JPH09148230A

JPH09148230A - 位置調整装置

Info

Publication number: JPH09148230A
Application number: JP32249695A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kobayashi; 宣幸小林
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】作用部があらかじめ定めたホーム位置からず
れた場合でも、自動的に目標位置に作用部を搬送できる
ようにする。【解決手段】作用部であるノズル先端部６ａのＸ方向
のホーム位置を検出する光ビームＢｘを発する発光部Ｔ
ｘ及びこれを受ける受光部Ｒｘ、Ｙ方向のホーム位置を
検出する光ビームＢｙを発する発光部Ｔｙ及びこれを受
光する受光部Ｒｙ、Ｚ方向のホーム位置を検出する光ビ
ームＢｚを発する発光部Ｔｚ及びこれを受光する受光部
Ｒｚが設けられている。そして、検出された実際のホー
ム位置Ｐｃをあらかじめ設定されたホーム位置Ｐ₀と比
較してそのずれ量を算出し、算出したずれ量によって目
標位置Ｐｔの座標データを補正して、補正した座標デー
タに基づいて自動的にノズル先端部６ａを目標位置Ｐｔ
に搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、被処理物の所定
位置に処理作用を施すため、作用部の位置を調整する位
置調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス基板やシリコンウエハ等の被処理
物の表面に配向膜やレジスト膜を塗布する場合、スピン
コータ装置を用いて被処理物をスピンテーブルに載置し
て高速回転させて液剤を滴下している。この場合、短時
間で均一な成膜を得るためには、被処理物の回転の中心
位置に液剤を滴下する必要がある。このような塗布装置
システムは、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、互いに
直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向にそれぞれ移動自在なアーム
Ｘ（３１）、アームＹ（３２）、アームＺ（３３）と、
アームＺに設置されたノズルＮと、ノズルＮの位置を調
整するためのセンサＳを備えた位置調整装置とから構成
されている。この位置調整装置には、ノズル先端部のホ
ーム位置を原点として被処理物の中心位置までの距離を
座標データとして格納するメモリが設けられている。そ
して、滴下指令を受けた場合にはメモリの座標データを
参照して、ステップモータ等の搬送手段によりノズルを
ホーム位置から目標位置に搬送させている。すなわち、
ホーム位置を設定し、そこから、まず格納された座標デ
ータにより、アームＸ、Ｙ、Ｚがｘ軸方向に移動し、次
いでアームＹ、Ｚがｙ軸方向に移動した後、アームＺが
ｚ軸方向に移動し、ノズルＮを基板Ａ上の所定位置に配
置させる。このあと、アームＸ、Ｙ、Ｚはホーム位置に
復帰するが、その復帰位置は、あらかじめ設定されたホ
ーム位置を検出するセンサＳによりアームＸ、Ｙ、Ｚの
位置を検出して決まる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、硬化スピー
ドの速い液剤を使用した場合には、ノズルの目詰まりを
起こすため、頻繁に交換する必要がある。また、硬化ス
ピードの遅い液剤を使用した場合でも、ある程度の塗布
回数を経た後は新しいノズルに交換する必要がある。こ
の場合、ノズルは細い金属管を成形して作られているの
で、成形後の変形のため同種のノズルであっても厳密に
はその形状は一定でない場合が多い。また、ノズル先端
部に物や手が当たって変形することがある。このため、
ノズル先端部があらかじめ定めたホーム位置からずれる
場合がある。ところが従来の位置調整装置においては、
ノズル先端部があらかじめ定めたホーム位置からずれた
場合、メモリの座標データに基づいてノズルを移動させ
ても、ノズル先端部が被処理物の指定塗布位置からずれ
てしまう。このような不具合を回避するためには、ノズ
ル先端部を指定塗布位置に合わせ込んでその座標データ
を新たに求めて入力し、メモリに格納されてる座標デー
タをその新たに求めた座標データに更新しなければなら
ない。しかしながら、ノズル交換のたびにメモリの座標
データを更新するのは塗布処理の作業能率が著しく低下
するという問題がある。この発明の課題は、部品の交換
により部品の作用部の形状が変わった場合や作用部が変
形した場合などのように、作用部があらかじめ定めたホ
ーム位置からずれた場合でも、自動的に目標位置に作用
部を搬送できるようにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、被処理物に
処理を施す作用部と、この作用部のホーム位置を検出す
る位置検出手段と、当該検出されたホーム位置によって
被処理物に処理を施すための作用部の目標位置を算出す
る演算手段と、演算手段が算出した目標位置に作用部を
搬送する搬送手段とを備えた構成になっている。この場
合、演算手段は、あらかじめ設定されたホーム位置と検
出されたホーム位置との差異によって目標位置を算出す
る構成になっている。この結果、作用部の実際のホーム
位置によって目標位置を算出し、その算出した目標位置
に作用部を搬送する。したがって、例えば部品の交換に
より部品の作用部の形状が変わった場合や作用部が変形
した場合のように、作用部の実際のホーム位置があらか
じめ設定されたホーム位置からずれている場合でも、自
動的に目標位置に作用部を搬送することができる。この
場合において、位置検出手段は、光ビームを発光及び受
光する手段を有し、この光ビームの照射により作用部の
位置を検出して位置検出データを演算手段に供給するよ
うにしてもよい。この場合、演算手段は、供給された位
置検出データに基づいて所定の演算を行い、光ビームの
中心位置に存在する作用部の位置を検出されたホーム位
置とする。このようにすることにより、作用部の実際の
正確なホーム位置を検出することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照してこの
発明の実施形態を説明する。図１は液晶パネルを構成す
るガラス基板にレジスト液を塗布するスピンコータ装置
の一部を示す図である。被処理物であるガラス基板１
は、スピンテーブル２の上面にセットされる。このスピ
ンテーブル２は、軸３を介してスピンドルモータ４に結
合されており、スピンドルモータ４によって回転され
る。このガラス基板１にレジスト液５を滴下するノズル
６は、着脱自在なジョイント部７によりレジスト液供給
管８に結合されている。

