KR101785778B1 - 위치 검출 장치, 기판 처리 장치, 위치 검출 방법 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

챔버(90) 내의 처리 공간(SP)을 이동 가능한 가동부(33, 53)의 위치를 검출하는 위치 검출 장치로서, 챔버(90) 내에 설치되어 챔버 내에서의 위치가 기지인 기준 부위(63, 64)와, 가동부(33, 53)를 각각 촬상하여 원화상을 취득하는 촬상 수단(72)과, 원화상으로부터, 가동부 및 기준 부위를 검출하는 화상 처리를 실행하는 화상 처리 수단(86)과, 검출된 가동부 및 기준 부위 각각의 원화상 내에 있어서의 위치를 나타내는 위치 정보에 의거하여, 처리 공간에 있어서의 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 구비한다. 가동부의 위치를, 촬상 수단의 위치 어긋남의 영향을 억제하여 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

Description

위치 검출 장치, 기판 처리 장치, 위치 검출 방법 및 기판 처리 방법{POSITION DETECTION APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, POSITION DETECTION METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 발명은, 챔버 내부의 처리 공간 내에서 이동 가능하게 설치된 가동부의 위치를 검출하는 기술에 관한 것이다.

처리 대상물, 예를 들면 기판에 대하여 소정의 처리가 실시될 때, 주위 분위기의 관리나 약품의 비산 방지를 목적으로 하여, 처리 대상물과 처리를 실행하기 위한 장치가 챔버 내의 처리 공간에 수용되는 경우가 있다. 이러한 처리에서는, 장치의 구성 부품이 적정한 위치에 배치되는 것이 필요하다.

특히, 처리 공간 내에서 이동 가능하게 구성된 가동 부재가 있는 경우, 그것이 적정하게 위치 결정되어 있는지를 확인하는 것이 필요하다. 이 목적을 위해서, 처리 공간 내에 배치된 부재를 촬상하여 화상 처리에 의한 위치 검출을 행하고, 각 부재의 위치가 적정한지 여부를 판정하는 것이 행해진다. 그러나, 촬상을 행하는 카메라 등의 촬상 수단 자체의 설치 위치가 어긋나 있는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우에 대응하기 위한 기술이 몇가지 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 내지 6 참조).

일본국 특허공개 평 10－135100호 공보 일본국 특허공개 평 11－005056호 공보 일본국 특허공개 평 11－131231호 공보 일본국 특허공개 2006－268032호 공보 일본국 특허공개 2006－284890호 공보 일본국 특허공개 2002－135644호 공보

상기 특허 문헌 중 특허 문헌 1 내지 3에 각각 기재된 기술에서는, 촬상된 화상을 해석함으로써 카메라의 위치 어긋남이 검지되면 처리가 정지된다. 이상(異常) 상태인 채 처리를 계속함으로써 생길 수 있는 문제를 방지하기 위함이다. 또한, 특허 문헌 4 및 5에 각각 기재된 기술에서는, 카메라의 자세를 변경하기 위한 이동 기구가 설치되어 있다. 그리고, 카메라의 위치 어긋남이 검지되면 이동 기구에 의해 카메라를 이동시킴으로써, 어긋남의 해소가 도모되고 있다. 또한, 특허 문헌 6에 기재된 기술은 카메라의 위치 어긋남을 검지하는 것인데, 어긋남이 검지된 후의 처리에 대해서는 자세하게 기재되어 있지 않다.

어떠한 처리를 실행하는 목적으로 챔버 내에 가동부가 설치되는 경우, 가동부의 위치 어긋남을 원인으로 하여 처리가 정지되는 것은 타당하다. 이에 대해, 카메라(촬상 수단)의 위치 어긋남을 원인으로 하여 처리가 중단되는 것은, 처리의 스루풋의 관점에서 최대한 회피되어야한다. 그러나, 특허 문헌 1 내지 3 및 6에는, 촬상 수단의 위치 어긋남이 검지된 경우에도 처리를 계속할 수 있는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다. 한편, 특허 문헌 4 및 5에 기재된 것처럼, 촬상 수단 자체에 위치 어긋남을 보정하는 기능을 설정하면, 장치 구성이 복잡하게 되어 처리 비용의 증대를 초래한다.

이 때문에, 촬상 수단의 위치 어긋남이 발생한 경우에도 가동부의 위치를 정밀도 좋게 검출할 수 있는 기술을, 큰 비용을 들이지 않고 실현하는 것이 요망된다. 그러나, 상기 각 종래 기술에서는, 이러한 요구에 응할 수 없었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 챔버 내의 처리 공간에서 이동 가능하게 설치된 가동부의 위치를, 촬상 수단의 위치 어긋남의 영향을 억제하여 정밀도 좋게 검출할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1의 양태는, 챔버 내의 처리 공간에 이동 가능하게 설치된 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서, 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 챔버 내에 설치되어 상기 가동부의 이동에 대하여 위치가 불변이며, 상기 챔버 내에서 고정되어 그 설치 위치가 기지(旣知)인 기준 부위와, 상기 가동부를 각각 촬상하여 원화상을 취득하는 촬상 수단과, 상기 원화상에 대하여 화상 처리를 실행하여, 상기 원화상 내에서 상기 가동부 및 상기 기준 부위를 검출하는 화상 처리 수단과, 상기 원화상 내에서 검출된 상기 가동부 및 상기 기준 부위 각각의 위치를 나타내는 위치 정보에 의거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 구비하고, 상기 위치 검출 수단은, 상기 원화상 내에서 검출된 기준 부위의 위치 정보와 상기 기지의 설치 위치를 비교하여 얻어지는 상기 촬상 수단의 위치 어긋남량과, 상기 원화상 내에서 검출된 상기 가동부의 위치 정보에 근거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출한다.

또한, 본 발명의 제2의 양태는, 챔버 내의 처리 공간을 이동 가능한 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 방법에 있어서, 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 챔버 내에 미리 설치되어 상기 가동부의 이동에 대하여 위치가 불변이며, 상기 챔버 내에서 고정되어 그 설치 위치가 기지인 기준 부위와, 상기 가동부를 각각 촬상 수단에 의해 촬상하여 원화상을 취득하는 촬상 공정과, 상기 원화상으로부터, 상기 가동부 및 상기 기준 부위를 검출하는 화상 처리를 실행하는 화상 처리 공정과, 검출된 상기 가동부 및 상기 기준 부위 각각의 상기 원화상 내에 있어서의 위치를 나타내는 위치 정보에 의거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 공정을 구비하고, 상기 위치 검출 공정에서는, 상기 원화상 내에서 검출된 기준 부위의 위치 정보와 상기 기지의 설치 위치를 비교하여 얻어지는 상기 촬상 수단의 위치 어긋남량과, 상기 원화상 내에서 검출된 상기 가동부의 위치 정보에 근거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출한다.

이들 발명에 있어서, 원화상은, 1개의 화상에 기준 부위와 가동부를 모두 포함하는 것이어도 된다. 또한, 기준 부위를 포함하는 원화상과 가동부를 포함하는 원화상이 동일한 촬상 수단으로 개별적으로 촬상되어도 된다.

이와 같이 구성된 발명에서는, 챔버 내에 있어서의 설치 위치가 기지인 기준 부위가 원화상 내에서 검출되는 위치로부터, 원화상을 촬상한 촬상 수단의 위치 어긋남의 유무나 그 크기를 추측하는 것이 가능하다. 즉, 원화상 내에서의 기준 부위의 위치 정보는, 챔버를 위치 기준으로 했을 때의 실공간(처리 공간)에 있어서의 촬상 수단의 위치 어긋남량을 지표한다. 한편, 원화상 내에서 검출되는 가동부의 위치도 촬상 수단의 위치 어긋남분을 포함한 것인데, 기준 부위의 위치 정보로부터 촬상 수단의 위치 어긋남량을 파악할 수 있다. 따라서, 원화상 내에 있어서의 가동부 및 기준 부위 각각의 위치 정보로부터, 처리 공간에 있어서의 가동부의 위치를 검출할 수 있고, 그 검출 결과는 촬상 수단의 위치 어긋남의 영향을 받지 않는 고정밀한 것이 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 챔버 내의 처리 공간에 이동 가능하게 설치된 가동부의 위치를, 촬상 수단의 위치 어긋남의 영향을 억제하여 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능하다. 또한, 촬상 수단의 위치를 수정하기 위한 구성을 필요로 하지 않기 때문에, 장치 비용을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제3의 양태는, 내부에 상기 처리 공간을 가지는 챔버와, 처리 대상이 되는 기판을 상기 챔버 내에서 유지하는 유지 수단과, 상기 챔버 내에서 이동 가능하게 구성되고, 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 처리 수단과, 상기한 위치 검출 장치를 가지고, 상기 위치 검출 장치가, 상기 처리 수단을 상기 가동부로 하여 상기 챔버 내에 있어서의 상기 처리 수단의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 구비하는 기판 처리 장치이다.

또한, 본 발명의 제4의 양태는, 처리 대상이 되는 기판을 챔버 내의 처리 공간에서 유지하고, 상기 챔버 내에서 이동 가능하게 구성된 처리 수단을 소정 위치에 위치 결정하는 공정과, 상기한 위치 검출 방법을 실행하여, 상기 처리 수단을 상기 가동부로 하여 상기 챔버 내에 있어서의 상기 처리 수단의 위치를 검출함으로써, 상기 처리 수단의 위치를 검증하는 공정과, 상기 처리 수단을 이용해 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 공정을 구비하는 기판 처리 방법이다.

이와 같이 구성된 발명에서는, 기판에 대한 처리를 담당하는 처리 수단의 위치가, 상기한 위치 검출 기술을 이용해 검출된다. 이 때문에, 챔버 내에서 가동으로 되어 있는 처리 수단이 적정 위치에 위치 결정되어 있는 것이 확인된 상태에서 기판에 대한 처리를 실행할 수 있다. 또한, 처리 수단의 위치가 부적절한 상태에서 부적절한 처리가 실행되는 것을 회피할 수 있다. 촬상 수단이 위치 어긋남을 일으키는 경우에도 정밀도 좋게 처리 수단의 위치를 검출할 수 있으므로, 기판에 대한 처리에는 직접 기여하지 않는 촬상 수단의 위치 어긋남이 원인이 되어 기판에 대한 처리의 진행이 저해되는 것이 방지된다.

