JP2008304612A - 基板搬送装置および基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板位置を高精度で調整し、基板の移動と位置調整とに要する時間を短縮する。
【解決手段】演算処理部９によって、移動ステージ５による基板２の移動中にアライメントステージ４を制御して、基板２の位置を粗調用補正量に応じて粗調整する。こうして、上記粗調アライメントを基板２の移動と並行して行うことによって、上記粗調アライメントのみが単独で行われる時間をなくし、基板２の移動と基板２のアライメントとに要する時間を短縮する。その場合、微調用の撮像を行う第２領域は上記粗調用の撮像を行う第１領域よりも狭く設定されるのであるが、上記粗調アライメントを行う際に、上記第２領域にアライメントマーク３が確実に含まれるように、上記第１領域を設定するようにしている。したがって、上記第２領域からアライメントマーク３が外れて上記微調アライメントが不可能になることを防止でき、基板位置を高精度で調整することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板を搬送するために用いられる基板搬送装置および基板搬送方法に関する。

半導体装置あるいは液晶ディスプレイ装置の製造においては、ウエハあるいはガラス基板(以下、ウエハおよびガラス基板を総称して「基板」と言う)にアライメントマークを予め描画しておき、各工程処理時には、アライメントマークを利用して、基板のアライメントを行っている。ここで、上記「基板のアライメント」とは、基板の位置の調整を意味する。

上記基板における上記アライメントマークを含む領域は、エリアセンサカメラあるいはラインセンサカメラ等の予め定められた領域を撮像する撮像装置によって撮像される。そして、この撮像装置によって得られた撮像画像に基づいて、上記基板のアライメントが行われるのである。

上記撮像装置による撮像領域は、アライメントマークを検出するための分解能によって制限される。そして、アライメントの高精度化が進む昨今においては、上記撮像装置による撮像領域は狭小傾向にある。このように、上記撮像装置による撮像領域が狭くなると、上記撮像領域から基板のアライメントマークが外れることに起因して、上記基板のアライメントが不可能になってしまうという不具合が生じ易くなる。

上記不具合を回避するための技術として、特開２００３‐２９０１７号公報(特許文献１)に開示されたカラーフィルタ製造装置がある。このカラーフィルタ製造装置においては、ガラス基板を処理位置に移動させ、その後、可変倍率光学レンズを有する撮像素子によって、上記ガラス基板のアライメントマークを、低光学倍率および高光学倍率の２種類の光学倍率で撮像する。アライメント調整部は、低光学倍率によって撮像された画像に基づいて粗調整を行い、さらに、高光学倍率によって撮像された画像に基づいて微調整を行う。このように、上記ガラス基板のアライメントを２段階に行うのである。

さらに、特開２００６‐２４００１５号公報(特許文献２)に開示されたパターン形成装置がある。このパターン形成装置においては、移動カメラによって基板の各アライメントマークを撮像して基板のズレ量を検出し、θ方向移動ステージによって上記基板の回転方向の姿勢調整を行って、アライメントマーク間の相対位置を登録位置と一致させる。そして、個々のアライメントマークの位置ずれ量に基づいてＸ方向補正量およびＹ方向補正量を算出し、ヘッドユニットによる加工時の装置座標にオフセットしてパターンを形成するようにしている。

しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に開示された従来のカラーフィルタ製造装置およびパターン形成装置には、以下のような問題がある。

すなわち、上記特許文献１に開示された従来のカラーフィルタ製造装置においては、ガラス基板を処理位置に移動させた後に、ガラス基板のアライメントを粗調整と微調整との２段階で行うので、ガラス基板の移動とガラス基板のアライメントとに時間が掛り、ガラス基板の移動とガラス基板のアライメントとに要する時間のタクトタイムに占める割合の増加に繋がる。ここで、タクトタイムは、１枚のガラス基板の処理が開始されてから、次のガラス基板の処理が開始されるまでの時間を言う。このように、上記特許文献１のカラーフィルタ製造装置では、基板の移動と基板のアライメントとに要する時間の短縮が大きな課題となっている。

また、液晶ディスプレイ装置の製造においては、ガラス基板の大型化に伴う生産装置の大型化が進み、搬送ロボットによる基板搬入位置のバラつきが課題になっている。しかしながら、上記特許文献２に開示されたパターン形成装置においては、一定の光学倍率によるアライメントマークの撮像を行うので、大型基板の搬入位置のバラつきに対応して高精度にアライメントマーク位置を検出することが困難であるという問題がある。
特開２００３‐２９０１７号公報 特開２００６‐２４００１５号公報

そこで、この発明の課題は、基板の位置を確実に高精度で調整することができ、且つ、基板の移動と基板の位置の調整とに要する時間を短縮できる基板搬送装置および基板搬送方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の基板搬送装置は、
アライメントマークが形成された基板が搭載されると共に、上記基板の搭載位置を調整する調整部と、
上記調整部が搭載されると共に、上記調整部を介して上記基板を搬入位置から処理位置に向かって移動させる基板移動部と、
上記基板移動部による移動最中の上記基板における上記アライメントマークを含む第１領域を、第１倍率で撮像する第１撮像部と、
上記基板移動部による移動によって処理位置に到達した上記基板における上記アライメントマークを含むと共に、上記第１領域よりも狭い第２領域を、上記第１倍率よりも高い第２倍率で撮像する第２撮像部と、
上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、上記基板移動部による移動最中の上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第１補正量に応じて上記調整部に調整させた後、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第２補正量を求め、上記基板移動部が上記処理位置に到達した後の上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第２補正量に応じて上記調整部に調整させる基板位置調整制御部と、
上記計測された上記第２補正量に基づいて、上記基板に対して加工処理を施す際の加工処理位置を算出する加工位置算出部と
を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、基板位置調整制御部によって、基板の調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、基板移動部による上記基板の移動最中に、上記基板における上記調整部上での搭載位置を上記第１補正量に応じて上記調整部に調整させるようにしている。したがって、第１撮像部によって撮像された第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置の調整を、上記基板移動部による上記基板の移動と並行して行うことができる。すなわち、この発明によれば、上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置調整が単独で実行される時間をなくすことができ、その結果、上記基板の移動と上記基板の位置調整とに要する時間を短縮することができるのである。

さらに、上記第２撮像部によって撮像される第２領域は、上記第１領域よりも狭く設定されている。そして、上記基板位置調整制御部は、先ず上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を行い、次に上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を行うようにしている。したがって、上記第２領域が上記第１領域よりも狭いにも拘わらず、上記第２領域に上記基板の上記アライメントマークが確実に含まれるようにすることができる。その結果、上記第２領域から上記アライメントマークが外れることに起因して、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置の調整が不可能になってしまうという不具合を防ぐことができる。

さらに、加工位置算出部によって、上記基板位置調整制御部で求められた上記第２補正量に基づいて、上記基板に対して加工処理を施す際の加工処理位置を算出するようにしている。したがって、上記算出された加工処理位置に基づいて上記基板に対して加工処理を施す場合には、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を省略することが可能になり、上記基板の位置調整に要する時間をさらに短縮することができる。

さらに、上記第１撮像部によって、上記基板移動部による移動最中の基板におけるアライメントマークを含む第１領域を撮像するようにしている。したがって、上記第１撮像部に対する基板供給部を別途設ける必要がなく、本基板搬送装置の設置面積を縮小することができる。

また、１実施の形態の基板搬送装置では、
上記基板位置調整制御部は、上記第１補正量が予め設定された許容範囲以内に在る場合には、上記調整部による上記第１補正量に応じた上記基板の搭載位置の調整を省略させるようになっている。

この実施の形態によれば、上記第１補正量が、例えば上記アライメントマークが上記第２領域に含まれるように設定されている許容範囲以内に在る場合には、上記調整部による上記第１補正量に応じた上記基板の搭載位置の調整を行う必要が無くなる。したがって、そのような場合には、上記第１補正量に応じた上記基板の無駄な調整を省略して、上記基板の位置調整に要する時間をさらに短縮することができる。

