CN109560012A - 衬底处理装置及衬底处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够掌握衬底的被处理面的中央侧及外周侧的处理结束时间点的衬底处理装置及衬底处理方法。衬底处理装置具备：衬底旋转部，所述衬底旋转部将衬底保持为水平并使其旋转；喷嘴，所述喷嘴向通过衬底旋转部进行旋转的衬底的被处理面供给处理液；拍摄部，所述拍摄部对包含多个对象区域的拍摄区域进行拍摄，所述对象区域是在向衬底供给了处理液时形成了液膜的区域；和检测部，所述检测部参照拍摄部的拍摄结果，基于多个对象区域的各自的亮度值的变化，来检测多个对象区域的各自的处理结束时间点。另外，拍摄区域至少包含被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域作为多个对象区域。因此，能掌握衬底的被处理面的中央侧及外周侧的处理结束时间点。

Description

衬底处理装置及衬底处理方法
技术领域
本发明涉及从喷嘴向半导体晶圆、液晶显示装置用玻璃衬底等薄板状的精密电子衬底(以下，简称为“衬底”)喷出处理液并进行规定的处理的衬底处理装置及衬底处理方法。
背景技术
以往，在半导体器件等的制造工序中，向衬底供给纯水、光致抗蚀剂液、蚀刻液等各种处理液来进行清洗处理、抗蚀剂涂布处理等衬底处理。作为使用这些处理液进行衬底处理的装置，广泛使用了在使衬底以水平姿态旋转的同时、从喷嘴向该衬底的表面喷出处理液的衬底处理装置。
例如，专利文献1中公开了一种通过对作为示出向衬底上供给了蚀刻液后的情形的图像而被预先记录的模型图像(更具体而言，为正常进行了蚀刻处理时的图像)与在蚀刻处理时取得的图像进行比较、来判断该蚀刻处理是否已正常进行的装置。
另外，专利文献2中公开了一种装置，通过该装置，基于对衬底的被处理面进行拍摄而得到的拍摄图像，而取得颜色、亮度的变化，当衬底状态变化成为容许值以下时，判断为衬底处理结束，从而检测该衬底处理的处理结束时间点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4947887号公报
专利文献2：日本专利第5305792号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，即使利用专利文献1、2所示的技术，也只能掌握衬底的被处理面的一个部位的处理结束时间点，而无法掌握其他部位的处理结束时间点。
在被处理面的中央侧及外周侧，处理结束时间点通常是不同的，例如，存在虽然被处理面的中央侧的处理已经结束但外周侧的处理仍在进行中的可能性。这种情况下，若基于中央侧的拍摄结果来检测处理结束时间点并停止衬底处理，则外周侧的处理可能并未完成。
本发明是鉴于上述课题而作出的，目的在于提供一种能够掌握衬底的被处理面的中央侧及外周侧的处理结束时间点的衬底处理装置及衬底处理方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，第一方案涉及的衬底处理装置具备：衬底旋转部，所述衬底旋转部将衬底保持为水平并使其旋转；喷嘴，所述喷嘴向通过所述衬底旋转部进行旋转的所述衬底的被处理面供给处理液；拍摄部，所述拍摄部对包含多个对象区域的拍摄区域进行拍摄，所述对象区域是在向所述衬底供给了所述处理液时所述被处理面的形成了液膜的区域；和检测部，所述检测部参照所述拍摄部的拍摄结果，基于所述多个对象区域的各自的亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的处理结束时间点，其中，所述拍摄区域至少包含所述被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域作为所述多个对象区域。
第二方案涉及的衬底处理装置为第一方案涉及的衬底处理装置，其中，所述检测部对微分值与阈值的大小关系进行比较，基于该比较结果来检测所述处理结束时间点，其中，所述微分值为单位期间内的所述亮度值的变化量。
第三方案涉及的衬底处理装置为第二方案涉及的衬底处理装置，其中，在所述微分值变得大于所述阈值之后又变得小于所述阈值的状态、或所述微分值变得小于所述阈值之后又变得大于所述阈值的状态下，所述微分值的变动幅度落入特定的范围内的情况下，所述检测部检测所述变动幅度落入所述范围内的时间点作为所述处理结束时间点。
第四方案涉及的衬底处理装置为第一方案～第三方案中的任一方案涉及的衬底处理装置，其中，所述检测部基于所述多个对象区域的各自的平均亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点，所述平均亮度值是在所述衬底旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内进行平均化而得到的。
第五方案涉及的衬底处理装置为第四方案涉及的衬底处理装置，其中，所述拍摄部在所述时间范围内取得多幅拍摄图像，所述平均亮度值为所述多幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值的平均值。
第六方案涉及的衬底处理装置为第四方案涉及的衬底处理装置，其中，所述拍摄部以所述时间范围为曝光时间而取得一幅拍摄图像，所述平均亮度值为所述一幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值。
第七方案涉及的衬底处理装置为第一方案～第六方案中的任一方案涉及的衬底处理装置，其中，在所述检测部检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的时间点，停止利用所述喷嘴供给所述处理液。
第八方案涉及的衬底处理装置为第一方案～第六方案中的任一方案涉及的衬底处理装置，其还具备报警部，在停止利用所述喷嘴供给所述处理液的时间点、所述检测部未检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的情况下，所述报警部报告警报。
第九方案涉及的衬底处理装置为第一方案～第八方案中的任一方案涉及的衬底处理装置，其还具备调节部，所述调节部基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的所述检测部的检测结果，来调节衬底处理的条件。
第十方案涉及的衬底处理装置为第一方案～第九方案中的任一方案涉及的衬底处理装置，其还具备预测部，所述预测部基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的所述检测部的检测结果，来预测装置各部的经久变化。
第十一方案涉及的衬底处理装置为第一方案～第十方案中的任一方案涉及的衬底处理装置，其中，所述处理液为蚀刻液。
