JP4744458B2 - 基板位置決め装置および基板位置決め方法 - Google Patents

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Description

本発明は，基板の位置決めを行う基板位置決め装置および基板位置決め方法に関する。
基板処理装置は，半導体デバイスを製造するための被処理基板などの基板例えばウエハを搬送アームなどの搬送手段により処理室へ搬入し，搬入されたウエハに対してエッチング，成膜等の所定の処理を施すようになっている。特に近年は回路パターンの微細化に伴い，高いレベルの微細加工技術が必要不可欠となっているため，ウエハに対して上述したような処理を施す場合や検査などを行う場合に，デバイスデザインのオーダー（例えば回路線幅６５ｎｍレベル）に対応した位置決め精度が要求されている。
このようなウエハの位置決め方法としては，例えば，光透過型センサの発光部と受光部を，ウエハ周縁部を挟むように対向配置し，ウエハを回転させながらウエハ周縁部に照射した光の透過光を受光して，その透過光量の変化に基づいてこのウエハの周縁形状データを取得し，このデータに基づいてウエハ中心の所定位置からのずれ方向およびずれ量を検出するものが一般的である。この検出結果からウエハ中心の位置決めを行うことができる。
また，ウエハの周縁部の一部には例えばノッチと称される凹み状の切欠部またはオリフラ（オリエンテーションフラット）と称される直線状の切欠部のような切欠マークが形成されている。上記のように，ウエハを回転させながらウエハ周縁部に光を照射すると，この切欠マークの部分で透過光量が比較的大きく変化する。このため切欠マークがウエハの周縁形状データに反映され，その位置を正確に検出することができる。したがって，ウエハの円周方向への位置決めもそのウエハの円周形状に基づいて行うことが可能となる。
このように中心位置と円周方向の位置決めが行われたウエハは，円周方向の角度が調整された状態で，搬送手段によって処理室の所定の位置に正確に搬送されることになる。
ウエハの位置決めに関する技術はこれまで種々案出されている。例えば，下記特許文献１には，ウエハに対して少なくとも３つのリニアセンサを設けることによって，ウエハを所定位置と所定方向に精度良く，かつ迅速に位置決めできる位置決め装置が記載されている。また，下記特許文献２には，ノッチが形成されている部分のウエハの周縁部を検出できなくてもウエハの位置決めが可能な技術が記載されている。
半導体デバイスの製造に用いられるウエハとしては，単結晶シリコンで構成されたウエハ（以下，「シリコンウエハ」という）以外にも，光透過性および電気絶縁性に優れたサファイアガラス，石英ガラス等で構成されるウエハ（以下，「ガラスウエハ」という）が存在する。このようなガラスウエハについても，例えばその周縁全周にわたって面取り処理を施し，ウエハ面に垂直な光を直進させないようにすれば，その部分を光透過型センサによって検出することができる。このように周縁部を検出すれば，この検出結果に基づいてガラスウエハを高精度に位置決めすることができる。
特開平６−４５２２６号公報 特開２００６−１９３８８号公報 特開平７−３２６６６５号公報 特開平１０−１９９８０９号公報
ところで，近年，上記特許文献３に記載のように，上記のガラスウエハとシリコンウエハを重ね合せてなる２重構造の複合ウエハも製造されるようになっている。また，上記特許文献４には，ガラス基板の表面にアモルファスシリコン膜を形成するための方法が記載されている。
このような複合ウエハは，一般に，ガラスウエハのように光透過性の高い透明ウエハ（透明層）と，透明ウエハよりも外形が小さく，光透過性が低くほとんど光を透過しないシリコンウエハのような不透明ウエハ（不透明層）とを，透明ウエハの周縁が全周にわたって不透明ウエハの周縁から張り出すように重ね合わせた構造になっている。
このような複合ウエハの最も外周に相当する透明ウエハの周縁は通常，全周にわたって面取り処理がなされているので，このような複合ウエハを円周方向に回転させながら光透過型センサを用いてその周縁形状データを得ようとすれば，最も外側の透明ウエハの周縁で光が直進しないので，透明ウエハの周縁が複合ウエハの周縁として検出されるものと考えられる。
しかしながら，実際には乱反射などの影響により，回転角度によっては必ずしも透明ウエハの周縁が検出されるとは限らない。透明ウエハの周縁が検出されない場合には，さらに内側に向けて周縁検出が行われるので，透明ウエハの周縁よりも内側の不透明ウエハの周縁が複合ウエハの周縁として検出される。このため，このような複合ウエハでは，複合ウエハの周縁として回転角度ごとに透明ウエハの周縁が検出されたり，不透明ウエハの周縁が検出されたりしてしまい，複合ウエハの周縁としては有効な周縁形状データを得ることができず，この結果正確なウエハの位置決めを行うことができないという問題があった。
特に，不透明ウエハの周縁部にのみ切欠マークが形成されている複合ウエハについては，透明ウエハの周縁が複合ウエハの周縁として検出されてしまうと，切欠マークの検出が困難となり，複合ウエハについては切欠マークによる位置決め自体ができなくなるおそれもある。
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板について，透明層の周縁を基板の周縁として検出しないようにすることによって基板を高い精度で位置決めすることができる基板位置決め装置および基板位置決め方法を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，前記受光手段からの出力信号と，予め設定された透光レベルと遮光レベルとのしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界を検出し，その変化後の遮光レベルが前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁との間の距離に相当する受光画素数以上連続すると判断した場合にのみ，その境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，を備えたことを特徴とする基板位置決め装置が提供される。
また，基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，前記基板位置決め装置は，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，を備え，前記受光手段からの出力信号と，予め設定された透光レベルと遮光レベルとのしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界を検出し，その変化後の遮光レベルが前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁との間の距離に相当する受光画素数以上連続すると判断した場合にのみ，その境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法が提供される。
この発明によれば，発光手段から発せられた光が透明層の周縁において遮られ，この透明層の周縁に対応する受光手段の受光画素が出力した信号が遮光レベルと判断されても，透明層の周縁は検出されずに，不透明層の周縁のみが基板の周縁として検出される。したがって，基板の周縁形状を正確に示す有効な周縁形状データを得ることができ，この結果基板の高精度な位置決めを行うことが可能となる。
