JP4137711B2 - 基板処理装置及び基板搬送手段の位置合わせ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の基板に所定の処理を行う処理ユニットと、この処理ユニットに対して基板の受け渡しを行う基板搬送手段と、を備えた基板処理装置、及び処理ユニットに対して基板搬送手段を位置合わせする基板搬送手段の位置合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板にレジスト液を塗布し、フォトマスクを用いてそのレジスト膜を露光し、更に現像することによって所望のレジストパタ−ンを基板上に作製するフォトリソグラフィ技術が用いられている。このような処理は、一般にレジスト液の塗布・現像を行う塗布・現像装置に、露光装置を接続した基板処理装置を用いて行われる。
【０００３】
前記基板処理装置は、高いスループットを確保しつつ装置占有面積の小容量化を図るために、塗布処理、現像処理、加熱・冷却処理など基板に対して複数の異なる処理を行う処理装置を各々ユニット化し、これらの各処理毎に必要な数のユニットが組み込まれて構成されており、さらに各処理ユニットに基板を搬入出するための搬送手段が設けられている。
【０００４】
このような基板処理装置について例えば図１３に示す塗布・現像装置を一例として簡単に説明しておくと、例えばウエハＷを２５枚収納したキャリア１０はキャリアステージ１１に搬入され、受け渡しアーム１２により取り出されて、棚ユニット１３ａの受け渡し部を介して処理ブロック１４に搬送される。処理ブロック１４には、中央に搬送手段１５が設けられており、この周りにウエハＷに塗布液を塗布するための塗布ユニット１６ａや、露光後のウエハに現像処理を行うための現像ユニット１６ｂ、塗布ユニット１６ａや現像ユニット１６ｂの処理の前後にウエハＷに対して所定の加熱処理や冷却処理が行うための加熱ユニットや冷却ユニットを備えた棚ユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられている。
【０００５】
前記搬送手段１５は、処理ブロック１３の内部にて、塗布ユニット１６ａ、現像ユニット１６ｂ、棚ユニット１３ａ〜１３ｃに設けられる各処理ユニットの夫々に対してウエハＷの受け渡しを行なうものであり、昇降自在、鉛直軸まわりに回転自在、進退自在に構成されている。
【０００６】
ここで前記塗布ユニット１６ａや現像ユニット１６ｂ等の各処理ユニットは、例えば図１４に示すように処理容器１７内に収納されており、当該容器１７の搬送手段１５に対向する面に形成された搬送口１８を介して、当該容器１７の内部に設けられたウエハＷの載置台（図示せず）に対してウエハＷの受け渡しを行っている。
【０００７】
ところで上述の装置において、各処理ユニットにてウエハＷに対して高精度な処理を行うためには、この処理ユニットに対してウエハＷを搬送手段１５により搬送口１８を介して所定の載置領域に高精度に載置することが求められる。この際搬送口１８は搬送路からのパーティクルの侵入を抑制するという理由から、ウエハＷを保持した搬送手段１５が進退入できるぎりぎりの大きさに形成されている。従って処理ユニット内に搬送手段１５がスムーズに進入できずに、ウエハＷや搬送手段１５が搬送口１８近傍領域に衝突しやすいので、これを防ぐために、システムの初期設定時に、予め各処理ユニットの搬送口１８の位置を確認し、ウエハＷを処理ユニットに搬入出させるときの、搬送口１８に対する搬送手段１５の進退入位置を学習させておく作業が行われる。この作業は一般にティーチングと呼ばれており、作業者の手動動作により行われている。
【０００８】
しかしながら作業者の手動動作により全ての処理ユニットの搬送口１８に対して搬送手段１５のティーチング作業を行うことは極めて煩雑であり、多大な時間がかかってしまうことから、本発明者は、処理ユニットの搬送口１８を自動的に検出して、この搬送口１８と搬送手段１５との位置合わせを行う構成を検討している。このように処理ユニットに対する搬送手段１５の位置合わせを自動的に行う構成としては特許文献１の構成が提案されている。
【０００９】
この構成は、図１５に示すように処理ユニット１００の実際の受け渡し位置との間の位置関係が予め把握された状態で処理ユニット１００の全面にアライメントマーク１１０を配置する一方、搬送装置１２０に予め定められた位置関係で配置されたＣＣＤカメラ１３０により前記アライメントマーク１１０を読み取り、この検出データに基づいて処理ユニット１００に基板を受け渡す際の搬送装置１２０の位置を演算し、この演算された位置データに基づいて処理ユニット１００への搬送装置１２０の進入位置及び基板の受け渡し位置を補正するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１１７０６４号公報（図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構成では、搬送装置１２０は、処理ユニット１００の搬送口１４０の上下方向（ｚ方向）に移動自在、搬送口１４０の左右方向（ｙ方向）に移動自在に構成され、かつＣＣＤ１３０カメラを用いているのでアライメントマーク１１０の位置を検出できるが、搬送装置１２０を、上述の基板処理装置の搬送手段１５のように、鉛直軸まわりに回転するように移動するタイプに置き換えて考えると、このタイプの搬送装置は搬送口１４０の左右方向に沿って移動できないので、搬送口１４０の上下方向の位置関係は正確に把握できても、左右方向の位置関係を正確に把握することは難しく、精度のよいティーチングを行うことは困難である。またアライメントマーク１１０の検出手段として用いられるＣＣＤカメラ１３０は高価であるという問題がある。
【００１２】
さらに特許文献１の構成では、処理ユニット１００のアライメントマーク１１０に基づいて、搬送装置１２０の当該処理ユニット１００への進入位置や受け渡し位置が補正されるが、この位置合わせの手法では、例えば塗布ユニットの載置部であるスピンチャックの回転中心とウエハの中心とを正確に位置合わせした状態でウエハを載置することは難しい。
【００１３】
つまりスピンチャックの中心位置とアライメントマーク１１０の位置との相対的な位置関係を各処理ユニット１００毎に求めておくことにより、前記マーク位置に基づいてスピンチャックの回転中心とウエハ中心との概ねの位置合わせはできるものの、スピンチャック自体のパーツ誤差や組立て誤差により、スピンチャックの中心と回転軸の中心とが一致するとは限らず、僅かに異なる場合があるからである。
【００１４】
ところで塗布ユニットでは、ウエハ表面に塗布液を塗布した後、ウエハを鉛直軸周りに回転させながら、当該ウエハの周縁（エッジ）に洗浄液ノズルにより洗浄液を供給して洗浄するエッジリンスと呼ばれる処理がなされる。この際、ウエハの中心がスピンチャックの回転中心からずれていると、エッジが洗浄されない部位とエッジが所定幅以上の幅で洗浄されてしまう部位が発生する場合がある。ここでウエハのデバイス領域をできるだけ広くとること、例えばエッジから１ｍｍ以下の位置までデバイス領域とすることが要請されている。このためにはウエハ中心とスピンチャックの回転中心とを例えば数十μｍ以内の精度で合わせる必要があるが、特許文献１の構成ではウエハ中心とスピンチャックの回転中心とを数十μｍ以内の精度で一致させることは困難であり、この要請に合致しない。
【００１５】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段を用いた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得するにあたって、処理ユニットの搬送口に対する基板搬送手段の適切な進入位置を確実に把握することのできる基板処理装置、及び基板搬送手段の位置合わせ方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段と、この基板搬送手段の回転方向に沿って配置された複数の処理ユニットと、各処理ユニットの外装筐体に形成され、基板を保持した基板搬送手段を各処理ユニット内に搬入出するための搬送口と、を備え、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得する基板処理装置において、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して左右方向の位置座標が予め決められている第１の光学的検出用マークと、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して上下方向の位置座標が予め決められている第２の光学的検出用マークと、
前記基板搬送手段に設けられ、前記第１の光学的検出用マーク及び前記第２の光学的検出用マークを検出するための光センサと、
この光センサが前記第１の光学的検出用マークを検出したときの位置から予め決められた角度だけ基板搬送手段を回転させると共に、前記光センサが前記第２の光学的検出用マークを検出したときの基板搬送手段の位置から予め決められた移動量だけ基板搬送手段を上下方向に移動させて、基板搬送手段を処理ユニットの搬送口に対向させるプログラムと、
前記基板搬送手段が搬送口に対向した後、当該基板搬送手段を処理ユニット内に進入させ、載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行うためのプログラムと、を備え、
前記第１の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が左側または右側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体の横に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第２の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が上側または下側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体に対して上下方向にずれた位置にて当該突状体に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第１の光学的検出用マークの検出及び前記第２の光学的検出用マークの検出は、反射光の有無の切り替わりを検出することにより突状体の位置を検出することであることを特徴とする。
【００１７】
他の発明は、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段と、この基板搬送手段の回転方向に沿って配置された複数の処理ユニットと、各処理ユニットの外装筐体に形成され、基板を保持した基板搬送手段を各処理ユニット内に搬入出するための搬送口と、を備えた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得する基板搬送手段の位置合わせ方法において、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して左右方向の位置座標が予め決められている第１の光学的検出用マークと、前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して上下方向の位置座標が予め決められている第２の光学的検出用マークと、を前記基板搬送手段に設けられた光センサにより検出して、この光センサが第１の光学的検出用マークを検出したときの位置から予め決められた角度だけ基板搬送手段を回転させると共に、前記光センサが前記第２の光学的検出用マークを検出したときの基板搬送手段の位置から予め決められた移動量だけ基板搬送手段を上下方向に移動させて、基板搬送手段を処理ユニットの搬送口に対向させる工程と、
次いで前記基板搬送手段が前記搬送口に対向した後、当該基板搬送手段を処理ユニット内に進入させ、載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行う工程と、を含み、
