JP2006140386A - 基板位置補正装置および基板位置補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる基板位置補正装置および方法を提供する。
【解決手段】 基板Ｗは複数の支持ピン５により滑動自在に支持されながらも基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力で支持ピン５に保持されながらスピンベース３の回転中心Ａ０回りに回転する。そして、基板Ｗが回転する間に回転中心Ａ０から最も離れた基板の端面位置（偏心位置）を検出センサ７４により検出した後、該端面位置を押圧ブロック７１により回転中心Ａ０から水平方向に基板Ｗの半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置Ｐ１まで押動する。これにより、偏心位置が既定位置Ｐ１に合わされ、基板中心Ｗ０が回転中心Ａ０から所定の範囲内に位置決めされる。したがって、大がかりな機構を必要とせず、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板の位置補正を行う基板位置補正装置および方法に関する。

半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置では、処理される基板は例えば搬送ロボット等の搬送手段によって搬送されてスピンチャック等の基板回転手段へ渡される。ところが、このとき基板の物理的な中心（以下単に「基板中心」という）と基板回転手段の回転中心が偏心（位置ずれ）していると、処理プロセスに不具合をもたらす。例えば、基板表面の周縁部に形成された薄膜等の被処理物を除去するために、回転する基板の表面周縁部にノズルを対向配置させて基板表面の周縁部に向けて処理液を供給して処理する場合には、端面から内側に向かって薄膜がエッチング除去される幅が均一にならないといった問題が発生する。そこで、かかる偏心を極力少なくすることが重要である。

このため、基板中心と基板回転手段の回転中心とを位置合わせするセンタリングが行われている。例えば、特許文献１に記載された装置では、センタリング機構を設けることによって基板中心と吸着ステージ（基板回転手段）の回転中心とを一致させている。詳しくは、センタリング機構を閉じることによって基板の外径を挟み込み基板中心と基板回転手段の回転中心とを一致させている。そして、吸着ステージは吸着動作を行うことでステージ面に基板を固定し、基板の位置ずれを防止している。

特開平７−７０６９号公報（段落[００１３]、図２）

しかしながら上記した従来装置では、センタリング機構により基板の外径を挟み込むという機構上、センタリング機構が複雑となり、しかも構造的に大型化してしまう。このため、センタリング機構を配置するために比較的大きな空間を基板処理装置内に確保する必要があることから装置全体が大型化し、省スペース、省コストの要請に反する。特に、基板を処理する処理チャンバー等の処理部内にセンタリング機構を配置する際には、配置スペースに大きな制約を伴う。また、センタリング機構に対して耐薬液性の対策を施す必要があるために、さらなるコスト増が避けられない。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる基板位置補正装置および方法を提供することを目的とする。

この発明にかかる基板位置補正装置の一態様は、上記目的を達成するため、所定の回転中心回りに回転自在に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材から上方に向けて突設され、基板の下面に当接して該基板を水平方向に滑動自在に支持しながらも基板の下面との間で発生する摩擦力で基板を回転部材に保持可能な支持手段と、回転手段により回転される基板の端面のうち回転部材の回転中心から最も離れた端面位置を検出する検出手段と、基板の端面に当接して該基板を水平方向に押圧する押圧部材と、押圧部材を駆動することで押圧部材が基板と当接する当接部位を回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置と、前記基板から離間した離間位置とに位置決めする駆動手段とを備え、駆動手段は押圧部材を駆動させて当接部位を既定位置に位置決めすることで、検出手段により検出された端面位置が既定位置に一致するまで回転部材の回転中心側に向けて押圧部材により基板を押動することを特徴としている。

また、この発明にかかる基板位置補正方法の一態様は、回転部材上に上方に向けて設けられた支持手段により基板を滑動自在に支持しながらも基板の下面と支持手段との間に発生する摩擦力で基板を保持して回転させる回転工程と、回転工程の間に回転部材の回転中心から最も離れた基板の端面位置を検出する検出工程と、検出工程で検出された端面位置が基板の端面に当接して該基板を水平方向に押圧する押圧部材と対向するまで基板を回転させて該対向位置で基板を位置決めする位置決め工程と、位置決め工程において位置決めされた基板の端面位置を押圧部材により回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置まで回転部材の回転中心側に向けて押動する押動工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（基板位置補正装置および方法）では、基板は支持手段により滑動自在に支持されながらも基板の下面と支持手段との間に発生する摩擦力で支持手段に保持されながら回転部材の回転中心回りに回転する。そして、基板が回転する間に回転部材の回転中心から最も離れた基板の端面位置を検出した後、該端面位置を押圧部材により回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置まで押動している。これにより、回転部材の回転中心から最も離れた基板の端面位置が、既定位置に合わされることにより、基板中心が回転部材の回転中心から所定の範囲内に位置決めされる。例えば、既定位置として、回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に目標精度の正の許容値を加えた距離だけ離れた位置に押圧部材の当接部位（押圧部材が基板の端面と当接する部位）を移動させることで、基板中心と回転部材の回転中心との間の距離（偏心距離）を目標精度内にすることができる。このように、支持手段により基板を回転保持しながらも滑動自在に支持する本発明によれば、押圧部材が基板の端面に当接しつつ押圧することにより、従来装置で用いられたセンタリング機構等の大がかりな機構を必要とせず、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる。

