(57)【要約】【課題】基準位置に対する位置決め対象物の実空間における変位を、優れた精度で検出することのできる技術を提供する。【解決手段】位置決め対象物または位置決め対象物と一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から撮像対象物を検出し、画像内で検出された撮像対象物の位置に基づき、位置決め対象物の変位を検出する変位検出手段とを備え、変位検出手段は、画像内における撮像対象物の位置と所定の基準位置との距離に、画像内における撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値から位置決め対象物の変位量を求める変位検出装置である。【選択図】図７
2018028496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め対象物を移動位置決めする移動手段と、
前記位置決め対象物を撮像対象物として、または前記位置決め対象物の変位に伴い前記位置決め対象物と一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記画像から前記撮像対象物を検出し、前記画像内で検出された前記撮像対象物の位置に基づき、前記位置決め対象物の変位を検出する変位検出手段と
を備え、
前記変位検出手段は、前記画像内における前記撮像対象物の位置と所定の基準位置との距離に、前記画像内における前記撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値から前記位置決め対象物の変位量を求める変位検出装置。
【請求項２】
前記変位検出手段は、前記撮像対象物に対応して予め用意された基準画像に相当する領域を前記画像内で探索して、前記画像における前記撮像対象物の位置を検出する請求項１に記載の変位検出装置。
【請求項３】
前記画像内における前記撮像対象物の位置と当該位置に対応付けられた前記係数との関係を記憶する記憶手段を備え、
前記変位検出手段は、前記画像内における前記撮像対象物の位置と前記記憶手段に記憶された前記関係とに基づき、前記位置決め対象物の変位量を求める請求項１または２に記載の変位検出装置。
【請求項４】
前記撮像対象物の位置と前記係数との関係は、前記移動手段により複数の位置に順次位置決めされた前記撮像対象物を前記撮像手段が撮像した複数の画像から検出された、前記画像内における前記撮像対象物の位置と大きさとの関係に基づき予め求められている請求項３に記載の変位検出装置。
【請求項５】
前記変位検出手段は、前記画像内で検出された前記基準画像に相当する領域と前記基準画像との大きさの比に基づき前記係数を設定する請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項６】
前記変位検出手段は、前記画像内で検出された撮像対象物の大きさを検出し、検出結果に基づき前記係数を設定する請求項１または２に記載の変位検出装置。
【請求項７】
ワークを保持する保持手段と、
流体を吐出し前記ワークに供給するノズルと、
前記ノズルを前記位置決め対象物とする請求項１ないし６のいずれかに記載の変位検出装置と
を備える基板処理装置。
【請求項８】
前記変位検出手段により検出された前記ノズルの前記基準位置に対する変位量が所定の許容変位量を超えているか否かを判定する判定手段を備える請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
ワークを保持する保持手段と、
流体を吐出し前記ワークに供給するノズルと、
前記ノズルを移動位置決めする移動手段と、
前記ノズルを撮像対象物として、または前記ノズルの変位に伴い前記ノズルと一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記画像から前記撮像対象物を検出し、前記画像内で検出された前記撮像対象物の位置に基づき、前記ノズルの変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段により検出された前記ノズルの変位量が所定の許容変位量を超えているか否かを判定する判定手段と
を備え、
前記判定手段は、前記画像内における前記撮像対象物の位置と所定の基準位置との距離が、前記許容変位量に前記画像内における前記撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値を超えるとき、前記変位量が前記許容変位量を超えると判定する基板処理装置。
【請求項１０】
前記ノズルには円筒形部位が設けられ、
前記変位検出手段は、前記円筒形部位の両側面間の距離を前記画像から検出し、その検出結果に応じて前記係数を設定する請求項７ないし９のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１１】
移動手段により移動位置決めされる位置決め対象物の変位を検出する変位検出方法において、
前記位置決め対象物を撮像対象物として、または前記位置決め対象物の変位に伴い前記位置決め対象物と一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された前記画像から前記撮像対象物を検出し、前記画像内で検出された前記撮像対象物の位置に基づき、前記位置決め対象物の変位を検出する変位検出工程と
を備え、
前記変位検出工程では、前記画像内における前記撮像対象物の位置と所定の基準位置との距離に、前記画像内における前記撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値から前記基準位置に対する前記位置決め対象物の変位量を求める変位検出方法。
【請求項１２】
前記移動手段により複数の位置に順次位置決めされた前記撮像対象物を前記撮像手段が撮像した複数の画像から検出された前記画像内における前記撮像対象物の位置と大きさとの関係に基づき、前記撮像対象物の位置と前記係数との関係を決定する工程を、前記変位検出工程に先立って実行する請求項１１に記載の変位検出方法。
【請求項１３】
前記撮像対象物に対応して予め用意された基準画像に相当する領域を前記画像内で探索することで前記画像における前記撮像対象物の位置を検出し、検出された前記撮像対象物の大きさに応じて前記係数を設定する請求項１１または１２に記載の変位検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動位置決め可能な位置決め対象物の、基準位置に対する変位を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動位置決め可能な位置決め対象物の位置を検出する、あるいは位置決め対象物が指定された位置に位置決めされているか否かを判定するための技術として、カメラ等の撮像手段を使用して位置決め対象物を撮像し、画像解析によって画像内における位置決め対象物の位置を検出することが行われる。例えば特許文献１に記載の技術では、基板に対し移動可能に構成され処理液等を吐出する処理ノズルが位置決め対象物とされ、カメラにより撮像された画像中での処理ノズルの変位量に撮像倍率に応じた比例係数を乗じた値が近似的に実空間での変位量を表すものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５２４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のような基板処理装置においては、位置決め対象物たる処理ノズルの位置決めの良否は、予め指定された適正位置を基準位置としたときの位置決め対象物の変位量が許容範囲内に収まっているか否かによって判定される。このときに評価される変位量は、当然に実空間内のものでなければならない。
【０００５】
一方、撮像された画像内で検出される位置決め対象物の位置ずれ量、つまり基準位置との間の距離は、必ずしも実空間内での変位量とは一致しない。すなわち、位置決め対象物の移動態様や撮像手段との位置関係によって、画像内で検出される位置ずれ量の大きさと実空間実空間における変位量との間には非線形な関係がある。
【０００６】
例えば、実空間での変位量が同じであっても、位置決め対象物が撮像手段に比較的近い位置にあるときには画像内での変位も比較的大きくなるのに対し、より遠方にあるときには画像内での変位は小さくなる。したがって、位置決め手段と撮像手段との間の距離により、画像内での変位量を実空間での変位量に換算するための係数を異ならせる必要が生じる。このように、画像内での変位量に一定の比例係数を乗じて実空間での変位量とする方法では、検出精度が不十分となる場合があり得る。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基準位置に対する位置決め対象物の実空間における変位を、優れた精度で検出することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一の態様は、上記目的を達成するため、位置決め対象物を移動位置決めする移動手段と、位置決め対象物を撮像対象物として、または位置決め対象物の変位に伴い位置決め対象物と一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から撮像対象物を検出し、画像内で検出された撮像対象物の位置に基づき、位置決め対象物の変位を検出する変位検出手段とを備え、変位検出手段は、画像内における撮像対象物の位置と所定の基準位置との距離に、画像内における撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値から基準位置に対する位置決め対象物の変位量を求める変位検出装置である。
【０００９】
また、この発明の他の態様は、移動手段により移動位置決めされる位置決め対象物の変位を検出する変位検出方法であって、上記目的を達成するため、位置決め対象物を撮像対象物として、または位置決め対象物の変位に伴い位置決め対象物と一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像工程と、撮像工程で撮像された画像から撮像対象物を検出し、画像内で検出された撮像対象物の位置に基づき、所定の基準位置に対する位置決め対象物の変位を検出する変位検出工程とを備え、変位検出工程では、画像内における撮像対象物の位置と基準位置との距離に、画像内における撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値から位置決め対象物の変位量を求める。