第十二方案涉及的衬底处理方法包括下述工序：衬底旋转工序，将衬底保持为水平并使其旋转；供给工序，向通过所述衬底旋转工序进行旋转的所述衬底的被处理面供给处理液；拍摄工序，对包含多个对象区域的拍摄区域进行拍摄，所述对象区域是在向所述衬底供给了所述处理液时形成了液膜的区域；和检测工序，参照所述拍摄工序中的拍摄结果，基于所述多个对象区域的各自的亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的处理结束时间点，其中，所述拍摄区域至少包含所述被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域作为所述多个对象区域。
第十三方案涉及的衬底处理方法为第十二方案涉及的衬底处理方法，其中，所述检测工序中，对微分值与阈值的大小关系进行比较，基于该比较结果来检测所述处理结束时间点，其中，所述微分值为单位期间内的所述亮度值的变化量。
第十四方案涉及的衬底处理方法为第十三方案涉及的衬底处理方法，其中，在所述微分值变得大于所述阈值之后又变得小于所述阈值的状态、或所述微分值变得小于所述阈值之后又变得大于所述阈值的状态下，所述微分值的变动幅度落入特定的范围内的情况下，在所述检测工序中，检测所述变动幅度落入所述范围内的时间点作为所述处理结束时间点。
第十五方案涉及的衬底处理方法为第十二方案～第十四方案中的任一方案涉及的衬底处理方法，其中，所述检测工序中，基于所述多个对象区域的各自的平均亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点，所述平均亮度值是在所述衬底旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内进行平均化而得到的。
第十六方案涉及的衬底处理方法为第十五方案涉及的衬底处理方法，其中，所述拍摄工序中，在所述时间范围内取得多幅拍摄图像，所述平均亮度值为所述多幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值的平均值。
第十七方案涉及的衬底处理方法为第十五方案涉及的衬底处理方法，其中，所述拍摄工序中，以所述时间范围为曝光时间而取得一幅拍摄图像，所述平均亮度值为所述一幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值。
第十八方案涉及的衬底处理方法为第十二方案～第十七方案中的任一方案涉及的衬底处理方法，其中，在所述检测工序中检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的时间点，停止所述供给工序。
第十九方案涉及的衬底处理方法为第十二方案～第十七方案中的任一方案涉及的衬底处理方法，其还包括报警工序，所述报警工序中，在停止所述供给工序的时间点、通过所述检测工序未检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的情况下，报告警报。
第二十方案涉及的衬底处理方法为第十二方案～第十九方案中的任一方案涉及的衬底处理方法，其还包括调节工序，所述调节工序中，基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的通过所述检测工序得到的多个检测结果，来调节衬底处理的条件。
第二十一方案涉及的衬底处理方法为第十二方案～第二十方案中的任一方案涉及的衬底处理方法，其还包括预测工序，所述预测工序中，基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的通过所述检测工序得到的多个检测结果，来预测装置各部的经久变化。
第二十二方案涉及的衬底处理方法为第十二方案～第二十一方案中的任一方案涉及的衬底处理方法，其中，所述处理液为蚀刻液。
发明效果
通过第一方案～第二十二方案，基于由拍摄结果得到的多个对象区域的亮度值的变化，来检测多个对象区域的各自的处理结束时间点。另外，拍摄区域至少包含被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域。因此，能够掌握被处理面的中央侧及外周侧的处理结束时间点。
附图说明
[图1]为示出本发明涉及的衬底处理装置的整体结构的图。
[图2]为处理单元的俯视图。
[图3]为处理单元的纵截面图。
[图4]为示出拍摄部与上表面处理液喷嘴的位置关系的图。
[图5]为示出蚀刻处理的初期的拍摄区域的示意性图像。
[图6]为示出蚀刻处理的后期的拍摄区域的示意性图像。
[图7]为示出蚀刻处理结束时的拍摄区域的示意性图像。
[图8]为拍摄部及控制部的框图。
[图9]为示出衬底处理装置中的动作的一例的流程图。
[图10]为示出衬底处理的一例的流程图。
[图11]为针对一个对象区域示出连续的多帧的亮度值的推移的曲线图。
[图12]为示出单位期间内的亮度值的变化量即微分值的推移的曲线图。
[图13]为针对各对象区域示出连续的多帧的亮度值的推移的曲线图。
[图14]为针对各对象区域示出连续的多帧的亮度值的推移的曲线图。
[图15]为示出变形例涉及的衬底处理的一例的流程图。
附图标记说明
1 处理单元
9 控制部
30、60、65 上表面处理液喷嘴
70 拍摄部
71 照明部
80 拍摄区域
81～83 对象区域
91 图像取得部
92 检测部
93 报警部
94 存储部
95 调节部
96 预测部
100 衬底处理装置
ST1～ST6、ST201～ST206、ST211～ST216 步骤
t1～t3、T1～T3 时刻
W 衬底
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
{实施方式}
图1为示出本发明涉及的衬底处理装置100的整体结构的图。该衬底处理装置100为一次处理一片半导体用途的衬底W的单片式处理装置，在对圆形的硅的衬底W进行使用了药液及纯水的液体处理后进行干燥处理。作为药液，典型地，可使用SC1液(氨水、双氧水、水的混合液)、SC2液(盐酸、双氧水、水的混合液)、DHF液(稀释氢氟酸)等。本说明书中，将药液和纯水统称为“处理液”。需要说明的是，本发明的“处理液”不仅包括用于清洗处理的药液，而且还包括用于成膜处理的光致抗蚀剂液等涂布液、用于除去不需要的膜的药液、用于进行蚀刻的药液(例如，氢氟酸)等。
衬底处理装置100具备装载卸载装置102、多个处理单元1、及主搬运机械手103。装载卸载装置102具有将从装置外接收到的处理前的衬底W搬入装置内、以及将处理结束后的处理完成的衬底W搬出至装置外的功能。装载卸载装置102载置多个托架并且具备转移机械手(均省略图示)。作为托架，可采用将衬底W收纳在密闭空间的已知的FOUP(front openingunified pod(前开式晶圆传送盒))、SMIF(Standard Mechanical Inter Face(标准机械接口))晶圆盒、或收纳的衬底W与外部气体接触的OC(open cassette(开放式晶圆匣)。转移机械手在该托架与主搬运机械手103之间转移衬底W。
在衬底处理装置100中，配置有12个处理单元1。详细的配置结构为：以围绕主搬运机械手103的周围的方式配置4个层叠3个处理单元1而成的塔。换言之，围绕主搬运机械手103而配置的4个处理单元1层叠为3层，图1示出了其中的一层。需要说明的是，搭载于衬底处理装置100的处理单元1的个数不限于12，例如也可以为8个、4个。
