定盤46の6自由度方向の変動量
(位置ずれ量)の算出及びこれに基づく露光用ステージ
42の受け渡し位置のXYZ3次元空間での位置ずれの
算出を行なっているので、上記のシーケンスにおい
て、受け渡し位置に来た露光用ステージ42に対して搬
送アーム26を用いてガラス基板32を受け渡す際に、
コントローラ38では、上記の露光用ステージ42の受
け渡し位置のXYZ3次元空間での位置ずれの算出結果
に基づいて搬送アーム26の目標位置(ガラス基板32
の搬送位置)を補正し、その補正後の搬送位置にガラス
基板32を搬送することにより、定盤46の姿勢変化の
影響を受ける事無く、ガラス基板32の搬送位置と露光
用ステージ42上の基板ホルダとの相対位置関係を位置
出し時の相対位置関係に維持してガラス基板32を露光
用ステージ42の所定の位置に受け渡すことが可能にな
る。

【0066】また、上述した搬送アーム26の目標位置
の補正は、定盤46の姿勢変化量の大小にかかわらず、
露光用ステージ42の受け渡し位置のXYZ3次元空間
での位置ずれの算出結果に基づいて行なわれるので、定
盤46の姿勢変化量が大きくなってもガラス基板搬送装
置10によりガラス基板32を渡す際に、ガラス基板3
2と露光装置40の露光用ステージ42とが干渉すると
いう事態が生ずることもない。

【0067】以上説明したように、本実施形態による
と、露光装置40本体の姿勢が変化しても、再度の位置
出しが不要であり、従ってこのために装置を停止する必
要もない。また、露光装置本体40の姿勢変化が大きく
なってもガラス基板32と露光用ステージ42とが干渉
することがなく、ガラス基板32が破損するという事態
を事前に回避することができ、このため、ガラス基板3
2の破片の除去のため装置を長時間停止する必要もな
い。また、干渉防止センサ等を用いていないので、頻繁
に装置が強制停止されることもない。さらに、露光装置
40本体の姿勢変化に対応して搬送アーム26の目標位
置を補正するので、基板ホルダ上でのガラス基板の位置
がずれることがなく、その対策として、パターン禁止領
域を増加させたり、あるいはマスクと基板との位置合わ
せに時間を掛ける必要もないので、これらの要因によっ
てスループットの低下を招くこともない。

【0068】さらに、搬送アーム26により露光装置4
0から露光済みのガラス基板32を受け取る際に、露光
用ステージ42が受け渡し位置に停止したのを確認した
後、搬送アーム26の搬送制御を開始していた従来技術
と異なり、本実施形態の場合、上記のシーケンスにお
いて、露光用ステージ42が受け渡し位置(図1中の4
2’)に停止する以前に搬送アーム26の移動制御を開
始することから、その分、ガラス基板32の受け渡し時
間を一層短縮することができ、これによりスループット
の向上を図ることが可能である。

【0069】なお、上記実施形態では、本発明に係る基
板搬送装置が液晶用の縦型の走査型の露光装置40に対
する基板の搬送用として用いられる場合について説明し
たが、これに限らず、例えば図4に示されるような液晶
用のステップ・アンド・リピート型の投影露光装置(い
わゆる液晶ステッパー)56に適用しても良いことは勿
論である。ここで、図4において、上記実施形態と同一
又は同等の構成部分については同一の符号が付されてい
る。この図4は、ガラス基板搬送装置10がガラス基板
32の搬送用として用いられる露光装置56の概略平面
図である。この露光装置56では露光用ステージ54上
にガラス基板32を水平に載置して露光処理が行なわれ
る。

【0070】また、この図4の場合も、定盤52の6自
由度の変位量が計測可能なように変位センサ34a〜3
4c、36a〜36cがそれぞれ図3の場合と同様な位
置に配置されており、コントローラ58は、それらの各
変位センサの出力に基づいて演算処理を行うことによ
り、定盤52の変動量(装置稼動前の調整段階における
位置からのずれ)を求めている。従って、この図4の場
合であっても、上記実施形態と同等の効果を得ることが
できる。