【００１０】
このように構成された発明では、撮像対象物と撮像手段との間の距離により画像内での変位量と実空間での変位量との関係が変化するという問題に対応して、両者間の距離によらず実空間での位置決め手段の変位量を精度よく求めることが可能である。その理由は以下の通りである。
【００１１】
撮像対象物が撮像手段に近い位置にあるとき、撮像対象物が画像内に占める面積は比較的大きくなり、撮像対象物が動いたときの画像内での変位も比較的大きくなる。一方、撮像対象物がより遠い位置にあるとき、画像内では比較的小さく映り、実空間での移動も画像内では見かけ上小さな変位として現れる。言い換えれば、例えば画素数で表せる画像内での変位量が同じであっても、実空間における変位量は、撮像対象物が撮像手段に近い位置にあるときよりも遠くにあるときの方が大きい。
【００１２】
そこで本発明では、画像内で検出された撮像対象物の位置と基準位置との間の距離と、画像内での撮像対象物の大きさに応じて決まる係数とを乗じた値に基づき、実空間での位置決め手段の変位量を求める。こうすることで、画像内で検出された変位量を実空間での変位量に換算する際に、画像内における撮像対象物の大きさ、つまり撮像対象物と撮像手段との距離に応じた係数を適用することができる。このように撮像対象物と撮像手段との距離を係数に反映させて換算を行うことで、距離の違いに起因する算出誤差を抑えて、実空間における位置決め対象物の変位量を精度よく求めることが可能となる。
【００１３】
また、この発明の他の態様は、ワークを保持する保持手段と、流体を吐出しワークに供給するノズルと、ノズルを位置決め対象物とする上記構成の変位検出装置とを備える基板処理装置である。このような発明では、ワークに対するノズルの位置が画像から精度よく求められるので、ノズルの位置を適切に管理した状態でワークに対する処理を実行することができ、処理を良好に進行させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように、本発明では、画像内での変位量から実空間での変位量への換算に際し、撮像対象物と撮像手段との距離を係数に反映させることで、距離の違いに起因する算出誤差を抑えて、実空間における位置決め対象物の変位量を精度よく求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である基板処理システムの概略構成を示す図である。
【図２】一の基板処理ユニットの構造を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面および基板処理ユニットの制御部の構成を示す図である。
【図４】基板処理ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図５】チャンバ内を撮像した画像の例を模式的に示す図である。
【図６】ノズルを撮像した画像の例を示す図である。
【図７】ノズル位置の算出処理を示すフローチャートである。
【図８】ノズル位置によるノズルサイズの変動の例を示す図である。
【図９】ノズル直径を求める方法の一例を示す図である。
【図１０】換算係数を事前に設定するための処理を示すフローチャートである。
【図１１】ノズルの処理位置の一部を示す図である。
【図１２】換算式算出の原理を示す図である。
【図１３】換算式の算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】補正テーブルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用可能な基板処理装置を具備する基板処理システムの概要について説明する。以下において、基板とは、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板をいう。以下では主として半導体基板の処理に用いられる基板処理システムを例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも本発明を適用可能である。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態である基板処理システムの概略構成を示す図である。より詳しくは、図１は本発明を好適に適用可能な基板処理装置を含む基板処理システムの一態様の平面図である。この基板処理システム１は、それぞれが互いに独立して基板に対し所定の処理を実行可能な基板処理ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと、これらの基板処理ユニット１Ａ〜１Ｄと外部との間で基板の受け渡しを行うためのインデクサロボット（図示省略）が配置されたインデクサ部１Ｅと、システム全体の動作を制御する制御部８０（図３）とを備えている。なお、基板処理ユニットの配設数は任意であり、またこのように水平方向配置された４つの基板処理ユニットを１段分として、これが上下方向に複数段積み重ねられた構成であってもよい。
【００１８】
基板処理ユニット１Ａ〜１Ｄは、基板処理システム１における配設位置に応じて各部のレイアウトが一部異なっているものの、各ユニットが備える構成部品およびその動作は互いに同一である。そこで、以下ではこれらのうち１つの基板処理ユニット１Ａについてその構成および動作を説明し、他の基板処理ユニット１Ｂ〜１Ｄについては詳しい説明を省略する。以下の説明によって示されるように、基板処理ユニット１Ａ〜１Ｄの各々は、基板に対し所定の処理を実施する本発明の「基板処理装置」としての機能と、該処理を行うノズルを本発明の「位置決め対象物」とする「変位検出装置」としての機能とを有するものである。
【００１９】
図２は一の基板処理ユニットの構造を示す平面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面および基板処理ユニットの制御部の構成を示す図である。基板処理ユニット１Ａは、半導体ウエハ等の円盤状の基板Ｗに対して処理液による洗浄やエッチング処理などの湿式処理を施すための枚葉式の湿式処理ユニットである。この基板処理ユニット１Ａでは、チャンバ９０の天井部分にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）９１が配設されている。このファンフィルタユニット９１は、ファン９１１およびフィルタ９１２を有している。したがって、ファン９１１の作動により取り込まれた外部雰囲気がフィルタ９１２を介してチャンバ９０内の処理空間ＳＰに供給される。基板処理システム１はクリーンルーム内に設置された状態で使用され、処理空間ＳＰには常時クリーンエアが送り込まれる。
【００２０】
チャンバ９０の処理空間ＳＰには基板保持部１０が設けられている。この基板保持部１０は、基板表面を上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるものである。この基板保持部１０は、基板Ｗよりも若干大きな外径を有する円盤状のスピンベース１１１と、略鉛直方向に延びる回転支軸１１２とが一体的に結合されたスピンチャック１１を有している。回転支軸１１２はモータを含むチャック回転機構１１３の回転軸に連結されており、制御部８０のチャック駆動部８５からの駆動によりスピンチャック１１が回転軸（鉛直軸）回りに回転可能となっている。これら回転支軸１１２およびチャック回転機構１１３は、円筒状のケーシング１２内に収容されている。また、回転支軸１１２の上端部には、スピンベース１１１が一体的にネジなどの締結部品によって連結され、スピンベース１１１は回転支軸１１２により略水平姿勢に支持されている。したがって、チャック回転機構１１３が作動することで、スピンベース１１１が鉛直軸回りに回転する。制御部８０は、チャック駆動部８５を介してチャック回転機構１１３を制御して、スピンベース１１１の回転速度を調整することが可能である。
【００２１】
スピンベース１１１の周縁部付近には、基板Ｗの周端部を把持するための複数個のチャックピン１１４が立設されている。チャックピン１１４は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３つ以上設けてあればよく（この例では６つ）、スピンベース１１１の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１１４のそれぞれは、基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００２２】
スピンベース１１１に対して基板Ｗが受け渡しされる際には、複数のチャックピン１１４のそれぞれを解放状態とする一方、基板Ｗを回転させて所定の処理を行う際には、複数のチャックピン１１４のそれぞれを押圧状態とする。このように押圧状態とすることによって、チャックピン１１４は基板Ｗの周端部を把持してその基板Ｗをスピンベース１１１から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態で支持される。なお、チャックピン１１４としては、上記に限定されず種々の公知の構成を用いることができる。また、基板を保持する機構としてはチャックピンに限らず、例えば基板裏面を吸引して基板Ｗを保持する真空チャックを用いてもよい。
【００２３】
ケーシング１２の周囲には、スピンチャック１１に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスプラッシュガード２０がスピンチャック１１の回転軸に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード２０は回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、それぞれスピンチャック１１と同心円状に配置されて基板Ｗから飛散する処理液を受け止める複数段の（この例では２段の）ガード２１と、ガード２１から流下する処理液を受け止める液受け部２２とを備えている。そして、制御部８０に設けられた図示しないガード昇降機構がガード２１を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液などの処理液を分別して回収することが可能となっている。
