JP2020061404A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の端部に吐出された液柱状の処理液を撮像できる基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理方法は保持工程と回転工程と上昇工程とベベル処理工程と撮像工程と監視工程とを備える。保持工程において、基板保持部に基板を保持させる。回転工程において、基板保持部を回転させて、基板を回転させる。上昇工程において、基板保持部の外周を囲むカップ部材を上昇させて、カップ部材の上端を、基板保持部に保持された基板の上面よりも高い上端位置に位置させる。ベベル処理工程において、上端位置よりも低い位置にあるノズルの吐出口から、基板保持部に保持された基板の上面の端部に、処理液を吐出する。撮像工程において、ノズルの吐出口から吐出される処理液を含む撮像領域であって、基板の上方の撮像位置から見た撮像領域を、カメラに撮像させて、撮像画像を取得する。監視工程において、撮像画像に基づいて処理液の吐出状態を判定する。【選択図】図６

Description

本発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
基板に対して処理を行う装置として、基板を水平面内で回転させつつ、その基板の表面に吐出ノズルから処理液を吐出する基板処理装置が用いられている。吐出ノズルから基板の略中央へと着液した処理液は基板の回転に伴う遠心力によって全面に広がって、その周縁から外側に飛散する。処理液が基板の全面に広がることにより、基板の全面に対して処理液を作用させることができる。処理液としては、基板に対する処理に応じた薬液または洗浄液などが採用される。
このような基板処理装置において、処理液が適切に吐出されているか否かを監視すべく、カメラを設ける技術が提案されている（特許文献１〜５）。
また半導体基板の製造工程において、その基板の周縁端部上に残留した種々の膜が、基板のデバイス面に悪影響を及ぼすことがある。
そこで、従来から、基板の周縁端部から当該膜を除去するためのベベル処理が提案されている。ベベル処理においては、基板を水平面内で回転させつつ、その基板の端部へと吐出ノズルから除去用の処理液を吐出することにより、当該処理液によって基板の周縁端部の膜を除去する。
特開２０１５−１７３１４８号公報 特開２０１７−２９８８３号公報 特開２０１５−１８８４８号公報 特開２０１６−１２２６８１号公報 特開２００８−１３５６７９号公報
ベベル処理においては、基板の端部のみに処理液を供給すればよいので、その処理液の流量は少なくなる。つまり、吐出ノズルから吐出された液柱状の処理液は細くなる。よって、この液柱状の処理液は、基板の回転に伴う気流、および、周囲に発生する静電気等の諸要因の影響を受けやすく、その吐出状態は変動しやすい。
しかしながら、ベベル処理においては、吐出ノズルと基板との間の間隔が狭いので、吐出ノズルから吐出された液柱状の処理液を撮像するには、工夫が必要である。
そこで、本願は、基板の端部に吐出された液柱状の処理液を監視できる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
基板処理方法の第１の態様は、基板保持部に基板を保持させる保持工程と、前記基板保持部を回転させて、前記基板を回転させる回転工程と、前記基板保持部の外周を囲むカップ部材を上昇させて、前記カップ部材の上端を、前記基板保持部に保持された前記基板の上面よりも高い上端位置に位置させる上昇工程と、前記上端位置よりも低い位置にあるノズルの吐出口から、前記基板保持部に保持された前記基板の上面の端部に、処理液を吐出するベベル処理工程と、前記ノズルの前記吐出口から吐出される処理液を含む撮像領域であって、前記基板保持部に保持された前記基板の上方の撮像位置から見た撮像領域を、カメラに撮像させて、撮像画像を取得する撮像工程と、前記撮像画像に基づいて前記処理液の吐出状態を判定する監視工程とを備える。
基板処理方法の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理方法であって、前記監視工程は、前記撮像画像のうち前記ノズルの直下に位置し、縦方向よりも横方向に長い吐出判定領域内の画素の輝度値の第１統計量が第１閾値以上であるか否かを判定し、前記第１統計量が前記第１閾値以上であるときに、前記ノズルから前記処理液が吐出されていると判定する工程を含む。
基板処理方法の第３の態様は、第２の態様にかかる基板処理方法であって、前記監視工程は、前記第１統計量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上であるか否かを判定し、前記第１統計量が前記第２閾値以上であるときに、前記処理液が前記基板の前記上面で跳ね返る液はねが生じていると判定する工程を含む。
基板処理方法の第４の態様は、第２または第３の態様にかかる基板処理方法であって、前記監視工程は、前記撮像画像のうち、前記吐出判定領域に対して前記基板の回転方向の下流側に設定された液はね判定領域内の画素の輝度値に基づいて、前記処理液が前記基板の前記上面で跳ね返る液はねが生じているか否かを判定する工程を含む。
基板処理方法の第５の態様は、第４の態様にかかる基板処理方法であって、前記撮像画像のうち、前記吐出判定領域に対して前記基板の回転方向の上流側には、前記液はね判定領域が設定されない。
基板処理方法の第６の態様は、第２から第５のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記吐出判定領域は、前記撮像画像において鏡面反射により前記基板の前記上面に写る前記処理液の一部が含まれた位置に設定される。
基板処理方法の第７の態様は、第６の態様にかかる基板処理方法であって、前記カメラの露光時間は前記基板が１回転するのに要する時間以上に設定される。
基板処理方法の第８の態様は、第６の態様にかかる基板処理方法であって、前記基板が１回転するのに要する時間以上の時間内に前記カメラによって取得された複数の撮像画像を積分または平均して得られた撮像画像のうち前記吐出判定領域内の画素の輝度値について、前記第１統計量を求める。
基板処理方法の第９の態様は、第１の態様にかかる基板処理方法であって、前記監視工程において、機械学習済みの分類器によって、前記撮像画像を、前記ノズルの先端から吐出された処理液の吐出状態を示すカテゴリに分類する。
基板処理方法の第１０の態様は、第９の態様にかかる基板処理方法であって、前記監視工程において、前記撮像画像から、前記ノズルの直下に位置し、縦方向よりも横方向に長い吐出判定領域を切り出し、切り出した前記吐出判定領域の画像を前記分類器に入力する。
基板処理方法の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記撮像画像には、前記基板の周縁の一部が含まれており、前記ベベル処理工程は、前記撮像画像に基づいて前記基板の周縁の一部の基板周縁位置を求める工程と、前記ノズルを、前記基板周縁位置から所定幅だけ前記基板の中心部の処理位置に移動させる工程を含む。
基板処理装置の態様は、基板を保持し、前記基板を回転させる基板保持部と、前記基板保持部の外周を囲むカップ部材と、前記カップ部材を上昇させて、前記カップ部材の上端を、前記基板保持部に保持された前記基板の上面よりも高い上端位置に位置させる昇降機構と、前記上端位置よりも低い位置にある吐出口を有し、前記吐出口から、前記基板保持部に保持された前記基板の上面の端部に、処理液を吐出するノズルと、前記ノズルの前記吐出口から吐出される処理液を含む撮像領域であって、前記基板保持部に保持された前記基板の上方の撮像位置から見た撮像領域を撮像して、撮像画像を取得するカメラと、前記撮像画像に基づいて前記処理液の吐出状態を判定する画像処理部とを備える。
基板処理方法の第１の態様および基板処理装置の態様によれば、ノズルから吐出される処理液を撮像でき、その撮像画像に基づいて吐出状態を適切に判定できる。
基板処理方法の第２の態様によれば、処理液の吐出の有無を判定できる。
基板処理方法の第３の態様によれば、吐出の有無で用いた第１統計量を用いて液はねの有無を判定できる。よって、演算処理が簡易である。
基板処理方法の第４の態様によれば、液はねが生じやすい方向に設定された液はね吐出領域内の画素の画素値を用いている。よって、吐出ノズルの有無を適切に判定できる。
基板処理方法の第５の態様によれば、液はねが生じにくい領域に液はね判定領域を設定しないので、処理の負荷を低減できる。
基板処理方法の第６の態様によれば、鏡面反射により、基板の上面に写る液柱状の処理液の長さが長くなるので、吐出判定領域を設定しやすい。
基板処理方法の第７の態様によれば、撮像画像において、基板の上面のパターンが平均化されて一様化されるので、基板の上面に写る処理液の輪郭を際立たせることができる。
基板処理方法の第８の態様によれば、撮像画像において、基板の上面のパターンが平均化されて一様化されるので、基板の上面に写る処理液の輪郭を際立たせることができる。
基板処理方法の第９の態様によれば、高い精度で異常を検出できる。
基板処理方法の第１０の態様によれば、吐出状態とは関連性の低い領域の影響を除去して分類を行うことができるので、その分類精度を向上することができる。
基板処理方法の第１１の態様によれば、ノズルを高い精度で処理位置に移動させることができる。
基板処理装置の構成の概略的な一例を示す図である。 処理ユニットの構成の概略的な一例を示す平面図である。 処理ユニットの構成の概略的な一例を示す断面図である。 カメラによって取得された撮像画像の一例を概略的に示す図である。 カメラとカメラ保持部との構成の一例を概略的に示す斜視図である。 基板処理の一例を示すフローチャートである。 監視処理の一例を示すフローチャートである。 撮像画像の一部を拡大した図である。 吐出判定領域内の画素の輝度値の一例を示すグラフである。 撮像画像の一例を概略的に示す図である。 統計量の時間変化の一例を示すグラフである。 監視処理の一例を示すフローチャートである。 処理ユニットの構成の概略的な一例を示す平面図である。 撮像画像の一例を概略的に示す図である。 処理ユニットの構成の概略的な一例を示す平面図である。 制御部の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、図面に示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