上記しきい値は，前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が前記透光レベルと判定される値に予め設定されるようにしてもよい。これによって，透明層の周縁を透過して受光手段に達した光の強度に応じた信号は，必ず透光レベルと判定されるため，透明層の周縁が基板の周縁として検出されることがなくなる。この結果，不透明層の周縁のみが基板の周縁として検出されるようになる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が透光レベルと判定されるような値に予め設定されたしきい値と，前記受光手段からの出力信号とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，を備えたことを特徴とする基板位置決め装置が提供される。
また，基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，前記基板位置決め装置は，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，を備え，前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が透光レベルと判定されるような値に予め設定されたしきい値と，前記受光手段からの出力信号とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法が提供される。
この発明によれば，透明層の周縁を透過して受光手段に達した光の強度に応じた信号は，必ず透光レベルと判定されるため，透明層の周縁が基板の周縁として検出されることがなくなる。この結果，不透明層の周縁のみが基板の周縁として検出されるようになる。したがって，基板の周縁形状を正確に示す有効な周縁形状データを得ることができ，基板の高精度な位置決めを行うことが可能となる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，前記受光手段からの出力信号と，予め設定された透光レベルと遮光レベルとのしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する２番目の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，を備えたことを特徴とする基板位置決め装置が提供される。
また，基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，前記基板位置決め装置は，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，を備え，前記受光手段からの出力信号と，予め設定された透光レベルと遮光レベルとのしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する２番目の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法が提供される。
この発明によれば，発光手段から発せられた光が透明層の周縁において遮られ，この透明層の周縁に対応する受光手段の受光画素が出力した信号が遮光レベルと判断されても，基板の周縁位置を検出する際に，この遮光レベルは無視され，受光画素の配列順にみて２番目の遮光レベルとその直前の透光レベルとの境界が検出される。すなわち，透明層の周縁は検出されずに，２番目の境界に対応する不透明層の周縁のみが基板の周縁として検出される。したがって，基板の周縁形状を正確に示す有効な周縁形状データを得ることができ，この結果基板の高精度な位置決めを行うことが可能となる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，前記受光手段からの出力信号と，予め設定された透光レベルと遮光レベルとのしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列の逆順に前記遮光レベルから前記透光レベルに変化する最初の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，を備えたことを特徴とする基板位置決め装置が提供される。
また，基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，前記基板位置決め装置は，前記基板を載置する載置台と，前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，を備え，前記受光手段からの出力信号と，予め設定された透光レベルと遮光レベルとのしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列の逆順に前記遮光レベルから前記透光レベルに変化する最初の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法が提供される。
この発明によれば，発光手段から発せられた光が透明層の周縁において遮られ，この透明層の周縁に対応する受光手段の受光画素が出力した信号が遮光レベルと判断されても，基板の周縁位置を検出する際に，この遮光レベルが検出される前に，受光画素の逆順にみて最初の遮光レベルとその直後の透光レベルとの境界が先に検出される。すなわち，透明層の周縁は検出されずに，不透明層の周縁のみが基板の周縁として検出される。したがって，基板の周縁形状を正確に示す有効な周縁形状データを得ることができ，この結果基板の高精度な位置決めを行うことが可能となる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，光透過性の高い略円板状の透明基板と，前記透明基板よりも外形が小さく光透過性の低い略円板状の不透明基板とを，前記透明基板の周縁が全周にわたって前記不透明基板の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，前記基板を載置する回転載置台と，前記回転載置台に載置された前記基板に対して，前記透明基板の周縁と前記不透明基板の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，前記透明基板の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が透光レベルと判定されるような値に予め設定されたしきい値と，前記受光手段からの出力信号とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界を検出し，その変化後の遮光レベルが前記透明基板の周縁と前記不透明基板の周縁との間の距離に相当する受光画素数以上連続すると判断した場合にのみ，その境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記回転載置台によって前記基板を回転させながら前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，を備えたことを特徴とする基板位置決め装置が提供される。
この発明によれば，発光手段から発せられた光が透明基板の周縁において遮られ，この透明基板の周縁に対応する受光手段の受光画素が出力した信号が遮光レベルと判断されても，透明基板の周縁は検出されずに，不透明基板の周縁のみが基板の周縁として検出される。したがって，基板の周縁形状を正確に示す有効な周縁形状データを得ることができ，この結果基板の高精度な位置決めを行うことが可能となる。