【００２４】
スプラッシュガード２０の周囲には、エッチング液等の薬液、リンス液、溶剤、純水、ＤＩＷ（脱イオン水）など各種の処理液を基板Ｗに供給するための液供給部が少なくとも１つ設けられる。この例では、図２に示すように、３組の処理液吐出部３０，４０，５０が設けられている。処理液吐出部３０は、制御部８０のアーム駆動部８３により駆動されて鉛直軸回りに回動可能に構成された回動軸３１と、該回動軸３１から水平方向に延設されたアーム３２と、アーム３２の先端に下向きに取り付けられたノズル３３とを備えている。アーム駆動部８３により回動軸３１が回動駆動されることで、アーム３２が鉛直軸回りに揺動し、これによりノズル３３は、スプラッシュガード２０よりも外側の退避位置（図３に実線で示す位置）と基板Ｗの回転中心の上方位置（図３に点線で示す位置）との間を移動する。ノズル３３は、基板Ｗの上方に位置決めされた状態で、制御部８０の処理液供給部８４から供給される所定の処理液を吐出し、基板Ｗの表面に処理液を供給する。
【００２５】
同様に、処理液吐出部４０は、アーム駆動部８３により回動駆動される回動軸４１と、これに連結されたアーム４２と、アーム４２の先端に設けられて処理液供給部８４から供給される処理液を吐出するノズル４３とを備えている。また、処理液吐出部５０は、アーム駆動部８３により回動駆動される回動軸５１と、これに連結されたアーム５２と、アーム５２の先端に設けられて処理液供給部８４から供給される処理液を吐出するノズル５３とを備えている。なお、処理液吐出部の数はこれに限定されず、必要に応じて増減されてもよい。
【００２６】
なお、図２における二点鎖線は各ノズル３３，４３，５３の移動軌跡を示す。これからわかるように、各アーム３２，４２，５２の揺動により、各ノズル３３，４３，５３は、退避位置から基板Ｗの回転中心を超えて、退避位置から遠い側の基板Ｗ周縁部まで到達する水平面上の円弧に沿って移動する。各ノズルからの処理液の吐出は、ノズルが基板Ｗの上方に位置決め固定された状態、基板Ｗの上方を移動する状態のいずれにおいても可能である。これにより様々な湿式処理が実現可能となっている。
【００２７】
スピンチャック１１の回転により基板Ｗが所定の回転速度で回転した状態で、これらの処理液吐出部３０，４０，５０がノズル３３，４３，５３を順次基板Ｗの上方に位置させて処理液を基板Ｗに供給することにより、基板Ｗに対する湿式処理が実行される。処理の目的に応じて、各ノズル３３，４３，５３からは互いに異なる処理液が吐出されてもよく、同じ処理液が吐出されてもよい。また、１つのノズルから２種類以上の処理液が吐出されてもよい。基板Ｗの回転中心付近に供給された処理液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力により外側へ広がり、最終的には基板Ｗの周縁部から側方へ振り切られる。基板Ｗから飛散した処理液はスプラッシュガード２０のガード２１によって受け止められて液受け部２２により回収される。
【００２８】
さらに、基板処理ユニット１Ａには、処理空間ＳＰ内を照明する照明部７１と、チャンバ内を撮像するカメラ７２とが隣接して設けられている。照明部７１は例えばＬＥＤランプを光源とするものであり、カメラ７２による撮像を可能とするために必要な照明光を処理空間ＳＰ内に供給する。カメラ７２は鉛直方向において基板Ｗよりも高い位置に設けられており、その撮像方向（すなわち撮像光学系の光軸方向）は、基板Ｗの上面を撮像するべく、基板Ｗ表面の略回転中心に向かって斜め下向きに設定されている。これにより、カメラ７２はスピンチャック１１により保持された基板Ｗの表面全体をその視野に包含する。水平方向には、図２において破線で囲まれた範囲がカメラ７２の視野に含まれる。
【００２９】
なお、照明部７１およびカメラ７２は、チャンバ９０内に設けられてもよく、またチャンバ９０の外側に設けられて、チャンバ９０に設けられた透明窓を介して基板Ｗに対し照明または撮像を行うように構成されてもよい。処理液の付着や処理雰囲気への暴露を防止するという観点からは、これらはチャンバ９０の外部に設けられることが好ましい。
【００３０】
カメラ７２により取得された画像データは制御部８０の画像処理部８６に与えられる。画像処理部８６は、画像データに対し、後述する補正処理やパターンマッチング処理などの画像処理を施す。詳しくは後述するが、この実施形態においては、カメラ７２により撮像された画像に基づき、各ノズル３３，４３，５３の位置決め状態および基板Ｗの保持状態が判定される。また、チャンバ９０に対するカメラ７２の取り付け位置自体が適正位置からずれてしまうこともあり、本実施形態はこの状態にも対応できる構成となっている。
【００３１】
これらの目的のために、チャンバ９０の内壁面９０１のうちカメラ７２の視野内に入る複数箇所に、位置基準となるアライメントマーク６１〜６４が固定されている。チャンバ９０内におけるアライメントマーク６１〜６４の配設位置は予め定められており、照明部７１から照射された照明光がアライメントマーク６１〜６４の表面で反射すると、該反射光がカメラ７２に入射するように設けられる。カメラ７２により撮像される画像に含まれるアライメントマーク６１〜６４が、カメラ７２、各ノズル３３，４３，５３および基板Ｗの位置や姿勢を評価するための位置基準として用いられる。
【００３２】
上記の他、この基板処理システム１の制御部８０には、予め定められた処理プログラムを実行して各部の動作を制御するＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１により実行される処理プログラムや処理中に生成されるデータ等を記憶保存するためのメモリ８２と、処理の進行状況や異常の発生などを必要に応じてユーザーに報知するための表示部８７とが設けられている。なお、制御部８０は各基板処理ユニット１Ａ〜１Ｄごとに個別に設けられてもよく、また基板処理システム１に１組だけ設けられて各基板処理ユニット１Ａ〜１Ｄを統括的に制御するように構成されてもよい。また、ＣＰＵ８１が画像処理部としての機能を兼ね備えていてもよい。
【００３３】
次に、以上のように構成された基板処理ユニット１Ａの動作について説明する。なお、説明を省略するが、他の基板処理ユニット１Ｂ〜１Ｄも同じように動作する。基板処理ユニット１Ａは、インデクサ部１Ｅを介して外部から搬入される基板Ｗを受け入れて、基板Ｗを回転させながら各種の処理液を供給して湿式処理を実行する。湿式処理としては各種の処理液を用いた多くの公知技術があり、それらの任意のものを適用可能である。
【００３４】
図４は基板処理ユニットの動作を示すフローチャートである。この動作は、ＣＰＵ８１が予め定められた処理プログラムを実行することにより実現される。基板Ｗが基板処理ユニット１Ａに搬入されると、スピンチャック１１、より具体的にはスピンベース１１１の周縁部に設けられた複数のチャックピン１１４に載置される（ステップＳ１０１）。基板Ｗが搬入される際にはスピンベース１１１に設けられたチャックピン１１４は解放状態となっており、基板Ｗが載置された後、チャックピン１１４が押圧状態に切り替わって基板Ｗがチャックピン１１４により保持される。この状態で、カメラ７２によりチャンバ９０内の撮像が行われる（ステップＳ１０２）。
【００３５】
図５はチャンバ内を撮像した画像の例を模式的に示す図である。基板Ｗを俯瞰する位置に設けられたカメラ７２により撮像される画像Ｉ1には、スピンベース１１１に載置された基板Ｗ、それを取り囲むスプラッシュガード２０、処理液吐出部３０，４０、およびアライメントマーク６１〜６４などの各部材が含まれる。なお、ここではカメラ７２がチャンバ９０に対し適正位置に取り付けられているものとする。
【００３６】
図５および以下の画像例では、画像の左上隅を原点として、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向とする。画像内の各位置は、原点から右方向に延びるＸ座標、および原点から下方向に延びるＹ座標により表されるＸＹ画像平面上の座標により特定することができる。
【００３７】
アライメントマーク６１〜６４は、チャンバ内壁９０１のうち、カメラ７２の視野に入り、かつ基板Ｗや処理液吐出部３０，４０等チャンバ９０内の各部材により遮蔽されない位置に分散して配置される。すなわち、アライメントマーク６１，６４はそれぞれ画像Ｉ1の上下方向における中ほどで横方向には左端および右端近くに映る位置に配置される。またアライメントマーク６２，６３は画像Ｉ1の上端近くで左右に離間配置される。アライメントマーク６１〜６４をこのように分散配置することで、後述するカメラ７２の位置ずれ検出における検出精度を高めることができる。
【００３８】
アライメントマーク６１〜６４の素材や形状は任意であるが、照明部７１による照明下で、位置検出に十分なコントラストでカメラ７２が撮像することができるものであることが望ましい。より好ましくは、撮像された画像からその形状が高い精度で検出可能であることが望ましい。この基板処理ユニット１Ａにおけるアライメントマーク６１〜６４は、図５に示すように、矩形のプレート部材に「＋」状のマークが付されたものである。例えばステンレス製のプレート部材に上記マークを刻印または塗装により形成したものを用いることができる。このような特徴を有するアライメントマークを設けることで、アライメントマークの位置のみならず、画像内での回転やサイズの検出を高い精度で行うことができる。
【００３９】
カメラ７２と照明部７１とが近接配置された本ユニット１Ａのように、照明光の入射方向とカメラ７２の光軸方向とが概ね一致する場合には、プレート部材またはマークの少なくとも一方を再帰性反射材により形成することが好ましい。こうすることで、アライメントマークからの反射光を確実にカメラ７２に入射させて、高光量でコントラストの高いアライメントマークの像を撮像することができる。その結果、アライメントマークの位置検出精度をより高めることができる。
【００４０】