＜基板処理装置の概要＞
図１は、基板処理装置１００の全体構成を示す図である。基板処理装置１００は、基板Ｗに対して処理液を供給して基板Ｗに対する処理を行う装置である。基板Ｗは、例えば半導体基板である。この基板Ｗは略円板形状を有している。
この基板処理装置１００は、基板Ｗを水平面内で回転させつつ、基板Ｗの端部に処理液を供給することにより、基板Ｗの周縁端部に付着した不要物を除去することができる。この周縁端部の幅（径方向に沿う幅）は例えば０．５〜３［ｍｍ］程度である。不要物としては、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜およびポリシリコン膜などの膜、および、パーティクル等が挙げられる。このような不要物を除去する処理液としては、フッ酸（ＨＦ）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、アンモニア（ＮＨ３）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）との混合溶液（ＳＣ−１）、および、フッ硝酸（フッ酸と硝酸（ＨＮＯ３）の混合液）などが挙げられる。基板処理装置１００は、基板Ｗを回転させつつ、基板Ｗの端部に処理液を供給することにより、不要物を除去する。このような処理はベベル処理とも呼ばれる。
基板処理装置１００は、インデクサ１０２、複数の処理ユニット１および主搬送ロボット１０３を備える。インデクサ１０２は、装置外から受け取った未処理の基板Ｗを装置内に搬入するとともに、処理済みの基板Ｗを装置外に搬出する機能を有する。インデクサ１０２は、複数のキャリアを載置するとともに移送ロボットを備える（いずれも図示省略）。キャリアとしては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)またはＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッド、あるいは、収納した状態で基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)を採用することができる。移送ロボットは、当該キャリアと主搬送ロボット１０３との間で基板Ｗを移送する。
基板処理装置１００には、１２個の処理ユニット１が配置されている。詳細な配置構成は、３個の処理ユニット１を積層したタワーが主搬送ロボット１０３の周囲を囲むように４個配置されるというものである。換言すれば、主搬送ロボット１０３を囲んで配置された４個の処理ユニット１が３段に積層されており、図１はそのうちの１層を示している。なお、基板処理装置１００に搭載される処理ユニット１の個数は１２に限定されるものではなく、例えば８個または４個であっても良い。
主搬送ロボット１０３は、処理ユニット１を積層した４個のタワーの中央に設置されている。主搬送ロボット１０３は、インデクサ１０２から受け取った未処理の基板Ｗを各処理ユニット１に搬入するとともに、各処理ユニット１から処理済みの基板Ｗを搬出してインデクサ１０２に渡す。
＜処理ユニット＞
次に、処理ユニット１について説明する。以下、基板処理装置１００に搭載された１２個の処理ユニット１のうちの１つを説明するが、他の処理ユニット１についても同様である。図２は、処理ユニット１の平面図である。また、図３は、処理ユニット１の縦断面図である。
処理ユニット１は、チャンバー１０内に、主たる要素として、基板Ｗを水平姿勢（基板Ｗの法線が鉛直方向に沿う姿勢）に保持する基板保持部２０と、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための３つの処理液供給部３０，６０，６５と、基板保持部２０の周囲を取り囲む処理カップ（カップ部材）４０と、カメラ７０とを備える。また、チャンバー１０内における処理カップ４０の周囲には、チャンバー１０の内側空間を上下に仕切る仕切板１５が設けられている。また処理ユニット１には、制御部９および報知部９３が設けられている。
＜チャンバー＞
チャンバー１０は、鉛直方向に沿う側壁１１、側壁１１によって囲まれた空間の上側を閉塞する天井壁１２および下側を閉塞する床壁１３を備える。側壁１１、天井壁１２および床壁１３によって囲まれた空間が基板Ｗの処理空間となる。また、チャンバー１０の側壁１１の一部には、チャンバー１０に対して主搬送ロボット１０３が基板Ｗを搬出入するための搬出入口およびその搬出入口を開閉するシャッターが設けられている（いずれも図示省略）。
チャンバー１０の天井壁１２には、基板処理装置１００が設置されているクリーンルーム内の空気をさらに清浄化してチャンバー１０内の処理空間に供給するためのファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１４が取り付けられている。ファンフィルタユニット１４は、クリーンルーム内の空気を取り込んでチャンバー１０内に送り出すためのファンおよびフィルタ（例えばＨＥＰＡフィルタ）を備えており、チャンバー１０内の処理空間に清浄空気のダウンフローを形成する。ファンフィルタユニット１４から供給された清浄空気を均一に分散するために、多数の吹出し孔を穿設したパンチングプレートを天井壁１２の直下に設けるようにしても良い。
＜基板保持部＞
基板保持部２０は例えばスピンチャックである。この基板保持部２０は、鉛直方向に沿って延びる回転軸２４の上端に水平姿勢で固定された円板形状のスピンベース２１を備える。スピンベース２１の下方には回転軸２４を回転させるスピンモータ２２が設けられている。スピンモータ２２は、回転軸２４を介してスピンベース２１を水平面内にて回転させる。また、スピンモータ２２および回転軸２４の周囲を取り囲むように筒状のカバー部材２３が設けられている。
円板形状のスピンベース２１の外径は、基板保持部２０に保持される円形の基板Ｗの径よりも若干大きい。よって、スピンベース２１は、保持すべき基板Ｗの下面の全面と対向する保持面２１ａを有している。
スピンベース２１の保持面２１ａの周縁部には複数（本実施形態では４本）のチャックピン２６が立設されている。複数のチャックピン２６は、円形の基板Ｗの外周円に対応する円周上に沿って均等な間隔をあけて（本実施形態のように４個のチャックピン２６であれば９０°間隔にて）配置されている。複数のチャックピン２６は、スピンベース２１内に収容された図示省略のリンク機構によって連動して駆動される。基板保持部２０は、複数のチャックピン２６のそれぞれを基板Ｗの外周端に当接させて基板Ｗを把持することにより、当該基板Ｗをスピンベース２１の上方で保持面２１ａに近接した水平姿勢にて保持することができるとともに（図３参照）、複数のチャックピン２６のそれぞれを基板Ｗの外周端から離間させて把持を解除することができる。
複数のチャックピン２６による把持によって基板保持部２０が基板Ｗを保持した状態にて、スピンモータ２２が回転軸２４を回転させることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直方向に沿った回転軸ＣＸまわりに基板Ｗを回転させることができる。ここでは、基板保持部２０は図２において反時計回り方向に回転するものとする。
＜処理液供給部＞
処理液供給部３０は吐出ノズル３１と固定部材３２と移動機構３３とを備えている。固定部材３２は吐出ノズル３１を固定する部材であり、例えばノズルアーム３２１とノズル基台３２２とを備えている。ノズルアーム３２１の先端には吐出ノズル３１が取り付けられている。ノズルアーム３２１の基端側はノズル基台３２２に固定して連結されている。移動機構３３はこの固定部材３２を変位させることで、吐出ノズル３１を移動させる。例えば移動機構３３はモータであって、ノズル基台３２２を、鉛直方向に沿った軸のまわりで回動させる。ノズル基台３２２が回動することにより、図２中の矢印ＡＲ３４にて示すように、吐出ノズル３１は基板Ｗの端部の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で水平方向に沿って円弧状に移動する。
処理液供給部３０は複数の吐出ノズル３１を備えていてもよい。図２および図３の例では、吐出ノズル３１として３つの吐出ノズル３１が示されている。３つの吐出ノズル３１はノズルアーム３２１を介してノズル基台３２２に固定されている。よって、３つの吐出ノズル３１は互いに同期して移動する。３つの吐出ノズル３１は、処理位置において基板Ｗの周方向に沿って並ぶ位置に設けられている。３つの吐出ノズル３１の周方向における間隔は例えば１０数［ｍｍ］程度である。
図３に例示するように、吐出ノズル３１は配管３４を介して処理液供給源３７に接続されている。配管３４の途中には開閉弁３５が設けられている。吐出ノズル３１の先端の下面には吐出口（不図示）が形成されている。開閉弁３５が開くことにより、処理液供給源３７からの処理液が配管３４の内部を流れて吐出ノズル３１の吐出口から吐出される。吐出ノズル３１が処理位置で停止した状態で吐出された処理液は、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面の端部に着液する。基板Ｗが回転することにより、吐出ノズル３１からの処理液が基板Ｗの周縁端部の全領域に供給されて、当該周縁端部の不要物が除去される（ベベル処理）。
配管３４の途中にはそれぞれサックバック弁３６が設けられていてもよい。サックバック弁３６は処理液の吐出停止時において配管３４内の処理液を吸い込むことにより、吐出ノズル３１の先端から処理液を引き込む。これにより、吐出停止時において処理液が吐出ノズル３１の先端から比較的大きな塊（液滴）として落下するぼた落ちが生じにくい。
