JP2022059723A - ノズルの位置調整方法及び液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低解像度の撮像画像を用いて、回転保持部に対する吐出ノズルの位置を正確に調整する方法を提供する。【解決手段】ノズルの位置を正確に調整する方法は、基板を保持して回転させる回転保持部を基板を保持していない状態で回転させながら、撮像部によりノズルの位置を複数回撮像させる工程Ｓ１と、前記複数回の撮像結果を合成し合成画像を取得する工程とＳ２、前記合成画像からパターンマッチングによって前記回転保持部の撮像画像上の位置を特定する工程Ｓ３と、調整用ノズルを基準位置に移動させた状態で前記撮像部により撮像させる工程Ｓ４と、前記調整用ノズルを前記基準位置に移動させた状態の撮像結果から、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定する工程Ｓ５と、前記回転保持部の撮像画像上の位置から定められる目標位置と前記調整用ノズルの撮像画像上の位置との差に基づいて、前記基準位置を補正する工程と、を含む。【選択図】図４

Description

本開示は、ノズルの位置調整方法及び液処理装置に関する。

特許文献１には、回転保持部材によって保持された基板上にノズルから塗布液を供給し、回転保持部材を回転させることで基板に塗布処理を行う塗布処理装置において、ノズルの位置調整を行う方法が開示されている。この方法では、ノズルを、基板が保持されていない状態の回転保持部材の中心部の上方に移動させ、その後、回転保持部材の中心部及びノズルの先端部を撮像手段により撮像し、撮像された画像において、ノズルの先端部の中心の水平方向の位置と回転保持部材の中心部の水平方向の位置とが一致するようにノズルの位置を調整する。

特許第５３１４６５７号公報

本開示にかかる技術は、撮像画像の解像度によらず、回転保持部に対する吐出ノズルの位置を、撮像画像を用いて正確に調整する。

本開示の一態様は、吐出ノズルから吐出された処理液を用いて基板を処理する液処理装置において、ノズルの位置調整を行う方法であって、基板を保持して回転させる回転保持部を、基板を保持していない状態で回転させながら、前記回転保持部が撮像領域に含まれるよう配設された撮像部により、複数回撮像させる工程と、前記複数回の撮像結果を合成し合成画像を取得する工程と、前記合成画像から、パターンマッチングによって、前記回転保持部の撮像画像上の位置を特定する工程と、調整用ノズルを、基準位置に移動させた状態で、前記撮像部により撮像させる工程と、前記調整用ノズルを前記基準位置に移動させた状態の撮像結果から、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定する工程と、前記回転保持部の撮像画像上の位置から定められる目標位置と、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置と、の差に基づいて、前記基準位置を補正する工程と、を含む。

本開示によれば、撮像画像の解像度によらず、回転保持部に対する吐出ノズルの位置を、撮像画像を用いて正確に調整することができる。

第１の実施形態にかかる液処理装置としてのレジスト膜形成装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第１の実施形態にかかる液処理装置としてのレジスト膜形成装置の構成の概略を示す横断面図である。 スピンチャックの上面図である。 上記位置調整処理の一例を示すフローチャートである。 上記位置調整処理に用いられる画像の一例を示す図である。 上記位置調整処理に用いられる画像の一例を示す図である。 治具ノズルの一例を示す側面図である。 第３実施形態に係る、調整用ノズルの撮像画像上の位置の特定方法を説明するための図である。 参考の実施形態２に係る、吐出ノズルの位置調整方法を説明するための図である。

半導体デバイス等の製造工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理等が順次行われ、ウェハ上にレジストパターンが形成される。これらの処理は、各種処理装置やウェハを搬送する搬送装置等を搭載した塗布現像処理システムで行われている。

この塗布現像処理システムにおいて、上記処理装置のうち、レジスト液や現像液等の処理液を用いてウェハを処理する液処理装置は、ウェハを保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持されたウェハに処理液を吐出する吐出ノズルと、を有している。この液処理装置では、例えば、スピンチャックに保持されたウェハの中心部に、吐出ノズルから処理液を吐出し、スピンチャックを回転させることで、処理液をウェハ全体に拡散する、スピン塗布処理が行われる。

スピン塗布処理に際し、処理液吐出時の吐出ノズルの位置は、例えば、ウェハの中心部に対応するスピンチャックの中央部に対して、精度良く調整されている必要がある。ウェハに対する処理液の塗布ムラが生じるからである。

