JP5373498B2 - 基板の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

この発明は基板を回転させながら処理液によって処理する基板の処理装置及び処理方法に関する。

半導体ウエーハや液晶表示パネルのガラス基板などの基板を処理液によって処理する場合、その処理液としては例えばエタノール、イソプロピルアルコール或いはフッ酸などの有機溶剤系の薬液を純水などの希釈液で所定の濃度に希釈した処理液が用いられることがある。

このような処理液によって基板を処理する場合、処理液を形成する薬液の濃度が基板の処理精度に影響するということがある。例えば、処理液中の薬液の濃度が低下すると、基板を所望する清浄度に洗浄することができないということがあったり、逆に薬液の濃度が高くなると、基板に対する処理が進行し過ぎ、微細なパターンを損傷させて不良品の発生を招くなどのことがある。

従来、上述した各種の処理液は、薬液と希釈液を所望する濃度に応じた割合で混合したならば、例えばノズルなどからスピン方式の処理装置のカップ体内で回転駆動される基板に向かって噴射供給し、その基板を処理するようにしている。

そして、使用後の処理液は、廃棄する場合もあるが、回収して繰り返し使用するということもある。回収して繰り返し使用するようにすれば、処理液が高価な場合などには基板の処理に掛かるランニングコストを低減することができるという利点がある。

処理液を繰り返して使用する基板の処理装置は例えば特許文献１に示されている。

特開２００３−２９７８０１号公報

ところで、処理液を繰り返して使用するようにすると、処理液に含まれる薬液の減少や希釈液の増減などの種々の原因によって処理液に含まれる薬液の濃度、つまり処理液濃度が経時変化するということが避けられない。

しかしながら、従来においては処理液によって基板を処理するときに、基板に供給される処理液中の薬液濃度を測定するということが行われていなかった。そのため、基板を初期に設定した濃度と異なる濃度の処理液によって処理し、基板を所望する洗浄精度で洗浄できなかったり、基板を損傷させてしまう虞などがあった。

この発明は、基板を処理液によって処理しているときに、処理液の濃度を知ることができるようにすることで、基板を所望する濃度の処理液よって処理することができるようにした基板の処理装置及び処理方法を提供することにある。

この発明は、薬液を希釈液で希釈した処理液によって基板を処理する基板の処理装置であって、
上記基板に供給された処理液の厚さを測定する測定手段と、
この測定手段による測定値に基づいて求められた、時間の経過に伴う処理液の液膜の厚さ変化から、上記処理液に含まれる薬液の濃度を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。

上記判定手段は、予め測定された処理液の厚さと薬液の濃度との関係に基づいて上記薬液の濃度を求めることが好ましい。

上記薬液を供給する薬液供給部と、
上記希釈液を供給する希釈液供給部と、
上記判定手段の判定に基づいて薬液供給部から供給される薬液と、上記希釈液供給部から供給される希釈液の少なくともどちらか一方の供給量を制御して上記処理液の薬液濃度を設定する濃度設定手段と
を備えていることが好ましい。

上記測定手段は、
基板上に残留する処理液によって発生する干渉縞の色階調変化を検出する検出手段と、
この検出手段によって検出された色階調変化から光回折の式（２ｎｄｃｏｓθ＝ｍλ）を用いて上記基板上の処理液の厚さを算出する算出手段と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。

（ただし、上記式中、ｎは処理液の屈折率、ｄは液膜の厚さ、θは処理液への光の入射角、ｍは整数、λは光の波長である。）
この発明は、薬液を希釈液で希釈した処理液によって基板を処理する基板の処理方法であって、
上記基板に処理液を供給する工程と、
上記基板に供給された処理液の厚さを測定する工程と、
この測定する工程での測定値に基づいて求められた、時間の経過に伴う処理液の液膜の厚さ変化から、上記処理液に含まれる薬液の濃度を判定する工程と
を具備したことを特徴とする基板の処理方法にある。