複数の吐出ノズル３１が設けられる場合には、吐出ノズル３１は、互いに異なる処理液供給源３７に接続されてもよい。つまり処理液供給部３０は、複数種の処理液が供給されるように構成されていてもよい。あるいは、複数の吐出ノズル３１の少なくとも２つが同じ処理液を供給してもよい。
また、本実施形態の処理ユニット１には、上記の処理液供給部３０に加えてさらに２つの処理液供給部６０，６５が設けられている。本実施形態の処理液供給部６０，６５は、上記の処理液供給部３０と同様の構成を備える。すなわち、処理液供給部６０は吐出ノズル６１と固定部材６２と移動機構６３とを有している。固定部材６２は固定部材３２と同様に、ノズルアーム６２１とノズル基台６２２と有している。ノズルアーム６２１の先端には吐出ノズル６１が取り付けられており、その基端にはノズル基台６２２が連結されている。移動機構６３は例えばモータであって、ノズル基台６２２を回動させることにより、吐出ノズル６１を、矢印ＡＲ６４にて示すように基板Ｗの端部の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で円弧状に移動させる。この吐出ノズル６１も基板Ｗの端部に処理液を供給する。基板Ｗが回転することにより、吐出ノズル６１からの処理液が基板Ｗの周縁端部の全領域に供給されて、当該周縁端部の不要物が除去される（ベベル処理）。
処理液供給部６５は吐出ノズル６６と固定部材６７と移動機構６８とを有している。固定部材６７はノズルアーム６７１とノズル基台６７２とを有している。ノズルアーム６７１の先端には吐出ノズル６６が取り付けられており、その基端にはノズル基台６７２が連結されている。移動機構６８は例えばモータであって、ノズル基台６７２を回動させることにより、吐出ノズル６６を、矢印ＡＲ６９にて示すように基板Ｗの略中央の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で円弧状に移動させる。この吐出ノズル６１は基板Ｗの略中央に処理液を供給する。基板Ｗが回転することにより、吐出ノズル６６からの処理液が基板Ｗの中心から広がってその周縁から外側に飛散される。これにより、基板Ｗの上面の全てに処理液を作用させることができる。
処理液供給部６０，６５の各々も複数種の処理液が供給されるように構成されていてもよい。あるいは、処理液供給部６０，６５の各々は単一の処理液が供給されるように構成されていてもよい。
処理液供給部６０，６５はそれぞれの吐出ノズル６１，６６が処理位置に位置する状態で、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面に処理液を吐出する。なお、処理液供給部６０，６５の少なくとも一方は、純水などの洗浄液と加圧した気体とを混合して液滴を生成し、その液滴と気体との混合流体を基板Ｗに噴射する二流体ノズルであっても良い。また、処理ユニット１に設けられる処理液供給部は３つに限定されるものではなく、１つ以上であれば良い。処理液供給部６０，６５の各吐出ノズルも、処理液供給部３０と同様に配管を介して処理液供給源に接続され、またその配管の途中には開閉弁が設けられ、さらにサックバック弁が設けられてもよい。以下では、代表的に処理液供給部３０を用いたベベル処理について述べる。
＜処理カップ＞
処理カップ４０は、基板保持部２０を取り囲むように設けられている。処理カップ４０は内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を備えている。内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３は昇降可能に設けられている。具体的には、処理ユニット１には、昇降機構４４が設けられており、昇降機構４４は内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を個別に昇降させることができる。昇降機構４４は例えばボールねじ機構を有している。
内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３が上昇した状態では、処理カップ４０の上端（ここでは外カップ４３の上端）は基板Ｗの上面に対して上方に位置している。以下では、外カップ４３が上昇した状態での外カップ４３の上端の高さ位置を処理カップ４０の上端位置とも呼ぶ。処理カップ４０の上端位置と基板Ｗとの鉛直方向における間隔は例えば２［ｍｍ］〜１０数［ｍｍ］程度に設定され得る。
内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３が上昇した状態では、基板Ｗの周縁から飛散した処理液は内カップ４１の内周面に当って落下する。落下した処理液は適宜に第１回収機構（不図示）によって回収される。内カップ４１が下降し、中カップ４２および外カップ４３が上昇した状態では、基板Ｗの周縁から飛散した処理液は中カップ４２の内周面に当って落下する。落下した処理液は適宜に第２回収機構（不図示）によって回収される。内カップ４１および中カップ４２が下降し、外カップ４３が上昇した状態では、基板Ｗの周縁から飛散した処理液は外カップ４３の内周面に当って落下する。落下した処理液は適宜に第３回収機構（不図示）によって回収される。これによれば、異なる処理液をそれぞれ適切に回収することができる。
以下では、外カップ４３が上昇した状態を処理カップ４０が上昇した状態として説明する。つまり、処理カップ４０が上昇した状態は、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の全てが上昇した状態と、中カップ４２および外カップ４３のみが上昇した状態と、外カップ４３のみが上昇した状態を含む。
＜仕切板＞
仕切板１５は、処理カップ４０の周囲においてチャンバー１０の内側空間を上下に仕切るように設けられている。仕切板１５は、処理カップ４０を取り囲む１枚の板状部材であっても良いし、複数の板状部材をつなぎ合わせたものであっても良い。また、仕切板１５には、厚さ方向に貫通する貫通孔や切り欠きが形成されていても良く、本実施形態では処理液供給部３０，６０，６５のノズル基台３２２，６２２，６７２を支持するための支持軸を通すための貫通孔（不図示）が形成されている。
仕切板１５の外周端はチャンバー１０の側壁１１に連結されている。また、仕切板１５の処理カップ４０を取り囲む端縁部は外カップ４３の外径よりも大きな径の円形形状となるように形成されている。よって、仕切板１５が外カップ４３の昇降の障害となることはない。
また、チャンバー１０の側壁１１の一部であって、床壁１３の近傍には排気ダクト１８が設けられている。排気ダクト１８は図示省略の排気機構に連通接続されている。ファンフィルタユニット１４から供給されてチャンバー１０内を流下した清浄空気のうち、処理カップ４０と仕切板１５と間を通過した空気は排気ダクト１８から装置外に排出される。
＜カメラ＞
カメラ７０は、チャンバー１０内であって仕切板１５よりも上方に設置されている。カメラ７０は、例えば撮像素子（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device））と、電子シャッター、レンズなどの光学系とを備える。カメラ７０は、次で説明する撮像領域を撮像することができる。すなわち、当該撮像領域とは、基板Ｗに対して上方の撮像位置から見た領域であって、処理位置における吐出ノズル３１の先端と、その先端から基板Ｗの端部へ吐出される略液柱状の処理液とを含む領域である（図３も参照）。
図４は、カメラ７０によって取得された画像データ（以下、撮像画像と呼ぶ）ＩＭ１の一例を概略的に示す図である。図４の例では、撮像画像ＩＭ１には、３つの吐出ノズル３１の先端が含まれている。この撮像画像ＩＭ１では、３つの吐出ノズル３１のうち中央に位置する吐出ノズル３１から吐出された略液柱状の処理液Ｌｑ１が含まれている。ここでいう略液柱状の処理液Ｌｑ１とは、吐出ノズル３１の先端から基板Ｗの上面に向かって流下する処理液Ｌｑ１をいう。カメラ７０はこの撮像画像ＩＭ１を制御部９へと出力する。
図２に例示するように、カメラ７０は移動可能に設けられるとよい。図２の例では、カメラ７０は処理液供給部６０の固定部材６２に固定されている。より具体的な例として、カメラ７０を保持するカメラ保持部７３が設けられており、このカメラ保持部７３が固定部材６２のノズルアーム６２１に連結されている。例えば、カメラ保持部７３はその基端側において、締結部材（例えばねじ）によりノズルアーム６２１の先端部に固定され、先端側において、締結部材によりカメラ７０を固定して保持する。カメラ保持部７３は例えば金属（例えばステンレス）等により形成される。移動機構６３は固定部材６２を変位ささせることにより、カメラ７０を基板Ｗの上方の撮像位置に移動させる。具体的には、移動機構６３はノズル基台６２２を回動させることにより、カメラ７０を、基板Ｗの上方の撮像位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で往復移動させることができる。
図２の例では、吐出ノズル３１の待機位置はカメラ７０の待機位置に対して、時計回り方向に略９０度ずれた位置にある。この吐出ノズル３１およびカメラ７０は、各々の待機位置から互いに近づくように移動して、それぞれ処理位置および撮像位置で停止する。カメラ７０はその撮像位置において、吐出ノズル３１の先端と、その先端から吐出される略液柱状の処理液Ｌｑ１とを含む撮像領域を撮像できる姿勢で、カメラ保持部７３に保持されている。図２の例では、カメラ保持部７３はノズルアーム６２１に対して時計回り方向側に斜めに突出しており、その先端側においてカメラ７０を保持する。
ここで、吐出ノズル３１が処理位置で停止し、かつ、カメラ７０が撮像位置で停止した状態における、カメラ７０と吐出ノズル３１との位置関係の一例について述べる。以下では、３つの吐出ノズル３１のうち中央に位置する吐出ノズル３１を用いて当該位置関係を説明する。
図２の例では、カメラ７０は平面視において、吐出ノズル３１に対して基板Ｗの中心側に位置している。つまり、カメラ７０の基板Ｗに対する径方向の位置は吐出ノズル３１の径方向の位置よりも基板Ｗの中心側に位置している。