【0071】なお、図1及び図2に示されるガラス基板
搬送装置10の各軸方向の駆動系は、一例であって、例
えば、X軸回り、Z軸回りの駆動系としては、例えば、
図5に示されるような機構を採用することも可能であ
る。この図5の機構について簡単に説明すると、X軸回
り駆動系119は、支持部材114の先端部に設けられ
たモータ116と、このモータ116の回転力により駆
動ベルト117を介してX軸回りに回転駆動される(矢
印C参照)軸118とによって構成されている。また、
Z軸回り駆動系123は、軸118に鉛直方向に且つ回
転自在に支持された軸125と、この軸125を駆動ベ
ルト121を介してZ軸回りに回転駆動する(矢印E参
照)モータ120とによって構成されている。

【0072】また、上記実施形態では、基板搬送装置に
よって搬送される基板を処理する処理装置が、液晶用の
投影露光装置である場合について説明したが、本発明が
これに限定されるものではなく、処理装置としては、例
えば、基板の受け渡しを精密に行う必要のある基板の欠
陥検査装置や精密工作機械などが挙げられる。

【0073】

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び2に
記載の発明によれば、処理装置の変動に起因して基板保
持部の位置が変化しても、基板の受け渡しを適正に行う
ことが可能な基板搬送方法が提供される。

【0074】また、請求項3に記載の発明によれば、処
理装置の変動に起因して基板保持部の位置が変化して
も、基板の受け渡しを適正に行うことが可能な基板搬送
装置を提供することができる。

【0075】更に、請求項4に記載の発明によれば、露
光装置の基板保持部に対する基板の受け渡し時間を短縮
することによりスループットの向上を図ることが可能な
基板搬送装置を提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【図1】一実施形態に係るガラス基板搬送装置と処理装
置としての走査型の投影露光装置の概略構成を示す図で
ある。

【図2】図1のガラス基板搬送装置における搬送アーム
付近の拡大図である。

【図3】定盤の姿勢変化を計測する変位センサの配置例
を示す斜視図である。

【図4】処理装置としてのステップ・アンド・リピート
型の投影露光装置の概略構成を示す図である。

【図5】ガラス基板搬送装置の搬送アームの駆動機構の
他の例を示す図である。

【図6】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

12 土台部 14 主柱 16 第1モータ収納部 18 第1の送りねじ 20 第2モータ収納部 22 第2の送りねじ 24 第3モータ収納部 25 回転軸 26 搬送アーム 28 揺動ローラ 32 ガラス基板 34a〜34c、36a〜36c 変位センサ 40 露光装置 42 露光用ステージ PL 投影光学系

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に処理を施す処理装置の基板保持部
    に前記基板を搬送する基板搬送方法であって、 前記処理装置の変動に起因した前記基板保持部の位置変
    化を検出する工程と;前記基板保持部の位置変化に応じ
    て、前記基板の搬送位置を補正する工程と;を含むこと
    を特徴とする基板搬送方法。
  2. 【請求項2】 前記処理装置は、前記基板にパターンの
    像を投影する投影光学系と、前記基板を保持して移動す
    るステージとを有する露光装置であり、 前記変動は、前記ステージの移動に起因するものである
    ことを特徴とする請求項1に記載の基板搬送方法。
  3. 【請求項3】 基板に処理を施す処理装置の基板保持部
    に前記基板を搬送する基板搬送装置であって、 前記基板を搬送する搬送部と;前記処理装置の変動に起
    因した前記基板保持部の位置変化を検出する検出手段
    と;前記基板保持部の位置変化に応じて、前記搬送部を
    制御する制御部とを有することを特徴とする基板搬送装
    置。
  4. 【請求項4】 前記処理装置は、前記基板にパターンの
    像を投影する投影光学系と、前記基板保持部により前記
    基板を保持して移動するステージとを有する露光装置で
    あり、 前記検出手段は、前記ステージの移動に関する物理量を
    検出することにより前記基板保持部の位置変化を検出
    し、 前記制御部は、前記検出された位置変化に基づいて前記
    ステージが停止する以前に前記制御を実行することを特
    徴とする請求項3に記載の基板搬送装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014216383A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 株式会社島津製作所 基板移載システム及び基板移載方法
CN104942802A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 日本电产三协株式会社 工业用机器人
JP2018110271A (ja) * 2009-05-15 2018-07-12 株式会社ニコン 移動体装置、露光装置、デバイス製造方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法

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