この発明にかかる基板位置補正装置の他の態様は、所定の回転中心回りに回転自在に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材から上方に向けて突設され、基板の下面に当接して該基板を水平方向に滑動自在に支持しながらも基板の下面との間で発生する摩擦力で基板を回転部材に保持可能な支持手段と、基板の端面に当接して該基板を押圧する押圧部材と、押圧部材を駆動することで押圧部材が基板と当接する当接部位を回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置と、基板から離間した離間位置とに位置決めする駆動手段とを備え、駆動手段は押圧部材を駆動させて当接部位を既定位置に位置決めするように押圧部材を配置して、回転する基板の端面のうち該既定位置よりも径方向外側の端面位置を押圧部材に当接させつつ押圧することで基板の位置を回転部材の回転中心側に向けて矯正させることを特徴としている。

また、この発明にかかる基板位置補正方法の他の態様は、回転部材上に上方に向けて設けられた支持手段により基板を滑動自在に支持しながらも基板の下面と支持手段との間に発生する摩擦力で基板を保持して回転させる回転工程と、回転工程の前あるいは回転工程の間に、基板の端面に当接して該基板を押圧する押圧部材を配置して、押圧部材が基板の端面と当接する当接部位を回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置に位置決めする配置工程と、回転工程の間、回転する基板の端面のうち既定位置よりも径方向外側の端面位置が押圧部材に当接しつつ押圧されることで基板の位置が回転部材の回転中心側に向けて矯正される矯正工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（基板位置補正装置および方法）では、上記した「基板位置補正装置および方法の一態様」と同様にして、基板は支持手段により滑動自在に支持されながらも基板の下面と支持手段との間に発生する摩擦力で支持手段に保持されながら回転部材の回転中心回りに回転する。そして、押圧部材を配置して押圧部材が基板の端面と当接する当接部位を基板の半径に対応して決められ回転部材の回転中心から水平方向に所定の距離だけ離れた既定位置に位置決めすることで、回転する基板の端面のうち既定位置よりも径方向外側の端面位置を押圧部材に当接させつつ押圧させている。これにより、回転する基板の端面のうち既定位置よりも径方向外側の端面位置が押圧部材に当接することで基板が回転部材の回転中心側に押し込まれて、基板中心が回転部材の回転中心から所定の範囲内に位置決めされる。このように、支持手段により基板を回転保持しながらも滑動自在に支持する本発明によれば、上記した「基板位置補正装置および方法の一態様」と同様の作用効果が得られる。すなわち、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる。また、この構成によれば、検出手段を必須としないので、さらに装置構成を簡素にできる。

また、押圧部材に基板を当接させつつ基板の位置を矯正していく過程においては、押圧部材を回転する基板の端面に対して離当接させながら基板の位置を矯正させていくのが望ましい。このように構成することで、基板と押圧部材との間の摩擦を低減することができ、基板が磨耗や損傷するのを防止することができる。

ここで、押圧部材は、基板の端面に当接可能に構成され回転部材の回転軸方向に伸びる回動軸回りに回動自在なローラを備えるようにしてもよい。このように構成することで上記した「基板位置補正装置の一態様」では、基板周囲のスペース等の制約で押圧部材を回転部材の回転中心の方向に沿って押動できない場合であっても、該基板の端面の動きに合わせてローラを従動させることにより、基板を回転部材の回転中心の方向に向けて移動させて位置決めすることができる。また、上記した「基板位置補正装置の他の態様」では、基板の回転に合わせて該基板の端面にローラを従動させることにより、基板の端面とローラとの間に発生する摩擦を低減して、基板が意図しない方向に移動するのを防止することができる。その結果、さらに精度良く基板中心と回転部材の回転中心とを合わせることができる。

さらに、上記した「基板位置補正装置の他の態様」において、ローラを回転させる回転駆動部を設けて、該回転駆動部により基板の回転方向と反対方向に、しかも基板の周速と同一となるようにローラを回転させるようにしてもよい。このように構成することで、基板の端面とローラとの間に速度差が発生するのを防止して、基板の端面にローラが当接する際の衝撃力を緩和することができる。また、このようにローラを自発的に回転させることで、ローラが従動しにくい場合でも基板の端面とローラとの間に発生する摩擦を低減することができ、精度良く基板中心と回転部材の回転中心とを合わせることができる。

また、基板の周縁部に切欠部が形成されていても、ローラの直径を切欠部によって基板の円周が切り取られる弧の長さよりも大きくすることで、ローラが切欠部に入り込むなどして基板の位置が大きくずれてしまうことを抑制することができる。

また、押圧部材と基板の端面との接触形態は、点接触または線接触のいずれであってもよい。ここで、押圧部材と基板の端面とを線接触させる場合には、押圧部材は切欠部によって基板の円周が切り取られる弧の長さよりも大きな幅を有する接触面を備えるように構成するのが望ましい。このように構成することで、押圧部材が切欠部に入り込むのを防止して安定に基板を位置決めすることができる。