薬液の濃度を判定したならば、その判定に基づいて上記処理液における薬液の濃度を設定する工程を備えていることが好ましい。

本発明によれば、基板を処理している処理液の濃度が適正であるか否かを知ることができる。

この発明の第１の実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成を示す側断面図。 処理装置による基板上の液膜厚の算出手順を説明したフローチャート。 撮像カメラが測定した赤、緑、青の各波長の光の色階調変化と基板の処理時間の関係を示す図。 液膜厚と赤、緑、青の各波長の光の色階調変化の理論波形の関係を示す図。 図３、図４及び［表１］から求められた液膜厚と基板の処理時間の関係を示す図。 薬液濃度の異なる処理液を用いて基板を処理したときの処理時間と基板上の液膜厚さの関係を示すグラフ。 制御装置の内部構造を示すブロック図。 この発明の第２の実施の形態を示すレーザ変位計を併用して液膜厚を測定するスピン処理装置の概略的構成を示す側断面図。 レーザ変位計によって測定された数μｍまでの液膜厚と基板の処理時間の関係のグラフ、及びそれ以下の厚さの液膜厚を求めるために複数のｍ値を仮定して求めた液膜厚と基板の処理時間の関係を示す複数のグラフを示す図。 この発明の第３の実施の形態を示す基板に残留する液量（質量）と基板の処理時間の関係を示す図。 この発明の第４の実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成を示す側断面図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１乃至図７はこの発明の第１の実施の形態であって、図１は基板Ｗを処理液Ｌによって処理する処理装置としてのスピン処理装置１を示している。このスピン処理装置１はカップ体２を備えている。このカップ体２内には回転テーブル３が設けられている。この回転テーブル３は駆動源４によって回転駆動されるようになっている。

上記回転テーブル３の上面には基板Ｗが供給保持され、この基板Ｗにはノズル体５によって処理液Ｌが噴射供給されるようになっている。

上記基板Ｗの上方には、上記処理液Ｌによって処理された基板Ｗの上面に残留する処理液Ｌによって生じる、基板Ｗの上面の干渉縞の色調変化を検出する検出手段としての固定撮像素子からなるカラー方式の撮像カメラ７が光学軸線Ｏを垂直かつ基板Ｗの回転中心に一致させて配設されている。

上記撮像カメラ７はその視野内に上記基板Ｗの上面全体が入るよう、高さ位置Ｈが設定されている。それによって、撮像カメラ７は基板Ｗ上のどの位置であっても干渉縞の色調変化を検出することができるようになっている。

上記撮像カメラ７の撮像信号は算出制御手段としての制御装置８に出力されて、アナログ信号がデジタル信号に変換される。この制御装置８は、変換されたデジタル信号によって、まず、算出ポイントとして基板Ｗ上の図１にＡで示す任意の測定位置を設定し、その測定位置Ａから撮像カメラ７に入射する光の軸線Ｏ１と、撮像カメラ７の光軸Ｏとがなす角度θを撮像信号から決定する。

すなわち、角度θは、基板Ｗの上面から撮像カメラ７の受光面までの高さＨと、撮像カメラ７の光学軸線Ｏから上記測定位置Ａまでの距離Ｄによって求めることができる。高さＨは既知であり、距離Ｄは撮像カメラ７の撮像信号によって求めることができる。したがって、制御装置８はこれらのデータから角度θを算出することができる。

処理液Ｌによる基板Ｗの処理が終了して基板Ｗへの処理液Ｌの供給を停止したならば、上記基板Ｗを回転させている状態で、撮像カメラ７からの撮像信号を受けた制御装置８は、内蔵された図示しない演算処理部によって図３に示すように基板Ｗの任意の測定位置Ａにおける複数の光の波長、つまり赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の干渉縞の色調の変化を計測し、その結果を記憶する。図３において、グラフＸは赤（Ｒ）、Ｙは緑（Ｇ）、Ｚは青（Ｂ）の色階調変化と時間の関係を示している。なお、同図において、時間０は基板Ｗへの処理液Ｌの供給を停止したときである。

なお、図３では任意の測定位置Ａにおける干渉縞の色調の変化を計測したが、基板Ｗの半径方向に沿う複数箇所の干渉縞の色調の変化を連続して計測することが可能である。例えば基板Ｗの半径方向の全長にわたる干渉縞の色調の変化を計測できれば、基板Ｗは回転しているため、基板Ｗの全面の干渉縞の色調の変化を計測することができる。

制御装置８は図２に示すフローチャートに基いて、複数の光の波長と干渉縞の色調の変化を計測すると同時に、下記に示す光回折の式を用いて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長における任意のｍ値に対する液膜厚を算出し、その算出結果を記憶する。

