JP2016025293A - 基板保持検査方法および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板保持部により基板を略水平姿勢に保持する保持工程と、基板保持部に保持される基板を水平方向から撮像して第1画像を取得する撮像工程と、第1画像に基づいて基板保持部による基板の保持を検査する検査工程とを備えている。
【選択図】図5
Description
以下、本発明にかかる基板保持検査方法の第1実施形態を適用可能な基板処理装置を具備する基板処理システムの概要について説明する。図1は基板処理システムの概略構成を示す図である。より詳しくは、図1は本発明を好適に適用可能な基板処理システムの一態様の上面図である。この基板処理システム1は、それぞれが互いに独立して基板に対し所定の処理を実行可能な基板処理ユニット1A、1B、1C、1Dと、これらの基板処理ユニット1A〜1Dと外部との間で基板の受け渡しを行うためのインデクサロボット(図示省略)が配置されたインデクサ部1Eと、システム全体の動作を制御する制御部80(図3)とを備えている。なお、各図における方向を統一的に示すために、図1左下に示すようにXYZ直交座標軸を設定する。ここでは、XY平面が水平面、Z軸が鉛直軸を表しており、Z軸が延びている方向が本発明の「鉛直軸方向」に相当している。
ところで、上記第1実施形態では、基板Wが一周する間にカメラ72により連続的に撮像された水平画像IHの各々から切り出した15個の検査画像I2の濃度値について標準偏差を求め、これを特徴量として用いているが、特徴量はこれに限定されるものではない。例えば、以下に説明する第2実施形態では、カメラ72により連続的に撮像された各水平画像IHでの鉛直軸方向Zにおける濃度分布を示すデータ、つまり濃度プロファイルに基づいて特徴量を算出している。なお、本発明にかかる基板保持検査方法の第2実施形態を適用可能な基板処理装置の構成は基本的に上記基板処理ユニット(基板処理装置)1Aと同一である。この点に関しては、後で説明する実施形態においても同様である。また、当該基板処理ユニット1Aで実行される動作のうち特徴量の内容、算出方法および判定方法を除く動作についても第1実施形態と同一であり、この点に関しては後で説明する第2実施形態および第3実施形態においても同様である。したがって、以下のおいては相違点を中心に説明し、同一構成および動作については同一符号を付して説明を省略する。
AD(0)={D(0,0)+D(1,0)+…+D(m-1,0)}/m
AD(1)={D(0,1)+D(1,1)+…+D(m-1,1)}/m
…
AD(n−1)={D(0,n-1)+D(1,n-1)+…+D(m-1,n-1)}/m
に基づいて算出する。こうして濃度プロファイルが得られ、水平画像IH毎に上式で算出された各Z座標位置に対する平均濃度値ADをプロットすることにより、例えば図9(b)〜(d)に示す濃度プロファイルのグラフが得られる。なお、図9(b)〜(d)中の各曲線が一の水平画像IHに含まれる鉛直軸方向Zにおける濃度プロファイルを示しており、図9(b)〜(d)の各々において15本の濃度プロファイルが図示されている。これらの濃度プロファイルはいずれも凹の谷形状を有しているが、当該谷形状部分が鉛直軸方向Zでの基板Wの位置を示している。
上記第2実施形態では、鉛直軸方向Zにおける濃度プロファイルから特徴点A〜Cを導出するとともに当該特徴点A〜Cで規定される三角形を用いて特徴量を導出しているが、例えば図12に示すように水平画像IH間での平均濃度値ADの最大変動量ΔADを特徴量として導出してもよく、第2実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、既に図9(b)〜(d)を用いて説明したように、基板保持が適正状態であるときにはいずれの水平画像IHにおいても濃度プロファイルは同一形状でしかも同一位置にある。そのため、水平画像IH間での平均濃度値ADの変動量はゼロあるいはそれに近い値となる。これに対し、不適正状態になると水平画像IH毎に濃度プロファイルの形状が相互に異なり、しかも谷形状部分の位置も大きく変動する。このため、例えば図12に示すように平均濃度値ADが水平画像IH間で変動する領域が発生し、当該変動領域では比較的大きな変動量ΔADが観測される。つまり、最大変動量ΔADが濃度プロファイルの変化を示す指標値として機能する。
上記第1実施形態ないし第3実施形態では、水平画像IHから特徴量を導出し、当該特徴量に基づいてスピンチャック11により基板Wが適正に保持されているか否かを検査しているが、水平画像IHから基板Wのエッジに関する情報(以下「エッジ情報」という)を求め、さらにエッジ情報から特徴量を導出してもよい。以下、図13および図14を参照しつつ本発明の第4実施形態について説明する。
上記第4実施形態では、1枚の水平画像IHに基づいてエッジ検出を行っているが、基板Wを低速回転させながら複数の水平画像IHを撮像するとともに、水平画像IH毎にエッジプロファイル(図14(b)参照)を求め、さらに複数のエッジプロファイルを統計的に解析して基板保持検査を行ってもよい。以下、第4実施形態と相違する点を中心に説明し、同一構成については説明を省略する。
図16は本発明にかかる基板保持検査方法の第6実施形態での基板保持検査を説明するための図である。同図(a)における横軸は鉛直軸方向Zにおけるエッジ座標を示しており、ここでは水平画像IHの鉛直軸方向Zの幅を0.1刻みに分割し、各エッジ座標の出現頻度を求めてヒストグラム化した。また、こうして得られたヒストグラムを任意のエッジ座標幅で平均化することでエッジ座標の出現頻度の平均を求めてプロットしたものが同図(b)である。同図(b)において出現頻度の平均が最大となるエッジ座標(以下「ピーク座標」という)が当該水平画像IHに映り込んだ基板Wの鉛直軸方向Zにおけるエッジに相当する。このようにヒストグラム手法を用いることで鉛直軸方向Zにおける基板Wのエッジを求めることができ、基板Wがスピンチャック11に適正に保持されている場合には、他の水平画像IHに基づき上記ヒストグラム手法により導出される鉛直軸方向Zにおける基板Wのエッジ(出現頻度の平均が最大となるエッジ座標)も大きく変動することはない。これに対し、基板保持が不適正である場合には、水平画像IH毎に大きく変動してしまう。