본 발명에 의하면, 촬상 수단의 위치 어긋남이 발생한 경우에도, 촬상된 원화상에 있어서의 기준 부위의 위치 정보로부터 위치 어긋남량을 파악하고, 그에 의거하여 처리 공간 내에 있어서의 가동부의 위치 검출을 정밀도 좋게 행할 수 있다. 또한, 이 위치 검출 기술을 기판 처리에 적용함으로써, 처리 수단을 적정 위치에 위치 결정하여 처리를 행할 수 있다. 촬상 수단의 위치 어긋남을 포함한 상태에서도 정밀도 좋게 위치 검출을 행할 수 있으므로 처리를 계속할 수 있고, 또한 위치 어긋남을 보정하기 위한 기구가 불필요하여 장치 비용의 상승을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태인 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 하나의 기판 처리 유닛의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 A－A선에서 본 단면 및 기판 처리 유닛의 제어부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 기판 처리 유닛의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 챔버 내를 촬상한 화상의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 위치 어긋남을 포함하는 카메라로 촬상된 화상의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7a, 도 7b는 카메라의 위치 어긋남에 기인하는 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8a, 도 8b, 도 8c는 기판의 자세를 평가하는 방법의 일예를 나타내는 도면이다.
도 9는 노즐이 처리 위치에 위치 결정된 상태에서 촬상되는 화상의 예이다.
도 10a, 도 10b는 노즐을 촬상한 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 노즐 위치의 판정 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 12는 노즐 위치를 직접 구하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 13a, 도 13b, 도 13c는 노즐 위치 검출 방법의 다른 양태를 나타내는 제1의 도면이다.
도 14a, 도 14b, 도 14c는 노즐 위치 검출 방법의 다른 양태를 나타내는 제2의 도면이다.
도 15a, 도 15b는 노즐 위치 검출 방법의 다른 양태를 나타내는 제3의 도면이다.

이하, 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 장치를 구비하는, 기판 처리 시스템의 개요에 대하여 설명한다. 이하에 있어서, 기판이란, 반도체 기판, 포토마스크용 유리 기판, 액정 표시용 유리 기판, 플라즈마 표시용 유리 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판 등의 각종 기판을 말한다. 이하에서는, 주로 반도체 기판의 처리에 이용되는 기판 처리 시스템을 예로서 도면을 참조하면서 설명한다. 그러나, 상기에 예시한 각종 기판의 처리에도, 본 발명을 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태인 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는, 도 1은, 본 발명을 매우 적합하게 적용 가능한 기판 처리 장치를 포함하는, 기판 처리 시스템의 일양태의 평면도이다. 이 기판 처리 시스템(1)은, 기판 처리 유닛(1A, 1B, 1C, 1D)과, 인덱서부(1E)와, 제어부(80)(도 3)를 구비하고 있다. 기판 처리 유닛(1A, 1B, 1C, 1D)은, 각각이 서로 독립하여 기판에 대하여 소정의 처리를 실행 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 이들 기판 처리 유닛(1A~1D)과 외부의 사이에서 기판의 수도를 행하기 위한 인덱서 로봇(도시 생략)이, 인덱서부(1E)에 배치되어 있다. 제어부(80)는, 시스템 전체의 동작을 제어한다. 또한, 기판 처리 유닛의 설치수는 임의이다. 또한, 이와 같이 수평 방향으로 배치된 4개의 기판 처리 유닛을 1단분으로 하고, 이것이 상하 방향으로 복수단 쌓여진 구성이어도 된다.

기판 처리 유닛(1A~1D)에서는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 설치 위치에 따라서 각 부의 레이아웃이 일부 상이하지만, 각 유닛이 구비하는 구성 부품 및 그 동작은 서로 동일하다. 여기서, 이하에서는 이들 중 1개의 기판 처리 유닛(1A)에 대하여 그 구성 및 동작을 설명하고, 다른 기판 처리 유닛(1B~1D)에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 하나의 기판 처리 유닛의 구조를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 A－A선에서 본 단면 및 기판 처리 시스템의 제어부의 구성을 나타내는 도면이다. 기판 처리 유닛(1A)은, 반도체 웨이퍼 등의 원반상의 기판(W)에 대하여 처리액에 의한 세정이나 에칭 처리 등의 습식 처리를 실시하기 위한 매엽식의 습식 처리 유닛이다. 이 기판 처리 유닛(1A)에서는, 챔버(90)의 천정 부분에 팬 필터 유닛(FFU)(91)이 설치되어 있다. 이 팬 필터 유닛(91)은, 팬(911) 및 필터(912)를 가지고 있다. 팬(911)의 작동에 의해 들어간 외부 분위기가, 필터(912)를 통하여 챔버(90) 내의 처리 공간(SP)에 공급된다. 기판 처리 시스템(1)은 클린 룸 내에 설치된 상태로 사용되고, 처리 공간(SP)에는 상시 클린 에어가 이송된다.

챔버(90)의 처리 공간(SP)에는 기판 유지부(10)가 설치되어 있다. 이 기판 유지부(10)는, 기판 표면을 상방을 향한 상태에서 기판(W)을 대략 수평 자세로 유지하여 회전시키는 것이다. 이 기판 유지부(10)는, 기판(W)보다도 약간 큰 외경을 가지는 원반상의 스핀 베이스(111)와, 대략 연직 방향으로 신장하는 회전 지지축(112)이 일체적으로 결합된 스핀 척(11)을 가지고 있다. 회전 지지축(112)은 모터를 포함하는 척 회전 기구(113)의 회전축에 연결되어 있고, 제어부(80)의 척 구동부(85)로부터의 구동에 의해 스핀 척(11)이 회전축(연직축) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 이들 회전 지지축(112) 및 척 회전 기구(113)는, 원통형의 케이싱(12) 내에 수용되어 있다. 또한, 회전 지지축(112)의 상단부에는, 스핀 베이스(111)가 일체적으로 나사 등의 체결 부품에 의해서 연결되고, 스핀 베이스(111)는 회전 지지축(112)에 의해 대략 수평 자세로 지지되어 있다. 따라서, 척 회전 기구(113)가 작동함으로써, 스핀 베이스(111)가 연직축 둘레로 회전한다. 제어부(80)는, 척 구동부(85)를 통하여 척 회전 기구(113)를 제어하여, 스핀 베이스(111)의 회전 속도를 조정하는 것이 가능하다.

스핀 베이스(111)의 주연부 부근에는, 기판(W)의 주단부를 파지하기 위한 복수개의 척 핀(114)이 세워져 설치되어 있다. 척 핀(114)은, 원형의 기판(W)을 확실하게 유지하기 위해서 3개 이상 설치하면 되고(이 예에서는 6개), 스핀 베이스(111)의 주연부를 따라서 등각도 간격으로 배치되어 있다. 척 핀(114)의 각각은, 기판(W)의 외주 단면을 가압하는 가압 상태와, 기판(W)의 외주 단면으로부터 떨어지는 해방 상태의 사이를 전환 가능하게 구성되어 있다.

스핀 베이스(111)에 대하여 기판(W)이 수도될 때는, 복수의 척 핀(114)의 각각이 해방 상태로 된다. 한편, 기판(W)을 회전시켜 소정의 처리를 행할 때는, 복수의 척 핀(114)의 각각이 가압 상태로 된다. 이와 같이 가압 상태로 함으로써, 척 핀(114)은 기판(W)의 주단부를 파지하여 그 기판(W)을 스핀 베이스(111)로부터 소정 간격을 두고 대략 수평 자세로 유지할 수 있다. 이에 따라, 기판(W)은 그 표면을 상방을 향하고, 이면을 하방을 향한 상태로 지지된다. 또한, 척 핀(114)으로는, 공지의 구성, 예를 들면 일본국 특허공개 2013－206983호 공보에 기재된 것을 이용할 수 있다. 또한, 기판을 유지하는 기구로는 척 핀에 한정되지 않고, 예를 들면 기판 이면을 흡인하여 기판(W)을 유지하는 진공 척이 이용되어도 된다.

케이싱(12)의 주위에는, 스플래시 가드(20)가, 스핀 척(11)에 수평 자세로 유지되어 있는 기판(W)의 주위를 포위하도록, 또한 스핀 척(11)의 회전축을 따라서 승강 가능하게 설치되어 있다. 이 스플래시 가드(20)는 회전축에 대하여 대략 회전 대칭인 형상을 가지고 있다. 스플래시 가드(20)는, 각각 스핀 척(11)과 동심원상으로 배치되어 기판(W)으로부터 비산되는 처리액을 받아내는 복수단의 (이 예에서는 2단의) 가드(21)와, 가드(21)로부터 흘러내리는 처리액을 받아내는 액받이부(22)를 구비하고 있다. 그리고, 제어부(80)에 설치된 도시하지 않은 가드 승강 기구가 가드(21)를 단계적으로 승강시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산되는 약액이나 린스액 등의 처리액이 분별되어 회수된다.

스플래시 가드(20)의 주위에는, 에칭액 등의 약액, 린스액, 용제, 순수, DIW(탈 이온수) 등 각종 처리액을 기판(W)에 공급하기 위한 액 공급부가 적어도 1개 설치된다. 이 예에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 3쌍의 처리액 토출부(30, 40, 50)가 설치되어 있다. 처리액 토출부(30)는, 연직축 둘레로 회동 가능하게 구성된 회동축(31)과, 회동축(31)으로부터 수평 방향으로 연장 설치된 아암(32)과, 아암(32)의 선단에 하향으로 부착된 노즐(33)을 구비하고 있다. 제어부(80)에 설치된 아암 구동부(83)에 의해 회동축(31)이 회동 구동됨으로써, 아암(32)이 연직축 둘레로 요동한다. 이에 따라 노즐(33)은, 도 2에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 스플래시 가드(20)보다도 외측의 퇴피 위치(도 3에 실선으로 나타내는 위치)와 기판(W)의 회전 중심의 상방 위치(도 3에 점선으로 나타내는 위치)의 사이를 왕복 이동한다. 노즐(33)은, 기판(W)의 상방에 위치 결정된 상태에서, 제어부(80)의 처리액 공급부(84)로부터 공급되는 소정의 처리액을 토출하여, 기판(W)에 처리액을 공급한다.

