JP2023117668A - 基板処理装置及び基板処理システム並びに基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置及び基板処理システム並びに基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】設計情報を利用することにより、精度よく部品の異常を検知できる。【解決手段】マッチング処理部６１は、実画像形状と設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、実画像にいずれの対象部品がマッチングするかを判定する。これにより、撮影時の環境の相違や、光源や水滴・ヒュームの影響を最小限にとどめてマッチングを行うことができる。異常検出部６３は、マッチング処理部６１でマッチングした対象部品について、現実情報と正常情報とを比較することにより、対象部品の異常を検出する。したがって、マッチング精度が向上しているので、異常検出部６３は、精度よく部品の異常を検出できる。また、撮影時に対象部品の一部が見えなくても、実画像形状に特徴点が表れていればマッチングが可能であるので、他の部品との位置関係の影響を最小限にできる。【選択図】図３

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示用や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に所定の処理を行う基板処理装置及び基板処理システム並びに基板処理方法に係り、特に、部品の異常や動作状態を検出する技術に関する。
従来、この種の装置として、処理室と、基板保持部と、ノズルと、カメラと、画像処理部と、監視部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
この装置は、基板保持部と、ノズルと、カメラとが処理室内に配置されている。基板保持部は、処理対象の基板を水平姿勢で保持する。基板保持部は、基板を水平面内で回転させる。ノズルは、基板の側方に外れた原点位置と、基板の上方にあたる吐出位置とに先端部が移動される。ノズルは、基板の処理ごとに、先端部を原点位置から吐出位置に移動され、基板に対して処理液を供給する。カメラは、処理室内の所定位置に取り付けられており、処理ごとに、吐出位置に移動されたノズルの先端部を含む所定領域を撮影する。
監視部は、ノズルの先端部が正常な吐出位置に位置している際の位置情報として、回転制御系からの情報に基づく第１ノズル位置情報を予め記憶している。画像処理部は、カメラで撮影されたノズルの先端部の画像に基づいて、ノズルの位置を示す第２ノズル位置情報を取得し、第２ノズル位置情報を監視部に出力する。監視部は、第１ノズル位置情報と第２ノズル位置情報との対応性に基づいて、ノズルの先端部の位置に異常があるか否かを判断する。
ＷＯ２０１９／１４６４５６号公報
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、回転制御系からの情報に基づく第１ノズル位置情報と、撮影された第２ノズル位置情報とを比較する。したがって、撮影時の環境、光源や水滴・ヒューム（fume）（物質の加熱や昇華によって生じる粉塵、煙霧、蒸気、揮発性粒子）が変化すると、撮影画像が変化する。そのため、撮影画像に基づいて正確な位置情報を精度よく取得できない。その結果。第１ノズル位置情報と第２ノズル位置情報との比較では、ノズルの位置に関して精度よく異常を検知できないという問題がある。
また、回転制御系からの情報に基づく第１ノズル位置情報に代えて、予め正しい吐出位置に移動したノズルを撮影し、これを参照画像とすることも提案されている。しかしながら、参照画像と第２ノズル位置情報との撮影条件が大きく異なると、参照画像と第２ノズル位置情報とに差異があっても、これが異常による差異なのかを正確に判断できない。そのため、やはりノズルの位置に関して精度よく異常を検知できないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、設計情報を利用することにより、精度よく部品の異常を検知できる基板処理装置及び基板処理システム並びに基板処理方法を提供することを目的とする。
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置において、少なくとも異常の検出対象となる対象部品に関する三次元の設計情報を記憶した設計情報記憶部と、前記対象部品を含む実画像を撮影する撮影部と、前記撮影部が撮影した前記実画像における二次元形状としての実画像形状と、前記対象部品の三次元の設計情報に基づく二次元の設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、前記実画像形状にいずれの前記対象部品がマッチングするかを判定するマッチング処理部と、前記マッチング処理部でマッチングした前記対象部品について、マッチングした前記対象部品についての前記実画像に基づく現実情報と、前記対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを比較することにより、前記対象部品の異常を検出する異常検出部と、を備えていることを特徴とするものである。
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、マッチング処理部は、実画像形状と設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、実画像形状にいずれの対象部品がマッチングするかを判定する。マッチング処理部は、特徴点の一致度合いに基づいてマッチングを行うので、撮影時の環境の相違や、光源や水滴・ヒュームの影響を最小限にとどめてマッチングを行うことができる。異常検出部は、マッチングした対象部品についての実画像に基づく現実情報と、対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを比較することにより、対象部品の異常を検出する。したがって、マッチング精度が向上しているので、異常検出部は、精度よく対象部品の異常を検出できる。また、撮影時に対象部品の一部が見えなくても、実画像形状に特徴点が表れていればマッチングが可能であるので、他の部品との位置関係の影響を最小限にできる。
また、本発明において、前記異常検出部は、前記対象部品が正常であると許容できる許容範囲内にある場合における前記対象部品の三次元の設計情報に基づいて前記正常情報を設定することが好ましい（請求項２）。
許容範囲内で正常情報を設定するので、対象部品の加工誤差や組み立て精度のばらつきを吸収できる。したがって、加工誤差や組み立て誤差に起因する異常の誤検知を防止できる。
また、本発明において、基板を水平姿勢で支持し、基板を回転させるスピンチャックと、前記スピンチャックに支持された基板に対して先端部から処理液を吐出するノズルと、前記基板の側方に離れた原点位置と、前記基板の上方である吐出位置とにわたって、前記ノズルの先端部を移動させるノズル移動機構と、さらに備え、前記対象部品は、前記ノズルであり、前記マッチング処理部は、前記ノズルが前記吐出位置に位置するように設定されたタイミングでマッチングを行うことが好ましい（請求項３）。
スピンチャックに支持された基板に対して処理液を供給するノズルをノズル移動機構で移動する際に、ノズルが吐出位置から外れている異常や、ノズルが変形している異常を検出できる。
また、本発明において、前記原点位置から前記吐出位置まで前記ノズルが移動される際にパルスを出力するノズルパルス出力部と、前記ノズルパルス出力部のパルスに基づいて前記ノズル移動機構を制御するノズル移動制御部と、をさらに備え、前記ノズル移動制御部は、前記ノズル移動機構が前記ノズルの先端部を原点位置に移動させる際のタイミングで一度だけ、前記マッチング処理部によりマッチングを行わせ、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報と前記原点位置のパルスとを対応付け、前記異常検出部は、前記対応付けと前記吐出位置におけるパルスとに基づいて前記正常情報を設定することが好ましい（請求項４）。
