JP5457384B2 - 液処理装置及び液処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板に対して、処理液ノズルよりレジスト液や現像液等の処理液を吐出する液処理装置及び液処理方法に関する。
一般に、半導体デバイスやＬＣＤ基板の製造プロセスの一つである基板上にレジストパターンを形成する工程は、基板例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという。）にレジスト膜を形成し、フォトマスクを用いてこのレジスト膜を露光した後、現像処理を行うことにより所望のパターンを得る一連の工程により行われ、これら一連の工程は従来から塗布、現像装置によって行われている。
この塗布、現像装置は、レジスト液の塗布を行う塗布ユニット、露光後のウエハに現像液を塗布する現像ユニット等の液処理装置を備えており、高いスループットを確保するため、これらの塗布ユニットや現像ユニット等を各々複数備えた構成となっている。
例えば塗布液としてレジスト液を塗布する塗布ユニットにおいては、基板保持部であるスピンチャックの周囲を囲むようにカップ体が設けられており、このスピンチャックに保持されたウエハの略中央にレジスト液を供給してスピンチャックを回転させることによりレジスト液のスピンコーティングや振り切り乾燥、更にサイドリンス等の処理が行われるようになっている。
この塗布液として使用されるレジスト液は高価なものが多く、その使用量の削減が求められている。例えば、３００ｍｍ基板の全面塗布処理における使用量は１ｃｃ以下が要求されるものであり、吐出される時間も短い上、吐出量も少ないので流量計を使用して計測するのは難しい。また、近年の塗布、現像装置は省スペース化の構造を採り縦方向への積層化が進みメンテナンスのためのスペースも狭く目視確認が難しい。このような要求と塗布環境の中で処理基板に吐出されるべきレジスト液が吐出されない場合や塗布液の吐出状態が正常でない場合にその発見が遅れれば大量の不良処理や欠陥処理を引き起こす虞がある。
このような場合を想定して、ノズル先端部をＬＥＤランプ等の光源から照明光で照らして、ノズル先端部の状態をカメラで撮像して撮像情報を取得し、撮像情報を解析して塗布液の液だれ等の不具合を判断する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００８−１３５６７９号公報
しかし、特許文献１に記載のものは、ノズル先端部の状態をカメラで撮像して、撮像情報を解析するものであるため、ノズルから吐出される塗布液の吐出の有無や、ノズルから吐出され基板上に供給される間の塗布液の吐出状態が変化、例えば塗布液中に気体が混入する泡噛み現象や塗布液の液柱が細る液細り現象が発生しても早期に発見することは難しかった。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、処理液ノズルからの処理液の吐出の有無及び処理液ノズルから吐出される処理液の吐出状態の変化の有無を正確に判定することができる液処理装置及び液処理方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る液処理装置は、基板保持部に水平に保持された基板の表面に、処理液供給部から処理液を供給して上記基板の表面に向けて吐出させて液処理をする液処理装置において、上記処理液供給部から供給される上記処理液の流路を形成した処理液ノズルと、光を基板表面に向けて照射し、上記基板表面に反射されてから、上記処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域に光を照射する光源と、上記処理液ノズルと基板表面間のうちの、少なくとも上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域を撮像する撮像部と、上記処理液ノズルから上記基板に向けて上記処理液を吐出するための吐出信号を出力すると共に上記映像部により撮像を開始させる制御部と、上記基板に向けて吐出される処理液中に上記光が入射して上記処理液に反射されたときの光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する判定部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る液処理方法は、上記液処理装置を用いた液処理方法であって、上記処理液ノズルから処理液を吐出する前に、光を基板表面に向けて照射し、上記基板表面に反射されてから、上記処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域に光を照射する工程と、上記処理液ノズルと基板表面間のうちの、少なくとも上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域を撮像する工程と、上記基板に向けて吐出される処理液中に上記光が入射して上記処理液に反射されたときの光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する工程と、を含むことを特徴とする。この場合、上記撮像結果と、上記判定部に記憶された上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判断する基準となる上記判定部に記憶された基準情報とに基づいて上記処理液ノズルにおける処理液の吐出のタイミングのずれを判定する工程を更に含む方がよい。
このように構成することによって、光源から処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域に光を照射するため、基板に向けて吐出される処理液中に光が入射して処理液に反射されることにより処理液が発光し、その光の明暗を撮像部が撮像し、判定部はその撮像結果に基づいて、処理液中に光が入射して処理液に反射されたときの光の明暗を識別することによって、処理液ノズルからの処理液の吐出の有無及び処理液ノズルから吐出される処理液の吐出状態の変化の有無、例えば処理液中に気体が混入する泡噛み現象や処理液がボタ落ちする途切れ現象、処理液の液柱が細る液細り現象、あるいは処理液の吐出時間等を判定することができる。
また、光を処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域にのみ照射するため、処理液ノズル等に光が直接照射され不必要な光の反射が発生することを抑制することができるので、撮像結果の精度を向上させることができる。
また、撮像部は基板表面で反射された光を捉えずに光の明暗を撮像することができるため、更に撮像結果の精度を向上させることができる。
また、上記撮像部は、上記光の上記処理液への入射角度に等しい反射角方面に設置されてもよい。
このように構成することにより、撮像部は、処理液ノズルから吐出される処理液に反射された光のうち、最も光度の高い反射光の光路上で撮像することができるため、更に撮像結果の精度を向上させることができる。
また、上記処理液ノズルは、光透過性部材で形成される筒状体で形成され、上記撮像部は、上記処理液ノズルの流路内の上記処理液に反射された光の明暗を撮像可能に形成されている方がよい。
このように構成することにより、撮像部は処理液ノズルの流路内の処理液に反射された光の明暗を撮像することができ、判定部は、処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域の撮像結果のみならず、処理液ノズルの流路内の撮像結果に基づいて判定することができるため、処理液ノズルからの処理液の吐出の有無及び処理液ノズルから吐出される処理液の吐出状態の変化の有無を更に正確に判定することができる。
本発明において、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判断する基準となる基準情報を記憶する記憶部を更に備え、上記判定部は、上記撮像結果と上記基準情報の光の明暗を比較した結果に基づいて上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する方がよい。なお、上記基準情報は、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出動作が正常に動作していた際に上記撮像部により撮像された撮像結果であってもよい。
このように構成することにより、判定部は、処理液ノズルからの処理液の吐出の有無及び処理液ノズルから吐出される処理液の吐出状態の変化の有無を更に正確に判定することができる。
また、本発明において、上記処理液ノズルを上記基板保持部に保持された基板の上方に搬送するノズル搬送機構を更に備え、上記ノズル搬送機構には、上記処理液ノズルが直線上に並列に複数配置されており、直線の側方方面に配置された１の光源から、全ての上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域に上記光をライン状に照射するか、あるいは、直線と平行な直線上に上記処理液ノズル毎に配置された光源から上記光を照射してもよい。
また、本発明において、上記光源は、対称位置にある第１の光源と第２の光源が、上記処理液ノズルを鉛直軸とし、上記撮像部との水平方向の角度が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置されてもよい。