前記第１の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が左側または右側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体の横に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第２の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が上側または下側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体に対して上下方向にずれた位置にて当該突状体に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第１の光学的検出用マークの検出及び前記第２の光学的検出用マークの検出は、反射光の有無の切り替わりを検出することにより突状体の位置を検出する工程であることを特徴とする。
【００２０】
以上の発明では、基板搬送手段に取りつけられた光センサにより第１及び第２の光学的検出用マークを検出し、このマークに基づいて搬送口の位置を確認して、基板搬送手段が処理ユニットの搬送口に対向する受け渡し位置を求め、次いで前記基板搬送手段を前記受け渡し位置にて処理ユニット内に進入させて、さらに載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行っているので、処理ユニットに対する基板搬送手段の位置合わせを高精度に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板処理装置について説明する。図１は本発明の実施の形態である、塗布・現像装置を露光装置に接続してなる基板処理装置を示す平面図であり、図２は同斜視図である。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリアＣを複数個載置可能な載置台２１と、この載置台２１から見て前方の壁面に設けられる開閉部２２と、開閉部２２を介してキャリアＣからウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００２３】
キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体２３にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系の処理ユニットを多段化した３個の加熱、冷却系のタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３と、後述する各種処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行うための、進退及び昇降自在且つ鉛直軸回りに回転自在なメイン搬送機構Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ちタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３及びメイン搬送機構Ａ２，Ａ３はキャリア載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されていて、ウエハＷは処理部Ｂ２内を一端側のタワーＴ１から他端側のタワーＴ３まで自由に移動できるようになっている。
【００２４】
またメイン搬送機構Ａ２，Ａ３は、キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置されるタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３側の一面部と、右側の液処理系の処理ユニットを他段に積層した液処理系のタワーＴ４，Ｔ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２４により囲まれる空間内に置かれている。
【００２５】
前記メイン搬送機構Ａ２，Ａ３は、基板搬送手段をなすものであり、後述するように昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。前記タワーＴ１，Ｔ２，Ｔ４は、メイン搬送機構Ａ２の回転方向に沿って、またタワーＴ２，Ｔ３，Ｔ５は、メイン搬送機構Ａ３の回転方向に沿って、夫々配置されており、前記メイン搬送機構Ａ２，Ａ３は、これらタワーＴ１〜Ｔ５に設けられた各処理ユニットの間でウエハＷを搬送する役割を持っている。但し図２では便宜上受け渡し手段Ａ１は描いていない。図中２５ａ，２５ｂは例えば温度又は湿度の調整装置、ポンプ、ダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００２６】
前記液処理系のタワーＴ４，Ｔ５は、例えば図２に示すように塗布液（レジスト）や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部２６の上に塗布ユニット３Ａ（ＣＯＴ）及び現像ユニット３Ｂ（ＤＥＶ）、反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）３Ｃを複数段例えば５段に積層した構成とされている。これら塗布ユニット３Ａ，現像ユニット３Ｂ，反射防止膜形成ユニット３Ｃは処理ユニットをなすものであり、これら処理ユニットは夫々外装筐体４により囲まれていて、当該外装筐体４のメイン搬送機構Ａ２、Ａ３と対向する面には、ウエハを保持したメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が進入できるようにウエハの搬送口４１が形成されている。
【００２７】
また加熱、冷却系のタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、液処理系のタワーＴ４，Ｔ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種処理ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされている。上述の前処理及び後処理を行うための処理ユニットの中には、加熱ユニットや冷却ユニットの他、ウエハの受け渡しユニット等が含まれている。これら各処理ユニットも外装筐体により囲まれており、当該外装筐体のメイン搬送機構Ａ２、Ａ３と対向する面には、ウエハを保持したメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が進入できるようにウエハの搬送口が形成されている。
【００２８】
処理ブロックＢ２におけるタワーＴ３の奥側には、例えば第１の搬送室２７ａ及び第２の搬送室２７ｂからなるインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。インターフェイス部Ｂ３の内部には処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段Ａ４，Ａ５の他、複数例えば２５枚のウエハＷを一時的に収容するバッファカセットＣ０や、前記受け渡し手段Ａ４，Ａ５同士の間でウエハの受け渡しを行うための受け渡しユニット２８とが設けられている。
【００２９】
ここで上述の装置におけるウエハＷの流れについて簡単に述べておく。先ず外部からウエハＷが収納されたカセットＣが載置台２１に載置されると、開閉部２２と共にカセットＣの蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。次いでウエハＷはタワーＴ１の一段をなす受け渡しユニットを介してメイン搬送機構Ａ２へと受け渡され、例えば塗布処理の前処理としてタワーＴ４内の例えば反射防止膜形成ユニット３Ｃにて、ウエハ表面に露光時の光の反射を防止するための膜である反射防止膜の形成が行われた後、塗布ユニット３Ａにてレジスト液が塗布され、所定のレジスト膜が形成される。
【００３０】
ウエハＷ表面にレジスト膜が形成されると、次いでウエハＷは、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３からタワーＴ３の受け渡しユニット、インターフェイス部Ｂ３の受け渡し手段Ａ４，Ａ５を介して露光部Ｂ４に受け渡され、ここで所定の露光処理が行われる。なおウエハＷにレジスト液を塗布する前や後には、タワーＴ１〜Ｔ３に含まれる処理ユニットにて、例えば加熱処理や冷却処理が行われる。
【００３１】
露光処理後、ウエハＷは逆の経路でメイン搬送機構Ａ２、Ａ３まで搬送され、例えばタワーＴ５内の現像ユニット３Ｂにて現像される。こうして所定のレジストパターンが形成されたウエハＷは、タワーＴ１の受け渡しユニットを介してキャリア載置部Ｂ１における例えば元のキャリアＣに戻される。なお現像の前後にはタワーＴ１〜Ｔ３の各処理ユニットにて加熱及び冷却処理などの前処理及び後処理が行われる。
【００３２】
続いて前記塗布ユニット３Ａの一例について図３を参照しながら説明すると、ウエハの搬出入用の搬送口４１を備えた外装筐体４である処理容器の内部には、載置台であるスピンチャック３１が設けられており、ウエハＷはこのスピンチャック３１により真空吸着により略水平に保持されるように構成されている。前記スピンチャック３１はモータ及び昇降部を含む駆動部３２により鉛直軸まわりに回転でき、且つ昇降できるようになっている。またスピンチャック３１の周囲にはウエハＷからスピンチャック３１に跨る側方部分を囲い、且つ下方側全周に亘って凹部が形成された液受けカップ３２が設けられ、当該液受けカップ３２の底面には排気管３３ａ及びドレイン管３３ｂが接続されている。
【００３３】
液受けカップ３２の上方側には、例えばウエハＷのほぼ回転中心位置に塗布液であるレジスト液を供給するための供給ノズル３４が設けられており、このノズル３４は塗布液供給路３４ａを介して塗布液を貯留するための図示しない塗布液タンクに接続されている。前記供給ノズル３４はウエハＷの中央部上方と前記液受けカップ３２の外側との間で移動できるように構成されている。
【００３４】
さらにスピンチャック３１に載置されたウエハの裏面側には、前記ウエハの周縁領域に、ウエハ裏面に付着した塗布膜（レジスト膜）を除去するために塗布液の溶剤を供給するためのバックリンス用ノズル３５が設けられている。このバックリンス用ノズル３５は、例えばウエハの裏面側の外縁から例えば５０ｍｍ程度内側の領域に前記溶剤を供給できるようになっている。図中３６はウエハＷをスピンチャック３１から上昇させてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３との間で受け渡しを行うための、昇降部３７により昇降自在に構成された昇降ピンである。
【００３５】
このような塗布装置３Ａでは、スピンチャック３１上のウエハＷの表面に供給ノズル３４からレジスト液を滴下すると共に、予め設定された回転数でスピンチャック３１を回転させると、レジスト液はその遠心力によりウエハＷの径方向に広がってウエハＷ表面にレジスト液の液膜が形成され、振り切られた分は液受けカップ３２へと流れ落ちるようになっている。
【００３６】
こうしてウエハ表面にレジスト液の液膜を形成した後、ウエハをスピンチャック３１により所定の回転数で回転させながら、当該ウエハの周縁領域にエッジリンス用ノズル３５からレジスト液の溶剤を供給することにより、ウエハの周縁領域の不要なレジスト液膜が除去される。
【００３７】
また現像ユニット３Ｂや反射防止膜形成ユニット３Ｃについても、上記塗布ユニット３Ａと同様に、ウエハを鉛直軸周りに回転自在なスピンチャック上に保持させ、このウエハ表面にノズルから現像液又は反射防止膜形成液を供給するように構成されている。
【００３８】
続いて本発明の位置合わせ方法が実施される構成について説明する。先ずメイン搬送機構Ａ２、Ａ３について説明するが、これらは同一に構成されているので、メイン搬送機構Ａ２を例にして説明する。前記メイン搬送機構Ａ２は図４に示すように、ウエハＷを保持するアーム５１（５１ａ〜５１ｃ）と、このアーム５１を支持する基台５２と、この基台５２を図中Ｚ方向に、一対の案内レール５３ａ，５３ｂに沿って昇降自在に支持する昇降機構５４と、この昇降機構５４に設けられた回転軸５５を介して、前記基台５２を図中θ方向に鉛直軸周りに回転させる回転機構（図示せず）と、を備えている。