また、１実施の形態の基板搬送装置では、
上記基板位置調整制御部は、上記加工位置算出部によって上記第２補正量に基づいて上記基板の加工処理位置が算出された場合は、上記調整部による上記第２補正量に応じた上記基板の搭載位置の調整を省略させるようになっている。

この実施の形態によれば、上記加工位置算出部によって上記第２補正量に基づいて上記基板の加工処理位置が算出された場合には、上記算出された上記加工処理位置に基づいて上記基板に対して加工処理を行えばよい。したがって、その場合には、上記第１補正量に応じた上記基板の無駄な調整を省略して、上記基板の位置調整に要する時間をさらに短縮することができる。

また、１実施の形態の基板搬送装置では、
上記基板には、複数の上記アライメントマークが形成されており、
上記基板における上記アライメントマークを含む第３領域を撮像する第３撮像部と、
所定の方向に移動可能に設けられると共に、上記第３撮像部が取り付けられて、上記第３撮像部を上記所定の方向に移動させる第３撮像部移動部と
をさらに備え、
上記基板位置調整制御部は、上記第３撮像部移動部を制御して上記第３撮像部によって撮像された上記各第３領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第３補正量を求め、上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第３補正量に応じて上記調整部に調整させるようになっている。

この実施の形態によれば、第３撮像部による第３領域の撮像画像に基づいて、上記基板における上記調整部上での搭載位置を調整するようにしている。したがって、この上記第３撮像部による上記第３領域の撮像画像に基づく上記基板の位置調整を、上記第１補正量の計測時および上記第２補正量の計測時に用いる目標位置の設定に先立って行うことによって、上記両目標位置を設定する際における上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置調整、および、上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置調整に要する手間を軽減することができる。

また、この発明の基板搬送方法は、
アライメントマークが形成されると共に調整部に搭載された基板を、基板移動部によって、搬入位置から処理位置に向かって移動させ、
上記処理位置に向かって上記基板が移動している最中に、上記基板における上記アライメントマークを含む第１領域を、第１撮像部によって第１倍率で撮像し、
基板位置調整制御部によって、上記第１領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、
上記処理位置に向かって上記基板が移動している最中に、上記調整部によって、上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第１補正量に応じて調整し、
上記基板移動部による移動によって上記基板が上記処理位置に到達した後、上記基板における上記アライメントマークを含むと共に、上記第１領域よりも狭い第２領域を、第２撮像部によって、上記第１倍率よりも高い第２倍率で撮像し、
基板位置調整制御部によって、上記第２領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第２補正量を求め、
上記基板が上記処理位置に到達した後に、上記第２補正量に応じて、上記調整部によって上記基板における上記調整部上での搭載位置を調整すること、あるいは、加工位置算出部によって上記基板における加工処理位置を算出すること、の何れか一方を行う
ことを特徴としている。

上記構成によれば、基板位置調整制御部によって、基板の調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、上記調整部によって、基板移動部による上記基板の移動最中に、上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第１補正量に応じて調整するようにしている。したがって、第１撮像部によって撮像された第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置の調整を、上記基板移動部による上記基板の移動と並行して行うことができる。すなわち、この発明によれば、上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置調整が単独で実行される時間をなくすことができ、その結果、上記基板の移動と上記基板の位置調整とに要する時間を短縮することができるのである。

さらに、上記第２撮像部によって撮像される第２領域は、上記第１領域よりも狭く設定されている。そして、上記基板位置調整制御部は、先ず上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を行い、次に上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を行うようにしている。したがって、上記第２領域が上記第１領域よりも狭いにも拘わらず、上記第２領域に上記基板の上記アライメントマークが確実に含まれるようにすることができる。その結果、上記第２領域から上記アライメントマークが外れることに起因して、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置の調整が不可能になってしまうという不具合を防ぐことができる。

さらに、加工位置算出部によって、上記基板位置調整制御部で計測された上記第２補正量に応じて、上記基板に対して加工処理を施す際の加工処理位置を算出するようにしている。したがって、上記算出された加工処理位置に基づいて上記基板に対して加工処理を施す場合には、上記第２補正量に応じた上記基板の位置調整を省略することが可能になり、上記基板の位置調整に要する時間をさらに短縮することができる。

以上より明らかなように、この発明の基板搬送装置および基板搬送方法は、基板位置調整制御部によって、第１撮像部で撮像された第１領域の撮像画像に基づいて基板の調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、基板移動部による上記基板の移動最中に、上記基板における上記調整部上での搭載位置を上記第１補正量に応じて上記調整部に調整させるので、上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置の調整を、上記基板移動部による上記基板の移動と並行して行うことができる。したがって、上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置調整が単独で実行される時間をなくすことができ、その結果、上記基板の移動と上記基板の位置調整とに要する時間を短縮することができるのである。

さらに、上記基板位置調整制御部は、先ず上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を行い、次に上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を行うので、上記第２領域が上記第１領域よりも狭いにも拘わらず、上記第２領域に上記基板の上記アライメントマークが確実に含まれるようにすることができる。したがって、上記第２領域から上記アライメントマークが外れることに起因して、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置の調整が不可能になってしまうという不具合を防ぐことができる。

さらに、加工位置算出部によって、上記基板位置調整制御部で計測された上記第２補正量に基づいて、上記基板に対して加工処理を施す際の加工処理位置を算出するので、上記算出された加工処理位置に基づいて上記基板に対して加工処理を施す場合には、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づく上記基板の位置補正を省略することが可能になる。したがって、上記基板の位置調整に要する時間をさらに短縮することができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の基板搬送装置における概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す基板搬送装置１の斜視図である。

本実施の形態における基板搬送装置１は、基板２を搬送するために用いられる。この基板搬送装置１は、半導体装置の製造において基板２であるウエハを搬送するために用いられてもよく、液晶ディスプレイ装置の製造において基板２であるガラス基板を搬送するために用いられてもよい。本実施の形態においては、一例として、欠陥検査・修正を行う装置に対して基板２を搬送する基板搬送装置１を上げて説明する。

上記基板２の一表面には、１個あるいは複数個のアライメントマーク３が予め描画されて形成されている。このアライメントマーク３は、例えばブラックマトリックス形成装置等によって、予め描画されて形成される。本実施の形態における基板２は矩形板状を有しており、アライメントマーク３は基板２の一表面における４個の角隅部分のうち互いに隣り合う２つの角隅部分に１つずつ形成されている。

以下、図１および図２に従って本基板搬送装置１について説明する。本基板搬送装置１は、上記調整部としてのアライメントステージ４と、上記基板移動部としての移動ステージ５と、上記第１撮像部としての１個あるいは複数個の粗調用撮像部６と、上記第２撮像部としての１個あるいは複数個の微調用撮像部７と、記憶部８と、上記基板位置調整制御部としての演算処理部９とを含んで構成されている。尚、本実施の形態においては、粗調用撮像部６を２つ設けており、微調用撮像部７を２つ設けている。尚、後に詳述するように、アライメントステージ４と移動ステージ５とは、保持部１８の下側に在るため図１では見えないのであるが、分かり易くするため図１では、模式的に保持部１８の横に描いている。

図３は、基板搬送装置１の電気的構成を示すブロック図である。図３において、演算処理部９は、アライメントステージ制御部１０と、移動ステージ制御部１１と、撮像制御部１２と、画像処理部１３と、補正量計測部１４と、加工位置算出部１５と、可動撮像部搭載ステージ制御部１６と、目標位置設定部１７と、を含んで構成されている。このような演算処理部９は、中央演算処理装置(Central Processing Unit：ＣＰＵ)等によって実現される。

上記アライメントステージ４は、アライメント用ベース(図示せず)と、上記アライメント用ベースに変位可能に設けられると共に基板２を保持する保持部１８が搭載されたアライメント用可動部と(図示せず)、上記アライメント用可動部を上記アライメント用ベースに対して変位駆動するアライメント用駆動部２０と、上記アライメント用可動部の上記アライメント用ベースに対する位置を検出するアライメント用位置検出部２１と、を含んで構成されている。