마찬가지로, 처리액 토출부(40)는, 아암 구동부(83)에 의해 회동 구동되는 회동축(41)과, 이에 연결된 아암(42)과, 아암(42)의 선단에 설치된 노즐(43)을 구비하고 있다. 또한, 처리액 토출부(50)는, 아암 구동부(83)에 의해 회동 구동되는 회동축(51)과, 이에 연결된 아암(52)과, 아암(52)의 선단에 설치된 노즐(53)을 구비하고 있다. 노즐(43 및 53)은, 처리액 공급부(84)로부터 공급되는 처리액을 각각 토출한다. 또한, 처리액 토출부의 수는 이에 한정되지 않고, 필요에 따라서 증감되어도 된다.

스핀 척(11)의 회전에 의해 기판(W)이 소정의 회전 속도로 회전한 상태에서, 이들 처리액 토출부(30, 40, 50)가 노즐(33, 43, 53)을 순차적으로 기판(W)의 상방에 위치시켜 처리액을 기판(W)에 공급함으로써, 기판(W)에 대한 습식 처리가 실행된다. 처리의 목적에 따라서, 각 노즐(33, 43, 53)에서는 서로 상이한 처리액이 토출되어도 되고, 동일한 처리액이 토출되어도 된다. 또한, 1개의 노즐로부터 2종류 이상의 처리액이 토출되어도 된다. 기판(W)의 회전 중심 부근에 공급된 처리액은, 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 외측으로 확산되어, 최종적으로는 기판(W)의 주연부로부터 측방으로 떨쳐진다. 기판(W)으로부터 비산된 처리액은 스플래시 가드(20)의 가드(21)에 의해서 받아져 액받이부(22)에 의해 회수된다.

또한, 기판 처리 유닛(1A)에는, 처리 공간(SP) 내를 조명하는 조명부(71)와, 챔버 내를 촬상하는 카메라(72)가 인접하여 설치되어 있다. 조명부(71)는 예를 들면 LED 램프를 광원으로 하는 것이며, 카메라(72)에 의한 촬상을 가능하게 하기 위해서 필요한 조명광을 처리 공간(SP) 내에 공급한다. 카메라(72)는 연직 방향에 있어서 기판(W)보다도 높은 위치에 설치되어 있고, 그 촬상 방향(즉 촬상 광학계의 광축 방향)은, 기판(W)의 상면을 촬상하기 위해, 기판(W) 표면의 대략 회전 중심을 향해 기울어진 하향으로 설정되어 있다. 이에 따라, 카메라(72)는 스핀 척(11)에 의해 유지된 기판(W)의 표면 전체를 그 시야에 포함한다. 수평 방향으로는, 도 2에 있어서 파선으로 둘러싸인 범위가 카메라(72)의 시야에 포함된다.

또한, 조명부(71) 및 카메라(72)는, 챔버(90) 내에 설치되어도 된다. 또한, 이들이 챔버(90)의 외측에 설치되고, 챔버(90)에 설치된 투명창을 통하여 기판(W)에 대하여 조명 또는 촬상을 행하도록 구성되어도 된다.

카메라(72)에 의해 취득된 화상 데이터는 제어부(80)의 화상 처리부(86)에 부여된다. 화상 처리부(86)는, 화상 데이터에 대하여, 후술하는 보정 처리나 패턴 매칭 처리 등의 화상 처리를 실시한다. 상세한 것은 후술하는데, 이 실시 형태에 있어서는, 카메라(72)에 의해 촬상된 화상에 의거하여, 각 노즐(33, 43, 53)의 위치 결정 상태 및 기판(W)의 유지 상태가 판정된다. 또한, 챔버(90)에 대한 카메라(72)의 부착 위치 자체가 적정 위치로부터 어긋나 버리기도 하고, 본 실시 형태는 이 상태에도 대응할 수 있는 구성으로 되어 있다.

이러한 목적을 위해서, 챔버(90)의 내벽면(901) 중 카메라(72)의 시야 내에 들어가는 복수 개소에, 위치 기준이 되는 얼라인먼트 마크(61~64)가 고정되어 있다. 챔버(90) 내에 있어서의 얼라인먼트 마크(61~64)의 설치 위치는, 미리 정해지거나 혹은 미리 측정되어 기지로 된다. 조명부(71)로부터 조사된 조명광이 얼라인먼트 마크(61~64)의 표면에서 반사되면 반사광이 카메라(72)에 입사하도록, 얼라인먼트 마크(61~64)가 배치된다. 카메라(72)에 의해 촬상되는 화상에 포함되는 얼라인먼트 마크(61~64)가, 카메라(72), 각 노즐(33, 43, 53) 및 기판(W)의 위치나 자세를 평가하기 위한 위치 기준으로서 이용된다.

상기 외, 이 기판 처리 시스템(1)의 제어부(80)에는, CPU(81)와, 메모리(82)와, 표시부(87)가 설치되어 있다. CPU(81)는, 미리 정해진 처리 프로그램을 실행하여 각 부의 동작을 제어한다. 메모리(82)는, CPU(81)에 의해 실행되는 처리 프로그램이나 처리 중에 생성되는 데이터 등을 기억 보존한다. 표시부(87)는, 처리의 진행 상황이나 이상 발생 등을 필요에 따라서 유저에게 통지한다. 또한, 제어부(80)는 각 기판 처리 유닛(1A~1D)에 개별적으로 설치되어도 되고, 또한 기판 처리 시스템(1)에 1쌍만 설치되어 각 기판 처리 유닛(1A~1D)을 통괄적으로 제어하도록 구성되어도 된다. 또한, CPU(81)가 화상 처리부로서의 기능을 겸비하고 있어도 된다.

다음에, 이상과 같이 구성된 기판 처리 유닛(1A)의 동작에 대하여 설명한다. 또한, 설명을 생략하지만, 다른 기판 처리 유닛(1B~1D)도 동일하게 동작한다. 기판 처리 유닛(1A)은, 인덱서부(1E)를 통하여 외부로부터 반입되는 기판(W)을 받아, 기판(W)을 회전시키면서 각종 처리액을 공급하여 습식 처리를 실행한다. 습식 처리로는 각종 처리액을 이용한 많은 공지 기술이 있고, 이들 임의의 것을 적용 가능하다.

도 4는 기판 처리 유닛의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 이 동작은, CPU(81)가 미리 정해진 처리 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 기판(W)이 기판 처리 유닛(1A)에 반입되면, 기판(W)은 스핀 척(11)에, 보다 구체적으로는 스핀 베이스(111)의 주연부에 설치된 복수의 척 핀(114)에 재치된다(단계 S101). 기판(W)이 반입될 때는 스핀 베이스(111)에 설치된 척 핀(114)은 해방 상태로 되어 있고, 기판(W)이 재치된 후, 척 핀(114)이 가압 상태로 전환되어 기판(W)이 척 핀(114)에 의해 유지된다. 이 상태에서, 카메라(72)에 의해 챔버(90) 내의 촬상이 행해진다(단계 S102).

도 5는 챔버 내를 촬상한 화상의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 기판(W)을 부감하는 위치에 설치된 카메라(72)에 의해 촬상되는 화상(Im1)에는, 스핀 베이스(111)에 재치된 기판(W), 이를 둘러싸는 스플래시 가드(20), 처리액 토출부(30, 40), 및 얼라인먼트 마크(61~64) 등의 각 부재가 포함된다. 또한, 여기서는 카메라(72)가 챔버(90)에 대하여 적정 위치에 부착되어 있는 것으로 한다.

얼라인먼트 마크(61~64)는, 챔버 내벽(901) 중, 카메라(72)의 시야에 들어가고, 또한, 기판(W)이나 처리액 토출부(30, 40) 등 챔버(90) 내의 각 부재에 의해 차폐되지 않는 위치에 분산하여 배치된다. 즉, 얼라인먼트 마크(61, 64)는 각각 화상(Im1)의 상하 방향에 있어서의 중간 정도에서, 횡방향으로는 좌단 및 우단 가까이에 비치는 위치에 배치된다. 또한 얼라인먼트 마크(62, 63)는 화상(Im1)의 상단 가까이에서 좌우로 이격 배치된다. 얼라인먼트 마크(61~64)를 이와 같이 분산 배치함으로써, 후술하는 카메라(72)의 위치 어긋남 검출에 있어서의 검출 정밀도를 높일 수 있다.

얼라인먼트 마크(61~64)의 소재나 형상은 임의이지만, 조명부(71)에 의한 조명 하에서, 위치 검출에 충분한 콘트라스트로 카메라(72)가 촬상할 수 있는 것임이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 촬상된 화상으로부터 그 형상이 높은 정밀도로 검출 가능한 것이 바람직하다. 이 기판 처리 유닛(1A)에 있어서의 얼라인먼트 마크(61~64)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 직사각형의 플레이트 부재에 「＋」상의 마크가 붙여진 것이다. 예를 들면 스테인레스 제의 플레이트 부재에 상기 마크를 각인 또는 도장에 의해 형성한 것을 이용할 수 있다. 이러한 특징을 가지는 얼라인먼트 마크가 설치됨으로써, 얼라인먼트 마크의 위치뿐만 아니라, 화상 내에서의 회전이나 사이즈의 검출을 높은 정밀도로 행할 수 있다.

카메라(72)와 조명부(71)가 근접 배치된 본 유닛(1A)과 같이, 조명광의 입사 방향과 카메라(72)의 광축 방향이 대략 일치하는 경우에는, 플레이트 부재 또는 마크의 적어도 한쪽이 재귀성 반사재에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 얼라인먼트 마크로부터의 반사광을 확실하게 카메라(72)에 입사시켜, 고광량에서 콘트라스트가 높은 얼라인먼트 마크의 상을 촬상할 수 있다. 그 결과, 얼라인먼트 마크의 위치 검출 정밀도를 보다 높일 수 있다.

도 5에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 처리액을 토출하는 노즐(33, 43)은 수평 이동 가능하게 되어 있다. 이들 기판(W) 상의 소정 위치에 위치 결정된 상태에서 처리액이 토출되어 기판(W)에 대한 처리가 행해진다. 또한, 도 5에는 나타나지 않은 노즐(53)(도 2)도, 기판(W) 상으로 이동했을 때에는 카메라(72)의 시야에 들어온다. 카메라(72)에 의해 촬상되는 화상을 이용하여, 처리 실행시의 노즐 위치가 적정한지 여부를 판정할 수 있다. 이에 따라, 부적절한 위치에 배치된 노즐에 의한 부적절한 처리를 회피하여, 기판(W)을 안정적으로 처리하는 것이 가능하다.