また図２の例では、カメラ７０は平面視において、基板Ｗの径方向よりも周方向に近い方向から３つの吐出ノズル３１の先端を撮像している。つまり、カメラ７０の基板Ｗに対する周方向の位置は吐出ノズル３１の周方向の位置に対して一方側にずれている。さらに言い換えれば、平面視において、基板Ｗの中心と吐出ノズル３１とを結ぶ仮想的な直線Ｌ１とカメラ７０の光軸とがなす角度θ１（０＜θ１＜９０）は、直線Ｌ１に直交する仮想的な直線Ｌ２とカメラ７０の光軸とがなす角度θ２（０＜θ２＜９０）よりも大きい。これによれば、撮像画像ＩＭ１において、処理液Ｌｑ１の基板Ｗに対する着液位置の径方向位置を見やすくすることができる。ただし角度θ２が小さすぎると、撮像位置から見て、３つの吐出ノズル３１が奥行き方向に並んで重なり得る。この場合、３つの吐出ノズル３１の全てを撮像画像ＩＭ１に含めることが難しいので、撮像位置から見て３つの吐出ノズル３１が適度に横方向にずれるように、角度θ２が設定されるとよい。
またカメラ７０がより周方向に近い方向から撮像領域を撮像することにより、撮像位置から見て、３つの吐出ノズル３１は奥行き方向に互いにずれる。この３つの吐出ノズル３１の奥行き方向における間隔は例えば数［ｍｍ］〜１０数［ｍｍ］程度である。カメラ７０の被写界深度は、これら３つの吐出ノズル３１の輪郭が明確となる程度に大きく設定される。またカメラ７０と吐出ノズル３１との間の距離は例えば約１００［ｍｍ］程度である。
図２の例では、カメラ７０は吐出ノズル３１に対して基板保持部２０の回転方向の上流側に位置している。吐出ノズル３１に対して上流側では、その下流側に比べて、基板Ｗの周縁端部上の処理液Ｌｑ１の量が少なくなり得る。なぜなら、処理液Ｌｑ１は基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周縁から外側に飛散し得るからである。よって、カメラ７０が吐出ノズル３１に対して上流側に位置していれば、処理液Ｌｑ１がカメラ７０に付着したり、あるいは、処理液Ｌｑ１の気化成分がカメラ７０に対して影響を及ぼしたりしにくい。つまり、カメラ７０が吐出ノズル３１に対して上流側に位置することは、カメラ７０の保護という観点で好適である。
さて、吐出ノズル３１が処理液Ｌｑ１を吐出する際には、処理カップ４０は上昇した状態にある。基板Ｗの周縁から飛散する処理液Ｌｑ１を処理カップ４０で受け止めるためである。この状態では、吐出ノズル３１の先端（吐出口）は処理カップ４０の上端位置よりも低い位置にある。例えば、処理カップ４０の上端位置と基板Ｗの上面との間の鉛直方向における間隔は約２［ｍｍ］〜１０数［ｍｍ］程度に設定され、吐出ノズル３１と基板Ｗとの間の間隔は約２［ｍｍ］程度以下（例えば約１［ｍｍ］程度）に設定される。
ここで、比較のために、カメラ７０による撮像位置を処理カップ４０よりも外側に設定する場合について述べる。例えば、処理カップ４０よりも外側の空間のうち吐出ノズル３１に近い側（図３のチャンバー１０内の右上の領域）に撮像位置を設定する。処理カップ４０の上端位置は吐出ノズル３１の先端よりも高い位置にあるので、この処理カップ４０が撮像を阻害し得る。つまり、処理カップ４０よりも外側の撮像位置から略液柱状の処理液Ｌｑ１を撮像しようとしても、当該処理液Ｌｑ１は処理カップ４０によって遮られ得る。この処理カップ４０を避けるべく撮像位置をより高い位置に設定すると、吐出ノズル３１を斜め上方から撮像することになる。吐出ノズル３１の先端と基板Ｗとの間隔は狭いので、略液柱状の処理液Ｌｑ１を斜め上方から撮像しようとすると、今度は、当該処理液Ｌｑ１はその吐出ノズル３１によって遮られ得る。
そこで、処理カップ４０よりも外側の空間のうち、基板Ｗの中心に対して吐出ノズル３１とは反対側（図３のチャンバー１０内の左上の領域）に撮像位置を設定することも考えられる。これにより、吐出ノズル３１から吐出される略液柱状の処理液Ｌｑ１を撮像することは可能かもしれない。しかしながら、吐出ノズル３１の先端とカメラ７０の撮像位置との間の距離が長くなるので、高解像度のカメラ７０または望遠用のカメラ７０を必要とする。
これに対して、本実施の形態では、撮像位置が基板Ｗの上方にあるので、高さ方向において、その撮像位置を基板Ｗの上面に近づけることが容易であり、カメラ７０の光軸を水平方向に沿わせやすい。よって、カメラ７０は処理カップ４０および吐出ノズル３１によって遮られることなく、吐出ノズル３１から吐出される略液柱状の処理液Ｌｑ１を撮像できる。カメラ７０の光軸と水平面とのなす角度は例えば１０数［度］程度以下に設定され得る。
また平面視において、カメラ７０を吐出ノズル３１に近づけることも可能である。よって、より低解像度の、または、望遠を必要としない、より安価なカメラを採用することができる。このようなカメラのサイズは小さいので好適である。図４の例では、カメラ７０と吐出ノズル３１との間の距離が短いので、撮像画像ＩＭ１には基板Ｗの周縁の一部のみが含まれている。
ここで、カメラ７０の高さ方向における撮像位置の一例ついて述べる。カメラ７０の撮像位置は、カメラ７０の撮像素子による受光面の下端が処理カップ４０の上端位置と同じ、または当該上端位置よりも低い位置となるように設定されてもよい。例えばカメラ７０と基板Ｗの上面との間の距離は１［ｍｍ］〜５［ｍｍ］程度に設定され得る。これにより、カメラ７０を基板Ｗの上面により近づけることができ、カメラ７０の光軸をより水平方向に沿わせることができる。
あるいは、カメラ７０の筐体の下端が処理カップ４０の上端位置と同じ、または当該上端位置よりも低い位置となるように、カメラ７０の撮像位置を設定してもよい。
またカメラ保持部７３がカメラ７０の下面を支持する場合もあり得る。図５は、カメラ７０およびカメラ保持部７３の一例を概略的に示す斜視図であり、図５においては、基板Ｗおよび吐出ノズル３１も示されている。図５の例では、カメラ保持部７３は、Ｌ字状の連結部材７３１と、カメラ７０の上面側に位置する上面部材７３２と、カメラ７０の側面側に位置する側面部材７３３と、カメラ７０の下面側に位置する下面部材７３４とを有している。連結部材７３１はノズルアーム６２１から水平方向に延びる第１棒状部材と、その棒状部材の先端から鉛直下方へと延びる第２棒状部材とを有している。第２棒状部材の先端は上面部材７３２に連結されている。図５の例では、上面部材７３２、側面部材７３３および下面部材７３４は板状の形状を有している。上面部材７３２および下面部材７３４はその厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で配置されており、側面部材７３３はその厚み方向が水平方向に沿う姿勢で配置されている。側面部材７３３は上面部材７３２および下面部材７３４を連結する。下面部材７３４はカメラ７０を支持する支持部材としても機能する。
このような構造において、カメラ７０の撮像位置は、下面部材７３４の下端が処理カップ４０の上端位置と同じ、または当該上端位置よりも低い位置となるように設定されてもよい。これによっても、カメラ７０を基板Ｗの上面により近づけることができ、カメラ７０の光軸をより水平方向に沿わせることができる。
＜照明部＞
図３に示すように、チャンバー１０内であって仕切板１５よりも上方には、照明部７１が設けられている。照明部７１は例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光源を含む。照明部７１が照射する光の波長は特に制限されないものの、例えば可視光または近赤外光を採用できる。図３の例では、照明部７１はカメラ７０よりも上方に配置されている。例えば、照明部７１は平面視においてカメラ７０と重なる位置に配置される（図２参照）。照明部７１はカメラ保持部７３によって保持されてもよい。例えば照明部７１はカメラ保持部７３の上面部材７３２の上面に固定されてもよい。通常、チャンバー１０内は暗室であるため、カメラ７０が撮像を行うときには照明部７１が撮像領域に光を照射する。
＜制御部＞
制御部９は基板処理装置１００の各種構成を制御して基板Ｗに対する処理を進行する。また制御部９はカメラ７０によって取得された撮像画像ＩＭ１に対して画像処理を行う。よって、制御部９は画像処理部として機能する。カメラ７０は基板Ｗの上方の撮像位置から吐出ノズル３１の先端を撮像するので、カメラ７０によって取得される撮像画像ＩＭ１には、吐出ノズル３１から吐出される略液柱状の処理液Ｌｑ１が適切に含まれている。制御部９はこの撮像画像ＩＭ１に対する画像処理により、吐出ノズル３１から吐出された処理液Ｌｑ１の吐出状態を監視する（ベベル監視）。この監視処理の一例は後に詳述する。
制御部９のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクなどを備えて構成される。制御部９のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって、基板処理装置１００の各動作機構が制御部９に制御され、基板処理装置１００における処理が進行する。また制御部９のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することにより、画像処理を行う。なお制御部９の機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。
＜報知部＞
報知部９３は例えば音声出力部（例えばスピーカ）またはディスプレイなどである。報知部９３は作業者に対して種々の報知を行うことができる。例えば音声出力部が報知音（ブザーまたは音声）を出力したり、あるいは、ディスプレイが報知情報を表示することにより、作業者に対して種々の報知を行うことができる。報知部９３の報知は制御部９によって制御される。
＜制御部の動作＞
図６は、基板処理の一例を示すフローチャートである。まずステップＳ１にて、主搬送ロボット１０３によって基板Ｗが基板保持部２０上に搬送される。基板保持部２０は、搬送された基板Ｗを保持する。