主搬运机械手103被设置于层叠处理单元1而成的4个塔的中央。主搬运机械手103将从装载卸载装置102接收到的处理前的衬底W搬入各处理单元1，并且将处理完成的衬底W从各处理单元1搬出并移交给装载卸载装置102。
接下来，对处理单元1进行说明。以下，针对搭载于衬底处理装置100的12个处理单元1中的一个进行说明，关于其他处理单元1，也完全相同。图2为处理单元1的俯视图。另外，图3为处理单元1的纵截面图。需要说明的是，图2示出了未在旋转卡盘20上保持衬底W的状态，图3示出在旋转卡盘20上保持有衬底W的状态。
对于处理单元1而言，在腔室10内作为主要要素具备：以水平姿态(法线沿铅垂方向的姿态)保持衬底W的旋转卡盘20、用于向被保持于旋转卡盘20的衬底W的上表面供给处理液的三个上表面处理液喷嘴30、60、65、围绕旋转卡盘20的周围的处理罩40、和对旋转卡盘20的上方空间进行拍摄的拍摄部70。另外，在腔室10内的处理罩40的周围，设置有将腔室10的内侧空间分隔为上下的分隔板15。
腔室10具备沿铅垂方向的侧壁11、将由侧壁11围成的空间的上侧封闭的顶壁12及将下侧封闭的底壁13。由侧壁11、顶壁12及底壁13围成的空间为衬底W的处理空间。另外，在腔室10的侧壁11的一部分上，设置有用于使主搬运机械手103将衬底W搬入腔室10或从腔室10搬出的搬出搬入口、及将该搬出搬入口开闭的闸门(均省略了图示)。
在腔室10的顶壁12上，安装有用于将设置有衬底处理装置100的洁净室内的空气进一步洁净化并向腔室10内的处理空间供给的风扇过滤器单元(FFU)14。风扇过滤器单元14具备用于取得洁净室内的空气并将其送出至腔室10内的风扇及过滤器(例如HEPA过滤器)，并且在腔室10内的处理空间中形成洁净空气的下向流。为了将从风扇过滤器单元14供给的洁净空气均匀地分散，也可以在顶壁12的正下方设置穿设有大量的吹出孔的冲孔板。
旋转卡盘20具备以水平姿态被固定于沿铅垂方向延伸的旋转轴24的上端的圆板形状的旋转基座21。在旋转基座21的下方，设置有使旋转轴24旋转的旋转电机22。旋转电机22通过旋转轴24而使旋转基座21在水平面内旋转。另外，以围绕旋转电机22及旋转轴24的周围的方式设置有筒状的罩部件(cover member)23。
圆板形状的旋转基座21的外径比被保持于旋转卡盘20的圆形的衬底W的直径稍大。因此，旋转基座21具有与要保持的衬底W的下表面的整面相对的保持面21a。
在旋转基座21的保持面21a的周缘部，设置有多个(本实施方式中为4个)卡盘销26。多个卡盘销26沿着与圆形的衬底W的外周圆对应的圆周并隔开均等的间隔(如本实施方式这样，为4个卡盘销26时，间隔90°)而配置。多个卡盘销26通过被收容在旋转基座21内的连杆机构(省略图示)而被联动驱动。对于旋转卡盘20而言，通过使多个卡盘销26分别与衬底W的外周端抵接来把持衬底W，从而能够在旋转基座21的上方以接近保持面21a的水平姿态来保持该衬底W(参见图3)，并且，能够使多个卡盘销26分别从衬底W的外周端离开从而解除把持。
覆盖旋转电机22的罩部件23的下端被固定于腔室10的底壁13，上端到达旋转基座21的正下方的位置。在罩部件23的上端部设置有檐状部件25，所述檐状部件25大致水平地从罩部件23向外侧伸出，进而向下方弯曲并延伸。在通过基于多个卡盘销26的把持而使得旋转卡盘20保持衬底W的状态下，旋转电机22使旋转轴24旋转，由此，能够使衬底W围绕着穿过衬底W的中心的沿铅垂方向的轴心CX进行旋转。如上所述，旋转卡盘20、旋转电机22及旋转轴24作为将衬底W保持为水平并使其旋转的衬底旋转部发挥功能。需要说明的是，旋转电机22的驱动由控制部9控制。
上表面处理液喷嘴30通过在喷嘴臂32的前端安装喷出头31而构成。喷嘴臂32的基端侧被固定连接于喷嘴基台33。喷嘴基台33能够通过省略了图示的电机而围绕着沿铅垂方向的轴进行旋转。通过喷嘴基台33的旋转，如图2中的箭头AR34所示那样，上表面处理液喷嘴30在被保持于旋转卡盘20的衬底W的上方的处理位置与比处理罩40更靠外侧的待机位置之间沿水平方向以圆弧状移动。以能够向上表面处理液喷嘴30供给多种处理液(至少包含纯水)的方式构成。在处理位置，从上表面处理液喷嘴30的喷出头31喷出的处理液接触被保持于旋转卡盘20的衬底W的上表面。另外，通过喷嘴基台33的旋转，使上表面处理液喷嘴30能够在旋转基座21的保持面21a的上方摇动。需要说明的是，并非必须如本实施方式那样在配管的前端部设置喷出头31，也可以从配管的前端部直接喷出处理液。
另外，在本实施方式的处理单元1中，除上述的上表面处理液喷嘴30以外，还设置有两个上表面处理液喷嘴60、65。本实施方式的上表面处理液喷嘴60、65具备与上述的上表面处理液喷嘴30相同的构成。即，上表面处理液喷嘴60通过在喷嘴臂62的前端安装喷出头而构成，通过连接于喷嘴臂62的基端侧的喷嘴基台63而如箭头AR64所示那样，在旋转卡盘20的上方的处理位置与比处理罩40更靠外侧的待机位置之间以圆弧状移动。同样地，上表面处理液喷嘴65通过在喷嘴臂67的前端安装喷出头而构成，通过连接于喷嘴臂67的基端侧的喷嘴基台68而如箭头AR69所示那样，在旋转卡盘20的上方的处理位置与比处理罩40更靠外侧的待机位置之间以圆弧状移动。以也向上表面处理液喷嘴60、65供给至少包含纯水的多种处理液的方式构成，在处理位置向被保持于旋转卡盘20的衬底W的上表面喷出处理液。需要说明的是，上表面处理液喷嘴60、65中的至少一者也可以是双流体喷嘴，该双流体喷嘴将纯水等清洗液与经加压的气体混合并生成液滴，并向衬底W喷射该液滴与气体的混合流体。另外，被设置于处理单元1的喷嘴数不限于3个，为1个以上即可。
另一方面，以插通旋转轴24的内侧的方式沿铅垂方向设置有下表面处理液喷嘴28。下表面处理液喷嘴28的上端开口形成在与被保持于旋转卡盘20的衬底W的下表面中央相对的位置。以也向下表面处理液喷嘴28供给多种处理液的方式构成。从下表面处理液喷嘴28喷出的处理液接触被保持于旋转卡盘20的衬底W的下表面。需要说明的是，在本实施方式中，针对衬底W的上表面及下表面为被处理面、并且能够向两面供给处理液的方案进行说明，但也可以是仅一面(例如，仅衬底W的上表面)为被处理面、并且能够仅向该一面供给处理液的方案。
围绕旋转卡盘20的处理罩40具备能够彼此独立升降的内罩41、中罩42及外罩43。内罩41围绕旋转卡盘20的周围，并且具有相对于穿过被保持于旋转卡盘20的衬底W的中心的轴心CX而言大致旋转对称的形状。该内罩41一体地具备下述部件：俯视图中为圆环状的底部44；从底部44的内周缘向上方竖立的圆筒状的内壁部45；从底部44的外周缘向上方竖立的圆筒状的外壁部46；从内壁部45与外壁部46之间竖立、上端部描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近被保持于旋转卡盘20的衬底W的轴心CX的方向)沿斜上方延伸的第一引导部47；和从第一引导部47与外壁部46之间向上方竖立的圆筒状的中壁部48。
