JPH07161630A - 露光装置の基板搬送機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光処理全体のスループットを向上させる露
光装置の基板搬送機構を提供する。 【構成】 基板１を基板収納カセット２から露光位置Ｒ
Ｐにロードするローダロボット３と、露光位置ＲＰに搬
入された基板１を吸着保持して、マスク４に近接させて
露光させる露光ステージ５と、基板１に露光する露光光
学部６と、露光済みの基板１を露光済基板収納カセット
７にアンロードするアンローダロボット８とから構成さ
れ、ローダロボット３，アンローダロボット８の基板搬
入／搬出アームが露光ステージ５に形成された進入溝に
進入し、基板１を露光ステージ５へ搬入、及び搬出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光剤が塗布された液
晶表示用ガラス基板などの基板に回路パターンなどを焼
き付ける露光装置に係り、特に、基板の露光位置への搬
入及び露光位置からの搬出を行う露光装置の基板搬送機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の露光装置としては、例えば、図１
０に示すような露光装置の基板搬送機構が知られてい
る。基板搬送機構１０１は、搬送機本体１０２と、搬送
機本体１０２によって昇降および旋回駆動される支持軸
１０３と、支持軸１０３に連結されたアーム支持台１０
４と、アーム支持台１０４上を水平往復移動する水平移
動部材１０５と、水平移動部材１０５に連結された基板
吸着用のアーム１０６とによって構成されている。

【０００３】次に、上述の構成を有する基板搬送機構を
使って、基板を基板カセットから露光位置に搬入する動
作を図１１に従って説明する。まず、図１１（ａ）に示
すように、基板搬送機構１０１は、基板カセット１１０
の方向へ水平移動部材１０５を移動させてアーム１０６
を基板カセット１１０に挿入する。そして、支持軸１０
３を少し上昇させ、基板１００を支持軸１０３に吸着保
持した後、再び水平移動部材１０５を元の位置に戻す。
次に、支持軸１０３を回転駆動して、基板１００を保持
したアーム１０６を１８０°旋回させた後、水平移動部
材１０５を前進させて基板１００を露光ステージ１２０
の上方に移動させる。図１１（ｂ）に示すように、露光
ステージ１２０は、昇降自在に複数本の支持ピン１２１
を備えており、これらの支持ピン１２１を上昇させるこ
とにより、基板１００をアーム１０６から支持ピン１２
１上へ移載する。基板１００が支持ピン１２１で支持さ
れると、水平移動部材１０５が後退駆動されることによ
り、アーム１０６が露光ステージ１２０の外へ退避す
る。アーム１０６が退避すると、支持ピン１２１が降下
して、基板１００が露光ステージ１２０上に吸着保持さ
れる。その後、露光ステージ１２０が上昇して、基板１
００を図示しないマスクに近接保持し、基板１００の位
置合わせが行われた後、露光処理される。一方、基板搬
送機構１０１は、支持軸１０３を駆動して、アーム１０
６を元の状態に復帰させ、次の基板の搬入まで待機す
る。

【０００４】また、露光が終了した基板１００を露光位
置から搬出する場合は、露光ステージ１２０と図示しな
い露光済基板収納カセットとの間に設けられた、同様の
基板搬送機構を使い、この基板搬送機構を上述した基板
搬入動作とは逆の順序で駆動することにより、基板１０
０を露光ステージ１２０から搬出してカセットへ格納す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近、露光装置では、
特に大型化かつ薄板化された基板の露光位置への搬入及
び露光位置からの搬出を行う必要があり、基板を安定し
て保持しながら高速に搬送すること（スループットの向
上）が要求されている。

