JP2019033170A - 基板処理装置、位置合わせ装置および位置合わせ方法 - Google Patents

基板処理装置、位置合わせ装置および位置合わせ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】簡単な構成でかつ低コストで可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能な基板処理装置、位置合わせ装置および位置合わせ方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１００においては、処理ユニットＰＵに基板Ｗを搬送するハンドＨ１に光学センサ２０が設けられ、処理ユニットＰＵ内のスピンチャック１と一定の位置関係を有する固定部材４に光ファイバ３０が設けられる。ハンドＨ１が処理ユニットＰＵのスピンチャック１に対して予め定められた位置関係にあるときに、光学センサ２０の第１の光出射部２１から出射される光が光ファイバ３０の第２の受光部３１により受光され、光ファイバ３０の第２の光出射部３２に導かれ、第２の光出射部３２から出射される光が第１の受光部２２により受光される。第１の受光部２２の受光量に応じた受光信号が光学センサ２０から出力される。【選択図】図１

Description

本発明は、基板に処理を行う基板処理装置、固定部材に対して可動部材の位置合わせを行う位置合わせ装置および位置合わせ方法に関する。
半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。
このような基板処理装置では、一般に、一枚の基板に対して複数の処理ユニットにおいて連続的に処理が行われる。そのため、基板処理装置には、複数の処理ユニットの間で基板を搬送する基板搬送装置が設けられる。所定の処理ユニット内への基板の搬送および搬入を正確に行うために、予め基板搬送装置のティーチングが行われる。
特許文献１には、複数の処理チャンバを含む処理システムが記載されるとともに、ロボット（基板搬送装置）のエンドエフェクタ（基板保持部）の位置を較正するためのビジョンシステムが記載されている。ビジョンシステムにおいては、カメラ、電源、送信機および配置プレートを含むカメラアセンブリがロボットのエンドエフェクタ（基板保持部）により搬送される。カメラアセンブリのカメラにより取得される画像に基づいてロボットのエンドエフェクタの位置が較正される。
特表２００６−５２２４７６号公報
上記のカメラアセンブリは、カメラアセンブリがエンドエフェクタにより保持された状態でエンドエフェクタが変形しないように、軽量かつコンパクトに作製される。そのため、カメラアセンブリは高価である。
本発明の目的は、簡単な構成でかつ低コストで可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能な基板処理装置、位置合わせ装置および位置合わせ方法を提供することである。
（１）第１の発明に係る基板処理装置は、基板に処理を行う基板処理装置であって、固定部分と、固定部分に対して相対的に移動可能な可動部分と、固定部分および可動部分のうち一方に設けられ、第１の光出射部と第１の受光部とを有する光学センサと、固定部分および可動部分のうち他方に設けられ、第１の光出射部に対応する第２の受光部と第１の受光部に対応する第２の光出射部とを有する導光部材とを備え、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるときに、第１の光出射部から出射される光が第２の受光部により受光され、かつ第２の光出射部から出射される光が第１の受光部により受光されるように、第１の光出射部、第１の受光部、第２の光出射部および第２の受光部が配置される。
その基板処理装置においては、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるときに、第１の光出射部から出射される光が第２の受光部により受光されて導光部材により第２の光出射部に導かれ、第２の光出射部から出射される光が第１の受光部により受光される。したがって、光学センサの出力信号に基づいて可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるか否かを判定することができる。
この場合、光学センサが導光部材から電気的に独立しているので、固定部分と可動部分との間の配線が不要である。したがって、固定部分に対する可動部分の位置を検出するための構成が複雑化しない。また、低コストで固定部分に対する可動部分の位置を検出することができる。
これらの結果、簡単な構成でかつ低コストで可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能となる。
（２）基板処理装置は、基板を支持する基板支持部をさらに備え、固定部分は、基板支持部と一定の位置関係を有する固定部材を含み、可動部分は、基板を保持して基板支持部に搬送する搬送保持部を含んでもよい。
このような構成により、搬送保持部により基板支持部に基板が搬送される場合に、搬送保持部を固定部材に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。この場合、固定部材が基板支持部に対して一定の位置関係を有するので、搬送保持部を基板支持部に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。
（３）基板処理装置は、基板に処理を行う処理ユニットをさらに備え、基板支持部は、基板を保持して回転する回転保持部を含み、固定部材は、回転保持部に対して一定の位置関係を有してもよい。
この場合、搬送保持部を処理ユニットにおける回転保持部に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。
（４）基板処理装置は、基板を支持する複数の基板支持部を備え、固定部分は、複数の基板支持部と一定の位置関係を有する複数の固定部材を含み、可動部分は、基板を保持して複数の基板支持部に搬送する搬送保持部を含み、光学センサは搬送保持部に設けられ、導光部材は複数の固定部材の各々に設けられてもよい。
この場合、導光部材は光学センサよりも安価である。上記の構成では、光学センサが搬送保持部に設けられ、複数の固定部材の各々に導光部材が設けられるので、固定部材の数が多い場合でも、コストの増加が抑制される。