図５において二点鎖線で示すように、処理液を吐出するノズル３３，４３は水平移動可能となっており、これらが基板Ｗ上の所定位置に位置決めされた状態で処理液が吐出されて基板Ｗに対する処理が行われる。また、図５には現れていないノズル５３（図２）も、図５において破線で軌跡を示すように、基板Ｗ上に移動した際にはカメラ７２の視野に入り込んでくる。カメラ７２により撮像される画像を用いて、処理実行時のノズル位置が適正であるか否かを判定することができる。これにより、不適切な位置に配置されたノズルによる不適切な処理を回避し、基板Ｗを安定的に処理することが可能である。
【００４１】
ただし、例えば基板Ｗの搬入出時における何らかの部材との接触や、処理時の振動等によってカメラ７２自体がチャンバ９０に対して位置ずれを生じている可能性があり、これに起因するノズル位置の誤検出を防止する必要がある。この実施形態では、チャンバ９０の内壁面９０１にアライメントマーク６１〜６４が固定されており、チャンバ９０内におけるアライメントマーク６１〜６４それぞれの位置は不変である。したがって、カメラ７２がチャンバ９０に対し適正な位置に取り付けられた状態でカメラ７２により撮像された画像における各アライメントマーク６１〜６４の位置は予めわかっている。
【００４２】
このことから、撮像された画像においてアライメントマーク６１〜６４が所定の位置にあるか否かによって、カメラ７２の位置ずれの有無を判定することが可能である。複数のアライメントマーク６１〜６４が画像において分散した位置に現れるように配置されているため、画像内でのこれらの位置検出結果から、カメラ７２の位置ずれの有無やその大きさ、方向などを検出することが可能である。
【００４３】
図４に戻ってフローチャートの説明を続ける。ステップＳ１０２において撮像されたチャンバ９０内の画像を用いて、上記原理に基づき画像内でのアライメントマーク６１〜６４の位置が検出され（ステップＳ１０３）、その結果に基づきカメラ７２の位置ずれ量が評価される。位置ずれ量が予め定められた許容範囲内であれば（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、ステップＳ１０５以降の処理が実行される一方、位置ずれ量が許容範囲を超えている場合には（ステップＳ１０４においてＮＯ）、例えば表示部８７に所定のエラーメッセージを表示することでカメラ異常が発生したことをユーザーに報知し（ステップＳ１２１）、処理を終了する。
【００４４】
何らかの原因でカメラ７２が大きくずれ、いずれかのアライメントマークが撮像視野から外れてしまうような場合も考えられる。このような場合、当該アライメントマークの位置を検出することができなくなるが、この状態は後の検出にも支障を来すことは明らかであり、この場合にもカメラ異常と見なしてよい。
【００４５】
この基板処理ユニット１Ａでは、上記のようにしてカメラ７２の位置ずれを検出した上で、小さな位置ずれは画像処理によって補正することを前提として処理が継続される一方、補正によっても検出精度の低下が避けられない大きな位置ずれがある場合には処理が中止される。これにより、ある程度のカメラ７２の位置ずれは許容され処理が継続される。基板処理に直接寄与しないカメラ７２の位置ずれによって処理全体が停止してしまうことは処理のスループットおよびシステムの稼働率を低下させる原因となるが、このような事態が生じる確率を低くすることができる。一方、大きな位置ずれがある場合には処理を中止することで、基板に対して不適切な処理がなされることが防止される。
【００４６】
求められたカメラ７２の位置ずれ量が許容範囲内であった場合、そのときの位置ずれ量を示す情報がメモリ８２に記憶される（ステップＳ１０５）。この情報は、後刻ノズルの位置検出を行う際の補正情報として用いられる。なお、メモリ８２に記憶される情報は、アライメントマーク６１〜６４ごとの位置情報であってもよく、それらから算出されたカメラ７２の位置ずれ量の情報であってもよい。いずれの情報も、画像から検出された各アライメントマークの位置情報を反映したものである点には変わりない。
【００４７】
続いて、スピンチャック１１による基板Ｗの保持が適正であるか否かが判定される（ステップＳ１０６）。基板Ｗがスピンベース１１１に対し傾いた状態や回転中心に対し偏心した状態で載置されていると、スピンチャック１１の回転時に基板Ｗが脱落したり異常振動が発生したりするという問題が起こり得る。これを回避するために、スピンチャック１１を回転させる前に基板Ｗの保持状態が判定される。保持状態の判定については、例えば画像から検出される基板Ｗの姿勢に基づいて行うことが可能である。
【００４８】
画像内における基板Ｗの検出には公知のパターンマッチング技術を用いることができるほか、より短時間で検出可能な方法として、公知の楕円検出アルゴリズムを用いることが可能である。具体的には、画像内で基板Ｗが占める蓋然性の高い領域の座標範囲を検索エリアとして、適宜の楕円検出アルゴリズムにより基板Ｗの直径に対応するサイズの楕円を検索エリア内で検索する。その結果として、条件に適合する楕円の中心座標と、Ｘ方向およびＹ方向のサイズとが得られる。
【００４９】
これらの数値が理想的な保持状態における数値とほぼ一致していれば、基板Ｗは適正に保持されていると判定することができる。一方、数値が大きくずれていれば保持が不適正であると判定することができる。
【００５０】
なお、画像から検出される基板Ｗの姿勢は、処理空間ＳＰにおける基板Ｗの姿勢に、前記したカメラ７２の位置ずれの影響を加えたものである。したがって、検索により得られた基板Ｗの姿勢については、先に求めたアライメントマークの位置情報に基づきカメラ７２の位置ずれによる影響分を差し引いた上で、理想状態と比較され、その結果から保持状態が判定される。
【００５１】
再び図４に戻ってフローチャートの説明を続ける。スピンチャック１１による基板Ｗの保持状態が不適正であると判定された場合には（ステップＳ１０６においてＮＯ）、例えば表示部８７に所定のエラーメッセージを表示することでチャック異常が発生したことをユーザーに報知し（ステップＳ１２２）、処理を終了する。これにより、不適正な保持状態でスピンチャック１１が回転することに起因する基板Ｗの脱落や異常振動を未然に回避することができる。
【００５２】
保持状態が適正であれば（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、スピンチャック１１を基板処理のための所定の回転速度で回転させる（ステップＳ１０７）。続いて、アーム駆動部８３が作動して複数のノズルのいずれかが基板Ｗと対向する所定の処理位置に位置決めされる（ステップＳ１０８）。以下ではノズル４３を用いた処理について説明するが、他のノズル３３，５３を用いる場合でも動作は同様である。また同時に複数のノズルが処理に用いられてもよい。ノズル４３が処理位置に位置決めされると、カメラ７２がチャンバ９０内を撮像し（ステップＳ１０９）、その画像に基づきノズル４３の位置が判定される（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。
【００５３】
図６はノズルを撮像した画像の例を示す図である。より具体的には、ノズル４３が基板Ｗの上方の処理位置に位置決めされた状態でチャンバ９０内を撮像した画像Ｉ2の例である。ノズル４３の処理位置については、事前のティーチング作業によって制御部８０に学習させておくことができる。ここでは、基板Ｗの回転中心Ｃの上方位置がノズル４３の処理位置として設定されているものとする。
【００５４】
カメラ７２の位置ずれがない、または位置ずれが適正に補正された状態で、また事前のティーチング作業でノズル４３が処理位置に正しく位置決めされた状態で撮像された画像から、ノズル４３が画像内に占める領域Ｂａの画像パターンが基準マッチングパターンとして、また領域Ｂａの座標情報が基板Ｗに対する処理が実行されるときのノズル位置検出に用いるボックス情報として求められ、それぞれ予めメモリ８２に記憶されている。基板Ｗに対する処理が実行される際には、その都度ステップＳ１０９で撮像された画像Ｉ2からノズル４３の位置を検出し、ボックス情報と比較することにより、ノズル４３の位置ずれ量が算出される（ステップＳ１１０）。その結果に基づきノズル４３の位置が適正か否かが判定される（ステップＳ１１１）。
【００５５】
図７はノズル位置の算出処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、図４のステップＳ１１０の処理内容をより詳しく説明したものである。この処理ではまず、パターンマッチング技術を用いて、画像Ｉ2からノズル４３が検出される（ステップＳ２０１）。パターンマッチング技術により画像Ｉ2からノズル４３を検出する方法としては例えば、メモリ８２に記憶されている基準マッチングパターンと画像内容が一致する領域Ｂａを画像Ｉ2内で探索する方法と、画像Ｉ2のうちメモリ８２に記憶されているボックス情報により特定される領域Ｂａの画像内容を基準マッチングパターンの画像内容と比較し両者間のマッチングスコアを評価する方法とが考えられる。いずれの方法が用いられてもよい。
【００５６】
画像Ｉ2内でノズル４３に対応する領域Ｂａが検出されると、その位置座標が求められてメモリ８２に記憶される（ステップＳ２０２）。検出されたノズル４３の位置座標としては、領域Ｂａの位置を示す代表的な座標、例えば領域Ｂａの左上隅の座標、あるいは領域Ｂａの重心の座標等を用いることができる。なお、カメラ７２の位置ずれが検出されている場合には、ステップＳ２０１、Ｓ２０２の処理では該位置ずれを補償するための座標の補正が適宜行われる。
【００５７】
次に、画像Ｉ2内で求められたノズル４３の位置が、後述する換算方法により、チャンバ９０内の実空間における基準位置からのノズル４３の変位量に換算される（ステップＳ２０３）。チャンバ９０内での特定の位置が基準位置として予め特定されており、例えば処理位置を基準位置として用いることができる。ただし、ノズル４３の位置決め目標位置である処理位置との位置関係が明確であれば、基準位置は処理位置とは異なっていてもよい。一方、必要とされる情報は指定された処理位置からのノズル４３の実空間における位置ずれ量であるから、基準位置と処理位置とが異なる場合、予めわかっているそれらの位置関係に基づいて、ノズル４３の処理位置からの位置ずれ量が算出される（ステップＳ２０４）。
【００５８】
