JP2023045854A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルから基板に柱状に供給される液体が透明であっても、良好なＳ／Ｎ比で液柱を検出することを可能にする。【解決手段】本発明に係る基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持部と、基板保持部に保持される基板の上面に対向する処理位置に配置され、基板に向けて液体を柱状に吐出するノズルと、液体によりノズルと基板との間に形成される液柱に向けて照明光を出射する照明部と、処理位置のノズルを挟んで照明部とは反対側に設けられて液柱からの光を受光する受光部とを備えている。照明部は、収束点を液柱に含ませるように収束させた収束光、または、照明光の入射方向に垂直な幅方向において液柱の幅よりもビーム幅の大きい平行光を、照明光として出射し、受光部は、照明部から出射され液柱が形成される位置を通過した照明光の光線束が入射しない位置に設けられる。【選択図】図４

Description

この発明は、半導体ウエハ等の基板を液体により処理する基板処理技術に関するものであり、特に基板上に配置されたノズルから基板に向けて吐出される液体の液柱を光学的に検出する技術に関するものである。

水平姿勢に保持された基板の上面に液体を供給して基板を処理する基板処理技術においては、基板に向けて液体を吐出するノズルが適正な位置に配置されているか、あるいはノズルから液体が適切なタイミングで吐出されているか等を確認する目的で、ノズルやノズルから吐出される液体を光学的に検出する技術が用いられることがある。例えば特許文献１に記載の基板処理装置においては、ノズルと基板との間の液体が流下する空間を撮像視野に収めたカメラにより、柱状に流下する液体が撮像される、そして、液体により形成される液柱が画像から検出され、その幅および吐出位置が予め定められた基準値と比較されて、吐出状態の適否が判定される。

特許文献１に記載の技術においては、液柱を撮像するカメラと照明部とが揺動アーム上に近接して配置され、一体的に移動する構成となっている。そして、これらが液体を吐出するノズルの近傍に位置決めされた状態で、液柱に入射する照明光の反射光をカメラが受光する。

特開２０２０－０６１４０３号公報

ノズルから吐出される液体は一般的に透明なものが多く、液柱に入射する照明光のほとんどは液柱を透過してしまう。このため、カメラに入射する反射光の光量が十分であるとは言えず、画像における液柱のコントラストは高くない。例えば、画像コントラストを数値化した指標であるマイケルソンコントラスト値については、一般に画像計測で必要な下限値とされる０．２を僅かに上回る程度の値しか確保できていないのが現状である。

コントラストを高めるための方法としては例えば長時間露光や検出系のゲイン増加等が考えられるが、これらの方法は液柱以外からの受光光量も増大させることになるため、画像の明るさが飽和し、液柱以外の物体、例えばノズルの撮像には適さなくなってしまう。また、ノイズの増加によって、後の画像処理に支障を来すこともあり得る。

このように、ノズルから吐出される液体を光学的に検出するのに際して、良好なＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）を得ることは容易でない。特に、照明部および撮像部が基板よりも外側に設けられるケースのように照明部と液柱との距離が大きくなる場合や、液体を吐出する時のノズルと基板との間隔が小さい場合には、液柱に十分な光量の照明光を入射させることがさらに難しくなるため、上記の問題が顕著である。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ノズルから基板に柱状に供給される液体が透明であっても、良好なＳ／Ｎ比で液柱を検出することを可能にする技術を提供することを目的とする。

この発明に係る基板処理装置は、基板を略水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持される前記基板の上面に対向する処理位置に配置され、前記基板に向けて液体を柱状に吐出するノズルと、前記液体により前記ノズルと前記基板との間に形成される液柱に向けて照明光を出射する照明部と、前記処理位置の前記ノズルを挟んで前記照明部とは反対側に設けられて前記液柱からの光を受光する受光部とを備えている。

この発明の一の態様では、前記照明部は、収束点を前記液柱に含ませるように収束させた収束光を前記照明光として出射する。また、この発明の他の一の態様では、前記照明部は、前記照明光の入射方向に垂直な幅方向において前記液柱の幅よりもビーム幅の大きい平行光を前記照明光として出射する。そして、これらの態様において、前記受光部は、前記照明部から出射され前記液柱が形成される位置を通過した前記照明光の光線束が入射しない位置に設けられる。

また、この発明に係る基板処理方法の一の態様は、略水平に保持される基板の上面に対向する処理位置に配置されたノズルから、前記基板に向けて液体を柱状に吐出する工程と、前記液体により前記ノズルと前記基板との間に形成される液柱に向けて照明部から照明光を出射するとともに、前記処理位置の前記ノズルを挟んで前記照明部とは反対側に設けられた受光部で前記液柱からの光を受光する工程とを備える。ここで、前記照明部は、収束点を前記液柱に含ませるように収束させた収束光、または、前記照明光の入射方向に垂直な幅方向において前記液柱の幅よりもビーム幅の大きい平行光を、前記照明光として出射する。そして、前記受光部は、前記照明部から出射され前記液柱が形成される位置を通過した前記照明光の光線束が入射しない位置に設けられる。

このように構成された発明では、照明部から出射される照明光の光線束が入射しない位置に受光部が配置される。そのため、ノズルから液体が吐出されず液柱が形成されない状態では、照明光は受光部に受光されない。一方、ノズルから液体が連続的に吐出されると、ノズルと基板との間に液体による液柱が形成される。このとき、照明光は液柱による屈折および反射により種々の方向に曲げられ、少なくともその一部が受光部に到達して受光される。

このように、本発明では、ノズルと基板との間に液柱が存在するときには、液柱による照明光の屈折光が受光部に到達する。そのため、透明な液柱の表面からの反射光を受光する構成に比べて受光光量を大きくすることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。また、照明光が直接受光部に入射しないので、液柱からの光が照明光によりマスキングされてしまうことが回避される。このこともＳ／Ｎ比の向上に寄与する。さらに、液柱が形成されている場合とそうでない場合との間における受光光量の差が大きくなることで、例えば受光光量に基づく液柱の有無の検出を容易にすることができる。

以上のように、この発明によれば、照明光が受光部に直接入射せず、ノズルと基板との間に液柱が形成されているときの屈折光が受光部に受光されるように構成されているので、液体が透明であっても、良好なＳ／Ｎ比で液柱を検出することが可能になる。

本発明の一実施形態である基板処理システムの概略構成を示す図である。 一の基板処理ユニットの構造を示す平面図である。 ベベル処理における各部の配置を示す図である。 補助照明部による液柱の照明の２つの態様を例示する図である。 第１の態様の液柱照明を実現するための構成例を示す図である。 より実機に近い構成の例を示す図である。 第２の態様の液柱照明を実現するための構成例を示す平面図である。