【００３９】
前記アーム５１は、夫々ウエハＷを保持し得るように３段構成になっており、夫々基台５２に沿って図中Ｘ方向に図示しない進退機構により進退移動し得るようになっている。これによりアーム５１は、Ｚ方向に昇降自在、θ方向に回転自在、Ｘ方向に進退自在に構成されることになる。このようなメイン搬送機構Ａ２、Ａ３は、既述のように区画壁２４により構成された筐体の内部に収納されており、この筐体の各処理ユニットの搬送口に対応する領域には、アームの進退入口５６が形成されている。
【００４０】
そしてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせが行われるときには、基台５２の前面の所定位置に光センサ６が取りつけられる。この光センサ６は発光センサと受光センサとを備えており、当該光センサ６と各アーム５１（５１ａ〜５１ｃ）の位置関係が予め把握された状態で基台５２に取りつけられる。このようなメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の昇降機構５４、回転機構、進退機構は、基板処理装置の制御部Ｃにより駆動が制御される。
【００４１】
続いて前記タワーＴ１〜Ｔ５について説明する。これらタワーＴ１〜Ｔ５に設けられた処理ユニットの外装筐体４には、図５にタワーＴ４を代表して示すように、既述のウエハの搬送口４１が形成されており、この搬送口４１の大きさは、左右方向（幅方向）の長さＬ１が３８０ｍｍ、上下方向（高さ方向）の長さＬ２が６５ｍｍ程度に設定されている（図６参照）。
【００４２】
また前記外装筐体４の搬送口４１が形成された外面の所定位置には、第１の光学的検出用マーク（以下「第１のマーク」という）７Ａと第２の光学的検出用マーク（以下「第２のマーク」という）７Ｂとが設けられている。これら第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂは、例えば１つのタワーＴ１〜Ｔ５毎に１個設けられるが、図５及び図６の例では、前記第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂは、例えば最上段の塗布ユニット３Ａの外装筐体４の搬送口４１の下部側の外面に設けられている。
【００４３】
前記第１のマーク７Ａは、前記搬送口４１に対して左右方向の位置座標が予め決められている左右方向の基準位置をなすマーク、第２のマーク７Ｂは、前記搬送口４１に対して上下方向の位置座標が予め決められている上下方向の基準位置をなすマークとして用いられる。
【００４４】
続いて第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの形状について図７（ａ）の斜視図及び図７（ｂ）の平面図を用いて具体的に説明する。この第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂはいずれも同様に構成されているので、ここでは第１のマーク７Ａを例にして説明する。
【００４５】
第１のマーク７Ａは、板状の拡散板７１の左右方向（幅方向）の中央に、上下方向（高さ方向）に沿って突状体７２を設けた構成であり、突状体７２は、例えば拡散板７１の中央前方に突出する頂部７３を有し、この頂部７３に対向する辺が拡散板７１に固定される略三角柱体よりなり、前記頂部７３の両側面は光沢面として構成されている。このように突状体７２は、拡散板７１に対して略直交する方向から光が入射すると、頂部７３の両側面が前記光の入射方向に対して斜めに向くように構成されている。前記拡散板７１は例えばアルミ板などにより形成され、前記突状体７２は例えばアルミブロックなどにより形成される。
【００４６】
このような構成では、光センサ６から前記第１のマーク７Ａに向けて発光したときに、図７（ｂ）に示すように、突状体７２に光が当たると、当該光は突状体７２の両側面により側方側に反射され、当該反射光は光センサ６には戻らないが、突状体７２の両側の拡散板７１に光が当たった場合には、当該光は拡散板７１により反射されて光センサ６に戻り、当該センサ６により受光される。従って反射光の受光の有無を検出することにより、突状体７２の有無が検出されることになる。
【００４７】
これにより、このときの突状体７２の両縁部の位置Ｐ１，Ｐ２の位置座標を求め、これらの位置座標により突状体７２が設けられている領域の中心位置Ｐの位置座標を演算し、さらにこの中心位置Ｐから、当該中心位置Ｐと予め左右方向の位置座標が決められた搬送口４１の所定位置の正確な位置座標を演算するように制御部Ｃを構成することによって、光センサ６にて第１のマーク７Ａを検出すれば、搬送口４１の所定位置の左右方向の正確な位置座標が求められるにようになっている。
【００４８】
こうして第１のマーク７Ａは、搬送口４１の長さ方向と突状体７２の長さ方向が垂直になるように設けられているので、光センサ６にて第１のマーク７Ａを検出することにより、搬送口４１の所定位置の左右方向の正確な位置座標が求められる。一方、第２のマーク７Ｂは、搬送口４１の長さ方向と突状体７２の長さ方向が平行になるように設けられているので、同様に光センサ６にて第２のマーク７Ｂを検出することにより、搬送口４１の所定位置の上下方向の正確な位置座標が求められる。
【００４９】
ここで、第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂは、突状体７２に当たった光の反射光が光センサ６に戻らず、突状体７２以外の領域では当たった光の反射光が光センサ６に戻るように、夫々突状体７２の形状や大きさが設定され、例えば一例を挙げると、第１のマーク７Ａの拡散板７１の左右方向の長さＬ３は１００ｍｍ、上下方向の長さＬ４は３０ｍｍ、第２のマーク７Ｂの拡散板７１の左右方向の長さＬ５は１００ｍｍ、上下方向の長さＬ６は３０ｍｍ、夫々の突状体７２の幅Ｌ７は１０ｍｍ、突状体７２の頂部７３の高さＬ８は７ｍｍ、頂部７２のなす角Ｄは９０度である。
【００５０】
続いて本発明の位置合わせ方法について説明するが、この位置合わせ作業は、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対するメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の受け渡し位置のデータを取得するためのものである。ここではタワーＴ４の最上段に設けられた塗布ユニット３Ａに対してメイン搬送機構Ａ２の位置合わせを行う場合を例にして、図８〜図１２を用いて説明する。
【００５１】
先ずメイン搬送機構Ａ２に光センサ６を取り付け、図８に示すように、当該メイン搬送機構Ａ２を前記搬送口４１に対応する初期位置に移動させる。この初期位置は予め設定された位置である。そしてこの初期位置にて前記光センサ６によりタワーＴ４の第２のマーク７Ｂを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるための、メイン搬送機構Ａ２の前記初期位置からの上下方向（Ｚ方向）の補正量を求める（ステップＳ１、図１０参照）。前記第１の受け渡し位置とは、塗布ユニット３Ａの搬送口４１にメイン搬送機構Ａ２が対向し、当該塗布ユニット３Ａのスピンチャック３１の所定位置に対してウエハＷの受け渡しを行う位置である。
【００５２】
具体的に図１０を用いて説明する。メイン搬送機構Ａ２に取り付けられた光センサ６と各アーム５１とは予め位置座標が把握されている。また搬送口４１の所定位置例えば中心位置αと第２のマーク７Ｂの突状体７２の所定位置例えば中心位置βとは予め上下方向の位置座標が決められている。
【００５３】
そして例えば光センサ６により第２のマーク７Ｂの突状体７２の上下方向の両縁部の位置を検出し、この検出値に基づいて制御部Ｃにより第２のマーク７Ｂの突状体７２の中心位置βの上下方向（Ｚ方向）の位置座標Ｚ１を求める。続いてこの第２のマーク７Ｂの中心位置βの上下方向の位置座標Ｚ１に基づいて搬送口４１の中心位置αの上下方向の位置座標Ｚ０を演算する。つまり搬送口４１の中心位置αと第２のマーク７Ｂの突状体７２の中心位置βとは予め上下方向の位置関係が決められているので、前記第２のマーク７Ｂの中心位置βの上下方向の位置座標Ｚ１が決まれば、搬送口４１の中心位置αの上下方向の位置座標Ｚ０が求められる。
【００５４】
次いで搬送口４１の中心位置αの上下方向の位置座標Ｚ０に基づいて、メイン搬送機構Ａ２の搬送口４１に対向する第１の受け渡し位置の上下方向の位置座標を演算し、これに基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるための上下方向（Ｚ方向）の補正量を演算する。
【００５５】
次いでメイン搬送機構Ａ２を前記初期位置に移動させ、前記光センサ６によりタワーＴ４の第１のマーク７Ａを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるための、メイン搬送機構Ａ２の前記初期位置からの左右方向（θ方向）の補正角度を求める（ステップＳ２、図１１参照）。
【００５６】
具体的に図１１を用いて説明すると、搬送口４１の所定位置例えば中心位置αと第１のマーク７Ａの突状体７２の所定位置例えば中心位置γとは予め左右方向の位置座標が決められている。そして例えば光センサ６により第１のマーク７Ａの突状体７２の左右方向の両縁部の位置を検出し、この検出値に基づいて制御部Ｃにより第１のマーク７Ａの突状体７２の中心位置γの左右方向（θ方向）の位置座標Ｙ１を求める。
【００５７】
続いてこの第１のマーク７Ａの中心位置γの左右方向の位置座標Ｙ１に基づいて搬送口４１の中心位置αの左右方向の位置座標Ｙ０を演算する。つまり搬送口４１の中心位置αと第１のマーク７Ａの突状体７２の中心位置γとは予め左右方向の位置関係が決められているので、前記第１のマーク７Ａの中心位置γの左右方向の位置座標Ｙ１が決まれば、搬送口４１の中心位置αの左右方向の位置座標Ｙ０が求められる。
【００５８】
次いで搬送口４１の中心位置αの左右方向の位置座標Ｙ０に基づいて、メイン搬送機構Ａ２の搬送口４１に対向する第１の受け渡し位置のθ方向の位置座標を演算し、これに基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるためのθ方向の補正角度を演算する。
【００５９】
こうして第１の受け渡し位置の位置座標を求めた後、ウエハを保持したメイン搬送機構Ａ２を初期位置から求められた補正量分、上下方向に移動させると共に、初期位置から求められた補正角度分、θ方向に回転させ、メイン搬送機構Ａ２を前記第１の受け渡し位置に移動させる（ステップＳ３）。
【００６０】
続いて前記第１の受け渡し位置のメイン搬送機構Ａ２から塗布ユニット３Ａのスピンチャック３１上にウエハを受け渡し、スピンチャック３１の回転中心とウエハの回転中心との位置合わせ作業を行う（ステップＳ４）。この位置合わせ作業の一例を図１２に基づいて説明する。図１２中８１は図示しない駆動機構によりスピンチャック３１にて保持されたウエハＷの上方側にて、ウエハＷの径方向に進退可能に構成された透過型センサである。この透過型センサ８１は、前記第１の受け渡し位置にてメイン搬送機構Ａ２によりスピンチャック３１上にウエハＷが受け渡されると、搬送口４１を介して塗布ユニット３Ａ内に搬入される。次いで透過型センサ８１を、ウエハＷの周縁の外側から所定速度で横方向に移動させてウエハＷの周縁の上方を通過させる。
【００６１】
次に光が透過した位置の手前まで透過型センサ８１を戻して、精度を上げるために例えば１パルス間隔でゆっくりと透過型センサ８１を後退させることにより、ウエハの周縁を検出する。さらにウエハＷを鉛直軸周りに９０度間隔で３回回転させ、夫々の状態において同様の処理を行い、これにより得られたウエハＷの周縁の４点（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６）の位置データに基づいて演算によりウエハＷの中心Ｏｗの位置を求める。そしてこのウエハＷの中心Ｏｗとスピンチャック３１の回転軸の中心Ｏｓとが一致するか、あるいは許容範囲になるまでウエハの置き直し（再試行）を行う（図１２（ｂ）参照）。このとき再試行するに伴ってずれは小さくなっていき、数回の再試行で収束される。