このように、この実施形態では、画像Ｉ2内でのノズルの変位量を求めて実空間での変位量に換算することで、位置決めされたノズルが基準位置からどの程度ずれているかが評価される。画像Ｉ2ではノズルの位置ずれ量は例えば画素数によって表される一方、実空間における位置ずれ量は長さの次元を有する。したがって、原理的には画像内での１画素と実空間における長さとの対応関係がわかっていれば、画像内でのずれ量（画素数）に１画素当たりの長さを乗じることで実空間でのずれ量を算出することが可能である。
【００５９】
しかしながら、１画素当たりの位置ずれ量は画像内で一律ではなく、カメラと被撮像物との距離によって異なる。特に、被撮像物であるノズル３３，４３，５３との距離が比較的近く、またこれらのノズルが広範囲を移動するため、これらを撮像視野内に収めるためにはカメラ７２の画角が広角である必要がある。そのため、１画素当たりの位置ずれ量はノズル３３，４３，５３のカメラ７２との距離によって大きく変動する。
【００６０】
図８はノズル位置によるノズルサイズの変動の例を示す図である。なお、図を見やすくするために、図８では説明に直接関係しない構成の図示が省略されている。ノズル４３が退避位置に近い側の基板Ｗ周縁部の上方の位置Ｐ１にあるとき、基板Ｗの回転中心Ｃの上方の処理位置Ｐ２にあるとき、および処理位置を超えて退避位置から遠い側の基板Ｗ周縁部の上方の位置Ｐ３にあるときでは、カメラ７２からの距離の違いに起因して、画像Ｉ3中におけるノズル４３の見かけの大きさが大きく変化する。したがって、画像から把握されるノズル４３の直径Ｄｎはノズル位置によって相違することになる。すなわち、画像Ｉ3中でノズル４３が占める領域の幅を画素数で表したとき、当該画素数はノズル位置によって異なる。
【００６１】
これと同様に、画像内に現れるノズルの変位量はノズル位置によって異なる。すなわち、実空間におけるノズル４３の変位量が同じであっても、ノズル４３が画像内に比較的大きく現れる位置では大きな変位として画像に現れ、逆にノズル４３が画像内に比較的小さく現れる位置では画像に現れる変位も小さい。逆に言えば、画像内の１画素分の変位に相当する実空間における変位量は、ノズル４３がカメラ７２に近く画像内で比較的大きく現れる場合に比べて、ノズル４３がカメラ７２から遠く画像内で比較的小さく現れる場合の方が大きいことになる。
【００６２】
画像内での変位量を実空間での変位量に換算するのに際して、１画素当たりの変位量を画像に現れたノズル４３等の大きさの変化に合わせて変化させるようにすれば、上記のような問題にも対応して、実空間での変位量を精度よく求めることが可能となる。具体的には、画像内では画素数により表される変位量に乗じる、１画素に対応する実空間の変位量に相当する係数が、画像内でのノズルの大きさに応じて設定されるようにすればよい。この目的のために、撮像された画像に現れたノズルのサイズが求められる。この実施形態では、円筒形であるノズル４３の直径が求められる。
【００６３】
図９はノズル直径を求める方法の一例を示す図である。図９（ａ）に示すように、パターンマッチング処理により画像Ｉ2内で検出されたノズル４３に対応する領域Ｂａに、水平な直線Ｌａが設定される。直線Ｌａは、領域Ｂａに含まれるノズル４３を横切るように設定される。そして、この直線Ｌａ上に位置する各画素の輝度値が求められる。図９（ｂ）に示すように、ノズル４３の両側端面に相当する部分で現れる顕著な輝度値を検出することで、ノズル両側端面間の距離、すなわちノズル直径が求められる。例えば、適宜の閾値Ｌｔｈを輝度値に対して設定して、輝度値が閾値Ｌｔｈを超える位置をノズル側面に対応するエッジ位置と見なし、２つのエッジ位置間に含まれる画素数によりノズル直径を表すことができる。
【００６４】
このときのノズル直径は、直線Ｌａ上でノズル４３の表面（側面）に対応する領域を占める画素の数によって表すことができる。ノズル４３の直径は予めわかっているから、その値をエッジ間の画素数で除することにより、画像における１画素に相当する実空間での長さを求めることができる。こうして求められる１画素当たりの長さが、画素数で表される画像内での変位量を実空間での変位量に換算する際の換算係数となる。
【００６５】
ノズル先端部が円筒形である場合、その位置によらずノズル直径によってノズルサイズを特定することが可能である。本実施形態のように、揺動するアームによってノズルが移動位置決めされる構成においては、ノズルの位置によってカメラ７２に対するノズルの向きが変動する。ノズル先端部が円筒形であれば向きの違いによる影響が生じない。
【００６６】
なお、ノズル形状は円筒形に限定されるものではない。任意形状のノズルにおいても、例えば寸法が予め決められたマーカーや、一定ピッチの目盛等が必要に応じて設けられることによって、そのサイズ検出を容易にすることが可能である。
【００６７】
ノズルサイズを求める他の方法としては、パターンマッチング処理によって得られる情報を用いる方法もある。すなわち、パターンマッチング処理では、処理対象の画像Ｉ2から予め用意された基準マッチングパターンに対応する領域Ｂａが検出される。このとき、基準マッチングパターンを拡大または縮小することでより高いマッチングスコアを得られることがある。このことは、基準マッチングパターンに対応する被撮像物（この場合はノズル）が、基準マッチングパターンが取得された画像よりも大きなまたは小さなサイズで画像Ｉ2に現れていることを意味する。
【００６８】
言い換えれば、画像Ｉ2に対するパターンマッチング処理で適用された基準マッチングパターンの拡大率または縮小率は、基準マッチングパターンが示すノズルサイズを基準とする相対的なノズルサイズを表している。したがって、基準マッチングパターンにおけるノズルサイズのみ事前に求めておけば、その値にパターンマッチング処理で適用された基準マッチングパターンの拡大率または縮小率を乗じることで、任意の画像におけるノズルサイズを求めることができる。この方法では、パターンマッチング処理によりノズル位置が特定された時点でノズルサイズを推定するための情報が得られているので、改めてノズルサイズを算出するための演算が必要とされない。
【００６９】
なお、画像から実空間への変位量の換算係数を設定するという観点からは、画像の１画素分に相当する実空間での長さが求められれば足りる。このため、基準マッチングパターンが取得された位置における換算係数に上記の拡大率または縮小率を乗じることで、ノズルサイズを求めなくても、任意のノズル位置に対応する換算係数を直接的に求めることが可能である。
【００７０】
このように、この実施形態では、画素数で表される画像内での変位量を実空間での変位量に換算するための換算係数が、画像内におけるノズル４３等の大きさに応じて変更設定される。こうすることで、カメラ７２からの距離の違いに起因して生じる１画素当たりの変位量の変化に対応して、実空間における処理位置からのノズル４３等の位置ずれ量を精度よく求めることが可能となっている。
【００７１】
図４に戻ってフローチャートの説明を続ける。上記のようにして求められたノズル４３の処理位置からの位置ずれ量が、予め定められた許容範囲内にあるか否かが判定される（ステップＳ１１１）。許容範囲内であれば（ステップＳ１１１においてＹＥＳ）、ノズル４３から所定の処理液が基板Ｗに供給されて湿式処理が実行される（ステップＳ１１２）。ノズル４３の位置ずれ量が許容範囲を超えているときには（ステップＳ１１１においてＮＯ）、例えば表示部８７に所定のエラーメッセージを表示することでノズル異常が発生したことをユーザーに報知し（ステップＳ１２３）、処理を終了する。これにより、不適正な位置のノズル４３から処理液が供給されて処理結果が不良となるのを未然に回避することができる。また、処理が適正位置に位置決めされたノズル４３により実行されることが保証されるので、良好な処理結果を安定して得ることができる。
【００７２】
次に、画像内での変位量を実空間での変位量に換算する際の換算係数に、画像に占めるノズルの大きさを反映させる具体的な方法について説明する。このための方法としては、大別すると以下の２つの方法が考えられる。第１の方法は、画像内から実空間への変位量の換算係数をノズルの種類および処理位置ごとに予め求めておく方法である。第２の方法は、図７に示すノズル位置算出処理の実行中においてノズルサイズをリアルタイムに検出して換算係数を設定する方法である。
【００７３】
第１の方法についてより具体的に説明する。アーム３２，４２，５２の揺動によって移動する各ノズル３３，４３，５３それぞれの軌道は予め決まっている。そして、軌道上の１つまたは複数の位置が処理位置として設定され、基板Ｗに対する湿式処理がなされるときにはいずれかのノズルが１つの処理位置に位置決めされる。このときノズルが適正に処理位置に位置決めされているか否かを確認する目的で、図４のステップＳ１１０、すなわち図７に示すノズル位置算出処理が実行される。
【００７４】
処理位置およびその近傍範囲では、画像の１画素分に相当する実空間での変位量を実用上はほぼ一定とみなすことができる。したがって、各ノズルの処理位置ごとに、１つの処理位置の近傍における換算係数を事前に求めておくことが可能である。このようにすると、実際に基板Ｗへの処理が実行される際には予め設定された換算係数を適用してノズルの位置ずれ判定を行うことが可能であり、処理を簡単にすることができる。
【００７５】
図１０は換算係数を事前に設定するための処理を示すフローチャートである。ここではノズル４３に関する処理について説明するが、他のノズル３３，５３についても同様の処理を行えばよい。最初に、アーム駆動部８３がアーム４２を所定量だけ回動させることで、ノズル４３が処理位置の１つに位置決めされる（ステップＳ３０１）。この状態でチャンバ９０内がカメラ７２により撮像され（ステップＳ３０２）、画像処理部８６により画像からノズル４３が検出されて（ステップＳ３０３）、ノズル７２の位置座標とサイズ（直径）とが算出されメモリ８２に記憶される（ステップＳ３０４）。ノズルの位置検出およびサイズ検出の具体的方法については前述した。全ての処理位置について上記処理が終了するまで（ステップＳ３０５）、処理位置を順次切り替えながら撮像とノズル位置およびサイズの検出とが行われる。
【００７６】
ノズル４３の直径は既知であるから、実際の直径を、１つの処理位置に対応する画像で検出されたノズル直径により除することで、当該処理位置近傍での画像から実空間への換算係数が求められる。これを各処理位置について行うことで（ステップＳ３０５）、全ての処理位置に対応する換算係数が求められる。求められた換算係数と処理位置とが関連付けられて、例えばテーブル形式でメモリ８２に記憶される（ステップＳ３０６）。