ノズル移動制御部は、ノズル移動機構がノズルの先端部を原点位置に移動させた際に一度だけ、マッチング処理部によりマッチングを行わせ、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報と原点位置のパルスとを対応付ける。異常検出部は、この対応付けと吐出位置までのパルスとに基づいて、吐出位置における正常情報を設定する。したがって、原点位置から所定パルス数でノズル移動機構により移動される吐出位置に関する正常情報を異常の判定に適した正確なものにできる。また、組み立て誤差による誤判定も防止できる。
また、本発明において、前記スピンチャックは、基板の下面を支持する下面支持部と、前記下面支持部の回転中心から外れた位置に立設され、基板の周縁を支持する周縁支持部とを備えたチャックを周縁部に複数個備え、前記複数個のチャックについて、基板を搬入出する開放位置では前記周縁支持部が基板の周縁に当接しない位置となるように回転し、基板を支持する閉止位置では前記周縁支持部が基板の周縁に当接する位置となるように、チャック動作指令に応じて回転するチャック駆動機構をさらに備え、前記対象部品は、前記チャックであり、前記マッチング処理部は、前記チャック動作指令に応じて動作されるように設定されたタイミングでマッチングを行うことが好ましい（請求項５）。
チャック動作指令に応じてチャック移動機構がチャックを開放位置と閉止位置とに回転する際に、チャックの周縁支持部が開放位置や閉止位置に位置していない異常や、周縁支持部が変形する異常を検出できる。
また、本発明において、前記マッチング処理部は、前記チャックに基板が載置されていない状態で、前記チャック駆動機構が前記チャックを前記閉止位置に回転させた後、これを原点位置として一度だけマッチングを行い、前記異常検出部は、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報に応じて前記正常情報を設定することが好ましい（請求項６）。
マッチング処理部は、チャックに基板が載置されていない状態で、チャックを閉止位置に回転させた後、これを原点位置として一度だけ、マッチングを行う。そして、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報に応じて正常情報を設定する。したがって、正常情報を異常の判定に適した正確なものにできる。また、組み立て誤差による誤判定も防止できる。
また、本発明において、前記スピンチャックの側方を囲うガードと、前記ガードの上端が低い原点位置と、前記原点位置より前記ガードの上端が高い処理位置とにわたって前記ガードを昇降移動させるガード移動機構と、さらに備え、前記対象部品は、前記ガードであり、前記マッチング処理部は、前記ガードが前記処理位置にあるように設定されたタイミングでマッチングを行うことが好ましい（請求項７）。
ガード移動機構でガードを原点位置と処理位置とに昇降移動する際に、ガードが原点位置や処理位置からずれている異常や、ガードの形状が変形している異常を検出できる。
また、本発明において、前記マッチング処理部は、前記ガード移動機構が前記ガードを前記原点位置に移動させた際に一度だけマッチングを行い、前記異常検出部は、その際にマッチングした設計形状に対応する設計情報に応じて前記正常情報を設定することが好ましい（請求項８）。
マッチング処理部は、ガード移動機構がガードを原点位置に移動させた際に一度だけ、マッチングを行う。そして、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報に応じて正常情報を設定する。したがって、正常情報を異常の判定に適した正確なものにできる。また、組み立て誤差による誤判定も防止できる。
また、本発明において、前記マッチング処理部は、前記対象部品ごとにマッチングを複数回行い、前記異常検出部は、前記マッチングごとに異常を検出することが好ましい（請求項９）。
対象部品ごとに複数回のマッチングを行うと、対象部品の移動速度に異常があることを検出できる。
また、本発明において、基板処理システムは、上記のいずれかに記載の基板処理装置を複数台備えていることが好ましい（請求項１０）。
複数台の基板処理装置を備えた基板処理システムであっても、設計情報に基づく異常の検出を行うことができる。
本発明に係る基板処理装置によれば、マッチング処理部は、実画像形状と設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、実画像形状にいずれの対象部品がマッチングするかを判定する。マッチング処理部は、特徴点の一致度合いに基づいてマッチングを行うので、撮影時の環境の相違や、光源や水滴・ヒュームの影響を最小限にとどめてマッチングを行うことができる。異常検出部は、マッチングした対象部品についての実画像に基づく現実情報と、対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを比較することにより、対象部品の異常を検出する。したがって、マッチング精度が向上しているので、異常検出部は、精度よく対象部品の異常を検出できる。また、撮影時に対象部品の一部が見えなくても、実画像形状に特徴点が表れていればマッチングが可能であるので、他の部品との位置関係の影響を最小限にできる。
実施例に係る基板処理装置を示す側面図である。 実施例に係る基板処理装置の平面図である。 実施例に係る基板処理装置のブロック図である。 三次元の設計情報に関するマッチングの概念の説明に供する模式図である。 マッチング処理部及び異常検出部の入出力に関する説明図である。 ノズルに関するマッチングの説明に供する図である。 実施例に係る基板処理装置における処理の流れを示すフローチャートである。 原点位置に移動した状態を示す説明図である。 チャックの異常検出のための説明図である。 チャックの異常検出のための説明図である。 ノズル及びガードの異常検出のための説明図である。 実施例に係る基板処理システムの概略図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
＜１．全体構成＞
図１は、実施例に係る基板処理装置を示す側面図である。図２は、実施例に係る基板処理装置の平面図である。
基板処理装置１は、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Ｗは、例えば、平面視で円形状を呈する。基板処理装置１は、基板Ｗを回転させつつ処理液を供給して所定の処理を基板Ｗに対して行う。
基板処理装置１は、筐体ＣＡを備えている。筐体ＣＡは、内部を周囲雰囲気から遮断する。基板処理装置１は、スピンチャック３を備えている。スピンチャック３は、平面視で基板Ｗより大径の円形状を呈する。スピンチャック３は、下面に回転軸５の上端が連結されている。回転軸５は、下端がモータ７に連結されている。モータ７が駆動されると、スピンチャック３が回転中心Ｐ１周りに回転される。回転中心Ｐ１は、鉛直方向に伸びている。
スピンチャック３は、複数個のチャック９を備えている。スピンチャック３は、上面の周縁部に複数個のスピンチャック９を備えている。本実施例では、スピンチャック３が４個のチャック９を備えている。基板Ｗを水平姿勢で支持したまま、安定的に回転中心Ｐ１周りに回転させることができれば、チャック９の個数は４個に限定されない。
チャック９は、下面支持部１１と、周縁支持部１３とを備えている。下面支持部１１は、基板Ｗの下面を当接して支持する。下面支持部１１は、基板Ｗの下面との接触面積が小さくなるように構成されていることが好ましい。このようにすることで、相互汚染の程度を小さくできる。下面支持部１１は、回転中心Ｐ２で回転自在にスピンチャック３の上面に取り付けられている。回転中心Ｐ２は、鉛直方向に伸びている。周縁支持部１３は、下面支持部１１の上面に立設されている。周縁支持部１３は、下面支持部１１の上面からの高さが基板Ｗの厚みより高く形成されていることが好ましい。このように構成することにより、基板Ｗの周縁を安定して保持できる。周縁支持部１３は、平面視にて、回転中心Ｐ２から下面支持部１１の外縁に向かって離れた位置に設けられている。換言すると、周縁支持部１３は、回転中心Ｐ２から偏芯している。
スピンチャック３の下面には、回転中心Ｐ２に対応する位置に回転用磁石１５が取り付けられている。回転用磁石１５は、下面支持部１１に連結されている。回転用磁石１５は、回転中心Ｐ２周りに回転自在に設けられている。回転用磁石１５の下方には、チャック駆動機構１７が配置されている。