以下、本発明を適用可能な基板処理装置の概要について説明する。以下において、基板とは、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板をいう。以下では主として半導体基板の処理に用いられる基板処理システムを例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも本発明を適用可能である。

図１は本発明の一実施形態である基板処理システムの概略構成を示す図である。より詳しくは、図１は本発明を好適に適用可能な基板処理装置を含む基板処理システムの一態様の平面図である。この基板処理装置１は、それぞれが互いに独立して基板に対し所定の処理を実行可能な基板処理ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと、これらの基板処理ユニット１Ａ～１Ｄと外部との間で基板の受け渡しを行うためのインデクサロボット（図示省略）が配置されたインデクサ部１Ｅと、システム全体の動作を制御する制御部８０とを備えている。なお、基板処理ユニットの配設数は任意であり、またこのように水平方向配置された４つの基板処理ユニットを１段分として、これが上下方向に複数段積み重ねられた構成であってもよい。

基板処理ユニット１Ａ～１Ｄは、基板処理装置１における配設位置に応じて各部のレイアウトが一部異なっているものの、各ユニットが備える構成部品およびその動作は互いに同一である。そこで、以下ではこれらのうち１つの基板処理ユニット１Ａについてその構成および動作を説明し、他の基板処理ユニット１Ｂ～１Ｄについては詳しい説明を省略する。

図２は一の基板処理ユニットの構造を示す平面図である。基板処理ユニット１Ａは、半導体ウエハ等の円盤状の基板Ｓに対して処理液による洗浄やエッチング処理などの湿式処理を施すための枚葉式の湿式処理ユニットである。この基板処理ユニット１Ａは、天井部分にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）が配設されたチャンバ９０を備えている。

チャンバ９０内部の処理空間ＳＰには基板保持部１０が設けられている。この基板保持部１０は、基板表面を上方に向けた状態で基板Ｓを略水平姿勢に保持して回転させるものである。この基板保持部１０は、基板Ｓよりも若干大きな外径を有する円盤状のスピンベース１１と、略鉛直方向に延びる回転支軸（図示省略）とが一体的に結合されたスピンチャックを有している。回転支軸はモータ等の回転機構に連結されており、制御部８０からの駆動によりスピンベース１１が回転軸（鉛直軸）回りに回転可能となっている。

スピンベース１１の周縁部付近には、基板Ｓの周端部を把持するための複数個のチャックピン１１４が立設されている。チャックピン１１４は、円形の基板Ｓを確実に保持するために３つ以上設けてあればよく（この例では６つ）、スピンベース１１の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１１４のそれぞれは、基板Ｓの外周端面を押圧する押圧状態と、基板Ｓの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。

スピンベース１１に水平姿勢で保持されている基板Ｓの周囲を包囲するように、スプラッシュガード２０がスピンベース１１の回転軸に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード２０は回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、スピンベース１１と同心円状に配置されて基板Ｓから飛散する処理液を受け止める。そして、制御部８０に設けられた図示しないガード昇降機構がスプラッシュガード２０を昇降させる。スプラッシュガード２０の上端が基板Ｓの上面よりも上方に位置する上部位置では、回転する基板Ｓから飛散する薬液やリンス液などの処理液を回収することが可能となる。また、スプラッシュガード２０の上端が基板Ｓの上面よりも下方に位置する下部位置では、基板Ｓが露出した状態となり、必要に応じ外部からチャンバ９０内に進入する外部搬送ロボットのハンドによる基板Ｓの搬出が可能となる。

スプラッシュガード２０の周囲には、エッチング液等の薬液、リンス液、溶剤、純水、ＤＩＷ（脱イオン水）など各種の処理流体を基板Ｓに供給するための流体供給部が少なくとも１つ設けられる。この例では、図２に示すように、３組の流体供給部３０，４０，５０が設けられている。流体供給部３０は、制御部８０により駆動制御されて鉛直軸回りに回動可能に構成された回動軸３１と、該回動軸３１から水平方向に延設されたアーム３２と、アーム３２の先端に下向きに取り付けられたノズル３３とを備えている。制御部８０からの制御指令に応じて回動軸３１が回動することで、アーム３２が鉛直軸回りに揺動し、これによりノズル３３は、スプラッシュガード２０よりも外側の退避位置と基板Ｓの回転中心の上方位置との間を移動する。ノズル３３は、基板Ｓの上方に位置決めされた状態で、制御部８０の流体供給源（図示省略）から供給される所定の処理流体を吐出し、基板Ｓの表面に供給する。

同様に、流体供給部４０は、制御部８０からの制御指令に応じて回動する回動軸４１と、これに連結されたアーム４２と、アーム４２の先端に設けられて処理流体を吐出するノズル４３とを備えている。また、流体部５０は、制御部８０からの制御指令に応じて回動する回動軸５１と、これに連結されたアーム５２と、アーム５２の先端に設けられ処理流体を吐出するノズル５３～５５とを備えている。すなわち、流体供給部５０のアーム５２には、３つのノズル５３，５４，５５が並べて設けられている。また、アーム５３には補助照明部６が設けられている。補助照明部６については後に詳しく説明する。

なお、流体供給部の数は上記に限定されず、必要に応じて増減されてもよい。また、各流体供給部の構成も上記に限定されず任意である。また、制御部８０の流体供給源から上記の各ノズルに供給される処理流体の種類も任意であり、上記した処理液の他、例えば窒素ガスや乾燥空気等の気体が用いられてもよい。また、複数のノズルが互いに異なる処理流体を吐出してもよく、同種の処理流体を吐出してもよい。

なお、図２における二点鎖線は各ノズル３３，４３，５３の移動軌跡を示す。これからわかるように、各アーム３２，４２，５２の揺動により、各ノズル３３，４３，５３～５５は、退避位置から基板Ｓの回転中心を超えて、退避位置から遠い側の基板Ｓ周縁部まで到達する水平面上の円弧に沿って移動する。各ノズルからの処理液の吐出は、ノズルが基板Ｓの上方に位置決め固定された状態、基板Ｓの上方を移動する状態のいずれにおいても可能である。これにより様々な湿式処理が実現可能となっている。

スピンベース１１の回転により基板Ｓが所定の回転速度で回転した状態で、これらの流体供給部３０，４０，５０がノズル３３，４３，５３を順次基板Ｓの上方に位置させて処理液を基板Ｓに供給することにより、基板Ｓに対する処理が実行される。処理の目的に応じて、各ノズル３３，４３，５３からは互いに異なる処理流体が吐出されてもよく、同じ処理流体が吐出されてもよい。また、１つのノズルから２種類以上の処理流体が吐出されてもよい。基板Ｓの回転中心付近に供給された処理流体は、基板Ｓの回転に伴う遠心力により外側へ広がり、最終的には基板Ｓの周縁部から側方へ振り切られる。基板Ｓから飛散した液体はスプラッシュガード２０によって受け止められ回収される。

