JPH0876102A

JPH0876102A - 基板保持装置

Info

Publication number: JPH0876102A
Application number: JP6234202A
Authority: JP
Inventors: Hisato Matsubara; 寿人松原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】基板保持装置において、基板上の基板の位置決
め検出機構を簡素化すると共に、プリアライメント精度
を向上し得る。【構成】基板に当接する当接部材２２に位置検出用のプ
リアライメントマーク２５を設け、基板を保持するホル
ダ手段及び駆動手段２３と独立して設けられた位置検出
手段によつてプリアライメントマーク２５の位置を検出
することとしたため、ホルダ手段上には簡素化された駆
動手段２３のみを設置するだけでよくなる。また、当接
部材２２や駆動手段２３の構成も簡素化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板保持装置に関して、
例えば液晶基板等の大型の基板を露光する露光装置の基
板ホルダに適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示すように、露光装置に用
いられる基板保持装置１では、感光基板（以下プレート
という）２に所定パターンを転写する際、プレート２を
プレートホルダ３によつて保持して位置決めステージ４
の上に搭載する。プレートホルダ３は位置決めステージ
４上の平面内をＸＹ軸方向に沿つて移動し、さらにＸＹ
平面上をθ軸を中心として回転されることにより、位置
決めされる。位置決めステージ４の上に搭載されたプレ
ート２はプレート２のエツジに当接するピンを含む位置
決め機構５によつて大まかに位置合わせされた後、プレ
ート２上に設けられたアライメントマークを検出するな
どして露光位置に正確に位置決めされる。

【０００３】プレート２をプリアライメントする際にプ
レート２のエツジ２Ａを検出する位置決め機構５は、プ
レートホルダ３上に設置され、図４に示すような制御装
置６によつて制御される。位置決め機構５は、エツジ２
Ａに当接する基準ピン７、当接した基準ピン７の位置を
検出するポテンシヨメータ８、基準ピン７を案内するガ
イド９及び基準ピン７を移動する駆動部１０で構成され
ている。位置検出に用いられるポテンシヨメータ８は基
準ピン７の位置に応じて変化する抵抗値を電圧値に変換
し、これを基準ピン７に当接するエツジ２Ａの位置とし
て出力する。

【０００４】プレート２のプリアライメントは、先ずプ
レートホルダ３によつて保持されたプレート２のエツジ
２Ａに基準ピン７を当接させる。次にエツジ２Ａに当接
した基準ピン７の位置をポテンシヨメータ８により検出
し、この検出結果に基づいて位置決めステージ４のＸＹ
θ軸の各方向にプレート２を移動することにより行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが位置決め機構
５には、位置検出のポテンシヨメータ８、基準ピン７に
加え基準ピン７を駆動する駆動部１０が必要なため、機
構全体が大型になつてしまうという問題があつた。さら
に、位置決め機構５が大型であるが故に位置決め機構５
の配置の自由度が小さくなることや、装置全体の大きさ
の制約から使用可能なプレート２の最大面積が制限され
てしまうという問題があつた。

【０００６】また、位置決め機構５ではポテンシヨメー
タ８を基準ピン７と直結するのが難しいので、間接的な
機構を介して接続される。このため位置検出にはガイド
のエラー等の基準ピン７の駆動機構を原因とする機械的
な誤差が入り込むのを避け得ず、ポテンシヨメータ８の
検出結果の精度を悪くさせ、プリアライメント精度の向
上を妨げるという問題があつた。

【０００７】また、プリアライメント後の露光のプロセ
スでは、以降の工程でプレートをフアインにアライメン
トするためのアライメントマークをプレートに露光す
る。このアライメントマークの周囲（近傍）に実デバイ
スのパターンが露光されていると誤検出の元となり正確
にアライメントできなくなる。そこで通常、レチクルを
設計する場合にはアライメントマークの周囲にパターン
を設けない領域を設ける。ところが、このパターンを設
けない領域はプリアライメント精度に対するマージンで
あるため、プリアライメント精度が悪ければ、パターン
を設けない領域を小さくすることができないという問題
があつた。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、プレートホルダ上のプレートの位置決め機構を簡素
化すると共に、プリアライメント精度の高い基板保持装
置を提案しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】基板（２）を保持するホ
ルダ手段（３）と、ホルダ手段（３）を平面内で移動さ
せるホルダ駆動手段とを備え、基板をホルダ駆動手段に
よつて所定位置に位置決めする基板保持装置（２０）に
おいて、基板（２）の端面（２Ａ）の少なくとも３か所
に当接し、それぞれ上面に位置検出に用いる指標（２
５）が設けられた複数の当接部材（２２）と、指標（２
５）の位置を検出し、該位置の所定位置からの偏差に基
づいて基板（２）の位置ずれを検出する位置検出手段
（２６）と、位置ずれに基づいてホルダ手段（３）をホ
ルダ駆動手段により移動させることにより、基板（２）
の位置ずれを補正する制御手段（２７）とを備える。