【０００６】ガラス基板１をスピンテーブル２にセット
する際には、その作業の邪魔にならないように、ノズル
６をホーム位置（図示せず）に退避させておき、ガラス
基板１をセットした後レジスト液を滴下する場合には、
操作部（図示せず）から搬送指令を入力してノズル６を
目標位置に搬送する。この後塗布指令を入力すると、ス
ピンドルモータ４が駆動し、ガラス基板１が所定の回転
速度に達するまでの時間が経過すると、レジスト液供給
管８及びノズル６の中を通ったレジスト液５がノズル先
端部（作用部）６ａからガラス基板１の上面に滴下され
る。

【０００７】図２は、ホーム位置におけるノズル先端部
６ａの正確な位置を検出するセンサ（位置検出手段）の
構成を示す図である。このセンサは、光ビームを発光す
る発光部とこの光ビームを受光する受光部を対とする３
対の透過型光電スイッチで構成されている。すなわち、
図２（Ａ）に示すように、ノズル先端部６ａのＸ方向の
ホーム位置を検出するための光ビームＢｘを発する発光
部Ｔｘ及びこれを受ける受光部Ｒｘ、Ｙ方向のホーム位
置を検出するための光ビームＢｙを発する発光部Ｔｙ及
びこれを受光する受光部Ｒｙ、Ｚ方向のホーム位置を検
出するための光ビームＢｚを発する発光部Ｔｚ及びこれ
を受光する受光部Ｒｚが設けられている。また、図２
（Ｂ）に示すように、各光電スイッチは互いに直交する
ｘ、ｙ、ｚ方向の位置をそれぞれ検出するための光ビー
ムＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚが互いに交差しないように配置され
ている。なお、各受光部Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚから出力され
る検出信号は、次に記述する内部回路に取り込まれる。

【０００８】図３は、この実施形態の位置調整装置の内
部回路を含むシステムの構成を示すブロック図である。
Ａ／Ｄコンバータ１１は、各光電スイッチの受光部Ｒ
ｘ、Ｒｙ、Ｒｚから出力されるアナログ検出信号をディ
ジタル検出信号に変換して位置検出データとして出力す
る。ＣＰＵ（制御手段）は、Ａ／Ｄコンバータ１１から
出力される位置検出データを取り込んで、所定の演算を
行うとともに、メモリ１３に格納された座標データを参
照する。この座標データにはあらかじめ設定されたホー
ム位置の座標データ及び目標位置の座標データがあり、
ノズル先端部６ａのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を
表す座標データで構成されている。ＣＰＵ１２は、操作
部１４から搬送指令を受けた場合には、メモリの座標デ
ータに基づいて搬送量を決定し、駆動部１５に搬送量を
担う駆動データを供給する。駆動部１５はこの駆動デー
タに応じて、ノズル６をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に搬
送するためのステップモータＳｘ、Ｓｙ及びＳｚを駆動
する。