この発明によれば、基板は支持手段により滑動自在に支持されながらも基板の下面と支持手段との間に発生する摩擦力で支持手段に保持されながら回転部材の回転中心回りに回転する。そして、押圧部材を駆動して押圧部材が基板と当接する当接部位を回転部材の回転中心から水平方向に基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置に位置決めすることで、基板を押動して回転部材の回転中心から最も離れた基板の端面位置を既定位置に合わせたり、あるいは回転する基板の端面のうち既定位置よりも径方向外側の端面位置を回転部材の回転中心側に押し込むことにより、基板中心を回転部材の回転中心から所定の範囲内に位置決めしている。このため、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる。

＜第１実施形態＞
図１は、この発明にかかる基板位置補正装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は、図１の基板位置補正装置の側面図である。この基板位置補正装置は、回転軸１が、モータを含む回転駆動機構２の回転軸に連結されており、この回転駆動機構２の駆動により回転中心Ａ０回りに回転可能となっている。この回転軸１の上端部には、スピンベース３が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、回転駆動機構２の駆動によりスピンベース３が回転中心Ａ０回りに回転可能となっている。このように、この実施形態では、回転駆動機構２が本発明の「回転手段」に、スピンベース３が本発明の「回転部材」に相当している。

回転駆動機構２にはロータリーエンコーダ等の回転位置（回転角度）検出計が内蔵されており、スピンベース３の所定の基準位置からの回転位置を検出して装置全体を制御する制御ユニット４に送出する。また、制御ユニット４は回転位置検出計から送出された信号に基づいて回転駆動機構２を駆動させてスピンベース３を所望の回転位置に位置決めすることが可能となっている。

また、スピンベース３の上面側には、複数の支持ピン５が本発明の「支持手段」として回転中心Ａ０を中心として放射状にスピンベース３から上方に向けて突設されている。複数の支持ピン５の各々は、基板Ｗの下面に当接することで、スピンベース３から所定の間隔だけ離間させた状態で基板Ｗを水平方向に滑動自在に支持している。このため、基板Ｗがスピンベース３に当接して支持される場合に生じる基板Ｗの下面の損傷や汚染が防止される。一方で基板Ｗは支持ピン５により滑動自在に支持されながらも基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力で支持ピン５に保持されながら、スピンベース３の回転とともに回転中心Ａ０回りに回転可能となっている。なお、支持ピン５の個数、配置については、基板Ｗを水平方向に支持し得る限り任意である。

このように、この実施形態では、支持ピン５により基板Ｗを水平方向に滑動自在に支持しているため、基板Ｗに対して水平方向に上記摩擦力よりも大きな力を作用させることで基板Ｗの水平方向の位置を補正することが可能である。このため、この実施形態では位置補正ユニット７を設けて、スピンベース３の回転中心Ａ０と基板中心Ｗ０とを一致させるように基板Ｗの位置補正を行っている。

この位置補正ユニット７は、支持ピン５に滑動自在に支持された基板Ｗの端面に当接して該基板Ｗを水平方向に押圧する押圧ブロック７１と、押圧ブロック７１を支持するロッド７２と、該ロッド７２に接続され、押圧ブロック７１をスピンベース３の回転中心Ａ０を通る線上（スピンベース３の径方向）に沿って水平方向に移動させるブロック移動機構７３と、基板Ｗの周縁に配置されて該基板Ｗの端面位置を検出する検出センサ７４とを備えている。

押圧ブロック７１は円筒形状をなしており、その上面にロッド７２が固着されている。そのため、ブロック移動機構７３がロッド７２を水平方向に駆動させることで、押圧ブロック７１の側面７１ａ（本発明の「当接部位」に相当）を基板Ｗの端面に当接させつつ基板Ｗを水平方向に押動することが可能となっている。具体的には、押圧ブロック７１（側面７１ａ）が、支持ピン５に滑動自在に支持された基板Ｗに当接しつつ押圧することで、基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力よりも大きな力を作用させて基板Ｗを支持ピン５上で滑動させて押圧方向に基板Ｗを移動させることが可能となっている。このように、この実施形態では、押圧ブロック７１が本発明の「押圧部材」として機能している。

また、ロッド７２と検出センサ７４とは、図示省略するブラケット等の取付け具を介して連結されている。このため、制御ユニット４からの動作指令に応じてブロック移動機構７３が作動することで、１つの駆動系で押圧ブロック７１と検出センサ７４とが一体的に駆動するように構成されている。

ここで、押圧ブロック７１の横断面形状である円の直径は、基板Ｗの周縁部に形成された切欠部の影響を考慮して次のように構成されている。すなわち、処理対象としている基板Ｗには、切欠部が施されていることが多い。例えば、基板Ｗとして半導体ウエハでは、ウエハ面内の結晶学的基準方位を示すために、ノッチなどの切欠部が形成されている。この場合、押圧ブロック７１と切欠部とが対向したときには、押圧ブロック７１が切欠部に入り込んで的確に基板Ｗを押動することができない。そこで、切欠部の存在を考慮して以下のように押圧ブロック７１を構成している。ここでは、基板Ｗの周縁部にノッチＮＴが形成されている場合について説明する。