【０００６】しかしながら、上述した露光装置の基板搬
送機構では、つぎのような問題点がある。すなわち、基
板１００を露光ステージ１２０の上方に搬入した後、基
板１００を露光ステージ１２０の上に移載するまでに、
支持ピン１２１の上昇工程、アーム１０６の退避工程、
および支持ピン１２１の下降工程という３つの工程を経
なければならない。露光済みの基板１００を露光ステー
ジ１２０から搬出する場合も同様で、まず、露光済みの
基板１００を支持ピン１２１で持ち上げ、基板搬出のた
めに基板１００と露光ステージ１２０との間にアーム１
０６を進入させ、そして、支持ピン１２１を降下させる
ことにより基板１００をアーム１０６に移載するという
各工程を経た後でなければ、基板１００を露光ステージ
１２０から搬出することができない。このように、従来
の基板搬送機構は、基板の搬入・搬出にそれぞれ３工程
を必要とするので、基板の搬入・搬出に要する時間が長
くなり、その結果として、露光装置のスループットが低
下するという問題がある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、露光装置における露光処理全体のスル
ープットを向上させる基板搬送機構を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次のような構成をとる。すなわち、感光剤
が塗布された基板を昇降自在の露光ステージへ搬入する
基板搬入機構と、露光済みの基板を露光ステージから搬
出する基板搬出機構とを備えた露光装置の基板搬送機構
において、基板搬入機構は、基板の搬入側の搬送経路に
沿って対向配備された一対の基板搬入アームと、この基
板搬入アームを水平駆動する搬入用アーム駆動機構とを
備え、基板搬出機構は、基板の搬出側の搬送経路に沿っ
て対向配備された一対の基板搬出アームと、この基板搬
出アームを水平駆動する搬出用アーム駆動機構とを備
え、露光ステージは、基板搬入／搬出アームの進入を許
す、搬送経路に沿った進入溝を備えたものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、露光剤が塗布された基板を露
光ステージへ搬入する場合、基板搬入機構により、搬送
経路に沿って対向配備された一対の基板搬入アームに基
板が保持され、搬入用アーム駆動機構により、搬送経路
に沿って露光ステージ側に基板搬入アームが水平移動を
始める。次に、基板を保持したまま基板搬入アームが露
光ステージの進入溝に進入し、露光ステージの上方に基
板を搬入した後、露光ステージが上昇して基板搬入アー
ム上の基板が露光ステージ上に移載される。露光ステー
ジはさらに上昇して露光処理位置にまで達する。露光ス
テージ上の基板が露光処理される間に、基板搬入アーム
は露光ステージの進入溝から後退して次の基板を保持す
る。一方、基板搬出機構により、露光終了前に基板搬出
アームが露光ステージの進入溝に進入し待機する。

【００１０】露光終了後、露光ステージが降下すること
によって、露光済みの基板は、待機していた基板搬出ア
ーム上に移載される。そして、搬出用アーム駆動機構に
より、搬送経路に沿って基板搬入アームが水平移動を始
め、露光ステージから基板が搬出される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本実施例に係る露光装置の全体
概略側面図であり、図２は、その一部切欠全体概略平面
図である。本実施例の露光装置は、基板１を基板収納カ
セット２から露光位置ＲＰにロードする基板搬入機構と
してのローダロボット３と、露光位置ＲＰに搬入された
基板１を吸着保持して、マスク４に近接させて露光させ
る露光ステージ５と、基板１に露光する露光光学部６
と、露光済みの基板１を露光済基板収納カセット７にア
ンロードする基板搬出機構としてのアンローダロボット
８とから構成されている。以下、各部の構成を詳細に説
明する。

【００１２】ローダロボット３を図３〜図５を参照して
説明する。図３は、ハンド３０を移動させた状態のロー
ダロボット３の平面図、図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面
図、図５は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【００１３】ローダロボット３は、本体枠１０と、本体
枠１０の上端に固設され、基板１の搬送経路に沿って対
向配備された一対の固定ガイド１１と、固定ガイド１１
に案内されて搬送経路に沿って往復水平駆動するアーム
駆動機構としてのハンドラアーム２０と、さらにハンド
ラアーム２０に案内されて往復水平駆動するハンド３０
とから構成され、ハンド３０上に基板１を吸着保持して
基板収納カセット２から露光ステージ５へ搬送するもの
である。

【００１４】ハンドラアーム２０は、平面視Ｈ形のフレ
ーム２１の上部に搬送経路に沿って対向配備された一対
の有歯ガイドローラ２２ａ，２２ｂ群と、フレーム２１
の下部にシャフト２３を介して有歯ガイドローラ２２
ａ，２２ｂ群と連動連結された一対の有歯ローラ２４
ａ，２４ｂ群と、フレーム２１の一側端の下部へ突出し
たフランジ部２５に配備され、一端の有歯ローラ２４
ａ，２４ｂに連動連結された一対のモータ２６ａ，２６
ｂとからなり、モータ２６ａ，２６ｂの同時駆動によっ
て、一対のタイミングベルト２７ａ，２７ｂを介して有
歯ローラ２４ａ，２４ｂ群と有歯ガイドローラ２２ａ，
２２ｂ群とが連動するように構成されている。