（５）基板処理装置は、基板を保持して回転させる回転保持部をさらに備え、固定部分は、回転保持部に対して一定の位置関係を有する固定部材を含み、可動部分は、回転保持部により保持された基板に所定の処理を行う処理具を含んでもよい。
このような構成により、回転保持部により保持された基板に処理具による処理が行われる場合に、処理具を固定部材に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。この場合、固定部材が回転保持部に対して一定の位置関係を有するので、処理具を回転保持部に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。
（６）処理具は、回転保持部により保持された基板に流体を供給する流体ノズルであってもよい。
このような構成により、回転保持部により保持された基板に流体ノズルにより流体が供給される場合に、流体ノズルを固定部材に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。この場合、固定部材が回転保持部に対して一定の位置関係を有するので、流体ノズルを回転保持部に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能となる。
（７）基板処理装置は、光学センサの出力信号に基づいて、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるか否かを判定する判定部をさらに備えてもよい。
この場合、判定部の判定結果に基づいて可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能となる。
（８）基板処理装置は、可動部分を固定部分に対して相対的に移動させる駆動部と、位置合わせ動作時に、固定部分を含む所定の領域内で可動部分を移動させるように駆動部を制御する位置合わせ制御部と、位置合わせ動作時に、可動部分の位置を現在位置情報として取得する取得部と、位置合わせ動作時に、取得部により取得された現在位置情報および判定部の判定結果に基づいて、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係を有する位置を目標位置情報として生成する生成部と、基板処理動作時に、生成部により生成された目標位置情報に基づいて可動部分を移動させるように駆動部を制御する移動制御部とをさらに備えてもよい。
この場合、位置合わせ動作により目標位置情報が生成され、基板処理動作時に目標位置情報に基づいて固定部分に対する可動部分の移動が制御される。それにより、基板処理動作時において、固定部分に対する可動部分の位置合わせを簡単に行うことができる。
（９）基板処理装置は、基板処理モードおよびティーチングモードに設定可能であり、位置合わせ動作は、ティーチングモード時に行われ、基板処理動作は、基板処理モード時に行われてもよい。
この場合、簡単な構成でかつ低コストで固定部材に対する可動部材のティーチングを行うことができる。
（１０）第２の発明に係る位置合わせ装置は、固定部分と、固定部分に対して相対的に移動可能な可動部分と、固定部分および可動部分のうち一方に設けられ、第１の光出射部と第１の受光部とを有する光学センサと、固定部分および可動部分のうち他方に設けられ、第１の光出射部に対応する第２の受光部と第１の受光部に対応する第２の光出射部とを有する導光部材と、光学センサの出力信号に基づいて、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるか否かを判定する判定部とを備え、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるときに、第１の光出射部から出射される光が第２の受光部により受光され、かつ第２の光出射部から出射される光が第１の受光部により受光されるように、第１の光出射部、第１の受光部、第２の光出射部および第２の受光部が配置される。
その位置合わせ装置においては、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるときに、第１の光出射部から出射される光が第２の受光部により受光されて導光部材により第２の光出射部に導かれ、第２の光出射部から出射される光が第１の受光部により受光される。また、光学センサの出力信号に基づいて、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係にあるか否かが判定される。
この場合、光学センサが導光部材から電気的に独立しているので、固定部分と可動部分との間の配線が不要である。したがって、固定部分に対する可動部分の位置を検出するための構成が複雑化しない。また、低コストで固定部分に対する可動部分の位置を検出することができる。
これらの結果、簡単な構成でかつ低コストで可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能となる。
（１１）第３の発明に係る位置合わせ方法は、第１の光出射部および第１の受光部を有する光学センサが設けられた固定部分に対して、第２の受光部および第２の光出射部を有する導光部材が設けられた可動部材を相対的に移動させるステップと、光学センサの第１の光出射部から光を出射し、導光部材の第２の受光部により受光されて第２の光出射部から出射された光を、光学センサの第１の受光部により受光するステップと、光学センサの出力信号に基づいて、可動部分が固定部分に対して予め定められた位置関係を有するか否かを判定するステップとを含む。
その位置合わせ方法においては、光学センサが導光部材から電気的に独立しているので、固定部分と可動部分との間の配線が不要である。したがって、固定部分に対する可動部分の位置を検出するための構成が複雑化しない。また、低コストで固定部分に対する可動部分の位置を検出することができる。
これらの結果、簡単な構成でかつ低コストで可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能となる。
本発明によれば、簡単な構成でかつ低コストで可動部材を固定部材に対して位置合わせすることが可能になる。