図３は、基板のノッチと押圧ブロック７１の形状との関係を説明する図である。基板Ｗは略円盤形状を有するとともに、周縁部にノッチＮＴが形成されてなるものである。図３に示すように、押圧ブロック７１の横断面形状である円の直径Ｄは、基板Ｗの円周がノッチＮＴによって切り取られる弧の長さＬよりも十分に大きくなるように構成されている。したがって、押圧ブロック７１と対向する基板Ｗの端面位置にノッチＮＴが存在する場合でも、ノッチＮＴに押圧ブロック７１が入り込むのを防止して基板Ｗの位置ずれを抑制することができる。

図２に戻って説明を続ける。ブロック移動機構７３は、本発明の「駆動手段」として、ロッド７２（および検出センサ７４）を駆動させることで、当接部位７１ａ（押圧ブロック７１の側面）をスピンベース３の回転中心Ａ０から水平方向に基板Ｗの半径に対応して定められた距離Ｒだけ離れた既定位置Ｐ１（図２の実線位置）と、基板Ｗから側方に離間した離間位置Ｐ２（図２の破線位置）とに位置決めするように構成されている。

ここで、既定位置Ｐ１として、例えばスピンベース３の回転中心Ａ０から水平方向に基板Ｗの半径に位置決め目標精度の正の許容値を加えた距離Ｒだけ離れた位置に、押圧ブロック７１の当接部位７１ａがブロック移動機構７３によって位置決めされる。例えば、基板Ｗの直径が３００ｍｍ、位置決め目標精度を＋０．０５／−０．０５ｍｍとした場合には、既定位置Ｐ１として、スピンベース３の回転中心Ａ０から１５０．０５ｍｍだけ離れた位置に当接部位７１ａが移動される。なお、既定位置Ｐ１として、そのまま回転中心Ａ０から水平方向に基板Ｗの半径だけ離れた位置としてもよい。

検出センサ７４は、基板Ｗの側方に配置され、スピンベース３を回転させることでスピンベース３上に支持された基板Ｗの端面位置を検知することで検出センサ７４から基板Ｗの端面までの距離を検出する。ここで、検出センサ７４とスピンベース３の回転中心Ａ０との間の相対距離は一定であるので、基板中心Ｗ０がスピンベース３の回転中心Ａ０から偏心している場合には、検出センサ７４から基板Ｗの端面までの距離が基板回転に伴って変動する。このため、基板Ｗを回転させながら検出センサ７４が基板Ｗの端面までの距離を検出することで、回転中心Ａ０から最も離れた端面位置（以下「偏心位置」という）を知ることができる。

なお、検出センサ７４には例えば投光部と受光部とを備え、反射光の位置から三角測量法により距離を測定する光学式距離センサ、あるいは測定対象物との間の容量を検出することにより距離（または距離の変位量）を測定する静電容量式の近接覚センサなどを用いることができる。このように、この実施形態では、検出センサ７４が本発明の「検出手段」として機能している。

次に、上記のように構成された基板位置補正装置の動作について図４および図５を参照しつつ説明する。図４は、図１の基板位置補正装置の動作を示すフローチャートである。また、図５は、図１の基板位置補正装置の動作を説明するための図である。

先ず、搬送ロボット等の搬送手段により基板Ｗがスピンベース３に載置されることで基板Ｗが支持ピン５に支持されると、検出センサ７４による基板Ｗの端面までの距離の検出を開始する（ステップＳ１）。このとき、押圧ブロック７１（ならびに検出センサ７４）は、基板Ｗの側方の離間位置Ｐ２に配置されており、基板Ｗとの干渉を防止している。なお、基板Ｗは支持ピン５により滑動自在に支持された状態にある。

そして、検出センサ７４による検出動作を実行した状態で、制御ユニット４は回転駆動機構２を作動させて基板Ｗを回転させる（ステップＳ２）。このとき、基板Ｗは基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力で支持ピン５に保持されながら回転中心Ａ０回りに回転する（回転工程）。ここで、スピンベース３の回転位置は回転駆動機構２に内蔵された回転位置検出計により検出され、制御ユニット４に送出される。その結果、基板Ｗの周方向位置と基板Ｗの端面までの距離について基板Ｗの全周を計測することで、図６に示すような計測結果を得ることができる。

図６は検出センサによる検出結果を示すグラフである。具体的には基板Ｗを略一周回転させた際に得られる、基板Ｗの周方向位置に対する検出センサ７４から基板Ｗの端面までの距離を示すグラフである。図６に示すように、回転中心Ａ０と基板中心Ｗ０とがずれている（偏心している）場合には、検出センサ７４から基板Ｗの端面までの距離が変化して、当該距離が最小となる極小点ＰＡと当該距離が最大となる極大点ＰＢとが検出される。ここで、図５（ａ）に示すように、極小点ＰＡは回転中心Ａ０から最も離れた端面位置（偏心位置）、すなわち回転中心Ａ０から基板中心Ｗ０の方向（偏心方向）に伸びる仮想線ＰＬを想定した場合に該仮想線ＰＬと基板Ｗの外径とが交わる位置に相当する。そして、制御ユニット４は、回転位置検出計から送出される信号と検出センサ７４からの検出信号に基づいて偏心位置ＰＡ（回転方向の位置）を算出する（検出工程；ステップＳ３）。