上記透明基板はガラス基板であり，上記不透明基板はシリコン基板である場合でも，基板の高精度な位置決めが可能となる。
上記制御部は，前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の周縁に形成されている切欠マークを検出し，検出した切欠マークに基づいて前記基板の位置決めを行うようにしてもよい。これによって，基板の円周方向への高精度な位置決めも可能となる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁のうち前記不透明層の周縁のみを検出し，この検出結果に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め装置が提供される。
この発明によれば，不透明基板の周縁のみに基づいて基板の周縁形状データを得ることができる。したがって，基板の正確な周縁形状を把握することができ，この結果，基板の高精度な位置決めを行うことが可能となる。
また，前記基板の全周にわたって前記不透明層の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記不透明層の周縁形状に基づいて前記不透明層の周縁に形成されている切欠マークを検出し，検出した切欠マークに基づいて前記基板の位置決めを行うようにしてもよい。これによって，基板の円周方向への高精度な位置決めも可能となる。
本発明によれば，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板について，透明層の周縁を基板の周縁として検出しないようにできるため，不透明層の周縁とその周縁に形成された切欠マークを正確に検出することができるようになり，結果的に基板を高い精度で位置決めすることができる。
装置を提供できる。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１実施形態にかかる基板処理装置の構成例）
まず，本発明の実施形態にかかる基板処理装置の構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは，搬送室に少なくとも１以上の真空処理ユニットが接続された基板処理装置を例に挙げて説明する。図１は本実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図である。この基板処理装置１００は，半導体デバイスを作製するための被処理基板例えばウエハＷに対して成膜処理，エッチング処理等の各種の処理を行う１つまたは２つ以上の真空処理ユニット１１０と，この真空処理ユニット１１０に対してウエハＷを搬出入させる搬送ユニット１２０とを備える。搬送ユニット１２０は，ウエハＷを搬送する際に共用される搬送室１３０を有している。
図１では，例えば２つの真空処理ユニット１１０Ａ，１１０Ｂを搬送ユニット１２０の側面に配設したものを示す。各真空処理ユニット１１０Ａ，１１０Ｂは，それぞれ処理室１４０Ａ，１４０Ｂと，これらのそれぞれに連設され，真空引き可能に構成されたロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂを有している。各真空処理ユニット１１０Ａ，１１０Ｂは，各処理室１４０Ａ，１４０Ｂ内でウエハＷに対して例えば同種の処理または互いに異なる異種の処理を施すようになっている。各処理室１４０Ａ，１４０Ｂ内には，ウエハＷを載置するための載置台１４２Ａ，１４２Ｂがそれぞれ設けられている。なお，この処理室１４０およびロードロック室１５０よりなる真空処理ユニット１１０は２つに限定されるものではなく，さらに追加して設けてもよい。
上記搬送ユニット１２０の搬送室１３０は，例えばＮ２ガス等の不活性ガスや清浄空気が循環する断面略矩形状の箱体により構成されている。搬送室１３０における断面略矩形状の長辺を構成する一側面には，複数のカセット台１３２Ａ〜１３２Ｃが並設されている。これらカセット台１３２Ａ〜１３２Ｃは，カセット容器１３４Ａ〜１３４Ｃを載置する被処理基板待機ポートとして機能する。図１では，例えば各カセット台１３２Ａ〜１３２Ｃに３台のカセット容器１３４Ａ〜１３４Ｃをそれぞれ１つずつ載置することができる例を挙げているが，カセット台とカセット容器の数はこれに限られず，例えば１台または２台であってもよく，また４台以上設けてもよい。
各カセット容器１３４Ａ〜１３４Ｃには，例えば最大２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており，内部は例えばＮ２ガス雰囲気で満たされた密閉構造となっている。そして，搬送室１３０はその内部へゲートバルブ１３６Ａ〜１３６Ｃを介してウエハＷを搬出入可能に構成されている。
搬送室１３０内には，ウエハＷをその長手方向（図１に示す矢印方向）に沿って搬送する共通搬送機構（大気側搬送機構）１６０が設けられている。この共通搬送機構１６０は，例えば基台１６２上に固定され，この基台１６２は搬送室１３０内の中心部を長手方向に沿って設けられた図示しない案内レール上を例えばリニアモータ駆動機構によりスライド移動可能に構成されている。共通搬送機構１６０は例えば図１に示すような２つのピックを備えるダブルアーム機構であってもよく，また１つのピックを備えるシングルアーム機構であってもよい。
搬送室１３０の端部，すなわち断面略矩形状の短辺を構成する一側面には，位置決め装置（例えばオリエンタ，プリアライメントステージ）２００が設けられている。位置決め装置２００は，ウエハＷの位置決め（位置合せ）を行うものである。なお，このような位置決め装置２００についての詳細は後述する。
搬送室における断面略矩形状の長辺を構成する他側面には，上記２つのロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂの基端が，開閉可能に構成されたゲートバルブ（大気側ゲートバルブ）１５２Ａ，１５２Ｂをそれぞれ介して連結されている。各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂの先端は，開閉可能に構成されたゲートバルブ（真空側ゲートバルブ）１４４Ａ，１４４Ｂを介してそれぞれ上記処理室１４０Ａ，１４０Ｂに連結されている。
各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂ内には，それぞれウエハＷを一時的に載置して待機させる一対のバッファ用載置台１５４Ａ，１５６Ａおよび１５４Ｂ，１５６Ｂが設けられる。ここで搬送室側のバッファ用載置台１５４Ａ，１５４Ｂを第１バッファ用載置台とし，反対側のバッファ用載置台１５６Ａ，１５６Ｂを第２バッファ用載置台とする。そして，両バッファ用載置台１５４Ａ，１５６Ａ間および１５４Ｂ，１５６Ｂ間には，屈伸，旋回および昇降可能になされた多関節アームよりなる個別搬送機構（真空側搬送機構）１７０Ａ，１７０Ｂが設けられている。
これら個別搬送機構１７０Ａ，１７０Ｂの先端にはピック１７２Ａ，１７２Ｂが設けられ，このピック１７２Ａ，１７２Ｂを用いて第１，第２の両バッファ用載置台１５４Ａ，１５６Ａおよび１５４Ｂ，１５６Ｂ間でウエハＷの受け渡し移載を行い得るようになっている。なお，ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂから処理室１４０Ａ，１４０Ｂ内へのウエハＷの搬出入は，それぞれ上記個別搬送機構１７０Ａ，１７０Ｂを用いて行われる。
