JP2020068228A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板のエッチング処理を好適に行う技術を提供する。【解決手段】基板保持ステージ２０は既定位置に基板Ｗを保持する。エッチング液供給部３７およびノズル３０は、既定位置の基板Ｗにエッチング液を供給する。スピンモータ２２は基板保持ステージ２０を既定の回転軸線Ａｘ１まわりに回転させる。サーモグラフィカメラ７０は、チャンバ１０内の処理空間ＴＳ１のうち、既定位置に配された場合に基板Ｗが占有する基板領域の周りの周辺領域ＰＡ１のサーモグラフィ（温度分布）を取得する。特徴値演算部９０２は、サーモグラフィから、エッチング液を用いたエッチング処理によるエッチング量に関する特徴値を算出する。エッチング判定部９０３１は、算出された特徴値に基づいて、エッチング処理の可否を判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、基板をエッチングする技術に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体基板、液晶表示装置および有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel 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、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板、プリント基板などが含まれる。
従来、エッチング液を基板の表面に供給して、エッチングすることが行われている。本願発明に関連する先行技術としては、例えば特許文献１，２に記載のものがある。特許文献１，２は、基板表面の温度を監視すること、および基板の温度が目標温度に到達するとエッチング処理液の供給を停止することによって、基板が適切な温度である状態でエッチング処理を行うことを開示している。
特開２０１５−１９１８９５号公報 特開２０１７−２０１７２３号公報
しかしながら、エッチング処理は、基板の温度だけではなく、基板の周囲の温度の影響を受ける可能性があった。従来技術は、基板表面の温度のみ監視しており、基板周囲の環境温度がエッチングに与える影響が考慮されていない。このため、基板周囲の部材からの輻射熱などによって、エッチング処理に不良が発生するおそれがあった。
本発明は、基板のエッチング処理を好適に行う技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、第１態様は、基板をエッチング処理する基板処理装置であって、内部に処理空間を有するチャンバと、前記チャンバ内における既定位置に基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板にエッチング液を供給するエッチング液供給部と、前記基板保持部を既定の回転軸線まわりに回転させる回転部と、前記チャンバ内のうち、前記既定位置に配された場合に前記基板が占有する基板領域の周りの周辺領域における温度分布を取得する温度分布取得部と、前記温度分布から、前記エッチング液を用いたエッチング処理による前記基板のエッチング量に関する特徴値を算出する特徴値演算部とを備える。
第２態様は、第１態様の基板処理装置であって、前記特徴値と予め定められた閾値との比較に基づいて、前記基板に対するエッチング処理の良否を判定するエッチング判定部をさらに含む。
第３態様は、第１態様または第２態様の基板処理装置であって、前記特徴値演算部は、前記温度分布と前記エッチング量との関係を示す関係式とから前記特徴値を算出する。
第４態様は、第３態様の基板処理装置であって、前記エッチング処理における規定タイミングでの前記温度分布、および当該エッチング処理が行われた前記基板のエッチング量に基づいて、前記関係式を生成する関係式生成部をさらに備える。
第５態様は、第４態様の基板処理装置であって、前記特徴値演算部は、前記エッチング処理における前記規定タイミングに対応するタイミングの前記温度分布を前記関係式に代入することによって、前記特徴値を算出する。
第６態様は、第３態様から第５態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記エッチング量は、前記回転軸線を中心とする、異なる半径の各円周上におけるエッチング量である。
第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記温度分布取得部は、前記基板保持部によって保持される基板が配置される領域を撮像領域に含むサーモグラフィカメラを有し、前記温度分布は、サーモグラフィである。
第８態様は、第７態様の基板処理装置であって、前記関係式は、前記サーモグラフィを構成する各画素値が示す温度を独立変数とし、前記異なる半径の各円周上のエッチング量を従属変数とする回帰関数である。
第９態様は、第１態様から第８態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記特徴値演算部は、前記基板保持部が前記基板を保持していない状態で取得される前記温度分布から前記特徴値を算出する。
第１０態様は、第９態様の基板処理装置であって、前記特徴値に応じて、前記既定位置に配された基板及び前記周辺領域の温度を変更する温度変更部をさらに備える。
第１１態様は、第９態様または第１０態様の基板処理装置であって、前記特徴値に応じて、前記チャンバに前記基板が搬入される時間を規定したスケジュールを変更するスケジュール変更部をさらに備える。
第１２態様は、第１態様から第８態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記特徴値演算部は、前記基板保持部が前記基板を保持している状態で取得される前記温度分布から前記特徴値を算出する。
第１３態様は、第１２態様の基板処理装置であって、前記特徴値に応じて、前記既定位置に配された基板及び前記周辺領域の温度を変更する温度変更部をさらに備える。
第１４態様は、第１２態様または第１３態様の基板処理装置であって、前記特徴値に応じて、前記チャンバに前記基板が搬入される時間を規定したスケジュールを変更するスケジュール変更部をさらに備える。
第１５態様は、基板処理方法であって、a)チャンバ内における既定位置に基板を保持することと、b)工程a)によって前記既定位置にある前記基板を回転軸線まわりに回転させることと、c)工程b)によって回転する前記基板の表面にエッチング液を供給することと、d)前記チャンバ内において、前記既定位置に配された場合に前記基板が占有する基板領域の周りの周辺領域における温度分布を取得することと、e)工程d)によって取得された前記温度分布から、前記基板に対する前記エッチング液を用いたエッチング処理を評価するための特徴値を算出することとを含む。
第１態様の基板処理装置によると、基板が配される領域周辺の温度分布から、基板のエッチング量に関する特徴値が算出される。このため、この特徴値に基づいて、基板の周囲の温度によってエッチング不良が発生するかどうかを適切に評価できる。
第２態様の基板処理装置によると、オペレータが閾値を適宜設定することによって、周辺領域の温度分布から、基板に対するエッチング処理の可否を適切に判定できる。