チャック駆動機構１７は、チャック９より回転軸５側に配置されている。チャック駆動機構１７は、例えば、エアシリンダ１９と、駆動用磁石２１とを備えている。駆動用磁石２１は、平面視環状を呈する。エアシリンダ１９は、作動軸が鉛直方向に向けられた姿勢で配置されている。エアシリンダ１９の作動軸の先端には、駆動用磁石２１が取り付けられている。チャック駆動機構１７は、チャック動作指令に応じて動作される。チャック駆動機構１７は、作動されると駆動用磁石２１が上昇してチャック９に接近し、非作動とされると駆動用磁石２１が下降してチャック９から離れる。
チャック９は、図示しない付勢機構を備えている。チャック９は、駆動用磁石２１が下降すると、閉止位置となる。チャック９は、駆動用磁石２１が上昇すると、開放位置となる。閉止位置では、周縁支持部１３が回転中心Ｐ２周りに回転し、周縁支持部１３が回転中心Ｐ１側に近づいて基板Ｗの周縁に当接する。これによりチャック９は、閉止位置において基板Ｗを挟持できる。開放位置では、周縁支持部１３が回転中心Ｐ２周りに回転し、周縁支持部１３が回転中心Ｐ１から離れる方向に移動する。これによりチャック９は、開放位置において基板Ｗを搬入出できる。なお、基板Ｗが載置されていない状態で、駆動用磁石２１が下降すると、周縁支持部１３が基板Ｗの外径より若干内側に移動した原点位置となる。換言すると、チャック９の原点位置は、閉止位置よりも周縁支持部１３が回転中心Ｐ１側に位置する。
チャック９の回転用磁石１５付近には、原点センサＺ１が配置されている。原点センサＺ１は、チャック９が閉止位置または原点位置に移動すると、出力信号が変化する。例えば、原点センサＺ１は、チャック９が閉止位置または原点位置に移動すると、出力信号がオンになる。
スピンチャック３の周囲には、ガード２３が配置されている。ガード２３は、スピンチャック３の側方を囲っている。ガード２３は、処理液が周囲に飛散することを防止する。ガード２３は、筒状を呈する。ガード２３は、上部に開口部２３ａが形成されている。開口部２３ａの内径は、スピンチャック３の外形より大きい。
ガード２３は、ガード移動機構２５を備えている。ガード移動機構２５は、例えば、エアシリンダ２７と、係止片２９とを備えている。ガード移動機構２５は、例えば、ガード２３の外周側に配置されている。ガード移動機構２５は、ガード２３を昇降できれば、ガード２３の内周側に配置されていてもよい。エアシリンダ２７は、作動軸が鉛直方向に向けられた姿勢で配置されている。エアシリンダ２７の作動軸の先端には、係止片２９が取り付けられている。係止片２９は、ガード２３の外周面に固定されている。ガード移動機構２５は、ガード２３を昇降できれば、このような構成に限定されない。
ガード移動機構２３は、ガード動作指令に応じてガード２３を原点位置と処理位置とにわたって移動する。原点位置は、ガード２３の上端が低い位置である。原点位置は、処理位置より低い位置である。処理位置は、原点位置より高い位置である。原点位置にガード２３が位置している状態では、ガード２３の上縁がスピンチャック３に支持されている基板Ｗよりも低い。処理位置にガード２３が位置している状態では、ガード２３の上縁がスピンチャック３に支持されている基板Ｗよりも高い。例えば、ガード２３の内周側には、原点センサＺ２が配置されている。原点センサＺ２は、ガード２３が原点位置に移動すると、出力信号が変化する。例えば、原点センサＺ２は、ガード２３が原点位置に移動すると、出力信号がオンになる。
ガード２３は、内周側に図示しない複数の排液ポート（不図示）を備えている。ガード２３は、ガード移動機構２３により、昇降されて各排液ポートとの切り換えを行うように、複数のガード２３を備えていることが好ましい。この場合には、処理液に応じて排液ポートを切り換え、それに応じてガード移動機構２３がガード２３の高さを移動する。
ガード２３の外周側には、処理液供給機構３１が配置されている。処理液供給機構３１は、例えば、ノズル３３と、ノズル移動機構３５とを備えている。本実施例では、処理液供給機構３１は、例えば、２本のノズル３３を備えている。以下の説明において、２本のノズル３３を区別する必要がある場合には、適宜に図２における左側をノズル３３Ａと称し、右側をノズル３３Ｂと称する。処理液供給機構３１は、ノズル３３が１本でもよく、３本以上であってもよい。本実施例では、２本のノズル３３が同じ構成であるとする。
ノズル３３は、延出部３３ａと、垂下部３３ｂと、先端部３３ｃとを備えている。ノズル３３は、延出部３３ａの一端側が基台部３７に取り付けられている。延出部３３ａは、水平方向に延出されている。延出部３３ａの他端側は、垂下部３３ｂへとつながる。垂下部３３ｂは、延出部３３ａから鉛直方向の下方に伸びる。先端部３３ｃは、垂下部３３ｂの下端部を構成する。先端部３３ｃは、下面から処理液を吐出する。処理液としては、例えば、フォトレジスト液や、ＳＯＧ（Spin-on-Glas）液、現像液、リンス液、純水、洗浄液などが挙げられる。
ノズル移動機構３５は、例えば、モータ３９と、回転軸４１と、位置検出部４３とを備えている。モータ３９は、鉛直姿勢で配置されている。回転軸４１は、モータ３９により回転中心Ｐ３周りに回転される。回転軸４１は、基台部３７に連結されている。基台部３７は、モータ３９の駆動により回転される。ノズル３３は、基台部３７とともに回転中心Ｐ３周りに揺動される。位置検出部４３は、回転軸４１の回転位置を検出する。位置検出部４３は、平面視における回転軸４１の回転中心Ｐ３周りの角度を検出する。位置検出部４３は、回転位置に応じてパルスを出力する。
平面視でガード２３から側方に離れた位置には、待機カップ４４が配置されている。待機カップ４４は、平面視で、基台部３７の反対側であって、ノズル３３の先端部３３ｃ側に配置されている。待機カップ４４は、ノズル３３の原点位置に配置されている。待機カップ４４は、ノズル３３の先端部３３ｃの乾燥を防止する。待機カップ４４は、ノズル３３の空吐出に利用される。ノズル移動機構３５は、モータ３９を駆動してノズル３３を揺動駆動する。ノズル移動機構３５は、原点位置と、スピンチャック３の回転中心Ｐ１の上方にあたる吐出位置とにわたって先端部３３ｃを移動する。
例えば、回転軸４１の外周部には、原点センサＺ３が配置されている。原点センサＺ３は、ノズル３３が原点位置に位置すると、出力信号が変化する。例えば、原点センサＺ３は、ノズル３３が原点位置に移動すると、出力信号がオンになる。なお、原点センサＺ３を省略して構成の簡易化を図ってもよい。この場合には、回転軸４１の一部に突起を設けておくとともに、固定側にも突起を設けておく。これらが回転軸４１の回転で当接して、回転が不可能となったことを位置検出部４３が検出することで原点位置とする構成にしてもよい。その場合には、位置検出部４３のパルスが不変となった時点で原点位置として取り扱えばよい。
筐体ＣＡの一部位には、カメラＣＭが取り付けられている。例えば、カメラＣＭは、平面視で、ノズル３３の待機カップ４４が配置された一辺であって、ガード移動機構２５側の隅に取り付けられている。なお、カメラＣＭの配置位置は、後述する対象部品が視野に収まればどの箇所であってもよい。カメラＣＭのレンズは、後述する対象部品が全て視野内に収まる視野角である。カメラＣＭのレンズは、後述する原点位置が全て視野内に収まる視野角である。
基板処理装置１は、制御部４５と、指示部４７と、報知部４９とを備えている。制御部４５の詳細については、後述する。指示部４７は、基板処理装置１のオペレータによって操作される。指示部４７は、例えば、キーボードやタッチ式パネルである。指示部４７は、後述する対象部品、要確認タイミング、許容範囲、レシピ、処理の開始などを指示する。報知部４９は、制御部４５が異常であると判断した場合に、オペレータに異常を報知する。報知部４９としては、例えば、表示器、ランプ、スピーカなどが挙げられる。
＜２．制御系の構成＞
ここで図３及びを参照する。図３は、実施例に係る基板処理装置のブロック図である。
制御部４５は、ＣＰＵやメモリなどを備えている。制御部４５は、複数の機能ブロックで構成されている。具体的には、制御部４５は、動作制御部５１と、レシピメモリ５３と、パラメータメモリ５５と、設計情報記憶部５７と、画像処理部５９と、マッチング処理部６１と、異常検出部６３とを備えている。
