KR20080038011A - 기판 처리 장치, 기판 전달 위치의 조정 방법 및 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 전달 위치의 조정 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콤팩트하며, 고정밀도로 기판의 전달 위치의 위치 맞춤을 할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 전달 위치의 조정 방법 및 이 방법을 기억한 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
스핀척(2)과 같이 수직 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 웨이퍼(W) 등의 기판을 유지하여 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 대신에 지그(12)를 기판 유지부에 전달하고, 이 지그(12)에 미리 설정된 소정의 계측 위치에 있어서의 원심 가속도나 스핀척(2)의 회전 중심으로부터 이 계측 위치까지의 편심 거리를 구한다. 그리고 적어도 3 지점의 다른 전달 위치에서 얻어진 원심 가속도나 편심 거리에 기초하여 전술한 회전 중심을 구하고, 기판의 중심과 전술한 회전 중심이 일치 위치를 기판의 전달 위치 데이터로서 기억한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 전달 위치의 조정 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, ADJUSTMENT METHOD AT SUBSTRATE DELIVERY POSITION AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 기판 유지부에 유지된 기판에 대하여, 예컨대 레지스트액의 도포, 현상 등의 처리를 행하는 처리 유닛 내의 기판 유지부 상의 미리 결정된 위치에 고정밀도로 기판을 전달하는 기술에 관한 것이다.
종래, 반도체 제조 공정 중 하나인 포토레지스트 공정에서는, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 표면에 박막형으로 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 소정의 패턴으로 노광한 후, 현상하여 소정의 마스크 패턴을 형성하고 있다. 이러한 처리는 일반적으로 레지스트의 도포나 현상을 행하는 도포, 현상 장치에 노광 장치를 접속한 시스템을 이용하여 행해진다.
상기 기판 처리 장치는 높은 스루풋을 확보하면서 장치의 풋포인트의 소형화를 도모하기 위해, 도포 처리, 현상 처리, 가열·냉각 처리 등 기판에 대하여 복수의 다른 처리를 행하는 처리 장치를 각각 유닛화하고, 이들의 각 처리마다 필요한 수의 유닛을 다단으로 내장한 구성으로 되어 있으며, 이들의 처리 유닛에 기판을 반입출하기 위한 기판 반송 수단이 더욱 설치되어 있다.
전술한 각 처리 유닛 중에서도 도포 처리나 현상 처리를 행하는 액 처리 유닛에 있어서는 기판 유지부인 스핀척 상에 대략 수평으로 웨이퍼를 유지하고, 웨이퍼의 대략 중앙에 레지스트액이나 현상액 등의 처리액을 공급하여 스핀척을 회전시키는 스핀 코팅이 행해지는 경우가 일반적이다.
이러한 액 처리 장치를 이용하여 웨이퍼에 대하여 고정밀도 처리를 행하기 위해서는 스핀척 상의 미리 결정된 위치에 웨이퍼를 고정밀도로 전달하는 것이 요구된다. 예컨대 처리액으로서 레지스트액의 도포를 행하는 도포 유닛에서는 웨이퍼의 표면에 레지스트액을 스핀 코팅한 후, 다시 웨이퍼를 회전시키면서 주연(周緣)에 세정액을 공급하여 레지스트막을 제거하는 엣지 린스로 불리는 처리가 이루어진다. 이러한 처리를 행하고 있는 경우에 웨이퍼의 중심이 스핀척의 회전 중심으로부터 어긋나져 있으면, 레지스트막이 제거되지 않은 부위와 필요 이상의 폭의 레지스트막이 제거되는 부위가 발생하여 레지스트막의 형성 불량이 되는 경우가 있다.
여기서, 이러한 액 처리 유닛에 있어서는 장치 가동 전에 기판 반송 수단에 의한 스핀척에의 웨이퍼의 전달 위치를 미리 학습시켜 둔 티칭으로 불리는 작업이 행해진다. 이 티칭에 관하여, 예컨대 특허문헌 1에는 중심에 작은 원형상의 마크를 인쇄한 웨이퍼를 스핀척 상에 얹어 두고, 스핀척을 90°씩 회전시키면서 이 마크를 CCD 카메라에 의해 윗방향에서 촬상하여, 촬상된 마크의 변위에 기초하여 스핀척의 회전 중심을 구하고, 이 회전 중심에 웨이퍼의 중심을 일치시키도록 전달 위치의 티칭을 행하는 기술이 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-19963호 공보(단락 0035∼0037, 도 8, 도 9)
그러나, 웨이퍼에 인쇄한 마크를 촬상하는 수법에서는 CCD 카메라를 이용하고 있기 때문에, 해상도가 낮은 저렴한 CCD 카메라를 이용한 경우에는 스핀척의 회전 중심을 고정밀도로 구할 수 없는 경우가 있다. 또한, 정밀도가 높은 티칭을 행하고자 하면 고가의 CCD 카메라가 필요하게 되며, 장치의 제조 비용이 높아지게 된다. 또한, 고정밀도의 티칭을 행하기 위해 고해상도의 화상 데이터를 처리하고자 하면, 화상 처리의 부하가 증대하고, 처리 시간이 길어지거나 고가의 계산기가 필요해지거나 한다. 이 외에, 마크가 시야각에 포함되는 높이로 CCD 카메라를 부착하여야 하며, 액 처리 유닛 소형화의 장해가 되는 경우도 있다.
본 발명은 이러한 사정에 기초하여 행해진 것이며, 그 목적은 콤팩트하며, 고정밀도로 기판의 전달 위치의 위치 맞춤을 할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 전달 위치의 조정 방법 및 이 방법을 기억한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관계되는 기판 처리 장치는 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 처리를 행하는 처리 유닛을 구비하고, 상기 기판 유지부에 대한 기판 반송 수단에 의한 기판의 전달 위치 데이터를 미리 취득해 두는 기판 처리 장치에 있어서,
상기 기판 반송 수단에 의해 상기 기판 유지부에 전달되는 지그와,
이 지그를 유지한 상기 기판 유지부를 일정한 각속도로 회전시킨 경우의, 상기 지그 내에서의 계측 위치의 원심 가속도를 계측하는 계측 수단과,
이 계측 수단에 의해 계측된 원심 가속도에 기초하여, 상기 기판 유지부의 회전 중심으로부터 상기 계측 위치까지의 편심 거리를 연산하는 연산 수단과,
상기 기판 유지부로의 지그의 전달 위치를 변경하여, 2 지점의 다른 전달 위치에서 얻어진 편심 거리와, 상기 2 지점 이외의 전달 위치에서 얻어진 원심 가속도 또는 편심 거리에 기초하여 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 위치 특정 수단과,
기판의 중심과 상기 기판 유지부의 회전 중심이 일치하는 위치를 상기 기판의 전달 위치 데이터로서 기억하는 기억 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
여기서, 기판 유지부의 회전 중심을 특정하는 수법으로서, 상기 위치 특정 수단은 3 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서, 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하여, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하고, 그 결과 얻어진 3개의 원의 교점을 상기 회전 중심의 위치로서 특정하도록 구성하여도 좋으며, 2 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하여, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하고, 그 결과 얻어진 2개의 원의 2 교점의 한쪽과 다음 계측 위치가 일치하도록 지그를 다시 전달하고 나서 상기 기판 유지부를 회전시켜 상기 계측 위치에서 계측된 원심 가속도가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하인 경우에는 그 위치를 기판 유지부 의 회전 중심으로 하여 특정하고, 그 계측 결과가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하가 아닌 경우에는 다른 교점을 회전 중심으로 하여 특정하도록 구성하여도 좋다. 또한, 기판 처리 장치는 상기 기판 반송 수단에 이들 지그의 전달 위치를 지시하는 지시 수단을 더욱 구비하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연산 수단은 상기 지그 상에서 상기 계측 수단에 접속되도록 구성하는 것이 적합하다. 또한, 상기 계측 수단 또는 상기 연산 수단은 원심 가속도 또는 편심 거리의 데이터를 무선 통신에 의해 상기 위치 특정 수단에 출력하도록 구성하여도 좋다. 이 밖에, 상기 지그는 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판과 동일 형상인 것이 바람직하고, 상기 계측 수단은 계측 위치가 상기 지그의 중심에 위치하도록 상기 지그에 부착되어 있으면 좋다. 여기서 상기 계측 수단에는 피에조식 가속도 센서 등을 이용하면 좋다.