第３態様の基板処理装置によると、関係式に温度分布を代入することによって、エッチング量の予測値を算出できる。
第４態様の基板処理装置によると、規定タイミングの温度分布からエッチング量を予測する関係式を求めることができる。
第５態様の基板処理装置によると、特徴値を算出するために関係式に代入される温度分布の取得タイミングが、関係式生成に用いられた温度分布の規定タイミングに合わせられる。このため、関係式と温度分布とから、特徴値を適切に取得できる。
第６態様の基板処理装置によると、エッチング処理が基板を回転させながら行われるため、基板上における同一円周上のエッチング量はほぼ均一である。このため、異なる半径の各円周上のエッチング量を取得することによって、基板上のエッチング量の分布を効率的に取得できる。
第７態様の基板処理装置によると、サーモグラフィカメラで撮像することによって、基板が配される領域周辺の温度分布を容易に取得できる。
第８態様の基板処理装置によると、基板を回転させながらエッチング液で処理した場合、異なる半径の各円周上ではエッチング量がほぼ同じとなる。このため、異なる半径の円周上のエッチング量を従属変数とすることによって、従属変数を減らすことができる。これにより、基板の各地点のエッチング量を求めるための関係式を適切かつ効率的に生成できる。
第９態様の基板処理装置によると、基板保持部に基板が保持される前から、基板が配される領域周辺の温度分布がエッチングに適しているかどうかを、特徴値に基づき検査できる。
第１０態様の基板処理装置によると、基板が配される領域周辺の温度分布を、エッチング処理に適するように変更できるため、好適なエッチング処理を実施できる。
第１１態様の基板処理装置によると、基板が配される領域周辺の温度分布が適切な温度となるように基板の搬入を遅らせることができる。これにより、基板にエッチング処理の不良を抑制できる。
第１２態様の基板処理装置によると、基板保持部に基板が保持された後において、基板が配される領域周辺の温度分布がエッチングに適しているかどうかを、特徴値に基づいて検査できる。
第１３態様の基板処理装置によると、基板周辺の温度分布を、エッチング処理に適するように変更できるため、エッチング処理を好適に実施できる。
第１４態様の基板処理装置によると、基板周辺の温度分布がエッチング処理に適した温度となるまで基板の搬入を遅らせることができる。これにより、エッチング処理の不良を抑制できる。
第１５態様の基板処理方法によると、基板が配される領域周辺の温度分布から、基板のエッチング量に関する特徴値が算出される。このため、この特徴値に基づいて、基板の周囲の温度によってエッチング不良が発生するかどうかを適切に評価できる。
第１実施形態の基板処理装置１００の全体構成を示す図である。 第１実施形態の洗浄処理ユニット１の概略平面図である。 第１実施形態の洗浄処理ユニット１および制御部９を示す図である。 サーモグラフィＴＨ１を概念的に示す図である。 基板Ｗの上面Ｗ１を示す図である。 エッチング処理のシーケンスの前半部を示す図である。 エッチング処理のシーケンスの後半部を示す図である。 第２実施形態の洗浄処理ユニット１および制御部９Ａを示す図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。
相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」等）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」等）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取り等を有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ上のＢ」との表現は、特に断らない限り、２つの要素Ａ，Ｂが接している場合のほか、２つの要素Ａ，Ｂが離れている場合も含む。
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理装置１００の全体構成を示す図である。基板処理装置１００は、処理対象である基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置である。基板処理装置１００は、円形薄板状であるシリコン基板である基板Ｗに対して、エッチング液および純水などのリンス液を用いて洗浄処理を行った後、乾燥処理を行う。エッチング液としては、フッ酸や硝酸などを含む各種の薬液を採用してもよい。リンス液としては、純水や超純水などの各種の液体を採用してもよい。以下の説明では、エッチング液とリンス液を総称して「処理液」と称する場合がある。
基板処理装置１００は、複数の洗浄処理ユニット１、インデクサ１０２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処理対象の基板Ｗを装置内に搬送するとともに、洗浄処理が完了した処理済みの基板Ｗを装置外に搬出する。インデクサ１０２は、複数のキャリア（図示省略）を載置するとともに移送ロボット（図示省略）を備える。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）やＳＭＩＦ（Standard Mechanical InterFace）ポッド、あるいは、基板Ｗを外気にさらすＯＣ（Open Cassette）を採用してもよい。移送ロボットは、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。
洗浄処理ユニット１は、１枚の基板Ｗに対して液処理および乾燥処理を行う。基板処理装置１００には、１２個の洗浄処理ユニット１が配置されている。具体的には、各々が鉛直方向に積層された３個の洗浄処理ユニット１を含む４つのタワーが、主搬送ロボット１０３の周囲を取り囲むようにして配置されている。図１では、３段に重ねられた洗浄処理ユニット１の１つを概略的に示している。なお、基板処理装置１００における洗浄処理ユニット１の数量は、１２個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
主搬送ロボット１０３は、洗浄処理ユニット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から受け取った処理対象の基板Ｗを各洗浄処理ユニット１に搬入する。また、主搬送ロボット１０３は、各洗浄処理ユニット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。
＜洗浄処理ユニット１＞
以下、基板処理装置１００に搭載された１２個の洗浄処理ユニット１のうちの１つに説明するが、他の洗浄処理ユニット１についても、ノズル３０の配置関係が異なる点以外は、同一の構成を有する。
図２は、第１実施形態の洗浄処理ユニット１の概略平面図である。図３は、第１実施形態の洗浄処理ユニット１および制御部９を示す図である。図２は基板保持ステージ２０に基板Ｗが保持されていない状態を示しており、図３は基板保持ステージ２０に基板Ｗが保持されている状態を示している。