【００６２】
こうしてスピンチャック３１の回転軸中心ＯｓとウエハＷの回転中心Ｏｗとの位置合わせを行なって、中心が位置合わせされたときのメイン搬送機構Ａ２の受け渡し位置を正確な受け渡し位置（第２の受け渡し位置）とし、当該位置の位置座標データを制御部Ｃのメモリに取得する。そして実際の処理時には、メイン搬送機構Ａ２を第２の受け渡し位置に移動させて、塗布ユニット３Ａのスピンチャック３１との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００６３】
同様にして、タワーＴ４の他の処理ユニットに対してメイン搬送機構Ａ２の位置合わせ作業を行うが、この場合には、他の処理ユニットの搬送口４１と第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの位置を予め把握しておくことにより、上述の手法と同様にしてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせを行うことができる。さらにタワーＴ１，Ｔ２とメイン搬送機構Ａ２、タワーＴ２，Ｔ３，Ｔ５とメイン搬送機構Ａ３との間においても同様の位置合わせ作業を行う。
【００６４】
ここで光センサ６が第１のマーク７Ａを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の初期位置から第１の受け渡し位置までの上下方向の補正量を求め、また第２のマーク７Ｂを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の初期位置から第１の受け渡し位置までのθ方向の補正角度を求める第１のプログラムと、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３を初期位置から前記第１のプログラムにより求められた補正量分上下方向に移動させると共に、補正角度分θ方向に回転させて、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３を前記第１の受け渡し位置に位置させて処理ユニットの搬送口に対向させる第２のプログラムと、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３の前記第２の受け渡し位置のデータの取得作業を行う第３のプログラムとは制御部Ｃに格納されており、これらプログラムに基づいて、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせ作業が行われる。
【００６５】
上述の実施の形態では、搬送口４１が狭く、ウエハＷを保持したメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が進退入できるぎりぎりの大きさであっても、搬送口４１の位置を確認してメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の第１の受け渡し位置を決定しているので、ウエハＷやメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が搬送口４１近傍に衝突することなく、確実に搬送口４１に進退入して、処理ユニットの載置台にウエハの受け渡しを行うことができる。
【００６６】
ここで、搬送口４１の位置を把握する際、第１のマーク７Ａを用いて搬送口４１の左右方向の位置を求め、第２のマーク７Ｂを用いて搬送口４１の上下方向の位置を求めているので、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３が、昇降自在、鉛直軸周りに回転自在、進退自在に構成されていて、搬送口４１の左右方向の縁部を確認しにくいタイプであり、かつ検出手段が光センサ６であっても、正確に搬送口４１の所定位置の上下方向の位置座標と左右方向の位置座標と、を求めることができる。これによりメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせ作業に安価な検出手段を用いることができ、有効である。
【００６７】
さらに第１の受け渡し位置を求めた後、スピンチャック３１の回転中心とウエハＷの中心との位置合わせを行い、処理ユニットの載置台に対するメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の正確な受け渡し位置を求めているので、実際の処理では、スピンチャック３１の回転中心とウエハ中心とが確実に位置合わせされた状態でウエハＷがスピンチャック３１に受け渡される。
【００６８】
これにより、塗布ユニット３Ａのエッジリンス工程にて、ウエハＷの周縁部の不要な塗布膜を高精度で除去することができるので、ウエハＷのデバイス領域をウエハ外縁ぎりぎりまで大きくとることができ、有効である。
【００６９】
以上において、本発明では第２のマーク７Ａを検出して、搬送口４１の上下方向の位置を把握する代わりに、光センサ６により直接搬送口４１を検出するようにしてもよい。この場合、光センサ６から搬送口４１近傍領域に向けて光を発光したとき、搬送口４１の開口領域以外の領域では光が反射されて、この反射光が光センサ６に受光されるが、前記搬送口４１の開口領域では光が反射されず、反射光が光センサ６に戻らないので、この反射光の受光の有無により、搬送口４１の形成領域が認識される。従って光センサ６により搬送口４１の上下方向の縁部の位置を検出することにより、この位置座標から制御部Ｃにて搬送口４１の所定位置例えば上下方向の中心位置の位置座標を演算することができる。
【００７０】
また本発明の第１のマーク７Ａ及び第２のマーク７Ｂは、光センサ６によりこれら第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの所定位置を検出する構成であれば上述の構成に限らず、例えば光センサ６からの光を第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂにて反射することにより、当該マーク７Ａ，７Ｂが設けられている領域を認識する構成であってもよい。さらに第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの取りつけ位置は上述の構成に限らず，第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂが夫々離れた場所に設けられるようにしてもよいし、１個のタワーＴ１〜Ｔ５に複数個のマーク７Ａ，７Ｂを取りつけるようにしてもよい。さらにウエハＷとスピンチャック３１との中心位置の位置合わせに用いた透過型センサ８１の代わりに、反射型センサを用いるようにしてもよい。
【００７１】
以上において本実施の形態で用いられる基板は、フラットパネルディスプレイ基板であってもよい。また本発明の基板処理装置では、上述の処理工程に限らず、反射防止膜形成ユニットの代わりに疎水化ユニットを設けるようにしてもよいし、他のユニットを設けるようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段を用いた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得するにあたって、処理ユニットの搬送口に対する基板搬送手段の適切な進入位置を確実に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施の形態の全体構成を示す平面図である。
【図２】前記基板処理装置の概観を示す斜視図である。
【図３】前記基板処理装置に設けられる塗布ユニットの一例を示す断面図である。
【図４】前記基板処理装置に設けられるメイン搬送機構の一例を示す斜視図である。
【図５】前記基板処理装置に設けられるタワーＴ４の一例を示す正面図である。
【図６】前記タワーＴ４の一部を示す正面図である。
【図７】前記タワーＴ４に設けられる第１の光学的検出用マークと第２の光学的検出用マークとを示す斜視図と平面図である。
【図８】前記タワーＴ４とメイン搬送機構Ａ２を示す斜視図である。
【図９】前記基板処理装置にて行われるメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせ作業を説明するための工程図である。
【図１０】前記位置合わせ作業を説明するための側面図である。
【図１１】前記位置合わせ作業を説明するための平面図である。
【図１２】スピンチャックの回転中心とウエハの中心との位置合わせ作業を説明するための図である。
【図１３】従来の基板処理装置を説明するための平面図である。
【図１４】前記基板処理装置に設けられた処理ユニットの搬送口を示す正面図である。
【図１５】特許文献１の搬送手段の位置合わせ方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
Ｂ１ キャリア載置部
Ｂ２ 処理部
Ｂ３ インターフェイス部
Ｂ４ 露光部
Ｗ 半導体ウエハ
Ａ２，Ａ３ メイン搬送機構
Ｔ１〜Ｔ５ タワー
３Ａ 塗布ユニット
３４ 供給ノズル
３５ エッジリンス用ノズル
４ 外装筐体
４１ 搬送口
５１ アーム
５２ 基台
５４ 昇降機構
６ 光センサ
７Ａ 第１の光学的検出用マーク
７Ｂ 第２の光学的検出用マーク
７１ 拡散板
７２ 突状体
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の基板に所定の処理を行う処理ユニットと、この処理ユニットに対して基板の受け渡しを行う基板搬送手段と、を備えた基板処理装置、及び処理ユニットに対して基板搬送手段を位置合わせする基板搬送手段の位置合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板にレジスト液を塗布し、フォトマスクを用いてそのレジスト膜を露光し、更に現像することによって所望のレジストパタ−ンを基板上に作製するフォトリソグラフィ技術が用いられている。このような処理は、一般にレジスト液の塗布・現像を行う塗布・現像装置に、露光装置を接続した基板処理装置を用いて行われる。
【０００３】
前記基板処理装置は、高いスループットを確保しつつ装置占有面積の小容量化を図るために、塗布処理、現像処理、加熱・冷却処理など基板に対して複数の異なる処理を行う処理装置を各々ユニット化し、これらの各処理毎に必要な数のユニットが組み込まれて構成されており、さらに各処理ユニットに基板を搬入出するための搬送手段が設けられている。
【０００４】
このような基板処理装置について例えば図１３に示す塗布・現像装置を一例として簡単に説明しておくと、例えばウエハＷを２５枚収納したキャリア１０はキャリアステージ１１に搬入され、受け渡しアーム１２により取り出されて、棚ユニット１３ａの受け渡し部を介して処理ブロック１４に搬送される。処理ブロック１４には、中央に搬送手段１５が設けられており、この周りにウエハＷに塗布液を塗布するための塗布ユニット１６ａや、露光後のウエハに現像処理を行うための現像ユニット１６ｂ、塗布ユニット１６ａや現像ユニット１６ｂの処理の前後にウエハＷに対して所定の加熱処理や冷却処理が行うための加熱ユニットや冷却ユニットを備えた棚ユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられている。
【０００５】
前記搬送手段１５は、処理ブロック１３の内部にて、塗布ユニット１６ａ、現像ユニット１６ｂ、棚ユニット１３ａ〜１３ｃに設けられる各処理ユニットの夫々に対してウエハＷの受け渡しを行なうものであり、昇降自在、鉛直軸まわりに回転自在、進退自在に構成されている。
【０００６】
ここで前記塗布ユニット１６ａや現像ユニット１６ｂ等の各処理ユニットは、例えば図１４に示すように処理容器１７内に収納されており、当該容器１７の搬送手段１５に対向する面に形成された搬送口１８を介して、当該容器１７の内部に設けられたウエハＷの載置台（図示せず）に対してウエハＷの受け渡しを行っている。
【０００７】