【００１０】また本発明においては、当接部材（２２）
には基板（２）の端面と当接する部分に端面（２Ａ）の
形状に応じた切り欠きが設けられ、指標（２５）は切り
欠きとほぼ平行に設けられる。

【００１１】

【作用】基板（２）に当接する当接部材（２２）上に位
置検出用のマーク（２５）を設け、基板（２）を保持す
るホルダ手段（３）及び駆動手段（２３）と独立して設
けられた位置検出手段（２６）によつてマーク（２５）
の位置を検出することとしたため、ホルダ手段（３）上
には簡素化された駆動手段（２３）のみを設置するだけ
でよくなり、ホルダ手段（３）での当接部材の配置が制
約を受けることがなくなる。また、当接部材（２２）や
駆動手段の構成も簡素化されるため、機械的な誤差が減
少し、基板の位置検出精度を向上し得る。

【００１２】さらに当接部材（２２）には基板（２）の
端面と当接する部分に端面（２Ａ）の形状に応じた切り
欠きを設け、指標（２５）を切り欠きとほぼ平行に設け
たため、当接部材（２２）に基板（２）を安定して当接
することができ、指標（２５）により端面（２Ａ）の向
きを検出できる。

【００１３】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１４】図３及び図４との対応部分に同一符号を付
して示す図１及び図２において、２０は露光装置の基板
保持装置を示し、基板露光の際にプレート２を保持する
プレートホルダ３が位置決めステージ４上に設置されて
いる。プレートホルダ３は位置決めステージ４上を平面
内のＸＹ軸の方向に移動すると共に、θ軸を中心に回転
することができる。

【００１５】プレートホルダ３上にはプレート２のエツ
ジ位置を検出する３組の位置決め機構２１が、搭載され
る矩形のプレート２の隣合う２辺に対してそれぞれ、１
組と２組とに分けられて配置されている。この３組の位
置決め機構２１がプレート２のエツジ２Ａに当接するこ
とにより、プレートホルダ３上の平面内でのプレート２
の位置を特定することができる。

【００１６】この３組の位置決め機構２１のそれぞれ
は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような構造となつてい
る。尚図２（Ｂ）は平面図、図２（Ａ）は側面図であ
る。即ち、支持台２８上に軸２２Ａ周りに回動自在に基
準ピン２２を設ける。この基準ピン２２は、エツジ２Ａ
に当接してエツジ２Ａの位置検出に用いられる。また、
支持台２８を介して基準ピン２２の移動を案内するガイ
ド２３と、基準ピン２２をガイド２３に沿つて移動させ
るエアシリンダでなる駆動部２４からなる。

【００１７】基準ピン２２の上面には周囲との反射率が
異なる線状のプリアライメントマーク２５が設けられ、
このプリアライメントマーク２５を図１に示すマーク検
出用センサ２６で検出することによつて、基準ピン２２
の位置を求める。この基準ピン２２の軸２２Ａとプレー
ト２に当接する部分との間にはベアリングが装着され、
これにより当接する部分が緩衝される。

【００１８】位置決め機構２１の上方には、プリアライ
メントマーク２５を検出することにより基準ピン２２の
プレートホルダ３上の平面内での位置を求めるマーク検
出用センサ２６がそれぞれ設置されている。この３組の
マーク検出用センサ２６は、プレートホルダ３とは独立
して設置されている。

【００１９】マーク検出用センサ２６のセンサ部はＣＣ
Ｄカメラでなり、アライメントすべき理想的なエツジの
位置に対してほぼ平行に配されたスリツト状の検出部か
らプリアライメントマーク２５を検出する。基準ピン２
２がエツジ２Ａに当接する部分にエツジ２Ａの形状に沿
つた切り欠きが形成されていれば、基準ピン２２に当接
するプレート２がずれにくくなる。これにより基準ピン
２２に対してプレート２をより安定して当接させること
ができる。また、この切欠きとプリアライメントマーク
２５とを平行に配置すれば、エツジ２Ａの向きを検出す
ることもでき、プリアライメントマーク２５の位置検出
精度を高めることができる。これにより位置決め機構２
１は基準ピン２２に当接するプリアライメントマーク２
５に平行なエツジ２Ａの向きを読み取りながら、プレー
ト２の位置補正ができる。

【００２０】基準ピン２２はマーク検出用センサ２６に
よるプリアライメントマーク２５の検出結果に基づいた
制御装置２７の制御により位置を補正制御され、プレー
ト２のエツジ２Ａに当接される。制御装置２７はプレー
トホルダ３上の基準ピン２２の位置がマーク検出用セン
サ２６により検出されると、この検出結果に基づいて、
プレートホルダ３を移動させ、プレート２のプリアライ
メントすべき位置に対する位置ずれを補正する。

【００２１】以上の構成において、基板のプリアライメ
ントの一連の動作を説明する。先ず、搬送されてきたプ
レート２がプレートホルダ３上に搭載されると、制御装
置２７は位置決め機構２１のプリアライメント基準ピン
２２を移動し、プレート２のエツジ２Ａにプレート２が
変形しない程度の低圧で当接させる。すなわち３つの基
準ピン２２の内の１つがプレート２のエツジ２Ａに当接
し、残る２つの基準ピン２２が隣り合うエツジ２Ａにお
いてプレート２に当接される。