洗浄処理ユニット１は、チャンバ１０内に、基板Ｗを水平姿勢（基板Ｗの表面の法線が鉛直方向に沿う姿勢）に保持する基板保持ステージ２０と、基板保持ステージ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ノズル３０と、基板保持ステージ２０の周囲を取り囲む処理カップ４０と、基板保持ステージ２０の上方空間を撮像するサーモグラフィカメラ７０とを備える。
チャンバ１０は、内部に基板を処理する処理空間ＴＳ１を有する。鉛直方向に沿って四方を取り囲む側壁、側壁の上側を閉塞する天井壁、側壁１１の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に囲まれた空間が、処理空間ＴＳ１を形成する。チャンバ１０の側壁１１の一部には、チャンバ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（いずれも図示省略）を開閉するシャッターが設けられている。
基板保持ステージ２０は、鉛直方向に沿って延びる回転軸２４の上端に固定されている。基板保持ステージ２０の下端中央部は、回転軸２４に接続されている。回転軸２４にはスピンモータ２２が接続されている。スピンモータ２２は、制御部９からの制御命令にしたがって、回転軸２４を回転軸線Ａｘ１まわりに回転させる。スピンモータ２２は、回転軸２４を回転させることによって、基板保持ステージ２０を水平面内にて回転させる。基板保持ステージ２０は、チャンバ１０内における既定位置に基板Ｗを保持する基板保持部の一例である。スピンモータ２２および回転軸２４は、基板保持部である基板保持ステージ２０を既定の回転軸線Ａｘ１まわりに回転させる回転部の一例である。基板保持ステージ２０、スピンモータ２２、および回転軸２４の周囲は、カバー部材２３によって取り囲まれている。
基板保持ステージ２０は、円盤形状を有している。基板保持ステージ２０の外径は、基板保持ステージ２０に保持される円形の基板Ｗの径よりも小さくなっている。基板保持ステージ２０は、保持対象の基板Ｗの下面の一部と対向する上面２１を有する。上面２１には、複数の吸引孔が分散して設けられている。各吸引孔は真空ポンプなどの吸引手段に接続されている。基板Ｗが基板保持ステージ２０の上面２１に載置された状態で、吸引手段を動作させると、基板Ｗと上面２１との間の雰囲気が各吸引孔に吸引される。これによって、基板Ｗが上面２１に吸着される。基板保持ステージ２０は、基板チャンバ内における既定位置に基板を保持する基板保持部の一例である。
なお、基板保持部が基板Ｗを吸着する基板保持ステージ２０を備えていることは必須ではない。例えば、基板保持部が、基板Ｗの外縁部の異なる箇所を支持することによって、基板Ｗを挟持する複数のチャックピンを備えていてもよい。
基板保持ステージ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を回転させると、基板Ｗの中心を通る鉛直方向に沿った回転軸線Ａｘ１まわりに基板Ｗが回転する。なお、スピンモータ２２の駆動は制御部９によって制御される。以下の説明では、回転軸線Ａｘ１に直交する水平方向を「径方向」という。また、径方向において回転軸線Ａｘ１に向かう方向を「径方向内方」といい、径方向において回転軸線Ａｘ１から離れる方向を「径方向外方」という。
ノズル３０は、吐出ヘッド３１ａ，３１ｂ、およびノズルアーム３２を備える。吐出ヘッド３１ａ，３１ｂは、ノズルアーム３２の先端に取り付けられている。ノズルアーム３２の基端側はノズル基台３３に固定して連結されている。ノズル基台３３に設けられたモータ３３２（ノズル移動部。図２参照）によって鉛直方向に沿った軸のまわりで回動可能とされている。
ノズル基台３３が回動することにより、図２中の矢印ＡＲ３４にて示すように、ノズル３０は、基板保持ステージ２０の上方位置と処理カップ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。ノズル基台３３の回動によって、すなわち、ノズル３０は基板保持ステージ２０の上面２１の上方にて揺動する。詳細には、基板保持ステージ２０よりも上方において、水平方向に延びる既定の処理位置ＴＰ１に移動する。なお、ノズル３０を処理位置ＴＰ１に移動させるとは、ノズル３０の先端部の吐出ヘッド３１ａ，３１ｂを処理位置ＴＰ１に移動させることと同意である。
ノズル３０には、処理液供給部３６が接続されている。処理液供給部３６は、エッチング液供給部３７と、リンス液供給部３８を含む。エッチング液供給部３７は、吐出ヘッド３１ａに接続されており、吐出ヘッド３１ａにエッチング液を供給する。吐出ヘッド３１ａは、回転中の基板Ｗの上面に向けてエッチング液を吐出する。リンス液供給部３８は、吐出ヘッド３１ｂに接続されており、吐出ヘッド３１ｂにリンス液を供給する。吐出ヘッド３１ｂは、回転中の基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出する。
エッチング液供給部３７は、エッチング液の供給源と吐出ヘッド３１ａとを接続する配管３７１、および配管３７１に設けられたバルブ３７２を備える。リンス液供給部３８は、リンス液の供給源と吐出ヘッド３１ｂとを接続する配管３８１、および配管３８１に設けられたバルブ３８２を備える。供給バルブ３７２，３８２は、制御部９からの制御信号に応じて、各配管３７１，３８１を開閉する。これにより、各吐出ヘッド３１ａ，３１ｂに対する処理液の供給がオン／オフ制御されると同時に、各吐出ヘッド３１ａ，３１ｂから処理液の吐出がオン／オフ制御される。
なお、ノズル３０に設けられる吐出ヘッドの数は、２つに限定されるものではなく、１つ、または３つ以上であってもよい。また、処理液の種類毎に吐出ヘッドが設けられていてもよいし、２種類以上の処理液が同じ吐出ヘッドから吐出されるようにしてもよい。また、ノズル３０とは別に、基板Ｗに処理液を供給するノズルが設けられてもよい。
以上のように、ノズル３０（詳細には各吐出ヘッド３１ａ，３１ｂ）は、処理位置ＴＰ１にて停止して、処理液を吐出する。ノズル３０から吐出された処理液は、基板保持ステージ２０に保持された既定位置の基板Ｗの上面に着液する。
基板保持ステージ２０の内部には、熱源２５が内蔵されている。熱源２５は、制御部９からの制御信号に応じて熱を発生させる。これにより、基板保持ステージ２０および基板保持ステージ２０の周辺に配置された要素の温度が変更される。これによって、基板保持ステージ２０に保持された基板Ｗを加熱できる。熱源２５は、既定位置に配された基板Ｗおよびその周辺領域ＰＡ１の温度を変更する温度変更部を構成し得る。
基板Ｗの温度を変更する温度変更部は、基板保持ステージ２０に内蔵された熱源２５に限定されない。例えば、温度変更部として、基板保持ステージ２０外であって、かつチャンバ１０の処理空間ＴＳ１内に設けられ、輻射熱を基板Ｗに与える熱源を採用してもよい。また、温度変更部として、基板保持ステージ２０またはその周辺を冷却する冷却機構が設けられてもよい。
処理カップ４０は、基板保持ステージ２０の外周を取り囲み可能な円筒状を有している。処理カップ４０の上側部分は、鉛直上向き及び径方向内方に向けて傾斜する形状を有する。基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持されると、処理カップ４０の上記上側部分が当該基板Ｗの周囲を取り囲む状態となる。