動作制御部５１は、上述したモータ７，３９と、エアシリンダ１９，２７と、カメラＣＭとを操作する。動作制御部５１は、原点センサＺ１～Ｚ３、位置検出部４３からの信号を与えられる。動作制御部５１による操作は、レシピメモリ５３に規定されたレシピに応じて行われる。例えば、レシピ及び処理の開始がオペレータによって指示された後、動作制御部５１は、レシピに基づいて各種の動作指令を出力して、モータ７等を所定のタイミングで動作させる。
レシピメモリ５３は、予め各種のレシピを記憶している。レシピは、基板Ｗを処理する各種の手順を規定している。オペレータは、指示部４７を操作して所望のレシピを指示することができる。
パラメータメモリ５５は、対象部品と、要確認タイミングと、許容範囲などを記憶している。対象部品は、基板処理装置１を構成する部品のうち、異常の検出対象である。要確認タイミングは、対象部品の動作状態を確認するためのタイミングである。要確認タイミングは、動作制御部５１が出力する動作指令と、動作指令に応じて移動を完了したタイミングと重複する場合がある。対象部品、要確認タイミング、許容範囲などは、オペレータが指示部４７を操作して任意に設定することができる。オペレータは、どの部品を対象部品するか、どのタイミングを要確認タイミングとするか、どの程度のタイミング誤差や位置誤差を許容するかなど許容範囲として指示部３７から指示することができる。
対象部品は、例えば、チャック９と、ガード２３と、ノズル３３などである。要確認タイミングは、例えば、チャック駆動機構１７がチャック動作指令に応じてチャック９を動作させ、移動が行われたタイミング、ガード移動機構２５がガード動作指令に応じてガード２３を昇降させ、移動が行われたタイミング、チャック９がチャック動作指令により閉止位置に位置するように設定されたタイミング、ノズル３３がノズル動作指令により吐出位置に位置するように設定されたタイミング、ガード２３がガード動作指令により処理位置に位置するように設定されたタイミングなどである。
許容範囲は、要確認タイミングにおいて、正常動作であれば対象部品が本来あるべき位置に対する許容度合いを示す。許容範囲は、例えば、対象部品が設計的に意図された位置や角度からのズレをどれだけ許容するかを表す度合いである。許容範囲は、基板Ｗに対する処理を基準として、要確認タイミングにおいて、対象部品が設計的に意図された位置や角度からずれていても、基板Ｗに対する処理が許容できる、対象部品の要確認タイミングにおけるズレの範囲を示す。
上述した動作制御部５１は、位置検出部４３とパラメータメモリ５５の情報とに基づいて、対象部品が要確認タイミングにおいて位置した位置情報をマッチング処理部６１に知らせる。動作制御部５１は、原点センサＺ１～Ｚ３の情報に基づいて、対象部品が原点位置に位置した位置情報をマッチング処理部６１に知らせる。動作制御部５１は、エアシリンダ１９，２７、電動モータ３９への操作により、対象部品の位置情報をマッチング処理部６１に知らせる。動作制御部５１は、レシピに応じて各部に動作指令を出力したことをマッチング処理部６１に知らせる。
設計情報記憶部５７は、この基板処理装置１を構成している部品の設計情報を予め記憶している。具体的には、この基板処理装置１を構成する部品や、処理対象の基板Ｗの設計情報である。設計情報は、例えば、３Ｄ ＣＡＤ（three-dimensional Computer Aided Design）のデータである。設計情報には、処理に用いる処理液や各種の材料に関する物性情報などを含めてもよい。
３Ｄ ＣＡＤデータは、例えば、座標軸が直交する３軸で表現され、３次元空間上に部品を配置した場合に、位置と角度の位置情報で表現される。図示しないホストコンピュータは、基板処理装置１の全ての部品や材料に関する３Ｄ ＣＡＤデータとして三次元の設計情報を記憶している。設計情報記憶部５７は、ホストコンピュータから少なくとも対象部品の設計情報を転送されて、予め記憶している。設計情報記憶部５７は、基板処理装置１の全部品に関する設計情報ではなく、対象部品の設計情報に限定してあることが好ましい。そのため、設計情報記憶部５７の記憶容量を節約できる。また、要確認タイミングにおいて正常動作時に本来あるべき位置を含む許容範囲内の設計情報に限定しているので、特に、移動を伴う対象部品のマッチングを判定する場合に記憶容量を節約できる。
画像処理部５９は、カメラＣＭで撮影された実画像を処理する。画像処理部５９は、実画像に対して画像処理を施し、対象部品の二次元形状を含む実画像形状を抽出する。画像処理部５９は、実画像に写っている全ての部品について、例えば、輪郭抽出を行って実画像形状を抽出する。ここでいう輪郭は、外形の輪郭だけでなく、外形の内側に位置する縁部分も含む。画像処理部５９で抽出された実画像形状は、マッチング処理部６１に与えられる。
マッチング処理部６１は、マッチングを行う。ここでいうマッチングとは、画像処理部５９からの実画像形状にいずれの対象部品が映り込んでいるかを判定することである。具体的には、マッチング処理部６１は、画像処理部５９からの実画像形状と、パラメータメモリ５５からの対象部品の三次元の設計情報に基づく二次元の設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、実画像形状にいずれの対象部品がマッチングするかを判定する。より詳細には、マッチング処理部６１は、少なくとも対象部品が要確認タイミングとなった際に、画像処理部５９からの実画像形状と対象部品ごとの設計形状との間でマッチングを行う。マッチング処理部６１によるマッチングについては、詳細を後述する。設計形状は、要確認タイミングにおける三次元の設計情報に基づく二次元の形状情報である。二次元の形状情報は図形である。
マッチング処理部６１は、動作制御部５１からの指示により、要確認タイミングでない場合であってもマッチングを行うことがある。例えば、動作制御部５１が原点センサＺ１～Ｚ３からの出力信号に基づいて、マッチング処理部６１にマッチングを行わせる。このマッチング（原点マッチング）は、基板処理装置１が起動され、基板Ｗに対する処理が開始される際に一度だけ行われることが好ましい。また、マッチング処理部６１は、要確認タイミングを含む任意のタイミングでマッチングを行うようにしてもよい。マッチング処理部６１は、マッチングした対象部品を異常検出部６３に出力する。
異常検出部６３は、マッチング処理部６１の出力を受けて、対象部品の異常を検出する。具体的には、異常検出部６３は、マッチング処理部６１から対象部品の情報と、マッチングした対象部品についての実画像に基づく現実情報と、対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを与えられる。異常検出部６３は、現実情報と正常情報とを比較する。これらの比較の結果、一致しない場合、異常検出部６３は、異常であることを検出する。正常情報は、三次元の設計情報に基づく位置や角度を含む位置情報である。正常情報は、許容範囲内にある場合における対象部品の三次元の設計情報を含むことが好ましい。現実情報は、マッチングした対象部品についての実画像に基づくものであり、要確認タイミングにおいて、現実に対象部品が位置している状態を表す情報である。正常情報は、三次元の設計情報に基づく画像であり、現実画像は、対象部品についての画像であることが好ましい。これにより、現実情報と正常情報との比較を、容易に行うことができる。
異常検出部６３は、検出結果に応じて報知部４９に対して報知動作を行わせる。具体的には、異常検出部６３は、異常を検出した場合にのみ、報知部４９に報知動作を行わせる。報知部４９は、異常の発生とともに、例えば、異常と判定された対象部品や位置情報を併せて報知してもよい。
＜３．マッチングの概念＞
次に、図４を参照する。図４は、三次元の設計情報に関するマッチングの概念の説明に供する模式図である。
理解を容易にするために、図４では、リベットを対象部品ＴＯとして表している。上述した三次元の設計形状は、対象部品ＴＯを中心におき、その全周囲から対象部品ＴＯを見た場合に得られる二次元形状である。