上記基板処理装置１００には，上記位置決め装置２００の他，各搬送機構１６０，１７０，各ゲートバルブ１３６，１４４，１５２などの動作制御も含めてこの基板処理装置全体の動作を制御する制御部１８０が設けられている。制御部１８０は，例えばこの制御部１８０の本体を構成するマイクロコンピュータ，各種のデータ等を記憶するメモリなどを備える。なお，第１実施形態において，制御部１８０の機能のうち，ウエハＷの位置決め処理に関係する部分については，位置決め装置２００に組み込むようにしてもよい。
このような構成の基板処理装置１００によりウエハＷの処理を行う場合，共通搬送機構１６０により各カセット容器１３４Ａ〜１３４ＣからウエハＷを取出すと，そのウエハＷをまず位置決め装置２００へ搬入して位置決め（位置合せ）を行う。そして，再度共通搬送機構１６０によりウエハＷを受け取って，処理を行う真空処理ユニット１１０Ａまたは１１０Ｂのロードロック室１５０Ａまたは１５０Ｂへ搬入する。個別搬送機構１７０Ａまたは１７０ＢによりウエハＷを処理室１４０Ａまたは１４０Ｂに搬入し，処理室１４０Ａまたは１４０ＢにおいてウエハＷに対して処理ガスによるエッチング処理などの所定の処理を実行する。そして，処理室１４０Ａまたは１４０Ｂでの処理が終了すると，処理済ウエハＷは個別搬送機構１７０Ａまたは１７０Ｂによりロードロック室１５０Ａまたは１５０Ｂへ戻され，共通搬送機構１６０により搬送室１３０を介して各カセット容器１３４Ａ〜１３４Ｃへ戻される。
（本実施形態にかかる基板処理装置にて処理が施されるウエハの構造）
次に，本実施形態にかかる基板処理装置１００にて処理が施されるウエハＷの構造について図面を参照しながら説明する。図２は，本実施形態にかかるウエハＷの構造の一例を示している。図２に示すように，ウエハＷは，ガラスウエハＷｇの表面にシリコンウエハＷｓを例えば接着剤を使って両者の中心が一致するように貼り合わせて構成されたものである。したがって，ウエハＷは，ガラス層とシリコン層の２層構造を有することになる。例えばＣＭＯＳイメージセンサ等の実装向けプロセスにおいては，このような構造を有するウエハＷから製造される。
ウエハＷにおいて，シリコンウエハＷｓの直径はガラスウエハＷｇの直径よりも小さく，このためガラスウエハＷｇの周縁Ｌが全周にわたってシリコンウエハＷｓの周縁から張り出している。
さらに，シリコンウエハＷｓの周縁部の一部には切欠マークとしてのノッチＮが形成されている。なお，このノッチＮに代えてオリフラ（オリエンテーションフラット）のような切欠マークを形成するようにしてもよい。このノッチＮを検出することによって，ウエハＷの円周方向の位置決めを行うことができる。一方，ガラスウエハＷｇの周縁部にはノッチなどの切欠マークは形成されていない。その理由は例えば以下の通りである。
例えば，このようなウエハＷからＣＭＯＳイメージセンサを製造する場合，シリコンウエハＷｓにＣＭＯＳデバイスが形成され，ガラスウエハＷｇはセンサの支持体や保護層の役割を果たすことになる。したがって，製造工程においては，ガラスウエハＷｇよりもシリコンウエハＷｓの位置決めが重要になってくる。そのため，切欠マークはシリコンウエハＷｇの周縁部に形成することが好ましい。また，シリコンウエハＷｓの方向性例えば結晶方向に応じてガラスウエハＷｇの周縁部に切欠マークを形成することも考えられるが，これはシリコンウエハＷｓとガラスウエハＷｇの貼り合わせに高い位置精度が要求されるようなことになるため，その実施には困難性が伴う。このような理由から，ウエハＷではシリコンウエハＷｓの周縁部にのみノッチＮが形成されている。
また，ガラスウエハＷｇの周縁部は，全周にわたり面取り処理が施されている（図２では省略）。このように面取り処理が施された周縁部では，ウエハ面に垂直な光が直進しないため，その部分を例えば光透過型センサによって検出することができる。この詳細については後述する。
ところで，ウエハの位置決め処理において一般的に用いられる光透過型センサの発光部から受光部に向けて発せられる光（以下，「センサ光」という）は，シリコン層を透過せず，ガラス層を透過する波長を有する。すなわち，このセンサ光に関してシリコン層は不透明層となり，ガラス層は透明層となる。
ここで，本実施形態にかかるウエハＷの不透明層としてのシリコン層（シリコンウエハＷｓ）は，透明層としてのガラス層（ガラスウエハＷｇ）の上に形成されているため，光透過型センサは，シリコンウエハＷｓの周縁部を検出することができる。ところが，光透過型センサは，シリコンウエハＷｓの周縁部を検出することができるだけでなく，上記のように面取り処理が施されているガラスウエハＷｇの周縁部を検出することも可能である。
したがって，従来，センサ光が透過するガラスウエハＷｇとセンサ光が透過しないシリコンウエハＷｓとからなるウエハＷの場合，このウエハＷを円周方向に回転させながら光透過型センサを用いてその周縁形状データを得ようとしても，センサが回転角度ごとにガラスウエハＷｇの周縁部を検出したり，シリコンウエハＷｓの周縁部を検出したりするおそれがあった。このようにウエハＷの周縁として検出する位置が定まらない場合，有効な周縁形状データを得ることができず，この結果正確なウエハＷの位置決めを行うことができないという問題があった。また，ウエハＷでは，シリコンウエハＷｓの周縁部のみノッチＮが形成されている。したがって，従来技術によれば，このノッチＮの検出が困難であり，この結果ウエハＷの円周方向への位置決めが実質的に不可能であった。
この問題を解決するため，本実施形態にかかる位置決め装置２００は，ガラスウエハＷｇとシリコンウエハＷｓからなるウエハＷについて，シリコンウエハＷｓの周縁部のみを高精度に検出し，この検出結果から有効なウエハＷの周縁形状データを取得し，このデータに基づいてウエハＷを精度良く位置決めできるように構成されている。
（第１実施形態にかかる位置決め装置の構成例）
このような位置決め装置２００の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。図３は，位置決め装置２００の具体的な概略構成例を示す図である。図４は，ウエハＷを構成するシリコンウエハＷｓの周縁部を位置決め装置２００によって検出する原理を説明する図である。
図３に示すように，位置決め装置２００は，容器内に，ウエハＷを載置する回転載置台２１０と，光透過型センサ２５０によりウエハＷの周縁部を検出するセンサ部２２０を配設して構成される。
回転載置台２１０は，例えば駆動部２１２と，この駆動部２１２から延出した回転駆動軸２１４と，その回転駆動軸２１４上に固定され，ウエハＷが載置される回転板２１６を備える。回転板２１６は，駆動部２１２により回転駆動軸２１４を介して伝達された動力により所定量だけ回転させることができる。回転載置台２１０は，制御部１８０に接続されており，制御部１８０からの制御信号により駆動制御される。なお，ウエハＷは，ガラスウエハＷｇ側が回転板２１６に接するように回転載置台２１０に載置される。
回転板２１６の外径は，ウエハＷの外径よりも小さく構成される。ただし，回転時にウエハＷを安定的に支持できる大きさであることが好ましい。また，回転板２１６の上面には図示しないゴムパッドまたは静電吸着パッドが設置されている。これによって，回転板２１６に載置されたウエハＷを回転させたときに発生する遠心力に抗してウエハＷを回転板２１６に固定することが可能となる。なお，ウエハＷを回転板２１６に静電吸着させる場合，ガラスウエハＷｇの回転板２１６側の面にはポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜を薄く形成するようにしてもよい。