本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成の一部を示す図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１のハンドの基準位置が図１のスピンチャックの回転軸に一致するときの図１のハンドおよび処理ユニットの平面図、側面図および正面図である。 位置合わせ時におけるハンドの移動の一例を示す平面図である。 位置合わせ時におけるハンドの移動の他の例を示す平面図である。 図１の制御部の機能的な構成を示すブロック図である。 ティーチングモードにおける基板処理装置の動作を示すフローチャートである。 図１の基板搬送装置および処理ユニットを備えた基板処理装置の全体構成を示す模式的ブロック図である。 他の実施の形態に係る処理ユニットの一例を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置、位置合わせ装置および位置合わせ方法について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板またはフォトマスク用基板等をいう。
［１］基板処理装置の基本構成
本実施の形態に係る基板処理装置は、基板に処理を行う処理ユニットと基板を搬送する基板搬送装置とを備える。処理ユニットは、基板を支持する基板支持部を含み、基板搬送装置は、基板を保持して処理ユニットの基板支持部に搬送する。
本実施の形態においては、基板支持部は、例えば基板の裏面（下面）を吸着保持するスピンチャック、基板Ｗの外周端部を保持するスピンチャック、基板Ｗの裏面の複数の部分をそれぞれ支持する複数の支持ピン、または基板Ｗが載置されるプレートである。
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成の一部を示す図である。図１では、本実施の形態に係る基板処理装置１００の構成の一部として、基板搬送装置ＷＴの構成と、処理ユニットＰＵの構成の一部とが示される。
図１に示すように、基板搬送装置ＷＴは、基板Ｗを保持するハンドＨ１、光学センサ２０、制御部５１、駆動部５２および位置検出部５３を含む。駆動部５２は、複数のモータにより構成され、制御部５１の制御によりハンドＨ１を上下方向（本例では鉛直方向）および水平方向に移動させるとともに鉛直方向の軸の周りで回転させる。位置検出部５３は、駆動部５２の複数のモータに対応する複数のエンコーダにより構成され、駆動部５２の動作に基づいてハンドＨ１の現在位置を表す信号を制御部５１に出力する。それにより、制御部５１は、基板処理装置１００におけるハンドＨ１の位置を現在位置情報として取得することができる。
光学センサ２０は、例えば光電センサであり、第１の光出射部２１、第１の受光部２２およびセンサ本体部２３を含む。第１の光出射部２１とセンサ本体部２３との間および第１の受光部２２とセンサ本体部２３との間は、光ファイバにより接続されている。第１の光出射部２１および第１の受光部２２は、ハンドＨ１の下面に取り付けられている。センサ本体部２３は、光源、受光素子および制御回路を含む。光源は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）であり、第１の光出射部２１に光を供給する。なお、光源としてレーザダイオードまたは他の発光素子が用いられてもよい。受光素子は、第１の受光部２２の受光量に応じた受光信号を生成する。制御回路は、光源を制御するとともに受光素子により生成された受光信号を制御部５１へ出力する。
図１の処理ユニットＰＵは、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック１を備える。スピンチャック１は、回転駆動部２により回転軸１Ｃの周りで回転可能に支持されている。処理ユニットＰＵには、スピンチャック１と一定の位置関係を有するように固定された固定部材４が設けられている。固定部材４に光ファイバ３０が設けられている。
光ファイバ３０は、第２の受光部３１および第２の光出射部３２を有する。第２の受光部３１は光ファイバ３０の一端面（光入射面）により構成され、第２の光出射部３２は光ファイバ３０の他端面（光出射面）により構成される。
第２の受光部３１は光学センサ２０の第１の光出射部２１に対応し、第２の光出射部３２は光学センサ２０の第１の受光部２２に対応する。詳細には、第１の光出射部２１と第１の受光部２２との間の距離は、第２の受光部３１と第２の光出射部３２との間の距離と等しい。
以下の説明では、ハンドＨ１により保持される基板Ｗの中心が位置すべきハンドＨ１上の位置を基準位置ｒ１と呼ぶ。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１のハンドＨ１の基準位置ｒ１が図１のスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致するときの図１のハンドＨ１および処理ユニットＰＵの平面図、側面図および正面図である。
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、光学センサ２０の第１の光出射部２１と光ファイバ３０の第２の受光部３１とは、ハンドＨ１の基準位置ｒ１が図１のスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致するときに、上下方向において互いに対向するように配置される。また、光学センサ２０の第１の受光部２２と光ファイバ３０の第２の光出射部３２とは、ハンドＨ１の基準位置ｒ１が図１のスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致するときに、上下方向において互いに対向するように配置される。すなわち、ハンドＨ１の基準位置ｒ１が図１のスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致するときに、第１の光出射部２１から出射される光が第２の受光部３１に入射し、第２の光出射部３２から出射される光が第１の受光部２２に入射するように、第１の光出射部２１、第１の受光部２２、第２の受光部３１および第２の光出射部３２が配置される。このような構成において、センサ本体部２３の光源から第１の光出射部２１に光が供給されると、図２（ｂ），（ｃ）に太い矢印ａ１で示すように、第１の光出射部２１から出射される光の大部分が第２の受光部３１に入射し、光ファイバ３０により第２の光出射部３２へ導かれる。また、第２の光出射部３２から出射される光の大部分が、図３（ｂ），（ｃ）に太い矢印ａ２で示すように、第１の受光部２２に入射する。それにより、光学センサ２０において受光素子により生成される受光信号のレベルが高くなる。