基板保持ステージ２０に保持された基板Ｗの上面に処理液が供給されると、当該処理液は基板Ｗの回転によって径方向外方に振り切られる。処理カップ４０は、当該上側部分の内周面で、基板Ｗから振り切られた処理液を受け止める。内周面に受け止められた処理液は落下して、チャンバ１０から適宜排出される。なお、基板Ｗは、処理カップ４０における上側部分よりも下側の部分で取り囲まれるようにしてもよい。
処理カップ４０の上端部を鉛直方向に昇降させる機構が設けられてもよい。この場合、基板Ｗを基板保持ステージ２０上に搬入する際には処理カップ４０の上端を上面２１よりも下側に下降させることによって、基板Ｗが処理カップ４０と干渉することを抑制できる。
サーモグラフィカメラ７０は、赤外線センサなどの熱を検出する半導体センサ、集光レンズなどの光学系を備えている。サーモグラフィカメラ７０の撮像方向（すなわち、撮像光学系の光軸方向）は、基板保持ステージ２０に保持された基板Ｗの上面を撮像するため、基板Ｗ上面の回転中心（またはその近傍）に向かって斜め下向きに設定されている。水平方向については、図２において破線で囲まれた撮像領域ＰＡがサーモグラフィカメラ７０の視野に含まれる。
サーモグラフィカメラ７０の撮像領域ＰＡは、チャンバ１０内の処理空間ＴＳ１のうち、基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持された場合に当該基板Ｗが占有する基板領域の周りの周辺領域ＰＡ１を含むように設定されている。
サーモグラフィカメラ７０の半導体センサから出力される電気信号は、制御部９に入力される。制御部９のサーモグラフィ生成部９０１は、入力された電気信号に応じて、サーモグラフィを生成する。サーモグラフィは、サーモグラフィカメラ７０の撮像領域ＰＡ（周辺領域ＰＡ１を含む。）における温度分布を示す情報の一例である。
図３に示す例では、周辺領域ＰＡ１には、処理カップ４０の上端部や、基板Ｗの上面Ｗ１（基板Ｗがない場合には、基板保持ステージ２０の上面２１）、処理位置ＴＰ１にあるノズル３０の吐出ヘッド３１ａ，３１ｂの先端部など、基板Ｗの周囲に配置される部材が含まれる。なお、周辺領域ＰＡ１に、チャンバ１０の側壁１１、ノズルアーム３２などの各要素の一部分が含められてもよい。
基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持されていない場合（すなわち、基板Ｗが既定位置に存在しない場合）、取得されるサーモグラフィには、基板保持ステージ２０の上面２１における温度分布が含まれる。基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持されている場合（すなわち、基板Ｗが既定位置に存在する場合）、基板保持ステージ２０の上面２１は基板Ｗの裏側に配された状態となる。このため、取得されるサーモグラフィには、上面２１の温度分布は含まれない。また、ノズル３０が処理位置ＴＰ１に配された場合、ノズル３０の一部（例えば、吐出ヘッド３１ａ，３１ｂ）などがサーモグラフィに含まれる。このように、状況に応じて、サーモグラフィカメラ７０の撮像領域ＰＡ内に含まれる要素が変わることによって、サーモグラフィに含まれる要素も変化する。
制御部９は、基板処理装置１００の各要素の動作を制御する。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、及び、制御用アプリケーションまたはデータ等を記憶する記憶部９１を備えている。
制御部９には、表示部９２、操作部９３、報知部９４が接続されている。表示部９２は、制御部９からの画像表示信号に応じて、各種画像を表示する表示装置である。操作部９３は、オペレータの入力操作を受け付ける、マウスおよびキーボードなどの入力デバイスである。
報知部９４は、各洗浄処理ユニット１において、オペレータに通知すべき異常が発生した場合に、それを報知する機能を備える。報知部９４として、ランプやブザーなど警報器を採用してもよい。例えば、報知部９４は、各洗浄処理ユニット１で行われたエッチング処理が不良であるとエッチング判定部９０３１が判定した場合に、それを外部に報知する。なお、表示部９２が、警告画面などの既定の画像を表示するようにしてもよい。このように、表示部９２を報知部として機能させてもよい。
ＣＰＵが記憶部９１等に保存された制御用アプリケーションプログラムに従って動作することにより、制御部９は、サーモグラフィ生成部９０１、特徴値演算部９０２、規定処理実行部９０３、関係式生成部９０４として機能する。なお、これらの機能のうち一部または全部は、専用回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
サーモグラフィ生成部９０１は、サーモグラフィカメラ７０の出力信号に基づいて、サーモグラフィを生成する。サーモグラフィは、サーモグラフィカメラ７０の撮像領域における温度分布を示す画像である。
特徴値演算部９０２は、サーモグラフィ生成部９０１が示す温度分布から、特徴値を算出する。特徴値は、洗浄処理ユニット１において実行されるエッチング液を用いたエッチング処理による基板Ｗのエッチング量に関する値である。
規定処理実行部９０３は、特徴値演算部９０２が算出した特徴値に応じて規定処理を実行する。規定処理実行部９０３は、エッチング判定部９０３１、温度制御部９０３２、スケジュール変更部９０３３、出力制御部９０３４を含む。
関係式生成部９０４は、周辺領域ＰＡ１における温度分布（サーモグラフィ）と、既定のエッチング処理が行われた後の基板Ｗのエッチング量との対応関係を示す関係式９１２を生成する。関係式９１２は、各洗浄処理ユニット１において実験的にエッチング処理が行うことによって取得されてもよい。また、シミュレーションによって関係式９１２が取得されてもよい。
エッチング判定部９０３１は、適宜定められた判定用閾値９１４と特徴値演算部９０２によって算出された特徴値との比較に基づいて、基板Ｗに対するエッチング処理の良否を判定する。温度制御部９０３２は、サーモグラフィカメラ７０によって取得されたサーモグラフィに応じて、熱源２５を制御する。
スケジュール変更部９０３３は、各洗浄処理ユニット１において実行される各処理の時間を規定したスケジュールを変更する。スケジュールには、例えば、各チャンバ１０に基板Ｗが搬入される処理スケジュール、ノズル３０から基板Ｗに吐出される処理液の吐出時間などが規定される。出力制御部９０３４は、出力装置である表示部９２および報知部９４の動作を制御する。例えば、出力制御部９０３４は、エッチング判定部９０３１が行った判定の結果に応じて、各種画像を表示部９２に表示させたり、あるいは、報知部９４に報知を行わせたりする。
＜関係式生成部９０４による関係式の生成処理＞
関係式９１２は、基板Ｗ周辺の周辺領域ＰＡ１の温度分布から、その温度分布状況下でエッチング処理を行った場合のエッチング量の予測値を求めるための数式である。関係式９１２は、エッチング量を目的変数（従属変数）、サーモグラフィが示す温度分布を説明変数（独立変数）とする重回帰分析によって求められる。
具体的には、洗浄処理ユニット１において、異なる条件でエッチング処理が行われ、そのときに得られるサーモグラフィ、および基板Ｗのエッチング量のデータセットがあらかじめ準備される。異なる条件とは、処理条件は同一で生産ロットが異なる場合のほか、基板Ｗの加熱温度および周辺領域ＰＡ１の少なくとも一方の温度条件が異なる場合であってもよい。