上述したように、上記アライメント用可動部には、基板２を保持する保持部１８が搭載されている。この保持部１８は、水平な仮想一平面に沿った保持面１９を有している。そして、基板２が上記一表面を上方にして保持面１９上に乗載され、例えば吸引源によって保持面１９上に真空吸着されて水平に保持される。

上記アライメント用可動部は、上記アライメント用ベースに対して、上記仮想一平面に平行な第１アライメント方向Ｘとこの第１アライメント方向Ｘに直交する第２アライメント方向Ｙとにスライド変位可能になっている。さらに、上記アライメント用ベースに対して、上記仮想一平面に直交する角変位軸線の周りの周方向である第３アライメント方向θに角変位可能になっている。

上記アライメント用駆動部２０は、上記アライメント用可動部を、上記アライメント用ベースに対して第１アライメント方向Ｘおよび第２アライメント方向Ｙに、スライド変位駆動する。さらに、上記アライメント用ベースに対して第３アライメント方向θに角変位駆動する。そして、アライメント用位置検出部２１は、上記アライメント用可動部の上記アライメント用ベースに対する第１アライメント方向Ｘおよび第２アライメント方向Ｙの位置と、第３アライメント方向θの位置と、を検出する。尚、このアライメント用位置検出部２１は、例えばエンコーダによって実現される。

上記演算処理部９のアライメントステージ制御部１０は、アライメントステージ４を構成するアライメント用位置検出部２１によって検出された位置に基づいて、アライメント用駆動部２０の駆動動作を制御する。つまり、アライメントステージ制御部１０は、移動ステージ５によって基板２が移動されている最中に、基板２の位置が後述の粗調用補正量に応じて調整されるように、アライメント用駆動部２０の駆動動作を制御するのである。以下、上記粗調用補正量に応じた位置調整を、粗調アライメントと言うことがある。さらに、アライメントステージ制御部１０は、処理位置２２に到達した基板２の位置が、後述の微調用補正量に応じて調整されるように、アライメント用駆動部２０の駆動動作を制御する。以下、上記微調用補正量に応じた調整を、微調アライメントと言うことがある。

上記移動ステージ５は、移動用ベース(図示せず)と、上記移動用ベースに変位可能に設けられた移動用可動部(図示せず)と、上記移動用可動部を上記移動用ベースに対して変位駆動する移動用駆動部２３と、上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する位置を検出する移動用位置検出部２４とを含んで構成されている。そして、この移動用位置検出部２４によって検出された位置に基づいて、演算処理部９の移動ステージ制御部１１は、移動用駆動部２３の駆動動作を制御するのである。

上記移動ステージ５における上記移動用ベースは、基板搬送装置１の基台２５に固定されている。また、移動ステージ５における上記移動用可動部には、アライメントステージ４の上記アライメント用ベースが固定されている。このようにして、移動ステージ５にアライメントステージ４が搭載されているのである。

尚、上記移動用可動部は、上記移動用ベースに対して、上記仮想一平面内で第２アライメント方向Ｙにスライド変位可能になっている。以下、第２アライメント方向Ｙを「移動方向Ｙ」とも言うことにする。そして、移動用駆動部２３は、上記移動用可動部を移動用ベースに対して移動方向Ｙに、スライド変位駆動する。また、移動用位置検出部２４は、上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する移動方向Ｙの位置を検出する。ここで、移動用位置検出部２４は、エンコーダによって実現される。

上記構成を有する移動ステージ５は、上記保持部１８に保持されている基板２を、移動方向Ｙに沿って、搬入位置２６から処理位置２２に向かって移動させることができる。また、逆に、処理位置２２から搬出位置２６に向かって移動させることもできる。ここで、搬入位置２６は、処理前の基板２を搬入する位置である。また、処理位置２２は、基板２に欠陥検査および修正等の処理を行う位置である。また、搬出位置２６は、処理後の基板２を搬出する位置である。尚、本実施の形態においては、搬入位置２６と搬出位置２６とは同じ位置である。以下、移動方向Ｙのうち、搬入位置２６から処理位置２２に向かう方向を第１移動方向Ｙ１と言う。これに対し、処理位置２２から搬出位置２６に向かう方向を第２移動方向Ｙ２と言う。

本実施の形態においては、上記保持部１８によって基板２が保持された状態では、基板２のアライメントマーク３が形成された２つの角隅部分は、基板２の上記２つの角隅部分を除く残余の２つの角隅部分よりも第１移動方向Ｙ１の下流側になる。また、基板２の各アライメントマーク３に対する移動方向Ｙへの相対位置は、同一または略同一になる。

上記各粗調用撮像部６は、第１倍率の粗調用光学系と、この粗調用光学系を介して基板２のアライメントマーク３を含む第１領域を撮像する粗調用撮像素子と、を含んで構成されている。尚、上記粗調用光学系は、１個あるいは複数個のレンズによって実現される。また、上記粗調用撮像素子は、電荷結合素子(Charge Coupled Device：ＣＣＤ)によって実現される。また、粗調用撮像部６は、一次元ラインセンサカメラでもよく、あるいは、高速カメラのような瞬時撮像系であってもよい。

上記粗調用光学系の倍率である上記第１倍率は、上記粗調アライメントの際に微調用撮像部７の視野内にアライメントマーク３が収まるようにするために必要な画像分解能を実現できるように、且つ、保持部１８に対する基板２の位置に誤差が生じた場合でも基板２のアライメントマーク３を粗調用撮像部６によって撮像できるように、選定される。このように上記第１倍率が選定されることによって、粗調アライメントを確実に行うことができるのである。尚、上記第１倍率は、上述のような条件を満たした上で、できるだけ高い倍率に選定すれば、粗調アライメントの精度を向上させることができる。

具体的には、上記保持部１８に対する基板２の位置の誤差は、基板２を保持部１８に搬入する搬送ロボット２７(図２参照)の繰返し位置決め精度によって決まる。上記粗調用撮像素子の構成は、水平方向にｉ1［個］、垂直方向にｉ2［個］の画素が並び、画素サイズは水平方向にｊ1［μm］、垂直方向にｊ2［μm］であるとする。また、搬送ロボット２７の繰返し位置決め精度は、±Ｒa［μm］であるとする。さらに、上記粗調アライメントの際に微調用撮像部７の視野にアライメントマーク３が収まるようにするために必要な画像分解能は、ε1［μm］であるとする。その場合、第１倍率Ｍ１は、以下の式(１)および式(２)の両式を満たした上で、できるだけ高い倍率に選定される。

ｊ1/ε1＜Ｍ１＜(ｉ1×ｊ1)/(２×Ｒa) …(１)
ｊ2/ε1＜Ｍ１＜(ｉ2×ｊ2)/(２×Ｒa) …(２)
一例を述べると、上記粗調用撮像素子は、水平方向に１４００［個］、垂直方向に１０００［個］の合計１４０万個の画素が並んで構成されており、画素サイズは、水平方向が６.４５［μm］であり、垂直方向が６.４５［μm］であるとする。また、搬送ロボット２７の繰返し位置決め精度は±５.０［mm］程度であるとする。この場合、第１倍率Ｍ１が１倍であるとすると、粗調用撮像部６の視野は、水平方向が９［mm］、垂直方向が６.５［mm］となる。したがって、粗調用撮像部６の視野からアライメントマーク３が外れる場合が生ずる。そこで、第１倍率Ｍ１を０.５倍にすると、粗調用撮像部６の視野は、水平方向が１８［mm］、垂直方向が１３［mm］となり、粗調用撮像部６の視野内にアライメントマーク３が確実に収まる。以上の点を踏まえて、第１倍率Ｍ１は、例えば０.５倍が選定される。