다만, 예를 들면 기판(W)의 반입출시에 있어서의 어떠한 부재와의 접촉이나, 처리시의 진동 등에 의해서 카메라(72) 자체가 챔버(90)에 대하여 위치 어긋남을 일으킬 가능성이 있다. 이 때문에, 이에 기인하는 노즐 위치의 오검출을 방지할 필요가 있다.

도 6은 위치 어긋남을 포함하는 카메라로 촬상된 화상의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 카메라(72)에 위치 어긋남이 발생할 때, 촬상되는 화상(Im2)에 있어서도, 각 부재의 위치나 자세가, 도 5에 나타내는 적정 위치의 카메라(72)에서 촬상된 화상(Im1)과는 상이하다. 화상(Im2) 내에서 검출되는 노즐(33, 43) 등의 위치는, 카메라(72)의 위치 어긋남을 포함한 것이고, 반드시 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(33, 43) 등의 위치를 나타내는 것은 아니다.

한편, 얼라인먼트 마크(61~64)는 챔버(90)에 고정된 것이며, 처리 공간(SP) 내에서의 위치는 불변이다. 따라서, 화상(Im2)에 있어서의 얼라인먼트 마크의 위치가 화상(Im1)에 있어서의 위치로부터 어긋나 있으면, 그 원인은 카메라(72)의 위치 어긋남에 있다. 환언하면, 화상(Im2)에 있어서의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하여, 이상적인 화상(Im1)에 있어서의 위치로부터의 어긋남량을 구하면, 카메라(72)의 위치 어긋남량을 추측할 수 있다. 그리고, 화상(Im2)으로부터 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향을 배제함으로써, 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(33, 43) 등의 위치를 검출하는 것이 가능하다.

도 7a 및 도 7b는, 카메라의 위치 어긋남에 기인하는 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 7a에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 얼라인먼트 마크(61~ 64) 이외의 화상 중의 오브젝트가 생략되어 있다. 도 7a에 있어서 점선으로 나타내는 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치는, 카메라(72)가 적정 위치에 있는 상태에서 촬상된 화상(Im1)에 있어서의 위치를 나타내고 있다. 한편, 실선으로 나타내는 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치는, 카메라(72)가 적정 위치로부터 어긋난 상태에서 촬상된 화상(Im2)에 있어서의 위치를 나타내고 있다.

각 얼라인먼트 마크(61~64)는 처리 공간(SP)에 있어서 상하 좌우 방향 및 깊이 방향으로 분산 배치되어 있다. 이 때문에, 카메라(72)의 위치 어긋남의 양태에 따라서 각 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남의 양태도 다양하다. 즉, 카메라(72)의 광축 방향의 변위는 얼라인먼트 마크 위치의 X좌표 및 Y좌표의 변화를 가져온다. 또한 카메라(72)의 기울기는 화상(Im2) 내에서 얼라인먼트 마크의 회전으로 되어 나타난다. 또한, 카메라(72)가 기판(W) 등에 접근하는 방향의 위치 어긋남에서는 화상 내의 얼라인먼트 마크 등의 각 오브젝트가 커져, 카메라(72)가 멀어지면 작아진다. 즉, 화상 내에서는 얼라인먼트 마크의 좌표 위치의 변화 및 회전과, 신축에 의한 사이즈의 변화가 나타날 수 있다.

여기서, 화상의 좌측 상부 구석을 원점(O)으로 하여 상변을 X축, 좌변을 Y축으로 하는 좌표 평면을 생각하고, 그 좌표 평면에 있어서의 각 얼라인먼트 마크의 중심 위치의 좌표(X좌표 및 Y좌표), 회전 각도 및 화상의 확대·축소의 정도를 나타내는 스케일(X방향 및 Y방향)을 지표로서 이용하여, 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량을 평가한다. 각 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치를 검출하기 위해서는, 예를 들면, 화상(Im1)으로부터 잘려진 각 얼라인먼트 마크의 상에 대응하는 패턴과 일치하는 패턴을, 공지의 패턴 매칭 기술을 이용해 화상(Im2)에 있어서 탐색하고, 검출된 패턴의 위치 좌표를 구하면 된다.

각 지표의 수치예를 도 7b에 나타낸다. 여기서는, 얼라인먼트 마크(61, 62, 63, 64)가 각각 「마크 1」, 「마크 2」, 「마크 3」, 「마크 4」로서 나타나 있다. X좌표 및 Y좌표는 예를 들면 640×480픽셀 사이즈의 화상에 있어서의 얼라인먼트 마크 중심의 위치 좌표를 픽셀 단위로 나타낸 것이다. 또한, 이상적인 화상(Im1)에 있어서의 각 얼라인먼트 마크(61~64)의 회전 각도를 0으로 하고, 동화상에 있어서의 각 얼라인먼트 마크(61~64)의 X방향 및 Y방향의 사이즈를 각각 스케일(100)로 한다. 얼라인먼트 마크가 이상적인 화상(Im1)보다도 커지면 스케일값이 100보다 크고, 작으면 100보다 작은 값이 된다. 또한, 여기에 나타낸 수치예는 설명용이며, 실제의 화상에 있어서의 수치를 나타내는 것은 아니다.

「기준치」는 카메라(72)가 적정 위치에 위치 결정된 상태의 이상적인 화상(Im1)에 있어서의 각 얼라인먼트 마크에 대응하는 지표치이다. 이들 기준치는, 실제로 카메라(72)가 적정 위치에 위치 맞춤된 상태에서 미리 촬상된 화상으로부터 취득되어도 되고, 또한 설계 상의 각 부의 위치 관계로부터 계산에 의해서 구해진 이상치여도 된다. 한편, 「실측치」는 카메라(72)의 위치 어긋남을 포함할 수 있는 실제의 화상(Im2)에 있어서의 각 얼라인먼트 마크에 대응하는 지표치이다. 「차분」은 실측치로부터 기준치를 뺀 값이다.

카메라(72)가 위치 어긋남을 발생시킬 때, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 각 얼라인먼트 마크의 지표치의 실측치와 기준치의 사이에 괴리가 생긴다. 이들 수치로부터 카메라(72)의 위치 어긋남량을 추측할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 다음과 같이 할 수 있다.

카메라(72)의 촬상 방향의 위치 어긋남량에 대하여 예를 들면, 각 얼라인먼트 마크의 좌표의 기준치와 실측치의 차분의 평균치에 의해 나타내는 것이 가능하다. 카메라(72)의 수평 방향의 차이는 화상의 X방향에 있어서의 차분의 평균치에 의해, 또한 연직 방향의 어긋남에 대해서는 화상의 Y방향에 있어서의 차분의 평균치에 의해 각각 나타낼 수 있다.

또한, 카메라(72)의 기울기에 대해서는 예를 들면, 각 얼라인먼트 마크의 회전 각도의 기준치와 실측치의 차분의 평균치에 의해 나타낼 수 있다. 이 장치(1)에서는 각 얼라인먼트 마크(61~64)가 각각 단독으로 회전 각도를 검출 가능한 구성이므로, 상기와 같은 방법으로 카메라(72)의 기울기를 산출할 수 있다. 단독 얼라인먼트 마크로 그 회전 각도를 검출하는 것이 어려운 경우에는, 카메라(72)의 기울기를 구하는 방법에 대해서는 다음과 같이 할 수도 있다.

화상에 포함되는 2개의 얼라인먼트 마크의 중심 위치끼리 연결하는 가상적인 선분을 고려하여, 화상에 있어서의 해당 선분의 기울기를 양 얼라인먼트 마크의 위치 좌표로부터 산출한다. 이상적인 화상(Im1)에 있어서 구한 기울기와, 실제로 얻어진 화상(Im2)에 있어서 구한 기울기의 차이가, 카메라(72)의 기울기를 나타내고 있다. 이 방법에서는, 각 얼라인먼트 마크의 중심 위치를 알면 기울기를 산출하는 것이 가능하다. 이 때문에, 예를 들면 화상에 있어서의 얼라인먼트 마크가 불선명한 경우에도 이 방법을 적용할 수 있다.

기판(W) 등에 대한 카메라(72)의 접근 또는 이격에 기인하는 화상의 확대 또는 축소의 정도에 대해서는, 각 얼라인먼트 마크의 스케일값의 기준치와 실측치의 차분의 평균치에 의해서 나타낼 수 있다. 카메라(72)의 수평 방향에 있어서의 스케일값은 화상의 X방향에 있어서의 차분의 평균치에 의해, 또한 연직 방향에 있어서의 스케일값에 대해서는 화상의 Y방향에 있어서의 차분의 평균치에 의해, 각각 나타낼 수 있다.

얼라인먼트 마크의 형상이나 화상의 불선명함 등에 기인하여, 단독 얼라인먼트 마크에 대하여 그 스케일값을 평가하는 것이 적당하지 않은 경우도 있을 수 있다. 이 경우에는, 예를 들면 복수의 얼라인먼트 마크간에 있어서의 상호 중심간의 X방향 거리 및 Y방향 거리에 의해, 각각 수평 방향 및 연직 방향의 스케일값을 나타낼 수 있다.

도 4로 돌아가 플로우차트의 설명을 계속한다. 단계 S102에 있어서 촬상된 챔버(90) 내의 화상을 이용하여, 상기 원리에 의거하여 화상 내에서의 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치가 검출된다(단계 S103). 그리고, 그 검출 결과에 의거하여 카메라(72)의 위치 어긋남량이 평가된다. 위치 어긋남량이 미리 정해진 허용 범위 내이면(단계 S104에 있어서 YES), 단계 S105 이후의 처리가 실행된다. 한편, 위치 어긋남량이 허용 범위를 초과하는 경우에는(단계 S104에 있어서 NO), 예를 들면 표시부(87)에 소정의 에러 메세지가 표시되어 카메라 이상의 발생이 유저에게 통지되어(단계 S121), 처리는 종료한다.

어떠한 원인으로 카메라(72)가 크게 어긋나, 어느 하나의 얼라인먼트 마크가 촬상 시야로부터 벗어나 버리는 경우도 생각할 수 있다. 이러한 경우, 해당 얼라인먼트 마크의 위치를 검출할 수 없게 되는데, 이 상태는 후의 검출에 있어서도 지장을 초래하는 것은 분명하다. 따라서, 이 경우에도 카메라 이상이라고 봐도 된다.