例えば、図４における対象部品ＴＯの右下方の近い距離から見たものを設計形状ＤＳ１－１とし、これより遠い距離から見たものを設計形状ＤＳ１－２とする。また、例えば、図４における対象部品ＴＯの左下方の近い位置から見たものを設計形状ＤＳ２－１とし、これより遠い距離から見たものを設計形状ＤＳ２－２とする。このように、対象部品ＴＯを右下方から見ると、設計形状ＤＳ１－１は、半円形状の頭部が左側に位置するリベットの形状となる。設計形状ＤＳ１－２は、設計形状ＤＳ１－１より小さな形状となる。また、対象部品ＴＯを左下方から見ると、設計形状ＤＳ２－１は、リベットの頭部だけが円形状に位置するリベットの形状なる。設計形状２－２は、設計形状ＤＳ２－１より小さな形状となる。
上述したマッチング処理部６１は、少なくとも要確認タイミングで、カメラＣＭで撮影された実画像に基づく実画像形状と、全ての対象部品ＴＯの設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、実画像形状にいずれの対象部品ＴＯがマッチングするかを判定する。異常検出部６３は、マッチング処理部６１の結果を受けて、対象部品の異常を検出する。
図５を参照する。図５は、マッチング処理部及び異常検出部の入出力に関する説明図である。
上述したことをまとめると、マッチング処理部６１は、図５に示す入出力関係を有する。つまり、マッチング処理部６１は、画像処理部５９から実画像形状を取得する。マッチング処理部６１は、各対象部品と、要確認タイミングとをパラメータメモリ５５から受け取る。マッチング処理部６１は、三次元の設計情報を設計情報記憶部５７から取得する。マッチング処理部６１は、マッチングする対象部品及び現実情報を異常検出部６３に出力する。異常検出部６３は、マッチングした対象部品について、現実情報と、許容範囲を加味した正常情報とを比較した結果に基づいて異常を検出する。異常検出部６３は、異常を検出した場合には、ＮＧを報知部４９に出力する。
＜４．マッチングの具体例＞
次に、図６を参照する。図６は、ノズルに関するマッチングの説明に供する図である。
ここでは、一例として、ノズル３３の先端部３３ｃが回転中心Ｐ１（吐出位置）に位置するように動作指令を受けて、移動が完了したタイミングを要確認タイミングとする。図６において、上部に描かれたノズル３３は、実画像形状に相当する。図６において、下部に描かれたノズル３３は、ノズル３３に関する三次元の設計情報について、図４に示したようにしてノズル３３を全周のいずれかから見た場合における一つの二次元の設計形状ＤＳに相当する。
この場合には、例えば、小円で示した複数の特徴点の全ての箇所において、実画像形状と設計形状ＤＳにおける互いの特徴点の一致度合いを調べる。このような処理を、全周及び種々の距離で見た場合における他の二次元の設計形状ＤＳについても行う。この場合は、図６に示した実画像形状と設計形状ＤＳにおける互いの特徴点が全て一致している。したがって、一致度合いは所定値以上である。そのため、マッチング処理部６１は、マッチングすると判定する。つまり、実画像形状には、対象部品としてのノズル３３が存在すると判定する。なお、この例では、ノズル３３についてのみ説明したが、他の対象部品が実画像形状に存在するか否かについても判定する。一致度合いの照合結果が所定値未満である場合には、マッチングしないと判定する。
＜５．処理の具体例＞
次に、図７～図１１を参照して、処理の具体例について説明する。図７は、実施例に係る基板処理装置における処理の流れを示すフローチャートである。図８は、原点位置に移動した状態を示す説明図である。図９及び図１０は、チャックの異常検出のための説明図である。図１１は、ノズル及びガードの異常検出のための説明図である。
オペレータは、予め指示部４７を操作して、レシピメモリ５３内のレシピを指示する。動作制御部５１は、指示されたレシピに応じて各部を操作して処理を基板Ｗに対する処理を進める。
ステップＳ１
原点へ移動する。具体的には、動作制御部５１は、チャック駆動機構１７と、ガード移動機構２５と、ノズル移動機構３５とを操作する。動作制御部５１は、チャック動作指令によりチャック駆動機構１７を操作して、チャック９を原点位置に移動させる。このとき原点センサＺ１の出力信号がオンとなる。動作制御部５１は、原点センサＺ１の出力信号により、チャック９が原点位置に移動したと判断する。動作制御部５１は、ガード動作指令によりガード移動機構２５を操作して、ガード２３を原点位置に移動させる。
図８に示すように、ノズル３３は、回転中心Ｐ３周りに回転され、ガード２３から側方に外れた原点位置に先端部３３ｃが移動される。ガード２３は、基板Ｗよりも開口部２３ａが低い原点位置に移動される。これを図８中に実線で示す。なお、図８中の二点鎖線は、基板Ｗよりも開口部２３ａが高い処理位置を示す。
図９に示すように、チャック９は、基板Ｗが載置されていない状態で、チャック動作指令に応じて、回転中心Ｐ２周りに回転され、周縁支持部１３がスピンチャック３の回転中心Ｐ１側に移動される。これを図９中に実線で示す。これにより、基板Ｗの外径より若干小径の円形に接する位置に各チャック９の周縁支持部１３が移動される。
ステップＳ２
撮影する。具体的には、動作制御部５１は、ノズル３３と、チャック９と、ガード２３とが原点位置に移動したことをトリガとしてカメラＣＭにより撮影を行う。具体的には、ノズル３３と、チャック９と、ガード２３とを対象にして、少なくとも特徴点が写るように撮影を行う。画像処理部５９は、カメラＣＭで撮影された実画像に画像処理を行い、ノズル３３と、チャック９と、ガード２３の二次元形状を含む実画像形状を抽出する。
ステップＳ３，Ｓ４
マッチング処理部６１は、マッチングを行う。具体的な処理について以下に説明する。
＜原点位置：ノズル３３＞
マッチング処理部６１は、画像処理部５９で抽出された各ノズル３３の実画像形状と、ノズル３３の設計形状とのマッチングを行う。マッチング処理部６１は、マッチングしたノズル３３の設計形状に対応する三次元の設計情報に応じて、ノズル３３の原点位置以外の要確認タイミングにおける正常情報を設定する。
具体的には、ノズル移動機構３５の原点位置においてマッチングした設計形状に対応する設計情報を原点位置にひも付ける。そして、原点位置から吐出位置までにおけるパルス数に応じて、設計上の各ノズル３３の吐出位置における設計情報に応じて正常情報を設定する。これにより、各ノズル３３について、正常情報を異常の判定に適した正確なものにできる。また、各ノズル３３やノズル移動機構３５について、組み立て誤差による誤判定も防止できる。
＜原点位置：チャック９＞
マッチング処理部６１は、画像処理部５９で抽出された各チャック９の実画像形状と、各チャック９の設計形状とのマッチングを行う。マッチング処理部６１は、各チャック９にマッチングした設計形状に対応する三次元の設計情報に応じて、各チャック９の原点位置以外の要確認タイミングにおける正常情報を設定する。
具体的には、各チャック９の原点位置においてマッチングした設計形状に対応した設計情報に応じて正常情報を設定する。チャック９は、基板Ｗを挟持する重要な部品である。チャック９の挟持状態は、基板処理装置１ごとに調整が行われ、設計上における原点位置が微妙に異なることがある。そのため、原点位置を基準に正常情報を設定することで、挟持状態の調整に起因する誤判定を防止できる。
＜原点位置：ガード２３＞
マッチング処理部６１は、画像処理部５９で抽出されたガード２３の実画像形状と、ガード２３の設計形状とのマッチングを行う。マッチング処理部６１は、ガード２３にマッチングした設計形状に対応する三次元の設計情報に応じて、ガード２３の原点位置以外の要確認タイミングにおける正常情報を設定する。
なお、上記のステップＳ３において、マッチングがとれない場合や、マッチングした設計形状に対応する三次元の設計情報が、設計上の原点位置から大きくずれたりしている場合には、後述するステップＳ１４に処理を移行して，異常を報知するようにしてもよい。
ステップＳ５
処理対象である基板Ｗを基板処理装置１内に搬入する。
ステップＳ６
基板Ｗに対する処理をレシピに沿って進める。具体的には、まず、基板Ｗがチャック９に載置される。動作制御部５１は、例えば、チャック動作指令によりチャック駆動機構１７を操作し、チャック９を閉止位置に移動させる。この状態は、例えば、図１０に示すようなものとなる。つまり、チャック９は、基板Ｗが載置されている状態で、回転中心Ｐ２周りに回転され、周縁支持部１３がスピンチャック３の回転中心Ｐ１側に移動される。これにより、各チャック９の周縁支持部１３が基板Ｗの外径に当接して、基板Ｗが挟持される。このときの周縁支持部１２は、平面視すると、図９における周縁支持部１３より若干外周側に位置する。