【００７７】
図４および図７に示す実処理においてノズル４３の位置ずれ量が求められる際には、処理位置に対応する換算係数がメモリ８２から読み出され、画像内における処理位置と検出されたノズル位置との間の距離に換算係数を乗じることで、実空間でのノズル４３の変位量が算出される。画像内でのノズルサイズに応じて決まる換算係数と処理位置との関係が予め定められているため、ノズルの位置ずれ量を算出する際にはノズルサイズを算出することは必要とされない。
【００７８】
上記した換算係数の算出処理は、装置の出荷前に行われるほか、チャンバ９０内の部品が交換された際や新たな部品が装着された際、新たなティーチング作業の際、定期的なメンテナンス作業の際などに必要に応じて、基板Ｗに対する処理が実行されるのに先立って実行される。
【００７９】
次に、画像内でのノズルの大きさを換算係数に反映させる第２の方法について説明する。この方法では、図４に示す処理において撮像された画像Ｉ2からノズル４３の位置およびサイズが検出され、その結果に基づいて換算係数が動的に設定される。ノズルサイズの求め方は前述の通りであり、例えば図９に示す方法や、パターンマッチング処理における基準マッチングパターンの拡大率または縮小率を利用する方法を適用可能である。
【００８０】
基準マッチングパターンが取得されたときのノズル位置（例えば基板Ｗの回転中心Ｃの上方の処理位置）に対応する換算係数のみが基準換算係数として予め設定される。そして、任意の画像で検出されたノズルサイズに応じて基準換算係数がスケーリングされることで、当該画像のノズル位置に対応する換算係数が定められる。例えば基準換算係数に、パターンマッチング処理で適用された基準マッチングパターンの拡大率または縮小率の逆数を乗じることで、画像から実空間への変位量の換算係数をノズルサイズに応じて適切に求めることができる。
【００８１】
この方法によれば、事前に各位置で換算係数を求めておく必要がない。したがって、例えば事後的に処理位置が追加された場合でも、特段の準備を行うことなく当該処理位置に対するノズルの位置ずれ量を適切に評価することが可能である。
【００８２】
なお、ここでは、画像におけるノズルの位置と処理位置との距離に、ノズルサイズに応じて決まる換算係数を乗じた長さを実空間におけるノズルの位置ずれ量として求められる。そして、求められた位置ずれ量が許容範囲内にあるか否かが判定される。しかしながら、実空間におけるノズルの位置ずれ量が許容範囲内にあるか否かを判定するという目的からは、許容される位置ずれ量を換算係数で除した値と画像内で検出された位置ずれ量とが比較されるようにしても、技術的には等価である。
【００８３】
次に、画像内で検出されたノズルの位置から実空間における処理位置からの位置ずれ量を算出するもう１つの方法について説明する。上記した方法では、画像内で検出されるノズルの大きさに応じて設定される換算係数により、画像内の１画素に相当する実空間での変位量が表される。そして、画像内で検出された処理位置からの位置ずれ量に換算係数を乗じることにより、実空間におけるノズルの変位量が見積もられる。
【００８４】
一方、次に説明する方法では、円弧状のノズル移動経路上の各位置について、画像内でのノズル位置と実空間における位置との対応関係を予め求めておき、それに基づいて、画像で検出されたノズル位置を実空間でのノズル位置に換算することで、処理位置からの位置ずれ量が求められる。以下、このための換算式の求め方について説明する。なお、ノズルの位置決めの適否判定という目的においては、実空間内におけるノズル４３の座標位置が特定される必要はなく、基準位置からの位置ずれ量が精度よく求められれば足りる。
【００８５】
ここでは１つのノズル４３に対応する換算式の求め方を説明するが、他のノズル３３，５３についても同様の処理が可能である。また、画像内で検出されたノズル位置から実空間での変位量を求める際の換算方法を除き、装置の構成や各部の基本的な動作は先に述べた実施形態と何ら変わりない。
【００８６】
図２および図５に示すように、アーム４２が回動軸４１周りに回動することで、ノズル４３は水平方向において基板Ｗ上方の処理位置を含む円弧に沿って移動する。一方、画像Ｉ2はノズル４３の移動経路を斜め上方から俯瞰するように配置されたカメラ７２により撮像される。このため、ノズル４３がその移動経路に沿って移動する際の画像Ｉ2内における軌跡は複雑なものとなる。また、特に画像の端部付近では、カメラ７２のレンズ特性に起因する像の歪みが生じることがある。これらの原因により、実空間におけるノズル４３の移動と、画像Ｉ2内におけるノズル４３の像の移動との間では、移動方向および移動量が一般に非線形な関係を有することになる。
【００８７】
図１１はノズルの処理位置の一部を示す図である。より具体的には、図１１（ａ）はノズルの移動経路とその途上にある基準位置との関係を示す図であり、図１１（ｂ）はその上面図である。前記したようにノズル４３は円弧状の軌跡を描いて水平移動するが、その移動経路上に少なくとも１箇所の基準位置が設定される。ここでは、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、いずれも湿式処理時のノズル位置（処理位置）である、ノズル４３が退避位置に近い側の基板Ｗの周縁部の直上に位置する位置Ｐ１と、基板Ｗの回転中心Ｃの直上に位置する位置Ｐ２とを基準位置とした場合について説明する。
【００８８】
なお基準位置の設定数および配置は任意である。後述するように、この換算方法では、設定された基準位置の近傍で画像Ｉ2内のノズル位置と実空間内のノズル位置との関係を精度よく表すように、換算式が決定される。上記したように画像Ｉ2および実空間でのノズル位置の関係が一般に複雑であり、両者の関係を移動経路の全域において精度よく表す換算式も非常に複雑なものとなり現実的でない。一方、移動経路上に設定されるいくつかの基準位置の近傍範囲でのみ精度が保証されればよいという条件が与えられれば、換算式は大幅に簡略化される。
【００８９】
このような条件を前提とする換算式は当然に基準位置から離れると精度が低下するから、実際の処理において用いられるノズルの位置である処理位置またはその周辺に基準位置が設定されることが望ましい。そして、移動経路内に多くの基準位置を配置すれば、より広い範囲で位置検出の精度を確保することが可能になる。これらの観点から、基準位置の設定数および配置を決定することができる。
【００９０】
そして、円弧に沿ったノズル４３の可動範囲のうち基準位置Ｐ１を含む所定の範囲が基準位置Ｐ１の近傍範囲Ｒ１として仮想的に定義される。また、該可動範囲のうち基準位置Ｐ２を含む所定の範囲が基準位置Ｐ２の近傍範囲Ｒ２として仮想的に定義される。ここでは基準位置Ｐ１、Ｐ２を範囲の中心とするように近傍範囲Ｒ１、Ｒ２が設定されるが、基準位置は近傍範囲の中心でなくてもよい。また、基準位置が近傍範囲から少し外れた位置にあってもよい。
【００９１】
近傍範囲Ｒ１、Ｒ２の広がりについては、良好な位置検出精度が必要とされる範囲に応じて適宜設定することができる。例えば基準位置が処理位置である場合、当該処理位置を中心として、この位置に位置決めされるノズル４３の位置ずれの許容範囲の全体を少なくとも含むように設定されることが好ましい。基準位置が処理位置でない場合には任意に設定することができる。また、近傍範囲の大きさは、例えば、ノズル４３の移動経路を表す円弧の長さまたはその円弧角の大きさ、近傍範囲の両端間の直線距離等のいずれかにより定量的に表すことができる。ノズル４３の移動が円弧上に拘束される本実施形態では、近傍範囲の大きさがどの方法で表されても技術的には等価である。このようにして設定される近傍範囲Ｒ１、Ｒ２内でノズル４３の位置が精度よく表されるように、画像Ｉ2内の位置から実空間内の変位量への換算式が定められる。
【００９２】
図１２は換算式算出の原理を示す図である。図１２（ａ）に黒丸印で示すように、ノズル４３の移動経路において近傍範囲Ｒ１、Ｒ２内にそれぞれ複数の撮像位置が設けられる。この実施形態では、近傍範囲内でノズル４３の位置を多段階に変更しながらその都度撮像を行い、得られた画像内で検出されるノズル４３の位置と、当該画像が撮像されたときの実空間におけるノズル４３の位置との相関性が求められる。この撮像を行う際のノズル４３の実空間における設定位置が、ここにいう撮像位置である。
【００９３】
この例では、基準位置Ｐ１が撮像位置の１つとされ、これを挟むように両側に２箇所ずつの撮像位置が近傍範囲Ｒ１内に適宜分散されて設定される。例えば、アーム４２の回動中心に対して等角度間隔となるように、すなわちノズル４３の移動経路に沿って等間隔となるように、複数の撮像位置を設定することができる。撮像位置の設定数は任意であり、また基準位置が撮像位置に含まれる必要は必ずしもない。撮像位置を多くしてサンプル数を増やすことで、換算式の精度を高めることが可能である。例えばノズルの位置ずれ許容量が定められた処理位置に対して（±２ｍｍ）程度であるとき、撮像位置間の間隔を０．５ｍｍ程度とすることができる。
【００９４】
このように互いに異なる複数の撮像位置に位置決めしながら撮像を行うと、図１２（ｂ）上段に黒丸印で示すように、得られた画像Ｉ4においてはノズル４３の位置がその移動経路に沿って順次変化してゆく。画像Ｉ4におけるノズル位置のＸ座標と、実空間におけるノズル４３の変位量とをプロットすると、図１２（ｂ）下段に示すように、両者の間に一般には非線形の関係が現れる。すなわち、グラフ上の各点は適宜の補間曲線により結ばれる。なお、縦軸の変位量については、基準位置Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ変位の起算点とし、実空間でのノズル４３の経路である円弧上で等間隔に設定された撮像位置間の間隔を１単位として、また基板Ｗ側方の退避位置から基板中心Ｃに向かう方向（図１２（ａ）において右方向）を「＋方向」として表している。
【００９５】
実空間におけるノズル４３の移動経路が円弧上に制約されているため、画像４３におけるノズル４３の位置はＸ座標、Ｙ座標のいずれか一方のみにより一意に特定することが可能である。ここではＸ座標値により画像Ｉ4内での位置を表しているが、Ｙ座標値により表してもよい。例えば、図５に破線で軌跡を示したように、ノズル５３は画像内において主としてＹ方向に大きく移動する一方、Ｘ方向への移動は小さい。このような場合には、Ｙ座標値によりノズルの位置を表すのが適切である。なお、画像内でのノズルの動きによってはこのように１つの座標でその位置を一意に表せない場合もあり得る。そのような場合には当然にＸ座標値とＹ座標値との組み合わせによりノズル４３の位置を表す必要がある。