이 기판 처리 유닛(1A)에서는, 상기와 같이 하여 카메라(72)의 위치 어긋남을 검출한 다음, 작은 위치 어긋남은 화상 처리에 의해서 보정하는 것을 전제로 하여 처리가 계속된다. 한편, 보정에 의해도 검출 정밀도의 저하를 피할 수 없는 큰 위치 어긋남이 있는 경우에는, 처리가 중지된다. 이와같이 함으로써, 어느 정도의 카메라(72)의 위치 어긋남은 허용되어 처리가 계속된다. 기판 처리에 직접 기여하지 않는 카메라(72)의 위치 어긋남에 의해서 처리 전체가 정지해 버리는 것은 처리의 스루풋 및 시스템의 가동률을 저하시키는 원인이 되는데, 이러한 사태가 생기는 확률을 낮게 할 수 있다. 한편, 큰 위치 어긋남이 있는 경우에는 처리가 중지되므로, 기판에 대해서 부적절한 처리가 이루어지는 것이 방지된다.

구해진 카메라(72)의 위치 어긋남량이 허용 범위 내인 경우, 그 때의 위치 어긋남량을 나타내는 정보가 메모리(82)에 기억된다(단계 S105). 이 정보는, 후에 노즐의 위치 검출을 행할 때의 보정 정보로서 이용된다. 또한, 메모리(82)에 기억되는 정보는, 얼라인먼트 마크(61~64) 마다의 위치 정보여도 되고, 이들 정보로부터 산출된 카메라(72)의 위치 어긋남량의 정보여도 된다. 어떠한 정보나, 화상(Im2)에 있어서 검출된 각 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 반영한 것인 점에는 변함없다.

계속하여, 스핀 척(11)에 의한 기판(W)의 유지가 적정한지 여부가 판정된다(단계 S106). 기판(W)이 스핀 베이스(111)에 대하여 기울어진 상태나 회전 중심에 대하여 편심한 상태로 재치되어 있으면, 스핀 척(11)의 회전시에 기판(W)이 탈락하거나 이상 진동이 발생하는 문제가 일어날 수 있다. 이를 회피하기 위해서, 스핀 척(11)을 회전시키기 전에 기판(W)의 유지 상태가 판정된다. 유지 상태의 판정에 대해서는, 화상으로부터 검출되는 기판(W)의 자세에 의거하여 이루어진다.

도 8a 내지 도 8c는 기판의 자세를 평가하는 방법의 일예를 나타내는 도면이다. 도 8a는, 카메라(72)에 의해 촬상된 기판(W)을 포함하는 화상(Im3)의 예를 나타내고 있다. 또한, 이 도면에 있어서는 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 기판(W) 이외의 오브젝트가 생략되어 있다. 점선으로 표시되는 영역은, 스핀 척(11)에 의해 적정하게 유지된 이상 상태에 있어서 기판(W)이 화상에 차지하는 영역을 나타낸다. 한편, 유지 상태가 부적정할 때, 실선으로 나타내는 바와 같이, 화상 내에서 기판(W)의 위치 어긋남이나 기울기가 발생한다. 기판(W)이 스핀 베이스(11)에 유지된 상태에서 촬상된 화상 내에 있어서의 기판(W)의 자세, 보다 구체적으로는 화상 중에서 타원형으로 보이는 기판(W)의 중심 위치 및 그 사이즈를 평가함으로써, 유지 상태의 적합 여부를 판정할 수 있다.

화상 내에 있어서의 기판(W)의 검출에는 공지의 패턴 매칭 기술을 이용할 수 있다. 그 외, 비교적 단시간에 검출 가능한 방법으로서, 공지의 타원 검출 알고리즘을 이용하는 것이 가능하다. 도 8b에 예시하는 바와 같이, 화상(Im3) 내에서 기판(W)이 차지하는 개연성이 높은 영역의 좌표 범위를 검색 에리어로 하여, 적정한 타원 검출 알고리즘에 의해 기판(W)의 직경에 대응하는 사이즈의 타원이 검색 에어리어 내에서 검색된다. 그 결과로서, 도 8c에 예시하는 바와 같이, 조건에 적합한 타원의 중심 좌표와, X방향 및 Y방향의 사이즈가 얻어진다.

이들 수치가 이상적인 유지 상태에 있어서의 수치와 거의 일치하고 있으면, 기판(W)은 적정하게 유지되어 있다고 판정할 수 있다. 한편, 수치가 크게 어긋나 있으면 유지가 부적정하다고 판정할 수 있다.

또한, 화상으로부터 검출되는 기판(W)의 자세는, 처리 공간(SP)에 있어서의 기판(W)의 자세에, 상기한 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향을 가한 것이다. 따라서, 검색에 의해 얻어진 기판(W)의 자세에 대해서는, 먼저 구한 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여 카메라(72)의 위치 어긋남에 의한 영향분을 뺀 다음, 이상 상태와 비교된다. 그리고, 그 결과로부터 유지 상태가 판정된다.

다시 도 4로 돌아가 플로우차트의 설명을 계속한다. 스핀 척(11)에 의한 기판(W)의 유지 상태가 부적정하다고 판정된 경우에는(단계 S106에 있어서 NO), 예를 들면 표시부(87)에 소정의 에러 메세지가 표시됨으로써 척 이상이 발생한 것이 유저에게 통지되어(단계 S122), 처리는 종료한다. 이에 따라, 부적정한 유지 상태에서 스핀 척(11)이 회전하는 것에 기인하는 기판(W)의 탈락이나 이상 진동을 미연에 회피할 수 있다.

유지 상태가 적정하면(단계 S106에 있어서 YES), 척 구동부(85)가 스핀 척(11)을 기판 처리를 위한 소정의 회전 속도로 회전시킨다(단계 S107). 계속하여, 아암 구동부(83)가 작동하여 복수의 노즐 중 어느 하나가 기판(W)과 대향하는 소정의 처리 위치에 위치 결정된다(단계 S108). 이하에서는 노즐(43)을 이용한 처리에 대하여 설명하는데, 다른 노즐(33, 53)을 이용하는 경우에도 동작은 동일하다. 또한 동시에 복수의 노즐이 처리에 이용되어도 된다. 노즐(43)이 처리 위치에 위치 결정되면, 카메라(72)가 챔버(90) 내를 촬상하고(단계 S109), 그 화상에 의거하여 노즐(43)의 위치가 판정된다(단계 S110).

도 9는 노즐이 처리 위치에 위치 결정된 상태에서 촬상되는 화상의 예이다. 보다 상세하게는, 카메라(72)가 적정 위치에 부착되고, 또한 노즐(43)이 처리 위치에 올바르게 위치 결정된 이상적인 상태에서 카메라(72)에 의해 촬상되는 챔버(90) 내의 화상의 예가 나타나 있다. 이 때의 화상(Im4)에서는, 도 5의 화상(Im1)과 비교하면, 아암(42) 및 그 선단에 장착된 노즐(43)의 자세가 상이하지만, 그 외의 점은 동일하다. 노즐(43)의 처리 위치에 대해서는, 사전의 티칭 작업에 의해서 제어부(80)에 학습시켜 둘 수 있다.

이 상태에서 노즐(43)이 화상 내에 차지하는 영역(Ba)의 화상 패턴이 기준 매칭 패턴으로서 미리 메모리(82)에 기억되어 있다. 또한, 영역(Ba)의 좌표 정보가 기판에 대한 처리가 실행될 때의 노즐 위치 검출에 이용하는 박스 정보로서, 미리 메모리(82)에 기억되어 있다. 기판에 대한 처리가 실행될 때는 그때마다, 단계 S109에서 촬상된 화상으로부터 노즐(43)의 위치가 검출되어, 박스 정보와 비교됨으로써, 노즐(43)의 위치가 적정한지 여부가 판정된다.

도 10a 및 도 10b는 노즐을 촬상한 화상의 예를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 10a 및 도 10b는, 단계 S109에 있어서 카메라(72)에 의해 촬상되는 화상의 예이다. 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 아암(42), 노즐(43) 및 얼라인먼트 마크(61~64)를 제외한 화상 중의 오브젝트는 생략되어 있다. 위치 어긋남이 없는 이상적인 상태에서는, 메모리(82)에 기억된 박스 정보에 의해 지정되는 영역(Ba)에 노즐(43)이 포함된다. 따라서, 화상(Im4)과 화상(Im5)의 사이에서 패턴 매칭을 행하면, 각각의 영역(Ba)으로부터 잘려진 화상 패턴의 사이에서 높은 매칭 스코어가 얻어지는 것이다. 노즐(43)의 위치 어긋남이 커지면 매칭 스코어는 작아진다. 이로부터, 단계 S109에 있어서 촬상된 화상(Im5)으로부터 박스 정보에 의해 지정되는 영역(Ba)의 화상 패턴을 매칭용 모델로서 잘라내, 메모리(82)에 기억된 기준 매칭 패턴과의 사이의 매칭 스코어를 평가함으로써, 노즐(43)이 바르게 처리 위치에 위치 결정되어 있는지 여부를 판정할 수 있다.

그러나, 실제로 촬상된 화상(Im5)에 포함되는 노즐(43)의 상은, 해당 노즐(43)의 위치 결정의 불비에 기인하여 생길 수 있는 처리 공간(SP) 내에서의 실제의 위치 어긋남과, 카메라(72)의 위치 어긋남에 기인하는 외관상의 어긋남의 양쪽 모두를 포함하고 있다. 따라서, 단순히 화상(Im5)으로부터 잘려진 영역(Ba)의 화상 패턴을 기준 매칭 패턴과 비교하는 것 만으로는, 카메라(72)의 위치 어긋남에 기인하는 어긋남을 포함한 결과가 되어, 처리 공간(SP) 내에 있어서의 노즐(43)의 위치의 오판정의 원인이 된다. 먼저 구해진 메모리(82)에 기억되어 있는 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 이용하면, 이하와 같이 하여 카메라(72)의 위치 어긋남에 기인하는 영향을 배제하여 노즐 위치의 판정을 행하는 것이 가능하다.

도 11은 노즐 위치의 판정 처리를 나타내는 플로우차트이다. 이 플로우차트는, 도 4의 단계 S110의 처리 내용을 보다 자세하게 설명한 것이다. 이 처리에서는 우선, 메모리(82)에 기억된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여, 카메라(72)의 X방향 및 Y방향의 위치 어긋남의 유무가 판단된다(단계 S201). 어느 하나의 방향에 있어서의 위치 어긋남이 있는 경우, 노즐 위치 판정용의 화상(Im5)에 있어서 박스 정보에 의해 특정되는 매칭용 모델의 잘라냄 좌표가, 각 방향의 위치 어긋남량에 따라 보정된다(단계 S202). 이에 따라, 화상(Im5)에 있어서의 매칭용 모델의 잘라냄 위치가 화상 평면 내에서 X방향 및/또는 Y방향으로 평행 이동되어, 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향이 배제된다. 위치 어긋남이 없는 경우에는 단계 S202는 스킵된다.