関係式９１２の独立変数（説明変数）に対応するサーモグラフィは、エッチング処理における規定タイミングにて取得される。エッチング処理は、主搬送ロボット１０３がチャンバ１０に搬入する搬入段階、基板保持ステージ２０に保持された基板Ｗにエッチング液を供給して処理するエッチング液供給段階、基板Ｗにリンス液を供給して処理するリンス液供給段階を含む。搬入段階は、基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持されていない状態である。このため、規定タイミングを搬入段階とした場合、取得されるサーモグラフィには、基板Ｗの上面Ｗ１の温度分布情報は含まれず、基板保持ステージ２０の上面２１の温度分布情報が含まれる。搬入段階より後の段階は、基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持された状態である。規定タイミングを搬入段階より後とした場合、取得されるサーモグラフィには基板Ｗにおける上面Ｗ１の温度分布情報が含まれる。
図４は、サーモグラフィＴＨ１を概念的に示す図である。サーモグラフィＴＨ１は、例えば横６４０画素、縦４８０画素で構成される。各画素Ｐｊ（ｊは１からＮの自然数）が持つ画素値Ｘｊは、各画素に対応する実位置の温度を示している。
図５は、基板Ｗの上面Ｗ１を示す図である。エッチング量は、異なる条件で行われた各エッチング処理の後に測定される。エッチング量は、基板Ｗの上面Ｗ１における特定の１地点のみで測定されてもよいし、あるいは、上面Ｗ１における異なる複数地点で測定されてもよい。また、例えば、図５に示すように、回転軸線Ａｘ１を中心として、異なる半径ｒｉ（ｉは１からｎの自然数）の円周Ｃｉ各々についてエッチング量Ｙｉが求められてもよい。この場合、各円周について、１つの円周Ｃｉ上の複数地点で測定されたエッチング量の平均値をその円周Ｃｉにおけるエッチング量Ｙｉとしてもよい。あるいは、各円周について、１つの円周Ｃｉ上の１地点のみで測定されたエッチング量をその円周Ｃｉのエッチング量Ｙｉとしてもよい。
このように、円周Ｃｉ毎にエッチング量を求める理由は、同一の円周Ｃｉ上ではエッチング量が均一になりやすいと考えられるためである。洗浄処理ユニット１では、エッチング液の供給は、回転中の基板Ｗに対して行われるため、基板Ｗの中心（回転軸線Ａｘ１）付近に供給されたエッチング液は、基板Ｗの中心から同心円状に広がる。このため、エッチング処理中のエッチング液の厚さは、各円周において１周にわたりほぼ同じになりやすい。また、基板Ｗが回転するため、基板Ｗ周りの周辺領域ＰＡ１における温度分布がエッチングに与える影響は、各円周において１周にわたり均一になると考えられる。このため、基板Ｗにおけるエッチング量は、同一の円周Ｃｉ上では均一になるい。したがって、異なる半径の円周毎にエッチング量を求めることによって、基板Ｗの上面Ｗ１におけるエッチング状況を適切に把握できる。
以上のように、サーモグラフィの画素値Ｘｊおよびエッチング量Ｙｉのデータセットが準備されると、関係式生成部９０４は重回帰分析によって、回帰関数である関係式９１２を求める。具体的には、エッチング量Ｙｉを目的変数（従属変数）とし、サーモグラフィの画素値Ｘｊを説明変数（独立変数）として、円周Ｃｉ（半径距離ｒｉ）毎に次式（１）で示される回帰関数におけるαｉ（ｉは１からＮの自然数）およびβｉｊ（ｊは１からｎの自然数）が重回帰分析によって求められる。重回帰分析として、Ｌ１正規化（Lasso）回帰、Ｌ２正規化（Ridge）回帰、Ｌ１＋Ｌ２（Elastic Net）正規化回帰などの各種機械学習手法を採用してもよい。
Figure 2020068228
なお、規定タイミングは、１つだけに限定されるものではない。例えば、複数の規定タイミングが設定されてもよい。この場合、規定タイミング毎に回帰関数を生成するとよい。この場合、各規定タイミングに対応する各タイミングで、エッチング量の予測値を算出できるため、各タイミングでエッチングの可否を検査できる。例えば、基板搬入前および基板搬入後の各段階のそれぞれに対して、複数の規定タイミングが設定されてもよい。
特徴値演算部９０２は、洗浄処理ユニット１においてエッチング処理を行う際、規定タイミング（関係式９１２を生成するために使用されたサーモグラフィが取得される時間）に対応するタイミングで得られるサーモグラフィのデータを、関係式９１２に代入する。複数の規定タイミングのサーモグラフィを用いて関係式９１２が生成された場合、特徴値演算部９０２は、各規定タイミングに対応する各タイミングのサーモグラフィのデータを、関係式９１２に代入する。これによって算出される値は、円周Ｃｉ毎エッチング処理によって得られると期待される円周Ｃｉ毎のエッチング量の予測値を示している。このように、関係式９１２を利用することによって、基板Ｗ周囲の周辺領域ＰＡ１を含めた撮像によって得られるサーモグラフィから、基板Ｗのエッチング量を予測できる。
＜判定用閾値＞
判定用閾値９１４は、特徴値が示すエッチング量の予測値が予め適正かどうかをエッチング判定部９０３１が判定するために設定される。判定用閾値９１４は、例えば、次式（２）で算出されるエッチング量の面内平均値ＹＡｖｅ（基板Ｗの各円周Ｃ１〜Ｃｎのエッチング量Ｙ１〜Ｙｎの平均値）について良否基準値（最大値ＳＴ１ｍａｘおよび最小値ＳＴ１ｍｉｎ）を含めてもよい。この場合、特徴値演算部９０２は、関係式９１２（回帰関数）から求められるエッチング量Ｙ１〜Ｙｎ（予測値）から、面内平均値ＹＡｖｅを特徴値として算出するとよい。
Figure 2020068228
また、判定用閾値９１４は、次式（３）で算出されるエッチング量の面内レンジＹＲａｎ（基板Ｗの各円周Ｃ１〜Ｃｎのエッチング量Ｙ１〜Ｙｎにおける、最大値と最小値の差）についての良否基準値（最大値ＳＴ２ｍａｘ）を含めてもよい。この場合、特徴値演算部９０２は、関係式９１２（回帰関数）から求められるエッチング量Ｙ１〜Ｙｎ（予測値）から、面内レンジＹＲａｎを特徴値として算出するとよい。
Figure 2020068228
このように、判定用閾値として、エッチング量の面内平均値ＹＡｖｅ、および／または面内レンジＹＲａｎの良否基準を含むことにより、算出された特徴値からエッチング処理の良否を適切に判定できる。
＜エッチング処理のシーケンス＞
次に、基板処理装置１００において実施されるエッチング処理のシーケンスについて説明する。図６は、エッチング処理のシーケンスの前半部を示す図である。図７は、エッチング処理のシーケンスの後半部を示す図である。図６および図７に示す各処理は、特に断らない限り、制御部９の制御下で行われるものとする。図６および図７に示すシーケンスは、１つの洗浄処理ユニット１に対して、エッチング処理対象の基板Ｗが搬入される前の段階から、基板Ｗがエッチング液で処理された後搬出される段階までの一連の処理を示している。図６および図７に示す各処理が実行されることは必須ではなく、一部を省略してもよい。また、各処理は、矛盾が生じない限りにおいて、異なる順番で実行されてもよい。