この場合、第１の光源と第２の光源を撮像部との水平方向の角度が１２０度より小さい角度の位置に設置すると、処理液の側部の光の明暗が不鮮明となり、処理液の側部を際立たせることができない。また、第１の光源と第２の光源を撮像部との水平方向の角度が１６０度より大きい角度の位置に設置すると、基板に向けて吐出される処理液の側部から撮像部に向かう反射光及び屈折光の光度が低く、処理液の側部を際立たせることができない。
そこで、上記のように構成することによって、両側に設置された第１の光源と第２の光源から処理液ノズル方向に向けて光を照射し、基板に向けて吐出される処理液の側部から撮像部に向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、処理液の側部の光の明暗を鮮明にして、処理液の側部を安定して際立たせることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
また、本発明において、上記光源は、上記処理液ノズルを挟んで上記撮像部と対向する側に設置され、更に、上記処理液ノズルを挟んで上記光源と対向する側に補助光源を設置してもよい。
このように構成することによって、基板に向けて吐出される撮像部側の処理液の表面を安定して際立たせて光の明暗を鮮明にすることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
また、本発明において、上記処理液ノズルは、光透過性部材で形成される筒状体で形成され、上記撮像部は、上記処理液ノズルの流路内の上記処理液に反射された光の明暗を撮像可能に形成されている方がよい。
このように構成することにより、撮像部は処理液ノズルの流路内の処理液に反射された光の明暗を撮像することができ、判定部は、処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域の撮像結果のみならず、処理液ノズルの流路内の撮像結果に基づいて判定することができるため、処理液ノズルからの処理液の吐出の有無及び処理液ノズルから吐出される処理液の吐出状態の変化の有無を更に正確に判定することができる。
また、本発明において、上記光源は、更に上記処理液ノズルに光を照射し、上記判定部は、上記処理液ノズルの流路内の光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルの流路内の処理液の液面の変化の有無を更に判定してもよい。
このように構成することによって、処理液ノズルの流路内の処理液の液面の変化の有無、例えば処理液ノズルの流路内で待機する処理液の所定の液面位置からの上昇もしくは下降、更には液面の形状の変化の有無等を判定することができる。ここで、所定の液面位置とは、処理液ノズルの先端部から処理液が吐出されていない状態において、処理液ノズルの流路内において予め設定されるサックバックされた処理液の液面が待機する位置である。
また、本発明において、上記光源は、上記処理液ノズルの流路内の上記処理液の所定の液面位置より上方に設置されると共に、上記液面位置にある液面に対し上記光源と上記撮像部のなす鉛直方向の角度が１２０度から１６０度の位置に設置される方がよい。
この場合、液面位置にある液面に対し光源と撮像部のなす鉛直方向の角度が１２０度より小さい角度の位置に設置されると、処理液の液面から撮像部に向かう反射光及び屈折光の光度が低く、処理液の液面を際立たせることができない。また、液面位置にある液面に対し光源と撮像部のなす鉛直方向の角度が１６０度より大きい角度の位置に設置されると、処理液の液面の光の明暗が不鮮明となり、処理液の液面を際立たせることができない。
そこで、上記のように構成することによって、処理液ノズルの流路内の処理液の液面に直接照射される光と、基板に反射して液面に照射された光を、処理液の液面に照射し、処理液の液面から撮像部に向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、処理液の液面の光の明暗を鮮明にして、処理液の液面を安定して際立たせることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
本発明の液処理装置及び液処理方法によれば、処理液ノズルからの処理液の吐出の有無及び処理液ノズルから吐出される処理液の吐出状態の変化の有無を正確に判定することができる。
この発明の第１実施形態に係る液処理装置を適用した塗布ユニットを示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 上記塗布ユニット内の液処理部と塗布液を供給する供給ユニットとを示した概略断面図である。 この発明の第１実施形態における処理液ノズルが基板の上方に移動した状態を示す側面図（ａ）及び処理液ノズルから塗布液を吐出した状態を示す側面図（ｂ）及び（ｂ）のＩ部拡大断面図（ｃ）である。 上記塗布ユニットの電気的構成を示すブロック図である。 複数のノズルに一つの光源から光を照射する状態を示す概略平面図（ａ）及び複数のノズルに各ノズル毎に光源を設けそれぞれの光源から光を照射する状態を示す概略平面図（ｂ）である。 判定部による判定を説明するためのフローチャートである。 この発明の第１実施形態におけるカメラにより撮影した正常な停止動作を示す撮像図（ａ）、塗布液の正常な吐出動作を示す撮像図（ｂ）、途切れ・泡噛みの発生時の撮像図（ｃ）、先細りの発生時の撮像図（ｄ）である。 光源から塗布液の吐出位置に向かって光を照射する状態を示す概略断面図である。 塗布液に反射される光の入射角と等しい反射角方面にカメラを設置した状態を示す概略断面図である。 この発明の第２実施形態における処理液ノズルが基板の上方に移動した状態を示す概略側面図である。 この発明の第２実施形態における処理液ノズルが基板の上方に移動した状態を示す概略平面断面図である。 この発明の第２実施形態におけるカメラにより撮影した正常な停止動作を示す撮像図（ａ）、塗布液の正常な吐出動作を示す撮像図（ｂ）及び先細りの発生時の撮像図（ｃ）である。 この発明の第２実施形態におけるカメラにより撮影した正常な停止動作を示す撮像図（ａ）、液面上昇の発生時の撮像図（ｂ）及び液面下降の発生時の撮像図（ｃ）である。 この発明の他の実施形態における処理液ノズルが基板の上方に移動した状態を示す概略側面図である。 処理液ノズルを鉛直軸とする光源と撮像部との水平方向の角度について、９０度から１８０度まで１０度毎に光源を移動して、移動毎に撮像部が撮像する実験例を示す概略平面断面図である。 図１５に示した実験例の撮像結果を示す写真である。 液面位置にある液面に対し光源と撮像部のなす鉛直方向の角度について、９０度から１８０度まで１０度毎に光源を移動して、移動毎に撮像部が撮像する実験例を示す概略側面図である。 図１７に示した実験例の撮像結果を示す写真である。 上記塗布ユニットを適用した塗布、現像装置の実施の形態を示す概略平面図である。 上記塗布、現像装置の概略斜視図である。 上記塗布、現像装置の概略縦断面図である。
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態に係る液処理装置を、基板（以下にウエハＷという）に、処理液であるレジスト液及びレジスト液を広がり易くするためのシンナーと（以下、これらを総称して塗布液Ｒという）を塗布する塗布ユニットに適用した実施の形態について説明する。本実施形態における塗布ユニットの構成の概要を説明する。
図１に示すように、本実施形態における塗布ユニット１は、箱状の筐体３０内に、横方向（図中のＹ方向）に一列に配列された３つの液処理部２ａ，２ｂ，２ｃと、これらの液処理部２ａ，２ｂ，２ｃにレジスト液やシンナー等の塗布液Ｒを供給する複数本の処理液ノズル１０（以下、ノズル１０という）と、このノズル１０を搬送するためのノズル搬送機構２０と、ノズル１０を待機させるノズルバス１４と、ウエハＷに塗布されたレジスト膜の周縁部を除去するためのエッジ・ビード・リムーバ（Edge Bead Remover：ＥＢＲ）機構６と、を備えている。
液処理部２ａ，２ｂ，２ｃは、共通の構成を備えており、基板保持部としてのスピンチャック４１と、このスピンチャック４１に保持されウエハＷを取り囲むように設置されたカップ体５とを備えている。以下、液処理部２ａ，２ｂ，２ｃ（以下に符号２で代表する）の構成について説明する。
スピンチャック４１は、ウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持するための基板保持部としての役割を果たす。図２に示すようにスピンチャック４１は軸部４２を介して駆動機構（スピンチャックモータ）４３に連結されており、ウエハＷを保持した状態で回転及び昇降自在に構成されている。スピンチャック４１の側方には、昇降機構４４ａに連結された昇降ピン４４がウエハＷの裏面を支持して昇降可能なように設けられており、後述する搬送手段（搬送アームＡ３）との協働作用によって筐体３０の外部から搬入されてきたウエハＷの受け渡しを行えるようになっている。なお図１（ｂ）に示した３０ａは、搬送手段に臨む筐体３０壁面に形成されたウエハＷの搬入出口である。
