JP2018121007A - 基板搬送装置、検出位置較正方法および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a),(b),(c)は第1の実施の形態に係る基板搬送装置500の平面図、側面図および正面図である。
図2は複数の検出器S1〜S6の位置関係を示す図である。図2において、図1(a)の回転部材520上でハンドH1,H2の進退方向に平行なY軸とハンドH1,H2の進退方向に直交するX軸とを有するXY座標系が定義される。ハンドH1,H2が進退初期位置にあるときのハンドH1,H2の基準位置をXY座標系の原点Oとする。設計上では、複数の検出器S1〜S6は、基準基板WRと同じ半径を有する円上に配置される。検出器S1〜S6の設計上の位置を設計位置と呼ぶ。検出器S1〜S6の設計位置の座標(以下、設計座標と呼ぶ。)をそれぞれ(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5)および(X6,Y6)とする。ハンドH1,H2に取り付けられる案内治具541,542に基準基板WRが当接すると、基準基板WRの中心は基準位置の座標(0,0)に一致する。この場合、ハンドH1,H2が進退初期位置から一定距離前進すると、検出器S1〜S6は基準基板WRの外周部上にそれぞれ位置する。
(x2,y2)=(X2,Y4+Yoff2)
(x3,y3)=(X3,Y3+Yoff3)
(x4,y4)=(X4,Y4+Yoff4)
(x5,y5)=(X5,Y5+Yoff5)
(x6,y6)=(X6,Y6+Yoff6)
検出器S1〜S6の設計座標(X1,Y1)〜(X6,Y6)は既知である。本例では、基準基板WRを保持するハンドH1を用いて検出器S1〜S6の実座標(x1,y1)〜(x1,y6)を算出するものとする。検出器S1〜S6の実座標(x1,y1)〜(x6,y6)は、例えば、基準基板WRを保持するハンドH1が進退初期位置から前進したときの検出器S1〜S6の検出信号および後述する上ハンドエンコーダ526の出力信号に基づいて算出される。具体的には、ハンドH1が進退初期位置から前進するときに検出器S1,S2の検出信号が入光状態から遮光状態に切り替わるタイミングに基づいて実座標(x1,y1),(x2,y2)を算出することができ、検出器S3〜S6の検出信号が遮光状態から入光状態に切り替わるタイミングに基づいて実座標(x3,y3)〜(x6,y6)を算出することができる。次に、検出器S1〜S6の実座標(x1,y1)〜(x1,y6)および設計座標(X1,Y1)〜(X6,Y6)を用いて上式よりオフセットYoff1〜Yoff6を算出することができる。
図4は基板搬送装置500の制御系の構成を示すブロック図である。図4に示すように、基板搬送装置500は、上下方向駆動モータ511、上下方向エンコーダ512、水平方向駆動モータ513、水平方向エンコーダ514、回転方向駆動モータ515、回転方向エンコーダ516、上ハンド進退用駆動モータ525、上ハンドエンコーダ526、下ハンド進退用駆動モータ527、下ハンドエンコーダ528、複数の検出器S1〜S6、搬送制御部550および操作部529を含む。
図5は搬送制御部550の機能的な構成を示すブロック図である。搬送制御部550は、動作モード切替部50、検出座標算出部51、オフセット算出部52、オフセット記憶部53、設計座標記憶部54、検出座標補正部55、移動制御部56、座標情報記憶部57および座標情報補正部58を含む。搬送制御部550は、CPU(中央演算処理装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)および記憶装置により構成される。CPUがROMまたは記憶装置等の記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、搬送制御部550の各構成要素の機能が実現される。なお、搬送制御部550の一部またはすべての構成要素が電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。
図6は基板搬送装置500の動作を示すフローチャートである。使用者は、図4の操作部529を用いて基板搬送装置500の動作モードを検出位置較正動作または基板搬送動作のいずれか一方に設定する。動作モードを検出位置較正動作に設定する場合には、使用者は、ハンドH1またはハンドH2に案内治具541,542を取り付けるとともに、ハンドH1またはハンドH2の基準位置に基準基板WRを載置する。以下、ハンドH1を用いた検出位置較正動作について説明する。
本実施の形態に係る基板搬送装置500においては、検出位置較正動作時に、基準基板WRを保持するハンドH1(またはハンドH2)が回転部材520に対して前進または後退する。このとき、複数の検出器S1〜S6の検出信号に基づいて複数の検出器S1〜S6の設計座標と複数の検出器S1〜S6の実座標とのずれ量がオフセットとして算出される。基板搬送動作時に、複数の検出器S1〜S6の検出座標がオフセットに基づいて補正される。それにより、ハンドH1(またはハンドH2)上の基板の位置が正確に検出される。また、検出座標に基づいて座標情報の載置座標が補正され、ハンドH1(またはハンドH2)により保持された基板が補正後の載置座標に基づいて搬送される。したがって、複数の検出器S1〜S6の設計位置と実位置との間にずれがある場合でも、基板を所定の位置に搬送することができる。その結果、基板Wの搬送精度の向上が可能となる。