다음에, 메모리(82)에 기억된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여, 카메라(72)의 기울기의 유무가 판단된다(단계 S203). 기울기가 있는 경우에는, 이를 캔슬하기 위해서, 화상(Im5)을 카메라의 기울기분만큼 회전시킴으로써 노즐 위치 판정용 화상이 보정된다(단계 S204). 화상의 회전에 대신하여, 매칭용 모델의 잘라냄 영역을 기울어지도록 해도 기술적으로는 동일하다. 이에 따라, 카메라(72)의 기울기에 기인하는 영향이 배제된다. 기울기가 없는 경우에는 단계 S204는 스킵된다.

다음에, 메모리(82)에 기억된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여, 스케일 변동의 유무가 판단된다(단계 S205). 변동이 있는 경우에는, 스케일값에 따라서 노즐 위치 판정용 화상이 확대 또는 축소됨으로써 노즐 위치 판정용 화상이 보정된다(단계 S206). 화상의 확대·축소에 대신하여, 매칭용 모델의 잘라냄 범위를 확대·축소해도 기술적으로는 동일하다. 스케일의 변동이 없으면 단계 S206은 스킵된다.

이와 같이, 얼라인먼트 마크의 위치 정보(또는 이들로부터 이끌리는 카메라(72)의 위치 어긋남 정보)에 의거하여, 노즐 판정용 화상(화상(Im5))과 해당 화상으로부터의 매칭용 모델의 잘라냄 영역의 상대 위치가 보정된다. 이에 따라, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 좌표, 회전 각도 및 스케일이 보정된 새로운 잘라냄 영역(Bc)이 설정된다. 이 영역(Bc)은, 위치 어긋남을 포함한 카메라(72)에 의해 촬상된 화상에 있어서, 처리 공간(SP)에 있어서 처리 위치에 위치 결정된 노즐(43)이 차지하는 영역을 나타내고 있다. 따라서, 영역(Bc)으로부터 잘려지는 매칭용 패턴에서는, 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향이 배제되어 있다.

노즐 위치 판정용 화상 중, 이와같이 하여 설정된 새로운 영역(Bc)으로부터 매칭용 패턴이 잘려진다(단계 S207). 그리고, 메모리(82)에 기억되어 있는 기준 매칭 패턴과의 사이에서의 매칭 스코어가 산출된다(단계 S208). 노즐(43)이 처리 위치에 올바르게 위치 결정되어 있으면, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 보정 후의 잘라냄 영역(Bc) 내에 노즐(43)의 상이 나타나므로, 매칭 스코어는 높아진다.

한편, 노즐(43)이 처리 위치로부터 어긋나 있는 경우에는, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 노즐(43)의 상이 잘라냄 영역(Bc)으로부터 벗어난 위치에 나타난다. 이 때문에 매칭 스코어가 낮아진다. 이와 같이, 노즐 위치 판정용 화상 중 보정된 잘라냄 영역(Bc)으로부터 잘려진 매칭용 모델과 미리 준비된 기준 매칭 패턴의 사이의 매칭 스코어의 대소에 따라, 노즐(43)의 처리 위치로부터의 위치 어긋남량이 나타난다. 그 결과에서는, 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향이 배제되어 있다.

바람직하지 않은 예로서, 카메라(72)의 위치 어긋남과 노즐(43)의 처리 위치로부터의 위치 어긋남이 함께 발생하고, 이들이 서로 상쇄됨으로써, 화상(Im5) 중의 영역(Ba) 혹은 그 근방에 노즐(43)의 상이 나타나는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 상기와 같은 잘라냄 영역의 보정을 행하지 않고 패턴 매칭을 행하면, 높은 매칭 스코어가 얻어져, 결과적으로 노즐(43)의 위치가 적정하다고 오판정되게 된다. 상기한 방법에 의해, 이러한 문제를 회피할 수 있다.

도 4로 돌아가 플로우차트의 설명을 계속한다. 이와같이 하여 구해진 노즐(43)의 처리 위치로부터의 위치 어긋남량(여기에서는 매칭 스코어의 값)이 미리 정해진 허용 범위 내에 있는지 여부가 판정된다(단계 S111). 허용 범위 내이면(단계 S111에 있어서 YES), 노즐(43)로부터 소정의 처리액이 기판(W)에 공급되어 습식 처리가 실행된다(단계 S112). 노즐(43)의 위치 어긋남량이 허용 범위를 초과하고 있을 때는(단계 S111에 있어서 NO), 예를 들면 표시부(87)에 소정의 에러 메세지가 표시되어 노즐 이상이 발생한 것이 유저에게 통지되어(단계 S123), 처리는 종료한다. 이에 따라, 부적정인 위치의 노즐(43)로부터 처리액이 공급되어 처리 결과가 불량이 되는 것을 미연에 회피할 수 있다. 또한, 처리가 적정 위치에 위치 결정된 노즐(43)에 의해 실행되는 것이 보증되므로, 양호한 처리 결과를 안정되게 얻을 수 있다.

이상과 같이, 이 실시 형태에서는, 기판 처리 유닛(1A)에 설치된 챔버(90) 내의 처리 공간(SP)에 이동 가능하게 구성된 노즐(43)의 위치가, 카메라(72)에 의해 촬상된 화상에 의거하여 판정된다. 이 때, 화상 내에서 검출되는 노즐(43)의 위치가 그대로 노즐(43)의 위치로 되는 것이 아니라, 챔버(90) 내의 규정 위치에 고정된 얼라인먼트 마크(61~64)가 화상 내에 차지하는 위치의 정보를 이용하여, 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(43)의 위치가 검출된다. 챔버(90) 내에서의 위치가 기지인 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치 정보를 병용함으로써, 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향을 배제하여, 처리 공간(SP) 내에서의 노즐 위치의 검출을 정밀도 좋게 행하는 것이 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 소정 위치에 위치 결정된 노즐(43)을 포함하는 노즐 위치 판정용 화상(Im5)이 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여 보정된, 보정 화상을 이용하여 노즐(43)의 위치 검출이 행해진다. 이와같이 함으로써, 위치 어긋남을 포함하는 카메라(72)로 촬상된 화상이라도, 그 위치 어긋남의 영향을 배제할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여 설정된 잘라냄 영역(Bc)에 있어서 노즐(43)이 검출된다. 이와같이 함으로써, 화상 전체에 있어서 노즐(43)을 탐색하는 것보다도, 예상되는 노즐(43)의 위치 근방에서만 검출이 행해지게 되므로, 처리 시간을 단축하는 것이 가능하다. 그리고, 검출하는 영역이 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여 설정됨으로써, 보다 단시간에 확실하게 노즐(43)을 검출할 수 있다.

또한, 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치 정보에 대해서는, 카메라(72)의 위치 어긋남이 없는 이상적인 화상에 있어서의 얼라인먼트 마크의 위치를 기준으로 한 상대적인 위치를 나타내는 정보로 할 수 있다. 이상 상태에 있어서의 기준치와 실측치의 대비에 의거하여, 카메라(72)의 위치 어긋남량을 구할 수 있기 때문이다. 이러한 기준치에 대해서는 미리 구하여 메모리(82)에 기억시켜 둘 수 있다.

또한, 이 실시 형태에서는, 실가동 상태에서 촬상된 화상(도 10a 또는 도 10b)에 있어서의 노즐(43)의 위치가, 카메라(72) 및 노즐(43)이 각각 적정 위치에 배치된 상태에서 촬상되는 이상적인 화상(도 9)에 있어서의 노즐(43)의 위치로부터의 위치 어긋남량으로서 구해진다. 노즐(43)의 위치가 어느 정도 추정 가능한 경우에는, 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(43)의 절대 위치를 구하는 것보다도, 이와 같이 기준 위치로부터의 상대 위치를 구함으로써, 보다 효율적으로 위치 검출을 행할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에는, 챔버(90) 내를 조명하는 조명부(71)가 설치되어 있고, 조명부(71)로부터의 조명광이 얼라인먼트 마크(61~64)에서 반사하여 카메라(72)에 입사하도록, 각 얼라인먼트 마크(61~64)가 설치된다. 이에 따라, 얼라인먼트 마크(61~64)가 고광량으로 촬상되어, 이들의 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 특히, 얼라인먼트 마크의 적어도 일부가 재귀성 재료에 의해 구성되어 있는 경우, 촬상 방향과 대략 동일한 방향으로부터의 조명에 의해, 선명한 얼라인먼트 마크의 상을 얻을 수 있다. 따라서, 조명부(71)와 카메라(72)가 일체적으로 구성되어도 된다.

또한, 각 얼라인먼트 마크의 위치 정보로는, 화상 내에 있어서의 좌표, 기울기 및 사이즈의 변화를 나타내는 스케일값이 이용된다. 이들 정보는 각각, 카메라(72)의 촬상 방향의 어긋남, 기울기 및 챔버(90) 내의 각 부재와의 거리의 어긋남을 지표하는 것이다. 이들을 위치 정보로서 이용함으로써, 챔버(90)에 대한 카메라(72)의 위치 어긋남을 정확하게 파악할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태의 기판 처리 유닛(1A)에 의한 처리에서는, 검출된 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량이 미리 정해진 적정 범위를 초과하고 있는 경우에는 처리가 중지된다. 상기한 것처럼, 본 실시 형태의 기판 처리 유닛(1A)은 카메라(72)의 어느 정도의 위치 어긋남에 대해서는 그 영향을 배제하여 처리를 계속할 수 있다. 그러나, 위치 어긋남이 커지면 검출 오차도 커지고, 후의 처리에 미치는 영향을 완전하게 제거할 수 없게 되는 경우도 생각할 수 있다. 여기서, 허용되는 양을 초과하는 위치 어긋남이 발생하는 경우에는 처리가 중지됨으로써, 부적절한 처리가 이루어지는 것이 미연에 방지된다.