次にステップＳ２にて、制御部９は移動機構３３を制御して吐出ノズル３１を処理位置へと移動させ、移動機構６３を制御してカメラ７０を撮像位置へと移動させる。次にステップＳ３にて、制御部９は昇降機構４４を制御して処理カップ４０を上昇させ、スピンモータ２２を制御してスピンベース２１を回転させる。スピンベース２１の回転速度は例えば約１０００［ｒｐｍ］以上に設定される。
次にステップＳ４にて、制御部９はカメラ７０を制御して撮像を開始させる。カメラ７０は所定のフレームレート（例えば６０フレーム／秒）で撮像領域を撮像し、取得した撮像画像ＩＭ１を制御部９に順次に出力する。制御部９は後に詳述するように撮像画像ＩＭ１に対する画像処理に基づいて処理液Ｌｑ１の吐出状態を監視する。
次にステップＳ５にて、制御部９は吐出ノズル３１からの処理液Ｌｑ１の吐出を開始する。具体的には、制御部９は開信号を開閉弁３５に出力する。開閉弁３５はこの開信号に基づいて開動作を行って配管３４を開く。これにより、処理液供給源３７からの処理液Ｌｑ１が吐出ノズル３１から吐出されて、基板Ｗの上面の端部に着液する。処理液Ｌｑ１の流量は例えば数〜数十［ｍｌ／分］程度に設定される。この流量は、基板Ｗの全面を処理する際の処理液の流量（例えば処理液供給部６５の吐出ノズル６６から吐出される処理液の流量）に比して少ない。
基板Ｗを回転させながら基板Ｗの端部に処理液Ｌｑ１が吐出されることにより、処理液Ｌｑ１は基板Ｗの周縁端部の全領域に作用する。この処理液Ｌｑ１により、基板Ｗの周縁端部に付着した不要物を除去することができる（ベベル処理）。３つの吐出ノズル３１の吐出口からは、不要物（例えば膜）の種類に応じた処理液Ｌｑ１が順次に吐出され得る。なお３つの吐出ノズル３１の少なくとも２つの吐出口から同時期に処理液が吐出されてもよい。
このベベル処理においては処理液Ｌｑ１の流量は少ないので、処理液Ｌｑ１は基板Ｗの回転に伴う気流の影響を受けやすく、ひいては、処理液Ｌｑ１が基板Ｗの上面で跳ね返る液はねが生じやすい。
そこで、制御部９は監視処理において、この処理液Ｌｑ１の吐出状態を監視する。監視処理の具体的な動作については後に詳述する。
制御部９はベベル処理の終了条件が成立したときに、ステップＳ６にて、吐出ノズル３１からの処理液Ｌｑ１の吐出を停止する。ベベルの処理の終了条件は特に限定される必要はないものの、例えばステップＳ５からの経過時間が所定時間に至るという条件を採用することができる。制御部９はこの終了条件の成立に応答して、閉信号を開閉弁３５に出力する。開閉弁３５はこの開信号に基づいて閉動作を行って配管３４を閉じる。これにより、処理液Ｌｑ１の吐出が終了する。なおサックバック弁３６が設けられる場合には、制御部９は吸い込み信号をサックバック弁３６へと出力する。
処理液Ｌｑ１の吐出停止の後に、基板Ｗを乾燥させる工程が適宜に行われてもよい。次にステップＳ７にて、制御部９はカメラ７０に撮像を終了させる。つまり、監視処理を終了する。次にステップＳ８にて、制御部９はスピンモータ２２を制御してスピンベース２１の回転を終了し、また昇降機構４４を制御して処理カップ４０を下降させる。次にステップＳ９にて、制御部９は移動機構３３および移動機構６３をそれぞれ制御して、吐出ノズル３１およびカメラ７０をそれぞれの待機位置に移動させる。
図７は、監視処理の動作の一例を示すフローチャートである。図７に示す処理フローは例えば撮像画像ＩＭ１が制御部９に入力される度に実行される。まずステップＳ１１にて、制御部９は撮像画像ＩＭ１のうち以下に説明する吐出判定領域Ｒ２を特定する。
図８は、撮像画像ＩＭ１の拡大図の一例を概略的に示す図である。図８の例では、一つの吐出ノズル３１の先端付近の領域Ｒ１を拡大した図が示されている。吐出判定領域Ｒ２は、撮像画像ＩＭ１のうち吐出ノズル３１の直下の領域であり、吐出ノズル３１から吐出される略液柱状の処理液Ｌｑ１の一部を含む領域である。この吐出判定領域Ｒ２は撮像画像ＩＭ１において吐出ノズル３１とは離れた位置に設定される。また吐出判定領域Ｒ２は横方向に長い長尺状の形状を有している。つまり、吐出判定領域Ｒ２の縦方向の幅はその横方向の幅に比べて狭い。より具体的には、吐出判定領域Ｒ２の横方向の幅は、吐出ノズル３１から吐出される処理液Ｌｑ１の液注幅よりも広く、例えば正常な液柱幅の３倍以上に設定される。吐出判定領域Ｒ２の横方向の位置は、処理液Ｌｑ１の幅方向の両端がその吐出判定領域Ｒ２内に含まれるように設定される。吐出判定領域Ｒ２の縦方向の幅は適宜に設定され、例えばその幅は数画素に相当する幅であってもよい。
この撮像画像ＩＭ１内の吐出判定領域Ｒ２は吐出ノズル３１に対して予め設定される。つまり、吐出ノズル３１と吐出判定領域Ｒ２との相対的な位置関係が予め設定されている。この位置関係を示す情報は制御部９の記憶媒体に記憶されていてもよい。
ところで、吐出ノズル３１に対するカメラ７０の相対位置は移動機構３３，６３の精度に応じて変動し得るので、撮像画像ＩＭ１内の吐出ノズル３１の位置も変動し得る。そこで、制御部９は撮像画像ＩＭ１内の吐出ノズル３１の位置を特定し、特定した吐出ノズル３１に対して所定の位置関係にある吐出判定領域Ｒ２を特定するとよい。この撮像画像ＩＭ１内の吐出ノズル３１の位置を特定すべく、吐出ノズル３１の先端の外観を含む参照画像も制御部９の記憶媒体に予め記憶される。制御部９は参照画像に基づいたパターンマッチングにより、撮像画像ＩＭ１内における吐出ノズル３１の位置を特定し、その特定された吐出ノズル３１に対して、所定の相対位置関係に基づいて吐出判定領域Ｒ２を特定する。これにより、撮像画像ＩＭ１内において吐出ノズル３１の位置が変動しても、その吐出ノズル３１の位置に対応して適切に吐出判定領域Ｒ２を特定することができる。
吐出ノズル３１が処理液Ｌｑ１を吐出している状態では、吐出判定領域Ｒ２には、その略液柱状の処理液Ｌｑ１の一部が含まれる。照明部７１が照射した光は処理液Ｌｑ１で反射してカメラ７０で受光されるので、処理液Ｌｑ１を反映する画素の輝度値は、他の画素の輝度値に比して高くなる。なおカメラ７０がグレースケールのモノクロカメラである場合には、画素の画素値が輝度値を示すといえる。ここでは一例として、カメラ７０はモノクロカメラであるとする。
図９は、吐出判定領域Ｒ２内の画素の輝度値（ここでは画素値）の一例を示すグラフである。横軸は、吐出判定領域Ｒ２において横方向に一列に並ぶ画素の画素番号を示しており、縦軸は、吐出判定領域Ｒ２内において横一列に並ぶ画素の画素値を示している。図９に例示するように、処理液Ｌｑ１の液柱部分に相当する輝度は周囲よりも高い。つまり、輝度分布は処理液Ｌｑ１の液柱形状に起因した特徴を有している。
図７に戻って、次にステップＳ１２にて、制御部９は、特定した吐出判定領域Ｒ２内の画素の画素値の統計量Ａ１を算出する。この統計量Ａ１は処理液Ｌｑ１の吐出状態を反映した量である。統計量Ａ１としては、例えば吐出判定領域Ｒ２内の画素値の分散（例えば標準偏差）を採用することもできる。なぜなら、処理液Ｌｑ１の吐出によって吐出判定領域Ｒ２内の一部の画素（処理液Ｌｑ１に対応する画素）の画素値が増大する（図９参照）ので、その分散は処理液Ｌｑ１が吐出されていない場合に比して増大するからである。つまり、当該分散は処理液Ｌｑ１の吐出の有無を反映した値である、といえる。
当該分散は、吐出ノズル３１から吐出された処理液Ｌｑ１が基板Ｗの上面で跳ね返る液はねの有無を反映した値でもある。その理由を次に説明する。図１０は、液はねが生じたときの撮像画像ＩＭ１の一例を概略的に示す図である。図１０に例示するように、液はねが生じると、吐出判定領域Ｒ２内において処理液Ｌｑ１が占める領域が広がる。つまり、吐出判定領域Ｒ２において、処理液Ｌｑ１の液柱部分の横には、液はね部分が含まれており、全体として処理液Ｌｑ１が占める領域が広がる。処理液Ｌｑ１の液はね部分では、液柱部分に比して輝度値の分布ばらつきが大きくなるので、結果として、吐出判定領域Ｒ２内の画素値の分散はさらに増大する。
図１１は、統計量Ａ１の時間変化の一例を示すグラフである。横軸は、時間を示している。当該時間を示すパラメータとして、例えば撮像画像ＩＭ１におけるフレーム番号を採用してもよい。縦軸は、統計量Ａ１を示している。ここでは統計量Ａ１として標準偏差を採用している。図１１では、処理液Ｌｑ１の吐出時間が異なる３つのグラフＧ１〜Ｇ３が示されている。図１１の例では、グラフＧ１の吐出時間が最も長く、グラフＧ３の吐出時間が最も短くなっている。またグラフＧ１〜Ｇ３は、それぞれ処理液Ｌｑ１の流量が１８［ｍｌ／分］、１２［ｍｌ／分］、８［ｍｌ／分］である場合のグラフを示している。
グラフＧ１およびグラフＧ２は、処理液Ｌｑ１が適切に吐出された場合の統計量Ａ１の時間変化を示している。グラフＧ３は、処理液Ｌｑ１の吐出開始直後において液はねが生じた場合の統計量Ａ１の時間変化を示している。吐出ノズル３１が処理液Ｌｑ１を吐出していないときには、統計量Ａ１は閾値Ａｒｅｆ１未満である。吐出ノズル３１が処理液Ｌｑ１を吐出すると、統計量Ａ１はその吐出に応じて増大し、閾値Ａｒｅｆ１を超える。吐出ノズル３１が処理液Ｌｑ１を正常に吐出しているときには、統計量Ａ１は閾値Ａｒｅｆ２未満である。閾値Ａｒｅｆ２は閾値Ａｒｅｆ１よりも大きい。閾値Ａｒｅｆ１および閾値Ａｒｅｆ２はシミュレーションまたは実験等により予め設定することができ、例えば制御部９の記憶媒体に記憶されていてもよい。
一方で、液はねが生じると、統計量Ａ１はこの閾値Ａｒｅｆ２を超える。図１１の例では、最も流量が少ない処理液Ｌｑ１の吐出開始直後において液はねが生じている（グラフＧ３参照）。これは次のように考察できる。すなわち、流量の少ない処理液Ｌｑ１は、基板Ｗの回転に伴う気流の影響を受けやすく、吐出開始直後では処理液Ｌｑ１の流れが安定していないためと考察できる。
図１１の例においては、液はねに応じて統計量Ａ１が大幅に増大している。これは以下の理由によると考察できる。
すなわち、ベベル処理においては、処理液Ｌｑ１の流量が少なく、処理液Ｌｑ１の液柱が細いので、吐出判定領域Ｒ２において液はね部分が占める面積の、液柱部分が占める面積に対する割合は、比較的に大きくなる。つまり、ベベル処理においては、輝度分布のばらつきの大きい液はね部分が相対的に大きく占める。