또한, 기판 처리 장치는 상기 기판 유지부의 상측 위치에서 기판을 수취하고, 하강하여 상기 기판 유지부 상에 기판을 얹는 승강 가능한지지 부재 또는 기판 유지부 자체를 기판의 전달 수단으로서 구비하며, 상기 기판 반송 수단은 일정 속도로 상승 또는 하강하여, 이 전달 수단과 상호 간섭하지 않도록 교차함으로써 상기 전달 수단 사이에서 기판을 전달하고,
상기 계측 수단은 상기 지그가 수직 방향으로 이동할 때의 가속도를 계측하는 기능을 더욱 가지며,
상기 기판 반송 수단의 이동 방향과는 반대 방향의 가속도가 계측된 시점에서의 상기 기판 반송 수단의 위치에 기초하여, 이 기판 반송 수단으로부터 상기 전 달 수단 사이의 수직 방향에 있어서의 기판의 전달 위치를 특정하는 제2 위치 특정 수단을 더욱 구비하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 기판 전달 위치의 조정 방법은 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 처리를 행하는 처리 유닛 안의 상기 기판 유지부에 대한 기판 반송 수단에 의한 기판 전달 위치 데이터를 미리 취득해 두는 기판 전달 위치의 조정 방법에 있어서,
상기 기판 반송 수단에 의해 상기 기판에 지그를 전달하는 공정과,
이 지그를 유지한 상기 기판 유지부를 일정한 각속도로 회전시킨 경우의, 상기 지그 내에서의 계측 위치의 원심 가속도를 계측하는 공정과,
이 계측 수단에 의해 계측된 원심 가속도에 기초하여, 상기 기판 유지부의 회전 중심으로부터 상기 계측 위치까지의 편심 거리를 연산하는 공정과,
상기 기판 유지부로의 지그의 전달 위치를 변경하여, 2 지점의 다른 전달 위치에서 얻어진 편심 거리와, 상기 2 지점 이외의 전달 위치에서 얻어진 원심 가속도 또는 편심 거리에 기초하여 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 공정과,
기판의 중심과 상기 기판 유지부의 회전 중심이 일치하는 위치를 상기 기판의 전달 위치 데이터로서 기억하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 공정은 3 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서, 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하고, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하며, 그 결과 얻어진 3 개의 원의 교점을 상기 회전 중심의 위치로서 특정하도록 하여도 좋고, 2 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서, 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하여, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하고, 그 결과 얻어진 2개의 원의 2 교점의 한쪽과 다음 계측 위치가 일치하도록 지그를 다시 전달하고 나서 상기 기판 유지부를 회전시켜 상기 계측 위치에서 계측된 원심 가속도가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하인 경우에는 그 위치를 기판 유지부의 회전 중심으로 서 특정하고, 그 계측 결과가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하가 아닌 경우에는 다른 교점을 회전 중심으로 하여 특정하도록 하여도 좋다. 또한 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 공정에서 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정할 때에, 상기 기판 반송 수단에 지그의 전달 위치를 지시하는 공정을 더욱 포함하도록 하면 좋다.
또한, 상기 원심 가속도를 계측하는 공정은 상기 지그에 부착된 피에조식 등의 가속도 센서에 의해 행해지도록 하는 것이 바람직하고, 상기 지그는 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판과 동일 형상인 것이 적합하다. 또한, 이 상기 가속도 센서는 계측 위치가 상기 지그의 중심에 위치하도록 상기 지그에 부착하면 좋다.
또한, 이 기판 전달 위치의 조정 방법은 상기 기판 유지부의 상측 위치에서 기판을 수취하고, 하강하여 이 기판 유지부 상에 기판을 얹는 승강 가능한지지 부재 또는 기판 유지부 자체로 이루어지는 기판의 전달 수단에 대하여, 상기 기판 반송 수단은 일정 속도로 상승 또는 하강하여, 이 전달 수단과 상호 간섭하지 않도록 교차함으로써 이 전달 수단 사이에서 기판을 전달하는 공정과,
상기 지그가 수직 방향으로 이동할 때의 가속도를 계측하는 공정과,
상기 기판 반송 수단의 이동 방향은 반대 방향의 가속도가 계측된 시점에서의 이 기판 반송 수단의 위치에 기초하여, 이 기판 반송 수단으로부터 상기 전달 수단 사이의 수직 방향에 있어서의 기판의 전달 위치를 특정하는 공정을 더욱 포함하도록 구성하면 좋다.
본 발명에 따른 기억 매체는 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 처리를 행하는 처리 유닛을 구비하고, 상기 기판 유지부에 대한 기판 반송 수단에 의한 기판의 전달 위치 데이터를 미리 취득해 두는 기판 처리 장치에 이용되는 프로그램을 저장한 기억 매체로서,
상기 프로그램은 전술한 기판 전달 위치의 조정 방법을 실행하기 위해 단계가 편성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판 유지부 상에 전달한 지그를 회전시키고, 계측 위치에 있어서의 원심 가속도나 회전 중심과 계측 위치 사이의 편심 거리에 기초하여 기판 유지부의 회전 중심을 특정하기 때문에, CCD 카메라를 이용하여 회전 중심을 특정하는 경우와는 달리 저렴하고 고정밀도로 티칭 작업을 행할 수 있다. 또한, 이 방법에서는 화상 처리를 필요로 하지 않기 때문에, 계산기 부하도 작고, 비교적 저렴한 계산기를 이용하여도 단시간에 이들의 동작을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 피에조식 가속도 센서와 같은 소형의 소자를 계측 수단으로서 지그에 부착함으로써, CCD 카메라 등에 부착된 스페이스를 기판 처리 장치 내에 설치할 필요가 없으 며, 장치의 소형화에 한층 더 기여할 수 있다.
우선, 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치로서의 액 처리 유닛을 탑재한 도포·현상 장치에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도면 중 S1은 캐리어 블록이며, 웨이퍼(W)가 예컨대 13장 밀폐 수납된 캐리어(C1)를 반입출하기 위한 적재부(121)를 구비한 캐리어 스테이션(120)과, 이 캐리어 스테이션(120)에서 보아 전방의 벽면에 설치되는 개폐부(122)와, 개폐부(122)를 통해 캐리어(C1)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내기 위한 트랜스퍼 아암(C)이 설치되어 있다.
캐리어 블록(S1)의 안쪽에는 케이스(124)로써 주위를 둘러싸는 처리 블록(S2)이 접속되어 있으며, 처리 블록(S2)에는 전방으로부터 순서대로 가열·냉각계의 유닛을 다단화한 선반 유닛(P1, P2, P3) 및 액 처리 유닛(P4, P5)과, 기판 반송 수단으로서의 메인 아암(A1, A2)이 교대로 설치되어 있다. 메인 아암(A1, A2)은 이들 각 유닛 사이의 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 역할을 한다. 메인 아암(A1, A2)은 캐리어 블록(S1)에서 보아 전후 방향으로 배치되는 선반 유닛(P1, P2, P3)의 일면측과, 우측의 액 처리 유닛(P4, P5)측의 일면측과, 좌측의 일면측을 이루는 배면부로 구성되는 구획벽에 의해 둘러싸이는 공간(123) 내에 놓여져 있다.