【００２２】３組の基準ピン２２をそれぞれプレート２
のエツジ２Ａに当接させるとともに、マーク検出用セン
サ２６でプリアライメントマーク２５を検出する。そし
て、このときマーク検出用センサ２６によつて求めたプ
リアライメントマーク２５の位置と、プリアライメント
すべき所定の位置とのずれに基づいて、制御装置２７は
プレートホルダ３を平面上でＸＹ軸方向に移動させると
共に、θ軸を中心に回転させる。このようにして、マー
ク検出用センサ２６によるプレート２のプレートホルダ
３上での位置を表すプリアライメントマーク２５の検出
結果に基づいてプリアライメントすべき位置に対するず
れが補正されてプレート２は位置決めされる。

【００２３】以上の構成によれば、プレートホルダ３上
にプレート２のエツジ位置検出用のポテンシヨメータを
設置せず、プレートホルダ３とは独立して設置されるマ
ーク検出用センサ２６によつて光学的にプレート２のエ
ツジ２Ａの位置を検出するようにしたことにより、プレ
ートホルダ３上の位置決め機構２１を簡素化することが
できる。さらに、位置決め機構２１が簡素化されたこと
により、プレートホルダ３上の自由度を大きくすること
ができる。また位置決め機構２１がプレートホルダ３の
駆動部２４と独立して設置されるため、プリアライメン
トマーク２５の検出の際、基準ピン及びポテンシヨメー
タのガイドのエラー等の機械的な精度誤差の影響を受け
ることなく、高精度なプリアライメントが可能になる。

【００２４】また、プリアライメント精度の向上によつ
て、プリアライメント後の露光のプロセスではプレート
をフアインにアライメントする際にプレートに露光する
アライメントマークの周囲のパターンを設けない領域を
小さくすることができ、レチクル設計の自由度が大きく
なるという利点がある。

【００２５】なお、上述の実施例においては、マーク検
出用センサとしてＣＣＤカメラを用いた場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えばフオトマルチメ
ータ等を用いても良い。

【００２６】また上述の実施例においては、基準ピン上
面に設ける指標を周囲部分と反射率の異なるプリアライ
メントマークとした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば、指標とする部分と周囲部分との間
に段差を設けてこの段差にレーザ光を照射し、この段差
のエツジで発生する回折光を検出することによりプリア
ライメントマークを検出するようにしても良い。

【００２７】さらに上述の実施例においては、基板保持
装置を基板の露光装置において基板を位置決めするもの
に用いた場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えば基板の検査装置等における基板の保持装置に
も同様に用いることができる。

【００２８】また上述の実施例においては、位置決めす
る基板の形状を矩形のものとした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば、半導体ウエハのよ
うにほぼ円形の基板としても良い。

【００２９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、基板に当
接する当接部材上に位置検出用のマークを設け、基板を
保持するホルダ手段及び駆動手段と独立して設けられた
位置検出手段によつてマークの位置を検出することとし
たため、ホルダ手段上には簡素化された駆動手段のみを
設置するだけでよくなり、ホルダ手段での当接部材の配
置が制約を受けることがなくなる。また、当接部材や駆
動手段の構成も簡素化されるため、機械的な誤差が減少
し、基板の位置検出精度を向上し得る基板保持装置を実
現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の全体構成を示す略線的
斜視図である。

【図２】実施例の位置決め機構を示す略線的側面図
（Ａ）及び略線的上面図（Ｂ）である。

【図３】従来の基板保持装置を示す略線的斜視図であ
る。

【図４】従来の位置決め機構を示す略線的上面図であ
る。

【符号の説明】

１、２０……基板保持装置、２……プレート、３……プ
レートホルダ、４……位置決めステージ、５、２１……
位置決め機構、６、２７……制御装置、７、２２……基
準ピン、１０、２４……駆動部、２３……ガイド、２５
……プリアライメントマーク、２６……マーク検出用セ
ンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持するホルダ手段と、前記ホルダ
手段を平面内で移動させるホルダ駆動手段とを備え、前
記基板を前記ホルダ駆動手段によつて所定位置に位置決
めする基板保持装置において、前記基板の端面の少なくとも３か所に当接し、それぞれ
上面に位置検出に用いる指標が設けられた複数の当接部
材と、前記指標の位置を検出し、該位置の前記所定位置からの
偏差に基づいて前記基板の位置ずれを検出する位置検出
手段と、前記位置ずれに基づいて前記ホルダ手段を前記ホルダ駆
動手段により移動させることにより、前記基板の前記位
置ずれを補正する制御手段とを具えることを特徴とする
基板保持装置。
【請求項２】前記当接部材には前記基板の端面と当接す
る部分に前記端面の形状に応じた切り欠きが設けられ、
前記指標は前記切り欠きとほぼ平行に設けられることを
特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。