まず、主搬送ロボット１０３によって基板Ｗが洗浄処理ユニット１のチャンバ１０に搬入される前に、サーモグラフィが取得される（図６：ステップＳ１０１）。具体的には、サーモグラフィカメラ７０が撮像領域ＰＡを撮像し、その出力信号に基づいてサーモグラフィ生成部９０１がサーモグラフィを生成する。基板Ｗは基板保持ステージ２０に保持されていないため、生成されたサーモグラフィは、基板保持ステージ２０の上面２１、および周辺領域ＰＡ１における温度分布の情報を含む。
サーモグラフィが生成されると、特徴値演算部９０２がそのサーモグラフィを関係式９１２に代入することによって特徴値を算出する（図６：ステップＳ１０２）。ここで使用される関係式９１２は、基板搬入前段階におけるサーモグラフィおよびエッチング量のデータセットから生成された回帰関数である。サーモグラフィをこの関係式９１２に代入することによって、基板搬入前段階でのエッチング量の予測値が求められる。さらに、特徴値演算部９０２は、関係式９１２から求めた予測値から、次ステップのエッチング判定のための特徴値を算出する。特徴値は、例えばエッチング量（予測値）の面内平均値ＹＡｖｅや面内レンジＹＲａｎである。
特徴値が算出されると、エッチング判定部９０３１は、エッチング判定を行う（図６：ステップＳ１０３）。すなわち、エッチング判定部９０３１は、ステップＳ１０２で得られた特徴値と、判定用閾値９１４との比較に基づいて、エッチング処理の良否を判定する。
例えば、判定用閾値９１４としてエッチング量の面内平均値ＹＡｖｅの良否基準値（最大値ＳＴ１ｍａｘおよび最小値ＳＴ１ｍｉｎ）が設定されていた場合、特徴値として算出された円周Ｃ１〜Ｃｎの面内平均値が、その良否基準値である最小値ＳＴ１ｍｉｎから最大値ＳＴ１ｍａｘの範囲間にあるか否かが判定されるとよい。面内平均値ＹＡｖｅが良否基準値の範囲内にある場合は肯定的な評価が与えられ、範囲画にある場合は否定的な評価が与えられる。
判定用閾値９１４としてエッチング量の面内レンジＹＲａｎの良否基準値（最大値ＳＴ２ｍａｘ）が設定されていた場合、特徴値として算出された面内レンジＹＲａｎが良否基準値よりも小さいか否かが判定されるとよい。面内レンジＹＲａｎが、良否基準値と同じかそれ以下の場合は肯定的な評価が与えられ、良否基準値を超える場合は否定的な評価が与えられる。
エッチング判定後、規定処理実行部９０３の出力制御部９０３４は、エッチング判定の結果に応じた肯定的／否定的評価を、表示部９２に表示させる処理、あるいは報知部９４に報知させる処理を実行する（図６：ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理は、規定処理の一例である。
エッチング判定後、スケジュール変更部９０３３は、基板Ｗの処理スケジュールを変更するかどうか判定する（図６：ステップＳ１０５）。具体的に、ステップＳ１０３のエッチング判定結果が肯定的評価であった場合、基板保持ステージ２０の上面２１および周辺領域ＰＡ１の温度分布が好ましい状態である。このため、スケジュール変更部９０３３は、ステップＳ１０５において、処理スケジュールの変更は不要と判定してもよい。この場合、次のステップＳ１０６，１０７がスキップされる。
ステップＳ１０３のエッチング判定結果が否定的評価であった場合、基板保持ステージ２０の上面２１および周辺領域ＰＡ１の温度分布がエッチング処理に向かない状態であると考えられる。このため、スケジュール変更部９０３３は、ステップＳ１０５において、処理スケジュールの変更が必要であると判定してもよい。この場合、次のステップＳ１０６が行われる。
ステップＳ１０６は、スケジュール変更部９０３３が、チャンバ１０への搬入を禁止するか否かを判断する工程である。例えば、ステップＳ１０２において取得された特徴値が判定用閾値９１４から所定の大きさを超えて乖離しているような場合、対応のチャンバ１０への基板Ｗの搬入を禁止すると判断される。搬入を禁止する場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、搬入されないように処理スケジュールが変更される（図６：ステップＳ１０６ａ）。また、スケジュール変更部９０３３は、搬入を禁止する旨の警告を、表示部９２に表示させるとともに、報知部９４に報知させる（図６：ステップＳ１０６ｂ）。その後、制御部９は、エッチング処理のシーケンスを終了する。
ステップＳ１０６において、基板Ｗの搬入を禁止しない場合（ステップＳ１０６においてＮＯ）、スケジュール変更部９０３３は、搬入時間を遅延させるように処理スケジュールを変更する（図６：ステップＳ１０７）。ステップＳ１０６ａ，１０７のような搬送スケジュールを変更する各処理は、エッチング判定の結果に応じて実施される規定処理の例である。
なお、ステップＳ１０３のエッチング判定において否定的評価が与えられた場合に、スケジュール変更部９０３３が、一律に該当のチャンバ１０への基板Ｗの搬入を禁止するように処理スケジュールを変更してもよい。
エッチング判定後、規定処理実行部９０３の温度制御部９０３２は、周辺領域ＰＡ１の温度を変更するかどうか判定する（図６：ステップＳ１０８）。この判定は、例えば、ステップＳ１０１で得られたサーモグラフィと、あらかじめ準備された基板搬入前段階の標準的なサーモグラフィとの比較（例えば、平均値どうしの比較）に基づいて行われるとよい。
温度制御部９０３２は、温度を変更すると判定した場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、サーモグラフィの状態に応じて温度を変更する（図６：ステップＳ１０９）。例えば、サーモグラフィが標準よりも高い温度を示す場合は熱源２５が基板保持ステージ２０に与える熱量を減らし、その逆の場合は熱源２５が基板保持ステージ２０に与える熱量を増大させる。このようにして、温度制御部９０３２は、周辺領域ＰＡ１および基板保持ステージ２０の上面２１の温度を変更する。周辺領域ＰＡ１の温度を変更する処理は、エッチング判定の結果に応じて実施される規定処理の例である。温度制御部９０３２が温度変更しないと判定した場合（ステップＳ１０８においてＮＯ）、ステップＳ１０９はスキップされる。
続いて、処理スケジュールにしたがって、主搬送ロボット１０３がエッチング処理対象の基板Ｗをチャンバ１０に搬入する（図６：ステップＳ１１０）。チャンバ１０に搬入された基板Ｗは、基板保持ステージ２０に保持される（図６：ステップＳ１１１）。これによって、基板Ｗが既定位置に配置された状態となる。この状態で、制御部９がノズル３０を処理位置ＴＰ１に移動させることよって、基板Ｗの上面Ｗ１に処理液を供給可能な状態とする。
基板Ｗが基板保持ステージ２０に保持されると、スピンモータ２２が基板Ｗの回転を開始させる（図７：ステップＳ１１２）。基板Ｗの回転速度が既定の回転速度（例えば、３００ｒｐｍ）に到達すると、処理液供給部３６のエッチング液供給部３７がエッチング液をノズル３０に供給する。これによって、ノズル３０から基板Ｗの上面Ｗ１にエッチング液が供給される（図７：ステップＳ１１３）。基板Ｗに供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転によって基板Ｗの上面Ｗ１全体に広がり、液膜を形成する。これにより、上面Ｗ１全体でエッチング反応が進行する。