内壁部45形成为下述长度：在内罩41被升得最高的状态下，能在罩部件23与檐状部件25之间以保持适当间隙的方式被收容这样的长度。中壁部48形成为下述长度：在内罩41与中罩42最接近的状态下，能在中罩42的后文所述的第二引导部52与处理液分离壁53之间以保持适当间隙的方式被收容这样的长度。
第一引导部47具有描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近衬底W的轴心CX的方向)沿斜上方延伸的上端部47b。另外，内壁部45与第一引导部47之间成为用于将使用后的处理液收集并排出的排液槽49。第一引导部47与中壁部48之间成为用于将使用后的处理液收集并回收的圆环状的内侧回收槽50。此外，中壁部48与外壁部46之间成为用于将相对于内侧回收槽50而言种类不同的处理液收集并回收的圆环状的外侧回收槽51。
在排液槽49上连接有省略了图示的排气排液机构，所述排气排液机构用于将被收集在该排液槽49中的处理液排出，并且强制地对排液槽49内进行排气。排气排液机构例如沿着排液槽49的周向而等间隔地设置4个。另外，在内侧回收槽50及外侧回收槽51上连接有回收机构(均省略了图示)，所述回收机构用于将分别被收集在内侧回收槽50及外侧回收槽51中的处理液回收至设置于衬底处理装置100的外部的回收罐。需要说明的是，内侧回收槽50及外侧回收槽51的底部相对于水平方向以微小角度倾斜，回收机构连接在其最低的位置。由此，能顺利地回收流入内侧回收槽50及外侧回收槽51的处理液。
中罩42围绕旋转卡盘20的周围，并且具有相对于穿过被保持于旋转卡盘20的衬底W的中心的轴心CX而言大致旋转对称的形状。该中罩42一体地具备第二引导部52、和与该第二引导部52连接的圆筒状的处理液分离壁53。
第二引导部52具有：在内罩41的第一引导部47的外侧，与第一引导部47的下端部形成同轴圆筒状的下端部52a；从下端部52a的上端描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近衬底W的轴心CX的方向)沿斜上方延伸的上端部52b；使上端部52b的顶端部向下方折返而形成的折返部52c。在内罩41与中罩42最接近的状态下，下端部52a能在第一引导部47与中壁部48之间保持适当的间隙而被收容在内侧回收槽50内。另外，上端部52b以在上下方向上与内罩41的第一引导部47的上端部47b重合的方式设置，在内罩41与中罩42最接近的状态下，相对于第一引导部47的上端部47b保持极微小的间隔而与其接近。此外，使上端部52b的顶端向下方折返而形成的折返部52c形成为下述长度：在内罩41与中罩42最接近的状态下，折返部52c在水平方向上与第一引导部47的上端部47b的顶端重合这样的长度。
另外，第二引导部52的上端部52b以越靠下方则壁厚越厚的方式形成，处理液分离壁53具有以从上端部52b的下端外周缘部向下方延伸的方式设置的圆筒形状。在内罩41与中罩42最接近的状态下，处理液分离壁53能在中壁部48与外罩43之间保持适当的间隙而被收容在外侧回收槽51内。
外罩43在中罩42的第二引导部52的外侧围绕旋转卡盘20的周围，并且具有相对于穿过被保持于旋转卡盘20的衬底W的中心的轴心CX而言大致旋转对称的形状。上述外罩43具有作为第三引导部的功能。外罩43具有：与第二引导部52的下端部52a形成同轴圆筒状的下端部43a、从下端部43a的上端描绘出平滑的圆弧并向中心侧(接近衬底W的轴心CX的方向)沿斜上方延伸的上端部43b、和使上端部43b的顶端部向下方折返而形成的折返部43c。
在内罩41与外罩43最接近的状态下，下端部43a能在中罩42的处理液分离壁53与内罩41的外壁部46之间保持适当的间隙而被收容在外侧回收槽51内。另外，上端部43b以在上下方向上与中罩42的第二引导部52重合的方式设置，在中罩42与外罩43最接近的状态下，相对于第二引导部52的上端部52b保持极微小的间隔而与其接近。此外，以在中罩42与外罩43最接近的状态下、折返部43c在水平方向上与第二引导部52的折返部52c重合的方式形成了使上端部43b的顶端部向下方折返而形成的折返部43c。
另外，内罩41、中罩42及外罩43能够彼此独立地升降。即，在内罩41、中罩42及外罩43中分别地设置有升降机构(省略图示)，由此，使它们分别独立地升降。作为这种升降机构，可采用例如滚珠丝杠机构、气缸等已知的各种机构。
分隔板15以在处理罩40的周围将腔室10的内侧空间分隔为上下的方式设置。分隔板15既可以是围绕处理罩40的1个板状部件，也可以是将多个板状部件连接在一起的部件。另外，可在分隔板15上形成沿厚度方向贯通的贯通孔、缺口，在本实施方式中，形成有用于使下述支撑轴通过的贯通孔，所述支撑轴用于支撑上表面处理液喷嘴30、60、65的喷嘴基台33、63、68。
分隔板15的外周端连接于腔室10的侧壁11。另外，分隔板15的围绕处理罩40的端缘部形成为直径比外罩43的外径大的圆形形状。因此，分隔板15不会成为外罩43升降的障碍。
另外，在作为腔室10的侧壁11的一部分的、底壁13附近的位置，设置有排气管道18。排气管道18连通地连接于省略了图示的排气机构。从风扇过滤器单元14供给并在腔室10内流下的洁净空气中的、在处理罩40与分隔板15之间通过的空气从排气管道18被排出至装置外。
拍摄部70被设置在腔室10内的比分隔板15更靠上方的位置。图4为示出拍摄部70与上表面处理液喷嘴30的位置关系的图。需要说明的是，图4中，用虚线绘制位于处理位置的上表面处理液喷嘴30，用实线绘制位于待机位置的上表面处理液喷嘴30。
拍摄部70例如为CCD(Charge Coupled Devices(电荷耦合器件))相机或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体))相机，并且构成为能够调节作为拍摄用的参数的曝光时间、帧数。拍摄部70被设置于从斜上方对处理位置处的上表面处理液喷嘴30及衬底W的上表面进行拍照的位置。因此，如图5～图7所示，拍摄部70能够对拍摄区域80进行拍摄，所述拍摄区域80包含对象区域81～83，所述对象区域81～83是在处理位置处从上表面处理液喷嘴30向衬底W喷出处理液时形成了液膜的区域。此处，对象区域是指，拍摄区域80中尤其成为亮度检测的对象的区域。图5为示出后文所述的蚀刻处理的初期的拍摄区域80的示意性图像。图6为示出蚀刻处理的后期的拍摄区域80的示意性图像。图7为示出蚀刻处理结束时的拍摄区域80的示意性图像。此处，对象区域81为衬底W的上表面的中央侧的区域，对象区域83为衬底W的上表面的外周侧的区域，对象区域82为对象区域81、83之间的区域。另外，图5～图7中，通过使衬底W的上表面的阴影由疏变密，来表示该处理过程中该上表面的亮度下降的情形。
同样地，拍摄部70能够对包含对象区域81～83的拍摄区域80进行拍摄，所述对象区域81～83是在处理位置处从上表面处理液喷嘴60、65向衬底W喷出处理液时形成了液膜的区域。需要说明的是，在拍摄部70被设置于图2、4所示的位置的情况下，对于上表面处理液喷嘴30、60而言，由于其在拍摄部70的拍照视野内在横向上移动，因此，易于合适地对处理位置附近的动作进行拍摄。