ステップＳ７
要確認タイミングであるか否かを確認する。具体的には、動作制御部５１は、パラメータメモリ５５の対象部品とその要確認タイミングを参照する。対象部品が要確認タイミングであるか否かに応じて処理を分岐する。要確認タイミングにない場合には、ステップＳ１１へ移行する。ここでは、要確認タイミングにあるとして、ステップＳ８へ移行する。
ステップＳ８
動作制御部５１は、チャック９が閉止位置に位置するように設定された要確認タイミングであるので、カメラＣＭに撮影を行わせる。具体的には、チャック動作指令でチャック９が閉止位置に移動されるタイミングに応じてカメラＣＭを操作する。カメラＣＭは、各チャック９を含む実画像を撮影する。これに応じて、画像処理部５９は、対象部品の二次元形状としての実画像形状を抽出する。図１０に示すように、４個のチャック９のうち、カメラＣＭから遠い位置のチャック９は、全体像が実画像形状には写らない。つまり、基板Ｗの外周縁から外側しか実画像形状に映し出されていない。但し、チャック９の周縁支持部１３が映し出されているので、その特徴点の照合で正常にマッチングを行うことができる。
ステップＳ９
マッチング処理部６１は、マッチングを行う。具体的には、マッチング処理部６１は、実画像形状と、各チャック９の設計形状とを対象に特徴点の一致度合いを照合する。マッチング処理部６１は、図６を参照して説明した例のようにして、マッチングするか否かを判定する。さらに、異常検出部６３は、異常検出を行う。具体的には、異常検出部６３は、マッチングしたチャック９について、現実情報と正常情報とを比較する。異常検出部６３は、比較の結果、一致しない場合には異常を検出する。
ステップＳ１０
異常検出部６３における検出結果に応じて処理を分岐する。具体的には、チャック９が正常であれば、ステップＳ１１に移行する。一方、チャック９に異常があれば、ステップＳ１４に処理を分岐する。
ここでは、チャック９が正常であったとして説明する。
ステップＳ１１
処理が完了したか否かに応じて処理を分岐する。処理が完了している場合には、ステップＳ１２へ処理を分岐する。処理が完了していない場合には、ステップＳ６に戻る。現時点では、基板Ｗが載置されてチャック９で挟持されただけであるので、処理が完了していない。したがって、ステップＳ６に戻る。
ステップＳ６
動作制御部５１は、例えば、動作制御部５１がガード移動機構２５をガード動作指令により操作して、図８に示すように原点位置にあるガード２３を、図１１に示すように処理位置に移動させる。なお、図１１において基板Ｗの上方に位置しているノズル３３はこの時点では原点位置である。
ステップＳ７
要確認タイミングであるか否かを確認する。具体的には、動作制御部５１は、パラメータメモリ５５の対象部品とその要確認タイミングを参照する。動作制御部５１は、対象部品が要確認タイミングであるか否かに応じて処理を分岐する。ここでは、ガード２３が対象部品であり、要確認タイミングにあるので、ステップＳ８へ移行する。
ステップＳ８
動作制御部５１は、ガード２３が処理位置に位置するように設定された要確認タイミングであるので、カメラＣＭを操作して撮影を行わせる。これにより、カメラＣＭは、ガード２３を含む実画像を撮影する。これに応じて、画像処理部５９は、実画像からガード２３を含む二次元形状としての実画像形状を抽出する。
ステップＳ９
マッチング処理部６１は、マッチングを行う。具体的には、まず、マッチング処理部６１は、設計情報記憶部５７からガード２３の設計情報を読み出す。マッチング処理部６１は、実画像形状と設計情報に基づく二次元の設計形状とを対象にして特徴点の一致度合いを照合する。マッチング処理部６１は、図６を参照して説明した例のようにして、マッチングするか否かを判定する。異常検出部６３は、マッチングしたガード２３について、現実情報と正常情報とを比較する。
ステップＳ１０
異常検出部６３における結果に応じて処理を分岐する。具体的には、ガード２３が正常であれば、ステップＳ１１に移行する。一方、ガード２３に異常があれば、ステップＳ１４に処理を分岐する。
ここでは、ガード２３が正常であったとして説明する。
ステップＳ１１
ここでは、基板Ｗがチャック９に挟持され、ガード２３が処理位置に移動されただけの状態である。処理は完了していないので、ステップＳ６に戻る。
ステップＳ６
動作制御部５１は、レシピに応じてノズル３３の移動を開始させる。例えば、動作制御部５１がノズル動作指令によりノズル移動機構３５を操作して、図１１に示すように、二本のノズル３３Ａ、３３Ｂのうちノズル３３Ｂを原点位置から吐出位置に移動させる。吐出位置は、例えば、回転中心Ｐ１と同じ位置である。
ステップＳ７
動作制御部５１は、パラメータメモリ５５の要確認タイミングを参照する。動作制御部５１は、対象部品が要確認タイミングであるか否かに応じて処理を分岐する。ここでは、ノズル３３（ノズル３３Ｂ）が要確認タイミングであるので、ステップＳ８へ移行する。
ステップＳ８
動作制御部５１は、ノズル３３Ｂが吐出位置に位置するように設定された要確認タイミングであるので、カメラＣＭを操作して撮影を行わせる。これにより、カメラＣＭは、ノズル３３Ｂを含む実画像を撮影する。これに応じて、画像処理部５９は、実画像からノズル３３Ｂを含む二次元形状としての実画像形状を抽出する。
ステップＳ９
マッチング処理部６１は、マッチングを行う。具体的には、まず、マッチング処理部６１は、設計情報記憶部５７からノズル３３Ｂの設計情報を読み出す。マッチング処理部６１は、実画像形状と設計情報に基づく二次元の設計形状とを対象にして特徴点の一致度合いを照合する。マッチング処理部６１は、図６を参照して説明した例のようにして、マッチングするか否かを判定する。図１１に示すように、ノズル３３Ｂは、ノズル３３Ａの背面側にある。そのため、ノズル３３Ｂの全体は実画像形状には映し出されていない。しかしながら、ノズル３３Ｂは、その特徴的な形状が見えているので、マッチングに支障が生じることはない。異常検出部６３は、マッチングしたノズル３３Ｂについて、現実情報と正常情報とを比較する。比較の結果、一致しない場合には、ステップＳ１４に処理を移行し、一致する場合には、ステップＳ１０に処理を移行する。
ステップＳ１０
異常検出部６３における結果に応じて処理を分岐する。具体的には、ノズル３３Ｂが正常であれば、ステップＳ１１に移行する。一方、ノズル３３Ｂに異常があれば、ステップＳ１４に処理を分岐する。
ここでは、ノズル３３Ｂが正常であったとして説明する。
ステップＳ１１
ノズル３３Ｂが吐出位置に移動されただけであるので、処理は完了していない。したがって、ステップＳ６に戻る。
ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ１１
動作制御部５１は、レシピに応じてモータ７を回転させる等して、処理を進める。これ以降、ステップＳ６と、ステップ７と、ステップＳ１１を繰り返す。これにより、例えば、ノズル３３Ｂから処理液を基板Ｗに対して供給し、基板Ｗに対する処理が完了したものとする。このレシピに応じた処理が完了した時点でステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２
動作制御部５１は、ノズル３３Ｂと、ガード２３と、チャック９を原点位置に戻す。動作制御部５１は、スピンチャック３に載置されている基板Ｗを外部に搬出する。
ステップＳ１３
動作制御部５１は、次の基板Ｗがあるか否かに応じて処理を分岐する。つまり、次の基板Ｗがある場合には、ステップＳ５に移行する。そして、次の基板Ｗを搬入し、上述したように基板Ｗに対して処理を行う。なお、次の基板Ｗを処理する際には、原点位置におけるマッチングを行わない。次の基板Ｗがない場合には、処理を終了する。
次に、ステップＳ１０において対象部品が異常となった場合について説明する。
ステップＳ１４
異常検出部６３が異常を検出した場合には、報知部４９に報知動作を行わせる。報知部４９は、例えば、異常と判定された対象部品や、位置情報、異常の内容などを併せて報知してもよい。
具体的には、ノズル３３に関しては、ノズル移動機構３５の動作に関する異常、外形が変形したことに起因する異常などで報知される。チャック９に関しては、チャック駆動機構１７の動作に関する異常、チャック９の下面支持部１１や周縁支持部１３が破損したことに起因する異常などで報知される。ガード２３に関しては、ガード移動機構２５の動作に関する異常、ガード２３の開口部２３ａの外形が変形したことに起因する異常などで報知される。