エッチング液が供給されている間に、サーモグラフィが取得される（図７：ステップＳ１１４）。サーモグラフィカメラ７０の撮像データからサーモグラフィ生成部９０１がサーモグラフィを生成する。この段階で得られるサーモグラフィは、基板Ｗの上面Ｗ１、および周辺領域ＰＡ１における温度分布の情報を含む。
サーモグラフィが取得されると、特徴値演算部９０２がそのサーモグラフィを関係式９１２に代入することによって特徴値を算出する（図７：ステップＳ１１５）。ここで使用される関係式９１２は、基板搬入後のエッチング液供給段階におけるサーモグラフィおよびエッチング量のデータセットから生成された回帰関数である。サーモグラフィをこの関係式９１２に代入することよって、エッチング液供給段階でのエッチング量の予測値が求められる。さらに、特徴値演算部９０２は、関係式９１２から求めた予測値から、次ステップのエッチング判定のため、特徴値を算出する。特徴値は、例えばエッチング量（予測値）の面内平均値ＹＡｖｅや面内レンジＹＲａｎである。
特徴値が算出されると、エッチング判定部９０３１は、エッチング判定を行う（図７：ステップＳ１１６）。すなわち、エッチング判定部９０３１は、ステップＳ１０２で得られた特徴値と、判定用閾値９１４との比較に基づいて、エッチング処理の良否を判定する。この判定処理は、図６に示すステップＳ１０３と同様である。
エッチング判定後、規定処理実行部９０３の出力制御部９０３４は、エッチング判定の結果に応じた肯定的／否定的評価を、表示部９２に表示させる処理、あるいは報知部９４に報知させる処理を実行する（図７：ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７の処理は、規定処理の一例である。
エッチング判定後、スケジュール変更部９０３３は、エッチング判定の結果に応じて処理スケジュールを変更するかどうかを判定する（図７：ステップＳ１１８）。ステップＳ１０３のエッチング判定結果が肯定的評価であった場合、基板Ｗの上面Ｗ１および周辺領域ＰＡ１の温度分布が好ましい状態である。この場合、スケジュール変更部９０３３は、ステップＳ１１８において、処理スケジュールの変更は不要と判定してもよい。この場合、次のステップＳ１１９がスキップされる。
ステップＳ１１６のエッチング判定結果が否定的評価であった場合、基板Ｗの上面Ｗ１および周辺領域ＰＡ１の温度分布がエッチング処理に向かない状態であると考えられる。このため、スケジュール変更部９０３３は、ステップＳ１１８において、処理スケジュールの変更が必要であると判定してもよい。この場合、スケジュール変更部９０３３は、エッチング液の供給時間が変更されるように、処理スケジュールを変更する（図７：ステップＳ１１９）。
エッチング判定後、規定処理実行部９０３の温度制御部９０３２は、周辺領域ＰＡ１の温度を変更するかどうか判定する（図７：ステップＳ１２０）。この判定は、例えば、ステップＳ１１４で得られたサーモグラフィと、あらかじめ準備されたエッチング液供給段階の標準的なサーモグラフィとの比較（例えば、平均値どうしの比較）に基づいて行われるとよい。
温度制御部９０３２は、温度を変更すると判定した場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、サーモグラフィの状態に応じて温度を変更する（図７：ステップＳ１２１）。例えば、サーモグラフィが標準よりも高い温度を示す場合は熱源２５が基板保持ステージ２０に与える熱量を減らし、その逆の場合は熱源２５が基板保持ステージ２０に与える熱量を増大させる。このようにして、温度制御部９０３２は、周辺領域ＰＡ１および基板Ｗの上面Ｗ１の温度を変更する。周辺領域ＰＡ１の温度を変更する処理は、エッチング判定の結果に応じて実施される規定処理の例である。温度制御部９０３２が温度を変更しないと判定した場合（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ステップＳ１２１はスキップされる。
ステップＳ１２１の後、処理スケジュールに従って、制御部９が、処理液供給部３６を制御して、ノズル３０へのエッチング液の供給を停止させるとともに、リンス液の供給を開始させる。これによって、ノズル３０から基板Ｗの上面Ｗ１へリンス液が供給される（図７：ステップＳ１２２）。処理スケジュールに規定された時間が経過すると、制御部９は、ノズル３０へのリンス液の供給を停止させる。
リンス液の供給を停止させると、制御部９はスピンドライ処理を行う（図７：ステップＳ１２３）すなわち、制御部９は、スピンモータ２２を制御して、回転速度を上昇させる。これにより、基板Ｗの上面Ｗ１に残存するリンス液を径方向外方に飛散させる。これによって、基板Ｗの上面Ｗ１を乾燥させる。処理スケジュールに規定された時間が経過すると、制御部９は、基板Ｗの回転を停止させる。
スピンドライ処理が完了すると、基板保持ステージ２０が基板Ｗの吸着を解除することによって、基板Ｗの保持を解除する。その後、主搬送ロボット１０３が基板Ｗをチャンバ１０から搬出する（図７：ステップＳ１２４）。
＜効果＞
基板処理装置１００によれば、基板Ｗが占有する占有領域の温度分布だけではなく、そのまわりの周辺領域ＰＡ１の温度分布も取得される。この周辺領域ＰＡ１の温度分布を関係式９１２に代入することによって、エッチング量の予測血に関する特徴値が算出される。このため、予測されるエッチング量を精度良く算出できる。
また、エッチング量に関する特徴値を求めることによって、エッチング処理の各段階で、周辺領域ＰＡ１の温度分布に応じて、エッチング処理に適した各種規定処理を実行できる。
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。
図７は、第２実施形態の洗浄処理ユニット１および制御部９Ａを示す図である。第２実施形態の制御部９Ａは、特徴値演算部９０２Ａおよび既定処理実行部９０３Ａを備えている。既定処理実行部９０３Ａは、エッチング判定部９０３１Ａを備えている。
特徴値演算部９０２Ａは、サーモグラフィ生成部９０１が生成したサーモグラフィから複数種類の特徴量の配列である特徴ベクトルを特徴値として算出する。特徴量としては、例えばサーモグラフィ画像の画素値の総和、画素値の標準偏差を採用できる。また、サーモグラフィの各画素の画素値をそのまま特徴ベクトルとして利用してもよい。
エッチング判定部９０３１Ａは、サーモグラフィから算出された特徴ベクトルに基づいて、エッチング良好クラスとエッチング不良クラスとの間で分類する分類器Ｋ２を用いて、エッチング判定を行う。エッチング良好クラスはエッチング処理が良好であることを示すクラスであり、エッチング不良クラスはエッチング処理が不良であることを示すクラスである。分類対象のサーモグラフィがエッチング良好クラスに分類された場合、エッチング判定部９０３１Ａは肯定的評価を与える。分類対象のサーモグラフィがエッチング不良クラスに分類した場合、エッチング判定部９０３１Ａは否定的評価を与える。