一方、ハンドＨ１の基準位置ｒ１が図１のスピンチャック１の回転軸１Ｃから外れた場合には、第１の光出射部２１から出射される光が第２の受光部３１に入射しないか、第１の光出射部２１から出射される光の一部分が第２の受光部３１に入射する。そのため、第１の受光部２２には、全く光が入射しないかまたは微小な光が入射する。したがって、光学センサ２０において受光素子により生成される受光信号のレベルは０となるかまたは低くなる。
これにより、光学センサ２０から出力される受光信号のレベルに基づいて、ハンドＨ１の基準位置ｒ１が図１のスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致するように、ハンドＨ１をスピンチャック１に位置合わせすることが可能になる。ハンドＨ１がスピンチャック１に位置合わせされることにより、基板Ｗの中心が回転軸１Ｃに一致するように、ハンドＨ１に保持される基板Ｗをスピンチャック１上に載置することが可能になる。また、基板Ｗの中心がハンドＨ１の基準位置ｒ１に一致するようにスピンチャック１上の基板ＷをハンドＨ１により受け取ることが可能になる。
本実施の形態では、スピンチャック１に対するハンドＨ１の位置合わせ時に、ハンドＨ１の基準位置ｒ１をスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致させるために、水平方向において回転軸１Ｃを含む所定の領域内でハンドＨ１の基準位置ｒ１を移動させるように駆動部５２が制御される。
図３および図４は、位置合わせ時におけるハンドＨ１の移動の一例および他の例を示す平面図である。図３の例では、太い点線の矢印に示すように、スピンチャック１の回転軸１Ｃを含む所定の領域内で基準位置ｒ１が矩形波状に蛇行するように、ハンドＨ１が移動される。図４の例では、太い点線の矢印に示すように、スピンチャック１の回転軸１Ｃを含む所定の領域内で基準位置ｒ１が渦巻き状に回転するように、ハンドＨ１が移動される。
このようなハンドＨ１の移動において、ハンドＨ１の基準位置ｒ１が回転軸１Ｃに一致するときに、光学センサ２０から出力される受光信号のレベルが最も高くなる。したがって、制御部５１は、位置検出部５３からの出力信号に基づいてハンドＨ１の現在位置情報を取得しつつ、受光信号のレベルに基づいて基準位置ｒ１が回転軸１Ｃに一致したか否かを判定し、受光信号のレベルが最も高くなるときのハンドＨ１の位置を目標位置情報として取得することができる。また、制御部５１は、取得された目標位置情報に基づいてハンドＨ１を移動させることにより、ハンドＨ１をスピンチャック１に位置合わせすることができる。
なお、光ファイバ３０は、ハンドＨ１の移動経路における他の固定部分に設けられてもよい。この場合、ハンドＨ１に保持される基板Ｗの中心がスピンチャック１の回転軸１Ｃとは異なる所定位置にあるときに光学センサ２０から出力される受光信号のレベルが最も高くなってもよい。所定位置とスピンチャック１の回転軸１Ｃとの位置関係に基づいてハンドＨ１により保持される基板Ｗの中心がスピンチャック１の回転軸１Ｃと一致するようにハンドＨ１をスピンチャック１に位置合わせすることができる。
また、光ファイバ３０は、スピンチャック１に対して一定の位置関係を有する部材として回転駆動部２の一部に設けられてもよい。
［２］搬送モードおよびティーチングモード
本実施の形態に係る基板処理装置１００は、基板処理モードおよびティーチングモードに設定可能に構成される。基板処理モードにおいては、図１の基板搬送装置ＷＴは、例えば一の処理ユニットの基板支持部にある基板ＷをハンドＨ１により受け取って搬送し、他の処理ユニットの基板支持部に載置する。また、各処理ユニットは、基板支持部に支持される基板Ｗに対して所定の処理を行う。
ハンドＨ１が所定の基板支持部にある基板Ｗを受け取るための設計上の受け取り位置、およびハンドＨ１が所定の基板支持部に基板Ｗを載置するための設計上の載置位置は、初期の目標位置情報として予め図１の制御部５１に記憶されている。
実際の受け取り位置および実際の載置位置は、基板処理装置１００における処理ユニットの組み付け誤差および基板搬送装置ＷＴの部品の摩耗等の影響により、設計上の受け取り位置および設計上の載置位置からずれる場合がある。
そこで、ティーチングモードにおいては、処理ユニットの基板支持部とハンドＨ１とが、基板Ｗの受け渡しに適した予め定められた位置関係を有するように、上記の位置合わせ動作が行われる。この場合、制御部５１は、基板支持部とハンドＨ１とが予め定められた位置関係を有するときのハンドＨ１の実際の位置を目標位置情報として生成することができる。本実施の形態では、ティーチングモードにおいて、ハンドＨ１に保持される基板Ｗの中心がスピンチャック１の回転軸１Ｃと一致するときのハンドＨ１の位置が目標位置情報として生成される。初期の目標位置情報は、生成された目標位置情報に更新される。基板処理モードにおいては、更新された目標位置情報に基づいて、基板Ｗが搬送される。それにより、基板Ｗの搬送不良および処理不良が防止される。
［３］制御部５１の機能的な構成
以下の説明では、所定の基板支持部に対するハンドＨ１の受け取り位置および載置位置を適宜受け渡し位置と総称する。図５は、図１の制御部５１の機能的な構成を示すブロック図である。制御部５１は、動作モード設定部５１１、現在位置取得部５１２、位置合わせ制御部５１３、受光量取得部５１４、位置関係判定部５１５、目標位置生成部５１６、移動制御部５１７、位置情報記憶部５１８および位置情報更新部５１９を含む。
制御部５１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）により構成される。ＣＰＵがＲＯＭまたは他の記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、制御部５１の各構成要素の機能が実現される。なお、制御部５１の一部または全ての構成要素が電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
動作モード設定部５１１は、例えば使用者による図示しない操作部の操作に基づいて基板処理装置１００を基板処理モードまたはティーチングモードに設定する。位置情報記憶部５１８は、基板搬送装置ＷＴが基板Ｗの受け渡しを行う複数の基板支持部の各々についての設計上の受け渡し位置を初期の目標位置情報として記憶する。