比較のために、処理液供給部６５について述べる。処理液供給部６５においては、吐出ノズル６６から吐出される処理液の流量が多いので、その処理液の液注は太い。よって、液はねが発生したとしても、吐出判定領域において液柱部分に対して液はね部分が占める割合は、ベベル処理ほど増大しない。
しかも処理液供給部６５においては、吐出ノズル６６と基板Ｗとの間の間隔は広く設定される。これは流量が多いからである。この場合、吐出判定領域は処理液Ｌｑ１の吐出状態をより広い範囲で捉えるべく、横方向よりも縦方向に長く設定される。そして、カメラが水平に近い方向から吐出ノズル６６の先端を撮像した場合、撮像画像ＩＭ１において処理液Ｌｑ１の液はね部分の縦方向の幅が相対的に狭く見える。よって、処理液Ｌｑ１の液はね部分はその吐出判定領域の下部のみに存在することになる。この場合、吐出判定領域において液柱部分に対して液はね部分が占める割合はさほど大きくない。
これに対して、ベベル処理においては、吐出ノズル３１の先端と基板Ｗの上端との間の間隔が狭く、吐出判定領域Ｒ２は横長に設定される。よって、処理液Ｌｑ１の液はね部分は、撮像画像ＩＭ１の縦方向において吐出判定領域Ｒ２の端から端まで存在し得る（図１０も参照）。
以上のように、ベベル処理において横長の吐出判定領域Ｒ２を設定することにより、液はねが生じたときには、吐出判定領域Ｒ２において液はね部分が占める割合が大幅に増大する。したがって、液はねの発生により、吐出判定領域Ｒ２内の分散が大幅に増大する。つまり、ベベル処理において横長の吐出判定領域Ｒ２を設定するからこそ、分散は液はねの有無を反映しやすいのである。
図７を参照して、次にステップＳ１３にて、制御部９は統計量Ａ１が閾値Ａｒｅｆ１以上であるか否かを判定する。統計量Ａ１が閾値Ａｒｅｆ１未満であるときには、ステップＳ１４にて、制御部９は吐出状態が吐出停止状態であると判定し、処理を終了する。つまり、制御部９は処理液Ｌｑ１が未だ吐出されていないと判定し、処理を終了する。
統計量Ａ１が閾値Ａｒｅｆ１以上であるときには、ステップＳ１５にて、制御部９は統計量Ａ１が閾値Ａｒｅｆ２未満であるか否かを判定する。統計量Ａ１が閾値Ａｒｅｆ２未満であるときには、ステップＳ１６にて、制御部９は吐出状態が正常吐出状態であると判定し、処理を終了する。つまり、制御部９は処理液Ｌｑ１が正常に吐出していると判定し、処理を終了する。
統計量Ａ１が閾値Ａｒｅｆ２以上であるときには、ステップＳ１７にて、制御部９は吐出状態が液はね状態であると判定し、処理を終了する。つまり、制御部９は液はねが生じていると判定し、処理を終了する。液はねが生じていると判定したときには、制御部９は液はねが生じたことを報知部９３に報知させてもよい。これによれば、作業者は液はねが生じたことを認識できる。
以上のように、処理ユニット１によれば、ベベル処理における処理液Ｌｑ１の吐出状態（吐出の有無および液はねの有無）を適切に判定することができる。しかも、吐出の有無で用いた統計量Ａ１を用いて液はねの有無を判定できるので、演算処理が簡易である。
なお上述の例では、統計量Ａ１として分散を採用したものの、必ずしもこれに限らない。統計量Ａ１として、吐出判定領域Ｒ２内の画素の画素値の総和（あるいは平均、以下同様）を採用することができる。なぜなら、吐出判定領域Ｒ２内において、処理液Ｌｑ１に相当する画素の画素値は他の画素の画素値よりも高いからである（図９も参照）。つまり、処理液Ｌｑ１の吐出により、当該総和は増大する。言い換えれば、当該総和は処理液Ｌｑ１の吐出の有無を反映した値である。
当該総和は、液はねの有無を反映した値でもある。その理由を次に説明する。図１０に例示するように、液はねが生じると、吐出判定領域Ｒ２内において処理液Ｌｑ１が占める領域が広がる。つまり、吐出判定領域Ｒ２内において高い輝度値を有する画素数がさらに増大し、吐出判定領域Ｒ２内の画素値の総和がさらに増大する。
当該吐出の有無および液はねの有無に応じた当該総和の変化の傾向は図１１のグラフと同様である。よって、総和を統計量Ａ１として採用することができる。
なお液はねの有無によって当該総和が大幅に増大するのは、分散と同様に、ベベル処理において横長の吐出判定領域Ｒ２を設定しているからである、と考察できる。つまり、ベベル処理における横長の吐出判定領域Ｒ２において、液柱部分に対して液はね部分が占める割合は大きい。したがって、吐出判定領域Ｒ２内の画素値の総和は、処理液Ｌｑ１が正常に吐出された場合に比して大幅に増大する。つまり、ベベル処理において、当該総和は処理液Ｌｑ１の液はねの有無を反映しやすいのである。
＜液はね判定領域＞
上述の例では、吐出判定領域Ｒ２内の画素の画素値に基づいて液はねの有無を判定した。しかしながら、吐出判定領域Ｒ２とは異なる液はね判定領域Ｒ３を設定してもよい。この液はね判定領域Ｒ３は吐出判定領域Ｒ２と同様に、撮像画像ＩＭ１における吐出ノズル３１の位置に対応して予め設定される。つまり、撮像画像ＩＭ１における吐出ノズル３１と液はね判定領域Ｒ３との相対位置が予め設定される。この相対位置を示す情報は例えば制御部９の記憶媒体に記憶される。
図８および図１１の例では、液はね判定領域Ｒ３は撮像画像ＩＭ１において吐出判定領域Ｒ２とは離れて設定されている。より具体的には、液はね判定領域Ｒ３は吐出判定領域Ｒ２に対して回転方向の下流側に設定されている。言い換えれば、吐出判定領域Ｒ２に対して回転方向の上流側には液はね判定領域Ｒ３が設定されなくてよい。これは、次の理由による。即ち、ベベル処理において、処理液Ｌｑ１は基板Ｗの回転に伴う気流の影響を受けやすいので、液はねは主として処理液Ｌｑ１の着液位置に対して回転方向の下流側において生じる。そこで、液はねが生じやすい領域に液はね判定領域Ｒ３を設定し、液はねが生じにくい領域では液はね判定領域Ｒ３を設定しないのである。
図８および図１１の例では、液はね判定領域Ｒ３は矩形状の形状を有しており、その横方向における幅は吐出判定領域Ｒ２よりも狭く、その縦方向における幅は吐出判定領域Ｒ２よりも広い。これによれば、より効果的に液はね判定領域Ｒ３内に液はねを含めることができる。
液はねが生じていないときには、液はね判定領域Ｒ３内には基板Ｗの上面のみが含まれるので、液はね判定領域Ｒ３内の画素の画素値は小さく、またその分布のばらつきも小さい。これに対して、液はねが生じているときには、液はね判定領域Ｒ３内には処理液Ｌｑ１の液はね部分が含まれるので、その液はね部分に相当する画素の画素値は増大する。
そこで制御部９は、液はね判定領域Ｒ３内の画素の画素値に基づいて統計量Ｂ１を算出する。統計量Ｂ１は液はねの有無を反映した量であり、例えば液はね判定領域Ｒ３内の画素値の総和または分散である。この統計量Ｂ１は統計量Ａ１と同様に、液はねの発生により増大する。
図１２は、監視処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す処理フローは例えば撮像画像ＩＭ１が制御部９に入力される度に実行される。まずステップＳ２１にて、制御部９は撮像画像ＩＭ１のうち液はね判定領域Ｒ３を特定する。具体的には、制御部９は参照画像に基づいたパターンマッチングにより、撮像画像ＩＭ１内における吐出ノズル３１の位置を特定し、その特定された吐出ノズル３１に対して、所定の相対位置関係に基づいて液はね判定領域Ｒ３を特定する。これにより、撮像画像ＩＭ１内において吐出ノズル３１の位置が変動しても、その吐出ノズル３１の位置に対応して適切に液はね判定領域Ｒ３を特定することができる。
次にステップＳ２２にて、制御部９は液はね判定領域Ｒ３内の画素の画素値の統計量Ｂ１を算出する。次にステップＳ２３にて、制御部９は統計量Ｂ１が閾値Ｂｒｅｆ１以上であるか否かを判定する。閾値Ｂｒｅｆ１は例えばシミュレーションまたは実験等により予め設定され、制御部９の記憶媒体に記憶されてもよい。
統計量Ｂ１が閾値Ｂｒｅｆ１以上であるときには、ステップＳ２４にて、制御部９は吐出状態は液はね状態であると判定し、処理を終了する。つまり、制御部９は液はねが生じていると判定し、処理を終了する。
一方で、統計量Ｂ１が閾値Ｂｒｅｆ１未満であるときには、制御部９はステップＳ２４を実行することなく、処理を終了する。
以上のように、制御部９は液はね判定領域Ｒ３内の画素値に基づいて液はねの有無を適切に判定することができる。
また上述の例では、吐出判定領域Ｒ２に対して回転方向の上流側に液はね判定領域Ｒ３が設定されていない。よって、その液はね判定領域Ｒ３についての演算処理を行わないので、処理の負荷を軽減することができる。
なお上述の例では、統計量Ａ１の一例たる分散としては、吐出判定領域Ｒ２内の全画素の画素値の分散を採用した。しかるに、縦方向に並ぶ画素の画素値を列ごとに積分し、その複数の列における複数の積分値の分散を採用してもよい。統計量Ｂ１も同様である。
＜カメラの固定＞
上述の例では、カメラ７０は、吐出ノズル６１と同様に固定部材６２に固定されている。つまり、カメラ７０を移動させる機構と吐出ノズル６１を移動させる機構とを兼用している。よって、各々に専用の機構を設ける場合に比して、製造コストおよびサイズを低減できる。
図１３は、処理ユニット１Ａの構成の一例を概略的に示す平面図である。処理ユニット１Ａはカメラ７０の固定対象という点を除いて、処理ユニット１と同様の構成を備えている。この処理ユニット１Ａにおいて、カメラ７０は、撮像対象となる吐出ノズル３１と同じように固定部材３２に固定されている。より具体的には、カメラ保持部７３はノズルアーム３２１の側方において、ノズルアーム３２１に連結されている。カメラ保持部７３はカメラ７０を保持する。カメラ７０はこのカメラ保持部７３を介して固定部材３２に固定されることとなる。カメラ７０およびカメラ保持部７３はノズルアーム３２１に対して、反時計回り方向側（つまり吐出ノズル３１の待機位置から処理位置へ向かう側）に配置されている。またカメラ７０は、吐出ノズル３１の先端およびその吐出ノズル３１から吐出される処理液Ｌｑ１を撮像可能な姿勢で、カメラ保持部７３に保持される。
移動機構３３がノズル基台３２２を回動させることにより、吐出ノズル３１およびカメラ７０を、その位置関係を維持しながら、それぞれ処理位置および撮像位置に移動させることができる。カメラ７０の撮像位置と吐出ノズル３１の処理位置との位置関係は処理ユニット１と同様である。