ところで上述の装置において、各処理ユニットにてウエハＷに対して高精度な処理を行うためには、この処理ユニットに対してウエハＷを搬送手段１５により搬送口１８を介して所定の載置領域に高精度に載置することが求められる。この際搬送口１８は搬送路からのパーティクルの侵入を抑制するという理由から、ウエハＷを保持した搬送手段１５が進退入できるぎりぎりの大きさに形成されている。従って処理ユニット内に搬送手段１５がスムーズに進入できずに、ウエハＷや搬送手段１５が搬送口１８近傍領域に衝突しやすいので、これを防ぐために、システムの初期設定時に、予め各処理ユニットの搬送口１８の位置を確認し、ウエハＷを処理ユニットに搬入出させるときの、搬送口１８に対する搬送手段１５の進退入位置を学習させておく作業が行われる。この作業は一般にティーチングと呼ばれており、作業者の手動動作により行われている。
【０００８】
しかしながら作業者の手動動作により全ての処理ユニットの搬送口１８に対して搬送手段１５のティーチング作業を行うことは極めて煩雑であり、多大な時間がかかってしまうことから、本発明者は、処理ユニットの搬送口１８を自動的に検出して、この搬送口１８と搬送手段１５との位置合わせを行う構成を検討している。このように処理ユニットに対する搬送手段１５の位置合わせを自動的に行う構成としては特許文献１の構成が提案されている。
【０００９】
この構成は、図１５に示すように処理ユニット１００の実際の受け渡し位置との間の位置関係が予め把握された状態で処理ユニット１００の全面にアライメントマーク１１０を配置する一方、搬送装置１２０に予め定められた位置関係で配置されたＣＣＤカメラ１３０により前記アライメントマーク１１０を読み取り、この検出データに基づいて処理ユニット１００に基板を受け渡す際の搬送装置１２０の位置を演算し、この演算された位置データに基づいて処理ユニット１００への搬送装置１２０の進入位置及び基板の受け渡し位置を補正するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１１７０６４号公報（図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構成では、搬送装置１２０は、処理ユニット１００の搬送口１４０の上下方向（ｚ方向）に移動自在、搬送口１４０の左右方向（ｙ方向）に移動自在に構成され、かつＣＣＤ１３０カメラを用いているのでアライメントマーク１１０の位置を検出できるが、搬送装置１２０を、上述の基板処理装置の搬送手段１５のように、鉛直軸まわりに回転するように移動するタイプに置き換えて考えると、このタイプの搬送装置は搬送口１４０の左右方向に沿って移動できないので、搬送口１４０の上下方向の位置関係は正確に把握できても、左右方向の位置関係を正確に把握することは難しく、精度のよいティーチングを行うことは困難である。またアライメントマーク１１０の検出手段として用いられるＣＣＤカメラ１３０は高価であるという問題がある。
【００１２】
さらに特許文献１の構成では、処理ユニット１００のアライメントマーク１１０に基づいて、搬送装置１２０の当該処理ユニット１００への進入位置や受け渡し位置が補正されるが、この位置合わせの手法では、例えば塗布ユニットの載置部であるスピンチャックの回転中心とウエハの中心とを正確に位置合わせした状態でウエハを載置することは難しい。
【００１３】
つまりスピンチャックの中心位置とアライメントマーク１１０の位置との相対的な位置関係を各処理ユニット１００毎に求めておくことにより、前記マーク位置に基づいてスピンチャックの回転中心とウエハ中心との概ねの位置合わせはできるものの、スピンチャック自体のパーツ誤差や組立て誤差により、スピンチャックの中心と回転軸の中心とが一致するとは限らず、僅かに異なる場合があるからである。
【００１４】
ところで塗布ユニットでは、ウエハ表面に塗布液を塗布した後、ウエハを鉛直軸周りに回転させながら、当該ウエハの周縁（エッジ）に洗浄液ノズルにより洗浄液を供給して洗浄するエッジリンスと呼ばれる処理がなされる。この際、ウエハの中心がスピンチャックの回転中心からずれていると、エッジが洗浄されない部位とエッジが所定幅以上の幅で洗浄されてしまう部位が発生する場合がある。ここでウエハのデバイス領域をできるだけ広くとること、例えばエッジから１ｍｍ以下の位置までデバイス領域とすることが要請されている。このためにはウエハ中心とスピンチャックの回転中心とを例えば数十μｍ以内の精度で合わせる必要があるが、特許文献１の構成ではウエハ中心とスピンチャックの回転中心とを数十μｍ以内の精度で一致させることは困難であり、この要請に合致しない。
【００１５】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段を用いた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得するにあたって、処理ユニットの搬送口に対する基板搬送手段の適切な進入位置を確実に把握することのできる基板処理装置、及び基板搬送手段の位置合わせ方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段と、この基板搬送手段の回転方向に沿って配置された複数の処理ユニットと、各処理ユニットの外装筐体に形成され、基板を保持した基板搬送手段を各処理ユニット内に搬入出するための搬送口と、を備え、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得する基板処理装置において、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して左右方向の位置座標が予め決められている第１の光学的検出用マークと、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して上下方向の位置座標が予め決められている第２の光学的検出用マークと、
前記基板搬送手段に設けられ、前記第１の光学的検出用マーク及び前記第２の光学的検出用マークを検出するための光センサと、
この光センサが前記第１の光学的検出用マークを検出したときの位置から予め決められた角度だけ基板搬送手段を回転させると共に、前記光センサが前記第２の光学的検出用マークを検出したときの基板搬送手段の位置から予め決められた移動量だけ基板搬送手段を上下方向に移動させて、基板搬送手段を処理ユニットの搬送口に対向させるプログラムと、
前記基板搬送手段が搬送口に対向した後、当該基板搬送手段を処理ユニット内に進入させ、載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行うためのプログラムと、を備え、
前記第１の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が左側または右側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体の横に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第２の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が上側または下側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体に対して上下方向にずれた位置にて当該突状体に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第１の光学的検出用マークの検出及び前記第２の光学的検出用マークの検出は、反射光の有無の切り替わりを検出することにより突状体の位置を検出することであることを特徴とする。
【００１７】
他の発明は、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段と、この基板搬送手段の回転方向に沿って配置された複数の処理ユニットと、各処理ユニットの外装筐体に形成され、基板を保持した基板搬送手段を各処理ユニット内に搬入出するための搬送口と、を備えた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得する基板搬送手段の位置合わせ方法において、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して左右方向の位置座標が予め決められている第１の光学的検出用マークと、前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して上下方向の位置座標が予め決められている第２の光学的検出用マークと、を前記基板搬送手段に設けられた光センサにより検出して、この光センサが第１の光学的検出用マークを検出したときの位置から予め決められた角度だけ基板搬送手段を回転させると共に、前記光センサが前記第２の光学的検出用マークを検出したときの基板搬送手段の位置から予め決められた移動量だけ基板搬送手段を上下方向に移動させて、基板搬送手段を処理ユニットの搬送口に対向させる工程と、
次いで前記基板搬送手段が前記搬送口に対向した後、当該基板搬送手段を処理ユニット内に進入させ、載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行う工程と、を含み、
前記第１の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が左側または右側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体の横に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第２の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が上側または下側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体に対して上下方向にずれた位置にて当該突状体に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第１の光学的検出用マークの検出及び前記第２の光学的検出用マークの検出は、反射光の有無の切り替わりを検出することにより突状体の位置を検出する工程であることを特徴とする。
【００２０】
以上の発明では、基板搬送手段に取りつけられた光センサにより第１及び第２の光学的検出用マークを検出し、このマークに基づいて搬送口の位置を確認して、基板搬送手段が処理ユニットの搬送口に対向する受け渡し位置を求め、次いで前記基板搬送手段を前記受け渡し位置にて処理ユニット内に進入させて、さらに載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行っているので、処理ユニットに対する基板搬送手段の位置合わせを高精度に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板処理装置について説明する。図１は本発明の実施の形態である、塗布・現像装置を露光装置に接続してなる基板処理装置を示す平面図であり、図２は同斜視図である。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャリア載置部であり、キャリアＣを複数個載置可能な載置台２１と、この載置台２１から見て前方の壁面に設けられる開閉部２２と、開閉部２２を介してキャリアＣからウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００２３】
キャリア載置部Ｂ１の奥側には筐体２３にて周囲を囲まれる処理部Ｂ２が接続されており、この処理部Ｂ２には手前側から順に加熱・冷却系の処理ユニットを多段化した３個の加熱、冷却系のタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３と、後述する各種処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行うための、進退及び昇降自在且つ鉛直軸回りに回転自在なメイン搬送機構Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ちタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３及びメイン搬送機構Ａ２，Ａ３はキャリア載置部Ｂ１側から見て前後一列に配列されており、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されていて、ウエハＷは処理部Ｂ２内を一端側のタワーＴ１から他端側のタワーＴ３まで自由に移動できるようになっている。