さらに、基板処理ユニット１Ａには、処理空間ＳＰ内を照明する照明部７１と、チャンバ内を撮像するカメラ７２とが隣接して設けられている。照明部７１は例えばＬＥＤランプを光源とするものであり、カメラ７２による撮像を可能とするために必要な照明光を処理空間ＳＰ内に供給する。カメラ７２は鉛直方向において基板Ｓよりも高い位置に設けられており、その撮像方向（すなわち撮像光学系の光軸方向）は、基板Ｓの上面を撮像するべく、基板Ｓ表面の略回転中心に向かって斜め下向きに設定されている。これにより、カメラ７２はスピンベース１１により保持された基板Ｓの表面全体をその視野に包含する。水平方向には、図２において破線で挟まれた範囲がカメラ７２の視野に含まれる。

なお、照明部７１およびカメラ７２は、チャンバ９０内に設けられてもよく、またチャンバ９０の外側に設けられて、チャンバ９０に設けられた透明窓を介して基板Ｓに対し照明または撮像を行うように構成されてもよい。処理液の付着や処理雰囲気への暴露を防止するという観点からは、これらはチャンバ９０の外部に設けられることが好ましい。

カメラ７２により取得された画像データは制御部８０に与えられる。制御部８０は、画像データに対し、適宜の画像処理、例えば補正処理やパターンマッチング処理などの処理を施し、その結果に基づき、ノズルの位置や処理流体の吐出状況などを検出する。例えば後述するように、制御部８０は、カメラ７２により取得された画像データに基づき、流体供給部５０のノズル５３～５５からの処理液の吐出状態を判定することができる。

この基板処理装置１の制御部８０には、上記した各処理を実行するために、予め定められた処理プログラムを実行して各部の動作を制御するＣＰＵ、ＣＰＵにより実行される処理プログラムや処理中に生成されるデータ等を記憶保存するためのメモリ、処理の進行状況や異常の発生などを必要に応じてユーザーに報知するための表示部等が設けられている。なお、制御部８０は各基板処理ユニット１Ａ～１Ｄごとに個別に設けられてもよく、また基板処理装置１に１組だけ設けられて各基板処理ユニット１Ａ～１Ｄを統括的に制御するように構成されてもよい。

上記のように構成された基板処理ユニット１Ａにおいて、少なくとも流体供給部５０は、基板Ｓのベベル処理に使用される。すなわち、流体供給部５０は、基板Ｓの周縁部に設けられた傾斜面を含むベベル部に処理液を供給して当該部分を処理する。この目的のため、流体供給部５０は、ノズル５３～５５を基板Ｓの周縁部の上方に位置させた状態で処理液を吐出させる。

図３はベベル処理における各部の配置を示す図である。このうち図３（ａ）は、ベベル処理実行時の基板Ｓ、流体供給部５０、照明部７１およびカメラ７２の位置関係を示す平面図である。また、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ線断面に相当する側面図であり、図３（ｃ）はその部分拡大図である。ベベル処理が実行されるとき、流体供給部５０は、ノズル５３～５５がそれぞれ基板Ｓの周縁部の上方に位置するように、アーム５２を回動位置決めする。このときの各ノズル５３～５５の位置を、以下では「処理位置」と称する。

ノズル５３～５５のそれぞれは、処理位置に位置決めされた状態で、予め定められた処理レシピに従い適宜のタイミングで処理液を吐出する。これにより、基板Ｓのベベル部Ｂが処理される。例えば、ベベル部Ｂに形成された金属膜のエッチング除去処理やレジスト膜の除去処理およびこれらに続く洗浄処理等を、ベベル処理として実行することができる。

ノズル５３～５５がそれぞれ処理位置に位置決めされた状態では、照明部７１およびカメラ７２は、基板Ｓを挟んでノズル５３～５５とは反対側に位置することになる。図３（ｂ）およびその部分拡大図である図３（ｃ）に示すように、ノズル５３～５５は、基板Ｓの上面のうち周縁部の近傍に近接対向して配置されている。代表的には、ノズル５３～５５の下端と基板Ｓの上面との距離Ｄｎは、１ｍｍないし数ｍｍ程度である。

このように基板Ｓに近接対向配置されたノズル５３～５５から、ベベル部Ｂに向けて、処理の目的に応じた処理液が連続的に吐出される。したがって、ノズル５３～５５と基板Ｓとの間には、処理液による柱状の液柱Ｃが形成される。液柱Ｃの直径Ｄｃは１ｍｍ以下、例えば０．２ｍｍないし０．３ｍｍである。

図３（ｂ）に示すように、カメラ７２は、基板Ｓの上面を上方から俯瞰するように、その光軸を少し下向きにして配置されており、ノズル５３～５５と基板Ｓとの間の液柱Ｃが形成される空間も、その撮像視野に含まれている。したがって、ノズル５３～５５から基板Ｓに供給される処理液の吐出状態を、カメラ７２により撮像される画像から判定することが可能である。具体的には、制御部８０は、カメラ７２により撮像された画像から液柱Ｃを検出し、その結果に基づき、ノズル５３～５５からの液体の吐出の有無および吐出量を判定する。

撮像された画像から液柱Ｃを検出するための画像処理としては既に公知の技術が存在しており、例えば特許文献１に記載の方法を適用することができる。そのため、ここでは画像処理の詳しい内容については説明を省略する。

一方、この実施形態では、処理位置に位置決めされたノズル５３～５５に対し、基板Ｓを挟んだ反対側に照明部７１およびカメラ７２が配置されている。このように、撮像対象であるノズル５３～５５および液柱Ｃと、照明部７１およびカメラ７２との距離が大きい場合、液柱Ｃを高いＳ／Ｎ比で撮像することが困難となる。というのは、ノズル５３～５５から吐出される液体は概ね透明であり照明光を透過させてしまうため、遠くからの照明では十分な明るさで液柱Ｃを撮像することができないからである。

液柱Ｃを明るく撮像するためには、照明部７１が出射する照明光量を大きくする、撮像時の露光時間を長くする、カメラ７２の感度を大きくする等の対策が考えられる。しかしながら、照明光量や露光時間の増加は、液柱Ｃ以外の被撮像物における明るさを飽和させてしまう原因となる。このため、液柱Ｃ以外、例えば基板Ｓの表面状態やノズル位置等の検出と両立させることが難しい。また、例えば信号検出系のゲインを高めるなどカメラ７２側の感度を向上させたとしても、画像ノイズも増加するためＳ／Ｎ比としては必ずしも向上につながらない。