선반 유닛(P1, P2, P3)은 액 처리 유닛(P4, P5)으로써 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 각종 유닛을 복수단 적층한 구성으로 되어 있다. 적층된 각종 유닛에는 웨이퍼(W)를 가열(베이킹)하는 복수의 가열 유닛(PAB)이나 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 유닛 등이 포함된다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이 액 처리 유닛(P4, P5)은 레지스트액이나 현상액 등의 약액 수납부 위에 하부 반사 방지막 도포 유닛(BARC)(133), 레지스트 도포 유닛(COT)(134), 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하여 현상 처리하는 현상 유닛(DEV)(131) 등의 본 실시형태에 관계되는 액 처리 유닛을 복수단, 예컨대 5단으로 적층하여 구성되어 있다.
인터페이스 블록(S3)은 처리 블록(S2)과 노광 장치(S4) 사이에 전후로 설치되는 제1 반송실(3A) 및 제2 반송실(3B)에 의해 구성되어 있으며, 각각에 승강 가능한수직축 둘레로 회전 자유로우며, 또한, 진퇴 자유로운 웨이퍼 반송 기구(131A, 131B)를 구비하고 있다.
제1 반송실(3A)에는 선반 유닛(P6) 및 버퍼 카세트(CO)가 설치되어 있다. 선반 유닛(P6)에는 웨이퍼 반송 기구(131A)와 웨이퍼 반송 기구(131B) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 전달 스테이지(TRS), 노광 처리를 행한 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 가열 유닛(PEB) 및 냉각 플레이트를 갖는 고정밀도 온도 조절 유닛 등이 상하로 적층된 구성으로 되어 있다.
계속해서, 이 도포, 현상 장치에 있어서의 웨이퍼(W)의 흐름에 대해서 설명한다. 우선 외부로부터 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(C1)가 캐리어 블록(S1)에 반입되면, 웨이퍼(W)는 트랜스퍼 아암(C)→선반 유닛(P1)의 전달 유닛(TRS)→메인 아암(A1)→하부 반사 방지막 형성 유닛(BARC)(133)→메인 아암(A1)→가열 유닛→메인 아암(A1)→냉각 유닛→소수화 처리 유닛→메인 아암(A1)→냉각 유닛→메인 아암(A1)→레지스트 도포 유닛(COT)(134)→메인 아암(A1)→가열 유닛→메인 아암(A1) →냉각 유닛→메인 아암(A2)→선반 유닛(P3)의 전달 유닛(TRS)→웨이퍼 반송 기구(131A)→선반 유닛(P6)의 전달 스테이지(TRS)→웨이퍼 반송 기구(131B)→노광 장치(S4)의 순으로 반송된다.
노광 처리를 받은 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(131B)→선반 유닛(P6)의 전달 스테이지(TRS)→웨이퍼 반송 기구(131A)→선반 유닛(P6)의 가열 유닛→웨이퍼 반송 기구(131A)→선반 유닛(P6)의 온도 조절 유닛→웨이퍼 반송 기구(131A)→선반 유닛(P3)의 전달 유닛(TRS)→메인 아암(A2)→냉각 유닛→현상 유닛(131)→메인 아암(A2)→가열 유닛→메인 아암(A1)→선반 유닛(P1)의 전달 유닛(TRS)→트랜스퍼 아암(C)의 순으로 반송되고, 캐리어(C1)에 복귀되어 도포, 현상 처리가 완료된다.
다음에, 본 실시형태에 관계되는 레지스트 도포 유닛(134)이나 현상 유닛(131)에 웨이퍼(W)를 전달하는 기판 반송 수단으로서의 메인 아암(A1, A2)의 구성에 대해서 도 3을 이용하여 설명한다. 메인 아암(A1, A2)은 웨이퍼(W)를 수평 자세로 반송하기 위한, 예컨대 4개의 반송 아암(80)과, 이들의 반송 아암(80)을 이동시키기 위한 이동 기체(81)로 구성되어 있다. 각각의 반송 아암(80)은, 예컨대 웨이퍼(W)의 주연을 이면측으로부터 지지 가능하도록 말굽 형상을 갖고 있으며, 그 기단부가 각각 이동 기체(81) 내의 도시하지 않은 구동 기구에 부착되어 있고, 도 3 중에 도시한 R 방향으로 진퇴 자유롭게 구성되어 있다. 또한, 이동 기체(81)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 4개의 반송 아암(80)을 도면 중의 Z 방향 및 θ 방향으로 이동시키는 역할을 한다.
이들의 구성에 의해 메인 아암(A1, A2)은 반송 아암(80)의 R 방향으로의 진 퇴 및 θ 방향으로의 회전에 의해 수평면 내의 위치가 극좌표에 의해 결정되는 동시에, Z 방향으로의 승강에 의해 수직 방향의 위치가 결정된다. 즉, 각 반송 아암(80)의 위치는 R, θ, Z의 위치 좌표로 특정되고, 그 이동량의 제어는 각 축에 독립적으로 설치된 구동 기구의 동작을, 예컨대 인코더를 이용하여 제어함으로써 행해진다. 또한, 메인 아암(A1, A2)은 처리 공간을 구획하는 격벽(82)에 의해 주위를 둘러싸고 있으며, 각각의 격벽(82)에는 상하로 배열되는 반출입구(83)가 형성되어 있고, 각각의 반출입구(83)를 통해 각 단의 처리 유닛 내에 웨이퍼(W)의 반입출을 행하도록 되어 있다.
여기서, 본 발명에 관계되는 도포, 현상 장치는 전술한 메인 아암(A1, A2)으로부터 각 액 처리 유닛(P4, P5) 내에 설치되어 있는 기판 유지부로의 웨이퍼(W)의 전달 위치를 미리 학습시켜 두는 티칭 기능을 구비하고 있다. 이 티칭을 행하기 위한 구성에 관해서는 하부 반사 방지막 도포 유닛(133), 레지스트 도포 유닛(134), 현상 유닛(131) 등 중 어느 하나에 대해서도 공통이기 때문에, 레지스트 도포 유닛(134)[이하, 단지 도포 유닛(134)이라고 부름]을 예로 들어 설명을 행한다.
도 4는 도포 유닛(134)의 종단면도이다. 도포 유닛(134)은 스핀척(2)과, 컵체(23)와, 도포 노즐(24)과, 웨이퍼(W) 주연부에 도포된 레지스트액을 제거하기 위한 세정액 노즐(27)을 구비하고 있다.
스핀척(2)은 축부(21)를 사이에 두고 구동 기구(22)와 접속되어 있으며, 웨이퍼(W)의 이면을 수평 자세로 흡착 유지한 상태에서 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부로서의 역할을 한다. 컵체(23)는 스핀척(2)에 유지된 웨이퍼(W)의 측방 측 주위를 둘러싸도록 설치되어 있으며, 웨이퍼(W) 표면으로부터 비산(飛散)하는 레지스트액의 비산을 억제하는 역할을 한다. 도포 노즐(24)은 웨이퍼(W)의 표면과 대향하는 위치로부터 웨이퍼(W) 표면에 레지스트액을 공급하는 역할을 한다. 또한, 웨이퍼(W)의 하방측에는 웨이퍼(W)의 주연에 세정액을 공급하기 위한 세정액 노즐(27)이 설치되어 있다. 또한, 스핀척(2)의 이면측 아래방향에는 전달 수단으로서의 예컨대 3개의 지지핀(25)이 설치되어 있으며, 승강 기구(26)에 의해 승강하여 웨이퍼(W)를 지지하고, 메인 아암(A1, A2)과 스핀척(2) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하도록 구성되어 있다.