この点に関し、特許文献１には以下のような吐出ノズルの位置調整方法が開示されている。特許文献１に開示の位置調整方法では、ウェハが保持されていない状態のスピンチャックの中心部の上方に吐出ノズルを移動させ、その後、スピンチャックの中心部及び吐出ノズルの先端部を撮像部により撮像する。そして、撮像された画像において、吐出ノズルの先端部の中心の水平方向の位置とスピンチャックの中心部の水平方向の位置とが一致するように吐出ノズルの位置が調整される。

しかし、特許文献１に開示の方法では、撮像部による撮像画像が低解像度である場合における、スピンチャックに対する吐出ノズルの正確な位置調整、の点で改善の余地がある。

そこで、本開示にかかる技術は、撮像画像の解像度によらず、スピンチャックに対する吐出ノズルの位置を、撮像画像を用いて正確に調整する。

以下、本実施形態にかかるノズルの位置調整方法及び液処理装置を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態にかかる液処理装置としてのレジスト膜形成装置１の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。図３は、後述のスピンチャックの上面図である。

レジスト膜形成装置１は、図１に示すように内部を密閉可能な処理容器１０を有している。処理容器１０の側面には、基板としてのウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成されている。

処理容器１０内には、ウェハＷを保持して鉛直軸周りに回転させる、回転保持部としてのスピンチャック２０が設けられている。このスピンチャック２０は、水平な上面を有する。スピンチャック２０の上面には、例えば、図３に示すように、ウェハＷを吸引する吸引口２０ａが設けられている。この吸引口２０ａからの吸引によりウェハＷをスピンチャック２０上に吸着保持できる。また、スピンチャック２０の上面には、当該上面全体でウェハＷを吸着するため、当該上面とウェハＷの裏面（下面）との間で吸引口２０ａに通ずる気体の流路を形成する円環状突起２０ｂと、円弧状突起２０ｃとが形成されている。円環状突起２０ｂは、平面視におけるスピンチャック２０の上面の中心軸を中心とした円環状に形成され、円弧状突起２０ｃは、平面視におけるスピンチャック２０の上面の中心軸を中心とした円弧状に形成されている。

スピンチャック２０は、図１に示すように、モータ等のアクチュエータを備えたチャック駆動部２１により、所望の速度に回転できる。また、チャック駆動部２１には、例えばシリンダ等の昇降駆動機構（図示せず）が設けられており、スピンチャック２０は昇降自在になっている。チャック駆動部２１は後述の制御部１００により制御される。

また、処理容器１０内には、スピンチャック２０に保持されるウェハＷを囲み得るようにスピンチャック２０に対してカップ２２が設けられている。カップ２２は、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収する。

図２に示すようにカップ２２のＸ方向負方向（図２の下方向）側には、Ｙ方向（図２の左右方向）に沿って延伸するレール３０が形成されている。レール３０は、例えばカップ２２のＹ方向負方向（図２の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図２の右方向）側の外方まで形成されている。レール３０には、アーム３１が設けられている。

アーム３１の先端側には、処理液としてのレジスト液を吐出する吐出ノズル３２が支持されている。吐出ノズル３２は、複数設けられてもよく、その場合、例えば、レール３０が延伸する方向（Ｙ方向）に並ぶように設けられる。アーム３１は、その基端側に接続されたノズル駆動部３３により、レール３０に沿って移動自在である。これにより、吐出ノズル３２は、カップ２２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部３４からカップ２２内のウェハＷの中心部上方まで移動できる。また、ノズル駆動部３３によって、アーム３１は昇降自在であり、吐出ノズル３２の高さを調節できる。吐出ノズル３２は、レジスト液を供給するレジスト液供給装置Ｍに接続されている。なお、ノズル駆動部３３は後述の制御部１００により制御される。

また、処理容器１０内には、撮像部としてのカメラ４０が設けられている。カメラ４０は、処理容器１０内全体の様子、特に、レジスト膜形成時のウェハＷの表面全体の様子を監視するために設けられている。本実施形態では、このカメラ４０を吐出ノズル３２の位置調整にも用いる。カメラ４０は、その撮像領域に以下の（ａ）～（ｃ）が含まれるよう配設されている。
（ａ）スピンチャック２０に保持されたウェハＷの表面（上面）全体
（ｂ）ウェハＷを保持していない状態のスピンチャック２０の上面全体
（ｃ）基準位置に移動された吐出ノズル３２の先端側

カメラ４０は、ウェハＷの搬入出及び吐出ノズル３２の移動を阻害しないように、例えば、処理容器１０の天壁に固定部材（図示せず）を介して固定されている。カメラ４０には、例えばＣＣＤカメラを用いることができる。