【００１５】固定ガイド１１の対向した内溝面にラック
１２ａ，１２ｂが形成されている。このラック１２ａと
１２ｂとの間に前記ハンドラアーム２０を挟み込む姿勢
で、ラック１２ａに有歯ガイドローラ２２ａ群が咬合
し、ラック１２ｂに有歯ガイドローラ２２ｂ群が咬合す
る。

【００１６】ハンド３０は、搬送経路に沿って対向配備
された一対の幅細のアーム３１ａと３１ｂとが、基板収
納カセット２側の一側端で連結部３２によってコの字形
状に連結されて一体になっている。アーム３１ａ，３１
ｂの上面に基板１を吸着保持する複数個の吸着パッド３
３が設けられている。

【００１７】アーム３１ａ，３１ｂの外側溝面に、前記
した固定ガイド１１のラック１２ａ，１２ｂと同一ピッ
チのラック３４ａ，３４ｂが形成され、このラック３４
ａに前記ハンドラアーム２０の有歯ガイドローラ２２ａ
群が咬合し、ラック３４ｂに有歯ガイドローラ２２ｂ群
が咬合する。すなわち、対向する有歯ガイドローラ２２
ａ，２２ｂ群の外側は、固定ガイド１１のラック１２
ａ，１２ｂに咬合し、かつ有歯ガイドローラ２２ａ，２
２ｂ群の内側は、ハンド３０のラック３４ａ，３４ｂに
咬合する。なお、各有歯ガイドローラ２２ａ，２２ｂ
は、その断面形状が外周方向へ突出した山形形状をして
いる。この山形形状に係合するように形成されたラック
１２ａ，１２ｂ及びラック３４ａ，３４ｂが有歯ガイド
ローラ２２ａ，２２ｂ群と咬合することによって、固定
ガイド１１がハンド３０とハンドラアーム２０との上下
方向の移動を規制している。

【００１８】以上のように構成されたローダロボット３
が、ハンド３０を図２の待機状態から露光ステージ５
（図３の矢印方向）へ移動させる場合、先ず、モータ２
６ａが時計方向に、かつモータ２６ｂが反時計方向に同
時回転駆動する。これにより、タイミングベルト２７
ａ，２７ｂ、有歯ローラ２４ａ，２４ｂ群を介して有歯
ガイドローラ２２ａ，２２ｂ群が連動して同期回転す
る。そして、有歯ガイドローラ２２ａ，２２ｂ群が固定
ガイド１１のラック１２ａ，１２ｂに咬合しながら露光
ステージ５の方向へ移動するとともに、ハンド３０のラ
ック３４ａ，３４ｂにも咬合しながらハンド３０を露光
ステージ５の上へ移動させ、ハンド３０のアーム３１
ａ，３１ｂを後述する基板吸着ステージ５２の進入溝Ｐ
１，Ｐ２へ進入させる。

【００１９】露光ステージ５を、図６，図７を参照して
説明する。図６は、露光ステージ５の平面図であり、図
７は、そのＣ−Ｃ矢視断面図である。露光ステージ５
は、その下部に設置された複数個のアクチュエータによ
って構成されるＺ軸ユニット５１によって昇降駆動され
る。Ｚ軸ユニット５１の上部に、基板１を吸着保持する
基板吸着ステージ５２と、基板１の位置ズレ量に基づい
て基板吸着ステージ５２を相対位置調整するＸ・Ｙ・θ
ステージ５３とが、複数個の変形アクチュエータ５４に
より連結されて配備されている。

【００２０】基板吸着ステージ５２は、図に示すよう
に、その薄板上面に吸引孔が設けられた複数個の吸着軸
５５が立設され、図示しない真空吸引源により吸引する
ことによって各吸着軸５５の上面に基板１を真空吸着保
持するように構成されている。吸着軸５５は基板１が必
要以上にたわまないようなピッチで基板吸着ステージ５
２上に形成されればよく、好ましくは、軸外径ｄを10〜
15mm、ピッチＰを20mmとする。

【００２１】このように、各吸着軸５５の上部は連結さ
れていないので、図示しないギャップセンシング機構の
補正量に基づいて、変形アクチュエータ５４により基板
吸着ステージ５２の平面度を変化させることにより、露
光処理時に基板１とマスク４とのギャップを微調整する
ことができる。

