JPH08181054A

JPH08181054A - ステージ装置及びその制御方法

Info

Publication number: JPH08181054A
Application number: JP6321089A
Authority: JP
Inventors: Hisato Matsubara; 寿人松原; Yuuki Yoshikawa; 勇希吉川; Takeshi Naraki; 剛楢木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-12
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: JP3940823B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】プレートの自重たわみを緩和可能なステージ
装置を提供する。【構成】基板ステージ上で基板Ｐを吸着支持する支持
ピン４と、基板Ｐを支持して基板ステージ支持ピン４に
受け渡しする搬送アーム１４とを備えている。支持ピン
は略同心円状に複数群４ａ、４ｂ配置され、各群ごとに
独立に昇降運動及び基板の吸着解放運動を制御すること
ができる。そのため、各支持ピン群４ａ、４ｂごとにプ
レートＰの支持高さ及び吸着解放のタイミングを変える
ことができるので、プレートＰに与えるストレスを抑え
ながら、プレートＰの自重たわみ及び固有の反りを最小
限に抑えることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は露光装置のステージ装置
に関し、特に液晶基板を製造する際の大型のガラス基板
を露光する露光装置に用いられるステージ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置のようなフラットパ
ネル型表示装置に対する需要が高まるにつれ、大型のガ
ラス基板などの基板を処理するための各種露光装置が開
発されている。例えば、ガラス基板上に大面積の液晶表
示素子などをリソグラフィ工程で製造する際には、基板
上に小面積の露光領域を複数、互いに端部を接続して露
光（つなぎ露光）し、全体として大面積の素子を形成す
るためのステップアンドリピート方式の投影露光装置が
用いられている。

【０００３】図１２は従来の液晶基板用露光装置１００
を概略的に示している。図示のように、ベース１０１の
上に基板ステージ１０２が載置されており、この基板ス
テージ１０２の上に感光基板として大型のガラスプレー
トなどの基板Ｐ（以下、プレートＰと総称する。）が保
持されている。プレートＰの上部には図示しない鏡筒内
に収容された投影光学系ＰＬが設置されている。投影光
学系ＰＬの上部には、転写用のパターンが形成されたフ
ォトマスク又はレチクルＲ（以下、レチクルＲと総称す
る。）が図示しないレチクルステージ上に保持されてい
る。そして、レチクルＲ上のパターンは照明光学系１０
６から射出された露光光ＩＬで照明され、レチクルＲ上
のパターン像が投影光学系ＰＬを介してプレートＰ上に
投影露光される。

【０００４】基板ステージ１０２は、位置決めステージ
１０３と支持ピン群１０４を備えたプレートホルダ１０
５とから構成されている。位置決めステージ１０３は、
Ｘステージ１０３ＸとＹステージ１０３ＹとＺステージ
１０３Ｚとから成り、投影光学系ＰＬの光軸（Ｚ方向）
に対してそれぞれＸ方向、Ｙ方向、θ（回転）方向、Ｚ
方向にプレートＰを位置決めすることができる。またプ
レートホルダ１０５には、図１３に示すように、略同心
円状にそれぞれ４本ずつ配置された外側支持ピン群１０
４ａと内側支持ピン群１０４ｂが配置されている。これ
らの内側及び外側支持ピン群１０４ａ、１０４ｂは、図
１４に示すような共通の昇降プレート１０７上に設置さ
れており、駆動装置１０８により同時に昇降駆動され
る。また、基板ステージ１０２の近傍には空圧制御部１
０９が設けられており、各支持ピン１０４の先端の吸着
部１１０を介してプレートＰを同時に真空吸着すること
が可能である。

【０００５】さらに、基板ステージ１０２の近傍の搬送
部ベース１１１上にはスライド式搬送アーム１１２が設
置されている。搬送アーム１１２は真空吸着パッド１１
２ａを備えており、プレートＰを吸着支持することが可
能である。そして、搬送アーム１１２により、未処理の
プレートＰを基板ステージ１０２上に搬入するととも
に、処理済みのプレートＰを基板ステージ１０２上から
搬出することができる。また１１３は制御部であり、搬
送アーム１１２及び基板ステージ１０２の挙動を制御す
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大型で薄い
ガラス基板のような大面積のプレートを搬送アームによ
り搬入搬出したり、基板ステージへの受け渡しの際に基
板ステージの支持ピン群により支持する場合には、プレ
ートの自重により歪みを生じ、このたわみによって、プ
レートが搬送アーム又は支持ピンと干渉するおそれがあ
る。またプロセスを経たプレートに生じる反りによって
も、同様の問題があった。

【０００７】この点、従来より理論的には、全長が２Ｌ
の被支持体を２点支持する場合には、中央から支点まで
の距離ａが、ａ／Ｌ＝０．５５３６を満足させる点にお
いて支持することにより、自重たわみを最小にできるこ
とが知られている。しかし、搬送アーム１１２の支持部
１１２ａと基板ステージ１０２の支持ピン群１０４との
両方で、自重たわみが最小となる点ａでプレートＰを常
時支承することは事実上困難であった。従って、実際に
は、基板ステージ１０２上では最適点から外れた点にお
いてプレートＰを支持ピン群１０４により支持せざるを
得ず、その結果、自重たわみも大きくなり問題となって
いた。そして、この問題はプレートＰが大面積であれば
あるほど顕著であった。