이러한 도포 유닛(134)의 동작에 대해서 간단히 설명하면, 웨이퍼(W)를 수평자세로 유지한 반송 아암(80)은 격벽(82)의 반출입구(83)를 통해 도포 유닛(134) 내에 진입하고, 예컨대 스핀척(2)의 기판 유지 영역의 상측 위치까지 이동한다. 그리고 승강하는 지지핀(25)과 협동하여 웨이퍼(W)를 스핀척(2)의 표면에 전달하고, 반송 아암(80)은 도포 유닛(134) 밖으로 반출입구(83)로부터 후퇴된다. 계속해서 도포 노즐(24)로부터 웨이퍼(W) 표면의 대략 중심부에 레지스트액을 공급하는 동시에 스핀척(2)을 수직축 둘레로 회전시켜 레지스트액을 웨이퍼(W) 표면에 퍼뜨리는 스핀 코팅을 행한다. 그런 후, 고속으로 웨이퍼(W)를 회전시켜 레지스트액을 스핀 건조시킨 후, 웨이퍼(W)를 더욱 회전시키면서 세정액 노즐(27)로부터 웨이퍼(W)의 주연에 세정액을 공급하여 주연부에 도포된 레지스트액을 제거하는 엣지 린스를 행한다. 이러한 순서로 표면에 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 먼저 설명한 순서와 반대의 경로를 통해 도포 유닛(134)으로부터 반출된다.
계속해서, 전술한 메인 아암(A1, A2)에 티칭을 행하기 위한 구성에 대해서 도 5∼도 7을 참조하면서 설명한다. 도 5는 전술한 티칭을 행하기 위한 개략의 장치 구성을 도시한 사시도이며, 도 6은 티칭을 행하는 기능에 관하여 각 기기의 전기적인 관계를 도시한 블록도이다. 또한, 도 7은 티칭을 행할 때에 이용되는 가속도 센서(4)나 이 센서(4)를 구비한 지그(12)의 구성을 도시한 설명도이다.
본 실시형태에서는 도 5에 도시하는 바와 같이 처리 대상의 웨이퍼(W)와 대략 동일 형상의 지그(12)를 이용하여 티칭을 행하도록 구성되어 있다. 지그(12)의 대략 중심(오리엔테이션 플랫을 제외한 원의 중심)에는 계측 유닛(11)이 부착되 있으며, 계측 유닛(11)으로써 얻어진 데이터를 도포, 현상 장치 내의 각 기기의 동작을 통괄 제어하는 제어부(31)에 대하여 무선 통신에 의해 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 도면 중 51이나 52는 제어부(31)로부터의 제어 명령에 기초하여 도포 유닛(134) 내의 스핀척(2)이나 메인 아암(A1, A2)의 동작을 컨트롤하기 위한 유닛 컨트롤러 및 아암 컨트롤러이다.
다음에 도 6을 참조하면서 계측 유닛(11)의 전기적 구성에 대해서 설명한다. 틀 안에 나타내는 바와 같이, 계측 유닛(11)은 지그(12) 내의 미리 설정된 계측 위치에 있어서의 원심 가속도를 계측하는 가속도 센서(4)와, 계측 유닛(11)의 동작을 통괄 제어하는 CPU(13)와, CPU(13)를 작동시키기 위한 각종 프로그램을 저장한 프로그램 저장부(14)와, 가속도 센서(4)로써 얻어진 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하기 위한 A/D 변환기(15)와, 변환된 디지털 데이터를 일시적으로 기억하는 버퍼로서의 메모리(16)와, 도포, 현상 장치측의 제어부(31)와의 무선 통신을 행 하기 위한 안테나(18)와, 이 안테나(18)에 의한 무선 통신을 제어하는 통신 제어부(17)를 구비한 소형의 마이크로 컨트롤러로서 구성되어 있다.
전술한 계측 유닛(11)의 구성 중 가속도 센서(4)의 구체적인 구조와 가속도를 계측하는 원리에 대해서 도 7을 참조하면서 설명한다. 가속도 센서(4)는 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 예컨대 한 변이 약 5 mm, 두께가 1∼2 mm 정도인 각 프레임 링형의 고정부(41)와, 이 고정부(41)의 링 내에 배치된 각판형의 방추부(42)와, 고정부(41)의 내측면과 방추부(42)의 측면을 각각 접속하는 4개의 다리부(43)와, 각 다리부(43)의 상면에 부착된, 예컨대 피에조 저항 소자로 이루어지는 센서부(44)로 구성되어 있다. 도면 중 45는 고정부(41)로 둘러싸여지는 공간이다.
도 7(a)에 파선으로 나타내는 바와 같이 방추부(42)를 사이에 두고 대향하는 2개의 센서부(44)를 연결한 방향을 각각 X1 방향, Y1 방향으로 할 때, 가속도 센서(4)는, 예컨대 도 7(b)에 도시하는 바와 같이 지그(12)의 배향판(12a)와 평행한 방향을 X1 방향으로 하고, 이것에 직각인 방향을 Y1 방향으로 하며, 또한, 지그(12)의 대략 중심에 방추부(42)를 위치시켜 이 위치가 가속도의 계측 위치가 되도록 계측 유닛(11)의 내부에 부착되어 있다.
이러한 구성에 의해, 스핀척(2) 상에서 지그(12)를 회전시켜 방추부(42)에 원심력이 작용하면, 방추부(42)가 공간부(45)를 이동하여 각 다리부(43)에 이들이 기울에 대응한 응력이 발생한다. 센서부(44)는 그 응력을 검출하여, 검출한 응력(즉 가속도의 크기)에 대응하는 전기 신호를 A/D 변환기(15)를 향해서 출력하도록 구성되어 있다.
또한, 도 6에 도시한 프로그램 저장부(14)는 A/D 변환기(15)로써 디지털 데이터로 변환된 가속도 데이터에 기초하여, 이 데이터가 계측된 계측 위치로부터 스핀척(2)의 회전 중심까지의 거리(이하, 편심 거리라고 함)를 연산하는 연산부로서의 동작을 실행하기 위한 단계군을 구비한 컴퓨터 프로그램(「편심 거리 연산 프로그램」으로 표시되어 있음)을 저장하도록 구성되어 있다.
계속해서 도포, 현상 장치측의 전기적 구성에 대해서 설명한다. 도 6에 도시하는 바와 같이 도포, 현상 장치의 제어부(31)는 중앙 연산 처리 장치(CPU)(32)와, 프로그램 저장부(33)를 구비하고 있으며, 또한, 이 제어부(31)에는 이미 전술한 유닛 컨트롤러(51)나 아암 컨트롤러(52)에 덧붙여, 티칭의 결과 특정된 스핀척(2)의 회전 중심의 위치를 기억하는 기억 수단으로서의 메모리(34)와, 통신 제어부(35)의 부하로 계측 유닛(11)과의 무선 통신을 행하기 위한 안테나(36)와, 오퍼레이터에 사용자에게 각종 안내 표시를 하거나 소프트 스위치를 통해 사용자로부터의 지시를 접수하거나 하는 표시 조작부(37)가 접속되어 있다.
프로그램 저장부(33)는 계측 유닛(11)으로부터 취득한 데이터에 기초하여 스핀척(2)의 회전 중심의 위치를 구하는 위치 특정 수단으로서의 동작이나 이 동작을 포함하는 티칭 전체에 관계되는 동작을 실행하기 위한 단계군을 구비한 컴퓨터 프로그램(「회전 중심 특정 프로그램」, 「티칭 동작 실행 프로그램」으로 표시되어 있음)을 저장하는 역할을 한다. 또한, 프로그램 저장부(33)는, 예컨대 하드디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 수단에 의해 구성되 어 있다.