この処理ユニット１Ａによっても、処理ユニット１と同様に、カメラ７０は吐出ノズル３１から吐出される略液柱状の処理液Ｌｑ１を適切に撮像することができる。
またカメラ７０が吐出ノズル３１と同じ固定部材３２に固定されるので、カメラ７０を吐出ノズル３１に対して高い精度で位置決めできる。つまり、処理ユニット１では、吐出ノズル３１およびカメラ７０が互いに異なるノズルアーム３２１，６２１に固定されているので、移動機構３３，６３の精度に鑑みて、カメラ７０とノズルアーム３２１との間には比較的広いマージンを設ける必要があるのに対して、処理ユニット１Ａでは、吐出ノズル３１およびカメラ７０が同じノズルアーム３２１に固定されるので、カメラ７０とノズルアーム３２１との間のマージンをより狭く設定できる。つまりカメラ７０をよりノズルアーム３２１に近づけることができる。これによれば、カメラ７０はより周方向に近い方向から吐出ノズル３１を撮像できる。よって、撮像画像ＩＭ１において処理液Ｌｑ１の径方向の吐出位置を特定しやすい。
＜カメラ保護＞
処理液Ｌｑ１がフッ酸を含む場合、カメラ７０の筐体の下面もしくはカメラ保持部７３の下面部材７３４の下端面は、耐薬品性の材料で形成されているとよい。要するに、カメラ７０を保護する保護部材７４がカメラ７０の下面側に設けられているとよい。保護部材７４としては、フッ酸に対する薬品性が高い、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂または塩化ビニル樹脂などの耐薬品性樹脂またはステンレスなどの金属を採用することができる。
これによれば、基板Ｗの上方に位置するカメラ７０が、処理液Ｌｑ１の気化成分によって腐食される可能性を低減することができる。よって、カメラ７０の信頼性を高めることができる。
＜吐出判定領域Ｒ２＞
図１４は、撮像画像ＩＭ１の領域Ｒ１の他の一例を概略的に示す図である。図１１に例示する撮像画像ＩＭ１においては、吐出ノズル３１が基板Ｗの上面に含まれている。これは、照明部７１からの光が吐出ノズル３１で反射した後に、基板Ｗの上面で鏡面反射してカメラ７０の受光面で受光されることによる。つまり、基板Ｗの上面がミラーとして機能しており、その上面に吐出ノズル３１の外観が写っているのである。
このような撮像画像ＩＭ１において、吐出判定領域Ｒ２は、基板Ｗの上面に写る略液柱状の処理液Ｌｑ１（液柱部分）の一部が含まれるように設定されてもよい。つまり、撮像画像ＩＭ１において、基板Ｗの上面に写る略液柱状の処理液Ｌｑ１を横切るように吐出判定領域Ｒ２が設定されてもよい。
制御部９は上述した画像処理と同様の画像処理によって、吐出判定領域Ｒ２内の処理液Ｌｑ１の液柱幅および吐出位置を特定することができる。
しかも本実施の形態では、カメラ７０の光軸がより水平方向に沿っているので、撮像画像ＩＭ１において、基板Ｗの上面に写る処理液Ｌｑ１の縦方向の長さは、吐出ノズル３１と基板Ｗとの間の処理液Ｌｑ１の長さよりも長くなる。これによれば、処理液Ｌｑ１を横切るように吐出判定領域Ｒ２を設定しやすい。また吐出判定領域Ｒ２の縦方向の幅をより広く設定することができる。
ところで、基板Ｗの上面には、例えば金属パターン、半導体パターン、絶縁層パターンおよびレジストパターンなどの種々のパターンが形成され得る。よって、基板Ｗの上面に写る処理液Ｌｑ１は、これらのパターンの影響を受ける。これにより、処理液Ｌｑ１の輪郭がぼやけ得る。
そこで、カメラ７０の露光時間を基板Ｗの１回転に要する回転時間以上に設定するとよい。これによれば、撮像画像ＩＭ１における基板Ｗのパターンが平均化されて一様化されるので、撮像画像ＩＭ１における処理液Ｌｑ１の輪郭を際立たせることができる。これによれば、処理液Ｌｑ１の両端位置の特定精度を向上させることができ、ひいては、液柱幅および吐出位置をより高い精度で求めることができる。
あるいは、露光時間が回転時間よりも短くてもよい。制御部９は、回転時間よりも長い所定時間内に撮像された複数の撮像画像ＩＭ１を積分または平均して、所定時間ごとに加工画像を生成してもよい。所定時間ごとの加工画像においては、基板Ｗの上面のパターンが平均化されて一様化されるので、処理液Ｌｑ１の輪郭を際立たせることができる。
上述の例では、吐出判定領域Ｒ２について説明したものの、液はね判定領域Ｒ３でも同様である。
＜吐出ノズル３１の位置＞
吐出ノズル３１の処理位置を撮像画像ＩＭ１に基づいて制御してもよい。以下、具体的に説明する。
吐出ノズル３１の処理位置は基板Ｗの周縁から所定幅だけ離れた位置である。そこで制御部９は撮像画像ＩＭ１における基板Ｗの周縁の位置（以下、基板周縁位置と呼ぶ）を特定する。まず制御部９は撮像画像ＩＭ１のうち以下で説明する周縁領域Ｒ４を特定する。
周縁領域Ｒ４は撮像画像ＩＭ１において基板Ｗの周縁の一部を含む領域である。図８の例では、周縁領域Ｒ４は矩形状の形状を有している。この周縁領域Ｒ４の位置は吐出判定領域Ｒ２と同様に、吐出ノズル３１の位置に対応して予め設定されている。つまり、吐出ノズル３１と周縁領域Ｒ４との相対的な位置関係が予め設定されている。この位置関係を示す情報は制御部９の記憶媒体に記憶されていてもよい。
制御部９はパターンマッチングにより撮像画像ＩＭ１内における吐出ノズル３１の位置を特定し、特定した吐出ノズル３１の位置に基づいて周縁領域Ｒ４を特定する。そして、制御部９は周縁領域Ｒ４内の基板Ｗの基板周縁位置を特定する。例えば制御部９はエッジ検出処理などの画像処理に基づいて、基板Ｗの周縁を特定する。これにより、吐出ノズル３１の位置を基準とした基板Ｗの基板周縁位置を特定することができる。
制御部９はこの基板周縁位置に基づいて吐出ノズル３１の処理位置を決定してもよい。例えば吐出ノズル３１が正しい処理位置で停止したときに撮像画像ＩＭ１を予め取得し、その撮像画像ＩＭ１において周縁領域Ｒ４内の基板周縁位置を予め求め、その基板周縁位置を基準位置として予め制御部９の記憶媒体に記憶する。
制御部９は、特定した基板周縁位置と基準位置とを比較し、その差異が低減するように、吐出ノズル３１の位置を調整する。例えば制御部９は、撮像画像ＩＭ１において基板周縁位置が基準位置よりも左方向にずれているときには、移動機構３３を制御して吐出ノズル３１を基板Ｗの中心側に移動させ、基板周縁位置が基準位置よりも右方向にずれているときには、移動機構３３を制御して吐出ノズル３１を基板Ｗの周縁側に移動させる。これにより、吐出ノズル３１を、基板周縁位置よりも所定幅だけ基板Ｗの中心部となる位置に移動させることができる。
＜撮像光学系＞
図１５は、処理ユニット１Ｂの構成の一例を概略的に示す図である。処理ユニット１Ｂは撮像光学系を除いて、処理ユニット１と同様の構成を有している。処理ユニット１Ｂにおいては、ミラー７５が設けられている。ミラー７５は基板Ｗの上方の撮像位置に配置され、カメラ７０は基板Ｗの上方以外の領域に配置されている。図１５に例示するように、カメラ７０は平面視において処理カップ４０の上方に位置してもよい。ミラー７５は撮像領域からの光をカメラ７０の受光面に向かって反射させる。よって、カメラ７０は、基板Ｗの上方の撮像位置から見た撮像領域を撮像することができる。
図１５に例示するように、ミラー７５は移動可能に設けられているとよい。図１５の例では、ミラー７５は処理液供給部６０の固定部材６２に固定されている。より具体的な例として、ミラー７５を保持するミラー保持部７６が設けられており、このミラー保持部７６が固定部材６２のノズルアーム６２１に連結されている。例えばミラー保持部７６はその基端側において、締結部材（例えばねじ）によりノズルアーム６２１の先端部に固定され、その先端側において、締結部材によりミラー７５を固定して保持する。ミラー保持部７６は例えば金属（例えばステンレス）等により形成される。移動機構６３はノズル基台６２２を回動させることにより、このミラー７５を、基板Ｗの上方の撮像位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で往復移動させることができる。移動機構６３がミラー７５を撮像位置に移動させることにより、撮像領域からの光をミラー７５からカメラ７０へと反射させることができる。
ミラー７５の位置（撮像位置）と吐出ノズル３１との平面視上の位置関係は、処理ユニット１におけるカメラ７０の位置（撮像位置）と吐出ノズル３１との位置関係と同様である。撮像位置は基板Ｗに近いことが望ましく、例えばミラー７５の反射面の下端が処理カップ４０の上端位置と同じ、または当該上端位置よりも低い位置となるように、撮像位置を設定してもよい。あるいは、ミラー保持部７６が、ミラー７５の下方側に配置された下面部材を有しているときには、当該下面部材の下端が処理カップ４０の上端位置と同じ、または当該上端位置よりも低い位置となるように、撮像位置を設定してもよい。これにより、カメラ７０は、より水平に近い方向に沿って撮像位置から見た撮像領域を撮像することができる。つまり、撮像位置からの撮像方向をより水平に沿わせやすい。
処理ユニット１Ｂによれば、カメラ７０を基板Ｗの上方以外の領域に配置することができるので、処理液Ｌｑ１のカメラ７０に対する影響を低減することができる。例えば処理液Ｌｑ１がカメラ７０に付着したり、あるいは、処理液Ｌｑ１の気化成分がカメラ７０に付着する可能性を低減することができる。よって、たとえ処理液Ｌｑ１がフッ酸を含んでいても、カメラ７０の腐食を招きにくい。
なおカメラ７０は処理ユニット１Ｂ内において実質的に移動不能に固定されていてもよく、あるいは移動可能に固定されていてもよい。
またミラー７５は必ずしも処理液供給部６０の固定部材６２に固定されている必要はなく、処理ユニット１Ａのカメラ７０と同様に、処理液供給部３０の固定部材３２に固定されていてもよい。これによれば、ミラー７５をよりノズルアーム３２１に近づけることができるので、撮像位置からの撮像方向をより周方向に沿わせやすい。
＜機械学習＞
上述の例では、制御部９は撮像画像ＩＭ１に対して画像処理を行って、処理液Ｌｑ１の吐出の有無および液はねの有無を判定した。しかしながら、制御部９は機械学習を用いて判定を行ってもよい。