位置合わせ制御部５１３は、ティーチングモードにおいて、一の基板支持部にハンドＨ１を位置合わせする場合に、位置情報記憶部５１８に記憶された初期の目標位置情報に基づいてハンドＨ１を移動させた後、当該基板支持部を含む所定の領域内でハンドＨ１を移動させるように、図１の駆動部５２を制御する。
受光量取得部５１４は、ティーチングモードにおいて、位置合わせ制御部５１３によりハンドＨ１が一の基板支持部の所定の領域内で移動している間に、光学センサ２０から出力される受光信号のレベルを所定のサンプリング周期で取得する。
位置関係判定部５１５は、ティーチングモードにおいて、受光量取得部５１４から与えられた複数の受光信号のレベルに基づいてハンドＨ１が基板支持部に対して予め定められた位置関係にあるか否かを判定する。本実施の形態では、位置関係判定部５１５は、受光信号のレベルが最大となったときにハンドＨ１に保持される基板Ｗの中心がスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致したと判定する。
現在位置取得部５１２は、ティーチングモードにおいて、位置合わせ制御部５１３によりハンドＨ１が一の基板支持部の所定の領域内で移動している間に、受光信号のレベルのサンプリング周期に同期してハンドＨ１の位置を現在位置情報として取得する。
目標位置生成部５１６は、ティーチングモードにおいて、位置関係判定部５１５の判定結果と現在位置取得部５１２から与えられる複数の現在位置情報とに基づいて、ハンドＨ１が基板支持部に対して予め定められた位置関係を有する位置を目標位置情報として生成する。本実施の形態では、目標位置生成部５１６は、ハンドＨ１が一の基板支持部に対して位置合わせされたときのハンドＨ１の位置を目標位置情報として生成する。具体的には、目標位置生成部５１６は、受光信号のレベルが最大となったときに取得された現在位置情報を目標位置情報として生成する。
位置情報更新部５１９は、ティーチングモードにおいて、目標位置生成部５１６により生成された目標位置情報により位置情報記憶部５１８に記憶されている初期の目標位置情報を更新する。
移動制御部５１７は、基板処理モードにおいて、位置情報記憶部５１８に記憶された目標位置情報に基づいて、図１の駆動部５２を制御する。それにより、ハンドＨ１に保持された基板Ｗの中心がスピンチャック１の回転軸１Ｃに一致するようにハンドＨ１がスピンチャック１に基板を搬送する。
［４］ティーチングモードにおける基板処理装置１００の動作
図６は、ティーチングモードにおける基板処理装置１００の動作を示すフローチャートである。ここでは、一の基板支持部に対するハンドＨ１のティーチングについて説明する。初期状態においては、基板処理装置１００がティーチングモードに設定されているものとする。また、図５の位置情報記憶部５１８には、予め一の基板支持部に対する初期の目標位置情報が記憶されている。
この場合、位置合わせ制御部５１３は、位置情報記憶部５１８に記憶された初期の目標位置情報に基づいて、ハンドＨ１を一の基板支持部に対応する受け渡し位置へ移動させる（ステップＳ１１）。
次に、位置合わせ制御部５１３は、ハンドＨ１を一の基板支持部を含む所定の領域内で移動させる（ステップＳ１２）。また、受光量取得部５１４は、光学センサ２０から出力される受光信号のレベルを取得する（ステップＳ１３）。同時に、現在位置取得部５１２は、図１の位置検出部５３の出力信号に基づいて、現在位置情報を取得する（ステップＳ１４）。
その後、位置関係判定部５１５は、所定の領域内でのハンドＨ１の移動が終了したか否かを判定する（ステップＳ１５）。所定の領域内でのハンドＨ１の移動が終了していない場合には、位置関係判定部５１５はステップＳ１３に戻る。それにより、複数の受光信号のレベルおよび複数の現在位置情報が取得される。
ステップＳ１５において所定の領域内でのハンドＨ１の移動が終了した場合には、位置関係判定部５１５は、取得された複数の受光信号のレベルのうち最大のレベルを判定する（ステップＳ１６）。
次に、目標位置生成部５１６は、受光信号の最大のレベルに対応する現在位置情報を目標位置情報として生成する（ステップＳ１７）。
最後に、位置情報更新部５１９は、生成された目標位置情報に基づいて、位置情報記憶部５１８に記憶されている初期の目標位置情報を更新する（ステップＳ１８）。
［５］基板処理装置１００の全体構成
図７は、図１の基板搬送装置ＷＴおよび処理ユニットＰＵを備えた基板処理装置１００の全体構成を示す模式的ブロック図である。図７に示すように、基板処理装置１００は、露光装置５００に隣接して設けられ、制御装置２１０、図１の基板搬送装置ＷＴ、熱処理部２３０、塗布処理部２４０および現像処理部２５０を備える。
制御装置２１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、基板搬送装置ＷＴ、熱処理部２３０、塗布処理部２４０および現像処理部２５０の動作を制御する。また、制御装置２１０は、図１の基板搬送装置ＷＴのハンドＨ１を所定の処理ユニットの基板支持部に位置合わせするための指令を制御部５１に与える。
基板搬送装置ＷＴは、基板処理モードにおいて、基板Ｗを熱処理部２３０、塗布処理部２４０、現像処理部２５０および露光装置５００の間で搬送する。
塗布処理部２４０および現像処理部２５０の各々は、複数の処理ユニットＰＵを含む。塗布処理部２４０に設けられる処理ユニットＰＵには、図１の構成に加えて、スピンチャック１により回転される基板Ｗにレジスト膜を形成するための処理液を供給する処理液ノズル５が設けられる。それにより、未処理の基板Ｗにレジスト膜が形成される。レジスト膜が形成された基板Ｗには、露光装置５００において露光処理が行われる。
現像処理部２５０に設けられる処理ユニットＰＵには、スピンチャック１により回転される基板Ｗに現像液を供給する現像液ノズル６が設けられる。それにより、露光装置５００による露光処理後の基板Ｗが現像される。
熱処理部２３０は、基板Ｗに加熱または冷却処理を行う複数の処理ユニットＴＵを含む。処理ユニットＴＵにおいては、基板支持部として温度調整プレート７が設けられる。温度調整プレート７は、加熱プレートまたはクーリングプレートである。熱処理部２３０においては、塗布処理部２４０による塗布処理、現像処理部２５０による現像処理、および露光装置５００による露光処理の前後に基板Ｗの熱処理が行われる。