【０００８】また、上記のごとき従来の装置では、搬送
アームへのプレートの受け渡しの際に、支持ピン群１０
４が共通の昇降プレート１０７上に固定されて同時に昇
降制御され、また共通の空圧系統１０９により同時にプ
レートＰを吸着解放するように構成されている。そのた
め、大型のプレートの場合には、自重たわみや固有の反
りに起因する歪みがプレートＰに発生しやすかった。従
って、搬送アーム１１２を支持ピン１０４で支持された
プレートＰの下方空間に挿入する場合には、プレートＰ
の反りと搬送アーム１１２の吸着パッド１１２ａの高さ
を考慮した許容差ｂをもって、搬送アーム１１２の進入
高さａを設定する必要があった。

【０００９】特に、露光装置の場合には、他の半導体製
造装置とは異なり、基板ステージ１０２と投影光学系Ｐ
Ｌとの間に形成される空間が光学設計上限定されたもの
（即ち、空間が狭い）になる。しかし処理にあたって
は、その限定的な空間内で、搬送アーム１１２と支持ピ
ン群１０４との間でプレートＰを受け渡さねばならな
い。そのため、プレートＰの自重たわみやプロセス時に
発生する固有の反りを考慮した場合には、その限定的な
空間に進入させる搬送アーム１１２の進入高さａが制限
され、延いては処理可能なプレートＰ自体の大きさまで
制限を受けてしまうという問題点を有していた。

【００１０】本発明は、従来のステージ装置が有する上
記問題点に鑑みて成されたものであり、プレートの自重
たわみの緩和及びプレートの固有の反りの矯正を行うこ
とが可能であり、しかも搬送アームの進入高さに関する
制限を緩和し、延いてはプレートサイズの制限を緩和
し、投影光学系ＰＬとステージ装置との間の空間が従来
のものと同じであっても、より大きなプレートを搬入
し、受け渡し、又は搬出することが可能な、新規かつ改
良されたステージ装置及びその制御方法を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、基板ステージ（２）上で基板（Ｐ）を
吸着支持する支持ピン（４）と、その基板（Ｐ）を支持
して移動するとともに基板ステージ（２）の支持ピン
（４）に受け渡しする搬送アーム（１４）とを備えたス
テージ装置において、支持ピン（４ａ、４ｂ）を略同心
円状に複数群配置するとともに、支持ピン（４ａ、４
ｂ）は各群ごとに独立に昇降運動及び基板の吸着解放運
動を制御可能に構成している。なお、各支持ピンの吸着
面は、基板の被吸着面の変位に追随自在であることが好
ましい。

【００１２】本発明によれば、上記のように構成された
ステージ装置は以下に示すように制御することが可能で
ある。まず、搬送アーム（１４）により基板（Ｐ）を基
板ステージ（２）上方に移送して支持ピン（４）に受け
渡す際には、全ての群の支持ピン（４ａ、４ｂ）の吸着
面を略同一平面上に保持しながら、支持ピン（４ａ、４
ｂ）の吸着面と基板（Ｐ）の被吸着面とを接触させる。

【００１３】基板（Ｐ）を支持ピン（４）によって支持
する際には、一部の群の支持ピン（４ｂ（４ａ））によ
って基板（Ｐ）を吸着するとともに、その一部の群の支
持ピンの吸着面をその群の内側又は外側にある他の群の
支持ピン（４ａ（４ｂ））の吸着面よりも相対的に下降
させて支持する。そして、基板（Ｐ）を支持ピン（４）
から搬送アーム上に受け渡す際には、下降状態にある一
部の群の支持ピン（４ｂ（４ａ））を上昇させ、全ての
群の支持ピン（４ａ、４ｂ）の吸着面を略同一平面上に
保持した状態で吸着を解放する。

【００１４】本発明によれば、上記のように構成された
ステージ装置は、プレートのたわみが大きい場合などに
は、以下に示すように制御することも可能である。ま
ず、搬送アーム（１４）により基板（Ｐ）を基板ステー
ジ（２）上方に移送して支持ピン（４）に受け渡す際に
は、一部の群の支持ピン（４ｂ（４ａ））の吸着面をそ
の群の内側又は外側にある他の群の支持ピン（４ａ（４
ｂ））の吸着面よりも相対的に上昇させ、上昇した一部
の群の支持ピン（４ｂ（４ａ））の吸着面と基板の被吸
着面とを接触させる。

【００１５】基板（Ｐ）を支持ピン（４）によって支持
する際には、上昇した一部の群の支持ピン（４ｂ（４
ａ））によって基板（Ｐ）を吸着するとともに上昇した
一部の群の支持ピン（４ｂ（４ａ））と他の群の支持ピ
ン（４ａ（４ｂ））とを相対移動させ、上昇した一部の
群の支持ピン（４ｂ（４ａ））の吸着面を他の群の支持
ピン（４ａ（４ｂ））の吸着面よりも相対的に下降させ
て基板（Ｐ）を支持する。