이와 같이, 기판 처리에는 직접 기여하지 않는 카메라(72)에 대해서는, 노즐(43)의 위치 검출에 지장이 없는 한, 어느 정도의 위치 어긋남이 허용된다. 한편, 기판(W)에 대하여 직접 처리액을 공급하는 노즐(43)의 위치가 적정하지 않으면, 처리 불량이 되는 경우가 있다. 여기서, 검출된 노즐(43)의 위치 어긋남이 적정 범위를 초과하고 있는 경우에는 처리가 중지됨으로써, 이러한 처리 불량을 회피할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 노즐 위치의 적합 여부를 판정한다고 하는 목적에서, 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(43)의 위치가 직접적으로 검출되는 대신에, 이상 상태에 있어서의 기준 위치로부터의 위치 어긋남량이 매칭 스코어의 대소에 의해 나타나 기준 위치로부터의 노즐(43)의 상대 위치가 구해진다. 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(43)의 절대 위치를 검출하는 경우에는, 도 11에 나타내는 처리에 대신하여, 다음과 같은 처리를 실행하면 된다.

도 12는 노즐 위치를 직접 구하는 방법을 나타내는 플로우차트이다. 기본적인 생각은, 도 11에 나타내는 처리와 동일하다. 우선, 메모리(82)에 기억된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 의거하여, 카메라(72)의 X방향 및 Y방향의 위치 어긋남의 유무가 판단된다(단계 S301). 어떠한 방향에 있어서의 위치 어긋남이 있는 경우에는, 노즐 위치 판정용 화상(Im5)의 각 화소의 좌표치가, 각 방향의 위치 어긋남량에 따라서 보정된다(단계 S302). 이는, 화상(Im5)을 카메라(72)의 위치 어긋남분만큼 수평 방향으로 시프트시킴으로써 그 위치 어긋남을 캔슬하는 것에 상당한다. 위치 어긋남이 없는 경우에는 단계 S302는 스킵된다. 카메라(72)의 기울기 및 스케일의 변동에 대응하는 노즐 위치 판정용 화상의 보정(단계 S303~S306)은, 도 11에 나타내는 단계 S203~S206와 동일하다.

이와 같이 보정됨으로써 카메라(72)의 위치 어긋남의 영향이 배제된 노즐 위치 판정용 화상을 이용하여, 패턴 매칭 처리에 의해, 메모리(82)에 기억된 기준 매칭 패턴과 일치하는 영역이 탐색된다(단계 S307). 해당 영역의 검출된 위치가, 처리 공간(SP) 내에 있어서의 노즐(43)의 위치를 나타내게 된다. 이 방법에 의해서도, 상기 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 것처럼, 이 실시 형태에 있어서는, 노즐(33, 43, 53)이 본 발명의 「가동부」 및 「처리 수단」으로서 기능하고 있다. 또한, 얼라인먼트 마크(61~64)가 본 발명의 「기준 부위」에 상당한다. 또한, 화상(Im1, Im2, Im4, Im5) 등이 각각 본 발명의 「원화상」에 상당하고, 이 중 화상(Im1, Im4)이 본 발명의 「기준 화상」에 상당한다.

또한, 카메라(72)가 본 발명의 「촬상 수단」으로서 기능하고, 화상 처리부(86)가 본 발명의 「화상 처리 수단」 및 「위치 검출 수단」으로서 기능하고 있다. 또한, 조명부(71)가 본 발명의 「조명 수단」으로서 기능하고 있다. 그리고, 이들이 일체로서, 본 발명의 「위치 검출 장치」 및 「위치 검출 수단」으로서 기능하고 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 스핀 척(11)이 본 발명의 「유지 수단」으로서 기능하고 있고, 메모리(82)가 본 발명의 「기억 수단」으로서 기능하고 있다. 그리고, 이들과, 상기한 위치 검출 수단과, 챔버(90)와, 「처리 수단」으로서의 노즐(33, 43, 53)을 구비하는 기판 처리 유닛(1A) 등이, 본 발명의 「기판 처리 장치」에 상당한다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 노즐(43)이 처리 위치로 이동하기 전과 후의 각각에서 카메라(72)에 의한 촬상이 행해지는데, 촬상을 1회만으로 하는 것도 가능하다. 상기 실시 형태에서는, 기판(W)의 유지 상태를 확인하기 위해서, 기판(W)의 회전 및 노즐(43)의 처리 위치로의 이동에 앞서 위치 기준이 되는 얼라인먼트 마크의 위치 검출이 행해질 필요가 있다. 이 때문에, 노즐 이동 전에 1회, 노즐 이동 후에 노즐 위치 확인을 위해서 다시 1회 촬상을 행할 필요가 있다.

한편, 예를 들면 기판(W)의 유지 상태를 확인할 필요가 없는 경우, 혹은, 노즐(43)을 처리 위치로 이동시키고 나서 기판(W)의 유지 상태를 확인하는 경우에는, 노즐(43)이 처리 위치로 이동한 상태에서만 촬상이 행해져도 된다. 해당 화상에 있어서의 각 얼라인먼트 마크(61~64)의 위치 검출 결과로부터 카메라(72)의 위치 어긋남량이 추정되고, 그 위치 어긋남을 캔슬하는 보정이 상기와 동일한 원리에 의거하여 행해져, 기판(W) 및 노즐(43)의 자세가 검출되도록 하면 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 챔버(90) 내에 설치한 얼라인먼트 마크(61~64)를 본 발명의 「기준 부위」로 하고 있는데, 챔버(90) 내에 있어서의 위치가 확정되어 있고, 카메라(72)에 의한 촬상 및 화상으로부터 그 위치 검출이 가능한 것이면, 다른 것을 본 발명의 「기준 부위」로서 이용하는 것이 가능하다. 예를 들면 챔버(90) 내에 고정된 다른 부재나 그 일부가 기준 부위로 되어도 되고, 또한 확실히 유지되어 있으면 기판(W)을 기준 부위로서 이용하는 것도 가능하다. 즉, 도 8a에 있어서 점선으로 나타나는 영역을 기준으로 하여, 실선으로 표시되는 기판(W)의 중심 위치, 기울기 및 사이즈를 나타냈을 때, 기판(W)의 유지가 적정하면 이들 값은 카메라(72)의 위치 어긋남량을 나타내는 것이 된다.

또한, 상기 실시 형태는, 얼라인먼트 마크의 위치 검출 결과에 의거하여 원화상이 보정됨으로써 얻어지는 노즐 위치 판정용 화상에 있어서 노즐 위치가 검출된다고 하는 기술 사상을 구체화한 것이다. 이에 대신하여, 보정되어 있지 않은 원화상으로부터 검출되는 노즐 위치가 얼라인먼트 마크의 위치 검출 결과에 의거하여 보정된다고 하는 기술 사상에 의해서도, 마찬가지로 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐 위치의 검출을 행하는 것이 가능하다.

도 13a 내지 도 13c, 도 14a 내지 도 14c, 도 15a 및 도 15b는 노즐 위치 검출 방법의 다른 양태를 나타내는 도면이다. 도 13a는, 도 9의 경우와 마찬가지로, 노즐(43)이 처리 위치에 위치 결정되고, 또한 카메라(72) 및 노즐(43) 모두가 적정 위치에 위치 결정된 이상적인 상태에서 촬상되는 화상의 예이다. 도 13b에 나타내는 바와 같이, 이 화상(Im6)에 있어서의 얼라인먼트 마크(61~64) 및 노즐(43)의 위치 및 자세가 위치 정보로서 미리 구한 메모리(82)에 기억된다. 그 생각은 도 7b에 있어서의 것과 동일하고, 수치는 실측된 것, 계산에 의한 것 어떠한 것이어도 된다.

이 수치로부터, 화상(Im6)에 있어서의 노즐(43)과 각 얼라인먼트 마크(61~64)의 상대적인 위치 관계가 구해진다. 구체적으로는, 도 13c에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트 마크(61~64)의 각각에 대하여, 해당 얼라인먼트 마크의 위치 정보와 노즐(43)의 위치 정보의 차분이 항목마다 구해진다. 노즐(33, 53) 등, 위치 검출의 대상이 되는 다른 부재에 대해서도 동일하게 한다.

도 14a는, 카메라(27) 및 노즐(43)의 위치 어긋남을 포함할 가능성이 있는 화상의 예이며, 기판에 대한 처리의 과정에서 촬상되는 화상에 상당한다. 여기서는 일예로서, 도 14a에 나타내는 바와 같이, 카메라(72)의 촬상 방향이 우측 상방향으로 어긋남으로써, 화상(Im7)의 촬상 범위가 점선으로 나타나는 이상 상태의 촬상 범위로부터 어긋난 경우를 상정한다. 이 화상(Im7)으로부터, 각 얼라인먼트 마크(61~64)(도면에 있어서 마크(1~4)로도 표기된다) 및 노즐(43)이 검출되어, 그 위치 정보가 구해진다. 도 14b는 구해진 위치 정보의 예를 나타내고 있다. 또한, 화상(Im7)에 있어서의 얼라인먼트 마크의 위치 정보와 노즐(43)의 위치 정보의 차분이, 얼라인먼트 마크 및 항목마다 구해진다. 도 14c는 구해진 수치의 예를 나타내고 있다.

화상(Im7)에 있어서는, 카메라(72)의 위치 어긋남에 기인하여, 도 14b에 나타내는 각 얼라인먼트 마크 및 노즐의 위치 정보가, 도 13b에 나타내는 것과는 상이하다. 얼라인먼트 마크(61)는 화상(Im7)의 촬상 범위로부터 벗어나 있어, 위치 정보의 취득을 할 수 없다.

한편, 도 14c에 나타내는, 각 얼라인먼트 마크와 노즐(43)의 상대적인 위치 정보는, 검출 불가능한 얼라인먼트 마크(61)를 제외하고, 도 13c에 나타내는 것과 수치가 일치하고 있다. 이러한 경우에는, 카메라(72)의 위치 어긋남은 있지만, 노즐(43) 자체는 처리 위치에 올바르게 위치 결정되어 있다고 판단할 수 있다.

도 15a 및 도 15b는, 얼라인먼트 마크 및 노즐(43)의 위치 정보 및 그 차분의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에서는, 도 15a에 나타내는 각 얼라인먼트 마크의 위치 정보가 도 13b에 나타내는 수치와 상이하므로 카메라(72)의 위치 어긋남이 발생하는 것이 파악된다. 또한, 도 15b에 나타내는 각 얼라인먼트 마크에 대한 노즐(43)의 상대적인 위치 정보가 도 13c에 나타내는 수치와 상이하므로, 노즐(43)이나 본래의 처리 위치로부터 어긋나 있는 것을 알 수 있다.