このような問題に対応するため、この実施形態では、液柱Ｃを照明するための補助照明部６が設けられている。すなわち、図２に示すように、流体供給部５０のアーム５２に補助照明部６が取り付けられている。したがって、補助照明部６はアーム５２の回動によりノズル５３～５５と一体的に移動する。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、補助照明部６は、ノズル５３～５５が基板Ｓ周縁部上方の処理位置に位置決めされるとき、ノズル５３～５５を挟んでカメラ７２とは反対側に位置することになる。

図３（ｃ）に示すように、補助照明部６は、ノズル５３～５５と基板Ｓとの間の空間に形成される液柱Ｃに対し補助的な照明光Ｌを入射させる。これにより、カメラ７２により撮像される画像における液柱Ｃの明るさを増大させることが可能となる。ただし、補助照明部６はカメラ７２と正対する位置に配置され、また透明な液体で形成される液柱Ｃは照明光Ｌを透過させるから、補助照明部６から出射される照明光Ｌが直接カメラ７２に入射することがないようにする必要がある。

本実施形態では以下のようにしてこの問題に対処している。なお、アーム５２には複数のノズル５３～５５が設けられており、補助照明部６も複数ノズルに対応する構成となっている。しかしながら、以下では原理説明のため、まずノズルが１つ、つまり形成される液柱Ｃが１つだけの場合を採り上げ、その後に、複数ノズルへの対応について説明することとする。

図４は補助照明部による液柱の照明の２つの態様を例示する図であり、より具体的には補助照明部６から出射される照明光Ｌの進路を示す平面図である。このうち図４（ａ）は液柱照明の第１の態様を示し、図４（ｂ）は液柱照明の第２の態様を示している。これらの態様では、一点鎖線で示される、平面図上で液柱Ｃの中心とカメラ７２の撮像視野の中心とを結ぶ軸（以下、「撮像軸」という）に対し斜め方向から、照明光Ｌを液柱Ｃに入射させる。これらの図において矢印は光の進行方向を示している。

図４（ａ）に示す第１の態様では、照明光Ｌは液柱Ｃの中心が収束点となるように収束された収束光である。液柱Ｃが存在しない、つまりノズルから液体が吐出されていないとき、直進する照明光Ｌがカメラ７２に入射しないように、照明光Ｌの入射方向およびその光線束の広がりが設定されている。照明光Ｌの光路から外れた位置にカメラ７２が配置されているということもできる。

詳しくは後述するが、ノズルから液体が吐出され液柱Ｃが形成されているとき、液柱Ｃに入射した照明光Ｌは、液柱Ｃの表面での反射および液柱Ｃを通過する際の屈折により、種々の方向に曲げられる。このような光がカメラ７２に入射することにより、液柱Ｃの像が撮像される。液柱Ｃが透明であることは、このような反射光、屈折光の光量を増大させることになり、結果としてＳ／Ｎ比を向上させることができる。

例えば単にノズルからの液体の吐出の有無を判定するだけの目的であれば、液柱Ｃがなく照明光Ｌが全くカメラ７２に入射しない状態と、液柱Ｃによる反射、屈折光がカメラ７２に入射する状態とを判別することができれば足りるので、コントラストの低い画像から画像処理により液柱の像を検出する方法に比べて判定のロバスト性を向上させることができる。

一方、例えば液柱Ｃの直径（二次元画像内においては液柱Ｃの幅）は、吐出される液量に応じて変わる。このため、画像から液柱Ｃの幅を精度よく検出することができれば、単に液体の吐出の有無のみならず、その吐出量についても見積もることが可能になる。この目的のためには、図４（ａ）において実線と点線とで示すように、撮像軸を挟む２つの方向から照明光Ｌ，Ｌ’が液柱Ｃに入射することが望ましい。より具体的には、照明光Ｌ，Ｌ’それぞれが、一点鎖線で示される撮像軸を含む鉛直面（図においては紙面に垂直な面）に対し対称な光路を進んで液柱Ｃに入射することが好ましい。さらには、照明光Ｌ，Ｌ’それぞれの光線束の断面形状が、撮像軸を含む鉛直面に対し対称であることがより好ましい。

このようにすると、カメラ７２から液柱Ｃを見たとき、液柱Ｃの両側面が同等の照明条件で照明されることとなるため、液柱Ｃの鮮明な像を得ることができる。これにより、画像から液柱Ｃの幅を精度よく検出することが可能になる。

図４（ａ）に示される液柱照明の第１の態様を実現するための補助照明部６の構成、および、液柱Ｃからの反射光と屈折光とのうち少なくとも一方が確実にカメラ７２に入射するようにするためのより好ましい条件については、後に図５および図６を参照して詳しく説明する。

図４（ｂ）に示される液柱照明の第２の態様では、照明光Ｌは、平面視における液柱Ｃの幅よりもビーム幅の広い平行光として液柱Ｃに照射される。この場合においても、液柱Ｃが存在せず直進する照明光Ｌがカメラ７２に入射しないように、照明光Ｌの入射方向およびビーム幅が設定される。また、第１の態様と同様、実線と点線とで示すように、撮像軸を含む鉛直面を挟んで２つの方向から照明光Ｌ，Ｌ’が液柱Ｃに入射するようにしてもよい。

図４（ｂ）に示される液柱照明の第２の態様を実現するための補助照明部６の構成、および、液柱Ｃからの反射光と屈折光とのうち少なくとも一方が確実にカメラ７２に入射するようにするためのより好ましい条件については、後に図７を参照して詳しく説明する。

以下の説明において、補助照明部６の２つの態様を区別する必要がある場合には、その第１の態様に符号６ａを、また第２の態様には符号６ｂをそれぞれ付すことにより、これらを区別することとする。

図５は第１の態様の液柱照明を実現するための構成例を示す図である。より具体的には、図５（ａ）は、第１の態様の補助照明部６ａの構成例を示す平面図に、液柱が存在しないときの光線図を加えた図である。また、図５（ｂ）は、液柱Ｃが存在するときの光線図である。

なお、図５において、低密度のドットが付された領域は、光源から出射された光の光路を示すものとする。また、より高密度のドットが付された領域は、液柱Ｃが形成されているときに、その表面および内部で反射または屈折してカメラ７２に入射する光の光路を示すものとする。これらの点は、後出の図６、図７においても同様とする。