【００１６】そして、基板（Ｐ）を支持ピン（４）から
搬送アーム（１４）上に受け渡す際には、下降状態にあ
る一部の群の支持ピン（４ｂ（４ａ））を上昇させ、全
ての群の支持ピン（４ａ、４ｂ）の吸着面を略同一平面
上に保持した状態で、又は下降状態にある一部の群の支
持ピン（４ｂ（４ａ））の吸着面を他の群の支持ピン
（４ａ（４ｂ））の吸着面より相対的に上昇させた状態
で、吸着を解放する。

【００１７】なお、ステージ装置を上記のような方法で
制御するにあたり、相対的に上昇又は下降させる群の支
持ピン（４ｂ（４ａ））は、全ての群の支持ピン（４
ａ、４ｂ）の吸着面を略同一平面上に保持した状態で基
板（Ｐ）を支持した場合の基板の撓み状態に応じて選択
されることが好ましい。

【００１８】

【作用】上記の如き構成においては、略同心円状に複数
群配置された支持ピン（４）を、各支持ピン群（４ａ、
４ｂ）ごとにプレート（Ｐ）の支持高さ及び吸着解放の
タイミングを変えることができるので、プレート（Ｐ）
に与えるストレスを抑えながら、プレート（Ｐ）の自重
たわみ及び固有の反りを最小限に抑えることが可能であ
る。

【００１９】また、図３に示すように、一部の群の支持
ピン（４ｂ（４ａ））を他の群の支持ピン（４ａ（４
ｂ））より距離ｃ分だけ相対的に下げてプレート（Ｐ）
を支持するので、図１２〜図１４に示す従来のステージ
装置の場合と比較して、プレート（Ｐ）の外周部のたわ
みを小さくすることができる。その結果、搬送アーム
（１４）の吸着パッド（１５）の高さとプレート（Ｐ）
のたわみを考慮して決定される搬送アーム（１４）の進
入高さ（ａ‘）を従来の装置よりも広くとることができ
る（ａ’（図３）＞ａ（図１４））。すなわち、プレー
ト受け渡し時の支持ピン（４）の静止高さと、ロード／
アンロード時の搬送アーム（１４）の進入高さ（ａ’）
とをより近づけることができるので、基板ステージ
（２）と投影光学系（ＰＬ）との間の限定的な空間にお
いて、大面積のプレートでも受け渡しが容易となり、設
計及び制御の自由度を高めることができる。

【００２０】また各支持ピン（４）の吸着面（６）は、
図５に示すように、プレート（Ｐ）の被吸着面の変位に
追随自在であるので、支持ピン群（４ａ、４ｂ）の支持
高さを変えた場合であっても、支持ピンによる吸着がプ
レートＰに対するストレスの原因となることがない。次
に上記のように構成されたステージ装置の第１の制御方
法の動作について説明する。

【００２１】まず、プレート（Ｐ）のロード時には、プ
レート（Ｐ）を支持した搬送アーム（１４）を基板ステ
ージ（２）上方に進入させる。次いで、全ての群の支持
ピン（４ａ、４ｂ）の吸着面を略同一平面上に保持しな
がら上昇させ、全ての群の支持ピン（４ａ、４ｂ）の吸
着面とプレート（Ｐ）の被吸着面とを接触させ、プレー
ト（Ｐ）を吸着する。このようにプレート（Ｐ）を支持
ピン（４ａ、４ｂ）により吸着し支持してから、搬送ア
ームによる吸着を解放し、搬送アーム（１４）を待避す
る。

【００２２】さらに、一部の群、例えば内側の支持ピン
（４ｂ）の吸着面をその群の内側又は外側にある他の
群、例えば外側の支持ピン（４ａ）の吸着面よりも相対
的に下降させる。その際に、どの群の支持ピン（４ａ、
４ｂ）をどの程度下降させるかについては、プレート
（Ｐ）の自重たわみを緩和し、固有の反りを矯正するよ
うに選択される。従って、大面積のプレート（Ｐ）であ
っても最小限のストレスで支持することができる。ま
た、プレート（Ｐ）のたわみが小さいので、下方の支持
ピン（４ｂ）の支持高さと搬送アーム（１４）の進入高
さ（ａ‘）との間をより近づけることができる。

【００２３】そして、プレート（Ｐ）を基板ステージ２
上に載置して、最終的に位置合わせした後に所定の露光
処理を実施する。露光処理が終了した後に支持ピン４に
よってプレートＰを上昇させ、搬送アーム（１４）を処
理済みのプレート（Ｐ）の下方に進入させる。そして、
下降状態にある内側の支持ピン（４ｂ）を上昇させ、全
ての群の支持ピン（４ａ、４ｂ）の吸着面を略同一平面
上に保持してから、搬送アーム（１４）によりプレート
（Ｐ）を吸着する。その後、支持ピン（４）の吸着を解
放し、プレート（Ｐ）とともに搬送アーム（１４）を待
避させることにより、アンロード動作が完了する。

【００２４】このように、本発明によれば、基板ステー
ジ（２）と投影光学系（ＰＬ）との間の非常に限定的な
空間で、支持ピン（２）から搬送アーム（１４）への基
板の受け渡しを行うことができる。次に、上記のように
構成されたステージ装置の第２の制御方法の動作につい
て説明する。