另外，如图2～图4所示，在腔室10内在拍摄部70的上方设置有照明部71。通常腔室10内为暗室，因此，当拍摄部70进行拍照时，照明部71向拍摄部70的拍摄区域80照射光。作为照明部71，可利用例如LED(Light Emitting Diode(发光二极管))照明。
图8为拍摄部70及控制部9的框图。作为被设置于衬底处理装置100的控制部9的硬件的构成与通常的计算机同样。即，控制部9构成为具备进行各种运算处理的CPU、存储基本程序的只读的存储器ROM、存储各种信息的可读写的存储器RAM及预先存储有控制用软件、数据等的磁盘等。通过使控制部9的CPU执行规定的处理程序，从而用控制部9控制衬底处理装置100的各动作机构，来进行衬底处理装置100中的处理。
图8所示的图像取得部91、检测部92、报警部93、存储部94、调节部95、及预测部96是通过使控制部9的CPU执行规定的处理程序而在控制部9内实现的功能处理部。详细情况在后文中说明，图像取得部91对针对拍摄区域80而经时地拍摄的多个图像进行裁剪处理，从而取得各时间点的各对象区域81～83的部分图像。检测部92基于从各幅部分图像得到的各对象区域81～83的亮度值的变化，来检测各对象区域81～83的处理结束时间点。报警部93在衬底处理中发生错误的情况下向衬底处理装置100的使用者报告警报。存储部94由上述的RAM或磁盘构成，存储由拍摄部70拍摄到的图像的数据、各处理中使用的各值、通过检测部92得到的检测结果等。调节部95基于存储于存储部94的多片衬底W的多个检测结果，来调节衬底处理的条件。预测部96基于存储于存储部94的多片衬底W的多个检测结果，来预测装置各部的经久变化。
接下来，对具有上述结构的衬底处理装置100的动作进行说明。
图9为示出衬底处理装置100中的动作的一例的流程图。衬底处理装置100中的衬底W的通常的处理步骤为：主搬运机械手103将从装载卸载装置102接收到的处理前的衬底W搬入各处理单元1(步骤ST1)、通过该处理单元1向衬底W供给处理液从而进行衬底处理(步骤ST2)，然后，主搬运机械手103将处理完成的衬底W从该处理单元1搬出并使其回到装载卸载装置102(步骤ST3)。针对属于同一批次的所有处理前的衬底W的衬底处理均结束(步骤ST4)后，预测部96对装置各部的经久变化进行预测(步骤ST5)，调节部95对衬底处理的条件进行调节(步骤ST6)。
图10为示出步骤ST2中的衬底处理的一例的流程图。以下，对步骤ST2及其后的步骤ST5、ST6的详细情况进行说明。另外，以下，对从上表面处理液喷嘴30供给蚀刻液(具体而言为氢氟酸)作为处理液的情况进行说明，但使用其他上表面处理液喷嘴60、65来供给其他处理液的情况也是同样的。
被搬入处理单元1的衬底W通过旋转卡盘20而被以水平姿态保持。在旋转卡盘20上保持作为新的处理对象的衬底W之后，通过控制部9的控制，旋转电机22使旋转卡盘20及衬底W开始旋转(衬底旋转工序：步骤ST201)。
接下来，上表面处理液喷嘴30从待机位置向处理位置移动，并且，使处理罩40升降，以使其到达规定的高度位置。上表面处理液喷嘴30的移动及处理罩40的升降通过以下方式进行：按照预先设定的制程(其中记载有衬底W的处理步骤及条件)，使控制部9控制各部。
然后，按照上述制程，控制部9使上表面处理液喷嘴30开始喷出蚀刻液。由此，向旋转的衬底W的上表面供给蚀刻液(供给工序：步骤ST202)。
当以上述方式进行蚀刻处理时，通过喷嘴基台33的旋转，上表面处理液喷嘴30在衬底W的中央侧的上方与衬底W的外周侧的上方之间摇动。由此，能够向旋转的衬底W的上表面整体无遗漏地供给蚀刻液。
另外，进行蚀刻处理时，例如仅外罩43上升，在外罩43的上端部43b与中罩42的第二引导部52的上端部52b之间，形成围绕被保持于旋转卡盘20的衬底W的周围的开口。在上述状态下衬底W与旋转卡盘20一同旋转，从上表面处理液喷嘴30向衬底W的上表面供给蚀刻液。所供给的蚀刻液在通过衬底W的旋转而产生的离心力的作用下沿衬底W的上表面流动，迅速从衬底W的端缘部向侧方飞散。由此进行衬底W的蚀刻处理。从旋转的衬底W的端缘部飞散的药液被外罩43的上端部43b挡住，沿外罩43的内表面流下，被回收至外侧回收槽51。
控制部9在使蚀刻液的喷出开始后，使拍摄部70对包含各对象区域81～83的拍摄区域80进行拍摄(拍摄工序：步骤ST203)。由此，可得到在蚀刻处理的过程中针对拍摄区域80经时地拍摄的多幅图像(即，由连续的多帧构成的动态图像)。由拍摄部70拍摄到的图5～图7所示的各图像数据被存储于存储部94。需要说明的是，也可以在蚀刻液的喷出开始前、喷出开始时开始拍摄工序。
图像取得部91对存储于存储部94的多幅图像进行裁剪处理，取得各时间点的各对象区域81～83的各幅部分图像。更具体而言，预先设定了与拍摄区域80中的各对象区域81～83对应的坐标，图像取得部91对上述设定了坐标的区域进行裁剪从而取得各幅部分图像，将该数据存储于控制部9的存储部94。
接下来，检测部92参照拍摄部70的拍摄结果，算出构成各时间点的各对象区域81～83的各幅部分图像的像素的亮度的合计值或平均值(以下，简称为亮度值)。另外，检测部92基于多个对象区域81～83的各自的亮度值的变化，来检测多个对象区域81～83的各自的处理结束时间点(检测工序：步骤ST204)。
以下，参照图11及图12，来说明检测一个对象区域中的处理结束时间点的流程。图11为针对一个对象区域示出连续的多帧的亮度值的推移的曲线图。图12为与图11对应的图，是示出单位期间内的亮度值的变化量即微分值的推移的曲线图。
如图11所示，从蚀刻处理的开始时至时刻T1的第一期间中，蚀刻处理中的对象区域的亮度值为高值且大致平坦。上述第一期间为衬底W的上表面中的位于最表面侧的第一层通过蚀刻而被除去的初期，并且是几乎不会因残留的第一层的厚度而在由拍摄部70取得的图像的亮度值中观察到变化的期间。图5为在上述第一期间拍摄到的拍摄区域80的图像。
接下来，在时刻T1至时刻T3的第二期间中，蚀刻处理中的对象区域的亮度值逐渐减少。上述第二期间为第一层通过蚀刻而被除去的后期，并且是下述期间：在蚀刻对象的第一层被充分除去的同时，开始观察到作为非蚀刻对象、且位于第一层的下层的第二层，受此影响而导致由拍摄部70取得的图像的亮度值发生变化的期间。图6为在上述第二期间拍摄到的拍摄区域80的图像。
另外，在此后的时刻T3以后的第三期间中，蚀刻处理中的对象区域的亮度值为低值且大致平坦。上述第三期间是下述期间：由于第一层的除去结束之后的难以用蚀刻液除去的第二层成为拍摄对象，因此几乎观察不到由拍摄部70取得的图像的亮度值发生变化的期间。因此，在图11所示的例子中，时刻T3相当于处理结束时间点。图7为在上述第三期间拍摄到的拍摄区域80的图像。