上記光回折の式は、
２ｎｄｃｏｓθ＝ｍλ …（１）式
で示される。上記（１）式において、ｎは処理液の屈折率、ｄは液膜の厚さ、θは処理液への光の入射角、ｍは整数、λは光の波長である。

下記［表１］は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長に対してｍ値を０．５の間隔で０〜１０まで順次変化させたときの各ｍ値における液膜厚の計算結果を示している。すなわち、上記（１）式においては屈折率ｎ、角度θ及び波長λが既知であるから、ｍ値を０〜１０まで０．５の間隔で設定すれば、各ｍ値に対する各光の波長λ毎に測定される処理液Ｌの液膜の厚さを算出することができる。

図４は［表１］の算出結果に基いて作成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長の光の液膜厚に対する理論色階調の波形を示す。この理論色階調の波形から、各波長の光のピーク値が一致するｍ値を決定する。図４においては、液膜厚が０の位置で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長の光の下限のピーク値が一致する。したがって、液膜厚が０の位置のｍ値が０となる。言い換えれば、回転する基板Ｗ上の処理液Ｌの厚さが０となるまで基板Ｗ上の処理液Ｌが順次減少することを意味している。

ついで、図４の理論色階調の波形と、図３の時間と各波長の色の実測された階調変化を比較し、図３において、図４の液膜厚が０、つまりｍ値が０の位置におけるＲ、Ｇ、Ｂの各波長の光の下限のピークが一致する状態に最も近い状態となる時間を求める。図３において、５０ｓｅｃのときにＲ、Ｇ、Ｂの各波長の光の波形の状態が図４の液膜厚が０のときの波形と最も近い形状となっていることが判断される。

したがって、図３における実測波形において、時間５０ｓｅｃのときのｍ値が０となる。図３における実測波形の時間５０ｓｅｃのときの最後の下限のピークのｍ値が０であることが判明すれば、例えば波長赤（Ｒ）の実測波形におけるｍ値は最後の下限のピークの１つ前の下限のピークのｍ値が１、その前が２、…となるから、図３からｍ値が０、１，２，３，…１０となるときの時間を求めることができる。

さらに、［表１］から、波長赤（Ｒ）におけるｍ値と液膜の関係を求めることができるから、図３と［表１］から図５に示すように、処理液Ｌの供給を停止した後の回転する基板Ｗ上における時間と液膜の関係を求めることができる。同様に、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長における基板Ｗに処理液Ｌの供給を停止したときからの時間と液膜の関係を求めることができる。なお、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の場合も、波長赤（Ｒ）を用いた場合と同様の結果が得られる。

すなわち、回転駆動される基板Ｗ上への処理液Ｌの供給を停止した後の乾燥処理において、制御装置８によって設定された基板Ｗの任意の測定位置Ａにおける処理時間と液膜厚の関係を上記制御装置８によって図５に示すグラフとして瞬時に算出することができる。

制御装置８によって基板Ｗ上の任意の測定位置Ａにおける処理時間と液膜厚の関係を求めるようにしたが、制御装置８によって設定される位置を基板Ｗの半径全長にわたって設定すれば、基板Ｗは回転しているから、基板Ｗの全面における処理時間と液膜厚の関係を求めることできる。

以上のようにして処理時間と液膜厚の関係を求め、そのデータを予め制御装置８にティーチングしておけば、つぎから基板Ｗを同じ条件、つまり、回転数、処理液Ｌの種類、ノズル体５からの処理液Ｌの噴射量及び噴射方向などを同じに設定すれば、基板Ｗ上の液膜厚と処理時間との関係が図５に示すグラフになることを事前に知ることができる。

したがって、図５の算出に基いてティーチングされたデータにより、例えば液膜の厚さがどの程度の薄さになったときに乾燥処理を終了するかなどを設定できるから、処理液Ｌがエッチング液や剥離液などの薬液の場合にはその基板Ｗ上に残留する薬液の量によって乾燥処理後に薬液が基板に及ぼす作用を制御することができ、処理液Ｌが洗浄液の場合には基板Ｗの乾燥状態を制御するなどのことが可能となる。