【００２５】まず、プレート（Ｐ）のロード時には、プ
レート（Ｐ）を支持した搬送アーム（１４）を基板ステ
ージ（２）上方に進入させる。その際に、プレート
（Ｐ）のたわみが大きく、吸着面を略同一平面上に保持
した支持ピン群（４ａ、４ｂ）ではプレート（Ｐ）に接
触しないような場合には、一部の群、例えば内側の支持
ピン（４ｂ）の吸着面をその群の内側又は外側にある他
の群、例えば外側の支持ピン（４ａ）の吸着面よりも相
対的に上昇させる。そして、上昇させた群の支持ピン
（４ｂ）の吸着面とプレート（Ｐ）の被吸着面とを接触
させ吸着する。

【００２６】さらに、上昇させた内側の支持ピン（４
ｂ）の吸着面をその群の内側又は外側にある他の群、例
えば外側の支持ピン（４ａ）の吸着面よりも相対的に下
降させる。それから、外側の支持ピン（４ａ）によって
もプレート（Ｐ）を吸着することにより、全ての支持ピ
ン（４ａ、４ｂ）によりプレート（Ｐ）が吸着される。
その際に、どの群の支持ピンをどの程度下降させるかに
ついては、基板の自重たわみを緩和し、固有の反りを矯
正するように選択される。従って、大面積のプレート
（Ｐ）であっても最小限のストレスで支持することがで
きる。また、プレート（Ｐ）のたわみが小さいので、下
方の支持ピン（４ｂ）の支持高さと搬送アーム（１４）
の進入高さ（ａ‘）との間をより近づけることができ
る。

【００２７】このようにプレート（Ｐ）が内側及び外側
の支持ピン（４ａ、４ｂ）により吸着され固定されてか
ら、搬送アーム（１４）による吸着を解放し、搬送アー
ム（１４）を待避する。そして、プレート（Ｐ）を基板
ステージ上に載置して最終的に位置合わせした後に所定
の露光処理を実施する。

【００２８】露光処理が終了した後に支持ピン４によっ
てプレートＰを上昇させ、搬送アーム（１４）を処理済
みのプレート（Ｐ）の下方に進入させる。そして、下降
状態にある内側の支持ピン（４ｂ）を上昇させ、全ての
群の支持ピン（４ａ、４ｂ）の吸着面を略同一平面上に
保持してから、又は、ロード時と同様に、内側の支持ピ
ン（４ｂ）を外側の支持ピン（４ａ）よりも相対的に上
昇させてから、搬送アーム（１４）によりプレート
（Ｐ）を吸着する。その後、支持ピン（４）の吸着を解
放し、プレート（Ｐ）とともに搬送アーム（１４）を待
避させることにより、アンロード動作が完了する。

【００２９】このように、本発明によれば、基板ステー
ジ（２）と投影光学系（ＰＬ）との間の非常に限定的な
空間で、支持ピン（２）から搬送アーム（１４）への基
板の受け渡しを行うことができる。

【００３０】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明を適
用可能な液晶表示装置用露光装置の一実施例について詳
細に説明する。なお、図１は本発明を適用可能な投影露
光装置の概略的な構成を示している。図２はその露光装
置のステージ装置部分の概略的な見取図であり、図３は
その略断面図である。また図４及び図５はステージ装置
の支持ピン先端の吸着部分の構造を示す略断面図であ
る。

【００３１】図１に示す投影露光装置では、ベース１の
上に基板ステージ２が載置されており、この基板ステー
ジ２の上に感光基板としてガラスプレートなどの大面積
の基板（プレートＰ）が保持されている。プレートＰの
上部には図示しない鏡筒内に収容された投影光学系ＰＬ
が設置されている。投影光学系ＰＬの上部には、転写用
のパターンが形成されたフォトマスク又はレチクルＲが
図示しないレチクルステージ上に保持されている。

【００３２】基板ステージ２は、位置決めステージ３と
支持ピン群４を備えたプレートホルダ５とから構成され
ている。位置決めステージ３は、Ｘステージ３ＸとＹス
テージ３ＹとＺステージ３Ｚとから成り、投影光学系Ｐ
Ｌの光軸（Ｚ方向）に対してそれぞれＸ方向、Ｙ方向、
θ（回転）方向、Ｚ方向にプレートＰを位置決めするこ
とができる。

【００３３】またプレートホルダ５には、図２に示すよ
うに、略同心円状にそれぞれ４本ずつ配置された外側支
持ピン群４ａと内側支持ピン群４ｂが配置されている。
図３に示すように、４本の外側支持ピン群４ａは外側昇
降プレート７ａ上に設置されている。また同様に、４本
の内側支持ピン群４ｂは、上記外側昇降プレート７ａと
は別体に構成された内側昇降プレート７ｂ上に設置され
ている。そして、これらの内側及び外側昇降プレート７
ａ、７ｂは、内側駆動装置８ｂと外側駆動装置８ａによ
り、それぞれ独立に昇降制御することが可能なように構
成されている。