ここで、制御ユニット４は、極小点（偏心位置）ＰＡと極大点ＰＢとの間の距離が位置決め目標精度ＴＡの範囲内にあるか否かを判断して（ステップＳ４）、目標精度ＴＡの範囲内にある場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には基板Ｗの位置補正をすることなく、そのまま処理を終了する。一方、目標精度ＴＡの範囲内にない場合（ステップＳ４でＮＯ）には基板Ｗの位置補正を実行する。

基板Ｗの位置補正を実行する場合（ステップＳ４でＮＯ）、制御ユニット４は偏心位置ＰＡが押圧ブロック７１に対向する位置（図５（ｂ）の実線で示す基板Ｗの位置）にくるように基板Ｗを回転させる。そして、該対向位置で基板Ｗの回転を停止させて位置決めする（位置決め工程；ステップＳ５）。

次に、制御ユニット４は、ブロック移動機構７３の作動により押圧ブロック７１を駆動させて当接部位７１ａ（押圧ブロック７１の側面）を回転中心Ａ０の方向に既定位置Ｐ１（図５（ｂ）の破線で示す位置）まで押動させる（押動工程；ステップＳ６）。このとき基板Ｗは支持ピン５に滑動自在に支持されているので、押圧ブロック７１が基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力よりも大きな力で基板Ｗを押圧することで、基板Ｗが押圧ブロック７１に当接しつつ支持ピン５上を水平方向に滑動する。その結果、基板Ｗが押圧ブロック７１に押動されて偏心位置ＰＡが既定位置Ｐ１に合わされる。ここでは、既定位置Ｐ１として回転中心Ａ０から水平方向に基板Ｗの半径に目標精度ＴＡの正の許容値を加えた距離Ｒだけ離れた位置としている。したがって、偏心位置ＰＡを既定位置Ｐ１に一致させることで回転中心Ａ０から基板中心Ｗ０までの距離が目標精度ＴＡ内となるように基板Ｗの位置が補正される。

こうして、基板Ｗの位置補正が完了すると、制御ユニット４はブロック移動機構７３を駆動させて押圧ブロック７１を基板Ｗから側方に離間した離間位置Ｐ２に退避させる（ステップＳ７）。そして、位置補正された基板Ｗは、スピンベース３上で図示しないチャック機構で固定されスピンベース３により回転されながら液により湿式処理されてもよいし、スピンベース３上で図示しない検査機構を用いて検査が行われるようにしてもよい。

以上のように、この実施形態によれば、基板Ｗを支持ピン５により滑動自在に支持しながらも基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力により基板Ｗを保持して回転させている。そして、基板Ｗが回転する間にスピンベース３の回転中心Ａ０から最も離れた基板Ｗの端面位置（偏心位置）ＰＡを検出した後、偏心位置ＰＡを押圧ブロック７１により既定位置Ｐ１まで押動している。これにより、基板中心Ｗ０が回転中心Ａ０から所定の範囲内に位置決めされる。このように、支持ピン５により基板Ｗを回転保持しながらも滑動自在に支持しているので、押圧ブロック７１が基板Ｗを押動することにより、従来装置で用いられたセンタリング機構等の大がかりな機構を必要としない。そのため、省スペース、省コストで装置を構成することができ、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる。

また、この実施形態によれば、構成が簡素であるため、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したような問題を解決することができる。すなわち、基板Ｗを処理する処理チャンバー等の処理部内の配置スペースに制約がある場合であっても、処理部内に容易に組み込むことができる。さらに、処理チャンバー内に組み込む場合には耐薬液性が要求される。そのため、従来装置で用いられたセンタリング機構に対して耐薬液性の対策を施す場合には、基板Ｗの外径を挟み込むという機構上、駆動系が多く、さらなるコスト増が避けられないという問題があった。一方で、この実施形態によれば、構成が簡素で駆動系が少ないため、省コストで耐薬液性を施すことができる。

また、この実施形態によれば、基板Ｗは支持ピン５に滑動自在に支持された状態で押圧ブロック７１を基板Ｗに当接させて基板Ｗの位置補正を行っているので、従来装置のようなセンタリング機構により基板Ｗの外径を挟み込んで基板Ｗの位置補正する方式に比べて次のような利点がある。すなわち、基板Ｗの外径を挟み込んで基板Ｗの位置補正する場合には、基板Ｗの中央部に向けて基板Ｗの両側から外力が加えられるので、必要以上に基板Ｗに力が加わって基板Ｗが破損するおそれがある。これに対し、この実施形態によれば、基板Ｗは支持ピン５に滑動自在に支持された状態で位置補正を行っているので、必要以上に基板Ｗに力が加えられることがなく、基板Ｗへの衝撃を最小限して基板Ｗの破損を防止することができる。