センサ部２２０は，ウエハＷの周縁部を検出する検出手段の一例として光透過型センサ２５０を備える。光透過型センサ２５０は，発光部２３０と受光部２４０とを備え，発光部２３０と受光部２４０は回転載置台２１０に載置されたウエハＷの周縁部を挟むように配置される。具体的には例えば発光部２３０はウエハＷの下方に配置され，受光部２４０はウエハＷの上方に配置される。
光透過型センサ２５０の発光部２３０と受光部２４０は，制御部１８０に接続されている。発光部２３０は，制御部１８０からの制御信号に従って，所定の波長のセンサ光を調整された強度で受光部２４０に向けて発する。一方，受光部２４０は，ウエハＷの周縁部を含む領域を透過または通過して来たセンサ光を受け，その光の強度などの情報を所定の信号に変換して制御部１８０へ送信する。
発光部２３０は，図４に示すように，例えば発光ダイオードなどの発光素子２３２と，この発光素子２３２が発したセンサ光の光路をウエハＷの表面に対して直角を成すように調整するためのレンズ２３４を有する。レンズ２３４の上方にスリット（図示せず）を設け，センサ光の直進性をさらに高めるようにしてもよい。このようにセンサ光の直進性を高めれば，センサ光の散乱に起因する受光部２４０への外乱光の入射を抑えることができる。
受光部２４０は，例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）リニアセンサによって構成される。この場合，受光部２４０を構成する複数（例えば，３０００個以上）の画素素子は，回転板２１６に載置されているウエハＷの周縁よりも外側からウエハＷの周縁よりも内側に向けて直線状に配列されている。各画素素子のサイズは，例えば１４μｍである。なお，受光部２４０はフォトダイオードなどの受光素子によっても構成され得る。
このようなセンサ部２２０において，発光部２３０の発光素子２３２から発せられレンズ２３４を通過したセンサ光は，受光部２４０に向けて照射され，受光部２４０によって受光される。受光部２４０では，直線状に配列された複数の画素素子のうち，ウエハＷの外側方向へ最も離れている画素素子を先頭として，その先頭の画素素子から走査し，各画素素子が受光した光を順番にその強度に応じた電気信号である出力信号（以下，「アナログ信号」ともいう。）に変換して行く。そして，受光部２４０は，受光した光の強度に対応するアナログ信号を制御部１８０へ送信する。図４のグラフ（Ａ）は，このアナログ信号を示している。
制御部１８０は，受光部２４０からアナログ信号を受けると，これを予め設定された「透光レベル」と「遮光レベル」とのしきい値と比較することによって，「透光レベル」か「遮光レベル」かを判定し，これらの２値化ディジタルデータを生成する。図４のグラフ（Ｂ）は，このディジタルデータを示している。このディジタルデータは，光透過型センサ２５０の受光部２４０を構成する各画素素子に対応しているため，このディジタルデータから各画素素子におけるセンサ光の入射の有無を判断することができる。具体的には，ある画素素子に対応するディジタルデータが透光レベルであれば，その画素素子には所定の強度以上のセンサ光が入射されていると判断でき，逆に遮光レベルであれば，その画素素子には所定の強度以上のセンサ光が入射されていないと判断できる。このように，制御部１８０は，複数の画素素子の中から所定の強度以上のセンサ光の入射があった画素素子となかった画素素子を選出し，それらの境界位置を検出することによってウエハＷの位置決め処理を行うことができる。
ところが，光透過型センサ２５０の受光部２４０は，シリコンウエハＷｓに対応する位置の画素素子を走査しているときだけでなく，ガラスウエハＷｇの周縁部に対応する位置の画素素子を走査しているときにも極めて弱い受光強度を示すアナログ信号を出力する。このため，制御部１８０によって生成される上記ディジタルデータには，シリコンウエハＷｓに対応する「遮光レベル」とガラスウエハＷｇの周縁部に対応する「遮光レベル」が現れる。
ウエハＷの位置決め処理において，従来どおりこのディジタルデータをそのまま用いたのでは，ガラスウエハＷｇの周縁とシリコンウエハＷｓの周縁のどちらもウエハＷの周縁として制御部１８０に検出され得る。このような場合，ウエハＷの周縁位置が定まらなくなり，ウエハＷの正確な位置決めは望めなくなる。そこで，制御部１８０は，ウエハＷを高精度に位置決めするために，ディジタルデータに対して下記のようなデータ処理を行う。
（第１実施形態にかかる制御部によるデータ処理）
次に，第１実施形態にかかる制御部１８０によるデータ処理について図面を参照しながら説明する。既に図４を参照しながら説明したように，制御部１８０は，受光部２４０から各画素素子に入射された光の強度に対応するアナログ信号を受け，これを２値化してディジタルデータを生成する。
受光部２４０において，その走査方向の先頭の画素素子から位置Ｐ１の画素素子までは，センサ光の照射範囲外に位置しているため，これらの画素素子にはセンサ光は入射されずディジタルデータは「遮光レベル」となる。
ガラスウエハＷｇの周縁部の位置をＰ２とすると，位置Ｐ１から位置Ｐ２までは，センサ光を遮るものがないため，この範囲の画素素子にはセンサ光が直接入射される。したがって，ディジタルデータは「透光レベル」となる。
上記のようにガラスウエハＷｇの周縁部は，全周にわたり面取り処理が施されている。ここではガラスウエハＷｇの周縁から位置Ｐ３までの範囲を面取り処理されているものとする。面取り部Ｆでは，ウエハ面に垂直なセンサ光のほとんどが屈折および反射してしまうため，位置Ｐ２から位置Ｐ３までの画素素子には僅かなセンサ光しか入射されない。このセンサ光の強度は，予め設定されているしきい値よりも小さいため，ディジタルデータは「遮光レベル」となる。
シリコンウエハＷｓの周縁部の位置をＰ４とすると，位置Ｐ３から位置Ｐ４までは，ガラスウエハＷｇの表面にシリコンウエハＷｓが存在しない領域であり，かつ，ガラスウエハＷｇの表面と裏面が共にセンサ光に対して垂直を成している。したがって，センサ光はガラスウエハＷｇ内を直進し，この範囲の画素素子にはセンサ光がさほど減衰せずに入射される。したがって，ディジタルデータは「透光レベル」となる。
そして，位置Ｐ４から走査方向には，シリコンウエハＷｓが存在するため，センサ光はこのシリコンウエハＷｓに遮られ，この範囲の画素素子にはセンサ光は入射されずディジタルデータは「遮光レベル」となる。
第１実施形態にかかる制御部１８０は，このようなディジタルデータを生成した後に，以下のようなデータ解析処理を行う。まず，受光部２４０を構成する複数の画素素子の中からウエハＷに対応する画素素子に注目する。図４の例では，位置Ｐ２を先頭として走査方向に並んでいる各画素素子がこれに該当する。なお，このとき，発光部２３０と受光部２４０の間にウエハＷが存在しない場合にセンサ光を受光する受光部２４０の範囲すなわち位置Ｐ１から位置Ｐ５までの範囲に対応する画素素子に注目するようにしてもよい。
次に，ディジタルデータを画素素子の配列順にみて透光レベルから遮光レベルに変化する境界位置を検出する。図４の例では，位置Ｐ２と位置Ｐ４がこれに該当する。
続いて，検出した位置Ｐ２と位置Ｐ４のうち，そのレベル変化後の遮光レベルが所定の画素素子数以上連続する方を選択する。このときの選択基準には，ガラスウエハＷｇの周縁部とシリコンウエハＷｓの周縁部との間の距離ΔＰ２４に相当する画素数，すなわち位置Ｐ２から位置Ｐ４の範囲に存在する画素素子の数を用いることができる。
ガラスウエハＷｇの面取り部Ｆのウエハ直径方向の寸法ΔＰ２３は，当然に距離ΔＰ２４よりも小さい。したがって，位置Ｐ２から位置Ｐ４までの範囲に存在する画素素子の数以上連続する境界を選択するという条件を用いることによって，位置Ｐ２を除外して位置Ｐ４を確実に検出することができる。なお，距離ΔＰ２４が例えば０．４ｍｍ程度で，画素素子のサイズが例えば１４μｍであれば，上記の選択基準の画素数としては例えば「３０個」となる。