さらに、処理容器１０内には、光源５０が設けられている。光源５０は、カメラ４０の撮像領域に光（本例では可視光）を照射し、カメラ４０の撮像領域を照明する。光源５０は、ウェハＷの搬入出及び吐出ノズル３２の移動を阻害しないように、例えば処理容器１０の天壁に固定部材（図示せず）を介して固定されている。

カメラ４０及び光源５０は後述の制御部１００により制御され、また、カメラ４０での撮像結果は当該制御部１００に出力される。

以上のように構成されるレジスト膜形成装置１には、制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、上述のノズル駆動部３３等を制御して、後述のレジスト膜形成処理を実現させるためのプログラムも格納されている。また、プログラム格納部には、後述の吐出ノズル３２の位置調整処理を実現させるためのプログラムが格納されている。なお、上述のプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

ここで、レジスト膜形成装置１におけるレジスト膜形成処理の一例について説明する。

まず、制御部１００が、処理容器１０内に搬入されたウェハＷを、スピンチャック２０上に載置させ吸着させる。

次いで、制御部１００が、吐出ノズル３２を、吐出を行う処理位置（例えば、ウェハＷの中心の上方の位置）に移動させる。処理位置は、吐出ノズル３２の位置調整処理時に補正される基準位置に基づいて定められる。続いて、スピンチャック２０を回転させることによりウェハＷを回転させ、この回転中に、吐出ノズル３２からレジスト液をウェハＷに連続的に吐出させる。吐出されたレジストは、ウェハＷの回転によりウェハＷ全面に拡散される。

その後、制御部１００が、レジスト液の吐出を停止させ、吐出ノズル３２を待機部３４に退避させる。また、制御部１００が、スピンチャック２０の回転を継続させてウェハＷの回転を継続させ、ウェハＷ上のレジスト液の乾燥を行う。これにより、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。

その後、レジスト膜が形成されたウェハＷは処理容器１０から搬出される。これにより一連のレジスト膜形成処理が完了する。

続いて、レジスト膜形成装置１における吐出ノズル３２の位置調整処理について説明する。図４は、上記位置調整処理の一例を示すフローチャートである。図５及び図６は、上記位置調整処理に用いられる画像の一例を示す図である。なお、図５及び図６では、各画像における要部のみ示されている。

（スピンチャック２０を含む撮像領域の撮像）
吐出ノズル３２の位置調整の際、制御部１００は、まず、図４に示すように、チャック駆動部２１やカメラ４０、光源５０を制御し、ウェハＷを保持していない状態でスピンチャック２０を回転させながら、スピンチャック２０の上面全体を撮像領域に含むカメラ４０により複数回（例えば６０回）撮像させる（ステップＳ１）。この撮像により得られる複数枚の撮像画像に、スピンチャック２０の向きが互いに異なる撮像画像が含まれるよう、スピンチャック２０の回転数と、１秒当たりのカメラ４０による撮影回数は調整される。なお、このとき、吐出ノズル３２は待機部３４に位置する。

（合成画像の取得）
次いで、制御部１００は、カメラ４０による複数回の撮像結果を合成し、合成画像を取得する（ステップＳ２）。この合成画像には、スピンチャック２０の上面の特徴的な形状の輪郭が描く軌跡が含まれる。具体的には、図５に示すように、合成画像Ｉｓには、スピンチャック２０が回転中に吸引口２０ａの輪郭が描く軌跡Ｃ１、円環状突起２０ｂの輪郭が描く軌跡Ｃ２、円弧状突起２０ｃの輪郭が描く軌跡Ｃ３が含まれる。この合成画像の取得の際、吸引口２０ａ等の輪郭が描く軌跡が強調されるよう、強調処理してから合成してもよい。

（スピンチャック２０の、カメラ４０による撮像画像上の位置の特定）
合成画像Ｉｓの取得後、制御部１００は、合成画像Ｉｓからパターンマッチングによって、スピンチャック２０の、カメラ４０による撮像画像上の位置Ｐｓを特定する（ステップＳ３）。具体的には、制御部１００は、合成画像Ｉｓにおける、吸引口２０ａ、円環状突起２０ｂ及び円弧状突起２０ｃの輪郭が描く軌跡が含まれる領域（以下、「チャック特徴領域」ということがある。）をパターンマッチングにより検出する。そして、制御部１００は、合成画像におけるチャック特徴領域の所定の位置（例えばチャック特徴領域の中心位置）を、スピンチャック２０の、カメラ４０による撮像画像上の位置Ｐｓとして特定する。なお、以下では、「カメラ４０による撮像画像上の位置」を「撮像画像上の位置」と省略することがある。