カップ体５は、スピンコーティング等の際にウエハＷを回転させることによって飛散したミストが筐体３０内に飛び散るのを抑え塗布ユニット１外に排出する役割を果たす。カップ体５は、図２に示すように、傾斜したリング状の第１のリング部材５１と第２のリング部材５２とが設置されており、これらのリング部材５１、５２との間の隙間は、ウエハＷから飛散したミストを含む気体の通流する気体流路５１ａとなっている。ウエハＷから飛散した液体は気体流路５１ａに形成された液受け部５４へと案内され、ドレインポート５６から排出される。一方、気体流路５１ａを通流した気体は排気ポート５５から図示しない排気ダクト介して筐体３０外に排出される。
次に、ノズル１０及びそのノズル搬送機構２０の構成について説明する。ノズル１０は、スピンチャック４１に保持されたウエハＷ表面に塗布液Ｒを供給（吐出）する役割を果たす。本実施形態における塗布ユニット１は、例えば濃度や成分の異なる１０種類のレジスト液と、ウエハＷ上でレジスト液を広がり易くするためのシンナーとを供給できるように、１１本のノズル１０を備えている（図５参照）。なお、図１（ａ）及び図２では図示の便宜上ノズル１０の本数を省略して示してある。また、本実施形態においては、１０種類のレジスト液とシンナーを供給するため１１本のノズル１０を備えているが、例えば任意の液処理装置において吐出する処理液が１種類であれば１本のノズルであってよい。
図１（ａ）に示すように、ノズル搬送機構２０はノズル１０を保持するノズルアーム１１と、このノズルアーム１１を支える基台１２と、基台１２の走行軌道をなすレール１３と、レール１３上で基台１２を移動させる駆動機構１５（図４参照）とから構成されている。
図３（ａ），図５（ａ）に示すようにノズルアーム１１は、１１本のノズル１０を保持するノズルヘッド部１１ａと、このノズルヘッド部１１ａを支えるアーム部１１ｂとから構成されている。ノズルヘッド部１１ａの下面には、上述したノズル１０の基部１０ｂを嵌入可能な形状となっており、ノズル１０の基部１０ｂを差し込むだけでそれぞれのノズル１０を保持できるようになっている。この結果、１１本のノズル１０は先端部１０ｄを下向きにした状態で一列に並び、且つそれらの配列方向が図１（ａ）に示したノズル１０の搬送方向と一致するように配置される。一方、ノズルヘッド部１１ａの基部側には後述する供給ユニット７の供給管７１が接続されており、ノズルヘッド部１１ａ内部を介してノズル１０へ塗布液Ｒを供給できるようになっている。
アーム部１１ｂは、スピンチャック４１に保持されたウエハＷの略中央部の上方でノズル１０を搬送できるように、ノズルヘッド部１１ａと基台１２との間に介設された支持部材である。基台１２は、駆動機構１５に取り付けられており、レール１３上で基台１２を移動させることによって、ノズルアーム１１を図１（ｂ）に示したＹ方向に自在に移動できるようになっている。また、基台１２は、図示しない昇降機構を備えており、アーム部１１ｂの基部はこの昇降機構に取り付けられている。これによりノズルアーム１１は、Ｚ方向を自在に昇降できるようになっている。
以上の構成により、ノズル１０をウエハＷの略中央部上方まで移動させ、その位置からウエハＷへ塗布液Ｒを供給することができる。
ＥＢＲ機構６は、ウエハＷに塗布されたレジスト膜の周縁部の剥がれ等を防止するためにレジスト膜を除去するリンス液をウエハＷ周縁部に供給する役割を果たす。図１（ａ）に示すように、リンス液を吐出するノズルを保持するＥＢＲアーム６１と、このＥＢＲアーム６１を移動させる基台６２と、基台６２の走行軌道をなすレール６３と、リンス液の供給を行わないときにノズル１０を載置して待機させるＥＢＲノズルバス６４とを備えている。
次にノズル１０に塗布液Ｒを供給する供給ユニット７（処理液供給部）の構成について図２を参照しながら説明する。供給ユニット７は、例えば塗布液Ｒを溜めた図示しない供給タンクと、この供給タンクにガスを供給してその内部を加圧することにより供給タンク内の塗布液Ｒを塗布ユニット１へ向けて送液するための図示しない加圧部と、を含む塗布液供給機構７０を塗布液Ｒの種類に対応する数だけ備えている。
塗布液供給機構７０は、塗布液Ｒの給断を切り替えるためのエアオペレーティドバルブ７２と、塗布液Ｒを供給していないときにノズル１０の先端部から塗布液Ｒを引き込むためのサックバックバルブ７３とを介して供給管７１により各ノズル１０に接続されており、１０種類のレジスト液とシンナーとを切り替えて供給することができるようになっている。
また、図２に示すように、塗布ユニット１や供給ユニット７は各機器の動作を統括制御する制御ユニット９と接続されている。なお制御ユニット９は、本実施形態における塗布ユニット１を備える塗布、現像装置全体の動作を統括制御する機能も兼ね備えている。
以上の構成に基づいて塗布ユニット１によりウエハＷに塗布液Ｒを塗布する動作について簡単に説明する。外部の搬送手段によって３つの搬入出口３０ａのいずれか一つより筐体３０内に搬入されたウエハＷは、昇降ピン４４により裏面側を支持され、搬送手段を筐体３０外へ退避させて昇降ピン４４を下降させることにより、搬入された搬入出口３０ａに対応する液処理部２のスピンチャック４１に受け渡される。
そして、ノズル搬送機構２０を作動させ、シンナー雰囲気となっているノズルバス１４上で待機させたノズル１０を持ち上げて、図１のＹ方向に搬送する。次いでシンナーを供給するノズル１０がウエハＷの略中央上方の位置に到達したらノズルアーム１１の移動を停止し、その位置にてノズルアーム１１を降下させる。その後静止しているウエハＷ上にノズル１０からシンナーを供給した後、当該処理にて塗布するレジスト液の供給ノズル１０がウエハＷの略中央上方に位置するように、ノズルアーム１１を移動させる。この移動動作と並行して、スピンチャック４１を例えば高速回転させ、その回転中のウエハＷ上にレジスト液を吐出、停止してウエハＷの径方向に広げるスピンコーティングを行う。
続けてスピンチャック４１を低速で回転させ、スピンコーティングしたレジスト膜の膜圧を均一にし、次いで再び高速回転させることによりコーティングしたレジスト液の振り切り乾燥を行う。この間、ノズル搬送機構２０は上述の経路とは反対の経路でノズルアーム１１を移動させて、塗布液Ｒの供給の完了したノズル１０をノズルバス１４で待機させ、レジスト液の乾燥を抑える。
一方、振り切り乾燥の完了したウエハＷに対しては対応するＥＢＲ機構６を稼働させて、ウエハＷ周縁部に塗布したレジスト膜を除去する。
レジスト膜の形成されたウエハＷは、搬入時とは逆の順序で搬送手段に受け渡され塗布ユニット１から搬出される。こうして各液処理部２には、塗布、現像装置に決められたウエハＷの搬送サイクルに従ってウエハＷが例えば２４秒間隔で順次搬送され、同様の処理が行われる。
以上に説明した構成に加え、本発明に係る塗布ユニット１は、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に光例えばレーザー光Ｌを照射する光源例えばレーザー光源１１０と、ノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域を撮像する撮像部例えばＣＣＤカメラ等のカメラ１７と、ノズル１０からウエハＷに向けて塗布液Ｒを吐出するための吐出信号を出力すると共にカメラ１７により撮像を開始させる制御部９ａと、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒ中に光が入射して塗布液Ｒに反射（乱反射を含む。以下同じ）されたときの光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定する判定部９ｂを備えている。以下、これらの構成について説明する。
カメラ１７は、図３（ａ）に示すように、ノズル搬送機構２０のノズルアーム１１に固定部材を介して固定されている。このカメラ１７は、各ノズル１０を撮像できるように、ノズルヘッド部１１ａに保持されたノズル１０の配列方向と略直交する方角からノズル１０を撮像する構成となっている。また、カメラ１７は例えば広角レンズを備えており、一列に配列された全てのノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域を撮像領域に収めるように設定されている。またカメラ１７は、イメージセンサであればよく、ＣＣＤ以外のＣ−ＭＯＳタイプのものであっても勿論よい。なお、カメラ１７は、必ずしもノズルアーム１１に固定されている必要はない。
また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ノズルヘッド部１１ａの下面のノズル１０とカメラ１７との間にはノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にレーザー光Ｌを照射するレーザー光源１１０が設置されている。レーザー光源１１０は、例えば半導体レーザーであって、指向性が強いレーザー光Ｌは、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にのみ正確に照射することができる。レーザー光源１１０には図示しない角度調節手段を備えており、レーザー光Ｌを照射する角度を調整することができる。なお、本実施形態においては、レーザー光Ｌを照射したが、ＬＥＤ光源からの光を集光して照射してもよい。
また、図５（ａ）に示すように、ノズルアーム１１のノズルヘッド部１１ａに保持された１１本のノズル１０は直線上に並列に配置されており、ノズルアーム１１に取り付けられた１のレーザー光源１１０から、すべてのノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にレーザー光Ｌをライン状に照射している。矢印の方向がレーザー光Ｌを照射する方向である。