このときの液膜の測定可能な厚さは［表１］からも明らかなように数μｍ以下であるから、従来のレーザ光を用いた測定方法では測定不能であった厚さを測定することができ、しかも干渉縞の色階調変化を利用することで、測定箇所に制限を受けることがない。つまり、撮像カメラ７によって基板Ｗの全面を撮像することができれば、その全面の液膜厚の変化を同時に測定することができる。

上記ノズル体５は混合された２種類の液体を噴射するようになっていて、このノズル体５に供給される処理液Ｌは薬液を希釈液で所定の濃度に設定したものが用いられる。すなわち、上記ノズル体５には混合器９が温調ユニット９ａを介して接続されている。この混合器９には薬液供給部１０と希釈液供給部１１がそれぞれ配管１０ａ，１１ａによって接続されている。

上記配管１０ａには第１の流量制御弁１２が設けられ、上記配管１１ａには第２の流量制御弁１３が設けられている。

上記各流量制御弁１２，１３は、上記制御装置８に設けられた出力部８ｅ（図７に示す）からの制御信号によって開度、つまり上記混合器９に対する薬液と希釈液の供給量が後述するように制御される。それによって、上記ノズル体５に供給される処理液Ｌに含まれる薬液の濃度、つまり処理液Ｌの濃度が設定されるようになっている。
なお、上記温調ユニット９ａは上記ノズル体５に供給される処理液Ｌの温度を一定に維持するようになっている。

上記処理液Ｌは基板Ｗを洗浄処理するためのものであって、例えば薬液としてはイソプロピルアルコールが用いられ、希釈液としては純水が用いられる。なお、処理液Ｌとして用いられる薬液はオゾン水、フッ酸、アンモニア過酸化水素水などであってもよく、それらの薬液を用いた場合には、その薬液を希釈するに適応する希釈液が用いられる。

図６は薬液としてイソプロピルアルコールを用い、希釈液として純水を用いた処理液Ｌによって基板Ｗを処理したときの、処理時間と基板Ｗ上における液膜の厚さとの関係を実験によって測定したグラフである。同図中曲線Ｓ１は薬液の濃度が１００％で、曲線Ｓ２は８０％、Ｓ３は４０％、Ｓ４は１０％、Ｓ５は０％である。

図６から分かるように、処理液Ｌに含まれる薬液である、イソプロピルアルコールの濃度が異なると、処理時間の経過に対し、基板Ｗ上における処理液Ｌの液膜の厚さの変化のし方が異なることが確認された。すなわち、各曲線Ｓ１〜Ｓ５は形状が異なる。

したがって、基板Ｗに処理液Ｌを供給して処理が開始されたならば、基板Ｗ上における処理液Ｌの液膜の厚さを測定し、その変化の状態である形状を図６に示された曲線Ｓ１〜Ｓ５と比較すれば、そのときの処理液Ｌに含まれる薬液の濃度を知ることができる。

図７に示すように、上記制御装置８には記憶部８ａが設けられている。この記憶部８ａには濃度の異なる処理液Ｌごとの処理時間と液膜の厚さの変化の関係、この実施の形態では図６に示す曲線Ｓ１〜Ｓ５の形状のデータが予め記憶されている。そして、基板Ｗに処理液Ｌが供給されて処理が開始されると、上記制御装置８の演算処理部８ｂでは撮像カメラ７の撮像に基づいて処理時間に対する基板Ｗ上の処理液Ｌの厚さの変化が逐次算出される。

このようにして処理時間と処理液Ｌの液膜の厚さの関係から求められた曲線は、制御装置８に設けられた比較部８ｃで、上記記憶部８ａに予め記憶された曲線Ｓ１〜Ｓ５と比較される。それによって、基板Ｗを処理している処理液Ｌの濃度を知ることができる。詰まり、基板Ｗを処理液Ｌで処理している最中に、そのときに使用されている処理液Ｌに含まれる薬液の濃度を知ることができる。

基板Ｗを処理している処理液Ｌの濃度が求められると、その処理液Ｌの濃度が予め設定された最適な濃度であるか否かが上記制御装置８に設けられた判定部８ｄによって判定される。判定部８ｄでの判定の結果、処理液Ｌに含まれる薬液の濃度が低下している場合には、上記制御装置８の上述した出力部８ｅから第１の流量制御弁１２を開方向に駆動する制御信号が出力される。