（基準位置の吐出ノズル３２を含む撮像領域の撮像）
また、制御部１００は、ノズル駆動部３３やカメラ４０、光源５０を制御し、吐出ノズル３２を、スピンチャック２０の上方の基準位置に移動させた後、その状態の吐出ノズル３２（すなわち基準位置の吐出ノズル３２）を撮像領域に含むカメラ４０により撮像させる（ステップＳ４）。この工程での撮影回数は、複数回（例えば１０回）であってもよい。なお、ステップＳ２とステップＳ４とでカメラ４０の撮像領域は同一である。

（吐出ノズル３２の、カメラ４０による撮像画像上の位置の特定）
次いで、制御部１００は、吐出ノズル３２が基準位置に移動された状態でのカメラ４０による撮像結果から、基準位置の吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎを特定する（ステップＳ５）。具体的には、制御部１００は、例えば、ステップＳ４での撮像結果に基づく、図６の吐出ノズル３２の位置特定用の画像Ｉｎにおいて、吐出ノズル３２が含まれる領域（以下、「ノズル領域」ということがある。）を、パターンマチングにより検出する。そして、制御部１００は、撮像画像におけるノズル領域の所定の位置（例えばノズル領域の重心位置）を、基準位置の吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎとして特定する。
なお、ステップＳ４において、基準位置の吐出ノズル３２を撮像領域に含むカメラ４０による撮像回数が複数回数である場合、制御部１００が、これら複数回の撮像結果を合成し、ノズル用の合成画像を取得する。そして、制御部１００が、このノズル用の合成画像を、吐出ノズル３２の位置特定用の画像Ｉｎとし、基準位置の吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎを特定するようにしてもよい。

（基準位置の補正）
そして、制御部１００は、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓから定められる目標位置Ｐｔと、基準位置の吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎとの差に基づいて、基準位置を補正する（ステップＳ６）。つまり、制御部１００目標位置Ｐｔは、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓと、スピンチャック２０と吐出ノズル３２との、撮像画像上の理想的な相対位置関係Ｐｏｆｆと、に基づいて、以下の式（１）で定められる。
Ｐｔ＝Ｐｓ＋Ｐｏｆｆ …（１）

ステップＳ６における基準位置の補正量ΔＰは、例えば、上記目標位置Ｐｔと基準位置の吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎとの差（すなわち上記位置Ｐｎの上記目標位置からのずれ量）（Ｐｔ－Ｐｎ）に基づいて定められる。より具体的には、基準位置の補正量ΔＰは例えば以下の式（２）に基づいて定められる。
ΔＰ＝０．８＊（Ｐｔ－Ｐｎ） … （２）

そして、ステップＳ４～ステップＳ６は、上記ずれ量（Ｐｔ－Ｐｎ）が要求値以下になるまで繰り返し行われる。

上述のように吐出ノズル３２の基準位置を補正することにより、スピンチャック２０に対する吐出ノズル３２の位置が調整され、スピンチャック２０に保持されたウェハＷの所望の位置（例えばウェハＷの中心）へ吐出ノズル３２からレジスト液を吐出することができる。

前述の理想的な相対位置関係Ｐｏｆｆや、スピンチャック２０の位置特定のためのパターンマッチングに用いるモデル、吐出ノズル３２の位置特定のためのパターンマッチングに用いるモデルは、例えば、レジスト膜形成装置１と同じ構成を有した別の装置を用いて予め取得され、記憶部（図示せず）に記憶されている。なお、以下の説明では、レジスト膜形成装置１と同じ構成を有した別の装置における各構成に対して、レジスト膜形成装置１における当該構成と同様な構成に付した符号を用いる。例えば、上記別の装置が有する、レジスト膜形成装置１のカメラ４０と同様なカメラを「カメラ４０」として説明する。

スピンチャック２０の位置特定のためのパターンマッチングに用いるモデル（以下、「チャック用モデル」ということがある。）は、例えば、以下のようにして作成され取得される。まず、上記別の装置でカメラ４０を用いて、ステップＳ１と同様に撮像され、ステップＳ２と同様に合成画像が取得される。また、この合成画像に対し、吸引口２０ａ、円環状突起２０ｂ及び円弧状突起２０ｃの輪郭が描く軌跡が含まれる領域が、モデル作成に用いる領域として指定される。そして、合成画像における、指定された領域の画像から、チャック用モデルが作成される。

吐出ノズル３２の位置特定のためのパターンマッチングに用いるモデル（以下、「ノズル用モデル」ということがある。）は、例えば、以下のようにして作成され取得される。まず、上記別の装置で従来と同様な方法で吐出ノズル３２の位置調整が行われる。その後、上記別の装置でカメラ４０を用いて、ステップＳ４と同様に撮像され、吐出ノズル３２の位置特定用の画像が取得される。また、この画像に対し、吐出ノズル３２が含まれる領域が、モデル作成に用いる領域として指定される。そして、吐出ノズル３２の位置特定用の画像における、指定された領域の画像から、ノズル用モデルが作成される。