【０００９】次に、ノズル先端部６ａのホーム位置を検
出する場合の動作について説明する。図４は、ノズル先
端部６ａのＸ方向のホーム位置を検出するための説明図
である。いま、ノズル先端部６ａを光ビームＢｘに対し
て目標位置すなわちガラス基板１の指定塗布位置の左側
（これを「センサエリアマイナス側」という）から右方
向に移動し、光ビームＢｘに接近させ、図の２１の位置
でノズル先端部６ａの遮光により受光部Ｒｘがオフにな
ったとする。この場合には、ノズル先端部６ａのオフ時
の位置を示す位置検出データＸ₁が得られる。次に、ノ
ズル先端部６ａを左方向に移動させて光ビームＢｘから
離し、図の２２の位置で受光部Ｒｘがオンになったとす
る。この場合には、ノズル先端部６ａのオン時の位置を
示す位置検出データＸ₂が得られる。一方、ノズル先端
部６ａを光ビームＢｘに対して右側（これを「センサエ
リアプラス側」という）から左方向に移動し、光ビーム
Ｂｘに接近させ、図の２３の位置でノズル先端部６ａの
遮光により受光部Ｒｘがオフになったとする。この場合
には、ノズル先端部６ａのオフ時の位置を示す位置検出
データＸ₃が得られる。次に、ノズル先端部６ａをセン
サエリアプラス側に移動させて光ビームＢｘから離し、
図の２４の位置で受光部Ｒｘがオンになったとする。こ
の場合には、ノズル先端部６ａのオン時の位置を示す位
置検出データＸ₄が得られる。Ｙ方向及びＺ方向のホー
ム位置の検出についても同様に、ノズル先端部６ａを移
動させることにより、Ｙ方向におけるセンサエリアマイ
ナス側の位置検出データＹ₁及びＹ₂、センサエリアプ
ラス側の位置検出データＹ₃及びＹ₄が得られ、Ｚ方向
におけるセンサエリアマイナス側の位置検出データＺ₁
及びＺ₂、センサエリアプラス側の座標データＺ₃及び
Ｚ₄が得られる。そして、これら位置検出データＸ₁〜
Ｘ₄、Ｙ₁〜Ｙ₄、Ｚ₁〜Ｚ₄は、アナログ検出信号と
して図３のＡ／Ｄコンバータ１１に入力される。Ａ／Ｄ
コンバータ１１ではこのアナログ検出信号をディジタル
検出信号に変換してＣＰＵ１２に供給する。

【００１０】ＣＰＵ１２は、Ａ／Ｄコンバータ１１から
取り込んだ位置検出データＸ₁、Ｘ₂の相加平均値Ｘａ
＝（Ｘ₁＋Ｘ₂）／２を算出し、位置検出データＸ₃、
Ｘ₄の相加平均値Ｘｂ＝（Ｘ₃＋Ｘ₄）／２を算出す
る。したがって、算出した相加平均値Ｘａ、Ｘｂはそれ
ぞれセンサエリアマイナス側の位置検出データ、センサ
エリアプラス側の位置検出データである。さらに、相加
平均値Ｘａ、Ｘｂの相加平均値Ｘｃ＝（Ｘａ＋Ｘｂ）／
２を算出する。この場合、算出した相加平均値Ｘｃのデ
ータは、ノズル先端部６ａの中心が光ビームＢｘの中心
に位置したときの座標データとなる。同様に、Ａ／Ｄコ
ンバータ１１から取り込んだ位置検出データＹ₁〜
Ｙ₄、Ｚ₁〜Ｚ₄から相加平均値Ｙｃ、Ｚｃを算出す
る。このようにして算出された座標データＸｃ、Ｙｃ、
Ｚｃは、ノズル先端部６ａの実際の正確なホーム位置を
示す座標データとなる。

【００１１】ＣＰＵ１２は、この実際のホーム位置（図
２における点Ｐｃ）を示す座標データＸｃ、Ｙｃ、Ｚｃ
をメモリ１３に格納されているノズル先端部６ａの原点
（図２におけるＰ₀）すなわちあらかじめ設定されたホ
ーム位置を示す座標データＸ₀、Ｙ₀、Ｚ₀と比較す
る。そして、各座標データのずれ量Ｘ₀−Ｘｃ＝Δｘ、
Ｙ₀−Ｙｃ＝Δｙ、Ｚ₀−Ｚｃ＝Δｚを算出する。次
に、メモリ１３に格納されている目標位置（図２におけ
るＰｔ）の座標データを算出したずれ量で補正し、その
補正した座標データを目標位置の新たな座標データとし
てメモリ１３に格納する。すなわち、目標位置の座標デ
ータＸｔ、Ｙｔ、Ｚｔは、補正した座標データＸｔ＋Δ
ｘ、Ｙｔ＋Δｙ、Ｚｔ＋Δｚとなる。したがって、例え
ばＸ方向における原点から目標位置までの搬送距離ｍ
は、ｍ＝（Ｘｔ＋Δｘ）−Ｘ₀となる。この式を変形す
ると、ｍ＝Ｘｔ−（Ｘ₀−Δｘ）＝Ｘｔ−Ｘｃとなる。
すなわち、Ｘ方向における搬送距離は、実際の検出され
たホーム位置Ｐｃから目標位置Ｐｔまでの距離となる。
Ｙ方向及びＺ方向についても同様であるので、補正した
座標データに基づいてノズル６を搬送すれば、ノズル先
端部６ａは正確に目標位置Ｐｔに達することができる。