それによって、薬液供給部１０から混合器９に供給される薬液の量が増大するから、処理液Ｌに含まれる薬液の濃度が上昇し、その濃度を予め設定された濃度にすることができる。

なお、この場合、第１の流量制御弁１２に代わり、第２の流量制御弁１３を閉方向に作動させて、希釈液の供給量を減少させて処理液Ｌの薬液濃度を上昇させるようにしてもよい。さらに、第１、第２の流量制御弁１０ａ，１１ａの両方の開度を制御して処理液Ｌの薬液濃度を設定してもよい。

逆に、処理液Ｌの薬液濃度が高くなっている場合には、上記制御装置８から第１の流量制御弁１２を閉方向に駆動する制御信号が出力される。それによって、薬液供給部１０から混合器９に供給される薬液の量が減少するから、処理液Ｌの薬液濃度が低下し、その濃度を予め設定された濃度にすることができる。

なお、この場合、第２の流量制御弁１３を開方向に作動させて、希釈液の供給量を増大させて処理液Ｌの薬液濃度を低下させるようにしてもよく、さらには第１、第２の流量制御弁１０ａ，１１ａの両方の開度を制御して処理液Ｌの薬液濃度を設定してもよい。

すなわち、上記薬液供給部１０、希釈液供給部１１、第１、第２の流量制御弁１２，１３によって処理液Ｌの薬液濃度を設定する濃度設定手段を構成している。

このように、基板を処理液Ｌによって処理している最中に、処理液Ｌの薬液濃度を求め、その薬液濃度が予め設定した値からずれているならば、設定された濃度に調整することができる。したがって、基板Ｗを例えば洗浄処理に最も適した薬液濃度の処理液Ｌで処理することが可能となるから、基板Ｗの処理を確実かつ迅速に、しかも薬液濃度が高過ぎる処理液Ｌによって処理して損傷させるなどのことを防止することができる。

図８と図９は処理液Ｌの膜厚を測定する変形例を示す、この発明の第２の実施の形態である。この実施の形態はレーザ変位計１５と検出手段としての撮像カメラ７を併用して処理液Ｌの供給停止後における時間と液膜の厚さとの関係を求めるようにしている。

つまり、レーザ変位計１５から出射されて基板Ｗの上面で反射する第１のレーザ光Ｂ１と液面で反射する第２のレーザ光Ｂ２を上記レーザ変位計１５が検出することによって数μｍまでの液膜の厚さを測定し、それ以下の厚さは干渉縞による色階調変化によって求めるようにしている。

上記レーザ変位計１５は、図８に示すように回転テーブル３に保持された基板Ｗの上方に上記撮像カメラ７と並んで設置されている。基板Ｗへの処理液Ｌの供給を停止後、レーザ変位計１５が検出する基板Ｗと液面からの反射するレーザ光Ｂ１，Ｂ２に基く信号が制御装置８に出力されて処理される。それによって、制御装置８は、基板Ｗ上の任意の測定位置Ａにおける時間と液膜の厚さの関係を図９にグラフＧ０で示すように数μｍの厚さまで検出する。

そして、それよりも薄い膜厚の測定はレーザ変位計１５では測定が困難となるから、撮像カメラ７を用いて測定する。

すなわち、制御装置８はレーザ変位計１５による測定と並行して、処理液Ｌの供給停止後における基板Ｗ上の測定位置Ａにおける干渉縞の色階調変化を撮像カメラ７からの撮像信号によって検出する。この検出結果は第１の実施の形態と同様、図３に示すようになる。

それと同時に、制御装置８は（１）式として示した光回折の式に基いてｍ値を０〜１０まで０．５の間隔で変化させたときの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長における液膜厚を計算して格納する。このときの計算表は［表１］となる。

ついで、制御装置８は図３の時間が５０ｓｅｃにおける測定波長の下限のピークのｍ値が０，６，１２のいずれかであると仮定し、そのときの時間と液膜厚の関係のグラフを［表１］と図３に基いて第１の実施の形態と同様の手法で作成する。各ｍ値のグラフは図９にＧ１〜Ｇ３で示す。図９において、グラフＧ１はｍ値が０の場合であり、Ｇ２はｍ値が６、Ｇ３はｍ値が１２のときである。