上述の理想的な相対位置関係Ｐｏｆｆは、例えば、以下のようにして取得される。まず、上述のようにして作成されたチャック用モデルを用いたパターンマッチングにより、チャック用モデルの作成に用いた合成画像から、上記別の装置における、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓｒｅｆを特定する。また、上述のようにして作成されたノズル用モデルを用いたパターンマッチングにより、ノズル用モデルの作成に用いた、吐出ノズル３２の位置特定用の画像から、上記別の装置における、吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎｒｅｆを特定する。上述の理想的な相対位置関係Ｐｏｆｆは以下の式（３）に基づいて定められる。
Ｐｏｆｆ＝Ｐｎｒｅｆ－Ｐｓｒｅｆ） … （２）。

以上のように、本実施形態では、制御部１００は、ウェハＷを保持していない状態でスピンチャック２０を回転させながら、スピンチャック２０が撮像領域に含まれるよう配設されたカメラ４０により、複数回撮像させる。また、制御部１００は、上述の複数回の撮像結果を合成し合成画像を取得する。そして、制御部１００は、合成画像からパターンマッチングによってスピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを特定する。この本実施形態とは異なる、上記位置Ｐｓを特定する方法としては、例えば、以下の方法が考えられる。すなわち、スピンチャック２０を回転させないでカメラ４０により一回撮像し、その撮像結果に基づいて、スピンチャック２０の上面の特徴（例えば吸引口２０ａの一部）を検出し、その検出結果から、上記位置Ｐｓを特定する方法（以下、「比較の方法」という。）である。しかし、撮像時のスピンチャック２０の向き（回転角度すなわち回転位置）に応じて、上記位置Ｐｓの特定に用いる、カメラ４０による撮像結果が変わる。その原因としては、スピンチャック２０の加工精度やカメラ４０の取り付け向き、カメラのピントの合い具合、光源５０の取り付け向き、外乱光の影響、等がある。また、チャック駆動部２１によりスピンチャック２０の撮像時のスピンチャック２０の向きを厳密に調整することは難しい。上述のようにスピンチャック２０の向きに応じてカメラ４０による撮像結果が変わる点は、カメラ４０による撮像画像が高解像度であれば特に問題とならないが、カメラ４０による撮像画像はスピンチャック２０の上面全体等を撮像領域に含む低解像度である。上記位置Ｐｓの特定に用いる、カメラ４０による撮像結果が、撮像時のスピンチャック２０の向きに応じて変わるときに、カメラ４０による撮像画像が低解像であると、比較の方法では、上記位置Ｐｓを正確に特定することができない。また、比較の方法では、カメラ４０によるスピンチャック２０の撮像回数は１回であるため、撮像画像にノイズが含まれる場合、そのノイズの影響を受けてしまう。
それに対し、本実施形態において上記位置Ｐｓの特定に用いる合成画像は、スピンチャック２０を回転させながらカメラ４０により複数回撮像した結果を合成したものであるため、この合成画像には、スピンチャック２０の上面の形状の特徴が、スピンチャック２０の向きによらない形態に変換された状態で含まれる（具体的には、スピンチャック２０の回転中に、吸引口２０ａ、円環状突起２０ｂ及び円弧状突起２０ｃの輪郭が描く軌跡が含まれる）。そして、本実施形態では、この合成画像から、スピンチャック２０の向きによらない形態に変換された状態の、スピンチャック２０の上面の形状の特徴を、パターンマッチングにより認識し、その認識結果から、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを特定している。したがって、カメラ４０による撮像画像が低解像度であっても、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを正確に特定することができる。
また、上述の比較の方法では、カメラ４０によるスピンチャック２０の撮像回数は１回であるため、撮像画像にノイズが含まれる場合、そのノイズの影響を受けてしまう。それに対し、本実施形態では、カメラ４０により複数回撮像した結果を合成した合成画像に基づいて、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを特定しているため、この特定が上記ノイズの影響を受けることがない。

そして、本実施形態では、制御部１００が、上述のように正確に特定したスピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓに基づいて定められる目標位置Ｐｔと、吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎと、の差に基づいて、吐出ノズル３２の基準位置を補正する。したがって、低解像度の撮像画像を用いても、吐出ノズル３２のスピンチャック２０に対する位置を正確に調整することができる。
また、本実施形態によれば、制御部１００による制御及び演算処理のみで、自動的に、吐出ノズル３２のスピンチャック２０に対する位置を調整することができる。