そして，制御部１８０は，位置Ｐ４をウエハＷの周縁位置として検出する。このようにして検出された位置Ｐ４は，図４に示すように，シリコンウエハＷｓの周縁部に対応している。
以上のように，第１実施形態にかかる制御部１８０によるデータ解析処理によれば，ウエハＷにおいて，シリコンウエハＷｓの周縁部のみを的確に検出することができる。制御部１８０は，回転板２１６とともにウエハＷを回転させながら，光透過型センサ２５０から受光強度に対応するアナログ信号を受信し，データ解析処理を実行することによって，シリコンウエハＷｓの全周にわたる周縁部の位置情報を収集することができる。したがって，シリコンウエハＷｓのノッチＮを含む周縁形状を把握することができ，結果として高い精度でウエハＷを位置決めすることができる。
（第１実施形態にかかる制御部が取得するウエハ周縁形状データ）
次に，第１実施形態にかかる制御部１８０が上記のようなデータ解析処理を行った結果，取得できるウエハ周縁形状データについて図５と図６を参照しながら説明する。図５は，制御部１８０がディジタルデータに対して上記のような第１実施形態にかかるデータ解析処理を行わずに，従来どおりにウエハＷを回転させながらウエハＷの周縁部を検出することによって取得したウエハＷの周縁形状データを示している。これに対して，図６は，制御部１８０が上記の本実施形態にかかるデータ解析処理を行って，ウエハＷを回転させながらウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを検出することによって取得したウエハＷの周縁形状データを示している。図５と図６に示すグラフにおいて，横軸にはサンプリング点数（ウエハＷの回転角度に対応）をとり，縦軸には受光部２４０を構成する複数の画素素子のうち制御部１８０によってウエハＷの周縁部として検出された画素素子の位置情報（例えば画素素子のアドレス）をとっている。
図５と図６に示すウエハＷの周縁形状データが横軸に平行な直線にならず略正弦曲線（サインカーブ）を描いている理由は，ウエハＷの中心と回転載置台２１０の回転中心とが正確に一致していない状態でウエハＷを回転させてその周縁部を検出したためである。制御部１８０は，このカーブした周縁形状データからウエハＷの中心と回転載置台２１０の回転中心とのずれ方向とずれ量を算出し，この算出結果に基づいてウエハＷの中心位置の位置決めを行うことができる。
ところが，図５に示すように，制御部１８０が上記の第１実施形態にかかるデータ解析処理を行わなかった場合，ウエハＷの回転角度ごとに周縁部としてガラスウエハＷｇの周縁部が選択されたりシリコンウエハＷｓの周縁部が選択されたりするおそれがある。このような場合，ウエハＷの周縁形状データは，ノイズが重畳したような状態となってしまい，制御部１８０は，ウエハＷの中心の正確な位置決め処理を行うことができない。また，このような周縁形状データであれば，シリコンウエハＷｓの周縁部にノッチＮが形成されていてもその位置を正確に確認することができないため，ウエハＷの円周方向の位置決め処理も行うことができなくなる。
一方，制御部１８０が上記の第１実施形態にかかるデータ解析処理を行ってウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを検出した場合，図６に示すように，ノイズのないクリアなウエハＷの周縁形状データ（具体的には，シリコンウエハＷｓの周縁形状データ）を取得することができる。したがって，制御部１８０は，ウエハＷの中心位置を高精度に位置決めすることができる。また，周縁形状データからノッチＮの位置を正確に確認することができるため，これによってウエハＷの円周方向の位置決めも高精度に行うことができる。
（第２実施形態にかかる制御部によるデータ処理）
次に，第２実施形態にかかる制御部１８０によるデータ処理について図面を参照しながら説明する。第１実施形態にかかる制御部１８０は，受光部２４０から各画素素子に入射された光の強度に対応するアナログ信号を受け，これを２値化してディジタルデータを生成した後，さらにこのディジタルデータに対して所定の解析処理を施すことによって，ウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを検出するようにしている。
これに対して，第２実施形態にかかる制御部１８０は，受光部２４０から受けたアナログ信号を２値化する際に，ガラスウエハＷｇの周縁部の位置情報がディジタルデータに反映されなくなるようなデータ処理を行う。
具体的には，アナログ信号を２値化する際に用いられるしきい値を，図７に示すように，ガラスウエハＷｇの周縁部に形成されている面取り部Ｆを透過して受光手段２４０に達するセンサ光の強度よりも小さいレベルに設定する。換言すれば，そのしきい値を，ガラスウエハＷｇの周縁部を透過したセンサ光を受けた画素素子の出力信号が透光レベルと判定されるような値に設定する。これによって，位置Ｐ２から位置Ｐ３までの範囲のディジタルデータは「透光レベル」となる。なお，このしきい値については，予め，面取り部Ｆを透過するセンサ光の強度を複数回測定することによって設定しておくことが好ましい。
上述のように，面取り部Ｆでは，ウエハ面に垂直なセンサ光のほとんどが屈折および反射してしまうため，位置Ｐ２から位置Ｐ３までの画素素子には僅かなセンサ光しか入射されない。したがって，従来のしきい値によれば，この範囲のディジタルデータは「遮光レベル」である。しかし，第２実施形態では，このしきい値を下げることによって，意図的に，面取り部Ｆの範囲すなわち位置Ｐ２から位置Ｐ３までの範囲のディジタルデータを，面取り部Ｆ以外のガラスウエハＷｇのみの範囲すなわち位置Ｐ３から位置Ｐ４までの範囲のディジタルデータと同じ「透光レベル」とする。
このようにして得られたディジタルデータは，図７に示すように，位置Ｐ１から位置Ｐ５の範囲において位置Ｐ４から位置Ｐ５までの範囲のみが「遮光レベル」を示すことになる。このディジタルデータは，シリコンウエハＷｇ単独のウエハの周縁部を光透過型センサで検出した場合に得られるディジタルデータと略同一である。
したがって，第２実施形態にかかる制御部１８０によれば，シリコンウエハＷｓの周縁部の位置情報のみが反映されたディジタルデータが取得できるため，制御部１８０は，このディジタルデータに基づいてシリコンウエハＷｓの周縁形状を把握することができる。この結果，制御部１８０は，ウエハＷを高い精度で位置決めすることができる。
ところで，ウエハＷの状態が変化すればガラスウエハＷｇの面取り部Ｆを透過する光の量も変化する可能性がある。この場合，面取り部Ｆの範囲すなわち位置Ｐ２から位置Ｐ３までの範囲のディジタルデータが「透光レベル」から「遮光レベル」に変化するおそれもある。したがって，第２実施形態にかかるデータ処理と上記の第１実施形態にかかるデータ処理を組み合わせるようにしてもよい。これによって，ウエハＷの周縁部として，ガラスウエハＷｇの周縁部を検出することなく，シリコンウエハＷｓの周縁部のみをより確実に検出することができる。
（第３実施形態にかかる制御部によるデータ処理）