図５（ａ）に示すように、補助照明部６ａは、点光源６１１と照明光学系６１０とを備えている。照明光学系６１０は、コリメータレンズ６１２と、収束レンズ６１３と、遮光絞り６１４とを備えている。点光源６１１は例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、可視光、例えば赤色の光を種々の方向に向けて出射する。コリメータレンズ６１２は、点光源６１１から出射される光を平行光に変換する。この目的のために、点光源６１１は、コリメータレンズ６１２からその焦点距離ｆ１に相当する距離だけ離れた位置に配置される。

収束レンズ６１３は、平行光を液柱が形成される位置（より厳密には、液柱Ｃが形成されるときにその中心に相当する位置）Ｐに向けて収束させる。例えば液柱Ｃの中心を収束点とすることができる。つまり、ノズルから液体が吐出されたときに液柱が形成される位置Ｐと収束レンズ６１３との間は、収束レンズ６１３の焦点距離ｆ２に対応する距離だけ離される。なお、収束光については、厳密な意味で収束点に収束することは必要とされない。すなわち、液柱Ｃが形成される位置において、収束光のスポットサイズが液柱Ｃの幅と同程度まで絞られていればよい。

照明光学系６１０をなすコリメータレンズ６１２および収束レンズ６１３は互いに同軸に配置され、点光源６１１もこの軸上に配置される。例えば、この照明光学系６１０の光軸を一点鎖線で示される撮像軸と同軸とすることができるが、これに限定されるものではない。

コリメータレンズ６１２と収束レンズ６１３との間の平行光の光路上に、遮光絞り６１４が配置される。遮光絞り６１４は、コリメータレンズ６１２により生成された平行光の光路の一部を遮蔽する。遮光絞り６１４については例えば、コリメータレンズ６１２に関して点光源６１１と共役な位置で、かつ、収束レンズ６１３に関して収束点と共役な位置に配置することができる。コリメータレンズ６１２と遮光絞り６１４との距離をコリメータレンズ６１２の焦点距離ｆ１と同等とし、収束レンズ６１３と遮光絞り６１４との距離を収束レンズ６１３の焦点距離ｆ２と同等とすることで、このような構成が実現可能である。

遮光絞り６１４は、照明光学系６１０の光軸を含む、平行光の光路の中心部分を遮蔽する。この部分を遮光することで、図４（ａ）に示すような、液柱Ｃに斜め方向から入射し、カメラ７２には直接入射しない照明光Ｌ，Ｌ’を実現することができる。すなわち、遮光絞り６１４は、点光源６１１から出射される光のうち、照明光学系６１０を介してカメラ７２に向かう光を、その光路上のいずれかの位置で遮蔽する機能を有する。

この意味において、遮光絞り６１４の配設位置は図５（ａ）のものに限定されない。例えば、点光源６１１とコリメータレンズ６１２との間、または、収束レンズ６１３と液柱Ｃとの間に遮光絞り６１４に相当する遮光部材を配置しても、同様の効果を得ることが可能である。ただし、次に説明する好ましい照明条件は、図５（ａ）に示すように、遮光絞り６１４が平行光の光路上に配置される場合に成立するものである。

次に、上記のように構成される補助照明部６ａにおいて、点光源６１１から出射される光がカメラ７２に直接入射せず、かつ液柱Ｃにより反射光、屈折光がカメラ７２に入射するための条件について説明する。ここで、カメラ７２は、一般的な撮像装置の構成に倣い結像レンズ７２１、受光素子７２２および開口絞り７２３を有するものとする。なお、ここでは結像レンズ７２１を単一のレンズとして記載しているが、複数の光学素子による撮像光学系として構成されてもよい。

受光素子７２２は例えばＣＣＤ撮像素子、ＣＭＯＳセンサなどの二次元イメージセンサであり、結像レンズ７２１に対し、その焦点距離ｆ３に対応する位置に配置される。被撮像物から出射されて結像レンズ７２１に入射する光が受光素子７２２上に結像することで、被撮像物の像が撮像される。開口絞り７２３は観察瞳を規定する。

以下の説明のため、開口絞り７２３により規定される観察瞳の半径を符号ａにより表す。また、液柱の位置Ｐと結像レンズ７２１との距離、すなわちワーキングディスタンスを符号ｄにより表す。また、液柱の位置Ｐから観察瞳を見込んだ見込み角を符号θにより表す。

一方、照明光学系側についても次のような定義を行う。すなわち、収束レンズ６１３と液柱の位置Ｐと間のワーキングディスタンスを符号ｄ’により表す。この例ではワーキングディスタンスｄ’は収束レンズ６１３の焦点距離ｆ２に等しい。また、遮光絞り６１４の遮光部の半径を符号ａ’により表す。さらに、収束レンズ６１３から液柱の位置Ｐに入射する光における入射角の最大値を符号φ１、最小値を符号φ２により表す。

図５（ａ）から次式：
ａ＝ｄ・ｔａｎθ … （式１）
の関係が成立し、また液柱の位置Ｐを通過して観察瞳に直接入射する光を遮蔽するために必要な遮光部半径ａ’は次式：
ａ’≧（ａ・ｄ’）／ｄ … （式２）
により表される。これらの（式１）、（式２）が同時に満たされる配置とすることにより、所望の照明条件が実現される。

ノズルから液体が吐出されて位置Ｐに液柱Ｃが形成されるとき、図５（ｂ）に示すように、液柱Ｃの表面で反射しまたはその内部で屈折することにより進路を変えられた光がカメラ７２に入射する。より具体的には、進路の変わった光のうち開口絞り７２３を通過した光が、開口絞り７２３を介して結像レンズ７２１に入射する。これにより液柱Ｃの像が受光素子７２２の結像面に結像し、こうして液柱Ｃが撮像される。液柱Ｃが透明であれば光は液中でほとんど減衰することなく結像レンズ７２１に入射する。したがって、液柱Ｃの明るい像を取得することができる。

液柱Ｃに入射した光は種々の方向に反射、屈折し得るが、照明光をできるだけ広角に入射させることで、反射、屈折した光が結像レンズ７２１に入射する確率を向上させることができる。このことは、画像において液柱Ｃの像の明るさを向上させ、そのＳ／Ｎ比を向上させることに寄与する。この目的のために、液柱の位置Ｐから見た照明光学系の開口数ができるだけ大きいことが好ましい。具体的には、液柱の位置Ｐに対する照明光Ｌ，Ｌ’の最大入射角φ１ができるだけ大きい一方、最小入射角φ２については、直接光が結像レンズ７２１に入射しない限りにおいてできるだけ小さいことが好ましい。