本実施形態では、上述のように、制御部１００が、基準位置の吐出ノズル３２を撮像領域に含むカメラ４０で複数回撮像させ、そして、これら複数回の撮像結果を合成し、ノズル用の合成画像を取得し、このノズル用の合成画像に基づいて、基準位置の吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎを特定してもよい。この場合、カメラ４０による撮像画像内のノイズの有無によらず、上記位置Ｐｎを正確に特定することができ、その結果、吐出ノズル３２の位置を正確に調整することができる。

なお、ステップＳ３でパターンマッチングによってスピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを特定する際に、サブピクセル単位で上記位置Ｐｓを特定するようにしてもよい。例えば、サブピクセル処理を行いながら上記パターンマッチングを行うことで、サブピクセル単位で、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを特定することができる。このようにサブピクセル単位で特定することによって、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを高精度に特定することができ、その結果、吐出ノズル３２のスピンチャック２０に対する位置をより正確に調整することができる。

また、ステップＳ５で吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎを特定する際に、サブピクセル単位で上記位置Ｐｎを特定するようにしてもよい。例えば、上記位置Ｐｎを特定するためのパターンマッチングの際にサブピクセル処理を行うことで、サブピクセル単位で、吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎを特定することができる。このようにサブピクセル単位で特定することによって、吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎを高精度に特定することができ、その結果、吐出ノズル３２のスピンチャック２０に対する位置をより正確に調整することができる。

なお、ステップＳ３で、制御部１００が、スピンチャック２０のパターンマッチング結果に基づいて、スピンチャック２０を基準としたカメラ４０の傾き（言い換えると、撮像画像内におけるスピンチャック２０の傾き）θを、特定するようにしてもよい。そして、撮像画像内におけるスピンチャック２０の傾きが、理想的な相対位置関係Ｐｏｆｆを取得したときと略等しくなるよう、特定した上記傾きθに基づいて、ステップＳ３及びステップＳ４において撮像画像を補正してから、上記位置Ｐｓ及び上記位置Ｐｎを特定するようにしてもよい。これにより、吐出ノズル３２のスピンチャック２０に対する位置をより正確に調整することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、吐出ノズル３２の位置調整のために、実際の吐出ノズル３２を用いていた。これに代えて、本実施形態のように、吐出ノズル３２の位置調整のために、吐出ノズル３２とは異なる治具ノズルを取り付けて用いてもよい。つまり、第１実施形態では、吐出ノズル３２の位置調整のための調整用ノズルとして実際の吐出ノズル３２を用いていたが、本実施形態のように、吐出ノズル３２とは異なる治具ノズルを取り付けて用いてもよい。治具ノズルは、例えば、吐出ノズル３２の位置調整のときに吐出ノズル３２の代わりにアーム３１に取り付けられ、位置調整後、取り外され、吐出ノズル３２が取り付けられる

図７は、治具ノズルの一例を示す側面図である。
図７の治具ノズル２００は、吐出ノズル３２と同様に、鉛直方向に延びるように、アーム３１に取り付けられる。
吐出ノズル３２は、その先端の液面の高さの監視等を目的として、可視光に対して透明または半透明な材料を用いて形成されている場合がある。この場合において、治具ノズル２００は、少なくとも吐出ノズル３２より透明性が低い材料を用いて形成され、具体的には可視光に対して不透明な材料を用いて形成される。

このような透明性が低い治具ノズル２００を調整用ノズルとして用いることで、調整用ノズルの位置特定用の画像において、調整用ノズルの部分のコントラストを高くすることができる。したがって、調整用ノズルの撮像画像上の位置を高精度に特定することができ、その結果、調整用ノズルのスピンチャック２０に対する位置をより正確に調整することができる。

また、治具ノズル２００は、その基端側の部分２０１がアーム３１（図２に参照）に取り付けられるところ、当該部分２０１の剛性が吐出ノズル３２に比べて高い。吐出ノズル３２は、アーム３１に対する取り付け部分である、その基端側の部分の、剛性が比較的低いため、アーム３１に対し所望の角度で取り付けられないことがある。所望の角度で取り付けられていない吐出ノズル３２を用いて、基準位置を補正すると、適切な結果が得られない場合がある。それに対し、治具ノズル２００は、取り付け部分の剛性が高いため、より確実に、アーム３１に対し所望の角度（例えば治具ノズル２００が鉛直方向に延びる角度）で取り付けることができる。そのため、この治具ノズル２００を調整用ノズルとして用いて基準位置を補正することで、適切な結果を得ることができる。