第2の実施の形態に係る基板搬送装置500が第1の実施の形態に係る基板搬送装置500と異なるのは、検出位置較正動作において検出器S1〜S6のX軸方向のずれを補正する点である。第2の実施の形態に係る基板搬送装置500の全体の構成および搬送制御部550の構成は、図1、図4および図5に示す構成と同様である。
図8(b)に示すように、基準基板WRがハンドH1の右位置にある場合、X座標x3における検出器S3と基準基板WRの外周部とのずれ量をf2とする。この場合、検出器S3と同じX座標x3における基準基板WRの外周部のY座標は(y3−f2)となる。基準基板WRの外周部の座標(x3,y3−f2)は、基準基板WRの中心Cを中心とする半径Rの円上にある。基準基板WRの中心Cの座標は(Nx2,Ny2)であるため、次式が成立する。
ずれ量f1,f2は、ハンドH1を進退初期位置から前進するときに検出器S3の検出信号が遮光状態から入光状態に切り替わるタイミングに基づいて検出することができる。そのため、上式(1),(2)において、Nx1、Ny1、Nx2、Ny2、f1、f2およびRは既知である。したがって、上式(1),(2)の連立方程式の解を求めることにより、検出器S3の実座標(x3,y3)を算出することができる。同様にして、検出器S1,S2,S4〜S6の実座標(x1,y1),(x2,y2),(x4,y4)〜(x6,y6)を算出することができる。検出器S1〜S6の設計座標に対する実座標のずれ量のうちX軸方向のずれ量をオフセットXoff1〜Xoff6と呼び、Y軸方向のずれ量をオフセットYoff1〜Yoff6と呼ぶ。
(x2,y2)=(X2+Xoff2,Y4+Yoff2)
(x3,y3)=(X3+Xoff3,Y3+Yoff3)
(x4,y4)=(X4+Xoff4,Y4+Yoff4)
(x5,y5)=(X5+Xoff5,Y5+Yoff5)
(x6,y6)=(X6+Xoff6,Y6+Yoff6)
したがって、検出器S1〜S6の実座標(x1,y1)〜(x6,y6)と設計座標(X1,Y1)〜(X6,Y6)との差を算出することにより、X軸方向のオフセットXoff1〜Xoff6およびY軸方向のオフセットYoff1〜Yoff6を算出することができる。
本実施の形態に係る基板搬送装置500においては、複数の検出器S1〜S6の設計位置と実位置との間にX軸方向およびY軸方向のずれがある場合でも、X軸方向のオフセットXoff1〜Xoff6およびY軸方向のオフセットYoff1〜Yoff6に基づいてハンドH1,H2上の基板の位置を正確に検出することができる。それにより、基板を所定の位置に正確に搬送することができ、基板Wの搬送精度のさらなる向上が可能となる。
ハンドH1,H2の移動速度により検出器S1〜S6からの検出信号の出力タイミングと上ハンドエンコーダ526または下ハンドエンコーダ528からの信号の出力タイミングとの間の時間ずれが異なる。例えば、ハンドH1,H2の移動速度が高いほど時間ずれが長くなる。それにより、ハンドH1,H2の移動速度が異なると、算出されるオフセットが異なる。そこで、ハンドH1,H2の移動速度に依存して変化するオフセットが検出器S1〜S6の各々について予め記憶される。
図10は第1または第2の実施の形態に係る基板搬送装置を備えた基板処理装置の模式的平面図である。図10および図11以降の図面には、位置関係を明確にするために互いに直交するU方向、V方向およびW方向を示す矢印を付している。U方向およびV方向は水平面内で互いに直交し、W方向は鉛直方向に相当する。
(a)上記の実施の形態において、基板搬送装置500のハンドは、基板の裏面を吸着する機構の代わりに、基板の外周端部に当接することにより基板の外周端部を保持する機構を有してもよい。基板の外周端部を保持するハンドによれば、基板の外周端部との当接部分が磨耗することにより、基板が基準位置からずれた状態でハンドにより保持される可能性がある。この場合、本来載置されるべき位置からずれた位置に基板が載置される可能性がある。このような場合でも、検出位置較正動作により算出されたオフセットに基づいてハンドに保持された基板の位置を正確に検出することができる。その結果、本来載置されるべき位置に基板を正確に載置することが可能となる。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
Claims (11)
- 基板を搬送する基板搬送装置であって、
可動部と、
前記可動部を移動させる第1の駆動部と、
基板を保持するように構成された保持部と、
前記保持部を前記可動部に対して第1の方向に移動させる第2の駆動部と、
前記保持部により移動される基板の外周部の複数の部分をそれぞれ検出するように設けられた複数の検出器と、
前記第1および第2の駆動部を制御する搬送制御部とを備え、
前記搬送制御部は、
検出位置較正動作時に、前記第2の駆動部により前記可動部に対して前記保持部を移動させるとともに前記複数の検出器の出力信号に基づいて前記複数の検出器の設計位置と前記複数の検出器の実際の位置とのずれ量を算出するずれ量算出部と、