図５（ｃ）は遮光絞り６１４の開口形状の例を示す図である。図において斜線を付した部分が遮光部を表し、無地の部分が透過部を表している。遮光絞り６１４の遮光部６１４ａの形状を、図５（ｃ）左図に示すように照明光学系６１０の光軸ＡＸを中心とする円形とした場合、側面から見た光線図も図６（ａ）と同様のものとなる。ここで、図４（ｂ）に示すように、カメラ７２は基板Ｓを俯瞰するように光軸を傾けて配置されている。このカメラ７２に、液柱の位置Ｐを通過する照明光が直接入射することがない限り、照明光は上方および下方に向けて出射されても構わない。したがって、このような形状の遮光絞り６１４を使用することが可能である。

一方、遮光部の中心幅を変えず上下方向に細長く延ばすようにすると、上下方向への光の出射が抑えられるため、俯瞰配置されたカメラ７２に直接光が入射するのをより効果的に回避することができる。例えば図５（ｃ）右図に示すように、透過部を左右に分断するように上下方向に延設された一定幅の遮光部６１４ｂを設けた場合、上下方向への光の広がりを抑えて、カメラ７２に直接光を入射させないという効果はより大きくなる。

図６はより実機に近い構成の例を示す図である。図３（ａ）および図６（ａ）に示すように、実機においては、液柱の位置Ｐから見て補助照明部６ａは比較的近い位置にある一方、カメラ７２はこれより遠い位置にある。代表的には、例えば補助照明部６ａを構成するレンズ６１２，６１３の焦点距離ｆ１、ｆ２（＝ｄ’）はいずれも２０ｍｍ程度である。一方、例えば基板Ｓの直径が３００ｍｍであるとき、液柱の位置Ｐからカメラ７２までのワーキングディスタンスｄは３５０ｍｍ程度である。また、観察瞳の直径２ａは４０ｍｍ程度である。

このため遮光絞り６１４の遮光部半径ａ’も、図５（ａ）に示す原理図よりは小さくて済む。例えば上記した寸法関係でレンズ直径が２０ｍｍ程度であるとき、遮光部半径ａ’は２．４ｍｍ程度とすることができる。このとき、位置Ｐから見た照明光Ｌ，Ｌ’の最大入射角φ１は約４５度、最小入射角φ２は約６．８度となる。

図６（ｂ）および図６（ｃ）は複数ノズルに対応した補助照明部６ａの構成例を示す平面図であり、このうち図６（ｂ）は液柱が存在しない場合の光線図である。また、図６（ｃ）は、３つのノズル５３～５５のそれぞれから液体が吐出され３本の液柱Ｃ１～Ｃ３が形成された状態における光線図である。

図３（ｂ）に示すように、３つのノズル５３，５４，５５が吐出する液体により液柱が形成される位置をそれぞれ位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３とする。これらの位置Ｐ１～Ｐ３のそれぞれに対応して、光源６１１および照明光学系６１０が１組ずつ設けられる。これらの構成は基本的に図６（ａ）に示すものと同じである。

ただし、どの照明光学系６１０から出射される光も結像レンズ７２１に入射しないようにするためには、図６（ｂ）からわかるように、位置Ｐ１～Ｐ３それぞれから見た照明光Ｌ，Ｌ’の最小入射角φ２は上記より大きくする必要があり、そのために遮光部半径ａ’については（レンズ径が同じであれば）上記数値例より大きくしなければならない。なお一般には、補助照明部６ａではレンズ径を上記例より小さくする必要があり、これに伴い最小入射角φ２および遮光部半径ａ’の数値も小さくなる。例えば補助照明部６ａにおける収束レンズ６１３の光軸間距離Ｄが１２．５ｍｍ、観察瞳の直径２ａが３０ｍｍ、ワーキングディスタンスｄが３５０ｍｍ、収束レンズ６１３の焦点距離ｆ２が２０ｍｍである場合、図６（ｂ）に示される関係から導かれる次式：
ａ’≧ｆ２・ｔａｎφ２、 ｔａｎφ２＝（ａ＋Ｄ）／ｄ … （式３）
より、最小入射角φ２は約４．４９度、遮光部半径ａ’は約１．５７ｍｍ以上となる。

また、１つの点光源６１１からの光が他の照明光学系６１０に入射するのを防止するために、隣り合う照明光学系６１０の間に遮光部材６１５が配置される。また、ノズル５３～５５間の配列ピッチは例えば１２．５ｍｍ程度である。このように小さなピッチで３組の照明光学系６１０を配置しつつ、補助照明部６ａを小型に構成するために、コリメータレンズ６１２および収束レンズ６１３としては、例えばシリンドリカルレンズを適用することができる。

このように構成された補助照明部６ａを使用することで、３つのノズル５３～５５のそれぞれから吐出される液体に形成される３本の液柱Ｃ１～Ｃ３の像を、それぞれ独立して、かつ十分な明るさで撮像することが可能となる。

以上、照明光Ｌ，Ｌ’を収束光とする補助照明部６の第１の態様の構成例について説明した。以下では、図４（ｂ）に示したように、照明光Ｌ，Ｌ’として平行光を用いる補助照明部６の第２の態様の構成例について説明する。

図７は第２の態様の液柱照明を実現するための構成例を示す平面図である。まず、液柱が１つだけの場合について、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して説明する。この場合の補助照明部６ｂは、図７（ｂ）に示すように、点光源６２１と、コリメータレンズ６２２とを備えたものとすることができる。焦点距離ｆ４であるコリメータレンズ６２２の焦点位置に点光源６２１を配置することで、コリメータレンズ６２２を介して出射される光を平行光とすることができる。

平行光として補助照明部６ｂから出射される平行光である照明光Ｌは、平面視における光線束の幅Ｗが液柱Ｃの幅よりも大きく、液柱Ｃの両側部を通過する。光線束の幅Ｗを適宜の値に調整するために、遮光絞り６２４がさらに設けられてもよい。二点鎖線で示されるコリメータレンズ６２２の光軸と、一点鎖線で示されるカメラ７２の撮像軸とはいずれも液柱Ｃの中心を通るが、互いに非平行とされる。両軸の交わる角度αについては、例えば０度より大きく７５度以下の任意の角度とすることができる。

ここで、補助照明部６ｂからの直接光がカメラ７２に入射せず、かつ液柱Ｃによる屈折光をカメラ７２で受光することができるための条件は、カメラ７２の観察瞳位置における照明光Ｌの光軸と撮像軸との距離Ｄｙが、照明光Ｌの構成側の半幅（Ｗ／２）よりも小さいことである。このようにすることで、図７（ｂ）に示すように、照明光Ｌが結像レンズ７２１に直接入射せず、しかも液柱Ｃがある場合にはその屈折光が結像レンズ７２１に入射するような照明条件を実現することができる。