【００２２】また、基板１が各吸着軸５５の上面でのピ
ンポイント受けなので、基板１を安定して保持できると
ともに、基板１の裏面へのゴミの付着を防止できる。ま
た、露光時の温度上昇による基板１への基板吸着ステー
ジ５２からの熱伝導を抑えることができる。また、基板
吸着ステージ５２の表面積増大により空冷効果を上げる
という効果もある。

【００２３】基板吸着ステージ５２の吸着軸５５の各軸
間隙は、前記したハンド３０のアーム３１ａ，３１ｂの
進入を許容する進入溝Ｐ１，Ｐ２を構成している。な
お、アーム３１ａ，３１ｂの進入溝Ｐ１，Ｐ２の深さで
ある吸着軸５５の高さは、アーム３１ａ，３１ｂの厚み
と基板吸着ステージ５２の昇降ストロークとを合わせた
高さよりも若干大きく形成されており、例えば、本実施
例では、吸着軸５５の高さｈを45mmとしている。

【００２４】露光光学部６は、紫外線照射用の例えば、
図示しないキセノン（Ｘｒ）ランプからの照射光がフレ
ネルレンズに入射して、マスク４に垂直な平行光となっ
て、マスク４を通って基板１の表面に照射するように構
成されている。

【００２５】アンローダロボット８は、上述したローダ
ロボット３と同様の構成であり、露光ステージ５を間に
挟んで、ローダロボット３と対向配備されている。

【００２６】次に、基板搬送機構の動作を、図８のフロ
ーチャートと、各動作を示した図９とに基づいて説明す
る。ローダロボット３が、基板１を基板収納カセット２
からローダ位置ＬＰにロードする動作を図９（ａ）に従
って説明する。 ステップＳ１：図９（ａ）に示すように、ローダロボッ
ト３は、待機位置であるローダ位置ＬＰから基板収納カ
セット２の方向へハンドラアーム２０を移動させるとと
もに、ハンド３０も移動させ、ハンド３０を基板収納カ
セット２に挿入する。なお、基板収納カセット２は昇降
機構により昇降駆動されるものであり、ハンド３０が挿
入されると降下して、基板１をハンド３０に移載する。
そして、基板１をハンド３０の吸着パッド３３に吸着保
持する。次に、ハンドラアーム２０を後退移動させて、
基板１を吸着保持したハンド３０をローダ位置ＬＰに戻
し、ここで、一旦搬送を停止し待機する。

【００２７】ステップＳ２：前記停止状態で、図示しな
いセンサによって、露光ステージ５の上方に配備された
マスク４に対する、基板１の位置ズレを検出するプリア
ライメント測定が行なわれる。

【００２８】ステップＳ３：プリアライメント測定後、
ローダロボット３は、図９（ｂ）に示すように、ローダ
位置ＬＰから露光位置ＲＰ方向へハンドラアーム２０を
移動させるとともに、ハンド３０も移動させ、ハンド３
０を露光ステージ５の進入溝Ｐ１，Ｐ２に進入させ、基
板１を露光位置ＲＰに搬入する。

【００２９】上記のように、プリアライメント測定後、
直接ハンド３０が基板１を露光ステージ５へ移載するの
で、基板１の受け渡し回数が減り、露光ステージ５への
基板１の搬入位置精度が向上する。

【００３０】次に、露光位置ＲＰでの露光ステージ５の
動作を説明する。 ステップＳ４：ハンド３０は、露光位置ＲＰに基板１を
搬入すると、基板１の吸着を解除して待機する。露光ス
テージ５は、Ｚ軸ユニットにより上昇され、ハンド３０
上の基板１を移載する。次に、複数個の吸着軸５５によ
り基板１を吸着保持する。この状態で、プリアライメン
トで測定された基板１の位置ズレ量に相当する変位量だ
け、Ｘ・Ｙ・θステージ５３を変位させることにより基
板１の位置ズレが補正される。基板１とマスク４とのギ
ャップが所定量になると露光ステージ５の上昇駆動が停
止される。

【００３１】ステップＳ５：露光前に、基板１の精密な
位置合わせと、変形アクチュエータ５４によって基板１
とマスク４とのギャップの微調整とが行われた後、露光
光学部６によって、露光され、基板１の表面に塗布され
た感光材料に、マスク４に描画されたパターンが焼き付
けられる。基板１が露光処理される間に、ローダロボッ
ト３のハンドラアーム２０を後退させ、露光位置ＲＰか
らハンド３０を退避させる。一方、アンローダロボット
８は、待機位置から露光位置ＲＰ方向へハンドラアーム
２０を移動させるとともに、ハンド３０も移動させ、上
述したローダロボット３と同様に、ハンド３０を露光ス
テージ５の進入溝Ｐ１，Ｐ２に進入させて待機させる。