このようにして、時間と液膜厚の関係を示すグラフＧ１〜Ｇ３を求めたならば、グラフＧ１〜Ｇ３のうち、レーザ変位計１５によって求められたグラフＧ０と適合、つまりグラフＧ０とフィッテイングするグラフをＧ１〜Ｇ３のうちから以下の手法によって制御装置８が選択する。

すなわち、ｍ値を１２としたグラフＧ３は、測定開始時の液膜厚がレーザ変位計１５によって求めたグラフＧ０の最終の液膜厚よりも厚くなっている。つまり、測定時間が経過することによって液膜厚が厚くなることはないから、ｍ値を１２としたグラフＧ３はグラフＧ０と適合しないと判定される。

ｍ値を６としたグラフＧ２も、グラフＧ３と同様、測定開始時の液膜厚がレーザ変位計１５によって求めたグラフＧ０の最終の液膜厚よりも厚くなっている。そのため、グラフＧ３はグラフＧ０と適合しないと判定される。

これらのグラフＧ３、Ｇ２に対し、グラフＧ１は測定開始時の液膜厚がレーザ変位計１５によって求めたグラフＧ０の最終の液膜厚よりも薄くなっているから、グラフＧ０と適合していると判定される。

したがって、図３における実測波形の最後の下限のピークにおけるｍ値は０であると判定できるから、その判定に基いて基板Ｗ上の処理時間と液膜厚の関係はグラフＧ０に適合するグラフはＧ１が示していることになる。すなわち、レーザ変位計１５で求めたグラフＧ０の延長先が適合するグラフを選択すればよい。

つまり、レーザ変位計１５によって液膜の厚さを数μｍの厚さまで測定したならば、それ以下の基板Ｗ上の液膜の厚さは撮像カメラ７と制御装置８によって図９に示すグラフＧ１として求めることができる。

したがって、グラフＧ１のデータを制御装置８にティーチングしておけば、それ以後、同じ条件で基板Ｗを処理する場合には図９にグラフＧ１で示す時間と液膜の厚さの関係を適用することで、基板Ｗ上の液膜の厚さを制御することができる。

この第２の実施の形態において、レーザ変位計１５を基板Ｗの上方で、この基板Ｗの径方向に沿って駆動可能に設け、基板Ｗの径方向の任意の位置における液膜の厚さを測定できるようにしてもよい。

図１０はこの発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態は基板Ｗへの処理液Ｌの供給を停止した後、その基板Ｗの質量を測定して光回折の式におけるｍ値を決定するようにしている。

すなわち、図１０は基板Ｗへの処理液Ｌの供給を停止した後における基板Ｗ上に残留する液量［ｍｇ］を質量として各時間毎に実測したグラフを示す図である。液量を求めることができれば、その液量と基板Ｗの面積との関係から、基板Ｗの上面における処理液Ｌの液膜厚を［表１］から算出することができる。つまり、［表１］と図１０によって任意のｍ値と液量との関係を求めることができる。

そこで、時間２０ｓｅｃと３０ｓｅｃのときの、ｍ値が０〜４のときの液量（液膜厚）を［表１］から求める。図１０において白丸はｍ値が０、黒菱形はｍ値が１、黒四角はｍ値が２、黒三角はｍ値が３、黒丸はｍ値が４である。

その結果、２０ｓｅｃのときにｍ値が１の黒菱形がグラフ上に位置するから、そのグラフはｍ値が１であると判定することができる。つまり、図３のグラフにおいて、最後の下限のピークのｍ値が１であるということになる。そのことは、［表１］から分かるように、例えば赤（Ｒ）の波長による測定の場合、基板Ｗ上の最後の液膜厚が０ではなく、２３７．３１７４ｎｍであり、その厚さから液膜が基板上から消失するということになる。

したがって、このようにしてｍ値を求めたならば、［表１］と図３に基いて図５に示すような処理時間と液膜厚との関係を示すグラフを求めることができるから、そのグラフによって基板Ｗの処理時における液膜厚を第１、第２の実施の形態と同様、制御することができる。

図１１はこの発明の第１の実施の形態の変形例の第４の実施の形態を示す。この実施の形態においては、撮像カメラ７と回転テーブル３に保持された基板Ｗとの間にハーフミラー２１を配設する。それによって、基板Ｗの板面に残留する処理液Ｌに撮像カメラ７が写るのを防止することができるから、撮像カメラ７による基板Ｗの撮像を高精度に行うことが可能となる。