ここで、図７に示すように、塗布処理部２４０および現像処理部２５０に設けられる複数の処理ユニットＰＵにおいては、図１の例と同様に、スピンチャック１と一定の位置関係を有する固定部材４に光ファイバ３０が取り付けられている。また、熱処理部２３０に設けられる複数の処理ユニットＴＵにおいては、温度調整プレート７と一定の位置関係を有する固定部材４に光ファイバ３０が取り付けられている。
これにより、基板処理装置１００のティーチングモード時には、基板搬送装置ＷＴのハンドＨ１（図１）を複数の処理ユニットＰＵのスピンチャック１および複数の処理ユニットＴＵの温度調整プレート７に位置合わせすることができる。
上記の構成によれば、光ファイバ３０は光学センサ２０よりも安価であるので、ハンドＨ１を位置合わせすべき基板支持部の数が多い場合でも、位置合わせに必要なコストの増加が抑制される。
上記の基板処理装置１００においては、塗布処理部２４０には、基板Ｗに反射防止膜を形成する処理ユニットＰＵが設けられてもよい。この場合、熱処理部２３０には、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理を行うための処理ユニットＴＵが設けられてもよい。また、塗布処理部２４０には、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜を保護するためのレジストカバー膜を形成する処理ユニットＰＵが設けられてもよい。
さらに、上記の基板処理装置１００においては、基板搬送装置ＷＴによる搬送途中の基板Ｗを一時的に載置するための基板載置部が設けられてもよい。基板載置部は、例えば基板支持部として複数（例えば３つ）の支持ピンが設けられた構成を有する。この場合、複数の支持ピンと一定の位置関係を有する固定部材４上に光ファイバ３０を取り付けることにより基板搬送装置ＷＴのハンドＨ１を複数の支持ピンに位置合わせすることが可能になる。
［６］効果
（ａ）上記の基板処理装置１００においては、処理ユニットＰＵ，ＴＵに基板Ｗを搬送するハンドＨ１に光学センサ２０が設けられ、処理ユニットＰＵ，ＴＵ内の基板支持部と一定の位置関係を有する固定部材４または回転駆動部２に光ファイバ３０が設けられる。
ハンドＨ１が処理ユニットＰＵ，ＴＵの基板支持部に対して予め定められた位置関係にあるときに、第１の光出射部２１から出射される光が第２の受光部３１により受光されて光ファイバ３０により第２の光出射部３２に導かれ、第２の光出射部３２から出射される光が第１の受光部２２により受光される。したがって、光学センサ２０から出力される受光信号に基づいてハンドＨ１が基板支持部に対して予め定められた位置関係にあるか否かを判定することができる。
この場合、光学センサ２０が光ファイバ３０から電気的に独立しているので、処理ユニットＰＵ，ＴＵ内の固定部材４とハンドＨ１との間の配線が不要である。したがって、基板支持部に対するハンドＨ１の位置を検出するための構成が複雑化しない。また、低コストで基板支持部に対するハンドＨ１の位置を検出することができる。
これらの結果、簡単な構成でかつ低コストでハンドＨ１を処理ユニットＰＵ，ＴＵの基板支持部に対して位置合わせすることが可能となる。
（ｂ）また、上記の基板処理装置１００においては、ティーチングモードで光学センサ２０および光ファイバ３０を用いたハンドＨ１の位置合わせが行われる。この場合、対象となる基板支持部について目標位置情報が生成され、生成された目標位置情報に基づいて位置情報記憶部５１８に記憶された初期の目標位置情報が更新される。基板処理モードでは、ティーチングモードで更新された目標位置情報に基づいてハンドＨ１の移動が制御される。それにより、基板処理モードにおいて、基板支持部に対するハンドＨ１の位置合わせを簡単に行うことができる。
［７］他の実施の形態
（ａ）図７の塗布処理部２４０に設けられる処理ユニットＰＵは、以下の構成を有してもよい。図８は他の実施の形態に係る処理ユニットＰＵの一例を示す平面図である。図８に示すように、本例の処理ユニットＰＵは、固定部材４、複数のスピンチャック１、複数の処理液ノズル８および待機部８０を備える。本実施の形態においては、２つのスピンチャック１が処理ユニットＰＵに設けられる。
固定部材４は、２つのスピンチャック１の間に固定されている。本例においても、固定部材４は、２つのスピンチャック１と一定の位置関係を有する。
待機時には、各処理液ノズル８は待機部８０に挿入される。各処理液ノズル８には、図示しない処理液供給系から種々の処理液が供給される。処理ユニットＰＵは、さらにノズル把持部２９１および駆動部２９を備える。ノズル把持部２９１は処理液ノズル８を把持可能に構成される。駆動部２９はノズル把持部２９１を水平方向に移動させる。ノズル把持部２９１が移動されることにより、複数の処理液ノズル８のうちのいずれかの処理液ノズル８がノズル把持部２９１により把持され、駆動部２９により基板Ｗの上方に移動される。スピンチャック１が回転しつつ処理液ノズル８から処理液が吐出されることにより、回転する基板Ｗ上に処理液が供給される。
ここで、図８の処理ユニットＰＵにおいては、ノズル把持部２９１に光ファイバ３０が設けられ、固定部材４に光学センサ２０が設けられている。これにより、光学センサ２０から出力される受光信号に基づいて、ノズル把持部２９１を固定部材４に位置合わせすることができる。この場合、固定部材４は２つのスピンチャック１と一定の位置関係を有するので、一定の位置関係に基づいてノズル把持部２９１を各スピンチャック１に位置合わせすることが可能になる。さらに、ノズル把持部２９１により把持される処理液ノズル８を各スピンチャック１に位置合わせすることができる。
このように、処理ユニットＰＵにおいても、光学センサ２０および光ファイバ３０を用いることにより、処理液ノズル８をスピンチャック１に対して簡単な構成でかつ低コストで位置合わせすることが可能になる。
なお、図８の例では、ノズル把持部２９１に光ファイバ３０が設けられ、固定部材４に光学センサ２０が設けられているが、ノズル把持部２９１に光学センサ２０が設けられ、固定部材４に光ファイバ３０が設けられてもよい。
また、上記の処理ユニットＰＵにおいては、処理液ノズル８に加えて基板Ｗに気体または液体と気体の混合流体を供給するための流体ノズルが設けられてもよい。この場合、流体ノズルをスピンチャック１に位置合わせすることが可能になる。