一方、液柱表面での反射光Ｌ１がカメラ７２に入射するための条件は、図７（ａ）に示す関係および反射の法則から、次式：
δ＝γ／２＋９０° … （式４）
により表すことができる。ここで、角度γは液柱Ｃの表面で反射された光の進行方向が照明光Ｌの進行方向に対してなす角であり、角度δは反射面の法線が照明光Ｌの進行方向に対してなす角である。

液柱Ｃの径に対してワーキングディスタンスｄが十分大きいとき、実質的にα≒γとみなせるので、液柱Ｃの内部での屈折光と、液柱Ｃの表面での反射光とがともにカメラ７２に入射することになる。これにより、上記した第１の態様と同様に、液柱Ｃの撮像におけるＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。

第２の態様における複数ノズルへの対応は、第１の態様よりも簡単である。すなわち、平行光の光線束幅Ｗを、各ノズルにより形成される複数の液柱を一括して照明することができるようにすればよい。この場合、図７（ｃ）に示すように、点線で示される各液柱Ｃ１～Ｃ３の並びの方向と、二点鎖線で示される照明光Ｌの進行方向とが直交し、一点鎖線で示される撮像軸がこれらに対し傾くような配置としてもよく、また図７（ｄ）に示すように、各液柱Ｃ１～Ｃ３の並びの方向と撮像軸とが直交し、照明光Ｌの進行方向がこれらに対し傾くような配置としてもよい。

いずれの場合においても、照明光Ｌがカメラ７２に直接入射せず、液柱Ｃ１～Ｃ３が存在する場合にその反射光、屈折光がカメラ７２に入射するようにすることで、各液柱Ｃ１～Ｃ３を個別に、しかも優れたＳ／Ｎ比で撮像することが可能になる。このように照明光として平行光を用いる場合においても、図４（ｂ）に示したように、撮像軸に対し対称な２つの方向から照明光Ｌ，Ｌ’が液柱に入射する構成とすることができる。ただし、液柱全体が照明光Ｌの光路に含まれており、また照明光Ｌの進行方向とカメラ７２の撮像軸との傾きがそれほど大きくないことから、このようにする効果は第１の態様ほど大きくはならないと考えられる。

例えばノズル５３～５５の配列ピッチ（すなわち液柱Ｃ１～Ｃ３の配列ピッチ）が１２．５ｍｍ程度、ワーキングディスタンスｄが３５０ｍｍ程度であるとき、照明光Ｌの光線束幅Ｗを４０ｍｍ、照明光Ｌの進行方向と撮像軸との傾きαを１０度程度とすることにより、カメラ７２により３つの液柱Ｃ１～Ｃ３の像を鮮明に撮像することが可能である。

以上説明したように、この実施形態の基板処理装置１は、本発明に係る「基板処理装置」の一実施形態に相当するものである。この実施形態において、照明部７１および補助照明部６のうち、本発明の「照明部」として機能しているのは補助照明部６である。また、上記実施形態においては、ノズル５３，５４，５５が本発明の「ノズル」として機能しており、カメラ７２が本発明の「受光部」および「撮像デバイス」として機能している。

また、補助照明部６ａのうち、点光源６１１が本発明の「光源」に、コリメータレンズ６１２および収束レンズ６１３が本発明の「レンズ」に、また遮光絞り６１４が本発明の「遮光絞り」にそれぞれ相当している。また、撮像された液柱の画像に基づき制御部８０がノズルからの液体の吐出状況を判定するとき、制御部８０は、本発明の「判定部」として機能することになる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば実施形態では、本発明の「受光部」として撮像機能を有するカメラ７２が用いられており、液柱の形成位置Ｐを含む領域を撮像することで各部の状態が監視される。このカメラ７２は、ノズル５３～５５以外にも基板Ｓの状態や複数のノズルの監視を行うものである。しかしながら、特定のノズル、例えばノズル５３～５５およびそれらから吐出される液体を撮像する目的で、基板Ｓの全体を撮像するカメラとは別体のカメラが用いられてもよい。

そして、特に液柱の撮像のためだけに専用のカメラが使用される場合には、カメラ側から照明光を照射するための照明部７１は必ずしも必要でなく、補助照明部６のみで明るい液柱の像を撮像することが可能である。

また、単に液体の吐出状態を判定するという目的であれば、本発明の「受光部」は必ずしも撮像機能を有するものでなくてもよく、例えば受光光量の大小に応じた大きさの信号を出力する光センサであってもよい。この実施形態では、液柱が形成されているときに限って生じる照明光の反射、屈折光を受光する構成としているため、液柱の有無による光量の差が顕著である。そのため、液柱が形成される位置を含む領域からの受光光量の大きさによって、液柱の有無やその大きさを検出することが可能であり、このためには撮像機能を必ずしも必要としない。

また、上記実施形態の補助照明部６は、ノズルと基板との間に形成される液柱に対しほぼ水平方向に照明光を入射させるものである。しかしながら、この場合、基板の周縁部から振り切られた処理液が補助照明部６に付着するおそれがある。そうすると、例えば照明光を出射する光学窓に液体が付着することで照明光の出射方向が変えられてしまうことがあり得る。これを回避する手段としては、例えば光学窓の表面を親水加工し、付着した液体が水滴とならないようにする方法がある。また、補助照明部の配置を変更し、斜め上方向から照明光を照射するようにすることで、基板から振り切られた液体を光学窓に付着させず下方へ落下させることが可能になる。

また、上記実施形態の補助照明部６は、回動するアーム５２にノズル５３～５５と一体に取り付けられている。これにより、アーム５２の位置によらず、補助照明部６とノズル５３～５５との位置関係を常に一定に保つことができるという効果が得られる。しかしながら、各ノズル５３～５５が液体を吐出するときの基板Ｓに対する「処理位置」は予め定められており、液柱Ｃの撮像はノズル５３～５５が処理位置にあるときのみ行えればよい。このことから、補助照明部は、アーム５２に取り付けられている必要は必ずしもない。例えば、スプラッシュガード２０の内側面のうち、ノズル５３～５５が処理位置に位置決めされたときにノズル５３～５５と対向する位置に、補助照明部が設けられてもよい。

また、この実施形態ではカメラ７２の位置が固定されているが、例えば特許文献１に記載のように、カメラが必要に応じて撮像位置に移動して液柱を撮像する構成にも、本実施形態に係る補助照明部を組み合わせることが可能である。

また、上記実施形態では、基板Ｓの周縁部に液体を供給して当該部分を処理する、いわゆるベベル処理における吐出状況の監視に本発明が適用されている。しかしながら、本発明は、このようなベベル処理に限らず、基板上に対向配置されたノズルから液体が吐出される種々の処理に適用することが可能である。ただし、処理時にノズル、照明部および受光部の相対的な位置関係が変化しないことが、十分な効果を上げるための要件とされる。