【００３４】図４に示すように、各支持ピン４は中空の
円筒形状をしており、例えばアルミニウムやステンレス
などの金属材料から成っている。また、各支持ピン４の
先端には樹脂製の真空吸着パッド６が嵌合されている。
この真空吸着パッド６の中央部は略球状をしており、そ
の球状部の水平方向Ｓの外周部分６‘が支持ピンの中空
部の内面４’に常に係合するように構成されている。従
って、真空吸着パッド６は支持ピン４の中空部内におい
て所定の許容範囲内で中央球状部の中心点Ｃを中心とし
て自在に動かすことが可能であり、図５に示すように、
真空吸着パッド６に吸着されたプレートＰの被吸着面に
撓み等が生じた場合であっても、その変位に自在追随す
ることができる。

【００３５】さらに、真空吸着パッド６の内部には貫通
孔９が穿設されており、その下端は真空チューブ１０に
接続されている。この真空チューブ１０は、基板ステー
ジ２の近傍に設置された空圧制御部１１に接続されてい
る。従って、空圧制御部１１により真空チューブ１０内
を真空引きすることにより、真空吸着パッド６の先端に
プレートＰを真空吸着することができるように構成され
ている。

【００３６】なお、図２に示すように、本実施例では、
真空チューブ１０ａ、１０ｂは２系統設けられており、
それぞれ内側支持ピン群４ｂと外側支持ピン群４ａに接
続されている。従って、内側及び外側支持ピン群４ａ、
４ｂはそれぞれ別個独立してプレートＰの吸着解放動作
を制御することができる。以上説明したように、本実施
例によるステージ装置では、略同心円状に配置された内
側及び外側支持ピン群４ａ、４ｂを、それぞれ独立して
プレートＰの支持高さ及び吸着解放のタイミングを変え
ることができるので、プレートＰに与えるストレスを抑
えながら、プレートＰの自重たわみ及び固有の反りを最
小限に抑えることが可能である。また、プレート受け渡
し時の支持ピンの静止高さと、ロード／アンロード時の
搬送アームの進入高さとを近づけることができるので、
基板ステージと投影光学系との間の限定的な空間におい
て、大面積のプレートでも受け渡しが容易となり、設計
及び制御の自由度を高めることができる。

【００３７】また、図１に示すように、基板ステージ２
の近傍には、未処理プレートを基板ステージ２上に搬入
するとともに、処理済みプレートを基板ステージ２から
搬出するための搬送部１２が設けられている。この搬送
部１２は、搬送部ベース１３とその上に水平方向に摺動
自在に設置された搬送アーム１４とから構成されてい
る。搬送アーム１４は二又のフォーク形状をしており、
各フォーク部１４ａ、１４ｂの上面にはそれぞれ１対の
吸着パッド１５ａ、１５ｂが設置されている。これらの
吸着パッド１５ａ、１５ｂは真空チューブ１０ｃにより
空圧制御部１１に接続されており（図２）、プレートＰ
の搬入搬出時にプレートＰを真空吸着することが可能で
ある。また１６は制御部であり、搬送アーム１４及び基
板ステージ２の挙動を後述するように制御するものであ
る。

【００３８】次に、レチクルＲに露光光ＩＬを照射する
ための照明光学系について簡単に説明する。水銀ランプ
５０からの露光用照明光は楕円鏡５１で第２焦点に集光
される。この第２焦点には、モータ５２によって照明光
の遮断と透過とを切り替えるロータリーシャッター５３
が配置される。シャッター５３を通った照明光束はミラ
ー５４で反射され、インプットレンズ５５を介してフラ
イアイレンズ系５６に入射する。フライアイレンズ系５
６の射出側には、多数の２次光源像が形成され、各２次
光源像からの照明光はビームスプリッタ５７を介してレ
ンズ系（コンデンサレンズ）５８に入射する。レンズ系
５８の後側焦点面には、レチクルブラインド機構５９の
可動ブレードＢＬが配置されている。可動ブレードＢＬ
は複数枚のブレードから構成され、各ブレードＢＬのエ
ッジにより開口ＡＰの形状が規定される。このブライン
ド機構５９の位置で、照明光は均一な照度分布となり、
ブラインド機構５９の開口ＡＰを通過した照明光ＩＬ
は、レンズ系６０、ミラー６１、及びメインコンデンサ
レンズ６２を介してレチクルＲを照射する。そして、レ
チクルＲ上のパターン像が投影光学系ＰＬを介してプレ
ートＰ上に投影露光される。

【００３９】以上のように構成された本実施例の投影露
光装置にプレートＰを搬入搬出する動作について、図６
〜図９に示す基板ステージ２の動作説明図及び図１０及
び図１１に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。なお、本実施例によれば、プレートＰの寸法及び支
持ピン４の位置関係に応じて、下記のような幾つかのモ
ードで運転することが可能である。（１）Ａモード全吸着面が略同一平面上に保持された支持ピン群４で支
承した場合に、プレートＰの外周部において大きな自重
たわみが生じる場合には、全ての支持ピン群４ａ、４ｂ
で一旦プレートＰを受けた後、内側の支持ピン群４ｂを
外側の支持ピン群４ａよりも下降させてプレートＰを支
持する、Ａモードで動作させることが可能である。１−１搬入時（図６（ａ）〜（ｄ）、図１０）Ａモードの搬入時には、まずステップＳ１４１におい
て、図６（ａ）に示すように、プレートＰを支持した搬
送アーム１４が、基板ステージ２と投影光学系ＰＬの間
に形成される空間に挿入される。搬送アーム１４の挿入
時には、全ての支持ピン群４ａ、４ｂは最下方位置（支
持ピンの吸着面がプレートホルダ５の載置面と同一面
か、それより下になる位置）において待機している。