또한, 각 얼라인먼트 마크의 위치 정보가 도 17B에 나타내는 수치와 거의 일치하고, 노즐(43)의 위치 정보만이 상이한 경우에는, 카메라(72)의 위치 어긋남은 없고, 노즐(43)에 위치 어긋남이 발생하는 것을 알 수 있다. 카메라(72), 노즐(43) 모두 위치 어긋남이 없으면 당연히, 검출된 위치 정보는, 도 13b, 도 13c에 나타내는 수치에 대하여 허용 범위 내의 오차만을 가지게 된다.

이와 같이, 화상(Im7)에 있어서의 각 얼라인먼트 마크의 위치 정보와 노즐의 위치 정보로부터, 카메라(72)의 위치 어긋남과 노즐(43)의 위치 어긋남을 분리하여 검출하는 것이 가능하다. 이 예에서는 화상(Im7)이 본 발명의 「원화상」에 상당한다. 카메라(72)의 위치 어긋남이 검출된 경우에는, 노즐(43)의 위치 검출 결과가 카메라(72)의 위치 어긋남량에 따라서 보정됨으로써, 카메라(72)의 위치 어긋남을 배제하고, 처리 공간(SP)에 있어서의 노즐(43)의 위치를 올바르게 검출할 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 간이적으로 카메라(72) 및 노즐(43)의 위치 어긋남이 검출된 후, 필요에 따라서 상기 실시 형태의 보정 처리가 실시되도록 해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 챔버(90) 내에서 이동 가능하게 구성된 노즐의 위치 검출에 본 발명이 적용되어 있는데, 노즐 이외의 가동 부재의 위치 검출에 대해서도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 상기 실시 형태와 같이 챔버 내에 반입된 기판에 노즐을 대향시켜 처리를 행하는 장치 이외에도, 챔버 내에 가동 부재가 배치되는 각종 장치에 대하여, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

본 발명은, 챔버 내에 배치되는 가동부를 가지는 각종 장치로서, 가동부의 위치를 검출할 필요가 있는 것에 적용할 수 있다.

1A, 1B, 1C, 1D : 기판 처리 유닛(기판 처리 장치)
11 : 스핀 척(유지 수단) 33, 43, 53 : 노즐(가동부, 처리 수단)
61~64 : 얼라인먼트 마크(기준 부위)
71 : 조명부(조명 수단) 72 : 카메라(촬상 수단)
82 : 메모리(기억 수단)
86 : 화상 처리부(화상 처리 수단, 위치 검출 수단)
90 : 챔버 Im2, Im5, Im7 : 화상(원화상)
Im1, Im4 : 화상(원화상, 기준 화상)

Claims (21)

1. 챔버 내의 처리 공간에 이동 가능하게 설치된 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 장치에 있어서,
   상기 챔버 내에 설치되어 상기 가동부의 이동에 대하여 위치가 불변이며, 상기 챔버 내에서 고정되어 그 설치 위치가 기지(旣知)인 기준 부위와, 상기 가동부를 각각 촬상하여 원화상을 취득하는 촬상 수단과,
   상기 원화상에 대하여 화상 처리를 실행하여, 상기 원화상 내에서 상기 가동부 및 상기 기준 부위를 검출하는 화상 처리 수단과,
   상기 원화상 내에서 검출된 상기 가동부 및 상기 기준 부위 각각의 위치를 나타내는 위치 정보에 의거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 구비하고,
   상기 위치 검출 수단은, 상기 원화상 내에서 검출된 기준 부위의 위치 정보와 상기 기지의 설치 위치를 비교하여 얻어지는 상기 촬상 수단의 위치 어긋남량과, 상기 원화상 내에서 검출된 상기 가동부의 위치 정보에 근거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는, 위치 검출 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 화상 처리 수단은, 상기 가동부를 포함하는 상기 원화상이 상기 기준 부위의 상기 위치 정보에 의거하여 보정된 보정 화상에 있어서, 상기 가동부의 검출을 행하는, 위치 검출 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 화상 처리 수단은, 상기 가동부를 포함하는 상기 원화상 중 상기 기준 부위의 상기 위치 정보에 의해 특정되는 일부 영역에 있어서, 상기 가동부의 검출을 행하는, 위치 검출 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 검출 수단은, 상기 기준 부위의 상기 위치 정보에 의거하여 상기 가동부의 상기 위치 정보를 보정하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는, 위치 검출 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준 부위의 상기 위치 정보는, 상기 촬상 수단이 적정 위치에 배치된 상태에서의 상기 기준 부위를 포함하는 상기 원화상에 상당하는 기준 화상에 있어서의 상기 기준 부위의 위치에 대한 상대 위치를 나타내는 정보인, 위치 검출 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 검출 수단은, 상기 촬상 수단 및 상기 가동부가 각각 적정 위치에 배치된 상태에서의 기준 화상에 있어서의 상기 가동부의 위치에 대한 상기 가동부의 상대 위치를 검출하는, 위치 검출 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준 부위로서의 얼라인먼트 마크가 상기 챔버 내에 배치되어 있는, 위치 검출 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준 부위에 조명광을 입사시키는 조명 수단을 구비하고, 상기 조명광의 상기 기준 부위에 의한 반사광 또는 투과광이 입사하는 위치에 상기 촬상 수단이 배치되는, 위치 검출 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 기준 부위에 의한 상기 조명광의 반사광이 입사하는 위치에 상기 촬상 수단이 배치되고, 상기 기준 부위의 적어도 일부가 재귀성 반사재에 의해 형성되어 있는, 위치 검출 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 부위의 상기 위치 정보는, 상기 원화상 내에 있어서의 상기 기준 부위의 좌표를 나타내는 정보, 상기 원화상 내에 있어서의 상기 기준 부위의 기울기량을 나타내는 정보, 상기 원화상 내에 있어서의 상기 기준 부위의 크기를 나타내는 정보 중 적어도 1개를 포함하는, 위치 검출 장치.
11. 내부에 상기 처리 공간을 가지는 챔버와,
    처리 대상이 되는 기판을 상기 챔버 내에서 유지하는 유지 수단과,
    상기 챔버 내에서 이동 가능하게 구성되고, 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 처리 수단과,
    청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한항에 기재된 위치 검출 장치를 가지고, 상기 위치 검출 장치가, 상기 처리 수단을 상기 가동부로 하여 상기 챔버 내에 있어서의 상기 처리 수단의 위치를 검출하는 위치 검출 수단을 구비하는 기판 처리 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 검출 수단에 의해 검출된 상기 처리 수단의 위치가 소정의 적정 범위 내에 없을 때, 상기 처리 수단에 의한 상기 기판의 처리를 금지하는 제어 수단을 구비하는 기판 처리 장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 원화상 내에서 검출된 상기 기준 부위의 위치가 소정의 적정 범위 내에 없을 때, 상기 처리 수단에 의한 상기 기판의 처리를 금지하는, 기판 처리 장치.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 촬상 수단이 적정 위치에 배치된 상태에서의 상기 원화상에 상당하는 기준 화상에 있어서의 상기 기준 부위의 위치를 나타내는 위치 정보를 기억하는 기억 수단을 구비하는 기판 처리 장치.
15. 챔버 내의 처리 공간을 이동 가능한 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 방법에 있어서,
    상기 챔버 내에 미리 설치되어 상기 가동부의 이동에 대하여 위치가 불변이며, 상기 챔버 내에서 고정되어 그 설치 위치가 기지인 기준 부위와, 상기 가동부를 각각 촬상 수단에 의해 촬상하여 원화상을 취득하는 촬상 공정과,
    상기 원화상으로부터, 상기 가동부 및 상기 기준 부위를 검출하는 화상 처리를 실행하는 화상 처리 공정과,
    검출된 상기 가동부 및 상기 기준 부위 각각의 상기 원화상 내에 있어서의 위치를 나타내는 위치 정보에 의거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 공정을 구비하고,
    상기 위치 검출 공정에서는, 상기 원화상 내에서 검출된 기준 부위의 위치 정보와 상기 기지의 설치 위치를 비교하여 얻어지는 상기 촬상 수단의 위치 어긋남량과, 상기 원화상 내에서 검출된 상기 가동부의 위치 정보에 근거하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는 위치 검출 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 화상 처리 공정에서는, 상기 가동부를 포함하는 상기 원화상을 상기 기준 부위의 상기 위치 정보에 의거하여 보정하고, 상기 보정 화상에 있어서 상기 가동부의 검출을 행하는, 위치 검출 방법.
17. 청구항 15에 있어서,
    상기 화상 처리 공정에서는, 상기 가동부를 포함하는 상기 원화상 중 상기 기준 부위의 상기 위치 정보에 의거하여 특정되는 일부 영역에 있어서 상기 가동부의 검출을 행하는, 위치 검출 방법.
18. 청구항 15에 있어서,
    상기 위치 검출 공정에서는, 상기 기준 부위의 상기 위치 정보에 의거하여 상기 가동부의 상기 위치 정보를 보정하여, 상기 처리 공간에 있어서의 상기 가동부의 위치를 검출하는, 위치 검출 방법.
19. 청구항 15에 있어서,
    상기 기준 부위의 상기 위치 정보는, 상기 원화상 내에 있어서의 상기 기준 부위의 좌표를 나타내는 정보, 상기 원화상 내에 있어서의 상기 기준 부위의 기울기량을 나타내는 정보, 상기 원화상 내에 있어서의 상기 기준 부위의 크기를 나타내는 정보 중 적어도 1개를 포함하는, 위치 검출 방법.
20. 처리 대상이 되는 기판을 챔버 내의 처리 공간에서 유지하고, 상기 챔버 내에서 이동 가능하게 구성된 처리 수단을 소정 위치에 위치 결정하는 공정과,
    청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 기재된 위치 검출 방법을 실행하여, 상기 처리 수단을 상기 가동부로 하여 상기 챔버 내에 있어서의 상기 처리 수단의 위치를 검출함으로써, 상기 처리 수단의 위치를 검증하는 공정과,
    상기 처리 수단을 이용하여 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 공정을 구비하는 기판 처리 방법.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 처리 수단의 상기 소정 위치로부터의 어긋남량이 소정량을 초과할 때, 상기 처리 수단에 의한 처리를 중지하는, 기판 처리 방법.

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