特に、吐出ノズル３２が複数設けられ、そのうちの一本を調整用ノズルとして用いて、基準位置を補正する場合、その一本の吐出ノズル３２がアーム３１に対して所望の角度で取り付けられていないときは、基準位置を適切に補正することができない。調整用ノズルとして用いた吐出ノズル３２以外の吐出ノズル３２の処理位置も、上記基準位置に基づいて定められるため、調整用ノズルとして用いた吐出ノズル３２の影響を受けて、適切な位置からずれてしまう。この問題は、アーム３１に対する取り付け部分である基端側の部分２０１の剛性が吐出ノズル３２に比べて高い治具ノズル２００を用いることで、回避することができる。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る、調整用ノズルの撮像画像上の位置の特定方法を説明するための図である。
図８に示すように、吐出ノズル３２を支持するアーム３００に他のカメラ３０１と、他の光源３０２とが設けられている場合がある。カメラ３０１は、吐出ノズル３２のうちの先端側のみを撮像領域に含むものである。光源３０２は、カメラ３０１の撮像領域に光（例えば赤外光）を照射し、吐出ノズル３２を含むカメラ３０１の撮像領域を照明する。カメラ３０１及び光源３０２は、前述のように吐出ノズル３２を支持するアーム３００に設けられているため、吐出ノズル３２と共に移動可能である。

調整用ノズル（吐出ノズル３２または代わりに取り付けられる治具ノズル２００）を基準位置に移動させたときに光源３０２によって光源５０（図１及び図２参照）からの光が遮られる位置に、光源３０２が設けられる場合がある。この場合、基準位置の調整用ノズがカメラ４０によって暗く撮像されてしまうことがある。したがって、上述の場合は、基準位置の調整用ノズルをカメラ４０により撮像するときに、光源５０及び光源３０２の両方を点灯させてもよい。これにより、光源３０２によって光源５０からの光が遮られたとしても、調整用ノズルの位置特定用の画像において、調整用ノズルの部分のコントラストを高くすることができ、調整用ノズルの撮像画像上の位置を高精度に特定することができる。

（参考の実施形態１）
以上の実施形態では、ウェハＷを保持していない状態でスピンチャック２０を回転させながら、スピンチャック２０が撮像領域に含まれるよう配設されたカメラ４０により、複数回撮像させると共に、複数回の撮像結果を合成して、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓを特定するための合成画像を取得していた。
それに対し、本実施形態では、パターンが形成されたウェハＷをスピンチャック２０に保持させた状態で、スピンチャック２０を回転させながら、カメラにより複数回撮像させ、その複数回の撮像結果を合成し合成画像を取得する。そして、本実施形態では、この合成画像からパターンマッチングによって、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｎを特定する。具体的には、合成画像において、スピンチャック２０の回転中にウェハＷ上のパターンの輪郭が描く軌跡を含む領域を、パターンマッチングによって検出し、上記領域の所定の位置を、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｎとして特定する。

スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓに代えて、スピンチャック２０に保持されたウェハＷの撮像画像上の位置Ｐｗを特定するようにしてもよい。この場合、スピンチャック２０に保持されたウェハＷの撮像画像上の位置Ｐｗに基づいて定められる目標位置Ｐｔと、吐出ノズル３２の撮像画像上の位置Ｐｎとの差に基づいて、吐出ノズル３２の基準位置が補正される。

なお、本実施形態では、カメラ４０は、その撮像領域に、スピンチャック２０に保持されたウェハＷの表面（上面）全体が含まれるよう配設される。

（参考の実施形態２）
図９は、参考の実施形態２に係る、吐出ノズルの位置調整方法を説明するための図である。
第１の実施形態や第２の実施形態では、調整用ノズルを基準位置に動かし、その状態でカメラ４０により撮像させ、その撮像結果に基づいて、調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定していた。そして、スピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓに基づいて定められる目標位置Ｐｔと、調整用ノズルの撮像画像上の位置Ｐｎとの差に基づいて、吐出ノズル３２の基準位置を補正していた。

それに対し、本実施形態では、図９に示すように吐出ノズル３２を支持するアーム４００にターゲットマーク４０１が形成されており、吐出ノズル３２の位置調整の際は、吐出ノズル３２を基準位置に動かし、その状態でカメラ４０により撮像させ、その撮像結果に基づいて、ターゲットマーク４０１の撮像画像上の位置Ｐｍが特定される。上記位置Ｐｍの特定には例えばパターンマッチングが用いられる。そして、本実施形態ではスピンチャック２０の撮像画像上の位置Ｐｓに基づいて定められる目標位置Ｐｔ’と、ターゲットマーク４０１の撮像画像上の位置Ｐｍと、の差に基づいて、吐出ノズル３２の基準位置が補正される。