【００４０】次いで、ステップＳ１４２に進み、全ての
支持ピン群４ａ、４ｂをそれらの吸着面を略同一平面に
保持しながら上昇させて、搬送アーム１４に支持された
プレートＰの被吸着面に接触させ、全ての支持ピン群４
ａ、４ｂにより支持プレートＰを吸着する。さらに、搬
送アーム１４の吸着パッド１５による吸着を解放し、全
ての支持ピン群４ａ、４ｂを、図６（ｂ）に示すように
さらに上昇させることにより、プレートＰは搬送アーム
１４から支持ピン群４ａ、４ｂに受け渡される。

【００４１】次いで、ステップＳ１４３に進み、図６
（ｃ）に示すように、内側の支持ピン群４ｂのみを下降
させ、外側の支持ピン群４ａよりも低い位置においてプ
レートＰを支持する。この結果、プレートＰの外周部で
の自重たわみを緩和するとともに、プレートＰ固有の反
りを矯正することができるので、ステップＳ１４４にお
いて、図６（ｄ）に示すように、余裕を持って、すなわ
ちプレートと干渉することなく、搬送アーム１４を待避
させることができる。

【００４２】搬送アーム１４が待避した後、ステップＳ
１４５に進み、支持ピン群４ａ、４ｂは最下方位置に降
下して、プレートＰをプレートホルダ５上に載置する。
そして、基板ステージ２をＸ方向、Ｙ方向、θ（回転）
方向、Ｚ方向にそれぞれ駆動することにより、プレート
Ｐを位置決めし、ステップＳ１４６に進み、露光処理を
開始する。１−２搬出時（図７（ａ）〜（ｄ）、図１１）Ａモードの搬出時には、まずステップＳ１５１におい
て、所定の露光処理が終了すると、ステップＳ１５２に
進み、プレートホルダのバキュームをオフにして、図７
（ａ）に示すように、支持ピン群４ａ、４ｂは上昇し
て、プレートホルダ５からプレートを受け取る。

【００４３】それから、ステップＳ１５３に進み、プレ
ート搬出用の搬送アーム１４が、支持ピン群４ａ、４ｂ
により支持されたプレートＰの下方に挿入される。な
お、プレートＰは、内側の支持ピン群４ｂを外側の支持
ピン群４ａに相対して下降させた状態で支持される。次
いで、ステップＳ１５４に進み、図７（ｂ）に示すよう
に、低い位置にある内側の支持ピン群４ｂを上昇させ、
全ての支持ピン群４ａ、４ｂの吸着面が略同一平面にな
るようにする。

【００４４】次いで、ステップＳ１５５に進み、全ての
支持ピン群４ａ、４ｂを同時に下降させ、プレートＰの
被吸着面を搬送アーム１４の吸着パッド１５に接触さ
せ、吸着する。それから、全ての支持ピン群４ａ、４ｂ
の吸着を解放し、全ての支持ピン群４ａ、４ｂを、図７
（ｃ）に示す最下方位置にまで下降させる。次いで、ス
テップＳ１５６に進み、図７（ｄ）に示すように、プレ
ートＰが載置された搬送アーム１４を待避させることに
より、処理済みプレートＰの搬出が完了する。

【００４５】なお、上記Ａモードでは、支持ピン群４
ａ、４ｂを全て同じ高さに上昇してプレートＰを吸着支
持する場合について説明したが、プレートＰのたわみが
大きく、支持ピン群４ｂがプレートＰに接触しない場合
は、支持ピン群４ｂを支持ピン群４ａより高い位置に上
昇させて、プレートＰを吸着支持するように構成しても
良い。（２）ＢモードＡモード時とは異なり、全吸着面が略同一平面上に保持
された支持ピン群４で支承した場合に、大面積のプレー
トＰの中心部において大きな自重たわみが生じる場合に
は、全ての支持ピン群４ａ、４ｂで一旦プレートＰを受
けた後、外側の支持ピン群４ａを内側の支持ピン群４ｂ
よりも相対的に下降させてプレートＰを支持する、Ｂモ
ードで動作させることが可能である。２−１搬入時（図８（ａ）〜図８（ｂ）、図１０）Ｂモードの搬入時には、まずステップＳ１４１におい
て、図８（ａ）に示すように、プレートＰを支持した搬
送アーム１４が、基板ステージ２と投影光学系ＰＬの間
に形成される空間に挿入される。搬送アーム１４の挿入
時には、全ての支持ピン群４ａ、４ｂは最下方位置にお
いて待機している。