＜第２実施形態＞
図７は、この発明にかかる基板位置補正装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、検出センサ７４を設けることなく、基板Ｗの位置補正の方法を第１実施形態と変えて基板Ｗの位置補正をしている点であり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同様である。したがって、同一構成については同一符号を付して説明を省略し、以下においては相違点を中心に本実施形態の特徴について説明する。

図８は、図７の基板位置補正装置の動作を示すフローチャートである。また、図９は、図７の基板位置補正装置の動作を説明するための図である。この実施形態では、検出センサ７４を設けていないため、スピンベース３の回転中心Ａ０から最も離れた基板Ｗの端面位置（偏心位置）を検出することができない。そこで、次のようにして基板Ｗの位置を補正している。

先ず、押圧ブロック７１を基板Ｗの側方の離間位置Ｐ２に配置した状態（図９（ａ）の破線位置）で搬送ロボット等の搬送手段によりスピンベース３に載置されると、制御ユニット４は回転駆動機構２を作動させて基板Ｗを回転させる（ステップＳ１１）。このとき、基板Ｗは基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力で支持ピン５に保持されながら回転中心Ａ０回りに回転する（回転工程）。

次に、制御ユニット４はブロック移動機構７３の作動により押圧ブロック７１を駆動させて、当接部位７１ａ（押圧ブロック７１の側面）を既定位置Ｐ１（図９（ａ）の実線位置）に位置決めする（配置工程；ステップＳ１２）。ここでは、既定位置Ｐ１として回転中心Ａ０から水平方向に基板Ｗの半径に目標精度の正の許容値を加えた距離Ｒだけ離れた位置としている。このとき、回転中心Ａ０に対して基板中心Ｗ０が押圧ブロック７１側に存在している場合には、押圧ブロック７１と基板Ｗが当接することとなるので、基板Ｗへの衝撃を抑制するために十分な低速度で押圧ブロック７１を駆動させることに留意する。

そうすると、基板中心Ｗ０が回転中心Ａ０から偏心している場合には、回転する基板Ｗは固定配置された押圧ブロック７１が障害となって基板Ｗの端面が押圧ブロック７１の当接部位７１ａ（押圧ブロック７１の側面）に擦り付けられながら基板Ｗの位置補正がなされる。具体的には、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗの端面のうち既定位置Ｐ１よりも径方向外側の端面位置ＷＥ（図９（ｂ）では、実線で示される基板Ｗの端面のうち太線で示す部分）が押圧ブロック７１に当接することで、基板Ｗが支持ピン５に対して相対移動して基板Ｗがスピンベース３の回転中心Ａ０側に押し込まれる。こうして、基板Ｗの回転とともに基板Ｗの既定位置Ｐ１よりも径方向外側の端面位置ＷＥが押圧ブロック７１に当接して回転中心Ａ０側に押し込まれる結果、徐々に基板位置が回転中心Ａ０側に向けて矯正されていく（矯正工程；ステップＳ１３）。その結果、所定時間経過後には回転中心Ａ０から基板中心Ｗ０までの距離が目標精度内となるように基板Ｗの位置が補正される。

こうして、基板Ｗの位置補正が完了すると、制御ユニット４は基板Ｗの回転を停止させるとともに（ステップＳ１４）、ブロック移動機構７３を駆動させて押圧ブロック７１を基板Ｗから側方に離間した離間位置Ｐ２に退避させる（ステップＳ１５）。

以上のように、この実施形態によれば、第１実施形態と同様にして基板Ｗを支持ピン５により滑動自在に支持しながらも基板Ｗの下面と支持ピン５との間に発生する摩擦力により基板Ｗを保持して回転させている。そして、押圧ブロック７１を配置して押圧ブロック７１が基板Ｗの端面と当接する当接部位７１ａを既定位置Ｐ１に位置決めすることで、回転する基板Ｗの端面のうち既定位置Ｐ１よりも径方向外側の端面位置ＷＥを押圧ブロック７１に当接させつつ押し込むことで、基板Ｗの位置を回転中心Ａ０側に向けて矯正している。これにより、基板中心Ｗ０が回転中心Ａ０から所定の範囲内に位置決めされる。このように、支持ピン５により基板Ｗを回転保持しながらも滑動自在に支持しているので、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。すなわち、従来装置で用いられたセンタリング機構等の大がかりな機構を必要とせず、簡素な構成で、精度良く位置決めすることができる。加えて、この構成によれば、第１実施形態で用いた検出センサ７４などの検出手段を必要としないのでさらに装置構成を簡素化することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、押圧ブロック７１をロッド７２に固定していたが、押圧ブロック７１に代えてスピンベース３の回転軸方向に伸びる回動軸回りに回動自在なローラをロッド７２に軸支させるようにしてもよい。このように構成することで上記した第１実施形態では、基板周囲のスペース等の制約で押圧ブロック７１をスピンベース３の回転中心Ａ０の方向に沿って押動できない場合であっても、基板Ｗの端面の動きに合わせてローラを従動させることにより、基板Ｗを回転中心Ａ０の方向に向けて移動させて基板中心Ｗ０を回転中心Ａ０から所定範囲内に位置決めすることができる。また、上記した第２実施形態では、基板Ｗの回転に合わせて基板Ｗの端面にローラを従動させることにより、基板Ｗの端面とローラ７１０との間に発生する摩擦を低減して、基板Ｗが意図しない方向に移動するのを防止することができる。その結果、さらに精度良く基板中心Ｗ０と回転中心Ａ０とを合わせることができる。