ターゲットマーク４０１の撮像画像上の位置Ｐｍを特定するための画像において、ターゲットマーク４０１の部分のコントラストが吐出ノズル３２の部分に比べて高いため、ターゲットマーク４０１の撮像画像上の位置Ｐｍを高精度に特定することができ、その結果、吐出ノズル３２のスピンチャック２０に対する位置をより正確に調整することができる。

なお、本実施形態では、吐出ノズル３２を基準位置に移させたときにターゲットマーク４０１がカメラ４０の撮像領域に含まれるよう、カメラ４０は配設される。

以上では、レジスト液を吐出する吐出ノズル３２の位置調整を行ったが、調整対象の吐出ノズル３２は、これに限られず、例えば、現像液を吐出する吐出ノズルであってもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

１ レジスト膜形成装置
２０ スピンチャック
２１ チャック駆動部
３２ 吐出ノズル
３３ ノズル駆動部
４０ カメラ
１００ 制御部
２００ 治具ノズル
Ｉｎ 画像
Ｉｓ 合成画像
Ｐｎ 吐出ノズルの撮像画像上の位置
Ｐｓ スピンチャックの撮像画像上の位置
Ｐｔ 目標位置
Ｗ ウェハ

Claims (7)

1. 吐出ノズルから吐出された処理液を用いて基板を処理する液処理装置において、ノズルの位置調整を行う方法であって、
   基板を保持して回転させる回転保持部を、基板を保持していない状態で回転させながら、前記回転保持部が撮像領域に含まれるよう配設された撮像部により、複数回撮像させる工程と、
   前記複数回の撮像結果を合成し合成画像を取得する工程と、
   前記合成画像から、パターンマッチングによって、前記回転保持部の撮像画像上の位置を特定する工程と、
   調整用ノズルを、基準位置に移動させた状態で、前記撮像部により撮像させる工程と、
   前記調整用ノズルを前記基準位置に移動させた状態の撮像結果から、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定する工程と、
   前記回転保持部の撮像画像上の位置から定められる目標位置と、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置と、の差に基づいて、前記基準位置を補正する工程と、を含む、ノズルの位置調整方法。
2. 前記調整用ノズルを前記基準位置に移動させた状態で前記撮像部により撮像させる工程は、前記撮像部により複数回撮像させ、
   前記調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定する工程は、前記調整用ノズルを前記基準位置に移動させた状態での前記撮像部による複数回の撮像結果を合成した合成画像に基づいて行われる、請求項１に記載のノズルの位置調整方法。
3. 前記調整用ノズルは、実際に処理に用いられる前記吐出ノズルの代わりに位置調整時に取り付けられる治具ノズルであり、前記実際に処理に用いられる前記吐出ノズルより透明性が低い、請求項１または２に記載のノズルの位置調整方法。
4. 前記調整用ノズルは、前記吐出ノズルより取付部の剛性が高い、請求項３に記載のノズルの位置調整方法。
5. 前記調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定する工程は、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置をサブピクセル単位で特定する、請求項１～４のいずれか１項に記載のノズルの位置調整方法。
6. 前記回転保持部の撮像画像上の位置を特定する工程は、前記回転保持部の撮像画像上の位置をサブピクセル単位で特定する、請求項１～５のいずれか１項に記載のノズルの位置調整方法。
7. 処理液を用いて基板を処理する液処理装置であって、
   基板を保持して回転させる回転保持部と、
   前記回転保持部に保持された基板に前記処理液を吐出する吐出ノズルの位置調整に用いられる調整用ノズルと、
   前記回転保持部を回転させる回転機構と、
   前記調整用ノズルを移動させる移動機構と、
   前記回転保持部と、基準位置に移動された前記調整用ノズルが撮像領域に含まれるよう配設された撮像部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   基板を保持していない状態で前記回転保持部を回転させながら、前記撮像部により、複数回撮像させ、
   前記複数回の撮像結果を合成し合成画像を取得し、
   前記合成画像からパターンマッチングによって前記回転保持部の撮像画像上の位置を特定し、
   前記調整用ノズルを、前記基準位置に移動させた状態で、前記撮像部により撮像させ、
   前記調整用ノズルを前記基準位置に移動させた状態の撮像結果から、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置を特定し、
   前記回転保持部の撮像画像上の位置から定められる目標位置と、前記調整用ノズルの撮像画像上の位置と、の差に基づいて、前記基準位置を補正する、液処理装置。

Images