【００４６】次いで、ステップＳ１４２に進み、全ての
支持ピン群４ａ、４ｂをそれらの吸着面を略同一平面に
保持しながら上昇し、搬送アーム１４に支持されたプレ
ートＰの被吸着面に接触させ、全ての支持ピン群４ａ、
４ｂにより支持プレートＰを吸着する。さらに、搬送ア
ーム１４の吸着パッド１５による吸着を解放し、全ての
支持ピン群４ａ、４ｂを、図８（ｂ）に示すようにさら
に上昇させることにより、プレートＰは搬送アーム１４
から支持ピン群４ａ、４ｂに受け渡される。

【００４７】次いで、ステップＳ１４３に進み、図８
（ｃ）に示すように、内側の支持ピン群４ｂのみを上昇
させ、外側の支持ピン群４ａよりも相対的に高い位置に
おいてプレートＰを支持する。この結果、プレートＰの
中央部での自重たわみを緩和するとともに、プレートＰ
固有の反りを矯正することができるので、ステップＳ１
４４において、図８（ｄ）に示すように、余裕を持って
搬送アームＰを待避させることができる。

【００４８】搬送アーム１４が待避した後、ステップＳ
１４５に進み、支持ピン群４ａ、４ｂは最下方位置に降
下して、プレートＰをプレートホルダ５上に載置する。
そして、基板ステージ２をＸ方向、Ｙ方向、θ（回転）
方向、Ｚ方向にそれぞれ駆動することにより、プレート
Ｐを位置決めし、ステップＳ１４６に進み、露光処理を
開始する。２−２搬出時（図９（ａ）〜（ｄ）、図１１）Ｂモードの搬出時には、まずステップＳ１５１におい
て、所定の露光処理が終了すると、ステップＳ１５２に
進み、プレートホルダのバキュームをオフにして、図９
（ａ）に示すように、支持ピン群４ａ、４ｂは上昇し
て、プレートホルダ５からプレートを受け取る。

【００４９】それから、ステップＳ１５３に進み、プレ
ート搬出用の搬送アーム１４が、支持ピン群４ａ、４ｂ
により支持されたプレートＰの下方に挿入される。な
お、プレートＰは、内側の支持ピン群４ｂを外側の支持
ピン群４ａに相対して上昇させた状態で支持される。次
いで、ステップＳ１５４に進み、図９（ｂ）に示すよう
に、相対的に高い位置ある内側の支持ピン群４ｂを下降
させ、全ての支持ピン群４ａ、４ｂの吸着面が略同一平
面になるようにする。

【００５０】次いで、ステップＳ１５５に進み、全ての
支持ピン群４ａ、４ｂを同時に下降させ、プレートＰの
被吸着面を搬送アーム１４の吸着パッド１５に接触さ
せ、吸着する。それから、全ての支持ピン群４ａ、４ｂ
の吸着を解放し、全ての支持ピン群４ａ、４ｂを、図９
（ｃ）に示す最下方位置にまで下降させる。次いで、ス
テップＳ１５６に進み、図９（ｄ）に示すように、プレ
ートＰが載置された搬送アーム１４を待避させることに
より、処理済みプレートＰの搬出が完了する。

【００５１】なお、上記Ｂモードでは、支持ピン群４
ａ、４ｂを全て同じ高さに上昇してプレートＰを吸着支
持する場合について説明したが、プレートＰのたわみが
大きく、支持ピン群４ａがプレートＰに接触しない場合
は、支持ピン群４ａを支持ピン群４ｂより高い位置に上
昇させて、プレートＰを吸着支持するように構成しても
良い。

【００５２】以上、本発明の好適な実施例を液晶基板用
の投影露光装置について説明したが、本発明はかかる実
施例に限定されず、液晶基板などのフラットパネルを扱
う各種半導体製造装置、例えばスピンコータや成膜装置
などの基板の支持装置として適用することが可能であ
る。また、上記実施例においては、内側及び外側の２つ
群からなり、各群がそれぞれ４本の支持ピンを有する構
成に関して説明を行ったが、群の数及び各群に含まれる
支持ピンの数が、上記例に限定されないことは言うまで
もない。処理するプレートの面積に応じて、任意の数の
群及び支持ピンを選択することにより、プレートの自重
たわみを緩和し及び固有の反りを矯正することが可能で
ある。

【００５３】また、本発明は、各支持ピン群の支持高さ
と搬送アームの進入タイミングを調整することにより、
プレートの自重たわみを緩和し、プレート固有の反りを
矯正することにあるので、搬送するプレートの寸法及び
形状、搬送アームの寸法及び形状、基板ステージの寸法
及び形状、支持ピンのピッチなどに応じて、上記実施例
に限定されずに、用途に応じて、最適な各支持ピン群の
支持高さと搬送アームの進入タイミングを選択すること
ができる。