（ｂ）光学センサ２０および光ファイバ３０のうち一方は、所定の処理ユニットＰＵにおいて、スピンチャック１により保持される基板Ｗ上の膜の厚さを測定する膜厚測定器、基板Ｗの周縁部の周方向の一部領域に形成されたレジスト膜を除去するための除去ノズル、または基板Ｗの周縁部の周方向の一部領域に形成されたレジスト膜を露光するための周縁部露光装置の光出射部に設けられてもよい。この場合、光学センサ２０および光ファイバ３０のうち他方を、当該処理ユニットＰＵ内の固定部材４に設けることにより、スピンチャック１に対する膜厚測定器、除去ノズル、または光出射部の位置合わせが可能となる。
（ｃ）上記実施の形態においては、ハンドＨ１の位置合わせ時に光学センサ２０の第１の光出射部２１から出射された光を第１の受光部２２へ出射するための構成として光ファイバ３０が用いられるが、本発明はこれに限定されない。光ファイバ３０に代えて、反射部材、プリズム等の光学部材が用いられてもよいし、光ファイバ以外の他の導光体が用いられてもよい。
（ｄ）上記実施の形態では、図７の処理ユニットＴＵにおいて、温度調整プレート７に対するハンドＨ１の位置合わせを行うために固定部材４に光ファイバ３０が設けられるが、本発明はこれに限定されない。温度調整プレート７は、スピンチャック１とは異なり、回転しない。したがって、温度調整プレート７に光ファイバ３０が設けられてもよい。この場合、光ファイバ３０の設置スペースを低減することができる。
（ｅ）上記実施の形態に係る基板処理装置１００においては、ティーチングモード時にハンドＨ１の位置合わせが行われるが、基板処理モード時にハンドＨ１の位置合わせが行われてもよい。すなわち、基板Ｗの搬送中に基板支持部に対するハンドＨ１の位置合わせが行われてもよい。
（ｆ）上記実施の形態に係る基板処理装置１００においては、処理ユニットＰＵ，ＴＵに基板Ｗを搬送するハンドＨ１に光学センサ２０が設けられ、処理ユニットＰＵ，ＴＵ内の基板支持部と一定の位置関係を有する固定部材４または回転駆動部２に光ファイバ３０が設けられるが、ハンドＨ１に光ファイバ３０が設けられ、固定部材４または回転駆動部２に光学センサ２０が設けられてもよい。
（ｇ）上記実施の形態に係る基板処理装置１００においては、光学センサ２０および光ファイバ３０は、光学センサ２０と光ファイバ３０との間で上下方向に平行に光が進行するように配置されるが、本発明はこれに限定されない。光学センサ２０および光ファイバ３０は、光学センサ２０と光ファイバ３０との間で水平方向に平行に光が進行するように配置されてもよい。この場合、例えばハンドＨ１および処理ユニットＰＵ内の固定部材４にそれぞれ光学センサ２０および光ファイバ３０が設けられることにより、固定部材４に対してハンドＨ１の上下方向の位置合わせを行うことができる。
（ｈ）光学センサ２０の第１の光出射部２１から出射されて光ファイバ３０の第２の受光部３１に入射する光の強度は、第１の光出射部２１と第２の受光部３１との間の距離に応じて減衰する。また、光ファイバ３０の第２の光出射部３２から出射されて光学センサ２０の第１の受光部２２に入射する光の強度は、第２の光出射部３２と第１の受光部２２との間の距離に応じて減衰する。
そこで、光学センサ２０から取得される受光信号のレベルに基づいて、光学センサ２０と光ファイバ３０との間の距離を算出してもよい。例えば、第１の光出射部２１から出射された光が光ファイバ３０を介して第１の受光部２２に入射するときの光学センサ２０と光ファイバ３０との間の距離と光学センサ２０から出力される受光信号のレベルとの関係を示すテーブルを制御部５１に記憶しておく。この場合、記憶されたテーブルに基づいて、光学センサ２０と光ファイバ３０との間の距離を算出することが可能になる。
（ｉ）基板処理装置１００が複数の処理装置を連結することにより構成される場合に、光学センサ２０および光ファイバ３０は、複数の処理装置の連結状態を確認するために用いることもできる。例えば、一の処理装置と他の処理装置とが正確に連結されたときに、光学センサ２０の第１の光出射部２１から出射される光が、光ファイバ３０の第２の受光部３１に入射し、第２の光出射部３２から出射される光が第１の受光部２２に入射するように、光学センサ２０および光ファイバ３０を一の処理装置および他の処理装置に取り付ける。この場合、光学センサ２０から出力される受光信号に基づいて、一の処理装置と他の処理装置とが正確に連結されたか否かを判定することが可能になる。
（ｊ）上記実施の形態に係る図５の位置関係判定部５１５は、受光量取得部５１４から与えられた複数の受光信号のレベルに基づいて最もレベルが高い受光信号が取得された時点でハンドＨ１が位置合わせされたと判定するが、本発明はこれに限定されない。受光量取得部５１４は、受光量取得部５１４から与えられる受光信号のレベルが予め定められたしきい値を超えた場合に、当該受光信号が取得された時点でハンドＨ１が位置合わせされたと判定してもよい。
［８］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記の実施の形態では、基板処理装置１００が基板処理装置の例であり、ハンドＨ１、ノズル把持部２９１および処理液ノズル８が可動部分の例であり、第１の光出射部２１が第１の光出射部の例であり、第１の受光部２２が第１の受光部の例であり、光学センサ２０が光学センサの例であり、第２の受光部３１が第２の受光部の例であり、第２の光出射部３２が第２の光出射部の例であり、光ファイバ３０が導光部材の例である。
また、スピンチャック１および温度調整プレート７が基板支持部の例であり、固定部材４および回転駆動部２が固定部分および固定部材の例であり、ハンドＨ１が搬送保持部の例であり、処理ユニットＰＵが処理ユニットの例であり、スピンチャック１が回転保持部の例であり、ノズル把持部２９１および処理液ノズル８が処理具および流体ノズルの例であり、位置関係判定部５１５が判定部の例であり、駆動部５２および駆動部２９が駆動部の例である。
また、位置合わせ制御部５１３が位置合わせ制御部の例であり、現在位置取得部５１２が取得部の例であり、目標位置生成部５１６が生成部の例であり、移動制御部５１７が移動制御部の例であり、位置関係判定部５１５、光ファイバ３０、光学センサ２０、ハンドＨ１および固定部材４を含む構成、および位置関係判定部５１５、光ファイバ３０、光学センサ２０、ノズル把持部２９１、処理液ノズル８および固定部材４を含む構成が位置合わせ装置の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