이상으로 설명한 구성에 기초하여 실행되는 티칭의 내용에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서는 웨이퍼(W)의 중심과 스핀척(2)의 회전 중심을 일치시키도록 전달 위치의 티칭이 행해진다. 이러한 동작 중, 우선 계측 유닛(11)을 이용하여 스핀척(2)의 회전 중심을 특정하는 수법에 대해서 설명한다. 도 8은 스핀척(2)에 전달된 지그(12) 상의 계측 유닛(11)의 움직임을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8(a)는 지그(12)의 중심과 스핀척(2)의 회전 중심을 일치시켜 얹어 놓은 상태를 나타내고 있다. 이 경우에는 계측 유닛(11)은 그 자리에서 회전하기 때문에, 계측 유닛(11) 내의 가속도 센서(4)에는 원심력은 거의 작용하지 않고, 원심 가속도는 검출되지 않는다. 이것에 대하여, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 지그(12)의 중심과 스핀척(2)의 회전 중심이 어긋나 있는 경우에는 계측 유닛(11)은 편심 거리(r)를 반경으로 하는 원을 그려 스핀척(2)의 회전 중심의 둘레를 회전한다. 여기서, 스핀척(2)의 각속도(ω)[rad/s]가 일정한 경우에는 계측 유닛(11) 내의 가속도 센서(4)[방추부(42)]에 작동하는 원심력(F)은 는「F＝mα＝mrω2」로 표시된다. m은 방추부(42)의 질량, α는 가속도 센서(4)에 작동하는 원심 가속도를 나타내고 있다. 즉, 계측 유닛(11)의 원심 가속도(α)는 「α＝rω2」가 되며, 그 크기는 편심 거리(r)에 비례하여 커져 간다.
여기서, 예컨대 도 7에 나타낸 Y1 방향을 스핀척(2)의 회전 방향, X1 방향을 이것에 직교하는 원심 방향에 일치하도록 지그(12)를 스핀척(2) 상에 전달하였다고 하면[도 8(b) 참조], 스핀척(2)을 각속도(ω)로 회전시킨 경우에 Y1 방향의 센서부(44)에는 가속도에 따른 강도를 나타내는 전기 신호가 얻어진다. 도 9는 이 전기 신호를 가속도로 환산하여 얻어진 경시 변화를 나타내고 있다. 도 9의 횡축은 시간축을 나타내고, 종축은 X1 방향, Y1 방향 각각에 대한 상대 가속도(RFC)(계측된 가속도의 중력 가속도에 대한 비)를 나타내고 있다.
도 8(b)와 같이 지그(12)를 전달하고, 일정한 각속도로 스핀척(2)을 회전시키면, 회전을 시작하고 부터의 시각(t1)에서 각 속도가 일정하게 도달한 후에는 Y1 방향으로는 정속 운동이 되기 때문에 도 9에 도시하는 바와 같이 가속도는 거의 계측되지 않는다. 이것에 대하여, X1 방향에 대해서, 편심 거리(r)에 비례한 크기의 원심 가속도가 검출된다. 여기서, 편심 거리(r)와 원심 가속도(α)와의 관계「α＝rω2」 및 계측된 RFC(「RFC＝α/g」 g; 중력 가속도)에 기초하여, 편심 거리(r)를 「r＝((RFC)×g)/(ω2)」의 관계식에 의해 구할 수 있다. 그러나, 스핀척(2)의 회전 중심의 위치가 특정되어 있지 않은 상태에서 Y1 방향을 스핀척(2)의 회전 방향에 일치시켜 지그(12)를 전달하는 것은 곤란하다. 즉 일반적으로는 Y1의 방향과 스핀척(2)의 회전 방향이 일치하지 않고, X1 방향뿐만 아니라 Y1 방향으로도 원심 가속도가 검출된다. 이러한 경우에는 가속도 센서(4)의 X1 방향으로 작동하는 원심력 「 FX1」과 Y1 방향으로 작동하는 원심력 「FY1」을 합성하였지만 「F＝(FX1 2＋FY1 2)1/2」가 가속도 센서(4) 전체에 작동하는 힘으로부터 「RFC＝(RFCX1 2＋RFCY1 2)1/2」(RFCX1, RFCY1은 각각 X1 방향, Y1 방향의 상대 가속도를 나타내고 있음)를 계산하고 나서, 이 RFC를 상기 식에 대입하여 편심 거리(r)를 구하면 좋다.
계측 유닛(11) 내의 연산 수단은 가속도 센서(4)에 의해 계측된 원심 가속도(RFC)를 전술한 각 식에 대입하여, 지그(12)가 전달된 위치에 있어서의 편심 거리를 연산하도록 구성되어 있다. 여기서 스핀척(2)의 각 속도(ω)는 미리 프로그램 저장부(14)에 기억해 두도록 구성하여도 좋고, 제어부(31)로부터의 무선 통신에 의해 취득하도록 구성하여도 좋다.
다음에, 전술한 수법에 의해 얻어진 편심 거리에 기초하여 스핀척(2)의 회전 중심을 특정하는 수법에 대해서 설명한다. 도 10은 스핀척(2)의 회전 중심의 위치를 특정하는 수법을 도시한 개념도이다.
도 10에 도시한 직교 좌표의(X2-Y2 좌표)는 반송 아암(80)의 반송 영역을 포함하는 제어부(31)에 의해 관리되는 좌표계의 좌표이며, 이 좌표계의 원점은, 예컨대 반송 아암(80)의 회전 중심 위치에 설정된다. 또한, 첨자 「2」는 도 7∼도 9에서 이용한 가속도 센서(4)에 의한 가속도의 검지 방향과 구별하기 위한 것이다.
이하, 스핀척(2)의 회전 중심을 구하는 순서를 설명한다.
(순서 1)
스핀척(2) 상의 적당한 위치[예컨대 지그(12)의 중심이 P1(x1, y1)이 되는 위치]에 지그(12)를 전달하여 스핀척(2)을 회전시키고, 계측 유닛(11)을 작동시키면 전달시의 계측 위치점(P1)으로부터 회전 중심까지의 편심 거리(r1)를 얻을 수 있다. 이것에 의해, 스핀척(2)의 회전 중심은 점(P1)에서 반경(r1)의 원(C1) 상 중 어느 하나의 점에 있다는 것을 알 수 있다.
(순서 2)
지그(12)를 적당한 위치[예컨대 지그(12)의 중심이 P2(x2, y2)가 되는 위치]로 어긋나게 하여 전달하고, 마찬가지로(P2)점까지의 편심 거리(r2)를 얻으면, 동일하게 스핀척(2)의 회전 중심은 점(P2)에서 반경(r2)의 원(C2) 상 중 어느 하나의 점에 있다. 즉 원(C1)과 원(C2)과의 교점(Pa, Pc) 중 어느 한쪽이 스핀척(2)의 회전 중심인 것이 예상된다.
(순서 3)
재차 적당한 위치[예컨대, 지그(12)의 중심이 P3(x3, y3)이 되는 위치]로 어긋나게 하여 지그(12)를 전달하고, 이 위치에 있어서의 편심 거리(r3)를 반경으로 하는 원(C3)을 얻으면, 원(C1)∼원(C3)의 3원의 교점(Pc)이 스핀척(2)의 회전 중심으로 특정된다. 교점(Pc)의 좌표는 이들 3원의 방정식을 연립시켜 푸는 것 등에 의해 구해지기 때문에, 구한 점 Pc(xc, yc)를 극좌표계로 변환함으로써, 지그(12)의 중심, 즉 웨이퍼(W)의 중심과 스핀척(2)의 회전 중심이 일치하는 위치를 이 웨이퍼(W)의 전달 위치로서 특정할 수 있다.