尚、上記第１倍率は、０.５倍以上且つ２倍未満が選定されてもよい。この範囲内に上記第１倍率が選定されると、上記粗調アライメントを行うことができないような場合は殆どない。ところで、保持部１８に対する基板２の位置の誤差は、基板２を保持部１８に搬入する搬送ロボット２７の繰返し位置決め精度だけではなく、その他の条件も関係して決まる場合がある。その場合には、上記その他の条件をも考慮して、上記第１倍率を選定しても差し支えない。

上記各粗調用撮像部６は、上記保持面１９の上方に設けられる。各粗調用撮像部６は、上記保持部１８に保持されている基板２のアライメントマーク３を含む第１領域を、移動方向Ｙに関して搬入位置２６と処理位置２２との中間で撮像することができるように、配置される。その際に、一方の粗調用撮像部６は、基板２の一方のアライメントマーク３を含む第１領域を撮像し、他方の粗調用撮像部６は、基板２の他方のアライメントマーク３を含む第１領域を撮像する。

上記各粗調用撮像部６は、第１支持体２８によって支持されている。この第１支持体２８は、保持面１９の上方において第１アライメント方向Ｘに延在する第１延在部２９と、第１延在部２９の延在方向両端部に接続されて垂直方向下側に延在して基台２５に固定された一対の第１脚部(図示せず)とを含んで構成されている。両側の上記第１脚部は、アライメントステージ４および移動ステージ５に対して第１アライメント方向Ｘの両側において、基台２５に夫々固定されている。そして、第１延在部２９には、２つの粗調用撮像部６が固定されている。

上記各微調用撮像部７は、上記第１倍率よりも高い第２倍率の微調用光学系と、この微調用光学系を介して基板２のアライメントマーク３を含む第２領域を撮像する微調用撮像素子と、を含んで構成されている。尚、上記微調用光学系は、１個あるいは複数個のレンズによって実現される。また、上記微調用撮像素子は、上記電荷結合素子によって実現される。ここで、上記微調用撮像素子による撮像領域である上記第２領域は、上記粗調用撮像素子による撮像領域である上記第１領域よりも狭く設定されている。

上記微調用光学系の倍率である上記第２倍率は、上記微調アライメントの際に必要な画像分解能を実現できるように、且つ、微調用撮像部７の視野内にアライメントマーク３が収まるように、選定される。このように上記第２倍率が選定されることによって、微調アライメントを確実に行うことができるのである。尚、上記第２倍率は、上述のような条件を満たした上で、できるだけ高い倍率に選定すれば、微調アライメントの精度を向上させることができる。特に、本基板搬送装置１がインクジェット装置等に搭載される場合は、微調アライメントに対して高い精度が要求されるので、上記第２倍率としてできるだけ高い倍率が選定される。

具体的には、微調用撮像素子の構成は、水平方向にｉ1［個］、垂直方向にｉ2［個］の画素が並び、画素サイズは水平方向にｊ1［μm］、垂直方向にｊ2［μm］であるとする。また、上記微調アライメントの際に必要な画像分解能はε2［μm］であるとする。また、アライメントマーク３の外接円の直径はｄ［μm］であるとする。その場合、第２倍率Ｍ２は、以下の式(３)および式(４)を満たした上で、できるだけ高い倍率に選定される。

ｊ1/ε2＜Ｍ２＜(ｉ1×ｊ1)/ｄ …(３)
ｊ2/ε2＜Ｍ２＜(ｉ2×ｊ2)/ｄ …(４)
一例を述べると、上記微調用撮像素子は、水平方向に１４００［個］、垂直方向に１０００［個］の合計１４０万画素が並んで構成されており、画素サイズは、水平方向が６.４５［μm］であり、垂直方向が６.４５［μm］であるとする。また、アライメントマーク３の外接円の直径は２００［μm］であるとする。この場合、第２倍率Ｍ２が６倍であるとすると、上記微調アライメントを行うのに必要な約１［μm］の画像分解能が得られる。また、第２倍率Ｍ２が１０倍であるとすると、微調用撮像部７の視野は、水平方向が０.９［mm］、垂直方向が０.６５［mm］となり、微調用撮像部７の視野内にアライメントマーク３が収まる。以上の点を踏まえて、第２倍率Ｍ２は、５倍以上且つ２０倍未満が選定され、例えば１０倍が選定される。

上記各微調用撮像部７は、上記保持面１９の上方に設けられる。各微調用撮像部７は、上記保持部１８に保持されている基板２のアライメントマーク３を含む第２領域を、処理位置２２で撮像することができるように、配置される。その際に、一方の微調用撮像部７は、基板２の一方のアライメントマーク３を含む上記第２領域を撮像し、他方の微調用撮像部７は、基板２の他方のアライメントマーク３を含む上記第２領域を撮像する。

上記各微調用撮像部７は、第２支持体３０によって支持されている。この第２支持体３０は、保持面１９の上方において第１アライメント方向Ｘに延在する第２延在部３１と、第２延在部３１の延在方向両端部に接続されて垂直方向下側に延在して基台２５に固定された一対の第２脚部(図示せず)とを含んで構成されている。両側の上記第２脚部は、アライメントステージ４および移動ステージ５に対して第１アライメント方向Ｘの両側において、基台２５に夫々固定されている。そして、第２延在部３１には、２つの微調用撮像部７が固定されている。

上記演算処理部９の撮像制御部１２は、移動用ステージ５の移動用位置検出部２４によって検出された上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する位置に応じて、各粗調用撮像部６と各微調用撮像部７との夫々を制御する。具体的には、撮像制御部１２は、移動用位置検出部２４であるエンコーダからのエンコーダパルスに基づいて、常に一定の撮像開始タイミングで各粗調用撮像部６による粗調用撮像と各微調用撮像部７による微調用撮像とを行うのである。

すなわち、上記撮像制御部１２は、搬入位置２６から処理位置２２への基板２の移動が開始された後、移動用位置検出部２４による検出位置に基づいて、基板２が粗調用撮像位置に到達したと判定すると、各粗調用撮像部６に撮像指令を与えるのである。この場合、上記粗調用撮像位置は、搬入位置２６と処理位置２２との間の位置であって、各粗調用撮像部６によって基板２のアライメントマーク３を含む上記第１領域を撮像することが可能な位置である。さらに、撮像制御部１２は、粗調アライメントが終了した後、移動用位置検出部２４による検出位置に基づいて、基板２が処理位置２２に到達したと判定すると、各微調用撮像部７に撮像指令を与えるのである。

上記演算処理部９の画像処理部１３は、各粗調用撮像部６によって撮像された上記第１領域の撮像画像(以下、粗調用撮像画像と言う)を処理して、各粗調用撮像部６による撮像画像の処理画像を得る。さらに、画像処理部１３は、各微調用撮像部７によって撮像された上記第２領域の撮像画像(以下、微調用撮像画像と言う)を処理して、各微調用撮像部７による撮像画像の処理画像を得る。尚、本実施の形態においては、画像処理部１３は、各粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の夫々を２値化して、各粗調用撮像部６による撮像画像の２値化画像を得る。さらに、各微調用撮像部７による微調用撮像画像の夫々を２値化して、各微調用撮像部７による撮像画像の２値化画像を得るようにしている。

上記記憶部８には、粗調用目標位置と微調用目標位置とが記憶されている。ここで、上記粗調用目標位置は、一方の粗調用撮像部６による上記粗調用撮像画像の２値化画像に基づく基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心があるべき位置と、他方の粗調用撮像部６による上記粗調用撮像画像の２値化画像に基づく基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心があるべき位置とを含んでいる。また、上記微調用目標位置は、一方の微調用撮像部７による上記微調用撮像画像の２値化画像に基づく基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心があるべき位置と、他方の微調用撮像部７による上記微調用撮像画像の２値化画像に基づく基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心があるべき位置とを含んでいる。