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ノズルアーム１１のノズルヘッド部１１ａに保持されたノズル１０は、基部１０ｂと筒状部１０ｃから形成される筒状体であって、基部１０ｂをノズルアーム１１のノズルヘッド部１１ａに取り付けることができるようになっている。ノズル内部には塗布液Ｒの流路１０ｅが形成されており、ノズルアーム１１側から供給された塗布液Ｒをノズル１０の先端部１０ｄからウエハＷへ向けて吐出できるようになっている。ノズル１０の筒状部１０ｃは、光透過性部材で形成され、例えば石英や透明な樹脂で形成される。このように構成することにより、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒ中を乱反射して発光する光はノズル１０の筒状部１０ｃを透過することができる。
本発明に係る塗布ユニット１は、例えば濃度や成分の異なる１０種類のレジスト液と、ウエハＷ上でレジスト液を広がり易くするためのシンナーが１１本のノズル１０から供給される。塗布液Ｒは、濃度や成分によって異なる固有の反射率を有しており、あらかじめ測定された各塗布液の反射率は基準情報として記憶部９５に記憶してある。
図２に示すように、カメラ１７は、図示しないＡ／Ｄ変換器を介して制御ユニット９と接続されている。制御ユニット９の判定部９ｂはカメラ１７より取得した撮像結果に基づいて、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無判定し、判定の結果を表示操作部８に表示する。以下、これらの機能の詳細について説明する。
制御ユニット９は、図４に示すように、本実施形態における塗布ユニット１を含む塗布・現像装置全体を統括制御する制御部９ａと、カメラ１７による撮像結果である画像の処理や、その処理結果に基づいてノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定する判定部９ｂと、を備えている。
制御部９ａは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９０と、プログラム格納部９１と、を備えたコンピュータとして構成されている。プログラム格納部９１は、カメラ１７、ノズル搬送機構２０の駆動機構１５や塗布液供給機構７０、エアオペレーティドバルブ７２、サックバックバルブ７３、レーザー光源１１０に塗布処理を実行させるためのコンピュータプログラム（「プロセス用プログラム」と示してある）格納する役割を果たす。また、判定部９ｂにて独立に判定された塗布液Ｒの吐出の有無等の情報に基づいて、塗布ユニット１、供給ユニット７内の各機器を作動させ、これらの事象に対する対処動作やメンテナンス管理を実行するためのステップ群を備えたコンピュータプログラム（「対処動作用プログラム」、「メンテナンス管理用プログラム」と示してある）を格納されていてもよい。プログラム格納部９１は、例えば磁気ディスク等の記憶媒体により構成されている。
判定部９ｂは例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）９０ａと、プログラム格納部９４と、を備えたコンピュータとして構成されている。プログラム格納部９４は、カメラ１７より取得した撮像結果に画像処理を施したり、この撮像結果に基づいて塗布液Ｒの吐出の有無等を判定したりするためのステップ群を備えたコンピュータプログラム（「画像処理用プログラム」、「判定用プログラム」と示してある）を格納する役割を果たす。プログラム格納部９４は、例えば磁気ディスク等の記憶媒体により構成されている。
画像処理用プログラムによる画像処理について説明すると、上述したようにカメラ１７は一列に配列された全てのノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間ウエハ表面Ｗ１間の領域を撮像領域に収めるように設定されているため、カメラ１７はこの領域を撮像結果として判定部９ｂに出力する。判定部９ｂは入力された撮像結果を、判定に必要な撮像範囲に切り出すため、画像処理用プログラムを実行して画像処理をする。例えば、図７の画像は、判定部９ｂにおいて画像処理用プログラムを実行して切り出された撮像結果である。
判定部９ｂは更に、塗布液Ｒの吐出の有無及び塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定するために、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出動作が正常に動作していた際にカメラ１７.により撮像された撮像結果を記憶するための記憶部９５を備えている。記憶部９５は、磁気ディスク等の記憶媒体により構成されている。
制御ユニット９には更に表示操作部８が接続されており、表示操作部８は制御ユニット９内の判定部９ｂの指示に基づいて判定の結果をモニタに表示し、作業者に判定部９ｂによる判定の結果を伝達する役割を果たす。
次に、レーザー光源１１０から照射されたレーザー光Ｌの挙動について説明する。図３（ａ），（ｂ）に示すように、レーザー光源１１０は、レーザー光Ｌをカメラ１７方向からウエハ表面Ｗ１であってノズル１０から塗布液Ｒが吐出される吐出位置Ｔの手前の照射位置Ｔ１に向けて照射する。そして、レーザー光Ｌはウエハ表面Ｗ１に反射されてから、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に照射される。角度調節手段により、レーザー光Ｌを照射する角度を調整して、レーザー光Ｌが図３（ａ）のような光路を取るように設定されている。
ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に照射されたレーザー光Ｌは、図３（ａ）に示すように、ノズル１０の先端部１０ｄから塗布液Ｒが吐出されていない状態の場合は、当該領域に光が反射する物体は存在しないため、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域で乱反射することなくその領域を通過する。
この状態をカメラ１７により撮像すると、図７（ａ）に示すような撮像結果となる。レーザー光Ｌの反射光は確認されず、画像全体が明度Ｖ０（暗部）を表示する。
一方、ノズル１０から塗布液Ｒを吐出した状態を図３（ｂ），（ｃ）に示す。光の動きを矢印で図示してある。ノズル１０の先端部１０ｄから吐出された塗布液Ｒは、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間に液柱Ｒ１を瞬間的に形成する。ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に照射されたレーザー光Ｌは、液柱Ｒ１に照射され液柱Ｒ１内を乱反射し、液柱Ｒ１が発光する。乱反射したレーザー光Ｌは筒状部１０ｃ内部の流路１０ｅ内にある塗布液Ｒまで達し、筒状部１０ｃは光透過性部材で形成されているため、流路１０ｅ内にある塗布液Ｒについても発光が確認できる。
この状態をカメラ１７により撮像すると、図７（ｂ）に示すような撮像結果となる。液柱Ｒ１は、レーザー光Ｌの反射光が直接カメラ１７に到達するため、最も明るい明度Ｖ３を確認することができる。ノズル１０の流路１０ｅ内にある塗布液Ｒが反射光は、筒状部１０ｃを透過してカメラ１７に到達するため、液柱Ｒ１より、若干明度が落ちた明度Ｖ２を確認することができる。そして、筒状部１０ｃを透過する反射光のうち一部が反射してカメラ１７に到達するため、筒状部１０ｃは更に明度の落ちた明度Ｖ１として確認される。また、ノズル１０と液柱Ｒ１の周囲には反射する物体が存在しないため明度Ｖ０が確認される。
次に、本発明に係る塗布ユニット１の判定部９ｂの判定について説明する。まず、判定部９ｂは基準情報を記憶部９５に記憶させる。基準情報とは、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出動作が正常に動作している際、作業者の制御ユニット９への指示によりカメラ１７により撮像された撮像結果である。そこで、塗布液Ｒの吐出動作が正常に動作している際に例えば２００ｍｓの間隔でカメラ１７より撮像結果を取得する。この撮像結果は、カメラ１７にて撮像されたアナログ画像を例えば２５６階調表示が可能な所定解像度の８ビットのディジタル信号に変換されている。吐出動作が正常に動作している際に取得される画像は、上述したように、図７（ａ）：正常な停止動作を示す基準情報、図７（ｂ）：正常な吐出動作を示す基準情報、である。記憶部９５はこの２つの画像を基準情報として記憶する。なお、基準情報は、記憶部９５からの出力により表示操作部８のモニタに表示され、作業者は基準情報を確認及び選択することができるように構成されている。
記憶部９５に基準情報を記憶した判定部９ｂは、撮像結果と基準情報の塗布液Ｒ中を乱反射する光の明暗を比較した結果に基づいてノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定することができる。