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、第1実施形態以外の実施形態では、水平画像IHをそのまま本発明の「第1画像」として用いているが、水平画像IHの一部を抽出し、当該抽出画像を本発明の「第1画像」とし、これに基づいて特徴量やエッジ情報などを導出してもよい。
10…基板保持部、
11…スピンチャック、
72…カメラ(撮像部)、
80…制御部、
81…CPU、
I2…検査画像(第2画像)、
IH…水平画像(第1画像)、
R1…回転開始判定領域、
R2…検査領域、
W…基板
Claims (11)
- 基板保持部により基板を略水平姿勢に保持する保持工程と、
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮像して第1画像を取得する撮像工程と、
前記第1画像に基づいて前記基板保持部による前記基板の保持を検査する検査工程と
を備えることを特徴とする基板保持検査方法。 - 請求項1に記載の基板保持検査方法であって、
前記検査工程は、前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を前記第1画像から求め、前記特徴量に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを判定する工程である基板保持検査方法。 - 請求項2に記載の基板保持検査方法であって、
前記検査工程は、
前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第2画像を前記第1画像から切り出す切出工程と、
前記第2画像に基づいて前記特徴量を求め、前記特徴量に基づいて前記判定を行う判定工程と
を有する基板保持検査方法。 - 請求項3に記載の基板保持検査方法であって、
前記基板保持部に保持される前記基板を前記基板保持部とともに鉛直軸周りに回転させる回転工程をさらに備え、
前記撮像工程は回転している前記基板の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の前記第1画像を取得する工程であり、
前記判定工程は前記複数の第1画像から特徴量を求める基板保持検査方法。 - 請求項4に記載の基板保持検査方法であって、
前記判定工程は、
前記複数の第2画像の各々について平均濃度値を求めるとともに前記複数の平均濃度値の標準偏差を前記特徴量として求め、
前記標準偏差が基準値よりも小さいときには前記基板保持部により前記基板が適正に保持されていると判定する一方、
前記標準偏差が基準値以上であるときには前記基板保持部により前記基板が適正に保持されていないと判定する基板保持検査方法。 - 請求項2に記載の基板保持検査方法であって、
鉛直軸が延びる方向が鉛直軸方向であり、
前記検査工程は、
前記第1画像での前記鉛直軸方向における濃度分布を示す濃度プロファイルを求め、前記濃度プロファイルに基づいて前記特徴量を導出する特徴量導出工程と、
前記特徴量導出工程で導出された前記特徴量に基づいて前記判定を行う判定工程と
を有する基板保持検査方法。 - 請求項6に記載の基板保持検査方法であって、
前記基板保持部に保持される前記基板を前記基板保持部とともに鉛直軸周りに回転させる回転工程をさらに備え、
前記撮像工程は回転している前記基板の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の前記第1画像を取得する工程であり、
前記特徴量導出工程は、前記第1画像毎の前記濃度プロファイルを求めるとともに、複数の前記濃度プロファイルの変化を示す指標値を前記特徴量として求める工程である基板保持検査方法。 - 請求項2に記載の基板保持検査方法であって、
前記検査工程は、前記基板保持部により保持される前記基板のエッジに関連するエッジ情報を前記第1画像から求め、前記エッジ情報に基づいて前記特徴量を決定する基板保持検査方法。 - 請求項8に記載の基板保持検査方法であって、
鉛直軸が延びる方向が鉛直軸方向であり、
前記検査工程は、
前記第1画像での前記鉛直軸方向における前記基板のエッジ位置を示すエッジプロファイルを前記エッジ情報として求め、前記エッジプロファイルに基づいて前記特徴量を導出する特徴量導出工程と、
前記特徴量導出工程で導出された前記特徴量に基づいて前記判定を行う判定工程と
を有する基板保持検査方法。 - 請求項4、5または7に記載の基板保持検査方法であって、
前記回転工程を開始した後で前記基板保持部の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の第3画像を取得するとともに前記複数の第3画像を比較して前記基板の回転を確認する回転確認工程をさらに備え、
前記撮像工程および前記検査工程は、前記回転確認工程により前記基板の回転が確認された後で実行される基板保持検査方法。 - 基板保持部により略水平姿勢に保持される基板に対して処理を実行する基板処理装置であって、
前記基板保持部に保持された前記基板を水平方向から撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを検査し、検査結果に応じて前記処理の実行を制御する制御部と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
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