さらに、上記第２実施形態において、ローラを自発的に回転させるようにしてもよい。図１０は、第２実施形態にかかる基板位置補正装置の変形形態を示す側面図である。この変形形態においては、図１０に示すようにローラ７１０を回転させる回転駆動部７５を設けて、回転駆動部７５によりローラ７１０を基板Ｗの回転方向と反対方向（時計回り）に、しかも基板Ｗの周速と同一となるように回転させている。このように構成することで、基板Ｗの端面とローラ７１０との間に速度差が発生するのを防止して、基板Ｗの端面にローラ７１０が当接する際の衝撃力を緩和することができる。また、このようにローラ７１０を自発的に回転させることで、ローラ７１０が従動しにくい場合、例えばローラ７１０の周囲側面７１０ａにＯリングを備え付けている場合などでも基板Ｗの端面とローラ７１０との間に発生する摩擦を低減することができ、精度良く基板中心Ｗ０とスピンベース３の回転中心Ａ０とを合わせることができる。

また、ローラ７１０の横断面形状である円の直径についても、押圧ブロック７１と同様にローラ７１０がノッチＮＴ等の切欠部に入り込むのを防止するため、基板Ｗの円周がノッチＮＴによって切り取られる弧の長さＬよりも十分に大きくなるように構成するのが望ましい。

また、上記実施形態では押圧ブロック７１（またはローラ７１０）の側面を基板Ｗの端面に点接触させるようにして基板Ｗの位置補正を行っているが、押圧ブロック７１と基板Ｗの端面の接触形態はこれに限定されない。すなわち、押圧ブロック７１の横断面を円形状とすることなく、他の形状として点接触させてもよい。あるいは押圧ブロック７１と基板Ｗの端面とを点接触でなく線接触させるようにしてもよい。

ここで、押圧ブロックと基板Ｗの端面とを線接触させる場合には、図１１に示すように、押圧ブロック７７はノッチＮＴによって基板Ｗの円周が切り取られる弧の長さＬよりも大きな幅Ｂを有する接触面７７ａを備えるように構成するのが望ましい。このように構成することで、押圧ブロック７７がノッチＮＴに入り込むのを防止して安定に基板Ｗを位置決めすることができる。

また、上記第２実施形態では基板Ｗの回転開始後に押圧ブロック７１を駆動させて当接部位７１ａ（押圧ブロック７１の側面）を既定位置Ｐ１に位置決めしているが、これに限らず基板Ｗの回転開始前に押圧ブロック７１を駆動させて当接部位７１ａを既定位置Ｐ１に位置決めするようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では回転する基板Ｗに対して押圧ブロック７１を所定の時間連続して当接させて基板Ｗの位置を矯正させているが、押圧ブロック７１を回転する基板の端面に対して離当接させながら基板の位置を矯正させるようにしてもよい。このように構成することで、基板Ｗと押圧ブロック７１（ローラ７１０または押圧ブロック７７）との間の摩擦を低減することができ、基板Ｗが磨耗や損傷するのを防止することができる。この場合、制御ユニット４は、基板Ｗの周面全体に押圧ブロック７１が当接するように離当接の周期を制御することが望ましい。

さらに、上記第２実施形態において、基板Ｗの周縁部に形成されたノッチＮＴの影響を完全に排除するために、ノッチＮＴを検出するセンサを設けてもよい。このように構成することで、センサがノッチＮＴを検知したときに押圧ブロック７１（ローラ７１０または押圧ブロック７７）を基板Ｗの端面に当接可能な位置（既定位置Ｐ１）から一時的に離間させることができる。これにより、ノッチＮＴと押圧ブロック７１との接触が完全に排除され、基板Ｗが意図しない方向に位置ずれするのを防止することができる。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板を回転させて該基板の位置補正を行う基板位置補正装置に適用することができる。

この発明にかかる基板位置補正装置の第１実施形態を示す図である。 図１の基板位置補正装置の側面図である。 基板のノッチと押圧ブロックの形状との関係を説明する図である。 図１の基板位置補正装置の動作を示すフローチャートである。 図１の基板位置補正装置の動作を説明するための図である。 検出センサによる検出結果を示すグラフである。 この発明にかかる基板位置補正装置の第２実施形態を示す図である。 図７の基板位置補正装置の動作を示すフローチャートである。 図７の基板位置補正装置の動作を説明するための図である。 第２実施形態にかかる基板位置補正装置の変形形態を示す図である。 押圧ブロックの変形態様を示す図である。

符号の説明

２…回転駆動機構（回転手段）
３…スピンベース（回転部材）
５…（複数の）支持ピン（支持手段）
７１，７７…押圧ブロック（押圧部材）
７１ａ…（押圧ブロックの）側面（当接部位）
７３…ブロック移動機構（駆動手段）
７４…検出センサ（検出手段）
７５…回転駆動部
７７ａ…（基板の端面と線接触する）接触面
７１０…ローラ（押圧部材）
Ｌ…（切欠部によって基板の円周が切り取られる）弧の長さ
ＮＴ…ノッチ（切欠部）
Ｐ１…既定位置
Ｐ２…離間位置
Ｗ…基板