分類器Ｋ２は、第１実施形態の関係式９１２を得る場合と同様に、洗浄処理ユニット１において異なる条件でエッチング処理を行われ、そのときに得られるサーモグラフィ（温度分布）、および基板Ｗのエッチング量のデータセットを用いた機械学習により生成される。具体的には、各サーモグラフィに対して、エッチング量の結果に基づくクラスが教示された教師データが準備される。サーモグラフィにクラスを教示する場合、実際のエッチング量が良好であればエッチング良好クラスを教示し、その逆についてはエッチング不良クラスを教示するとよい。これによって、サーモグラフィ（詳細には、特徴ベクトル）と、教示されたクラスの複数組からなる教師データが事前に準備される。そして、教師データを用いた機械学習が行われることによって、分類器Ｋ２が生成される。機械学習としては、ニューラルネットワーク、決定木、サポートベクタマシーン（ＳＶＭ）、判別分析等の公知の手法を採用してもよい。
分類器Ｋ２を機械学習によって生成する生成部は、基板処理装置１００が備えられていてもよいし、あるいは基板処理装置１００外の装置（サーバなど）に備えられていてもよい。後者の場合、分類器Ｋ２は、ネットワーク経由、または、各種可搬性メディアを通じて、基板処理装置１００に提供されるとよい。
本実施形態の基板処理装置１００によると、周辺領域ＰＡ１を含む領域のサーモグラフィから特徴値として特徴ベクトルが算出され、その特徴ベクトルに基づいて、エッチング良好またはエッチング不良が判定される。このため、エッチング処理の各段階で、エッチングの良否を精度良く判定できる。また、エッチング判定の結果に応じて、エッチング処理に適した規定処理を行うことができる。
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
１ 洗浄処理ユニット
１０ チャンバ
１１ 側壁
２０ 基板保持ステージ
２１ 上面
２２ スピンモータ
２５ 熱源
３０ ノズル
３６ 処理液供給部
３７ エッチング液供給部
４０ 処理カップ
７０ サーモグラフィカメラ
９，９Ａ 制御部
９１ 記憶部
９２ 表示部
９３ 操作部
９４ 報知部
９０１ サーモグラフィ生成部
９０２，９０２Ａ 特徴値演算部
９０３，９０３Ａ 規定処理実行部
９０３１，９０３１Ａ エッチング判定部
９０３２ 温度制御部
９０３３ スケジュール変更部
９０３４ 出力制御部
９０４ 関係式生成部
９１２ 関係式（回帰関数）
９１４ 判定用閾値
１００ 基板処理装置
１０３ 主搬送ロボット
Ａｘ１ 回転軸線
Ｋ２ 分類器
ＰＡ 撮像領域
ＰＡ１ 周辺領域
ＴＨ１ サーモグラフィ
ＴＳ１ 処理空間
Ｗ 基板
Ｗ１ 上面
ＹＡｖｅ 面内平均値（特徴値）
ＹＲａｎ 面内レンジ（特徴値）
Ｙｉ エッチング量
ｒｉ 半径距離

Claims (15)

  1. 基板をエッチング処理する基板処理装置であって、
    内部に処理空間を有するチャンバと、
    前記チャンバ内における既定位置に基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に保持された前記基板にエッチング液を供給するエッチング液供給部と、
    前記基板保持部を既定の回転軸線まわりに回転させる回転部と、
    前記チャンバ内のうち、前記既定位置に配された場合に前記基板が占有する基板領域の周りの周辺領域における温度分布を取得する温度分布取得部と、
    前記温度分布から、前記エッチング液を用いたエッチング処理による前記基板のエッチング量に関する特徴値を算出する特徴値演算部と、
    を備える、基板処理装置。
  2. 請求項１の基板処理装置であって、
    前記特徴値と予め定められた閾値との比較に基づいて、前記基板に対するエッチング処理の良否を判定するエッチング判定部、をさらに含む、基板処理装置。
  3. 請求項１または請求項２の基板処理装置であって、
    前記特徴値演算部は、前記温度分布と前記エッチング量との関係を示す関係式とから前記特徴値を算出する、基板処理装置。
  4. 請求項３の基板処理装置であって、
    前記エッチング処理における規定タイミングでの前記温度分布、および当該エッチング処理が行われた前記基板のエッチング量に基づいて、前記関係式を生成する関係式生成部、
    をさらに備える、基板処理装置。
  5. 請求項４の基板処理装置であって、
    前記特徴値演算部は、前記エッチング処理における前記規定タイミングに対応するタイミングの前記温度分布を前記関係式に代入することによって、前記特徴値を算出する、基板処理装置。
  6. 請求項３から請求項５のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記エッチング量は、前記回転軸線を中心とする、異なる半径の各円周上におけるエッチング量である、基板処理装置。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記温度分布取得部は、前記基板保持部によって保持される基板が配置される領域を撮像領域に含むサーモグラフィカメラを有し、
    前記温度分布は、サーモグラフィである、基板処理装置。
  8. 請求項７の基板処理装置であって、
    前記関係式は、前記サーモグラフィを構成する各画素値が示す温度を独立変数とし、前記異なる半径の各円周上のエッチング量を従属変数とする回帰関数である、基板処理装置。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記特徴値演算部は、前記基板保持部が前記基板を保持していない状態で取得される前記温度分布から前記特徴値を算出する、基板処理装置。
  10. 請求項９の基板処理装置であって、
    前記特徴値に応じて、前記既定位置に配された基板及び前記周辺領域の温度を変更する温度変更部、
    をさらに備える、基板処理装置。
  11. 請求項９または請求項１０の基板処理装置であって、
    前記特徴値に応じて、前記チャンバに前記基板が搬入される時間を規定したスケジュールを変更するスケジュール変更部、
    をさらに備える、基板処理装置。
  12. 請求項１から請求項８のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記特徴値演算部は、前記基板保持部が前記基板を保持している状態で取得される前記温度分布から前記特徴値を算出する、基板処理装置。
  13. 請求項１２の基板処理装置であって、
    前記特徴値に応じて、前記既定位置に配された基板及び前記周辺領域の温度を変更する温度変更部、
    をさらに備える、基板処理装置。
  14. 請求項１２または請求項１３の基板処理装置であって、
    前記特徴値に応じて、前記チャンバに前記基板が搬入される時間を規定したスケジュールを変更するスケジュール変更部、
    をさらに備える、基板処理装置。
  15. 基板処理方法であって、
    a) チャンバ内における既定位置に基板を保持することと、
    b) 工程a)によって前記既定位置にある前記基板を回転軸線まわりに回転させることと、
    c) 工程b)によって回転する前記基板の表面にエッチング液を供給することと、
    d) 前記チャンバ内において、前記既定位置に配された場合に前記基板が占有する基板領域の周りの周辺領域における温度分布を取得することと、
    e) 工程d)によって取得された前記温度分布から、前記基板に対する前記エッチング液を用いたエッチング処理を評価するための特徴値を算出することと、
    を含む、基板処理方法。
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