【００２４】
またメイン搬送機構Ａ２，Ａ３は、キャリア載置部Ｂ１から見て前後方向に配置されるタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３側の一面部と、右側の液処理系の処理ユニットを他段に積層した液処理系のタワーＴ４，Ｔ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁２４により囲まれる空間内に置かれている。
【００２５】
前記メイン搬送機構Ａ２，Ａ３は、基板搬送手段をなすものであり、後述するように昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。前記タワーＴ１，Ｔ２，Ｔ４は、メイン搬送機構Ａ２の回転方向に沿って、またタワーＴ２，Ｔ３，Ｔ５は、メイン搬送機構Ａ３の回転方向に沿って、夫々配置されており、前記メイン搬送機構Ａ２，Ａ３は、これらタワーＴ１〜Ｔ５に設けられた各処理ユニットの間でウエハＷを搬送する役割を持っている。但し図２では便宜上受け渡し手段Ａ１は描いていない。図中２５ａ，２５ｂは例えば温度又は湿度の調整装置、ポンプ、ダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００２６】
前記液処理系のタワーＴ４，Ｔ５は、例えば図２に示すように塗布液（レジスト）や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部２６の上に塗布ユニット３Ａ（ＣＯＴ）及び現像ユニット３Ｂ（ＤＥＶ）、反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）３Ｃを複数段例えば５段に積層した構成とされている。これら塗布ユニット３Ａ，現像ユニット３Ｂ，反射防止膜形成ユニット３Ｃは処理ユニットをなすものであり、これら処理ユニットは夫々外装筐体４により囲まれていて、当該外装筐体４のメイン搬送機構Ａ２、Ａ３と対向する面には、ウエハを保持したメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が進入できるようにウエハの搬送口４１が形成されている。
【００２７】
また加熱、冷却系のタワーＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、液処理系のタワーＴ４，Ｔ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種処理ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされている。上述の前処理及び後処理を行うための処理ユニットの中には、加熱ユニットや冷却ユニットの他、ウエハの受け渡しユニット等が含まれている。これら各処理ユニットも外装筐体により囲まれており、当該外装筐体のメイン搬送機構Ａ２、Ａ３と対向する面には、ウエハを保持したメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が進入できるようにウエハの搬送口が形成されている。
【００２８】
処理ブロックＢ２におけるタワーＴ３の奥側には、例えば第１の搬送室２７ａ及び第２の搬送室２７ｂからなるインターフェイス部Ｂ３を介して露光部Ｂ４が接続されている。インターフェイス部Ｂ３の内部には処理部Ｂ２と露光部Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段Ａ４，Ａ５の他、複数例えば２５枚のウエハＷを一時的に収容するバッファカセットＣ０や、前記受け渡し手段Ａ４，Ａ５同士の間でウエハの受け渡しを行うための受け渡しユニット２８とが設けられている。
【００２９】
ここで上述の装置におけるウエハＷの流れについて簡単に述べておく。先ず外部からウエハＷが収納されたカセットＣが載置台２１に載置されると、開閉部２２と共にカセットＣの蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。次いでウエハＷはタワーＴ１の一段をなす受け渡しユニットを介してメイン搬送機構Ａ２へと受け渡され、例えば塗布処理の前処理としてタワーＴ４内の例えば反射防止膜形成ユニット３Ｃにて、ウエハ表面に露光時の光の反射を防止するための膜である反射防止膜の形成が行われた後、塗布ユニット３Ａにてレジスト液が塗布され、所定のレジスト膜が形成される。
【００３０】
ウエハＷ表面にレジスト膜が形成されると、次いでウエハＷは、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３からタワーＴ３の受け渡しユニット、インターフェイス部Ｂ３の受け渡し手段Ａ４，Ａ５を介して露光部Ｂ４に受け渡され、ここで所定の露光処理が行われる。なおウエハＷにレジスト液を塗布する前や後には、タワーＴ１〜Ｔ３に含まれる処理ユニットにて、例えば加熱処理や冷却処理が行われる。
【００３１】
露光処理後、ウエハＷは逆の経路でメイン搬送機構Ａ２、Ａ３まで搬送され、例えばタワーＴ５内の現像ユニット３Ｂにて現像される。こうして所定のレジストパターンが形成されたウエハＷは、タワーＴ１の受け渡しユニットを介してキャリア載置部Ｂ１における例えば元のキャリアＣに戻される。なお現像の前後にはタワーＴ１〜Ｔ３の各処理ユニットにて加熱及び冷却処理などの前処理及び後処理が行われる。
【００３２】
続いて前記塗布ユニット３Ａの一例について図３を参照しながら説明すると、ウエハの搬出入用の搬送口４１を備えた外装筐体４である処理容器の内部には、載置台であるスピンチャック３１が設けられており、ウエハＷはこのスピンチャック３１により真空吸着により略水平に保持されるように構成されている。前記スピンチャック３１はモータ及び昇降部を含む駆動部３２により鉛直軸まわりに回転でき、且つ昇降できるようになっている。またスピンチャック３１の周囲にはウエハＷからスピンチャック３１に跨る側方部分を囲い、且つ下方側全周に亘って凹部が形成された液受けカップ３２が設けられ、当該液受けカップ３２の底面には排気管３３ａ及びドレイン管３３ｂが接続されている。
【００３３】
液受けカップ３２の上方側には、例えばウエハＷのほぼ回転中心位置に塗布液であるレジスト液を供給するための供給ノズル３４が設けられており、このノズル３４は塗布液供給路３４ａを介して塗布液を貯留するための図示しない塗布液タンクに接続されている。前記供給ノズル３４はウエハＷの中央部上方と前記液受けカップ３２の外側との間で移動できるように構成されている。
【００３４】
さらにスピンチャック３１に載置されたウエハの裏面側には、前記ウエハの周縁領域に、ウエハ裏面に付着した塗布膜（レジスト膜）を除去するために塗布液の溶剤を供給するためのバックリンス用ノズル３５が設けられている。このバックリンス用ノズル３５は、例えばウエハの裏面側の外縁から例えば５０ｍｍ程度内側の領域に前記溶剤を供給できるようになっている。図中３６はウエハＷをスピンチャック３１から上昇させてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３との間で受け渡しを行うための、昇降部３７により昇降自在に構成された昇降ピンである。
【００３５】
このような塗布装置３Ａでは、スピンチャック３１上のウエハＷの表面に供給ノズル３４からレジスト液を滴下すると共に、予め設定された回転数でスピンチャック３１を回転させると、レジスト液はその遠心力によりウエハＷの径方向に広がってウエハＷ表面にレジスト液の液膜が形成され、振り切られた分は液受けカップ３２へと流れ落ちるようになっている。
【００３６】
こうしてウエハ表面にレジスト液の液膜を形成した後、ウエハをスピンチャック３１により所定の回転数で回転させながら、当該ウエハの周縁領域にエッジリンス用ノズル３５からレジスト液の溶剤を供給することにより、ウエハの周縁領域の不要なレジスト液膜が除去される。
【００３７】
また現像ユニット３Ｂや反射防止膜形成ユニット３Ｃについても、上記塗布ユニット３Ａと同様に、ウエハを鉛直軸周りに回転自在なスピンチャック上に保持させ、このウエハ表面にノズルから現像液又は反射防止膜形成液を供給するように構成されている。
【００３８】
続いて本発明の位置合わせ方法が実施される構成について説明する。先ずメイン搬送機構Ａ２、Ａ３について説明するが、これらは同一に構成されているので、メイン搬送機構Ａ２を例にして説明する。前記メイン搬送機構Ａ２は図４に示すように、ウエハＷを保持するアーム５１（５１ａ〜５１ｃ）と、このアーム５１を支持する基台５２と、この基台５２を図中Ｚ方向に、一対の案内レール５３ａ，５３ｂに沿って昇降自在に支持する昇降機構５４と、この昇降機構５４に設けられた回転軸５５を介して、前記基台５２を図中θ方向に鉛直軸周りに回転させる回転機構（図示せず）と、を備えている。
【００３９】
前記アーム５１は、夫々ウエハＷを保持し得るように３段構成になっており、夫々基台５２に沿って図中Ｘ方向に図示しない進退機構により進退移動し得るようになっている。これによりアーム５１は、Ｚ方向に昇降自在、θ方向に回転自在、Ｘ方向に進退自在に構成されることになる。このようなメイン搬送機構Ａ２、Ａ３は、既述のように区画壁２４により構成された筐体の内部に収納されており、この筐体の各処理ユニットの搬送口に対応する領域には、アームの進退入口５６が形成されている。
【００４０】
そしてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせが行われるときには、基台５２の前面の所定位置に光センサ６が取りつけられる。この光センサ６は発光センサと受光センサとを備えており、当該光センサ６と各アーム５１（５１ａ〜５１ｃ）の位置関係が予め把握された状態で基台５２に取りつけられる。このようなメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の昇降機構５４、回転機構、進退機構は、基板処理装置の制御部Ｃにより駆動が制御される。
【００４１】
続いて前記タワーＴ１〜Ｔ５について説明する。これらタワーＴ１〜Ｔ５に設けられた処理ユニットの外装筐体４には、図５にタワーＴ４を代表して示すように、既述のウエハの搬送口４１が形成されており、この搬送口４１の大きさは、左右方向（幅方向）の長さＬ１が３８０ｍｍ、上下方向（高さ方向）の長さＬ２が６５ｍｍ程度に設定されている（図６参照）。
【００４２】
また前記外装筐体４の搬送口４１が形成された外面の所定位置には、第１の光学的検出用マーク（以下「第１のマーク」という）７Ａと第２の光学的検出用マーク（以下「第２のマーク」という）７Ｂとが設けられている。これら第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂは、例えば１つのタワーＴ１〜Ｔ５毎に１個設けられるが、図５及び図６の例では、前記第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂは、例えば最上段の塗布ユニット３Ａの外装筐体４の搬送口４１の下部側の外面に設けられている。
【００４３】
前記第１のマーク７Ａは、前記搬送口４１に対して左右方向の位置座標が予め決められている左右方向の基準位置をなすマーク、第２のマーク７Ｂは、前記搬送口４１に対して上下方向の位置座標が予め決められている上下方向の基準位置をなすマークとして用いられる。
【００４４】
続いて第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの形状について図７（ａ）の斜視図及び図７（ｂ）の平面図を用いて具体的に説明する。この第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂはいずれも同様に構成されているので、ここでは第１のマーク７Ａを例にして説明する。