【００９６】
このようなノズル４３の実空間での変位量と画像におけるＸ座標との相関関係を表す曲線を適宜の近似式によって表すことができれば、ノズル４３を撮像した画像において検出されるノズル位置のＸ座標値をその近似式に代入することで、実空間におけるノズル４３の基準位置Ｐ１，Ｐ２からの変位の大きさを求めることができる。したがって、この近似式が、画像におけるノズル位置から実空間でのノズル変位量を求める換算式となる。画像におけるノズル位置がＸ座標値とＹ座標値との組み合わせで表される場合には、近似式もＸ座標値とＹ座標値とをパラメータとしたものになるが、基本的な考え方は同じである。
【００９７】
以下、上記原理に基づく換算式の算出処理の具体的内容について説明する。この処理は、ＣＰＵ８１が予め定められた処理プログラムを実行することにより実現されるものであり、１つのノズルの１つの基準位置に対して実行される処理である。言い換えれば、１つのノズルに対して複数の基準位置が設定されていれば、基準位置ごとに換算式の算出処理が実行される。また、基準位置が設定されるノズルが複数ある場合には、ノズルごとに同様の処理がなされる。
【００９８】
図１３は換算式の算出処理を示すフローチャートである。最初に、アーム駆動部８３がアーム４２を所定量だけ回動させることで、ノズル４３が撮像位置の１つに位置決めされる（ステップＳ４０１）。この状態でチャンバ９０内がカメラ７２により撮像され（ステップＳ４０２）、画像処理部８６により画像からノズル４３が検出されて（ステップＳ４０３）、その位置座標がメモリ８２に記憶される（ステップＳ４０４）。全ての撮像位置について上記処理が終了するまで（ステップＳ４０５）、撮像位置を順次切り替えながら撮像およびノズル位置検出が行われる。
【００９９】
撮像位置の変化に伴って、画像内でのノズル４３の位置座標（ＸおよびＹ座標値）が順次変化してゆく。このうち全体としての変化量（最大座標値と最小座標値との差）の大きい方の座標軸が選択される（ステップＳ４０６）。こうすることで、位置データのダイナミックレンジを広くして換算式の良好な精度を確保することができる。
【０１００】
選択された座標軸における画像内のノズル位置の座標値と、実空間におけるノズルの変位量との相関を近似的に表す式が適宜の多項式として求められる（ステップＳ４０７）。求められた多項式が、当該ノズル、当該基準位置における換算式としてメモリ８２に記憶保存される（ステップＳ４０８）。複数の基準位置、複数のノズルがある場合には、それらの組み合わせごとに上記処理が実行され、それらの結果が後述する補正テーブルとしてメモリ８２に統合的に記憶される。
【０１０１】
上記した通り、画像内におけるノズルの位置座標と実空間におけるノズルの変位量との関係は一般に非線形であるから、換算式は２次以上の多項式であることが好ましい。式の次数が高いほど、両者の関係をより精度よく近似することが可能である。本願発明者の知見では、５次ないし６次の多項式により実用上十分な制度が得られることがわかっている。近似多項式は、例えば最小二乗法など公知の近似計算法を用いて求めることができる。
【０１０２】
図１４は補正テーブルの例を示す図である。ここではノズル番号１，２，３により特定される３つのノズルがあり、それぞれのノズルについて符号Ａ，Ｂ，Ｃにより特定される３つの基準位置がある場合を例とするが、これらの数は任意である。またノズルごとに基準位置の数が異なっていてもよい。さらに、チャンバ９０内で移動可能に構成された、ノズル以外の物体に関するデータが含まれてもよい。
【０１０３】
ノズル番号１で表されるノズルの位置Ａ、Ｂ、Ｃに対して、それぞれ換算式Ｆ1a（Ｘ）、Ｆ1b（Ｘ）、Ｆ1ｃ（Ｘ）が用意される。これらは画像内でのノズルのＸ座標値の関数として表される。一方、ノズル番号２で表されるノズルの位置Ａ、Ｂ、Ｃに対して、それぞれ換算式Ｆ2a（Ｙ）、Ｆ2b（Ｙ）、Ｆ2ｃ（Ｙ）が用意される。これらは画像内でのノズルのＹ座標値の関数として表される。また、ノズル番号３で表されるノズルの位置Ａ、Ｂ、Ｃに対して、それぞれ換算式Ｆ3a（Ｘ，Ｙ）、Ｆ3b（Ｘ，Ｙ）、Ｆ3ｃ（Ｘ，Ｙ）が用意される。これらは、画像内でのノズルのＸ座標値およびＹ座標値の２変数関数として表される。このように、ノズルごと、基準位置ごとに求められる換算式が補正テーブルにまとめられてメモリ８２に記憶される。
【０１０４】
画像内でのノズル位置から実空間での変位量に換算する際に上記のような換算方法が用いられる場合、図７に示すノズル位置算出処理では、ステップＳ２０３において、画像内で検出されるノズル位置から実空間での変位量への換算を行うための換算式が使用される。換算式は基準位置の近傍でのみ有効であり、ノズルの移動方向によって異なる。したがってノズルごと、基準位置ごとに適切な換算式が適用される必要がある。ステップＳ２０３では、図１４に示す補正テーブルが参照され、現在着目しているノズルおよび処理位置に対応する換算式が選出されて処理に使用される。これにより、各ノズル、各処理位置について、ノズル位置の適否を的確に判定することが可能になる。
【０１０５】
上記した換算式の算出処理も、装置の出荷前に行われるほか、チャンバ９０内の部品が交換された際や新たな部品が装着された際、新たなティーチング作業の際、定期的なメンテナンス作業の際などに必要に応じて、基板Ｗに対する処理が実行されるのに先立って実行される。なお基板に対する処理のレシピが変更された場合、これに応じて処理位置、すなわち基板Ｗに対する処理時に位置決めされるノズルの位置が変更されることがあり得る。このとき、新たに設定された処理位置が上記の換算式によりカバーされる範囲にない場合には、当該処理位置の近傍について新たに換算式を求めることが必要となる。予め複数の基準位置について換算式を求めておけば、処理レシピの変更にも容易に対応することができる。
【０１０６】
以上のように、この実施形態では、チャンバ９０内を撮像して得られた画像内で検出されるノズル位置を、チャンバ９０内の実空間におけるノズル変位量に換算してノズル位置が評価される。この換算を一律の演算により行うのではなく、ノズル位置に応じて演算の内容が動的に変更される。
【０１０７】
第１の換算方法では、画像内に占めるノズルの大きさに応じて設定される換算係数を画像内でのノズル変位量に乗じることにより、実空間での変位量が求められる。一方、第２の換算方法では、ノズルの移動経路上における位置と実空間における位置との対応関係を示す換算式が予め作成されており、この換算式を用いて、画像内で検出されたノズル位置座標から実空間における変位量が導出される。
【０１０８】
このような構成とすることで、この実施形態では、実空間においてノズルが適正な処理位置からどの程度ずれているかを精度よく評価することができる。そのため、この実施形態の基板処理システム１では、ノズルが不適切な位置にある状態で処理液が吐出されることによる処理異常を防止し、良好な処理結果を得ることが可能である。
【０１０９】
上記した２つの換算方法は、単に演算の内容およびそのために必要な準備処理が異なるものの、実施のために必要とする装置構成には何ら変わりはない。したがって、１つの基板処理装置１における処理に対して両方の換算方法を実装することが可能である。この場合、２つの換算方法をどのように使い分けるかは任意である。
【０１１０】
画像内でのノズルの大きさを換算係数に反映させる第１の換算方法は、ノズルの位置によって画像内に占める大きさが大きく変動する場合に特に好適なものである。一方、画像内でのノズルの位置と実空間における変位量との間の換算式を予め求めておく第２の換算方法は、ノズル位置によって画像内での大きさがあまり変化しない場合に好適なものである。これらのことから、例えば移動経路に沿った移動に際してカメラ７２との距離が大きく変化するようなノズルに対しては第１の換算方法を用い、移動に際してカメラ７２との距離の変化が小さいノズルに対しては第２の換算方法を用いる、という対応が可能である。また例えば、ノズルごとに２つの換算方法を事前に比較し、より精度の高い方を用いるようにすることもできる。
【０１１１】
以上説明したように、この実施形態においては、基板処理システム１を構成する各基板処理ユニット１Ａ〜１Ｄが、本発明の「変位検出装置」および「基板処理装置」に相当している。そして、ノズル３３，４３，５３が本発明の「位置決め対象物」および「撮像対象物」であるとともに、本発明の「ノズル」としての機能も有している。また、上記実施形態では、アーム３２，４２，５２およびアーム駆動部８３が本発明の「移動手段」として機能し、カメラ７２が本発明の「撮像手段」として機能している。また、ＣＰＵ８１および画像処理部８６が本発明の「変位検出手段」として機能しており、ＣＰＵ８１は本発明の「判定手段」としての機能も有する。また、メモリ８２が本発明の「記憶手段」として機能している。また、上記実施形態ではスピンチャック１１が本発明の「保持手段」として機能している。また、基板Ｗが本発明の「ワーク」に相当する。
【０１１２】
また、上記実施形態において、図４に示される処理が本発明の「変位検出方法」を含むものであり、そのうちステップＳ１０９が本発明の「撮像工程」に、またステップＳ１１０および図７に示されるノズル位置算出処理が本発明の「変位検出工程」にそれぞれ相当している。また、図７の処理において用いられる換算係数が、本発明の「係数」に相当している。また、パターンマッチング処理において用いられる基準マッチングパターンが本発明の「基準画像」に相当する。
【０１１３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の第１の換算方法では、各ノズルについて、予め定められたいくつかの処理位置に対してのみ換算係数が設定されている。しかしながら、これに代えて、移動経路上の任意の位置に対して換算係数が設定されてももちろん構わない。この場合、予め多くのノズル位置で撮像を行って換算係数を算出するようにしてもよく、また離散的に設定された処理位置に対して求められた換算係数を内挿により補間する方法であってもよい。