如上所述，由于蚀刻处理的进行与亮度值的变化之间存在相关关系，因此，检测部92能够基于亮度值的变化来检测蚀刻处理结束的处理结束时间点。具体而言，检测部92对单位期间内的亮度值的变化量即微分值与预先存储于存储部94的阈值TH的大小关系进行比较(参见图12)。然后，检测部92检测微分值低于阈值TH的时间点作为时刻T1，检测微分值大于阈值TH的时间点作为时刻T2。而且，在微分值变得比阈值TH小之后又变得比该阈值TH大的状态下，微分值的变动幅度落入预先存储于存储部94的特定的范围R内的情况下，检测部92检测该变动幅度落入范围R内的时间点作为时刻T3(处理结束时间点)。需要说明的是，若用拍摄部70拍摄由照明部71照射而在上表面处理液喷嘴30的表面被反射的光，则存在亮度值特异性地提高的情况。因此，在检测部92检测处理结束时间点时，也可以进行将这种特异性的亮度值的变动清除的数据处理。
至此，示出图11及图12而对检测部92检测一个对象区域的处理结束时间点的情况进行了说明，检测部92检测各对象区域81～83的各处理结束时间点的情况也是同样的。
图13为针对各对象区域81～83示出连续的多帧的亮度值的推移的曲线图。需要说明的是，图13中的时刻t1～t3分别为通过检测部92检测到的对象区域81～83的处理结束时间点。即，在图13所示的例子中，首先，于时刻t2，对象区域82的蚀刻处理结束，接着，于时刻t1，对象区域81的蚀刻处理结束，然后，于时刻t3，对象区域83的蚀刻处理结束。
如上所述，在本实施方式中，由于拍摄区域80包含与衬底W的上表面的中央侧的部分对应的对象区域81、与外周侧的部分对应的对象区域83、和与它们的中间部分对应的对象区域82，因此，通过检测部92的检测结果，能够掌握从衬底W的上表面的中央侧至外周侧的3个部位的处理结束时间点。
需要说明的是，认为蚀刻处理的进行速度在衬底W的上表面的各部存在差异主要是由于上表面处理液喷嘴30的位置、移动方式而导致的。在本实施方式中，上表面处理液喷嘴30在喷出蚀刻液的同时在衬底W的中央侧与外周侧之间摇动，与衬底W的上表面的中央侧的部分、外周侧的部分相比，从上表面处理液喷嘴30向它们的中间部分喷出相对多的蚀刻液，因此认为，在与中间部分对应的对象区域82中，蚀刻处理最快地进行。作为其他例子，在从位置被固定于衬底W的中央侧的上方的上表面处理液喷嘴30喷出蚀刻液并进行蚀刻处理的情况下，在与衬底W的中央侧的部分对应的对象区域81中，蚀刻处理也可最快地进行。
另外，在检测工序中，基于各对象区域81～83的平均亮度值的变化来检测各对象区域81～83的处理结束时间点，所述平均亮度值是在衬底W旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内进行平均化而得到的。以下，作为取得这种平均亮度值的方法，例示两种方法，但也可以通过其他方法而取得平均亮度值。
第一种方法是使用多幅拍摄图像来进行亮度值的平均化的方法。该方法中，拍摄部70在上述时间范围内取得多幅拍摄图像。而且，作为各对象区域81～83的平均亮度值，可利用多幅拍摄图像中的各对象区域81～83的亮度值的平均值。例如，在拍摄部70在1秒内取得60幅拍摄图像、在上述时间范围(三分之一秒)内得到20幅拍摄图像的情况下，作为各对象区域81～83的平均亮度值，可利用20幅拍摄图像中的各对象区域81～83的亮度值的平均值。
第二种方法是利用长时间曝光而进行亮度值的平均化的方法。该方法中，拍摄部70以上述时间范围为曝光时间而取得一幅拍摄图像。而且，作为各对象区域81～83的平均亮度值，可利用该一幅拍摄图像中的各对象区域81～83的亮度值。例如，在上述时间范围为0.2秒的情况下，拍摄部70将该0.2秒作为曝光时间而取得一幅拍摄图像，作为各对象区域81～83的平均亮度值，可利用该一幅拍摄图像中的各对象区域81～83的亮度值的平均值。
通常，在作为蚀刻处理的对象的衬底W的上表面上，通过事先的工序而形成有规定的图案。因此，若用拍摄部70拍摄由照明部71照射而在衬底W的上表面被反射的光，则图案映入拍摄图像，从拍摄图像取得的亮度值也受图案的影响而发生变动。因此，通过如本实施方式这样，使用在衬底W旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内进行平均化而得到的平均亮度值，能够抑制因图案的影响而导致的亮度值的变动，从而能够基于亮度值的变化而以高精度检测处理结束时间点。另外，在如例如专利文献1中记载那样对模型图像与蚀刻处理时所取得的图像进行比较的技术中，若在衬底W旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内将图像平均化，则图像变得模糊，无法检测到所期望的结果。与此相对，在本实施方式的技术中，由于并非基于具有二维信息的图像、而是基于亮度值的变化来检测处理结束时间点，因此，即使是在上述时间范围内将亮度值平均化，也能够检测所期望的处理结束时间点。
而且，在检测部92在所有的对象区域81～83中均检测到处理结束时间点以前(超过时刻t3以前)，步骤ST204中为“否”，检测工序继续。另一方面，若检测部92在所有的对象区域81～83中均检测到处理结束时间点(超过时刻t3)，则步骤ST204中为“是”，检测工序结束。当检测工序结束时，通过检测部92得到的检测结果被存储于存储部94。
然后，控制部9使上表面处理液喷嘴30停止喷出蚀刻液，开始喷出纯水。由此，从蚀刻处理切换为纯水漂洗处理，向旋转的衬底W的上表面供给纯水(步骤ST205)。
以这种方式进行纯水漂洗处理时，通过喷嘴基台33的旋转，上表面处理液喷嘴30在衬底W的中央侧的上方与衬底W的外周侧的上方之间摇动。由此，能够向旋转的衬底W的上表面整体无遗漏地供给纯水。
另外，当进行纯水漂洗处理时，例如，内罩41、中罩42及外罩43全部上升，被保持于旋转卡盘20的衬底W的周围被内罩41的第一引导部47围绕。在上述状态下衬底W与旋转卡盘20一同旋转，从上表面处理液喷嘴30及下表面处理液喷嘴28向衬底W的上表面及下表面供给纯水。所供给的纯水在通过衬底W的旋转而产生的离心力的作用下沿衬底W的上表面及下表面流动，迅速从衬底W的端缘部向侧方飞散。由此进行衬底W的纯水漂洗处理。从旋转的衬底W的端缘部飞散的纯水沿第一引导部47的内壁流下，从排液槽49被排出。需要说明的是，在将纯水通过不同于药液的其他路径回收的情况下，也可以使中罩42及外罩43上升，在中罩42的第二引导部52的上端部52b与内罩41的第一引导部47的上端部47b之间形成围绕被保持于旋转卡盘20的衬底W的周围的开口。
在本实施方式中，通过拍摄部70对蚀刻处理进行实时监视，在检测部92在所有的对象区域81～83中均检测到处理结束时间点之后停止供给蚀刻液。因此，能够防止使用蚀刻液对作为除去对象的上述第一层进行的蚀刻处理不充分(所谓的蚀刻不足)。蚀刻不足会导致成品率下降，因此，利用本实施方式的技术能够通过防止蚀刻不足而提高成品率。
另外，在本实施方式中，并非是仅在制程所规定的固定时间内进行蚀刻液的供给的方案，而是在检测部92在所有的对象区域81～83中均检测到处理结束时间点的时间点，步骤ST204成为“是”，停止供给蚀刻液。因此，能够抑制在将上述第一层除去之后仍对上述第二层(其是并非使用蚀刻液的除去对象的层)过度地进行蚀刻处理(所谓的过蚀刻)。近年来，随着在衬底W上形成的图案的微细化的进展，过蚀刻的情况也可能导致成品率下降，因此，利用本实施方式的技术能够通过抑制过蚀刻而提高成品率。