【００３２】アンローダロボット８が、露光済みの基板
１をローダ位置ＬＰから露光済基板収納カセット７にロ
ードする動作を図９（ｃ）に従って説明する。 ステップＳ６：露光が終了すると、露光ステージ５は、
露光済みの基板１の吸着を解除し、Ｚ軸ユニット５１に
よって降下させられ、既に待機しているアンローダロボ
ット８のハンド３０上に露光済みの基板１を移載する。
露光済みの基板１は吸着パッド３３によって吸着保持さ
れる。

【００３３】ステップＳ７，Ｓ８：次に、図に示すよう
に、アンローダロボット８は、露光位置ＲＰから露光済
基板収納カセット７方向へハンドラアーム２０を移動さ
せるとともに、ハンド３０も移動させ、ハンド３０を露
光済基板収納カセット７に挿入する。露光済基板収納カ
セット７も基板収納カセット２と同様に図示しない昇降
機構が設けられ、ハンド３０が挿入されて露光済みの基
板１の吸着を解除すると、露光済基板収納カセット７が
上昇し、露光済みの基板１を受取る。最後に、ハンド３
０を後退させ、待機位置に復帰させる。

【００３４】なお、上記実施例では、基板収納カセット
２、および露光済基板収納カセット７とに昇降機構を設
けて基板１の取り出し、および露光済みの基板１の格納
を行うようにしたが、この昇降機構を、ローダロボット
３、およびアンローダロボット８に設けてもよい。

【００３５】また、基板吸着ステージ５２は複数個の吸
着軸５５で、基板１の吸着保持と、アーム３１ａ，３１
ｂの進入溝を構成しているが、これに限定されるもので
はなく、例えば、平板上に基板１の複数の吸引部とアー
ム３１ａ，３１ｂの進入溝があってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の露光装置の基板搬送機構によれば、露光ステージに設
けた進入溝内を基板搬入／搬出アームが移動するので、
基板を露光ステージへ搬入する基板搬入アーム及び露光
ステージから基板を搬出する基板搬出アームが、露光ス
テージの昇降動作に邪魔されずに搬送が行える。すなわ
ち、従来の搬送機構のように、基板の搬入／搬出のため
に、露光ステージの支持ピンを昇降させたり、露光ステ
ージを上昇させるためにアームを退避させたりする工程
が不要になるので、基板の搬入／搬出に要する時間が短
縮され、結果として露光装置全体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】

【図１】本発明の一実施例に係る露光装置の全体概略側
面図である。

【図２】一部切欠全体概略平面図である。

【図３】ローダロボットの平面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図６】露光ステージの平面図である。

【図７】図６におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図８】基板搬送機構の動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】基板搬送機構の動作を示す図である。

【図１０】従来の基板搬送機構の概略の構成を示す正面
図である。

【図１１】従来の基板搬送機構の動作を示す図である。

【符号の説明】

１ … 基板 ２ … 基板収納カセット ３ … ローダロボット（基板搬入機構） ４ … マスク ５ … 露光ステージ ６ … 露光光学部 ７ … 露光済基板収納カセット ８ … アンローダロボット（基板搬出機構） １１ … 固定ガイド ２０ … ハンドラアーム（アーム駆動機構） ２２ａ，２２ｂ … 有歯ガイドローラ ３０ … ハンド ３１ａ，３１ｂ … アーム ５２ … 基板吸着ステージ ５５ … 吸着軸 Ｐ１，Ｐ２ … 進入溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光剤が塗布された基板を昇降自在の露
   光ステージへ搬入する基板搬入機構と、露光済みの基板
   を露光ステージから搬出する基板搬出機構とを備えた露
   光装置の基板搬送機構において、 前記基板搬入機構は、基板の搬入側の搬送経路に沿って
   対向配備された一対の基板搬入アームと、この基板搬入
   アームを水平駆動する搬入用アーム駆動機構とを備え、 前記基板搬出機構は、基板の搬出側の搬送経路に沿って
   対向配備された一対の基板搬出アームと、この基板搬出
   アームを水平駆動する搬出用アーム駆動機構とを備え、 前記露光ステージは、前記基板搬入／搬出アームの進入
   を許す、搬送経路に沿った進入溝を備えたこと、 を特徴とする露光装置の基板搬送機構。