上記補正量計測部１４は、画像処理部１３によって得られた各粗調用撮像部６による上記粗調用撮像画像の処理画像と、記憶部８に記憶されている上記粗調用目標位置と、に基づいて、粗調用補正量を計算する。すなわち、先ず、補正量計測部１４は、画像処理部１３によって得られた一方の粗調用撮像部６による上記粗調用撮像画像の２値化画像に基づいて、基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測する。さらに、画像処理部１３によって得られた他方の粗調用撮像部６による上記粗調用撮像画像の２値化画像に基づいて、基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測する。その後、補正量計測部１４は、上述のようにして計測された各位置と、記憶部８に記憶されている上記粗調用目標位置とに基づいて、上記第１補正量である粗調用補正量を算出するのである。ここで、上記粗調用補正量は、上記計測された各位置と上記粗調用目標位置とのずれ量に相当する。

さらに、上記補正量計測部１４は、画像処理部１３によって得られた各微調用撮像部７による上記微調用撮像画像の処理画像と記憶部８に記憶されている上記微調用目標位置とに基づいて、微調用補正量を計算する。すなわち、先ず補正量計測部１４は、画像処理部１３によって得られた一方の微調用撮像部７による上記微調用撮像画像の２値化画像に基づいて、基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測する。さらに、画像処理部１３によって得られた他方の微調用撮像部７による上記微調用撮像画像の２値化画像に基づいて、基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測する。この後、補正量計測部１４は、上述のようにして計測された各重心の位置と、記憶部８に記憶されている上記微調用目標位置とに基づいて、第２補正量である微調用補正量を算出するのである。ここで、上記微調用補正量は、上記計測された各位置と上記微調用目標位置とのずれ量に相当する。

上記基板２は、外部搬送装置である搬送ロボット２７によって、保持部１８の保持面１９上に搬入される。あるいは、保持部１８から搬出される。搬送ロボット２７は、基板２を受けるＵ字状受け部３２を有する乗載部材３３を含んで構成されている。保持部１８には複数の保持ピン(図示せず)が設けられる。上記各保持ピンは、保持部１８の保持面１９から上方にＵ字状受け部３２の厚さよりも長く突出している突出状態と、保持面１９よりも下方に退避している退避状態と、に変化可能になっている。

上記各保持ピンが突出状態の場合に、搬送ロボット２７の乗載部材３３におけるＵ字状受け部３２は、上記各保持ピンによって保持されている基板２の裏面と保持面１９との間に入り込むことができる。そして、このようにＵ字状受け部３２が基板２の裏面と保持面１９との間に入り込んだ状態で乗載部材３３が上下に移動することによって、基板２を上記保持ピン上に載せたり、基板２を上記保持ピンから上方に離間させたりすることができる。つまり、上記各保持ピンが突出状態の場合に基板２を上記各保持ピン上に載せ、その後上記各保持ピンを退避状態にすることによって、保持部１８の保持面１９上に基板２を載置することができるのである。

図４は、上記演算処理部９による制御の下に行われる基板搬送処理動作のフローチャートである。以下、図４に従って、基板搬送装置１によって行われる基板搬送方法について説明する。

本基板搬送処理動作は、上記搬送ロボット２７によって保持部１８に基板２が搬入されて保持面１９上に載置されるとスタートする。ここで、搬送ロボット２７によって保持部１８に基板２が搬入される際には、移動ステージ制御部１１は、基板２が搬入位置２６において保持部１８に搬入されるように、予め、移動用駆動部２３を制御して移動ステージ５の上記移動用可動部を搬入位置２６に移動させておく必要がある。

基板搬送処理動作が開始されると、先ず、移動ステージ制御部１１によって、保持部１８によって保持されている基板２を搬入位置２６から処理位置２２に移動させるための移動量が、移動用駆動部２３に出力される。そして、移動用駆動部２３によって、上記移動量に応じて、移動ステージ５の上記移動用可動部が上記移動用ベースに対して第１移動方向Ｙ１にスライド変位される。こうして、保持部１８によって保持されている基板２が、搬入位置２６から処理位置２２に向かって移動される。

以上のごとく、上記基板２の搬入位置２６から処理位置２２への移動が開始されると、ステップＳ1で、上記撮像制御部１２によって、移動用位置検出部２４で検出された上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する位置に基づいて、基板２が粗調用撮像位置に到達したか否かが判別される。その結果、基板２が上記粗調用撮像位置に到達していればステップＳ2に進み、そうでなければ当該ステップＳ1が再度実行される。

ステップＳ2で、上記撮像制御部１２によって、各粗調用撮像部６に対して撮像指令が出力される。そして、各粗調用撮像部６によって、上記撮像指令に応答して、基板２のアライメントマーク３を含む上記第１領域が撮像される。本実施の形態においては、移動ステージ５によって基板２が移動されている最中に、各粗調用撮像部６による撮像が実行されるようになっている。その後、画像処理部１３によって、各粗調用撮像部６によって撮像された撮像画像の夫々が２値化され、上記粗調用撮像画像の２値化画像が得られる。

ステップＳ3で、上記補正量計測部１４によって、先ず、画像処理部１３で得られた両方の粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の２値化画像に基づいて、基板２における一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置と、他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置と、が計測される。次に、上述のようにして計測された各重心の位置と、記憶部８に記憶されている上記粗調用目標位置とに基づいて、上記粗調用補正量が算出される。

ステップＳ4で、上記アライメントステージ制御部１０によって、以下のようにして、粗調アライメントを行う必要があるか否かが判別される。その結果、必要であればステップＳ5に進み、不必要であればステップＳ5をスキップする。尚、上記粗調アライメントが必要か否かの判別は、次のようにして行われる。すなわち、補正量計測部１４によって算出された上記粗調用補正量が第１許容範囲以内にある場合には、上記粗調アライメントは不必要であると判別され、上記第１許容範囲外である場合には、上記粗調アライメントが必要であると判別するのである。

ここで、上記粗調アライメントが必要か否かの判別の際に用いられる上記第１許容範囲としては、処理位置２２において、基板２のアライメントマーク３が上記第２領域内に在る場合に上記粗調用補正量が呈する値の範囲が設定される。その場合、上記粗調用補正量が第１許容範囲以内にある場合には、粗調アライメント無しでも微調アライメントが可能であるため、本実施の形態においては、上述のように粗調アライメント動作を省略するのである。

ステップＳ5で、上記アライメントステージ制御部１０によって、補正量計測部１４で算出された上記粗調用補正量に基づいて粗調用補正移動量が求められ、アライメント用駆動部２０に出力される。そうすると、アライメント用駆動部２０によって、上記粗調用補正移動量に基づいて、アライメントステージ４の上記アライメント用移動部が上記アライメント用ベースに対して第１アライメント方向Ｘ,第２アライメントＹおよび第３アライメント方向θに変位される。このようにして、保持部１８に保持されている基板２の位置が粗調整される。

ステップＳ6で、上記撮像制御部１２によって、移動用位置検出部２４で検出された上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する位置に基づいて、基板２が処理位置２２に到達したか否かが判別される。その結果、処理位置２２に到達していればステップＳ7に進み、そうでなければ当該ステップＳ6が再度実行される。尚、基板２は、上記粗調アライメントの終了と時間的に前後して処理位置２２に到達する。

ステップＳ7で、上記撮像制御部１２によって、各微調用撮像部７に対して撮像指令が出力される。そして、各微調用撮像部７によって、上記撮像指令に応答して、基板２のアライメントマーク３を含む上記第２領域が撮像される。本実施の形態においては、基板２が静止している状態で、各微調用撮像部７による撮像が実行される。この後、画像処理部１３によって、各微調用撮像部７で撮像された撮像画像の夫々が２値化され、上記微調用撮像画像の２値化画像が得られる。

ステップＳ8で、上記補正量計測部１４によって、先ず、画像処理部１３で得られた両方の微調用撮像部７による微調用撮像画像の２値化画像に基づいて、基板２における一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置と、他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置と、が計測される。次に、上述のようにして計測された各重心の位置と、記憶部８に記憶されている上記微調用目標位置とに基づいて、上記微調用補正量が算出される。