Claims (9)

1. 所定の回転中心回りに回転自在に設けられた回転部材と、
   前記回転部材を回転させる回転手段と、
   前記回転部材から上方に向けて突設され、基板の下面に当接して該基板を水平方向に滑動自在に支持しながらも前記基板の下面との間で発生する摩擦力で前記基板を前記回転部材に保持可能な支持手段と、
   前記回転手段により回転される前記基板の端面のうち前記回転部材の回転中心から最も離れた端面位置を検出する検出手段と、
   前記基板の端面に当接して該基板を水平方向に押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材を駆動することで前記押圧部材が前記基板と当接する当接部位を前記回転部材の回転中心から水平方向に前記基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置と、前記基板から離間した離間位置とに位置決めする駆動手段と
   を備え、
   前記駆動手段は前記押圧部材を駆動させて前記当接部位を前記既定位置に位置決めすることで、前記検出手段により検出された前記端面位置が前記既定位置に一致するまで前記回転部材の回転中心側に向けて前記押圧部材により前記基板を押動することを特徴とする基板位置補正装置。
2. 所定の回転中心回りに回転自在に設けられた回転部材と、
   前記回転部材を回転させる回転手段と、
   前記回転部材から上方に向けて突設され、基板の下面に当接して該基板を水平方向に滑動自在に支持しながらも前記基板の下面との間で発生する摩擦力で前記基板を前記回転部材に保持可能な支持手段と、
   前記基板の端面に当接して該基板を水平方向に押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材を駆動することで前記押圧部材が前記基板と当接する当接部位を前記回転部材の回転中心から水平方向に前記基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置と、前記基板から離間した離間位置とに位置決めする駆動手段と
   を備え、
   前記駆動手段は前記押圧部材を駆動させて前記当接部位を前記既定位置に位置決めするように前記押圧部材を配置して、回転する前記基板の端面のうち該既定位置よりも径方向外側の端面位置を前記押圧部材に当接させつつ押圧することで前記基板の位置を前記回転部材の回転中心側に向けて矯正させることを特徴とする基板位置補正装置。
3. 前記押圧部材は前記基板の端面に当接可能に構成され前記回転部材の回転軸方向に伸びる回動軸回りに回動自在なローラを備える請求項１または２記載の基板位置補正装置。
4. 前記押圧部材は前記基板の端面に当接可能に構成され前記回転部材の回転軸方向に伸びる回動軸回りに回動自在なローラと、該ローラを回転させる回転駆動部とを備え、
   前記回転駆動部は前記基板の回転方向と反対方向に、しかも前記基板の周速と同一となるように前記ローラを回転させる請求項２記載の基板位置補正装置。
5. 前記基板の周縁部には切欠部が形成されており、
   前記ローラの直径は前記切欠部によって前記基板の円周が切り取られる弧の長さよりも大きい請求項３または４記載の基板位置補正装置。
6. 前記基板の周縁部には切欠部が形成されており、
   前記押圧部材は前記切欠部によって前記基板の円周が切り取られる弧の長さよりも大きな幅を有する、前記基板の端面と線接触する接触面を備える請求項１または２記載の基板位置補正装置。
7. 回転部材上に上方に向けて設けられた支持手段により基板を滑動自在に支持しながらも前記基板の下面と前記支持手段との間に発生する摩擦力で前記基板を保持して回転させる回転工程と、
   前記回転工程の間に前記回転部材の回転中心から最も離れた前記基板の端面位置を検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出された前記端面位置が前記基板の端面に当接して該基板を押圧する押圧部材と対向するまで前記基板を回転させて該対向位置で前記基板を位置決めする位置決め工程と、
   前記位置決め工程において位置決めされた前記基板の前記端面位置を前記押圧部材により前記回転部材の回転中心から水平方向に前記基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置まで前記回転部材の回転中心側に向けて押動する押動工程と
   を備えたことを特徴とする基板位置補正方法。
8. 回転部材上に上方に向けて設けられた支持手段により基板を滑動自在に支持しながらも前記基板の下面と前記支持手段との間に発生する摩擦力で前記基板を保持して回転させる回転工程と、
   前記回転工程の前あるいは前記回転工程の間に、前記基板の端面に当接して該基板を押圧する押圧部材を配置して、前記押圧部材が前記基板の端面と当接する当接部位を前記回転部材の回転中心から水平方向に前記基板の半径に対応して定められた距離だけ離れた既定位置に位置決めする配置工程と、
   前記回転工程の間、回転する前記基板の端面のうち前記既定位置よりも径方向外側の端面位置が前記押圧部材に当接しつつ押圧されることで前記基板の位置が前記回転部材の回転中心側に向けて矯正される矯正工程と
   を備えたことを特徴とする基板位置補正方法。
9. 前記矯正工程は、前記押圧部材が回転する前記基板の端面に対して離当接しながら前記基板の位置を矯正する請求項８記載の基板位置補正方法。

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