ステップＳ１５
オペレータは、報知部４９による報知を受けて、例えば、基板処理装置１の動作を停止させる。これにより、基板Ｗに対する処理が中止され、異常がある状態で継続的に処理が行われることを防止できる。これにより、基板Ｗに対する処理不良を未然に防止できる。
本実施例によると、マッチング処理部６１は、実画像形状と設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、実画像にいずれの対象部品がマッチングするかを判定する。マッチング処理部６１は、特徴点の一致度合いに基づいてマッチングを行うので、撮影時の環境の相違や、光源や水滴・ヒュームの影響を最小限にとどめてマッチングを行うことができる。異常検出部６３は、マッチング処理部６１でマッチングした対象部品について、マッチングした対象部品についての実画像に基づく現実情報と、対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを比較することにより、対象部品の異常を検出する。したがって、マッチング精度が向上しているので、異常検出部６３は、精度よく部品の異常を検出できる。また、撮影時に対象部品の一部が見えなくても、実画像形状に特徴点が表れていればマッチングが可能であるので、他の部品との位置関係の影響を最小限にできる。
なお、上述した各ステップと本発明における対応関係は次のとおりである。ステップＳ２，Ｓ８が本発明における「撮影ステップ」に相当する。ステップＳ３，Ｓ９が本発明における「マッチング処理ステップ」に相当する。ステップＳ９が本発明における「異常検出ステップ」に相当する。カメラＣＭが本発明における「撮影部」に相当する。位置検出部４３が本発明における「ノズルパルス出力部」に相当する。動作制御部５１が本発明における「ノズル移動制御部」に相当する。
＜６．基板処理システム＞
なお、上述した実施例は、基板処理装置１単体の構成であったが、本発明は、次のような構成にも適用できる。ここで、図１２を参照する。図１２は、実施例に係る基板処理システムの概略図である。
この基板処理システム９１は、上述した基板処理装置１を積層して備えている。基板処理システム１は、例えば、基板処理装置１を高さ方向に４段備えたタワーＴＷを備えている。基板処理システム１は、タワーＴＷを離間して対向して配置されている。基板処理システム１は、タワーＴＷの間に搬送ロボットＴＲを配置されている。搬送ロボットＴＲは、高さ方向に昇降自在に構成されている。搬送ロボットＴＲは、図示しないアームを基板処理装置１に進退自在に構成されている。搬送ロボットＴＲは、各基板処理装置１との間で基板Ｗを受け渡す。このような基板処理システム９１であっても、各基板処理装置１において上述した効果を奏する。
この基板処理システム９１では、例えば、搬送ロボットＴＲを視野内におくカメラを備えるようにしてもよい。そして、上述したようにして搬送ロボットＴＲの原点位置や、受渡位置となるように設定された要確認タイミングでマッチングを行わせるように設定し、基板Ｗを載置するアーム（不図示）を対象部品として設定することが好ましい。これにより、搬送ロボットＴＲのアームの変形に係る異常や、移動速度の異常、駆動系の異常などを検出できる。
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）上述した実施例では、正常情報を許容範囲内にある三次元の設計情報に基づいて設定するとしている。しかしながら、本発明は、これに限定されない。つまり、異常検出部６３が、対象部品が正常であるとされる一つの三次元の設計情報に基づいて正常情報を設定してもよい。これにより、異常検出部６３の負荷を抑制できる。
（２）上述した実施例では、対象部品として、チャック９と、ガード２３と、ノズル３３とを例にとって説明した。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されない。例えば、スピンチャック３を対象部品とし、外形の変形に起因する異常を検出するようにしてもよい。対象部品として、処理対象である基板Ｗを設定し、チャック９が閉止位置に位置するように設定されたタイミングを要確認タイミングとして設定してもよい。これにより、基板Ｗの破損を異常として検出できる。また、対象部品は、実施例のように複数であってもよいが、単数であってもよい。また、原点位置におけるマッチングは、必ずしも行う必要はない。
（３）上述した実施例では、上述した実施例では、対象部品について、原点位置以外の要確認タイミングで一度だけマッチングを行っている。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズル３３について、原点位置と、ノズル３３が吐出位置に位置するように設定されたタイミングとの間に、複数の要確認タイミングでマッチングを設定してもよい。これにより、ノズル３３が原点位置から吐出位置の間に位置するように設定された複数の要確認タイミングにおいて異常が検出された場合には、例えば、ノズル移動機構３５によるノズル３３の移動速度に関する異常をも検出することができる。また、ガード２３について、原点位置と処理位置との間に複数の要確認タイミングを設定する。この場合には、ガード移動機構２５によるガード２３の移動速度に関する異常も検出できる。また、上述した実施例では、要確認タイミングをトリガとしてマッチング及び異常検出を行った。しかしながら、本発明は要確認タイミングを必須としない。例えば、チャック動作指令などの対象部品を動作させる指令が出され、対象部品が移動したタイミングごとにマッチング及び異常検出を行うようにしてもよい。
（４）上述した実施例では、マッチング処理部６１が実画像形状と設計形状とのマッチングを行った。しかしながら、設計形状は、単に三次元の設計情報に基づく二次元形状ではなく、例えば、対象部品ごとの表面形状により生じる反射や陰影、筐体ＣＡ内における位置関係や環境により生じる反射や曇りなどを設計形状に反映させておいてもよい。これにより、実画像形状との共通する特徴点を増やすことができるので、形状や環境などに起因する誤判定を防止できる。
（５）上述した実施例では、基板処理装置１が１台のカメラＣＭを備えている。しかしながら、本発明は、複数のカメラＣＭを備えることを排除するものではない。例えば、ノズル３３専用のカメラＣＭや、チャック９専用のカメラＣＭのように複数のカメラＣＭを備えるようにしてもよい。これにより、例えば、特にチャック９のような小さな対象部品の場合に、異常の検出精度を向上できる。
（６）上述した実施例では、原点位置のマッチングを行ったが、これを基準とし次のような干渉チェックを行うようにしてもよい。つまり、各対象部品が移動する際に動作タイミングのずれや外形の変形があると、互いに衝突する恐れがある。そこで、原点位置を基準として、設計情報に基づいて移動時や移動先での干渉が生じるか否かを事前にチェックするようにしてもよい。これにより、位置などを検出するセンサだけでは検出できない干渉を防止できる。
（７）上述した実施例の構成に加え、対象部品をノズル３３及び処理液とし、要確認タイミングとして処理液の吐出時を含めて処理液の供給の異常を検出するようにしてもよい。例えば、流体シミュレータを用いて、正常な供給時の処理液の軌跡を設計情報とし、処理液の軌跡に関する設計情報に基づく設計形状と、カメラＣＭによる吐出時の処理液の実画像形状とのマッチングを行い、これらの現実情報と正常情報との比較を行う。これにより、処理液の吐出系統に異常があることも検出できる。また、処理液の供給時における流量調整弁の指定値から、論理的に正しく処理液が吐出しているときの処理液の軌跡をシミュレーションし、この情報を設計情報としてマッチングを行うようにしてもよい。
（８）上述した実施例の構成に加え、マシンビジョンの構成を加えてもよい。具体的には、対象部品をノズル３３とした場合、位置検出部４３により対象部品がどの位置にあるかを算出する。その位置は、実画像形状においてどの位置に相当するかがわかるので、所定間隔で撮影された実画像における対象部品の位置情報と、位置検出部４３の位置情報とを比較する。これらに差異がある場合には、異常があると判断する。このとき、実画像形状内において対象部品を見つけるのに、上述したマッチングを用いる。これにより、実画像の反射や影、液滴のヒュームなどに起因する誤検知を防止できる。