図６は、判定部９ｂによる判定を説明するためのフローチャートである。塗布ユニット１が稼働を開始すると（スタート）、判定部９ｂは、カメラ１７から出力される撮像結果を取得し（ステップＳ１０１）、後述する制御部９ａからの確認信号の入力の有無により（ステップＳ１０２）、基準情報（図７（ａ）もしくは（ｂ））と同一か否か判定する（ステップＳ１０３，Ｓ１０６）。基準情報と同一であると判定される場合には、上記ステップを繰り返す。一方、基準情報と同一でないと判定された場合は、判定部９ｂは画像解析により原因を特定し（ステップＳ１０４）、表示操作部８に原因に応じた警告表示をする（ステップＳ１０５）。
具体的に説明すると、制御部９ａは、プロセス用プログラムを実行し、カメラ１７、ノズル搬送機構２０の駆動機構１５や塗布液供給機構７０、エアオペレーティドバルブ７２、サックバックバルブ７３、レーザー光源１１０を作動させる（スタート）。そして、ノズル１０から塗布液Ｒを吐出させる際、制御部９ａは、エアオペレーティドバルブ７２に塗布液Ｒの吐出信号を出力するのと同時に判定部９ｂに確認信号を出力する。
吐出信号によりエアオペレーティドバルブ７２が開閉し、ノズル１０から塗布液Ｒが吐出されると、その動作をカメラ１７が撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ出力する（ステップＳ１０１）。判定部９ｂは、制御部９ａからの確認信号の入力が有るのを判定した上で（ステップＳ１０２：Ｙ）、画像結果と記憶部９５に記憶してある基準情報（図７（ｂ））との光の明暗を比較解析する。その結果、判定部９ｂにより撮像結果と基準情報とが同一であると識別された場合、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出は有と判定される（ステップＳ１０３：Ｙ）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に信号を出力しない（ステップＳ１０１に戻る）。なお、表示操作部８は判定部９ｂからの信号の入力がされないと「正常」を表示するように構成してある。また、比較解析や画像解析は判定用プログラムを実行して行う。
更に、カメラ１７が撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ送る（ステップＳ１０１）。判定部９ｂは、制御部９ａからの確認信号の入力が無いのを判定した上で（ステップＳ１０２：Ｎ）、撮像結果と基準情報（図７（ａ））との光の明暗を比較解析する。その結果、撮像結果と基準情報とが同一であると識別された場合、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出は無と判定される（ステップＳ１０６：Ｙ）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に信号を出力せず（ステップＳ１０１に戻る）、表示操作部８は「正常」を表示したままである。
一方、カメラ１７が撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ出力し（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは制御部９ａからの上記確認信号の入力が有るにもかかわらず（ステップＳ１０２：Ｙ）、判定部９ｂにより撮像結果と基準情報（図７（ｂ））を比較解析した結果、撮像結果と基準情報が同一でないと識別され（ステップＳ１０３：Ｎ）、更に画像解析の結果、図７（ａ）に示す画像と同一であると識別された場合は、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出は無いと判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：吐出無」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
上記のように、本発明に係る塗布ユニット１はノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無を判定することができるが、更にノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定することが可能である。
例えば、カメラ１７が撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ出力し（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは制御部９ａからの確認信号の入力が無いと判定したにもかかわらず（ステップＳ１０２：Ｎ）、判定部９ｂにより撮像結果と基準情報（図７（ａ））を比較解析した結果、撮像結果と基準情報が同一でないと識別され（ステップＳ１０３：Ｎ）、更に画像解析の結果、図７（ｂ）に示す画像と同一でないと識別された場合は、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出のタイミングがずれている判定をする（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：タイミングずれ」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。なお、判定部９ｂは制御部９ａからの確認信号が入力されたにもかかわらず、撮像結果（図７（ｂ））が入力されるまでタイムラグがある場合についても、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出のタイミングがずれている判定することができる。
ノズル１０の先端面１０ｄから下方に塗布液Ｒが分離してボタ落ちする「途切れ」現象及びノズル１０から塗布液Ｒの吐出し始めに気体を巻き込む「泡噛み」現象が起きると、図７（ｃ）に示すような撮像結果が得られる。途切れ及び泡噛みは、塗布液Ｒの液柱Ｒ1が途中で分離するため、ノズル１０内まで反射光が入光することができず、ノズル１０部は発光しない。途切れ及び泡噛みが発生した塗布液Ｒを吐出したウエハＷは不均一な膜厚のレジスト膜が形成されるため露光不良の原因となる。
例えば、図７（ｃ）に示すような撮像結果がカメラ１７から出力された場合（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは制御部９ａからの確認信号の入力を判定した上で（ステップＳ１０２）、判断部９ｂは、撮像結果と基準情報（図７（ａ）もしくは（ｂ））と同一でない旨の判定をする（ステップＳ１０３：Ｎ、Ｓ１０６：Ｎ）。判断部９ｂは更に画像解析を進め、あらかじめ記憶部９５に記憶された途切れ・泡噛みの画像と比較解析や、演算処理による明度（Ｖ０〜Ｖ３）ごとの面積比率の比較により、途切れ・泡噛みが発生していると判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：途切れ・泡噛み」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
また、ノズル１０の先端面１０ｄから下方に吐出される塗布液Ｒの液柱Ｒ１が細る「液細り」現象が起きると、図７（ｄ）に示すような撮像結果が得られる。液細りは、サックバックバルブ７３による塗布液Ｒのノズル１０内への引き込みが悪くノズル１０の先端部１０ｄから下方に垂れてしまう現象である。また、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出する際の出が悪い場合に起きる現象である。更に塗布液Ｒが上記「途切れ」現象を起こす前兆としても発生する。
例えば、図７（ｄ）に示すような撮像結果がカメラ１７から出力された場合（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは制御部９ａからの確認信号の入力を判定した上で（ステップＳ１０２）、判断部９ｂは、撮像結果と基準情報（図７（ａ）もしくは（ｂ））と同一でない旨の判定をする（ステップＳ１０３：Ｎ、Ｓ１０６：Ｎ）。判断部９ｂは更に画像解析を進め、あらかじめ記憶部９５に記憶された液細りの画像と比較解析や、撮像結果と基準情報（図７（ｂ））の液柱Ｗ１の幅の比較解析により、液細りが発生していると判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：液細り」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
上述したように、基準情報（図７（ｂ））において、ノズル１０の流路１０ｅ内にある塗布液Ｒは明度Ｖ２が確認される。判断部９ｂはカメラ１７から出力された撮像結果を解析した結果、上記明度Ｖ２が位置する範囲に明度Ｖ０もしくはＶ１の黒点が識別される場合は、塗布液Ｒに気泡が混入していると判定することができる。その場合、判定部９ｂは表示操作部８に「異常：気泡」を警告表示させる。また、ノズル１０の流路１０ｅ内のある座標から上方すべてが明度Ｖ０もしくはＶ１と識別される場合は供給ユニット７からの塗布液Ｒの供給がなくなり液切れが発生していると判定する。その場合、判定部９ｂは表示操作部８に「異常：液切れ」を警告表示させる。
また、判断部９ｂはカメラ１７から出力された撮像結果から光度を解析し、照射されるレーザー光Ｌの光度データからノズル１０から吐出されている塗布液Ｒの反射率を測定することができる。上記のように記憶部９５には各塗布液Ｒの反射率があらかじめ記憶されており、判定部９ｂは測定された反射率と比較し、現在ノズル１０から吐出されている塗布液Ｒの種類を識別することができる。この情報に基づき、判定部９ｂは表示操作部８に信号を出力し、表示操作部８に「現在吐出されている塗布液の種類や吐出量等のパラメータ」を表示させることができる。