이상으로 설명한 (순서 1)∼(순서 3)에 있어서, 스핀척(2) 상에 지그(12)를 전달하는 위치는, 예컨대 지그(12)가 전달되는 위치(P1∼P3)를 미리 기억해 두고, 제어부(31)에 의해 구성되는 지시 수단에 의해, 반송 아암(80)의 동작을 자동적으로 컨트롤하도록 구성하여도 좋고, 오퍼레이터가 각 전달 위치를 그 때마다 지시하 도록 구성하여도 좋다.
이상으로 설명한 수법에 기초하여 본 실시형태에 관계되는 작용인 티칭의 동작에 대해서 설명한다. 도 11은 이 동작의 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다. 티칭을 시작하면(스타트), 지그(12)를 도포 유닛(134) 내에 반입하고, 스핀척(2) 상의 소정의 위치에 전달한다(단계 S101). 이 때 적재 횟수 「m＝1」의 카운트를 행한다(단계 S102). 계속해서 스핀척(2)의 회전을 시작하여, 일정 속도가 되면 계측 유닛(11)을 향해서 계측 개시 명령을 송신한다(단계 S103). 그리고 소정 시간 경과할 때까지 그 대로의 상태에서 대기한 후, 계측 종료 명령을 계측 유닛(11)을 향해서 송신하고, 그 후 스핀척(2)을 정지한다(단계 S104).
한편, 계측 유닛(11)측에서는(스타트), 제어부(31)로부터 계측 개시 명령을 수신하면, 가속도의 계측을 시작하고(단계 S111), 계측 종료 명령의 수신에 의해 계측을 종료한다(단계 S112). 그리고, 계측한 가속도 데이터로부터 회전 중심으로 부터의 편심 거리를 구하고, 그 결과를 제어부(31)에 송신하여(단계 S113) 동작을 종료한다(엔드).
여기서, 제어부(31)측은 계측 유닛(11)으로부터 편심 거리의 데이터를 수신하고(단계 S105), 적재 횟수의 카운터를 카운트업하여(단계 S106) 편심 거리의 수신을 3회 행하였는지 여부를 확인한다(단계 S107). 아직 3회에 달하고 있지 않은 경우에는(단계 S107; NO) 지그(12)를 얹어 놓은 위치를 어긋나게 하여 스핀척(2)에 다시 전달하고(단계 S108), 단계 S103∼S107, S111∼S113의 동작을 재차 실행하여 새로운 위치에서의 편심 거리를 수신한다.
편심 거리를 3회 수신하고 있는 경우에는(단계 S107; YES), 도 10에서 설명한 수법을 이용하여 스핀척(2)의 회전 중심을 구하고, 이 위치를 웨이퍼(W)의 전달 위치 데이터로서 기억하여(단계 S109) 동작을 종료한다(엔드). 이와 같이 하여 스핀척(2)의 회전 중심의 위치가 특정되면, 제어부(31)는 반송 아암(80)이 지지핀(25) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 때에는 반송 아암(80)에 유지되는 웨이퍼(W)의 중심 위치가 상기 중심 위치와 일치하도록 반송 아암(80)의 위치를 제어하게 된다. 또한, 스핀척(2)을 도 3에 도시한 R-θ면과 평행하게 이동 가능하도록 구성하고, 전달된 웨이퍼(W)의 중심에 스핀척(2)의 회전 중심을 일치시키도록 스핀척(2)을 이동시켜도 좋다.
본 실시형태에 의하면 이하와 같은 효과가 있다. 스핀척(2) 상에 전달한 지그(12)를 회전시켜 스핀척(2)의 회전 중심과 계측 위치 사이의 편심 거리를 구하고, 이것에 기초하여 스핀척(2)의 회전 중심의 위치를 특정하기 때문에, CCD 카메 라 등의 기기를 이용하여 회전 중심을 특정하는 경우 등과는 달리 저렴하며 고정밀도로 티칭 작업을 행할 수 있다.
또한, 3 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서, 계측 위치[지그(12)의 중심]을 중심으로 하고, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 3개의 원의 교점을 스핀척(2)의 회전 중심으로 하여 구하기 때문에, 화상 처리를 필요로 하지 않고, 계산기 부하도 적으며, 비교적 저렴한 계산기로 단시간에 이들의 동작을 행하는 것이 가능해진다.
또한, 스핀척(2)의 회전 중심을 특정하는 수법은 전술한 것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 10에서 설명한 수법에 의해 원(C1)과 원(C2)과의 2개의 원의 2 교점(Pa, Pc)을 특정하고, 다음 계측 위치[지그(12)의 중심]가 이들의 2 교점 중 어느 한쪽과 일치하도록 지그(12)를 다시 전달하고 나서 스핀척(2)을 회전시켜, 계측된 원심 가속도가 0이 되었는지 여부를 확인함으로써, 3회 째에 지그(12)를 전달한 위치가 회전 중심인지 여부를 확인하도록 구성하여도 좋다. 계측된 원심 가속도가 0이었던 경우에는 그 위치가 회전 중심으로서 특정되고, 그렇지 않은 경우에는 다른 한 쪽의 교점이 회전 중심인 것을 알 수 있다. 또한, 이러한 수법에 의해 회전 중심의 위치를 판단하는 경우에는 원심 가속도가 0이 되었는지 여부를 확인하는 경우에 한정되지 않고, 미리 정해진 계측된 원심 가속도가 미리 정해진 규정값 이하인지 여부를 확인하도록 구성하여도 좋다. 어느 정도의 오차를 허용하여 회전 중심을 구하는 경우에 유효한 수법이 된다.
또한, 피에조식 가속도 센서(4)와 같은 소형의 소자를 계측 수단으로 하여 지그(12)에 부착하는 효과로서는, CCD 카메라 등 스핀척(2)의 회전 중심을 특정하기 위한 특별한 기기의 부착 스페이스를 기판 처리 장치 내에 설치할 필요가 없고, 장치의 소형화에 한층 기여할 수 있다. 단지, 지그(12) 상에 부착되는 가속도 센서는 피에조식에 한정되지 않고, 예컨대 정전 용량식 가속도 센서 등이어도 좋다.
또한, 계측 유닛(11)과 제어부(31) 사이에서의 데이터 교환을 무선 통신에 의해 행함으로써, 이들 사이를 배선 접속할 필요가 없어지며, 회전하는 스핀척(2) 상에서 실시간으로 데이터를 취득할 수 있다. 또한, 편심 거리나 원심 가속도의 데이터를 무선 통신에 의해 제어부(31)에 출력하는 대신에, 계측 유닛(11)으로써 취득한 데이터를 메모리(16)에 기억시켜 두고, 뒤에서 제어부(31)와 접속하여 이들의 데이터를 취입하도록 구성하여도 좋다. 또한, 계측 유닛(11)과 제어부(31)와의 데이터 전달은 유선으로써 행하여도 물론 좋다.
또한, 계측 유닛(11)에 편심 거리를 구하는 연산 수단으로서의 기능을 갖게 함으로써, 편심 거리의 연산과 스핀척(2)의 회전 중심을 특정하는 계산을 분산하여 행하는 것이 가능해지며, 제어부(31)의 부하가 경감된다. 단지, 편심 거리를 연산하는 기능을 계측 유닛(11)이 아니라 제어부(31)에 갖게 하여도 물론 좋다.
또한, 지그(12)를 웨이퍼(W)와 동일 형상으로 함으로써, 지그(12)를 스핀척(2)에 전달하는 특별한 장치를 필요로 하지 않고, 기존의 반송 아암(80)을 사용하여 그대로 티칭을 행할 수 있다.
다음에 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 7에 도시한 가속도 센서(4)는 도 7 중 Z1 방향으로의 가속도에 대해서도 계측할 수 있다. 가속도 센서(4)의 이 특성을 이용하여 제2 실시형태에서는 도 3에 도시한 Z 방향(수직 방향)의 전달 위치에 대한 티칭을 행하도록 구성되어 있다.