続いて，第３実施形態にかかる制御部１８０によるデータ処理について図面を参照しながら説明する。上記第１，第２実施形態にかかる制御部１８０は，受光部２４０から受信したアナログ信号を２値化してディジタルデータを生成した後，さらにこのディジタルデータに対して所定の解析処理を施すことによって，ウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを検出するようにしている。第３実施形態にかかる制御部１８０は，その他の手法を用いてディジタルデータを解析して，ウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを検出するように構成されている。以下，第３実施形態にかかる制御部１８０によるデータ解析について図４を参照しながら説明する。
第３実施形態にかかる制御部１８０は，受光部２４０から受信したアナログ信号に基づいて図４に示すディジタルデータを生成した後に，以下のようなデータ解析処理を行う。まず，受光部２４０を構成する複数の画素素子の中からウエハＷに対応する画素素子に注目する。図４の例では，位置Ｐ２を先頭として走査方向に並んでいる各画素素子がこれに該当する。
次に，ディジタルデータを画素素子の配列順にみて透光レベルから遮光レベルに変化する境界位置を検出する。図４の例では，位置Ｐ２と位置Ｐ４がこれに該当する。
そして，制御部１８０は，検出した位置Ｐ２と位置Ｐ４から，画素素子の配列順にみて２番目の位置Ｐ４を選択する。このようにして選択された位置Ｐ４は，図４に示すように，シリコンウエハＷｓの周縁部に対応している。
また，制御部１８０は，さらに異なる手法を用いてディジタルデータを解析して，ウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを検出することもできる。具体的には，上記のように検出された位置Ｐ２と位置Ｐ４から，画素素子の配列の逆順にみて１番目の位置Ｐ４を選択するようにしてもよい。このようにして選択された位置Ｐ４は，図４に示すように，シリコンウエハＷｓの周縁部に対応している。
以上のように，第３実施形態にかかる制御部１８０によれば，第１，第２実施形態と同様に，ウエハＷにおいて，ウエハＷの周縁部としてシリコンウエハＷｓの周縁部のみを確実に検出することができる。制御部１８０は，回転板２１６とともにウエハＷを回転させながら，光透過型センサ２５０から受光強度に対応するアナログ信号を受信し，データ解析処理を実行することによって，シリコンウエハＷｓの全周にわたる周縁部の位置情報を収集することができる。したがって，シリコンウエハＷｓのノッチＮを含む周縁形状を把握することができ，結果として高い精度でウエハＷを位置決めすることができる。
本実施形態におけるウエハの位置決め処理は，切欠マークとしてノッチＮが形成されたウエハの他に，切欠マークとしてオリフラ（オリエンテーションフラット）が形成されたウエハにも適用できる。
また，ガラスウエハＷｇとシリコンウエハＷｓが貼り合わされて構成されたウエハＷを用いて本発明の実施形態を説明したが，光透過性の高い透明層と，光透過性の低い不透明層とからなる各種基板に対して本発明を適用することが可能である。
また，上述した実施形態の機能（例えばデータ解析処理機能，ウエハ位置決め処理機能）を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体をシステム或いは装置に供給し，そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体等の媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても，本発明が達成され得る。
この場合，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり，そのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体は本発明を構成することになる。プログラムを供給するための記憶媒体等の媒体としては，例えば，フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。また，ネットワークを介してプログラムを供給することもできる。
なお，コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより，上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく，そのプログラムの指示に基づき，コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
さらに，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムが，コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後，そのプログラムの指示に基づき，その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は，基板の位置決めを行う基板位置決め装置および基板位置決め方法に適用可能である。
本発明の第１実施形態にかかる基板処理装置の構成例を示す断面図である。 同実施形態に適用されるウエハの構造例を示す図である。 同実施形態にかかる位置決め装置の具体的な概略構成例を示す図である。 同実施形態にかかる位置決め装置によりウエハ周縁部を検出する原理を説明する図である。 従来技術によって取得されたウエハ周縁形状データを示すグラフである。 同実施形態において取得されたウエハ周縁形状データを示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかる位置決め装置によりウエハ周縁部を検出する原理を説明する図である。
符号の説明
１００ 基板処理装置
１１０（１１０Ａ，１１０Ｂ） 真空処理ユニット
１２０ 搬送ユニット
１３０ 搬送室
１３２（１３２Ａ〜１３２Ｃ） カセット台
１３４（１３４Ａ〜１３４Ｃ） カセット容器
１３６（１３６Ａ〜１３６Ｃ） ゲートバルブ
１４０（１４０Ａ，１４０Ｂ） 処理室
１４２（１４２Ａ，１４２Ｂ） 載置台
１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ） ロードロック室
１５４（１５４Ａ，１５４Ｂ） バッファ用載置台
１５６（１５６Ａ，１５６Ｂ） バッファ用載置台
１６０ 共通搬送機構
１６２ 基台
１７０（１７０Ａ，１７０Ｂ） 個別搬送機構
１７２（１７２Ａ，１７２Ｂ） ピック
１８０ 制御部
２００ 位置決め装置
２１０ 回転載置台
２１２ 駆動部
２１４ 回転駆動軸
２１６ 回転板
２２０ センサ部
２３０ 発光部
２３２ 発光素子
２３４ レンズ
２４０ 受光部
２５０ 光透過型センサ
Ｆ 面取り部
Ｌ 周縁
Ｎ ノッチ
Ｗ ウエハ
Ｗｇ ガラスウエハ
Ｗｓ シリコンウエハ

Claims (13)

  1. 光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    前記受光手段からの出力信号と予め設定されたしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界を検出し，その変化後の遮光レベルが前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁との間の距離に相当する受光画素数以上連続すると判断した場合にのみ，その境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，
    を備えたことを特徴とする基板位置決め装置。
  2. 前記しきい値は，前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が前記透光レベルと判定される値に予め設定されることを特徴とする請求項１に記載の基板位置決め装置。