【０１１４】
また例えば、上記実施形態の第２の換算方法では、画像内のノズル位置と実空間でのノズルの基準位置からの変位量とを対応付けた換算式として表現されているが、画像内のノズル位置と実空間でのノズル位置とが対応付けられた態様であってもよい。この場合、換算により得られた実空間におけるノズル位置と基準位置との座標からノズルの変位量を算出することが可能である。また、このように数式あるいは関数としての表現以外にも、例えば画像内の位置座標と実空間内の位置とを１対１に対応付けたルックアップテーブルとして換算情報を表すことも可能である。また例えば、換算式は折れ線近似によるものであってもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では揺動アームの先端に取り付けられたノズルの位置ずれを検出するために本発明が適用されているので、ノズルの移動経路は水平面内の仮想的な円弧上に限定されている。そのため、チャンバ内空間におけるノズルの位置および変位の有無は基準位置からの変位量というスカラー量のみで一意に表現することが可能となっている。しかしながら、より一般にはノズルは実空間内で任意の位置に移動可能であり、例えばＸＹ移動機構により位置決め対象物が移動位置決めされる構成も考えられる。
【０１１６】
このような場合でも、本発明の技術思想を適用することで、画像内での位置検出結果から実空間での位置あるいは基準位置からの変位に換算することが可能である。この場合、変位については方向と大きさとを有するベクトルとして表現することもできる。なお、実空間では異なる位置にある位置決め対象物が二次元の画像内では同一の位置に現れ、画像から実空間での位置が一意に求められないケースがあり得る。このような問題は、例えばカメラの配置の変更により回避することができる場合がある。
【０１１７】
また、上記実施形態では、撮像された画像に含まれるノズルの像がパターンマッチングにより検出されており、本発明の「位置決め対象物」であるノズルが本発明の「撮像対象物」となっている。しかしながら、本発明の「撮像対象物」は、「位置決め対象物」と同一である必要はない。すなわち、位置決め対象物の変位に伴って一体的に変位し、その位置を検出することで位置決め対象物の位置が一意に求められるものであれば、本発明の「撮像対象物」として機能し得る。例えば、ノズルが取り付けられたアームに位置検出用のマーカーを設け、これを「撮像対象物」とすることができる。この場合、マーカーの形状は自由に決められるから、画像から位置およびサイズを検出容易な形状とすることで、処理をより簡単にすることができる。
【０１１８】
また、上記実施形態の動作においては、本発明にかかる変位検出方法を適用したノズル位置算出処理が、カメラ７２の位置ずれ検出および基板Ｗの位置ずれ検出とともに採用されている。しかしながら、本発明はこれらの位置ずれ検出処理とは独立して実施することが可能である。
【０１１９】
また例えば、上記したノズルを位置決め対象物とする変位検出方法は、基板処理システム１の制御部８０に設けられたＣＰＵ８１が所定の制御プログラムを実行することにより実施可能である。したがって、本発明は、ＣＰＵ８１に実行させることによって上記処理を実現させるソフトウェアとしてユーザーに配布することも可能である。
【０１２０】
また、上記実施形態は、ノズルを本発明の位置決め対象物としノズルを用いて基板を処理する基板処理ユニットである。しかしながら、本発明の変位検出技術の適用範囲は基板を処理するものに限定されず、所定位置に位置決めされることで有効に作用する種々の物体を位置決め対象物として、そのような位置決め対象物の変位を検出する技術全般に適用することが可能である。
【０１２１】
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、この発明にかかる変位検出装置において、変位検出手段は、例えば撮像対象物に対応して予め用意された基準画像に相当する領域を画像内で探索して、画像における撮像対象物の位置を検出するように構成されてもよい。このような探索技術はいわゆるパターンマッチング技術と称されるものであり、各種の画像から基準画像に対応する領域を検出することのできる技術がこれまでにも多く提案されている。このような技術を利用することで、画像内における撮像対象物の位置を高精度に検出することが可能となる。
【０１２２】
また例えば、画像内における撮像対象物の位置と当該位置に対応付けられた係数との関係を記憶する記憶手段を備え、変位検出手段は、画像内における撮像対象物の位置と記憶手段に記憶された関係とに基づき、位置決め対象物の変位量を求めるように構成されてもよい。このような構成によれば、画像内で撮像対象物の位置が検出されると、記憶手段に記憶された関係から直ちに位置決め対象物の変位量を求めることが可能となる。これにより、画像内における撮像対象物の大きさを求める必要がなくなり、処理の簡素化を図ることができる。
【０１２３】
この場合、撮像対象物の位置と係数との関係は、移動手段により複数の位置に順次位置決めされた撮像対象物を撮像手段が撮像した複数の画像から検出された画像内における撮像対象物の位置と大きさとの関係に基づき予め求められてもよい。また、この発明にかかる変位検出方法では、例えば、移動手段により複数の位置に順次位置決めされた撮像対象物を撮像手段が撮像した複数の画像から検出された画像内における撮像対象物の位置と大きさとの関係に基づき、撮像対象物の位置と係数との関係を決定する工程が、変位検出工程に先立って実行されてもよい。このような構成によれば、実際の装置で撮像された画像から係数が定められることとなるので、装置内の実空間での位置決め対象物の変位量を精度よく求めることができる。
【０１２４】
一方、この発明にかかる変位検出装置および変位検出方法は、例えば、撮像対象物に対応して予め用意された基準画像に相当する領域を画像内で探索することで画像における撮像対象物の位置を検出し、検出された撮像対象物の大きさに応じて係数を設定するように構成されてもよい。画像内で撮像対象物を検出するのにこのようなパターンマッチング技術が用いられたとき、基準画像の大きさに対する検出された撮像対象物に対応する領域の大きさの比が、画像内での撮像対象物の大きさを指標する情報となり得る。例えばパターンマッチング処理により領域を検出するのに基準画像を拡大または縮小する必要があった場合、その拡大率および縮小率に関する情報を撮像対象物の大きさを示す情報として用いることが可能となる。この場合、撮像対象物の大きさを算出する必要はなくなる。
【０１２５】
また例えば、変位検出手段は、画像内で検出された撮像対象物の大きさを検出し、検出結果に基づき係数を設定するように構成されてもよい。このような構成によれば、画像内での撮像対象物の大きさを都度求める必要が生じるが、事前に係数を求めるための準備的処理を実行する必要はなくなる。
【０１２６】
また、本発明にかかる基板処理装置では、変位検出手段により検出されたノズルの基準位置に対する変位量が所定の許容変位量を超えているか否かを判定する判定手段がさらに備えられてもよい。このような構成によれば、ノズルの変位量に応じて処理を異ならせることができる。例えばノズルの変位量が許容変位量以内であるときのみノズルから流体が吐出されるようにすれば、不適切な位置での流体の吐出に起因する処理の失敗を防止することが可能となる。
【０１２７】
また例えば、ノズルには円筒形部位が設けられ、変位検出手段は、円筒形部位の両側面間の距離を画像から検出し、その検出結果に応じて係数を設定するように構成されてもよい。撮像手段の撮像視野内を撮像対象物であるノズルが移動するとき、撮像手段に対するノズルの向きが変動することがある。円筒形部位を有するノズルであれば、撮像手段に対する向きが変わった場合でも、円筒形部位の両側端面間の距離により表される円筒形部位の直径がノズルの大きさを示す情報として利用可能である。
【０１２８】
また、この発明にかかる基板処理装置は、ワークを保持する保持手段と、流体を吐出しワークに供給するノズルと、ノズルを移動位置決めする移動手段と、ノズルを撮像対象物として、またはノズルの変位に伴いノズルと一体的に変位する物体を撮像対象物として、該撮像対象物を含む画像を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から撮像対象物を検出し、画像内で検出された撮像対象物の位置に基づき、ノズルの変位を検出する変位検出手段と、変位検出手段により検出されたノズルの変位量が所定の許容変位量を超えているか否かを判定する判定手段とを備え、判定手段は、画像内における撮像対象物の位置と所定の基準位置との距離が、許容変位量に画像内における撮像対象物の大きさに応じて定まる係数を乗じた値を超えるとき、変位量が許容変位量を超えると判定するように構成されてもよい。
【０１２９】
許容変位量との大小関係により位置決め対象物の変位量を評価することを目的とする基板処理装置では、位置決め対象物の変位量の値自体を得ることは必須の要件ではない。このような装置では、画像内での変位量を実空間での変位量に換算するのに代えて、画像内での撮像対象物の大きさに応じて許容変位量をスケーリングし、画像内での撮像対象物の変位量とスケーリングされた許容変位量とを比較することによっても、その目的を達成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
この発明は、所定位置に位置決めされることで有効に作用する種々の物体を位置決め対象物として、そのような位置決め対象物の変位を検出する技術全般に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１Ａ〜１Ｄ  基板処理ユニット（変位検出装置、基板処理装置）
１１  スピンチャック（保持手段）
３２，４２，５２  アーム（移動手段）
３３，４３，５３  ノズル（位置決め対象物、撮像対象物、ノズル）
７２  カメラ（撮像手段）
８１  ＣＰＵ（変位検出手段、判定手段）
８２  メモリ（記憶手段）
８３  アーム駆動部（移動手段）
８６  画像処理部（変位検出手段）
Ｗ  基板（ワーク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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