また、上記した各部の寸法例は参考値として示したものであり、本発明の技術思想に反しない限りにおいて、これらの寸法は適宜改変することが可能である。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る基板処理装置において、例えば照明部は、光源と、光源から出射される光を液柱に収束させるレンズと、光源から収束光の収束点までの間の光路上で、受光部に向かう光を部分的に遮蔽する遮光絞りとを有するものとすることができる。ここで、遮光絞りは、例えばレンズの光軸上の光を遮蔽する位置に設けられてもよい。

このような構成によれば、レンズにより液柱に向け収束される光のうち、受光部に向けて進もうとする成分を遮光することにより、本発明の目的に沿った照明条件を実現することができる。具体的には、液柱が存在しないときには受光部に入射しない収束光を、液柱が形成される位置に向けて照射することができる。

また例えば、照明光の光線束が、液柱の中心と受光部の中心とを含む鉛直面に対し対称な形状を有するものであってもよい。このような構成によれば、受光部側から見て、液柱の両側面が同じ照明条件で照明されることになる。そのため、受光結果から例えば液柱の幅等を精度よく算出することが可能になる。

また例えば、受光部は、ノズルと基板との間の液柱が形成される空間を撮像視野に含む撮像デバイスを有するものとすることができる。このような構成によれば、液柱をその像として検出することができ、しかも十分な明るさを確保することができるので、液柱の有無のみならず液量や流下状況等のより詳細な情報を画像から取得することが可能となる。

また、本発明に係る基板処理装置は、所定の距離を隔てて並べられた複数のノズルを有するものであってもよい。本発明に係る液柱に対する照明は、このような複数ノズルを有する構成にも好適に適用可能である。

また例えば、照明光としては可視光を使用することができる。ノズルから吐出される液体が透明、つまり可視光に対し高い透過性を示す場合には、従来技術のように反射光のみに依存して液柱を検出する構成では高いＳ／Ｎ比を得られないことがあり得る。本発明では反射光のみならず液柱内を通過する屈折光を検出することができるので、可視光でも良好なＳ／Ｎ比を確保することが可能である。

また例えば、処理位置はノズルが基板の周縁部の上方にある位置であり、ノズルから吐出された液体が周縁部に供給されてもよい。このような構成では、ノズルと基板との間の距離が小さく、また一般に基板に供給される液体も少量であることが多い。このため、吐出される液体により形成される液柱が微小でありその検出が困難になりやすい。本発明を適用することで、このような場合でも良好なＳ／Ｎ比で液柱を検出することが可能になる。

また例えば、受光部の受光結果に基づき、ノズルからの液体の吐出状況を判定する判定部を備えてもよい。本発明では、ノズルから吐出される液体が形成する液柱を光学的に、しかも良好なＳ／Ｎ比で検出することが可能である。このため、吐出状況の誤判定を低減することが可能である。

この発明は、基板の上面に対向配置したノズルから液体を吐出して基板を処理する技術全般に適用可能である。特に、ノズルから吐出される透明な液体を光学的に検出するというニーズがあるケースにおいて、本発明は有効に機能するものである。

１ 基板処理装置
６，６ａ，６ｂ 補助照明部（照明部）
１０ 基板保持部
１１ スピンベース
５０ 流体供給部
５２ アーム
５３，５４，５５ ノズル
７２ カメラ（受光部、撮像デバイス）
８０ 制御部（判定部）
６１１ 点光源（光源）
６１２ コリメータレンズ（レンズ）
６１３ 収束レンズ（レンズ）
６１４ 遮光絞り
Ｓ 基板

Claims (11)

1. 基板を略水平に保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持される前記基板の上面に対向する処理位置に配置され、前記基板に向けて液体を柱状に吐出するノズルと、
   前記液体により前記ノズルと前記基板との間に形成される液柱に向けて照明光を出射する照明部と、
   前記処理位置の前記ノズルを挟んで前記照明部とは反対側に設けられて前記液柱からの光を受光する受光部と
   を備え、
   前記照明部は、収束点を前記液柱に含ませるように収束させた収束光を前記照明光として出射し、
   前記受光部は、前記照明部から出射され前記液柱が形成される位置を通過した前記照明光の光線束が入射しない位置に設けられる、基板処理装置。
2. 基板を略水平に保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持される前記基板の上面に対向する処理位置に配置され、前記基板に向けて液体を柱状に吐出するノズルと、
   前記液体により前記ノズルと前記基板との間に形成される液柱に向けて照明光を出射する照明部と、
   前記ノズルを挟んで前記照明部とは反対側に設けられて前記液柱からの光を受光する受光部と
   を備え、
   前記照明部は、前記照明光の入射方向に垂直な幅方向において前記液柱の幅よりもビーム幅の大きい平行光を前記照明光として出射し、
   前記受光部は、前記照明部から出射され前記液柱が形成される位置を通過した前記照明光の光線束が入射しない位置に設けられる、基板処理装置。
3. 前記照明部は、光源と、前記光源から出射される光を前記液柱に収束させるレンズと、前記光源から前記収束光の収束点までの間の光路上で、前記受光部に向かう光を部分的に遮蔽する遮光絞りとを有する、請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記遮光絞りは、前記レンズの光軸上の光を遮蔽する位置に設けられる、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記照明光の光線束が、前記液柱の中心と前記受光部の中心とを含む鉛直面に対し対称な形状を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記受光部は、前記ノズルと前記基板との間の前記液柱が形成される空間を撮像視野に含む撮像デバイスを有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 所定の距離を隔てて並べられた複数の前記ノズルを有する、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記照明光が可視光である、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記処理位置は前記ノズルが前記基板の周縁部の上方にある位置であり、前記ノズルから吐出された液体が前記周縁部に供給される、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 前記受光部の受光結果に基づき、前記ノズルからの前記液体の吐出状況を判定する判定部を備える、請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置。
11. 略水平に保持される基板の上面に対向する処理位置に配置されたノズルから、前記基板に向けて液体を柱状に吐出する工程と、
    前記液体により前記ノズルと前記基板との間に形成される液柱に向けて照明部から照明光を出射するとともに、前記処理位置の前記ノズルを挟んで前記照明部とは反対側に設けられた受光部で前記液柱からの光を受光する工程と
    を備え、
    前記照明部は、収束点を前記液柱に含ませるように収束させた収束光、または、前記照明光の入射方向に垂直な幅方向において前記液柱の幅よりもビーム幅の大きい平行光を、前記照明光として出射し、
    前記受光部は、前記照明部から出射され前記液柱が形成される位置を通過した前記照明光の光線束が入射しない位置に設けられる、基板処理方法。

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