上記ハーフミラー２１は基板Ｗの全面を覆う大きさとしているが、少なくとも撮像カメラ７の影が基板Ｗに写らない大きさであればよい。
なお、第４の実施の形態は第２、第３の実施の形態にも適用することができること、勿論である。

また、上記各実施の形態では撮像カメラ７を基板Ｗの上方に光学軸線を垂直にして配置したが、上記撮像カメラ７の光学軸線を角度θ、例えば４５度の角度で傾斜して配置するようにしてもよい。撮像カメラ７をその光学軸線を傾斜させて配置すれば、この撮像カメラ７による測定レンジを（１／ｃｏｓθ）倍にすることが可能となる。つまり、撮像カメラ７による測定精度を高めることができる。

撮像カメラ７をその光学軸線を例えば４５度の角度で傾斜させて配置した場合、垂直軸線を中心にして上記撮像カメラ７と対称に基板Ｗの板面を照射する光源を配置するようにしてもよい。

このようにすれば、第４の実施の形態と同様、撮像カメラ７による測定レンジを（１／ｃｏｓθ）倍にすることが可能となるばかりか、撮像カメラ７による撮像部位が照明されることで、測定精度をさらに向上させることもできる。

また、基板を光源によって照明する場合、基板に到達する光を光源からの光だけにすることが好ましい。そのためには、例えば基板Ｗが載置される回転テーブルが設けられたカップ体内に外部の光が入らないよう、上記カップ体を外部の光を遮断する不透明な材料によって形成したり、カップ体の周囲を、このカップ体内に外部の光が入らないよう遮光部材で覆うようにすればよい。そのようにすれば、基板上の液膜の厚さ測定を高精度に行なうことが可能となる。

また、基板をスピン処理装置によって処理する場合を例に挙げて説明したが、基板を搬送ローラによって水平搬送する場合であっても、この発明を適用することができる。

また、上記各実施の形態において、ノズル体に供給する処理液の薬液と希釈液をヒータなどの加熱手段で所定の温度に加熱して供給するようにしてもよい。

２…カップ体、３…回転テーブル、５…ノズル体、７…撮像カメラ（検出手段）、８…処理装置（算出制御手段）、２１…ハーフカメラ。

Claims (6)

1. 薬液を希釈液で希釈した処理液によって基板を処理する基板の処理装置であって、上記基板に供給された処理液の厚さを測定する測定手段と、
   この測定手段による測定値に基づいて求められた、時間の経過に伴う処理液の液膜の厚さ変化から、上記処理液に含まれる薬液の濃度を判定する判定手段と
   を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
2. 上記判定手段は、予め測定された処理液の厚さと薬液の濃度との関係に基づいて上記薬液の濃度を求めることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
3. 上記薬液を供給する薬液供給部と、
   上記希釈液を供給する希釈液供給部と、
   上記判定手段の判定に基づいて薬液供給部から供給される薬液と、上記希釈液供給部から供給される希釈液の少なくともどちらか一方の供給量を制御して上記処理液の薬液濃度を設定する濃度設定手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
4. 上記測定手段は、
   基板上に残留する処理液によって発生する干渉縞の色階調変化を検出する検出手段と、
   この検出手段によって検出された色階調変化から光回折の式（２ｎｄｃｏｓθ＝ｍλ）を用いて上記基板上の処理液の厚さを算出する算出手段と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
   （ただし、上記式中、ｎは処理液の屈折率、ｄは液膜の厚さ、θは処理液への光の入射角、ｍは整数、λは光の波長である。）
5. 薬液を希釈液で希釈した処理液によって基板を処理する基板の処理方法であって、
   基板に処理液を供給する工程と、
   上記基板に供給された処理液の厚さを測定する工程と、
   この測定する工程での測定値に基づいて求められた、時間の経過に伴う処理液の液膜の厚さ変化から、上記処理液に含まれる薬液の濃度を判定する工程と
   を具備したことを特徴とする基板の処理方法。
6. 薬液の濃度を判定したならば、その判定に基づいて上記処理液における薬液の濃度を設定する工程を備えていることを特徴とする請求項５記載の基板の処理方法。

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