【００５４】特に搬送アームに関しては、水平方向にの
み摺動可能な搬送アームの実施例に即して本発明の説明
を行ったが、本発明はかかる実施例に限定されず、垂直
方向に対しても調整が可能な搬送アームを用いることに
より、基板ステージと投影光学系との間の限定的な空間
において、より寸法の大きなプレートの受け渡しが可能
となり、設計の自由度を増すことができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるステ
ージ装置では、上下動させる支持ピンの突き上げ高さと
搬送アームの進入高さの差を小さくすることが可能とな
るため、プレート受け渡しに必要な空間の省スペース化
を図ることができる。またプレートの大型化などの理由
から、搬送アームの幅を広げる必要が生じた場合、ある
いはプレートの厚みが薄くなり、自重たわみが増加した
場合にも、各支持ピン群の支持高さ及び吸着解放のタイ
ミングを変えることにより、プレートＰに与えるストレ
スを抑えながら、プレートＰの自重たわみ及び固有の反
りを最小限に抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるステージ装置が適用される投影露
光装置の一実施例の概略的な構成図である。

【図２】図１に示す投影露光装置のステージ装置の概略
的な斜視図である。

【図３】図２に示すステージ装置の概略的な断面図であ
る。

【図４】本発明によるステージ装置に適用可能な真空吸
着パッドの一実施例を示す概略的な断面図である。

【図５】図４に示す真空吸着パッドの動作状態を示す説
明図である。

【図６】本発明によるステージ装置のＡモード搬入時の
動作を示す説明図である。

【図７】本発明によるステージ装置のＡモード搬出時の
動作を示す説明図である。

【図８】本発明によるステージ装置のＢモード搬入時の
動作を示す説明図である。

【図９】本発明によるステージ装置のＢモード搬出時の
動作を示す説明図である。

【図１０】本発明によるステージ装置のＡモード及びＢ
モードの搬入時の動作を示す流れ図である。

【図１１】本発明によるステージ装置のＡ、Ｂ、Ｃ及び
Ｄモードの搬出時の動作を示す流れ図である。

【図１２】従来の投影露光装置の概略的な構成図であ
る。

【図１３】従来の投影露光装置に適用されるステージ装
置の概略的な斜視図である。

【図１４】従来のステージ装置の概略的な断面図であ
る。

【符号の説明】

１ベース２基板ステージ３位置決めステージ４支持ピン群４ａ外側支持ピン群４ｂ内側支持ピン群５プレートホルダ６真空吸着パッド７昇降プレート８駆動装置９貫通孔１０真空チューブ１１空圧制御器１２制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１２Ｂ 5/00 Ｔ 6947−2ＦＨ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板ステージ上で基板を吸着支持する支
持ピンと、前記基板を支持して移動するとともに前記基
板ステージの前記支持ピンに受け渡しする搬送アームと
を備えたステージ装置において、前記支持ピンは略同心円状に複数群配置され、前記支持
ピンは前記各群ごとに独立に昇降運動及び前記基板の吸
着解放運動を制御可能であることを特徴とする、ステー
ジ装置。
【請求項２】前記支持ピンの吸着面は、前記基板の被
吸着面の変位に追随自在であることを特徴とする、請求
項１に記載のステージ装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のステージ装置の
制御方法であって、前記搬送アームにより前記基板を前記基板ステージ上方
に移送して前記支持ピンに受け渡す際には、全ての群の
前記支持ピンの吸着面を略同一平面上に保持しながら、
前記支持ピンの吸着面と前記基板の被吸着面とを接触さ
せ、前記基板を前記支持ピンによって支持する際には、一部
の群の前記支持ピンによって前記基板を吸着するととも
に前記一部の群の支持ピンの吸着面をその群の内側又は
外側にある他の群の前記支持ピンの吸着面よりも相対的
に下降させて支持し、前記基板を前記支持ピンから前記搬送アーム上に受け渡
す際には、下降状態にある前記一部の群の支持ピンを上
昇させ、全ての群の前記支持ピンの吸着面を略同一平面
上に保持した状態で前記吸着を解放することを特徴とす
る、ステージ装置の制御方法。
【請求項４】請求項１又は２に記載のステージ装置の
制御方法であって、前記搬送アームにより前記基板を前記基板ステージ上方
に移送して前記支持ピンに受け渡す際には、一部の群の
前記支持ピンの吸着面をその群の内側又は外側にある他
の群の前記支持ピンの吸着面よりも相対的に上昇させ、
上昇した前記一部の群の支持ピンの吸着面と前記基板の
被吸着面とを接触させ、前記基板を前記支持ピンによって支持する際には、上昇
した前記一部の群の支持ピンによって前記基板を吸着す
るとともに上昇した前記一部の群の支持ピンと前記他の
群の支持ピンとを相対移動させ、上昇した前記一部の群
の支持ピンの吸着面を前記他の群の支持ピンの吸着面よ
りも相対的に下降させて前記基板を支持し、前記基板を前記支持ピンから前記搬送アーム上に受け渡
す際には、下降状態にある前記一部の群の支持ピンを上
昇させ、全ての群の前記支持ピンの吸着面を略同一平面
上に保持した状態で、又は下降状態にある前記一部の群
の支持ピンの吸着面を前記他の群の前記支持ピンの吸着
面より相対的に上昇させた状態で、前記吸着を解放する
ことを特徴とする、ステージ装置の制御方法。
【請求項５】前記相対的に上昇又は下降させる群の支
持ピンは、全ての群の前記支持ピンの吸着面を略同一平
面上に保持した状態で前記基板を支持した場合の前記基
板の撓み状態に応じて選択されることを特徴とする、請
求項３又は４に記載のステージ装置の制御方法。