基板搬送動作時に、前記複数の検出器の出力信号および前記ずれ量算出部により算出されたずれ量に基づいて前記保持部における基板の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部により検出された位置に基づいて前記第1および第2の駆動部を制御する移動制御部とを含む、基板搬送装置。 - 前記ずれ量は、前記第1の方向における前記複数の検出器の設計位置と前記複数の検出器の実際の位置とのずれ量を示す第1のオフセットを含む、請求項1記載の基板搬送装置。
- 前記保持部は、予め定められた基準位置を有し、前記検出位置較正動作時に、基準基板を前記基準位置に保持するように構成され、
前記ずれ量算出部は、前記検出位置較正動作時に、前記基準基板を前記基準位置で保持する前記保持部を移動させるとともに前記複数の検出器の出力信号に基づいて前記第1のオフセットを算出する、請求項2記載の基板搬送装置。 - 前記検出位置較正動作時に、前記保持部に取り付け可能な当接部材をさらに備え、
前記基準基板は、前記当接部材に当接することにより前記基準位置に位置決めされる、請求項3記載の基板搬送装置。 - 前記ずれ量は、前記第1の方向と交差する第2の方向における前記複数の検出器の設計位置と前記複数の検出器の実際の位置とのずれ量を示す第2のオフセットをさらに含む、請求項2記載の基板搬送装置。
- 前記保持部は、前記検出位置較正動作時に、基準基板を前記第2の方向において互いに異なる第1および第2の位置で保持するように構成され、
前記ずれ量算出部は、前記検出位置較正動作時に、前記基準基板を前記第1の位置で保持する前記保持部を移動させ、前記基準基板を前記第2の位置で保持する前記保持部を移動させ、前記基準基板を前記第1の位置で保持する前記保持部の移動時における前記複数の検出器の出力信号と前記基準基板を前記第2の位置で保持する前記保持部の移動時における前記複数の検出器の出力信号とに基づいて、前記第1および第2のオフセットを算出する、請求項5記載の基板搬送装置。 - 前記検出位置較正動作時に、前記保持部に取り付け可能な第1および第2の当接部材をさらに備え、
前記第1および第2の当接部材は、互いに異なるサイズを有し、
前記第1および第2の当接部材が前記保持部の第1および第2の部分にそれぞれ取り付けられかつ前記基準基板が前記第1および第2の当接部材に当接することにより前記基準基板が前記第1の位置に位置決めされ、前記第1および第2の当接部材が前記保持部の前記第2および第1の部分にそれぞれ取り付けられかつ前記基準基板が前記第1および第2の当接部材に当接することにより前記基準基板が前記第2の位置に位置決めされる、請求項6記載の基板搬送装置。 - 前記ずれ量算出部は、前記検出位置較正動作時に、前記保持部の移動速度に依存するずれ量を算出する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
- 前記搬送制御部は、
前記保持部が基板を所定の位置に載置するように前記移動制御部を制御するための制御情報を記憶する記憶部と、
前記基板搬送動作時に、前記保持部が基板を前記所定の位置に載置する前に、前記位置検出部により検出された位置に基づいて、前記保持部により載置されることになる基板の位置と前記所定の位置とのずれが相殺されるように前記制御情報を補正する制御情報補正部とをさらに含み、
前記移動制御部は、前記補正された制御情報に基づいて前記第1および第2の駆動部を制御する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板搬送装置。 - 基板搬送装置に設けられた複数の検出器により検出される基板の位置を較正する検出位置較正方法であって、
前記基板搬送装置は、
可動部と、
前記可動部を移動させる第1の駆動部と、
基板を保持するように構成された保持部と、
前記保持部を前記可動部に対して第1の方向に移動させる第2の駆動部と、
前記保持部により移動される基板の外周部の複数の部分をそれぞれ検出するように設けられた複数の検出器とを備え、
前記検出位置較正方法は、
検出位置較正動作時に、前記第2の駆動部により前記可動部に対して前記保持部を移動させるとともに前記複数の検出器の出力信号に基づいて前記複数の検出器の設計位置と前記複数の検出器の実際の位置とのずれ量を算出するステップと、
基板搬送動作時に、前記複数の検出器の出力信号および前記算出されたずれ量に基づいて前記保持部における基板の位置を検出するステップとを含む、検出位置較正方法。 - 基板に処理を行う基板処理装置であって、
基板を支持する支持部を有し、前記支持部により支持された基板に処理を行うように構成された処理ユニットと、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板搬送装置とを備え、
前記基板搬送装置の前記移動制御部は、前記第1および第2の駆動部を制御することにより基板を前記処理ユニットの前記支持部の所定の位置に搬送する、基板処理装置。
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