ステップＳ9で、上記アライメントステージ制御部１０によって、以下のようにして、微調アライメントを行う必要があるか否かが判別される。その結果、必要であればステップＳ10に進み、必要でなければ基板搬送処理動作が終了される。尚、上記微調アライメントが必要か否かの判別は、次のようにして行われる。すなわち、補正量計測部１４によって算出された上記微調用補正量が第２許容範囲以内にある場合には、上記微調アライメントは不必要であると判別され、上記第２許容範囲外である場合には、上記微調アライメントが必要であると判別されるのである。

ここで、上記微調アライメントが必要か否かの判別の際に用いられる上記第２許容範囲としては、処理位置２２において、基板２に対して欠陥検査および修正等の処理が行われるに際して要求される精度に応じて予め設定されている。その場合、上記微調用補正量が上記第２許容範囲以内にある場合には、微調アライメントが無くともよいので、本実施の形態においては、上述のように微調アライメント動作を省略するのである。

ステップＳ10で、上記微調アライメント処理を実際に行うか否かが判別される。その結果、上記微調アライメント処理を行う場合にはステップＳ11に進み、そうでなければ加工位置算出処理を実行するためにステップＳ12に進む。尚、上記微調アライメント処理を行うか否かの判別は、予め設定されて記憶部８に記憶されているパラメータに応じて行われる。

ステップＳ11で、上記アライメントステージ制御部１０によって、補正量計測部１４で算出された上記微調用補正量に基づいて微調用補正移動量が求められ、アライメント用駆動部２０に出力される。そうすると、アライメント用駆動部２０によって、上記微調用補正移動量に基づいて、アライメントステージ４の上記アライメント用移動部が上記アライメント用ベースに対して第１アライメント方向Ｘ,第２アライメントＹおよび第３アライメント方向θに変位される。このようにして、保持部１８に保持されている基板２の位置が微調整される。そうした後、基板搬送処理動作が終了される。

ステップＳ12で、上記加工位置算出部１５によって、補正量計測部１４で算出された上記微調用補正量に基づいて上記微調用補正移動量が求められ、この微調用補正移動量に基づいて加工処理位置が算出される。そして、算出された上記加工処理位置が記憶部８に記憶される。そうした後、基板搬送処理動作が終了される。

図５は、上記演算処理部９による制御の下に行われる基板搬送処理動作のタイミングチャートである。(１)は基板２の移動を示し、(２)は基板２のアライメントを示し、(３)は各粗調用撮像部６による撮像を示し、(４)は各微調用撮像部７による撮像を示し、(５)は補正量計測部１４による計測を示す。

基板搬送処理動作が開始されると、先ず、(１)に示すように、時刻ｔ1において、移動ステージ５による基板２の移動が開始される。その後、基板２が粗調用撮像位置に到達した時刻ｔ2において、(３)に示すように、各粗調用撮像部６による撮像が開始され、時刻ｔ3において、上記撮像が終了する。その後、(５)に示すように、時刻ｔ4において補正量計測部１４による各重心の位置の計測が開始され、時刻ｔ5において上記粗調用補正量の算出が終了する。補正量計測部１４によって上記粗調用補正量が算出された後、(２)に示すように、時刻ｔ6において、アライメントステージ４による粗調アライメントが開始される。

上記移動ステージ５による基板２の移動の終了とアライメントステージ４による粗調アライメントの終了とは、時間的に前後する。図５においては、上記粗調アライメントが終了された後に基板２の移動が終了される場合を例示している。したがって、(２)に示すように、時刻ｔ7において上記粗調アライメントが終了した後に、(１)に示すように、時刻ｔ8において移動ステージ５による基板２の移動が終了する。

上記移動ステージ５による基板２の移動およびアライメントステージ４による上記粗調アライメントが終了した後、(４)に示すように、時刻ｔ9において各微調用撮像部７による撮像が開始され、時刻ｔ10において上記撮像が終了する。その後、(５)に示すように、時刻ｔ11において補正量計測部１４による各重心の位置の計測が開始され、時刻ｔ12において上記微調用補正量の算出が終了する。補正量計測部１４によって微調用補正量が算出された後、(２)に示すように、時刻ｔ13においてアライメントステージ４による微調アライメントが開始され、時刻ｔ14において上記微調アライメントが終了し、基板搬送処理動作が終了する。

以上のごとく、本実施の形態における基板搬送装置１によれば、上記アライメントステージ制御部１０は、移動ステージ５による基板２の移動中に、アライメントステージ４のアライメント用駆動部２０を制御して、基板２の位置を上記粗調用補正量に応じて粗調整させる。このように、アライメントステージ４による粗調アライメントを、移動ステージ５による基板２の移動と並行して行うことによって、上記粗調アライメントを単独で実行する時間をなくすことができ、その結果基板２の移動と基板２のアライメントとに要する時間を短縮することができるのである。

また、上記微調用の撮像が行われる上記第２領域は、上記粗調用の撮像が行われる上記第１領域よりも狭く設定されている。ところが、粗調アライメントの際に、上記第２領域に基板２のアライメントマーク３が確実に含まれるようにしている。したがって、上記第２領域からアライメントマーク３が外れることに起因して微調アライメントが不可能になるという不具合を防止することができるのである。

また、上記アライメントステージ制御部１０は、上記基板２が処理位置２２に到達した後に、アライメントステージ４のアライメント用駆動部２０を制御して、基板２の位置を上記微調用補正量に応じて微調整させる。このように、基板２の位置を上記微調用補正量に応じて微調整するので、処理位置２２での基板２の位置決め精度を向上させることができる。

また、上記各粗調用撮像部６によって、移動ステージ５によって移動される基板２のアライメントマーク３を含む上記第１領域を撮像するようにしている。したがって、各粗調用撮像部６に対する基板供給部を別途設ける必要がなく、基板搬送装置１の設置面積を縮小することができる。

また、上記アライメントステージ制御部１０は、上記粗調用補正量が予め定められた上記第１許容範囲以内である場合に、アライメントステージ４による基板２の粗調アライメントを省略するようにしている。したがって、アライメントステージ４による無駄な調整を無くすことができる。

ところで、上述のような基板搬送処理動作を行う場合には、上記粗調用目標位置と上記微調用目標位置とを予め設定して、記憶部８に記憶しておく必要がある。以下、上記粗調用目標位置および上記微調用目標位置を設定して記憶部８に記憶するための構成とその方法とに付いて、詳細に説明する。

先ず、図１〜図３に従って構成について説明する。基板搬送装置１は、上述した構成に加えて、可動撮像部３４と、可動撮像部搭載ステージ３５と、表示部３６と、操作部３７と、を含んでいる。

上記可動撮像部３４は、上記第２倍率と同程度の倍率の第３光学系と、この第３光学系を介して基板２のアライメントマーク３を含む第３領域を撮像する第３撮像素子と、を含んで構成されている。上記第３光学系は、１個あるいは複数個のレンズによって実現される。また、上記第３撮像素子は、上記電荷結合素子によって実現される。

上記可動撮像部３４は、上記保持面１９の上方に、予め定められた第１アライメント方向Ｘに移動可能に設けられる。さらに、基板２のアライメントマーク３を含む上記第３領域を撮像することができるように、配置される。

上記可動撮像部搭載ステージ３５は、撮像用ベース(図示せず)と、上記撮像用ベースに対して変位可能に設けられると共に可動撮像部３４が取り付けられた撮像用可動部と、撮像用可動部を撮像用ベースに対して変位駆動する撮像用駆動部３８と、上記撮像用可動部の上記撮像用ベースに対する位置を検出する撮像用位置検出部３９と、を含んで構成されている。演算処理部９の可動撮像部搭載ステージ制御部１６は、撮像用位置検出部３９によって検出された位置に基づいて、撮像用駆動部３８の駆動動作を制御する。