図１６は、制御部９の内部構成の一例を概略的に示す図である。制御部９は分類器９１および機械学習部９２を備えている。分類器９１には、カメラ７０からの撮像画像ＩＭ１が順次に入力される。分類器９１は、入力された各撮像画像ＩＭ１を、吐出ノズル３１の吐出状態に関するカテゴリに分類する。カテゴリはクラスとも呼ばれ得る。カテゴリとしては、吐出停止を示す第１カテゴリ、正常吐出を示す第２カテゴリ、および、液はねを示す第３カテゴリを採用することができる。
この分類器９１は、複数の教師データを用いて機械学習部９２によって生成される。つまり、この分類器９１は機械学習済みの分類器であるといえる。機械学習部９２は、機械学習のアルゴリズムとして、例えば、近傍法、サポートベクターマシン、ランダムフォレストまたはニューラルネットワーク（ディープラーニングを含む）などを用いる。ニューラルネットワークは特徴量を自動で生成するので、設計者が特徴ベクトルを決定する必要がない。
教師データは画像データ、および、その画像データがどのカテゴリに分類されるのかを示すラベルを含んでいる。画像データは、カメラ７０によって撮像された撮像画像であり、予め生成されている。各画像データには、正しいカテゴリがラベルとして付与される。この付与は、作業者によって行うことができる。機械学習部９２はこれらの教師データに基づいて機械学習を行って分類器９１を生成する。
一例として、近傍法によりフレームを分類する分類器９１について説明する。分類器９１は、特徴ベクトル抽出部９１１と、判定部９１２と、判定データベース９１３が記憶された記憶媒体とを備えている。特徴ベクトル抽出部９１１には、カメラ７０からの撮像画像の各フレームが順次に入力される。特徴ベクトル抽出部９１１は所定のアルゴリズムにしたがって撮像画像ＩＭ１の特徴ベクトルを抽出する。この特徴ベクトルは吐出ノズル３１の吐出状態に応じた特徴量を示したベクトルである。当該アルゴリズムとしては、公知のアルゴリズムを採用できる。特徴ベクトル抽出部９１１はその特徴ベクトルを判定部９１２に出力する。
判定データベース９１３には、機械学習部９２によって複数の教師データから生成された複数の特徴ベクトル（以下、基準ベクトルと呼ぶ）が記憶されており、その基準ベクトルは各カテゴリに分類されている。具体的には、機械学習部９２は複数の教師データに対して特徴ベクトル抽出部９１１と同じアルゴリズムを適用して複数の基準ベクトルを生成する。そして機械学習部９２は、当該基準ベクトルに対して教師データのラベル（正しいカテゴリ）を付与する。
判定部９１２は特徴ベクトル抽出部９１１から入力された特徴ベクトルと、判定データベース９１３に記憶された複数の基準ベクトルとに基づいて撮像画像ＩＭ１を分類する。例えば判定部９１２は特徴ベクトルが最も近い基準ベクトルを特定し、特定した基準ベクトルのカテゴリに撮像画像ＩＭ１を分類してもよい（最近傍法）。これにより、判定部９１２は、分類器９１（特徴ベクトル抽出部９１１）に入力された撮像画像をカテゴリに分類することができる。
制御部９は分類器９１によって各撮像画像ＩＭ１を第１カテゴリから第３カテゴリのいずれか一つに分類する。この分類は、処理液Ｌｑ１の吐出状態量が適切な範囲内にあるか否かを判定していることを意味する。機械学習により分類を行うので、高い精度で異常を検出することができる。
＜分類器への入力＞
上述の例では、分類器９１への入力データとして、撮像画像ＩＭ１の全領域を採用しているものの、必ずしもこれに限らない。例えば制御部９は、撮像画像ＩＭ１のうち吐出判定領域Ｒ２の画像を切り出して、その画像を分類器９１に入力してもよい。この場合、機械学習部９２に入力される学習データとしても、吐出判定領域Ｒ２を示す画像を採用する。
これによれば、分類器９１は、吐出状態とは関連性の低い領域の影響を除去して分類を行うことができるので、その分類精度を向上することができる。
また、吐出判定領域Ｒ２が縦方向の幅として２以上の画素に相当する幅を有している場合には、分類器９１への入力データとして、吐出判定領域Ｒ２の縦方向に一列に並ぶ画素値の総和である積分値を列ごとに含む積分値群を採用してもよい。
＜サーバ＞
上述の例では、基板処理装置１００に設けられた制御部９が機械学習によって分類器９１を生成し、その分類器９１によりフレームを分類した。しかるに、この制御部９による機械学習機能（分類器９１および機械学習部９２）の少なくとも一部の機能がサーバに設けられていてもよい。
以上、本基板処理装置の実施の形態について説明したが、この実施の形態は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。上述した各種の実施の形態および変形例は適宜に組み合わせて実施することができる。
また基板Ｗとしては、半導体基板を採用して説明したが、これに限らない。例えば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または光磁気ディスク用基板などの基板を採用してもよい。
２０ 基板保持部
３１ 第１ノズル（吐出ノズル）
３３，６３ 移動機構
４０ カップ部材（処理カップ）
４４ 昇降機構
６６，６９ 第２ノズル（吐出ノズル）
７０ カメラ
７５ ミラー
９１ 報知部
９１ 分類器
１００ 基板処理装置
Ｗ 基板

Claims (12)

  1. 基板保持部に基板を保持させる保持工程と、
    前記基板保持部を回転させて、前記基板を回転させる回転工程と、
    前記基板保持部の外周を囲むカップ部材を上昇させて、前記カップ部材の上端を、前記基板保持部に保持された前記基板の上面よりも高い上端位置に位置させる上昇工程と、
    前記上端位置よりも低い位置にあるノズルの吐出口から、前記基板保持部に保持された前記基板の上面の端部に、処理液を吐出するベベル処理工程と、
    前記ノズルの前記吐出口から吐出される処理液を含む撮像領域であって、前記基板保持部に保持された前記基板の上方の撮像位置から見た撮像領域を、カメラに撮像させて、撮像画像を取得する撮像工程と、
    前記撮像画像に基づいて前記処理液の吐出状態を判定する監視工程と
    を備える、基板処理方法。
  2. 請求項１に記載の基板処理方法であって、
    前記監視工程は、
    前記撮像画像のうち前記ノズルの直下に位置し、縦方向よりも横方向に長い吐出判定領域内の画素の輝度値の第１統計量が第１閾値以上であるか否かを判定し、前記第１統計量が前記第１閾値以上であるときに、前記ノズルから前記処理液が吐出されていると判定する工程を含む、基板処理方法。
  3. 請求項２に記載の基板処理方法であって、
    前記監視工程は、
    前記第１統計量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上であるか否かを判定し、前記第１統計量が前記第２閾値以上であるときに、前記処理液が前記基板の前記上面で跳ね返る液はねが生じていると判定する工程を含む、基板処理方法。
  4. 請求項２または請求項３に記載の基板処理方法であって、
    前記監視工程は、
    前記撮像画像のうち、前記吐出判定領域に対して前記基板の回転方向の下流側に設定された液はね判定領域内の画素の輝度値に基づいて、前記処理液が前記基板の前記上面で跳ね返る液はねが生じているか否かを判定する工程を含む、基板処理方法。
  5. 請求項４に記載の基板処理方法であって、
    前記撮像画像のうち、前記吐出判定領域に対して前記基板の回転方向の上流側には、前記液はね判定領域が設定されない、基板処理方法。
  6. 請求項２から請求項５のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
    前記吐出判定領域は、前記撮像画像において鏡面反射により前記基板の前記上面に写る前記処理液の一部が含まれた位置に設定される、基板処理方法。
  7. 請求項６に記載の基板処理方法であって、
    前記カメラの露光時間は前記基板が１回転するのに要する時間以上に設定される、基板処理方法。
  8. 請求項６に記載の基板処理方法であって、
    前記基板が１回転するのに要する時間以上の時間内に前記カメラによって取得された複数の撮像画像を積分または平均して得られた撮像画像のうち前記吐出判定領域内の画素の輝度値について、前記第１統計量を求める、基板処理方法。
  9. 請求項１に記載の基板処理方法であって、
    前記監視工程において、
    機械学習済みの分類器によって、前記撮像画像を、前記ノズルの先端から吐出された処理液の吐出状態を示すカテゴリに分類する、基板処理方法。
  10. 請求項９に記載の基板処理方法であって、
    前記監視工程において、
    前記撮像画像から、前記ノズルの直下に位置し、縦方向よりも横方向に長い吐出判定領域を切り出し、切り出した前記吐出判定領域の画像を前記分類器に入力する、基板処理方法。
  11. 請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
    前記撮像画像には、前記基板の周縁の一部が含まれており、
    前記ベベル処理工程は、
    前記撮像画像に基づいて前記基板の周縁の一部の基板周縁位置を求める工程と、
    前記ノズルを、前記基板周縁位置から所定幅だけ前記基板の中心部の処理位置に移動させる工程を含む、基板処理方法。
  12. 基板を保持し、前記基板を回転させる基板保持部と、
    前記基板保持部の外周を囲むカップ部材と、
    前記カップ部材を上昇させて、前記カップ部材の上端を、前記基板保持部に保持された前記基板の上面よりも高い上端位置に位置させる昇降機構と、
    前記上端位置よりも低い位置にある吐出口を有し、前記吐出口から、前記基板保持部に保持された前記基板の上面の端部に、処理液を吐出するノズルと、
    前記ノズルの前記吐出口から吐出される処理液を含む撮像領域であって、前記基板保持部に保持された前記基板の上方の撮像位置から見た撮像領域を撮像して、撮像画像を取得するカメラと、
    前記撮像画像に基づいて前記処理液の吐出状態を判定する画像処理部と
    を備える、基板処理装置。
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