【００４５】
第１のマーク７Ａは、板状の拡散板７１の左右方向（幅方向）の中央に、上下方向（高さ方向）に沿って突状体７２を設けた構成であり、突状体７２は、例えば拡散板７１の中央前方に突出する頂部７３を有し、この頂部７３に対向する辺が拡散板７１に固定される略三角柱体よりなり、前記頂部７３の両側面は光沢面として構成されている。このように突状体７２は、拡散板７１に対して略直交する方向から光が入射すると、頂部７３の両側面が前記光の入射方向に対して斜めに向くように構成されている。前記拡散板７１は例えばアルミ板などにより形成され、前記突状体７２は例えばアルミブロックなどにより形成される。
【００４６】
このような構成では、光センサ６から前記第１のマーク７Ａに向けて発光したときに、図７（ｂ）に示すように、突状体７２に光が当たると、当該光は突状体７２の両側面により側方側に反射され、当該反射光は光センサ６には戻らないが、突状体７２の両側の拡散板７１に光が当たった場合には、当該光は拡散板７１により反射されて光センサ６に戻り、当該センサ６により受光される。従って反射光の受光の有無を検出することにより、突状体７２の有無が検出されることになる。
【００４７】
これにより、このときの突状体７２の両縁部の位置Ｐ１，Ｐ２の位置座標を求め、これらの位置座標により突状体７２が設けられている領域の中心位置Ｐの位置座標を演算し、さらにこの中心位置Ｐから、当該中心位置Ｐと予め左右方向の位置座標が決められた搬送口４１の所定位置の正確な位置座標を演算するように制御部Ｃを構成することによって、光センサ６にて第１のマーク７Ａを検出すれば、搬送口４１の所定位置の左右方向の正確な位置座標が求められるにようになっている。
【００４８】
こうして第１のマーク７Ａは、搬送口４１の長さ方向と突状体７２の長さ方向が垂直になるように設けられているので、光センサ６にて第１のマーク７Ａを検出することにより、搬送口４１の所定位置の左右方向の正確な位置座標が求められる。一方、第２のマーク７Ｂは、搬送口４１の長さ方向と突状体７２の長さ方向が平行になるように設けられているので、同様に光センサ６にて第２のマーク７Ｂを検出することにより、搬送口４１の所定位置の上下方向の正確な位置座標が求められる。
【００４９】
ここで、第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂは、突状体７２に当たった光の反射光が光センサ６に戻らず、突状体７２以外の領域では当たった光の反射光が光センサ６に戻るように、夫々突状体７２の形状や大きさが設定され、例えば一例を挙げると、第１のマーク７Ａの拡散板７１の左右方向の長さＬ３は１００ｍｍ、上下方向の長さＬ４は３０ｍｍ、第２のマーク７Ｂの拡散板７１の左右方向の長さＬ５は１００ｍｍ、上下方向の長さＬ６は３０ｍｍ、夫々の突状体７２の幅Ｌ７は１０ｍｍ、突状体７２の頂部７３の高さＬ８は７ｍｍ、頂部７２のなす角Ｄは９０度である。
【００５０】
続いて本発明の位置合わせ方法について説明するが、この位置合わせ作業は、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対するメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の受け渡し位置のデータを取得するためのものである。ここではタワーＴ４の最上段に設けられた塗布ユニット３Ａに対してメイン搬送機構Ａ２の位置合わせを行う場合を例にして、図８〜図１２を用いて説明する。
【００５１】
先ずメイン搬送機構Ａ２に光センサ６を取り付け、図８に示すように、当該メイン搬送機構Ａ２を前記搬送口４１に対応する初期位置に移動させる。この初期位置は予め設定された位置である。そしてこの初期位置にて前記光センサ６によりタワーＴ４の第２のマーク７Ｂを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるための、メイン搬送機構Ａ２の前記初期位置からの上下方向（Ｚ方向）の補正量を求める（ステップＳ１、図１０参照）。前記第１の受け渡し位置とは、塗布ユニット３Ａの搬送口４１にメイン搬送機構Ａ２が対向し、当該塗布ユニット３Ａのスピンチャック３１の所定位置に対してウエハＷの受け渡しを行う位置である。
【００５２】
具体的に図１０を用いて説明する。メイン搬送機構Ａ２に取り付けられた光センサ６と各アーム５１とは予め位置座標が把握されている。また搬送口４１の所定位置例えば中心位置αと第２のマーク７Ｂの突状体７２の所定位置例えば中心位置βとは予め上下方向の位置座標が決められている。
【００５３】
そして例えば光センサ６により第２のマーク７Ｂの突状体７２の上下方向の両縁部の位置を検出し、この検出値に基づいて制御部Ｃにより第２のマーク７Ｂの突状体７２の中心位置βの上下方向（Ｚ方向）の位置座標Ｚ１を求める。続いてこの第２のマーク７Ｂの中心位置βの上下方向の位置座標Ｚ１に基づいて搬送口４１の中心位置αの上下方向の位置座標Ｚ０を演算する。つまり搬送口４１の中心位置αと第２のマーク７Ｂの突状体７２の中心位置βとは予め上下方向の位置関係が決められているので、前記第２のマーク７Ｂの中心位置βの上下方向の位置座標Ｚ１が決まれば、搬送口４１の中心位置αの上下方向の位置座標Ｚ０が求められる。
【００５４】
次いで搬送口４１の中心位置αの上下方向の位置座標Ｚ０に基づいて、メイン搬送機構Ａ２の搬送口４１に対向する第１の受け渡し位置の上下方向の位置座標を演算し、これに基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるための上下方向（Ｚ方向）の補正量を演算する。
【００５５】
次いでメイン搬送機構Ａ２を前記初期位置に移動させ、前記光センサ６によりタワーＴ４の第１のマーク７Ａを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるための、メイン搬送機構Ａ２の前記初期位置からの左右方向（θ方向）の補正角度を求める（ステップＳ２、図１１参照）。
【００５６】
具体的に図１１を用いて説明すると、搬送口４１の所定位置例えば中心位置αと第１のマーク７Ａの突状体７２の所定位置例えば中心位置γとは予め左右方向の位置座標が決められている。そして例えば光センサ６により第１のマーク７Ａの突状体７２の左右方向の両縁部の位置を検出し、この検出値に基づいて制御部Ｃにより第１のマーク７Ａの突状体７２の中心位置γの左右方向（θ方向）の位置座標Ｙ１を求める。
【００５７】
続いてこの第１のマーク７Ａの中心位置γの左右方向の位置座標Ｙ１に基づいて搬送口４１の中心位置αの左右方向の位置座標Ｙ０を演算する。つまり搬送口４１の中心位置αと第１のマーク７Ａの突状体７２の中心位置γとは予め左右方向の位置関係が決められているので、前記第１のマーク７Ａの中心位置γの左右方向の位置座標Ｙ１が決まれば、搬送口４１の中心位置αの左右方向の位置座標Ｙ０が求められる。
【００５８】
次いで搬送口４１の中心位置αの左右方向の位置座標Ｙ０に基づいて、メイン搬送機構Ａ２の搬送口４１に対向する第１の受け渡し位置のθ方向の位置座標を演算し、これに基づいてメイン搬送機構Ａ２を初期位置から第１の受け渡し位置に移動させるためのθ方向の補正角度を演算する。
【００５９】
こうして第１の受け渡し位置の位置座標を求めた後、ウエハを保持したメイン搬送機構Ａ２を初期位置から求められた補正量分、上下方向に移動させると共に、初期位置から求められた補正角度分、θ方向に回転させ、メイン搬送機構Ａ２を前記第１の受け渡し位置に移動させる（ステップＳ３）。
【００６０】
続いて前記第１の受け渡し位置のメイン搬送機構Ａ２から塗布ユニット３Ａのスピンチャック３１上にウエハを受け渡し、スピンチャック３１の回転中心とウエハの回転中心との位置合わせ作業を行う（ステップＳ４）。この位置合わせ作業の一例を図１２に基づいて説明する。図１２中８１は図示しない駆動機構によりスピンチャック３１にて保持されたウエハＷの上方側にて、ウエハＷの径方向に進退可能に構成された透過型センサである。この透過型センサ８１は、前記第１の受け渡し位置にてメイン搬送機構Ａ２によりスピンチャック３１上にウエハＷが受け渡されると、搬送口４１を介して塗布ユニット３Ａ内に搬入される。次いで透過型センサ８１を、ウエハＷの周縁の外側から所定速度で横方向に移動させてウエハＷの周縁の上方を通過させる。
【００６１】
次に光が透過した位置の手前まで透過型センサ８１を戻して、精度を上げるために例えば１パルス間隔でゆっくりと透過型センサ８１を後退させることにより、ウエハの周縁を検出する。さらにウエハＷを鉛直軸周りに９０度間隔で３回回転させ、夫々の状態において同様の処理を行い、これにより得られたウエハＷの周縁の４点（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６）の位置データに基づいて演算によりウエハＷの中心Ｏｗの位置を求める。そしてこのウエハＷの中心Ｏｗとスピンチャック３１の回転軸の中心Ｏｓとが一致するか、あるいは許容範囲になるまでウエハの置き直し（再試行）を行う（図１２（ｂ）参照）。このとき再試行するに伴ってずれは小さくなっていき、数回の再試行で収束される。
【００６２】
こうしてスピンチャック３１の回転軸中心ＯｓとウエハＷの回転中心Ｏｗとの位置合わせを行なって、中心が位置合わせされたときのメイン搬送機構Ａ２の受け渡し位置を正確な受け渡し位置（第２の受け渡し位置）とし、当該位置の位置座標データを制御部Ｃのメモリに取得する。そして実際の処理時には、メイン搬送機構Ａ２を第２の受け渡し位置に移動させて、塗布ユニット３Ａのスピンチャック３１との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００６３】
同様にして、タワーＴ４の他の処理ユニットに対してメイン搬送機構Ａ２の位置合わせ作業を行うが、この場合には、他の処理ユニットの搬送口４１と第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの位置を予め把握しておくことにより、上述の手法と同様にしてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせを行うことができる。さらにタワーＴ１，Ｔ２とメイン搬送機構Ａ２、タワーＴ２，Ｔ３，Ｔ５とメイン搬送機構Ａ３との間においても同様の位置合わせ作業を行う。
【００６４】
ここで光センサ６が第１のマーク７Ａを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の初期位置から第１の受け渡し位置までの上下方向の補正量を求め、また第２のマーク７Ｂを検出し、この検出値に基づいてメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の初期位置から第１の受け渡し位置までのθ方向の補正角度を求める第１のプログラムと、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３を初期位置から前記第１のプログラムにより求められた補正量分上下方向に移動させると共に、補正角度分θ方向に回転させて、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３を前記第１の受け渡し位置に位置させて処理ユニットの搬送口に対向させる第２のプログラムと、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３の前記第２の受け渡し位置のデータの取得作業を行う第３のプログラムとは制御部Ｃに格納されており、これらプログラムに基づいて、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせ作業が行われる。
【００６５】
上述の実施の形態では、搬送口４１が狭く、ウエハＷを保持したメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が進退入できるぎりぎりの大きさであっても、搬送口４１の位置を確認してメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の第１の受け渡し位置を決定しているので、ウエハＷやメイン搬送機構Ａ２、Ａ３が搬送口４１近傍に衝突することなく、確実に搬送口４１に進退入して、処理ユニットの載置台にウエハの受け渡しを行うことができる。