【００１２】このように上記実施形態によれば、ノズル
先端部６ａの実際のホーム位置によって目標位置を算出
し、その算出した目標位置にノズル先端部６ａを搬送す
る。したがって、例えばノズル６の交換によりノズル先
端部６ａの形状が変わった場合やノズル先端部６ａが変
形した場合のように、ノズル先端部６ａがあらかじめ設
定されたホーム位置からずれている場合でも、自動的に
目標位置にノズル先端部６ａを搬送することができる。
この場合において、光ビームの照射によりノズル先端部
６ａの位置を検出し、その位置検出データに基づいて上
記相加平均の演算を行い、光ビームの中心位置に存在す
るノズル先端部６ａの位置を検出されたホーム位置とす
る。このようにすることにより、ノズル先端部６ａの実
際の正確なホーム位置を検出することができる。

【００１３】なお、上記実施形態では、ホーム位置にお
けるノズル先端部６ａの位置を検出するセンサとして透
過型光電スイッチを用いたが、センサの例としてはこれ
に限定するものではない。例えば、反射型光電スイッチ
や近接スイッチ等をセンサとして用いてもよい。

【００１４】また、上記実施形態では、ガラス基板１に
レジスト液５を滴下するノズル先端部６ａの位置を検出
するようにしたが、位置検出の対象としては上記実施形
態に限定するものではない。例えば、物に切削加工を行
う装置において、切削工具のホーム位置を調整する位置
調整装置、あるいは所定位置から他の所定位置に物を搬
送する装置において、その物を把持する手段のホーム位
置を調整する位置調整装置等にもこの発明を適用するこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、作用部の実際のホー
ム位置によって目標位置を算出し、その算出した目標位
置に作用部を搬送する。したがって、例えば部品の交換
により部品の作用部の形状が変わった場合や作用部が変
形した場合のように、作用部の実際のホーム位置があら
かじめ設定されたホーム位置からずれている場合でも、
自動的に目標位置に作用部を搬送することができる。こ
の場合において、光ビームの照射により作用部の実際の
ホーム位置を検出してその位置検出データに基づいて所
定の演算を行い、光ビームの中心位置に存在する作用部
の位置を検出されたホーム位置とすれば、作用部の実際
の正確なホーム位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態におけるガラス基板にレジ
スト液を塗布するスピンコータ装置の一部を示す図。

【図２】図１におけるノズル先端部のホーム位置を検出
するセンサの構造を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）
は（Ａ）のＱ−Ｑ線に沿う側面図。

【図３】この実施形態における位置調整装置のシステム
の構成を示すブロック図。

【図４】ノズル先端部のＸ方向のホーム位置を検出する
ための説明図。

【図５】従来における位置調整装置を示す図。

【符号の説明】

１１Ａ／Ｄコンバータ１２ＣＰＵ１３メモリ１６、１７、１８ステップモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物に処理を施す作用部と、当該作
用部のホーム位置を検出する位置検出手段と、当該検出
されたホーム位置によって前記被処理物に処理を施すた
めの前記作用部の目標位置を算出する演算手段と、当該
演算手段が算出した目標位置に前記作用部を搬送する搬
送手段とを備えたことを特徴とする位置調整装置。
【請求項２】あらかじめ設定されたホーム位置の座標
データを原点とする前記目標位置の座標データを格納す
るメモリを備え、前記演算手段は、前記設定されたホー
ム位置の座標データと前記検出されたホーム位置の座標
データとの差異を算出し、当該差異に基づいて前記メモ
リに格納された前記目標位置の座標データを補正し、当
該補正した座標データを前記搬送手段に供給することを
特徴とする請求項１記載の位置調整装置。
【請求項３】前記作用部は、前記被処理物に所定の液
剤をスピンコーティングするノズル先端部であることを
特徴とする請求項１又は２記載の位置調整装置。
【請求項４】前記位置検出手段は、光ビームを発光及
び受光する手段を有し、当該光ビームの照射により前記
作用部のホーム位置を検出して位置検出データを前記演
算手段に供給し、前記演算手段は、前記位置検出データ
に基づいて前記光ビームの中心位置に存在する前記作用
部の位置を示す座標データを所定の演算により算出し、
当該算出した座標データを前記検出されたホーム位置の
座標データとすることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の位置検出装置。