通常，在蚀刻处理中，与过蚀刻相比，蚀刻不足更容易导致成品率下降。另外，还存在下述这样的课题：由于根据各衬底W的不同而导致上述第一层的厚度存在差异等原因，导致适于每片衬底W的蚀刻液的供给时间也不同。因而，通常，在通过制程来规定蚀刻液的供给时间的情况下，为了使任一衬底W均不会发生蚀刻不足，将比预计蚀刻处理结束的时间更长的时间规定为供给时间。与此相对，在本实施方式中，检测处理结束时间点，较早地结束蚀刻处理，因此，能够抑制蚀刻液的使用量。
关于蚀刻处理后的纯水的供给时间，例如，既可以采用由制程规定的固定时间，也可以采用使得蚀刻液和纯水的总供给时间固定的方式的可变时间。在前者的情况下，能够以通过蚀刻处理而缩短的时间的量将处理完成的衬底W从处理单元1搬出，可提高生产率。另外，在后者的情况下，即使随着衬底W不同而导致蚀刻处理时间不同，也能够不受其影响地在规定的时机将处理完成的衬底W从处理单元1搬出，容易对衬底处理装置100的各部的工作时间表进行管理。
纯水漂洗处理结束后，控制部9使上表面处理液喷嘴30停止喷出纯水，使该上表面处理液喷嘴30移动至待机位置。另外，控制部9控制旋转电机22，加快衬底W的旋转速度。由此，进行使衬底W高速旋转从而将该衬底W干燥的甩脱干燥处理(步骤ST206)。
进行甩脱干燥处理时，内罩41、中罩42及外罩43全部下降，内罩41的第一引导部47的上端部47b、中罩42的第二引导部52的上端部52b及外罩43的上端部43b均位于比被保持于旋转卡盘20的衬底W更靠下方的位置。在上述状态下衬底W与旋转卡盘20一同高速旋转，附着于衬底W的水滴因离心力而被甩脱。由此，针对1片衬底W的衬底处理(步骤ST2)结束。
回到图9，若针对所有处理前的衬底W的衬底处理均结束(步骤ST4)，则预测部96参照被存储于存储部94的多片衬底W的检测结果，基于该检测结果来预测衬底处理装置100的各部的经久变化(预测工序：步骤ST5)。预测部96例如参照针对多个批次的按照处理顺序的各对象区域81～83的各处理结束时间点的推移，对是否通过衬底处理装置100稳定地执行了工艺进行确认、或者对是否有动作异常的预兆进行判断。需要说明的是，图9中，示出了每结束1个批次的衬底处理即执行预测工序的例子，但也可以在每次药液更换作业的前后、维护作业的前后等进行特定的作业时执行预测工序。
另外，调节部95参照被存储于存储部94的多片衬底W的检测结果，基于该检测结果来调节衬底处理的条件(调节工序：步骤ST6)。调节部95例如参照同一衬底W的各对象区域81～83的各处理结束时间点的差异，以减小该差异为目的而改变制程。具体而言，调节部95通过改变上表面处理液喷嘴30的摇动幅度、摇动速度、喷出流量等的制程，从而进行减小上述差异的优化处理。
图14为针对各对象区域81～83而示出连续的多帧的亮度值的推移的曲线图。需要说明的是，图14中的时刻t1～t3分别为通过检测部92检测到的对象区域81～83的处理结束时间点。即，在图14所示例子中，在作为同一时刻的时刻t1～t3，各对象区域81～83的蚀刻处理结束。所谓调节工序中的优化，例如，如图14所示，是指各对象区域81～83的各处理结束时间点的差异变为零。需要说明的是，图9中示出了在预测工序之后执行调节工序的例子，但该顺序并非必须，也可以不执行预测工序而执行调节工序。
{变形例}
以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但本发明在不脱离其主旨的范围内可以进行上述方案以外的各种变更。
图15为示出变形例涉及的衬底处理的一例的流程图。在图15所示的处理例中，与图10所示的处理例的步骤ST201～203同样地，进行步骤ST211～步骤ST213。其中，在图15所示的处理例中，不同于图10所示的处理例，不依赖于通过检测部92得到的检测结果，而是在仅在制程所规定的固定时间内进行了蚀刻液的供给的时间点，从蚀刻处理切换为纯水漂洗处理(步骤ST214)。然后，判断是否在检测部92检测到各对象区域81～83的处理结束时间点之前已切换为纯水漂洗处理(步骤ST215)，在停止供给蚀刻液的时间点、检测部92未检测到各对象区域81～83的处理结束时间点的情况下，报警部93报告警报(报警工序：步骤ST216)。作为报警方案，例如，在附设于控制部9的显示器中显示“错误”。另外，在检测部92检测到各对象区域81～83的处理结束时间点之后切换为纯水漂洗处理的情况下，不通过报警部93进行报警，步骤ST2结束。如上所述，在图15所示的处理例中，能够一边按照制程对同一批次的多片衬底W连续进行蚀刻处理，一边确定存在蚀刻不足的可能性的衬底W。
另外，上述实施方式中，对使用了蚀刻液作为处理液的情况进行了说明，但在使用其他药液(例如，剥离液等)作为处理液的情况下，也可适用本发明。需要说明的是，若使用本发明，则能够掌握被处理面的中央侧及外周侧的处理结束时间点，因此，对于如蚀刻处理那样处理时间的过剩或不足成为问题的处理而言，本发明特别有效。
另外，上述实施方式中，对拍摄区域80包含三个对象区域81～83的方案进行了说明，但不限于此。拍摄区域只要至少包含被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域作为多个对象区域即可，对象区域可以为2个，也可以为4个以上。另外，各对象区域的尺寸、露出也可适当设定。
另外，上述实施方式中，针对在蚀刻处理进行的过程中亮度值降低的情况进行了说明，但在蚀刻处理进行的过程中亮度值上升的情况下，也可适用本发明。这种情况下，检测部对单位期间内的亮度值的变化量即微分值与阈值的大小关系进行比较，基于该比较结果来检测处理结束时间点。更具体而言，在微分值变得比阈值大之后又变得比该阈值小的状态下，微分值的变动幅度落入特定的范围内的情况下，检测部能够检测变动幅度落入范围内的时间点作为处理结束时间点。
另外，上述实施方式中，对使用由一个拍摄部70取得的拍摄结果的情况进行了说明，但也可以使用由多个拍摄部取得的拍摄结果。
另外，作为衬底处理装置100的处理对象的衬底不限于半导体用途的衬底，也可以是太阳能电池用途的衬底、液晶显示装置等平板显示器中使用的玻璃衬底。也可以将衬底W的下表面作为被处理面而适用本发明。
以上，对实施方式及其变形例涉及的衬底处理装置及衬底处理方法进行了说明，但它们为本发明优选的实施方式的例子，并不限定本发明的实施范围。对于本发明而言，可在其发明的范围内进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意的构成要素的变形、或各实施方式中任意的构成要素的省略。

Claims (22)

1.衬底处理装置，其具备：
衬底旋转部，所述衬底旋转部将衬底保持为水平并使其旋转；
喷嘴，所述喷嘴向通过所述衬底旋转部进行旋转的所述衬底的被处理面供给处理液；
拍摄部，所述拍摄部对包含多个对象区域的拍摄区域进行拍摄，所述对象区域是在向所述衬底供给了所述处理液时所述被处理面的形成了液膜的区域；和