【００６６】
ここで、搬送口４１の位置を把握する際、第１のマーク７Ａを用いて搬送口４１の左右方向の位置を求め、第２のマーク７Ｂを用いて搬送口４１の上下方向の位置を求めているので、メイン搬送機構Ａ２、Ａ３が、昇降自在、鉛直軸周りに回転自在、進退自在に構成されていて、搬送口４１の左右方向の縁部を確認しにくいタイプであり、かつ検出手段が光センサ６であっても、正確に搬送口４１の所定位置の上下方向の位置座標と左右方向の位置座標と、を求めることができる。これによりメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせ作業に安価な検出手段を用いることができ、有効である。
【００６７】
さらに第１の受け渡し位置を求めた後、スピンチャック３１の回転中心とウエハＷの中心との位置合わせを行い、処理ユニットの載置台に対するメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の正確な受け渡し位置を求めているので、実際の処理では、スピンチャック３１の回転中心とウエハ中心とが確実に位置合わせされた状態でウエハＷがスピンチャック３１に受け渡される。
【００６８】
これにより、塗布ユニット３Ａのエッジリンス工程にて、ウエハＷの周縁部の不要な塗布膜を高精度で除去することができるので、ウエハＷのデバイス領域をウエハ外縁ぎりぎりまで大きくとることができ、有効である。
【００６９】
以上において、本発明では第２のマーク７Ａを検出して、搬送口４１の上下方向の位置を把握する代わりに、光センサ６により直接搬送口４１を検出するようにしてもよい。この場合、光センサ６から搬送口４１近傍領域に向けて光を発光したとき、搬送口４１の開口領域以外の領域では光が反射されて、この反射光が光センサ６に受光されるが、前記搬送口４１の開口領域では光が反射されず、反射光が光センサ６に戻らないので、この反射光の受光の有無により、搬送口４１の形成領域が認識される。従って光センサ６により搬送口４１の上下方向の縁部の位置を検出することにより、この位置座標から制御部Ｃにて搬送口４１の所定位置例えば上下方向の中心位置の位置座標を演算することができる。
【００７０】
また本発明の第１のマーク７Ａ及び第２のマーク７Ｂは、光センサ６によりこれら第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの所定位置を検出する構成であれば上述の構成に限らず、例えば光センサ６からの光を第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂにて反射することにより、当該マーク７Ａ，７Ｂが設けられている領域を認識する構成であってもよい。さらに第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂの取りつけ位置は上述の構成に限らず，第１及び第２のマーク７Ａ，７Ｂが夫々離れた場所に設けられるようにしてもよいし、１個のタワーＴ１〜Ｔ５に複数個のマーク７Ａ，７Ｂを取りつけるようにしてもよい。さらにウエハＷとスピンチャック３１との中心位置の位置合わせに用いた透過型センサ８１の代わりに、反射型センサを用いるようにしてもよい。
【００７１】
以上において本実施の形態で用いられる基板は、フラットパネルディスプレイ基板であってもよい。また本発明の基板処理装置では、上述の処理工程に限らず、反射防止膜形成ユニットの代わりに疎水化ユニットを設けるようにしてもよいし、他のユニットを設けるようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段を用いた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得するにあたって、処理ユニットの搬送口に対する基板搬送手段の適切な進入位置を確実に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施の形態の全体構成を示す平面図である。
【図２】前記基板処理装置の概観を示す斜視図である。
【図３】前記基板処理装置に設けられる塗布ユニットの一例を示す断面図である。
【図４】前記基板処理装置に設けられるメイン搬送機構の一例を示す斜視図である。
【図５】前記基板処理装置に設けられるタワーＴ４の一例を示す正面図である。
【図６】前記タワーＴ４の一部を示す正面図である。
【図７】前記タワーＴ４に設けられる第１の光学的検出用マークと第２の光学的検出用マークとを示す斜視図と平面図である。
【図８】前記タワーＴ４とメイン搬送機構Ａ２を示す斜視図である。
【図９】前記基板処理装置にて行われるメイン搬送機構Ａ２、Ａ３の位置合わせ作業を説明するための工程図である。
【図１０】前記位置合わせ作業を説明するための側面図である。
【図１１】前記位置合わせ作業を説明するための平面図である。
【図１２】スピンチャックの回転中心とウエハの中心との位置合わせ作業を説明するための図である。
【図１３】従来の基板処理装置を説明するための平面図である。
【図１４】前記基板処理装置に設けられた処理ユニットの搬送口を示す正面図である。
【図１５】特許文献１の搬送手段の位置合わせ方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
Ｂ１ キャリア載置部
Ｂ２ 処理部
Ｂ３ インターフェイス部
Ｂ４ 露光部
Ｗ 半導体ウエハ
Ａ２，Ａ３ メイン搬送機構
Ｔ１〜Ｔ５ タワー
３Ａ 塗布ユニット
３４ 供給ノズル
３５ エッジリンス用ノズル
４ 外装筐体
４１ 搬送口
５１ アーム
５２ 基台
５４ 昇降機構
６ 光センサ
７Ａ 第１の光学的検出用マーク
７Ｂ 第２の光学的検出用マーク
７１ 拡散板
７２ 突状体
Claims (6)
- 鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段と、この基板搬送手段の回転方向に沿って配置された複数の処理ユニットと、各処理ユニットの外装筐体に形成され、基板を保持した基板搬送手段を各処理ユニット内に搬入出するための搬送口と、を備え、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得する基板処理装置において、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して左右方向の位置座標が予め決められている第１の光学的検出用マークと、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して上下方向の位置座標が予め決められている第２の光学的検出用マークと、
前記基板搬送手段に設けられ、前記第１の光学的検出用マーク及び前記第２の光学的検出用マークを検出するための光センサと、
この光センサが前記第１の光学的検出用マークを検出したときの位置から予め決められた角度だけ基板搬送手段を回転させると共に、前記光センサが前記第２の光学的検出用マークを検出したときの基板搬送手段の位置から予め決められた移動量だけ基板搬送手段を上下方向に移動させて、基板搬送手段を処理ユニットの搬送口に対向させるプログラムと、
前記基板搬送手段が搬送口に対向した後、当該基板搬送手段を処理ユニット内に進入させ、載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行うためのプログラムと、を備え、
前記第１の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が左側または右側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体の横に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第２の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が上側または下側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体に対して上下方向にずれた位置にて当該突状体に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第１の光学的検出用マークの検出及び前記第２の光学的検出用マークの検出は、反射光の有無の切り替わりを検出することにより突状体の位置を検出することであることを特徴とする基板処理装置。 - 前記第１の光学的検出用マークにおける前記拡散部材は、前記突状体の左右両側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記処理ユニットは、前記載置台を鉛直軸周りに回転させながら、この載置台に載置された基板の表面に処理液を供給することにより、当該基板に対して処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
- 前記処理ユニット内の載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置は、載置台の回転中心と基板の回転中心とが位置合わせされた状態で基板搬送手段が前記載置台に基板を受け渡す位置であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
- 鉛直軸周りに回転自在でかつ進退及び昇降自在な基板搬送手段と、この基板搬送手段の回転方向に沿って配置された複数の処理ユニットと、各処理ユニットの外装筐体に形成され、基板を保持した基板搬送手段を各処理ユニット内に搬入出するための搬送口と、を備えた基板処理装置において、装置の調整時に処理ユニット内の載置台の所定位置に対する基板搬送手段の受け渡し位置のデータを取得する基板搬送手段の位置合わせ方法において、
前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して左右方向の位置座標が予め決められている第１の光学的検出用マークと、前記外装筐体の外面に設けられ、前記搬送口に対して上下方向の位置座標が予め決められている第２の光学的検出用マークと、を前記基板搬送手段に設けられた光センサにより検出して、この光センサが第１の光学的検出用マークを検出したときの位置から予め決められた角度だけ基板搬送手段を回転させると共に、前記光センサが前記第２の光学的検出用マークを検出したときの基板搬送手段の位置から予め決められた移動量だけ基板搬送手段を上下方向に移動させて、基板搬送手段を処理ユニットの搬送口に対向させる工程と、
次いで前記基板搬送手段が前記搬送口に対向した後、当該基板搬送手段を処理ユニット内に進入させ、載置台の所定位置に基板を受け渡すときの正確な受け渡し位置のデータの取得作業を行う工程と、を含み、
前記第１の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が左側または右側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体の横に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第２の光学的検出用マークは、光センサからの光の反射光が上側または下側に反射されて当該光センサに戻らないように基板搬送手段側に突出する突状体と、この突状体に対して上下方向にずれた位置にて当該突状体に連続して設けられ、光センサからの光が反射されて当該光センサに戻るように構成された拡散部材と、を備え、
前記第１の光学的検出用マークの検出及び前記第２の光学的検出用マークの検出は、反射光の有無の切り替わりを検出することにより突状体の位置を検出する工程であることを特徴とする基板搬送手段の位置合わせ方法。 - 前記第１の光学的検出用マークにおける前記拡散部材は、前記突状体の左右両側に設けられていることを特徴とする請求項５記載の基板搬送手段の位置合わせ方法。
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