更に、上記のようにカメラ１７は２００ｍｓの間隔で撮像結果を取得する。判断部９ｂは時間経過毎の撮像結果を解析することにより、塗布液Ｒの発光していた時間を測定することができる。塗布液Ｒが発光している時間は、塗布液Ｒが吐出された時間と同一とみなすことができる。判断部９ｂは、撮像結果から塗布液Ｒの発光時間を測定して、あらかじめ記憶部９５に記憶された発光時間と比較解析することにより、発光時間の異常を判定することができる。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：吐出量」を警告表示させることができる。
なお、判定部９ｂが塗布液Ｒの吐出の無や、塗布液Ｒの吐出状態の異常を判定した場合、判定部９ｂは異常信号を制御部９ａに出力し、制御部９ａはその信号に基づいて、対処動作用プログラムもしくはメンテナンス管理用プログラムを実行し、カメラ１７、ノズル搬送機構２０の駆動機構１５や塗布液供給機構７０、エアオペレーティドバルブ７２、サックバックバルブ７３、レーザー光源１１０を作動させ、所定の対処動作を実行させることができる。
上記実施形態によれば、レーザー光源１１０からノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にレーザー光Ｌを照射するため、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒ中にレーザー光Ｌが入射して塗布液Ｒに反射されることにより塗布液Ｒが発光し、その光の明暗をカメラ１７で撮像することができる。判定部９ｂは、その撮像結果に基づいて、塗布液Ｒ中に光が入射して塗布液Ｒに反射されたときの光である塗布液Ｒ中を乱反射して発光する光の明暗を識別することによって、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無、例えば塗布液Ｒ中に気体が混入する泡噛み現象や塗布液Ｒがボタ落ちする途切れ現象、塗布液Ｒの液柱Ｒ１が細る液細り現象、あるいは塗布液Ｒの吐出時間等を判定することができる。このため、塗布ユニット１は、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を正確に判定することが可能となるため、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出動作に異常が生じた際の被害の拡大を抑えて塗布液Ｒの無駄を最小限にすることができる。
また、光であるレーザー光Ｌをノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にのみ照射するため、ノズル１０等に光が直接照射され不必要な光の反射が発生することを抑制することができるので、カメラ１７による撮像結果の精度を向上させることができる。
また、レーザー光源１１０は、レーザー光Ｌをウエハ表面Ｗ１であってノズル１０から塗布液Ｒが吐出される吐出位置Tの手前の照射位置T１に向けてから照射し、ウエハ表面Ｗ１に反射されてから、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に照射されることにより、カメラ１７は、ウエハ表面Ｗ１で反射された光を捉えずに光の明暗を撮像することができるので、更に撮像結果の精度を向上させることができる。
また、ノズル１０の筒状部１０ｃを光透過性部材で形成することにより、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒ中を乱反射して発光する光はノズル１０の筒状部１０ｃを透過することができる。このためカメラ１７はノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒ中を乱反射する光の明暗を撮像することができ、判定部９ｂは、ノズル１０の先端部１０ｄから基板表面Ｗ１間の領域の撮像結果のみならず、ノズル１０の流路１０ｅ内の撮像結果に基づいて判定することができるため、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を更に正確に判定することができる。
また、判定部９ｂに吐出動作が正常に動作していた際にカメラ１７により撮像された撮像結果である基準情報を記憶する記憶部９５を備え、判定部９ｂは、撮像結果と基準情報の光の明暗を比較した結果に基づいてノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定するため、判定部９ｂは、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を更に正確に判定することができる。
また、ノズル１０をスピンチャック４１に保持されたウエハＷの上方に搬送するノズル搬送機構２０を備え、ノズル搬送機構２０には、ノズル１０が直線上に並列に１１本配置されており、直線の側方方面に配置された１のレーザー光源１１０から、全てのノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にレーザー光Ｌをライン状に照射することにより、複数のノズル１０を備えていても、レーザー光源１１０から照射されるレーザー光Ｌをノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に正確に照射できる。
上記実施形態では、ノズルアーム１１のノズルヘッド部１１ａに保持された１１本のノズル１０は直線上に並列に配置されており、ノズルアーム１１に取り付けられた１のレーザー光源１１０から、全てのノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にレーザー光Ｌをライン状に照射したが、ノズル１０の先端部１０ｄから基板表面間Ｗ１の領域に光を照射すればよい。例えば、図５（ｂ）に示すように、ノズル搬送機構２０には、ノズル１０が直線上に並列に１１本配置されており、直線と平行な直線上にノズル１０毎にレーザー光源１１０ａを１１本配置し、レーザー光Ｌａをポイント状に照射してもよい。
このように構成されることにより、複数のノズル１０を備えていても、レーザー光源１１０ａから照射されるレーザー光Ｌａをノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に正確に照射できる。
上記実施形態では、レーザー光源１１０から照射されるレーザー光Ｌは、カメラ１７方向からウエハ表面Ｗ１であってノズル１０から塗布液Ｒが吐出される吐出位置Ｔの手前の照射位置Ｔ１に向けて照射され、ウエハ表面Ｗ１に反射されてから、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に照射されたが、レーザー光Ｌはノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に照射されればよい。例えば、図８に示すように、レーザー光源１１０はレーザー光Ｌをウエハ表面Ｗ１のノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出位置Ｔに向けて照射してもよい。この場合、カメラ１７とレーザー光源１１０は図示しない固定手段により、例えば筐体３０に取り付けてある。
このように構成することにより、レーザー光源１１０はレーザー光Ｌをノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出位置Ｔに向けて照射するため、カメラ１７は、ウエハ表面Ｗ１で反射された光を捉えずに光の明暗を撮像することができるので、更に撮像結果の精度を向上させることができる。
上記実施形態では、カメラ１７はノズルヘッド部１１ａに保持されたノズル１０とウエハ表面Ｗ１間の領域を撮像することができる位置に設置されたが、例えば図９に示すように、カメラ１７は、レーザー光Ｌの塗布液Ｒへの入射角度αに等しい反射角α方面に設置されてもよい。この場合、カメラ１７とレーザー光源１１０は図示しない固定手段により、例えば筐体３０に取り付けてある。
このように構成されることにより、カメラ１７は、ノズル１０から吐出される塗布液Ｒに反射された光のうち、最も光度の高い反射光の光路上で撮像することができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、レーザー光源１１０からノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にレーザー光Ｌを照射したが、図１０に示すように、光源である赤外照明１１１から、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に加え、ノズル１０に対しても赤外光Ｉを照射し、判定部９ｂは、塗布液Ｒ中に光が入射して塗布液Ｒに反射したときの光の明暗を識別することによって、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定すること加えて、ノズル１０の流路１０ｅ内の光の明暗を識別することによって、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無を判定してもよい。