제2 실시형태에 관계되는 각 기기의 구성은 도 1∼도 7에서 설명한 것과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 도 12는 제2 실시형태에 관계되는 티칭의 내용을 설명하기 위한 측면도이다. 도 12(a)는 웨이퍼(W)를 유지한 반송 아암(80)이 도포 유닛(134) 내에 진입하여, 스핀척(2)의 상측으로 정지된 상태를 나타내고 있다. 이 때의 웨이퍼(W) 저면의 Z 방향의 위치를 Zo으로 하고, 스핀척(2)의 상측으로 돌출하여 대기하고 있는 지지핀(25)의 선단부 위치를 Zt로 한다. 웨이퍼(W)를 스핀척(2)에 전달하기 위해 반송 아암(80)을 하강시키고, 웨이퍼(W)의 하면이 Zt에 도달하였을 때에 지그(12)는 지지핀(25)에 전달된다. 그러나, 웨이퍼(W)가 이 위치에 도달하기 전에 반송 아암(80)을 후퇴시키면, 웨이퍼(W)는 반송 아암(80)에 유지된 채로 도포 유닛(134) 밖으로 반출되기 때문에 스핀척(2)에 웨이퍼(W)를 전달할 수 없게 된다.
여기서, 제2 실시형태에서는 웨이퍼(W) 대신에 지그(12)를 유지한 상태에서 도 12의 동작을 실행시키고, 이 동작에 의해 계측된 도 7에 도시하는 Z1 방향의 가속도에 기초하여 지지핀(25)으로의 웨이퍼(W)의 전달 위치를 특정하도록 구성되어 있다.
도 13은 도 12에서 설명한 동작으로써 관찰되는 Z1 방향의 가속도의 경시 변 화도이다. 도 13의 횡축은 시간축을 나타내고, 종축은 상대 가속도(RFC)를 나타내고 있다. 도 13은 Z0의 위치에서 지그(12)의 하면을 유지하고 있는 반송 아암(80)에 대해서, 시각(t0)에서 일정 속도로 하강을 시작하고, 시각(t1)에서 지그(12)의 하면이 Zt의 위치에 도달하였을 때에 관측되는 가속도의 경시 변화이다.
도 13에 의하면, 시각(t0)에 있어서 하강을 시작한 지그(12)가 일정 속도에 도달하기까지의 타이밍과, 시각(t1)에 있어서 지그(12)가 지지핀(25)에 전달된 직후의 타이밍으로 가속도 변화의 피크를 확인할 수 있다. 이들 중 시각(t1)에 있어서는 지그(12)의 이동 속도가 순간에 0이 되기 때문에, 이동 방향과는 반대 방향의 급격한 피크를 확인할 수 있다. 여기서, 제어부(31)는 티칭 중의 각 시각에서의 반송 아암(80)의 위치를 기억해 두고, 계측 유닛(11)으로부터 이 기간 중의 가속도 데이터를 취득하여, 이동 방향과는 반대 방향의 가속도가 계측된 시점에서의 반송 아암(80)의 위치를 지지핀(25)에의 웨이퍼(W)의 전달 위치와 특정하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 계측 유닛(11)은 계측한 가속도 데이터를 그대로 제어부(31)에 송신하는 점이 편심 거리를 산출하여 송신하는 제1 실시형태와는 다르다.
이상으로 설명한 수법에 기초하여 제2 실시형태에 관계되는 작용인 티칭 동작에 대해서 설명한다. 도 14는 이 동작의 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다. 티칭을 시작하면(스타트), 지그(12)를 도포 유닛(134) 내에 반입하여 스핀척(2) 상측의 소정의 위치(도 12의 Z0의 위치)에서 정지한다(단계 S201). 그리고 계측 유닛(11)에 계측 명령을 송신하고(단계 S202), 소정 속도로 반송 아암(80)을 하강시키면서 계측 유닛(11)으로부터 가속도 데이터를 수신한다(단계 S203).
한쪽 계측 유닛(11)측에서는 제어부(31)로부터 계측 개시 명령을 수신하면 가속도의 계측을 시작하고(단계 S211), 계측한 가속도의 데이터를 실시간으로 제어부(31)에 송신한다(단계 S212). 이것에 대하여 제어부(31)측에서는 미리 결정된 소정의 위치[예컨대 지그(12)를 지지핀(25)에 전달한 후인 것을 알 수 있는 소정의 위치]에서 반송 아암(80)을 정지하고, 계측 종료 명령을 계측 유닛(11)에 송신한다(단계 S204). 이 명령을 수신한 계측 유닛(11)측에서는 가속도의 계측을 종료하여(단계 S213) 동작을 종료한다(엔드).
한편, 제어부(31)측에서는 반송 아암(80)의 이동 방향과는 반대 방향의 가속도 변화가 계측된 시각에 기초하여 지그(12)의 전달 위치를 특정하여 기억하고(단계 S205) 동작을 종료한다(엔드).
이 제2 실시형태에 의하면, 스핀척(2)에의 전달 위치(도 3의 R-θ 방향)의 티칭을 행하는 지그(12)를 이용하여, 반송 아암(80)으로부터 지지핀(25)에의 전달 위치(도 3의 Z 방향)의 티칭을 행하는 것도 가능해지기 때문에, 별도 Z 방향의 티칭을 행하는 설비를 필요로 하지 않으므로 가격 대 성능비(cost performance)가 좋다. 또한, 상기한 예와는 반대로 지지핀(25)에 지지된 지그(12)의 하측으로부터 반송 아암(80)을 상승시켜, 지지핀(25)으로부터 반송 아암(80)에 지그(12)가 전달된 시점에서의 하향 가속도가 계측된 시각에 기초하여 지그(12)의 전달 위치를 특정하도록 구성하여도 좋다. 또한, 상기한 예에서는 지지핀(25)을 통해 스핀척(2)에 웨 이퍼(W)를 전달하는 구성의 도포 유닛(134)에 대해서 설명하였지만, 지지핀(25)을 이용하지 않고서 직접 스핀척(2)에 웨이퍼(W)를 전달하는 경우에도 전술한 수법은 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관계되는 도포, 현상 장치의 평면도.
도 2는 상기 도포, 현상 장치의 사시도.
도 3은 상기 도포, 현상 장치의 기판 반송 수단을 도시한 사시도.
도 4는 상기 도포, 현상 장치에 삽입되는 도포 유닛을 도시한 종단면도.
도 5는 기판의 전달 위치를 미리 취득하는 티칭에 관계되는 기기의 구성을 도시한 사시도.
도 6은 상기 티칭에 관계되는 기기의 전기적 구성을 도시한 블록.
도 7은 상기 티칭으로써 이용되는 가속도 센서의 구성 및 이 가속도 센서가 부착된 지그에 대한 설명도.
도 8은 스핀척 상에 전달된 지그 상의 가속도 센서의 움직임을 도시한 개념도.
도 9는 스핀척 상에서 회전하는 지그로써 계측된 가속도의 경시 변화의 일례를 도시한 그래프.
도 10은 본 실시형태에 관계되는 지그를 이용하여 스핀척의 회전 중심을 특정하는 수법을 도시한 설명도.
도 11은 티칭의 동작 흐름을 도시한 흐름도.
도 12는 제2 실시형태에 관계되는 티칭의 형상을 나타낸 측면도.
도 13은 제2 실시형태로 계측되는 가속도 경시 변화의 일례를 도시한 그래프.