上記撮像用ベースは、上記第１支持体２８に固定される。また、上述したように、上記撮像用可動部には可動撮像部３４が固定されている。上記撮像用可動部は、上記撮像用ベースに対して第１アライメント方向Ｘにスライド変位可能である。撮像用駆動部３８は、撮像用可動部を撮像用ベースに対して第１アライメント方向Ｘにスライド変位可能になっている。そして、撮像用位置検出部３９は、上記撮像用可動部の上記撮像用ベースに対する第１アライメント方向Ｘの位置を検出する。尚、この撮像用位置検出部３９は、エンコーダによって実現される。

上記演算処理部９の目標位置設定部１７は、一方の粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測すると共に、他方の粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測する。そして、計測した各重心の位置を、上記粗調用目標位置として記憶部８に記憶させる。

さらに、上記目標位置設定部１７は、一方の微調用撮像部７による微調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測すると共に、他方の微調用撮像部７による微調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置を計測する。そして、計測した各重心の位置を、上記微調用目標位置として記憶部８に記憶させる。

図６は、上記演算処理部９による制御の下に行われる粗調用目標位置及び微調用目標位置の設定処理動作(以下、目標位置設定処理動作と言う)のフローチャートである。以下、図６に従って、上記粗調用目標位置および上記微調用目標位置の設定方法について説明する。保持部１８によって基板２が保持されている状態で、操作者による操作部３７の操作により目標位置設定処理が指示されると、本目標位置設定処理動作がスタートする。

ステップＳ21で、上記可動撮像部搭載ステージ制御部１６によって、撮像用駆動部３８に対して、可動撮像部３４を第１撮像位置へ移動させるための移動量が出力される。そうすると、撮像用駆動部３８によって、上記移動量に応じて、上記撮像用可動部が上記撮像用ベースに対して第１アライメント方向Ｘに変位される。ここで、上記第１撮像位置は、基板２の一方のアライメントマーク３を撮像可能な位置である。このようにして、可動撮像部３４が上記第１撮像位置に移動される。

その後に、上記撮像制御部１２によって、可動撮像部３４に対して撮像指令が出力される。そして、可動撮像部３４によって、上記撮像指令に応答して、基板２の一方のアライメントマーク３を含む上記第３領域が撮像される。その後、画像処理部１３によって、可動撮像部３４によって撮像された撮像画像が２値化され、上記撮像画像の２値化画像が得られる。そして、表示部３６に、画像処理部１３によって得られた上記２値化画像が表示される。

こうして、上記表示部３６に上記２値化画像が表示された状態で、操作者によって、上記２値化画像を見ながら、上記第３領域の中央に一方のアライメントマーク３を位置させるために、操作部３７が操作されて基板２を移動させる指令が入力される。そうすると、この指令に呼応して、移動ステージ制御部１１によって移動用駆動部２３の駆動動作が制御される一方、アライメントステージ制御部１０によってアライメント用駆動部２０の駆動動作が制御される。その際に、アライメントステージ制御部１０は、第１アライメント方向Ｘに関してのみ制御を行い、第２アライメント方向Ｙおよび第３アライメント方向θに関する制御は行わない。

その後、操作者による操作部３７の操作によって、上記第３領域の中央に一方のアライメントマーク３が位置した状態で、移動ステージ５における上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する移動方向Ｙの位置と、アライメントステージ４における上記アライメント用可動部の上記アライメント用ベースに対する第１アライメント方向Ｘの位置と、が記憶部８に記憶される。

ステップＳ22で、上記可動撮像部搭載ステージ制御部１６によって、撮像用駆動部３８に対して、可動撮像部３４を第２撮像位置へ移動させるための移動量が出力される。そうすると、撮像用駆動部３８によって、上記移動量に応じて、上記撮像用可動部が上記撮像用ベースに対して第１アライメント方向Ｘに変位される。ここで、上記第２撮像位置は、基板２の他方のアライメントマーク３を撮像可能な位置である。このようにして、可動撮像部３４が上記第２撮像位置へ移動される。

その後に、上記撮像制御部１２によって、可動撮像部３４に対して撮像指令が出力される。そして、可動撮像部３４によって、上記撮像指令に呼応して、基板２の他方のアライメントマーク３を含む上記第３領域が撮像される。その後、画像処理部１３によって、可動撮像部３４によって撮像された撮像画像が２値化され、上記撮像画像の２値化画像が得られる。そして、表示部３６に、画像処理部１３によって得られた上記２値化画像が表示される。

こうして、上記表示部３６に上記２値化画像が表示された状態で、操作者によって、上記２値化画像を見ながら、上記第３領域の中央に他方のアライメントマーク３を位置させるために、操作部３７が操作されて基板２を移動させる指令が入力される。そうすると、この指令に呼応して、操作部３７からの指令に応答して、移動ステージ制御部１１によって移動用駆動部２３の駆動動作が制御される一方、アライメントステージ制御部１０によってアライメント用駆動部２０の駆動動作が制御される。その際に、アライメントステージ制御部１０は、第１アライメント方向Ｘに関してのみ制御を行い、第２アライメント方向Ｙおよび第３アライメント方向θに関する制御は行わない。

その後、操作者による操作部３７の操作によって、上記第３領域の中央に他方のアライメントマーク３が位置した状態で、移動ステージ５における上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する移動方向Ｙの位置と、アライメントステージ４における上記アライメント用可動部の上記アライメント用ベースに対する第１アライメント方向Ｘの位置と、が記憶部８に記憶される。

ステップＳ23で、上記補正量計測部１４によって、上記ステップＳ21および上記ステップＳ22において記憶部８に記憶された各位置と、上記第１撮像位置と、上記第２撮像位置とに基づいて、基板２の傾きが計測される。ここで、基板２の傾きとは、基板２の各アライメントマーク３を結ぶ方向と第１アライメント方向Ｘとが、上記仮想一平面内で成す角度に相当する。

ステップＳ24で、上記アライメントステージ制御部１０によって、補正量計測部１４で計測された基板２の傾きに基づいて、上記基板２の傾きをなくすような補正移動量が求められ、この補正移動量がアライメント用駆動部２０に出力される。本実施の形態の場合には、基板２の各アライメントマークを結ぶ方向と第１アライメント方向Ｘとが平行になるように、上記補正移動量が決定される。

そうすると、上記アライメント用駆動部２０によって、アライメントステージ制御部１０からの補正移動量に応じて、アライメントステージ４の上記アライメント用可動部が上記アライメント用ベースに対して第２アライメント方向θに角変位される。このようにして、保持部１８で保持されている基板２の傾きが調整される。

このように、予め基板２の傾きが調整されるので、後述のようにしてアライメントマーク３の目標位置を設定する際に、上記第２領域内にアライメントマーク３を収めるための基板２の位置調整に要する手間を軽減することができる。

ステップＳ25で、上記移動ステージ制御部１１によって、保持部１８に保持されている基板２を処理位置２２へ移動させるための移動量が、移動用駆動部２３に入力される。そうすると、移動用駆動部２３によって、上記移動量に基づいて、上記移動用可動部が上記移動用ベースに対して移動方向Ｙにスライド変位される。こうして、基板２が処理位置２２に移動される。

以後、上記撮像制御部１２によって、各微調用撮像部７に撮像指令が出力される。そして、各微調用撮像部７によって、上記撮像指令に呼応して基板２が撮像される。さらに、画像処理部１３によって、各微調用撮像部７により撮像された撮像画像が処理(２値化処理)されて処理画像(２値化画像)が得られる。そして、表示部３６に、各微調用撮像画像の２値化画像が表示される。

こうして、上記表示部３６に上記各２値化画像が表示された状態で、操作者によって、上記各２値化画像を見ながら、操作部３７が操作されて、上記第２領域内に基板２のアライメントマーク３を位置させるために、基板２を移動させる指令が入力される。そうすると、この指令に呼応して、移動ステージ制御部１１によって移動用駆動部２３の駆動動作が制御される一方、アライメントステージ制御部１０によってアライメント用駆動部２０の駆動動作が制御される。その際に、アライメントステージ制御部１０は、第１アライメント方向Ｘに関してのみ制御を行う。