第２実施形態に係る塗布ユニットは、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に加え、ノズル１０に対して赤外光Ｉを照射する光源例えば赤外照明１１１と、ノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域を撮像する撮像部例えばＣＣＤカメラ等のカメラ１７Ａと、ノズル１０からウエハＷに向けて塗布液Ｒを吐出するための吐出信号を出力すると共にカメラ１７Ａにより撮像を開始させる制御部９ａ（図示せず）と、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒ中に赤外光Ｉが入射して塗布液Ｒに反射されたときの赤外光Ｉの明暗を撮像する撮像結果及びノズル１０の流路１０ｅ内の光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定すると共に、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無を判定する判定部９ｂ（図示せず）を備えている。
赤外照明１１１は、例えば赤外線ＬＥＤ照明であって、ノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域及びウエハ表面Ｗ１に赤外光Ｉを照射することができる。この場合、照射される光が例えば可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）であると、塗布液Ｒの種類は無数であってその色も様々であるため、例えば赤、青、緑等に着色されたレジスト液を塗布する場合、照射された可視光がレジスト液に吸収及び反射され、レジスト液を透過する光が弱くなり液柱Ｒ１を明確に捉えることが困難となる。また、色が透明であるシンナーを塗布する場合、液柱Ｒ１の周辺を明るくして可視光を照射しても、カメラ１７Ａが液柱Ｒ１を明確に捉えることが困難となる。この点、波長の長い赤外光Ｉを照射することにより、塗布液Ｒの色がどのような色であっても、その液柱Ｒ１、液面Ｒ２を安定して際立たせ、液の見やすさの共通化を図ることができる。このため、液柱Ｒ１及び液面Ｒ２を観察し易くし、画像処理等で判断する場合にも、誤検知リスクを減らすことが出来る。したがって、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域、更にはノズル１０に照射される光は、赤外光Ｉであることが好ましい。
また、図１１に示すように、赤外照明１１１は、第１の光源である第１の赤外照明１１１ａと第２の光源である第２の赤外照明１１１ｂの２つが設置されている。この場合、対称位置にある第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０を鉛直軸とし、カメラ１７Ａとの水平方向の角度（γ，δ）が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置されている。このように構成することにより、両側に設置された第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂからノズル１０方向に向けて赤外光Ｉを照射し、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒ（液柱Ｒ１）の側部からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、液柱Ｒ１の側部の光の明暗を鮮明にして、塗布液Ｒ中の側部を安定して際立たせることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
上述したノズル１０に設定される鉛直軸について詳細を説明すると、カメラ１７Ａ方面から確認されるノズル１０内の塗布液Ｒの両側の側部のうち、第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂが設置される側と対向する側の塗布液Ｒの側部をそれぞれの鉛直軸として、第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂの位置（角度γ，δ）を設定してある（図１１参照）。
図１５に示すように、ノズル１０を鉛直軸とする赤外照明１１１とカメラ１７Ａとの水平方向の角度δを９０度から１８０度まで１０度毎に光源を移動して、移動毎にカメラ１７Ａにて撮像する実験を行った。なお、ノズル１０の右側に設置される赤外照明１１１は、対向する側である塗布液Ｒの左側の側部を鉛直軸として水平方向の角度δを設定してある。また、赤外照明１１１の鉛直方向の角度βは、すべて１２０度の位置で撮像している。
実験を行った結果、図１６に示すような撮像結果を示す写真が得られた。これにより、水平方向の角度δを１２０度から１６０度をなす位置に赤外照明１１１を設置すると、液柱Ｒ１の左側の側部の光の明暗を鮮明にして、液柱Ｒ１の側部を安定して際立たせることができることが判った。
一方、水平方向の角度δを１２０度より小さい角度の位置に赤外照明１１１を設置すると、液柱Ｒ１の側部の光の明暗が不鮮明となり、液柱Ｒ１の側部を際立たせることができないことが判った。また、水平方向の角度δを１６０度より大きい角度の位置に赤外照明１１１を設置すると、ウエハＷに向けて吐出される液柱Ｒ１の側部からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度が低く、液柱Ｒ１の側部を際立たせることができないことが判った。例えば、水平方向の角度δ＝１７０度，１８０度においては、液柱Ｒ１の中央部の反射光及び屈折光を確認することができるが、液柱Ｒ１の側部からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度が低く、液柱Ｒ１の側部を際立たせることができない。
なお、上記実験例では、１つの赤外照明１１１をノズル１０の右側に設置して赤外線を照射して液柱Ｒ１の左側の側部の光の明暗を鮮明にしたが、もう１つの赤外照明１１１をノズル１０の左側の対称位置に更に設置することにより、液柱Ｒ１の左右両側の側部の光の明暗を鮮明にして、液柱Ｒ１の左右両側の側部を安定して際立たせることができる。
また、図１０に示すように、第１の赤外照明１１１ａは、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐより上方に設置されると共に、液面位置Ｐにある液面Ｒ２に対し赤外照明１１１ａとカメラ１７Ａのなす鉛直方向の角度βが１２０度から１６０度の位置に設置される。ここで、所定の液面位置Ｐとは、ノズル１０の先端部１０ｄから塗布液Ｒが吐出されていない状態において、ノズル１０の流路１０ｅ内において予め設定されるサックバックされた塗布液Ｒの液面Ｒ２が待機する位置である。なお、第２の赤外照明１１１ｂについても同様の位置に設置されている。
このように構成することによって、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２に直接照射される光と、ウエハＷに反射して液面Ｒ２に照射された光を、液面Ｒ２に照射し、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の光の明暗を鮮明にして、塗布液Ｒの液面Ｒ２を安定して際立たせることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
図１７に示すように、液面Ｒ２に対し赤外照明１１１とカメラ１７Ａがなす鉛直方向の角度βについて、９０度から１８０度までの１０度毎に赤外照明１１１を移動して、移動毎にカメラ１７Ａが撮像する実験を行った。なお、赤外照明１１１の水平方向の角度δは、すべて１２０度の位置で撮像してある。
実験を行った結果、図１８に示すような撮像結果が得られた。これにより、角度βが１２０度から１６０度をなす位置に赤外照明１１１を設置すると、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の光の明暗を鮮明にして、塗布液Ｒの液面Ｒ２を安定して際立たせることができることが判った。
一方、鉛直方向の角度βを１２０度より小さい角度に赤外照明１１１を設置すると、塗布液Ｒの液面Ｒ２からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度が低く、塗布液Ｒの液面Ｒ２を際立たせることができないことが判った。また、鉛直方向の角度βを１６０度より大きい角度の位置に赤外照明１１１を設置すると、塗布液Ｒの液面Ｒ２が不鮮明となり、塗布液Ｒの液面Ｒ２のみを際立たせることができないことが判った。例えば、鉛直方向の角度β＝１７０度，１８０度においては、例えば液面Ｒ２より下のノズル１０の流路１０ｅの反射光により、塗布液Ｒの液面Ｒ２と流路１０ｅの境界が不鮮明となる。
この場合、カメラ１７Ａは、赤外光Ｉを撮像可能なイメージセンサであればよく、例えばＣＣＤ以外のＣ−ＭＯＳタイプのものであっても勿論よい。
制御ユニット９の判定部９ｂは、第１実施形態と同様に、その処理結果に基づいてノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無、ノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定し、更にノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無を判定することができるように形成されている。