  3. 光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が透光レベルと判定されるような値に予め設定されたしきい値と，前記受光手段からの出力信号とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，
    を備えたことを特徴とする基板位置決め装置。
  4. 光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    前記受光手段からの出力信号と，予め設定されたしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する２番目の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，
    を備えたことを特徴とする基板位置決め装置。
  5. 光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    前記受光手段からの出力信号と，予め設定されたしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列の逆順に前記遮光レベルから前記透光レベルに変化する最初の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，
    を備えたことを特徴とする基板位置決め装置。
  6. 光透過性の高い略円板状の透明基板と，前記透明基板よりも外形が小さく光透過性の低い略円板状の不透明基板とを，前記透明基板の周縁が全周にわたって前記不透明基板の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め装置であって，
    前記基板を載置する回転載置台と，
    前記回転載置台に載置された前記基板に対して，前記透明基板の周縁と前記不透明基板の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    前記透明基板の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が透光レベルと判定されるような値に予め設定されたしきい値と，前記受光手段からの出力信号とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界を検出し，その変化後の遮光レベルが前記透明基板の周縁と前記不透明基板の周縁との間の距離に相当する受光画素数以上連続すると判断した場合にのみ，その境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記回転載置台によって前記基板を回転させながら前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行う制御部と，
    を備えたことを特徴とする基板位置決め装置。
  7. 前記透明基板はガラス基板であり，前記不透明基板はシリコン基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基板位置決め装置。
  8. 前記制御部は，前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の周縁に形成されている切欠マークを検出し，検出した切欠マークに基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基板位置決め装置。
  9. 基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，
    前記基板位置決め装置は，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    を備え，
    前記受光手段からの出力信号と，予め設定されたしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界を検出し，その変化後の遮光レベルが前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁との間の距離に相当する受光画素数以上連続すると判断した場合にのみ，その境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法。
  10. 前記しきい値は，前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が前記透光レベルと判定される値に予め設定されることを特徴とする請求項９に記載の基板位置決め方法。
  11. 基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，
    前記基板位置決め装置は，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    を備え，
    前記透明層の周縁を透過した光を受けた前記受光画素の出力信号が透光レベルと判定されるような値に予め設定されたしきい値と，前記受光手段からの出力信号とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法。
  12. 基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，
    前記基板位置決め装置は，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    を備え，
    前記受光手段からの出力信号と，予め設定されたしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列順に前記透光レベルから前記遮光レベルに変化する２番目の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法。
  13. 基板位置決め装置によって，光透過性の高い透明層と，前記透明層よりも外形が小さく光透過性の低い不透明層とを，前記透明層の周縁が全周にわたって前記不透明層の周縁から張り出すように重ね合わせた２重構造の基板の位置決めを行う基板位置決め方法であって，
    前記基板位置決め装置は，
    前記基板を載置する載置台と，
    前記載置台に載置された前記基板に対して，前記透明層の周縁と前記不透明層の周縁を含む前記基板の周縁に向けて光を発する発光手段と，
    前記発光手段に対向して前記基板を挟むように配置され，前記基板の周縁よりも外側から前記基板の周縁よりも内側に向けて直線状に配列された複数の受光画素を有し，これら受光画素が受光した光強度に応じた信号を出力する受光手段と，
    を備え，
    前記受光手段からの出力信号と，予め設定されたしきい値とを比較して，前記各受光画素の出力信号が透光レベルか遮光レベルかを判定した後，前記受光画素の配列の逆順に前記遮光レベルから前記透光レベルに変化する最初の境界の受光画素の位置を前記基板の周縁位置として検出し，さらに前記基板の全周にわたって前記基板の周縁位置の検出を行うことによって得られた前記基板の周縁形状に基づいて前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板位置決め方法。
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