도 14는 제2 실시형태에 관계되는 티칭의 동작 흐름을 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
W : 웨이퍼
2 : 스핀척
4 : 가속도 센서
11 : 계측 유닛
12 : 지그
12a : 오리엔테이션 플랫
13 : 중앙 연산 처리 장치(CPU)
14 : 프로그램 저장부
15 : A/D 변환기
16 : 메모리
17 : 통신 제어부
18 : 안테나
21 : 축부
22 : 구동 기구
23 : 컵체
24 : 도포 노즐
25 : 지지핀
26 : 승강 기구
27 : 세정액 노즐
31 : 제어부
41 : 고정부
42 : 방추부
43 : 다리부
44 : 센서부
45 : 공간부
51 : 유닛 컨트롤러
52 : 아암 컨트롤러
80 : 반송 아암
81 : 이동기체
82 : 격벽
83 : 반출입구

Claims (20)

  1. 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 처리를 행하는 처리 유닛을 구비하고, 상기 기판 유지부에 대한 기판 반송 수단에 의한 기판의 전달 위치 데이터를 미리 취득해 두는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판 반송 수단에 의해 상기 기판 유지부에 전달되는 지그와,
    상기 지그를 유지한 상기 기판 유지부를 일정한 각속도로 회전시킨 경우의, 상기 지그 내에서의 계측 위치의 원심 가속도를 계측하는 계측 수단과,
    이 계측 수단에 의해 계측된 원심 가속도에 기초하여, 상기 기판 유지부의 회전 중심으로부터 상기 계측 위치까지의 편심 거리를 연산하는 연산 수단과,
    상기 기판 유지부로의 지그의 전달 위치를 변경하여, 2 지점의 다른 전달 위치에서 얻어진 편심 거리와, 상기 2 지점 이외의 전달 위치에서 얻어진 원심 가속도 또는 편심 거리에 기초하여 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 위치 특정 수단과,
    기판의 중심과 상기 기판 유지부의 회전 중심이 일치하는 위치를 상기 기판의 전달 위치 데이터로서 기억하는 기억 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 특정 수단은 3 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서, 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하여, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하고, 그 결과 얻어진 3개의 원의 교점을 상기 회전 중심의 위치로서 특정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치 특정 수단은 2 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하고, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하며, 그 결과 얻어진 2개의 원의 2 교점 중 한쪽과 다음 계측 위치가 일치하도록 지그를 다시 전달하고 나서 상기 기판 유지부를 회전시켜 상기 계측 위치에서 계측된 원심 가속도가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하인 경우에는 그 위치를 기판 유지부의 회전 중심으로 하여 특정하고, 그 계측 결과가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하가 아닌 경우에는 다른 교점을 회전 중심으로 하여 특정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 특정 수단으로써 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정할 때에, 상기 기판 반송 수단에 지그의 전달 위치를 지시하는 지시 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연산 수단은 상기 지그 상에서 상기 계측 수단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측 수단 또는 상기 연산 수단은 원심 가속도 또는 편심 거리의 데이터를 무선 통신에 의해 상기 위치 특정 수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지그는 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판과 동일 형상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 계측 수단은 계측 위치가 상기 지그의 중심에 위치하도록 상기 지그에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측 수단은 피에조식 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 유지부의 상측 위치에서 기판을 수취하고, 하강하여 상기 기판 유지부 상에 기판을 얹는 승강 가능한지지 부재 또는 기판 유지부 자체를 기판의 전달 수단으로서 구비하며, 상기 기판 반송 수단은 일정 속도로 상승 또는 하강하여, 상기 전달 수단과 상호 간섭하지 않도록 교차함으로써 상기 전달 수단 사이에서 기판을 전달하고,
    상기 계측 수단은 상기 지그가 수직 방향으로 이동할 때의 가속도를 계측하는 기능을 더 가지며,
    상기 기판 반송 수단의 이동 방향과는 반대 방향의 가속도가 계측된 시점에 서의 상기 기판 반송 수단의 위치에 기초하여, 상기 기판 반송 수단과 상기 전달 수단 사이의 수직 방향에 있어서의 기판의 전달 위치를 특정하는 제2 위치 특정 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 처리를 행하는 처리 유닛 내의 상기 기판 유지부에 대한 기판 반송 수단에 의한 기판의 전달 위치 데이터를 미리 취득해 두는 기판 전달 위치의 조정 방법에 있어서,
    상기 기판 반송 수단에 의해 상기 기판에 지그를 전달하는 단계와,
    상기 지그를 유지한 상기 기판 유지부를 일정한 각속도로 회전시킨 경우의, 상기 지그 내에서의 계측 위치의 원심 가속도를 계측하는 단계와,
    상기 계측 수단에 의해 계측된 원심 가속도에 기초하여, 상기 기판 유지부의 회전 중심으로부터 상기 계측 위치까지의 편심 거리를 연산하는 단계와,
    상기 기판 유지부로의 지그의 전달 위치를 변경하여, 2 지점의 다른 전달 위치에서 얻어진 편심 거리와, 상기 2 지점 이외의 전달 위치에서 얻어진 원심 가속도 또는 편심 거리에 기초하여 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 단계와,
    기판의 중심과 상기 기판 유지부의 회전 중심이 일치하는 위치를 상기 기판의 전달 위치 데이터로서 기억하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 단계는 3 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하고, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하며, 그 결과 얻어진 3개의 원의 교점을 상기 회전 중심의 위치로서 특정하는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 단계는 2 지점의 다른 전달 위치의 각각에 대해서, 지그 전달시의 계측 위치를 중심으로 하고, 그 전달 위치에 대응하는 편심 거리를 반경으로 하는 원을 구하며, 그 결과 얻어진 2개의 원의 2 교점의 한쪽과 다음 계측 위치가 일치하도록 지그를 다시 전달하고 나서 상기 기판 유지부를 회전시켜 상기 계측 위치에서 계측된 원심 가속도가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하인 경우에는 그 위치를 기판 유지부의 회전 중심으로 하여 특정하고, 그 계측 결과가 0 혹은 미리 정해진 규정값 이하가 아닌 경우에는 다른 교점을 회전 중심으로 하여 특정하는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정하는 단계에서 상기 기판 유지부의 회전 중심의 위치를 특정할 때에, 상기 기판 반송 수단에 지그의 전달 위치를 지시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원심 가속도를 계측하는 단계는 상기 지그에 부착된 가속도 센서에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지그는 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판과 동일 형상인 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 지그는 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판과 동일형상이며, 상기 가속도 센서는 계측 위치가 상기 지그의 중심에 위치하도록 상기 지그에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 가속도 센서는 피에조식 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  19. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 유지부의 상측 위치에서 기판을 수취하고, 하강하여 상기 기판 유지부 상에 기판을 얹는 승강 가능한지지 부재 또는 기판 유지부 자체로 이루어지는 기판의 전달 수단에 대하여, 상기 기판 반송 수단이 일정 속도로 상승 또는 하강하며, 상기 전달 수단과 상호 간섭하지 않도록 교차함으로써 상기 전달 수단 사이에서 기판을 전달하는 단계와,
    상기 지그가 수직 방향으로 이동할 때의 가속도를 계측하는 단계와,
    상기 기판 반송 수단의 이동 방향과는 반대 방향의 가속도가 계측된 시점에서의 상기 기판 반송 수단의 위치에 기초하여, 이 기판 반송 수단과 상기 전달 수단 사이의 수직 방향에 있어서의 기판의 전달 위치를 특정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 전달 위치의 조정 방법.
  20. 수직축 둘레로 회전 가능한 기판 유지부에 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 처리를 행하는 처리 유닛을 구비하고, 상기 기판 유지부에 대한 기판 반송 수단에 의한 기판의 전달 위치 데이터를 미리 취득해 두는 기판 처리 장치에 이용되는 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 프로그램은 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 기판 전달 위치의 조정 방법을 실행하기 위해 단계가 편성되어 있는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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