その後、操作者による操作部３７の操作によって、上記微調用目標位置の設定の指令が入力される。そうすると、この指令に呼応して、目標位置設定部１７によって、一方の微調用撮像部７による微調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置が計測されると共に、他方の微調用撮像部７による微調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置が計測される。そして、この計測された各重心の位置が、上記微調用目標位置として記憶部８に記憶される。こうして、上記微調用目標位置が設定されるのである。

ステップＳ26で、上記移動ステージ制御部１１によって、保持部１８に保持されている基板２を処理位置２２から搬入位置２６に移動させるための移動量が、移動用駆動部２３に入力される。そうすると、移動用駆動部２３によって、上記移動量に基づいて、上記移動用可動部が上記移動用ベースに対して移動方向Ｙにスライド変位される。こうして、基板２が処理位置２２から搬入位置２６に移動される。

この後、上記移動ステージ制御部１１によって、保持部１８に保持されている基板２を搬入位置２６から処理位置２２に移動させるための移動量が、移動用駆動部２３に入力される。そうすると、移動用駆動部２３によって、上記移動量に基づいて、上記移動用可動部が上記移動用ベースに対して移動方向Ｙにスライド変位される。こうして、基板２が搬入位置２６から処理位置２２に移動される。

上記搬入位置２６から処理位置２２への基板２の移動が開始されると、撮像制御部１２によって、移動用位置検出部２４で検出された移動ステージ５の上記移動用可動部の上記移動用ベースに対する位置に基づいて、基板２が粗調用撮像位置に到達したか否かが判定され、上記粗調用撮像位置に到達したと判定されると各粗調用撮像部６に撮像指令が出力される。

そうすると、上記各粗調用撮像部６によって、撮像制御部１２からの撮像指令に呼応して基板２が撮像される。本実施の形態においては、基板２が移動している状態で、各粗調用撮像部６による撮像が行われる。このように、上述した基板搬送処理動作の場合と同一の撮像条件で、各粗調用撮像部６による撮像が行われるのである。その後、画像処理部１３によって、各粗調用撮像部６で撮像された撮像画像の夫々が２値化されて、各粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の２値化画像が得られる。

そして、上記目標位置設定部１７によって、一方の粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の２値化画像に基づいて基板２の一方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置が計測されると共に、他方の粗調用撮像部６による粗調用撮像画像の２値化画像に基づく基板２の他方のアライメントマーク３に相当する部分の重心の位置が計測される。そして、この計測された各重心の位置が上記粗調用目標位置として記憶部８に記憶される。こうして、上記粗調用目標位置が設定されると、目標位置設定処理動作が終了される。

以後、こうして設定された上記微調用目標位置および上記粗調用目標位置を用いて、図４に示すような基板搬送処理動作が実行されることによって、基板２の搬送が行われるのである。

上述した実施の形態は、この発明の例示に過ぎず、この発明の範囲内において構成を変更することができる。例えば、アライメントステージ制御部１０は、補正量計測部１４によって計測された粗調用補正量の大きさに拘わらず、粗調アライメントを実行するようにしても差し支えない。

この発明の基板搬送装置における概略構成を示す平面図である。 図１に示す基板搬送装置の斜視図である。 図１に示す基板搬送装置の電気的構成を示すブロック図である。 基板搬送処理動作のフローチャートである。 基板搬送処理動作のタイミングチャートである。 目標位置設定処理動作のフローチャートである。

符号の説明

１…基板搬送装置、
２…基板、
３…アライメントマーク、
４…アライメントステージ、
５…移動ステージ、
６…粗調用撮像部、
７…微調用撮像部、
８…記憶部、
９…演算処理部、
１０…アライメントステージ制御部、
１１…移動ステージ制御部、
１２…撮像制御部、
１３…画像処理部、
１４…補正量計測部、
１５…加工位置算出部、
１６…可動撮像部搭載ステージ制御部、
１７…目標位置設定部、
１８…保持部、
１９…保持面、
２０…アライメント用駆動部、
２１…アライメント用位置検出部、
２２…処理位置、
２３…移動用駆動部、
２４…移動用位置検出部、
２５…基台、
２６…搬入位置,搬出位置、
２７…搬送ロボット、
２８…第１支持体、
２９…第１延在部、
３０…第２支持体、
３１…第２延在部、
３２…Ｕ字状受け部、
３３…乗載部材、
３４…可動撮像部、
３５…可動撮像部搭載ステージ、
３６…表示部、
３７…操作部、
３８…撮像用駆動部、
３９…撮像用位置検出部。

Claims (5)

1. アライメントマークが形成された基板が搭載されると共に、上記基板の搭載位置を調整する調整部と、
   上記調整部が搭載されると共に、上記調整部を介して上記基板を搬入位置から処理位置に向かって移動させる基板移動部と、
   上記基板移動部による移動最中の上記基板における上記アライメントマークを含む第１領域を、第１倍率で撮像する第１撮像部と、
   上記基板移動部による移動によって処理位置に到達した上記基板における上記アライメントマークを含むと共に、上記第１領域よりも狭い第２領域を、上記第１倍率よりも高い第２倍率で撮像する第２撮像部と、
   上記第１撮像部による上記第１領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、上記基板移動部による移動最中の上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第１補正量に応じて上記調整部に調整させた後、上記第２撮像部による上記第２領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第２補正量を求め、上記基板移動部が上記処理位置に到達した後の上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第２補正量に応じて上記調整部に調整させる基板位置調整制御部と、
   上記計測された上記第２補正量に基づいて、上記基板に対して加工処理を施す際の加工処理位置を算出する加工位置算出部と
   を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 請求項１に記載の基板搬送装置において、
   上記基板位置調整制御部は、上記第１補正量が予め設定された許容範囲以内に在る場合には、上記調整部による上記第１補正量に応じた上記基板の搭載位置の調整を省略させるようになっていることを特徴とする基板搬送装置。
3. 請求項１に記載の基板搬送装置において、
   上記基板位置調整制御部は、上記加工位置算出部によって上記第２補正量に基づいて上記基板の加工処理位置が算出された場合は、上記調整部による上記第２補正量に応じた上記基板の搭載位置の調整を省略させるようになっていることを特徴とする基板搬送装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の基板搬送装置において、
   上記基板には、複数の上記アライメントマークが形成されており、
   上記基板における上記アライメントマークを含む第３領域を撮像する第３撮像部と、
   所定の方向に移動可能に設けられると共に、上記第３撮像部が取り付けられて、上記第３撮像部を上記所定の方向に移動させる第３撮像部移動部と
   をさらに備え、
   上記基板位置調整制御部は、上記第３撮像部移動部を制御して上記第３撮像部によって撮像された上記各第３領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第３補正量を求め、上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第３補正量に応じて上記調整部に調整させるようになっている
   ことを特徴とする基板搬送装置。
5. アライメントマークが形成されると共に調整部に搭載された基板を、基板移動部によって、搬入位置から処理位置に向かって移動させ、
   上記処理位置に向かって上記基板が移動している最中に、上記基板における上記アライメントマークを含む第１領域を、第１撮像部によって第１倍率で撮像し、
   基板位置調整制御部によって、上記第１領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第１補正量を求め、
   上記処理位置に向かって上記基板が移動している最中に、上記調整部によって、上記基板における上記調整部上での搭載位置を、上記第１補正量に応じて調整し、
   上記基板移動部による移動によって上記基板が上記処理位置に到達した後、上記基板における上記アライメントマークを含むと共に、上記第１領域よりも狭い第２領域を、第２撮像部によって、上記第１倍率よりも高い第２倍率で撮像し、
   基板位置調整制御部によって、上記第２領域の撮像画像に基づいて、上記基板の上記調整部に対する搭載位置の第２補正量を求め、
   上記基板が上記処理位置に到達した後に、上記第２補正量に応じて、上記調整部によって上記基板における上記調整部上での搭載位置を調整すること、あるいは、加工位置算出部によって上記基板における加工処理位置を算出すること、の何れか一方を行う
   ことを特徴とする基板搬送方法。

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