（９）上述した実施例では、基板Ｗを処理液で処理する基板処理装置１を例にとって説明した。しかしながら、本発明は、そのような構成の基板処理装置に限定されない。例えば、基板Ｗを熱処理する装置や、基板Ｗを搬送する装置、基板Ｗを露光する装置などであっても本発明を適用できる。また、実施例で挙げたような、基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置に限定されない。つまり、複数枚の基板を同時に処理するバッチ式の装置であっても本発明を適用できる。
１ … 基板処理装置
ＣＡ … 筐体
Ｗ … 基板
３ … スピンチャック
Ｐ１～Ｐ３ … 回転中心
９ … チャック
１１ … 下面支持部
１３ … 周縁支持部
１７ … チャック駆動機構
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ … 原点センサ
２３ … ガード
２３ａ … 開口部
２５ … ガード移動既往
３１ … 処理液供給機構
３３，３３Ａ、３３Ｂ … ノズル
３５ … ノズル移動機構
ＣＭ … カメラ
４５ … 制御部
４９ … 報知部
５１ … 動作制御部
５３ … レシピメモリ
５５ … パラメータメモリ
５７ … 設計情報記憶部
５９ … 画像処理部
６１ … マッチング処理部
６３ … 異常検出部

Claims (11)

  1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置において、
    少なくとも異常の検出対象となる対象部品に関する三次元の設計情報を記憶した設計情報記憶部と、
    前記対象部品を含む実画像を撮影する撮影部と、
    前記撮影部が撮影した前記実画像における二次元形状としての実画像形状と、前記対象部品の三次元の設計情報に基づく二次元の設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、前記実画像形状にいずれの前記対象部品がマッチングするかを判定するマッチング処理部と、
    前記マッチング処理部でマッチングした前記対象部品について、マッチングした前記対象部品についての前記実画像に基づく現実情報と、前記対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを比較することにより、前記対象部品の異常を検出する異常検出部と、
    を備えていることを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
    前記異常検出部は、前記対象部品が正常であると許容できる許容範囲内にある場合における前記対象部品の三次元の設計情報に基づいて前記正常情報を設定することを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項１または２に記載の基板処理装置において、
    基板を水平姿勢で支持し、基板を回転させるスピンチャックと、
    前記スピンチャックに支持された基板に対して先端部から処理液を吐出するノズルと、
    前記基板の側方に離れた原点位置と、前記基板の上方である吐出位置とにわたって、前記ノズルの先端部を移動させるノズル移動機構と、
    さらに備え、
    前記対象部品は、前記ノズルであり、
    前記マッチング処理部は、前記ノズルが前記吐出位置に位置するように設定されたタイミングでマッチングを行うことを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項３に記載の基板処理装置において、
    前記原点位置から前記吐出位置まで前記ノズルが移動される際にパルスを出力するノズルパルス出力部と、
    前記ノズルパルス出力部のパルスに基づいて前記ノズル移動機構を制御するノズル移動制御部と、
    をさらに備え、
    前記ノズル移動制御部は、前記ノズル移動機構が前記ノズルの先端部を原点位置に移動させる際のタイミングで一度だけ、前記マッチング処理部によりマッチングを行わせ、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報と前記原点位置のパルスとを対応付け、
    前記異常検出部は、前記対応付けと前記吐出位置におけるパルスとに基づいて前記正常情報を設定することを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項３または４に記載の基板処理装置において、
    前記スピンチャックは、基板の下面を支持する下面支持部と、前記下面支持部の回転中心から外れた位置に立設され、基板の周縁を支持する周縁支持部とを備えたチャックを周縁部に複数個備え、
    前記複数個のチャックについて、基板を搬入出する開放位置では前記周縁支持部が基板の周縁に当接しない位置となるように回転し、基板を支持する閉止位置では前記周縁支持部が基板の周縁に当接する位置となるように、チャック動作指令に応じて回転するチャック駆動機構をさらに備え、
    前記対象部品は、前記チャックであり、
    前記マッチング処理部は、前記チャック動作指令に応じて動作されるように設定されたタイミングでマッチングを行うことを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項５に記載の基板処理装置において、
    前記マッチング処理部は、前記チャックに基板が載置されていない状態で、前記チャック駆動機構が前記チャックを前記閉止位置に回転させた後、これを原点位置として一度だけマッチングを行い、
    前記異常検出部は、その際にマッチングした設計形状に対応した設計情報に応じて前記正常情報を設定することを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項３から６のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記スピンチャックの側方を囲うガードと、
    前記ガードの上端が低い原点位置と、前記原点位置より前記ガードの上端が高い処理位置とにわたって前記ガードを昇降移動させるガード移動機構と、
    さらに備え、
    前記対象部品は、前記ガードであり、
    前記マッチング処理部は、前記ガードが前記処理位置にあるように設定されたタイミングでマッチングを行うことを特徴とする基板処理装置。
  8. 請求項７に記載の基板処理装置において、
    前記マッチング処理部は、前記ガード移動機構が前記ガードを前記原点位置に移動させた際に一度だけマッチングを行い、
    前記異常検出部は、その際にマッチングした設計形状に対応する設計情報に応じて前記正常情報を設定することを特徴とする基板処理装置。
  9. 請求項１から８のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記マッチング処理部は、前記対象部品ごとにマッチングを複数回行い、
    前記異常検出部は、前記マッチングごとに異常を検出することを特徴とする基板処理装置。
  10. 請求項１から９のいずれかに記載の基板処理装置を複数台備えたことを特徴とする基板処理システム。
  11. 基板に所定の処理を行う基板処理方法において、
    少なくとも異常の検出対象となる対象部品を含む実画像を撮影する撮影ステップと、
    前記実画像における二次元形状としての実画像形状と、前記対象部品の三次元の設計情報に基づく二次元の設計形状とについて、特徴点の一致度合いに基づいて、前記実画像にいずれの前記対象部品がマッチングするかを判定するマッチング処理ステップと、
    前記マッチング処理ステップでマッチングした前記対象部品について、マッチングした前記対象部品についての前記実画像に基づく現実情報と、前記対象部品が正常である場合の三次元の設計情報に基づく正常情報とを比較することにより、前記対象部品の異常を検出する異常検出ステップと、
    を備えていることを特徴とする基板処理方法。
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