１…スピンチャック，１Ｃ…回転軸，２…回転駆動部，４…固定部材，５，８…処理液ノズル，６…現像液ノズル，７…温度調整プレート，２０…光学センサ，２１…第１の光出射部，２２…第１の受光部，２３…センサ本体部，２９，５２…駆動部，３０…光ファイバ，３１…第２の受光部，３２…第２の光出射部，５１…制御部，５３…位置検出部，８０…待機部，１００…基板処理装置，２１０…制御装置，２３０…熱処理部，２４０…塗布処理部，２５０…現像処理部，２９１…ノズル把持部，５００…露光装置，５１１…動作モード設定部，５１２…現在位置取得部，５１３…位置合わせ制御部，５１４…受光量取得部，５１５…位置関係判定部，５１６…目標位置生成部，５１７…移動制御部，５１８…位置情報記憶部，５１９…位置情報更新部，ａ１，ａ２…矢印，Ｈ１…ハンド，ＰＵ，ＴＵ…処理ユニット，ｒ１…基準位置，Ｗ…基板，ＷＴ…基板搬送装置

Claims (11)

  1. 基板に処理を行う基板処理装置であって、
    固定部分と、
    前記固定部分に対して相対的に移動可能な可動部分と、
    前記固定部分および前記可動部分のうち一方に設けられ、第１の光出射部と第１の受光部とを有する光学センサと、
    前記固定部分および可動部分のうち他方に設けられ、前記第１の光出射部に対応する第２の受光部と前記第１の受光部に対応する第２の光出射部とを有する導光部材とを備え、
    前記可動部分が前記固定部分に対して予め定められた位置関係にあるときに、前記第１の光出射部から出射される光が前記第２の受光部により受光され、かつ前記第２の光出射部から出射される光が前記第１の受光部により受光されるように、前記第１の光出射部、前記第１の受光部、前記第２の光出射部および前記第２の受光部が配置される、基板処理装置。
  2. 基板を支持する基板支持部をさらに備え、
    前記固定部分は、前記基板支持部と一定の位置関係を有する固定部材を含み、
    前記可動部分は、前記基板を保持して前記基板支持部に搬送する搬送保持部を含む、請求項１記載の基板処理装置。
  3. 基板に処理を行う処理ユニットをさらに備え、
    前記基板支持部は、基板を保持して回転する回転保持部を含み、
    前記固定部材は、前記回転保持部に対して一定の位置関係を有する、請求項２記載の基板処理装置。
  4. 基板を支持する複数の基板支持部を備え、
    前記固定部分は、前記複数の基板支持部と一定の位置関係を有する複数の固定部材を含み、
    前記可動部分は、前記基板を保持して前記複数の基板支持部に搬送する搬送保持部を含み、
    前記光学センサは前記搬送保持部に設けられ、
    前記導光部材は前記複数の固定部材の各々に設けられる、請求項１記載の基板処理装置。
  5. 基板を保持して回転させる回転保持部をさらに備え、
    前記固定部分は、前記回転保持部に対して一定の位置関係を有する固定部材を含み、
    前記可動部分は、前記回転保持部により保持された基板に所定の処理を行う処理具を含む、請求項１記載の基板処理装置。
  6. 前記処理具は、前記回転保持部により保持された基板に流体を供給する流体ノズルである、請求項５記載の基板処理装置。
  7. 前記光学センサの出力信号に基づいて、前記可動部分が前記固定部分に対して前記予め定められた位置関係にあるか否かを判定する判定部をさらに備えた、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 前記可動部分を前記固定部分に対して相対的に移動させる駆動部と、
    位置合わせ動作時に、前記固定部分を含む所定の領域内で前記可動部分を移動させるように前記駆動部を制御する位置合わせ制御部と、
    位置合わせ動作時に、前記可動部分の位置を現在位置情報として取得する取得部と、
    位置合わせ動作時に、前記取得部により取得された前記現在位置情報および前記判定部の判定結果に基づいて、前記可動部分が前記固定部分に対して前記予め定められた位置関係を有する位置を目標位置情報として生成する生成部と、
    基板処理動作時に、前記生成部により生成された目標位置情報に基づいて前記可動部分を移動させるように前記駆動部を制御する移動制御部とをさらに備えた、請求項７記載の基板処理装置。
  9. 前記基板処理装置は、基板処理モードおよびティーチングモードに設定可能であり、
    前記位置合わせ動作は、前記ティーチングモード時に行われ、前記基板処理動作は、前記基板処理モード時に行われる、請求項８記載の基板処理装置。
  10. 固定部分と、
    前記固定部分に対して相対的に移動可能な可動部分と、
    前記固定部分および可動部分のうち一方に設けられ、第１の光出射部と第１の受光部とを有する光学センサと、
    前記固定部分および可動部分のうち他方に設けられ、前記第１の光出射部に対応する第２の受光部と前記第１の受光部に対応する第２の光出射部とを有する導光部材と、
    前記光学センサの出力信号に基づいて、前記可動部分が前記固定部分に対して予め定められた位置関係にあるか否かを判定する判定部とを備え、
    前記可動部分が前記固定部分に対して前記予め定められた位置関係にあるときに、前記第１の光出射部から出射される光が前記第２の受光部により受光され、かつ前記第２の光出射部から出射される光が前記第１の受光部により受光されるように、前記第１の光出射部、前記第１の受光部、前記第２の光出射部および前記第２の受光部が配置される、位置合わせ装置。
  11. 第１の光出射部および第１の受光部を有する光学センサが設けられた固定部分に対して、第２の受光部および第２の光出射部を有する導光部材が設けられた可動部材を相対的に移動させるステップと、
    前記光学センサの前記第１の光出射部から光を出射し、前記導光部材の前記第２の受光部により受光されて前記第２の光出射部から出射された光を、前記光学センサの前記第１の受光部により受光するステップと、
    前記光学センサの出力信号に基づいて、前記可動部分が前記固定部分に対して予め定められた位置関係を有するか否かを判定するステップとを含む、位置合わせ方法。
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