检测部，所述检测部参照所述拍摄部的拍摄结果，基于所述多个对象区域的各自的亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的处理结束时间点，
其中，所述拍摄区域至少包含所述被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域作为所述多个对象区域。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述检测部对所述亮度值的微分值与阈值的大小关系进行比较，基于该比较结果来检测所述处理结束时间点。
3.如权利要求2所述的衬底处理装置，其中，在所述微分值变得大于所述阈值之后又变得小于所述阈值的状态、或所述微分值变得小于所述阈值之后又变得大于所述阈值的状态下，所述微分值的变动幅度落入特定的范围内的情况下，所述检测部检测所述变动幅度落入所述范围内的时间点作为所述处理结束时间点。
4.如权利要求1～3中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述检测部基于所述多个对象区域的各自的平均亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点，所述平均亮度值是在所述衬底旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内进行平均化而得到的。
5.如权利要求4所述的衬底处理装置，其中，所述拍摄部在所述时间范围内取得多幅拍摄图像，
所述平均亮度值为所述多幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值的平均值。
6.如权利要求4所述的衬底处理装置，其中，所述拍摄部以所述时间范围为曝光时间而取得一幅拍摄图像，
所述平均亮度值为所述一幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值。
7.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理装置，其中，在所述检测部检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的时间点，停止利用所述喷嘴供给所述处理液。
8.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理装置，其还具备报警部，在停止利用所述喷嘴供给所述处理液的时间点、所述检测部未检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的情况下，所述报警部报告警报。
9.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理装置，其还具备调节部，所述调节部基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的所述检测部的检测结果，来调节衬底处理的条件。
10.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理装置，其还具备预测部，所述预测部基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的所述检测部的检测结果，来预测装置各部的经久变化。
11.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述处理液为蚀刻液。
12.衬底处理方法，其包括下述工序：
衬底旋转工序，将衬底保持为水平并使其旋转；
供给工序，向通过所述衬底旋转工序进行旋转的所述衬底的被处理面供给处理液；
拍摄工序，对包含多个对象区域的拍摄区域进行拍摄，所述对象区域是在向所述衬底供给了所述处理液时所述被处理面的形成了液膜的区域；和
检测工序，参照所述拍摄工序中的拍摄结果，基于所述多个对象区域的各自的亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的处理结束时间点，
其中，所述拍摄区域至少包含所述被处理面的中央侧的区域和外周侧的区域作为所述多个对象区域。
13.如权利要求12所述的衬底处理方法，其中，所述检测工序中，对所述亮度值的微分值与阈值的大小关系进行比较，基于该比较结果来检测所述处理结束时间点。
14.如权利要求13所述的衬底处理方法，其中，在所述微分值变得大于所述阈值之后又变得小于所述阈值的状态、或所述微分值变得小于所述阈值之后又变得大于所述阈值的状态下，所述微分值的变动幅度落入特定的范围内的情况下，在所述检测工序中，检测所述变动幅度落入所述范围内的时间点作为所述处理结束时间点。
15.如权利要求12～14中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述检测工序中，基于所述多个对象区域的各自的平均亮度值的变化，来检测所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点，所述平均亮度值是在所述衬底旋转一圈所需要的时间以上的时间范围内进行平均化而得到的。
16.如权利要求15所述的衬底处理方法，其中，所述拍摄工序中，在所述时间范围内取得多幅拍摄图像，
所述平均亮度值为所述多幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值的平均值。
17.如权利要求15所述的衬底处理方法，其中，所述拍摄工序中，以所述时间范围为曝光时间而取得一幅拍摄图像，
所述平均亮度值为所述一幅拍摄图像中的所述多个对象区域的各自的所述亮度值。
18.如权利要求12～17中任一项所述的衬底处理方法，其中，在所述检测工序中检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的时间点，停止所述供给工序。
19.如权利要求12～17中任一项所述的衬底处理方法，其还包括报警工序，所述报警工序中，在停止所述供给工序的时间点、通过所述检测工序未检测到所述多个对象区域的各自的所述处理结束时间点的情况下，报告警报。
20.如权利要求12～17中任一项所述的衬底处理方法，其还包括调节工序，所述调节工序中，基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的通过所述检测工序得到的多个检测结果，来调节衬底处理的条件。
21.如权利要求12～17中任一项所述的衬底处理方法，其还包括预测工序，所述预测工序中，基于针对多片所述衬底而利用所述处理液进行处理时的通过所述检测工序得到的多个检测结果，来预测装置各部的经久变化。
22.如权利要求12～17中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述处理液为蚀刻液。
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