なお、第２実施形態において、その他の部分は上述した第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
次に、第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂから照射された赤外光Ｉの挙動について説明する。図１０，図１１に示すように、第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域及びウエハ表面Ｗ１に赤外光Ｉを照射する。赤外照明１１１から照射される赤外光Ｉは、ノズル１０の先端部１０ｄから塗布液Ｒが吐出されていない状態の場合であっても、ノズル１０及びノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域及びウエハ表面Ｗ１に照射されている。
この塗布液Ｒが吐出されていない状態をカメラ１７Ａにより撮像すると、図１２（ａ）に示すような撮像結果となる。ノズル１０の周囲には反射する物体が存在しないため明度Ｙ０が確認される。対称位置にある第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０を鉛直軸とし、カメラ１７Ａとの水平方向の角度（γ，δ）が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置されるため、流路１０ｅ内において塗布液Ｒがサックバックし、流路１０ｅの先端に空気層からなるスペースが形成されると、両側に設置された第１の赤外照明１１１ａ，第２の赤外照明１１１ｂからノズル１０方向に向けて赤外光Ｉを照射するので、そのスペースが形成された流路１０ｅの内面側部に反射して発光し、最も明度の高いＹ４が確認される。また、ノズル１０の筒状部１０ｃの側部に反射して発光し、最も明度の高いＹ４が確認される。
筒状部１０ｃに照射された赤外光Ｉは、上述したＹ４より明度の落ちた明度Ｙ３として確認される。そして、筒状部１０ｃ内の塗布液Ｒに照射された赤外光Ｉは、塗布液Ｒ及び筒状部１０ｃ透過した赤外光Ｉのみがカメラに到達するため、更に明度の落ちた明度Ｙ１として確認される。
一方、図１２（ａ）に示すように、ノズル１０の先端部１０ｄから塗布液Ｒが吐出されていない状態においてノズル１０の流路１０ｅ内で待機する塗布液Ｒの液面Ｒ２は、赤外照明１１１ａ，１１１ｂが、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐより上方に設置されると共に、液面位置Ｐにある液面Ｒ２に対し赤外照明１１１ａ，１１１ｂとカメラ１７Ａのなす鉛直方向の角度βが１２０度から１６０度の位置に設置され、液面Ｒ２に直接照射される赤外光Ｉと、ウエハＷに反射して液面Ｒ２に照射された赤外光Ｉを、液面Ｒ２に照射し、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の光の明暗を鮮明にして、際立たせることができるため、最も明度の高いＹ４が確認される。
図１２（ｂ）は、ノズル１０から塗布液Ｒを吐出した状態の場合の撮像結果である。ノズル１０の先端部１０ｄから吐出された塗布液Ｒは、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間に液柱Ｒ１を瞬間的に形成する。照射された赤外光Ｉは、塗布液Ｒの液柱Ｒ１を透過する赤外光Ｉがカメラ１７Ａに到達するため、筒状部１０ｃ内の塗布液Ｒを透過した明度Ｙ１より若干明度の上がった明度Ｙ２として確認される。
図１２（ｂ）に示すように、液柱Ｒ１の側部は、対称位置にある第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０を鉛直軸とし、カメラ１７Ａとの水平方向の角度（γ，δ）が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置されるため、両側に設置された第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂからノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間に向けて赤外光Ｉを照射し、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒの側部から撮像部に向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒの側部を際立たせることができるため、最も明度の高いＹ４が確認される。このように、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒの側部の光の明暗を鮮明にして、塗布液Ｒ中の側部を安定して際立たせて、液柱Ｒ１及びその幅を明確にすることができる。
上記のように構成することにより、液柱Ｒ１の側部を安定して際立たせることができるため、観察し易く、画像処理等で判断する場合にも、誤検知リスクを減らすことができる。また、画像処理を行う場合には、簡単な処理で側部（エッジ部分）を判断できるため。コントローラの解析負荷が下がり、処理能力を抑えることが出来るため、安価な部材を選択することが可能となる。
次に、第２実施形態に係る塗布ユニットの判定部９ｂの判定について、図４，図６，図１２及び図１３を参照して説明する。まず、判定部９ｂはノズル１０からの塗布液Ｒの吐出動作が正常に動作している際、作業者の制御ユニット９への指示によりカメラ１７Ａにより撮像された撮像結果である基準情報を記憶部９５に記憶させる。吐出動作が正常に動作している際に取得される画像は、上述したように、図１２（ａ）：正常な停止動作を示す基準情報、図１２（ｂ）：正常な吐出動作を示す基準情報、である。記憶部９５はこの２つの画像を基準情報として記憶する。
記憶部９５に基準情報を記憶した判定部９ｂは、撮像結果と基準情報の光の明暗を比較した結果に基づいてノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定することができる。
そして、第１実施形態と同様の手順により、吐出信号によりエアオペレーティドバルブ７２が開閉し、ノズル１０から塗布液Ｒが吐出されると、その動作をカメラ１７Ａが撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ出力する（ステップＳ１０１）。判定部９ｂは、制御部９ａからの確認信号の入力が有るのを判定した上で（ステップＳ１０２：Ｙ）、画像結果と記憶部９５に記憶してある基準情報（図１２（ｂ））との光の明暗を比較解析する。その結果、判定部９ｂにより撮像結果と基準情報とが同一であると識別された場合、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出は有と判定される（ステップＳ１０３：Ｙ）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に信号を出力しない（ステップＳ１０１に戻る）。
更に、カメラ１７Ａが撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ送る（ステップＳ１０１）。判定部９ｂは、制御部９ａからの確認信号の入力が無いのを判定した上で（ステップＳ１０２：Ｎ）、撮像結果と基準情報（図１２（ａ））との光の明暗を比較解析する。その結果、撮像結果と基準情報とが同一であると識別された場合、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出は無と判定される（ステップＳ１０６：Ｙ）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に信号を出力せず（ステップＳ１０１に戻る）、表示操作部８は「正常」を表示したままである。
一方、カメラ１７Ａが撮像し、取得した撮像結果を判定部９ｂへ出力し（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは制御部９ａからの上記確認信号の入力が有るにもかかわらず（ステップＳ１０２：Ｙ）、判定部９ｂにより撮像結果と基準情報（図１２（ｂ））を比較解析した結果、撮像結果と基準情報が同一でないと識別され（ステップＳ１０３：Ｎ）、更に画像解析の結果、図１２（ａ）に示す画像と同一であると識別された場合は、ノズル１０から塗布液Ｒの吐出は無いと判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：吐出無」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
上記のように、第２実施形態に係る塗布ユニットはノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無を判定することができるが、更にノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定することが可能である。
例えば、ノズル１０の先端面１０ｄから下方に吐出される塗布液Ｒの液柱Ｒ１が細る「液細り」現象が起きると、図１２（ｃ）に示すような撮像結果が得られる。液細りは、サックバックバルブ７３による塗布液Ｒのノズル１０内への引き込みが悪くノズル１０の先端部１０ｄから下方に垂れてしまう現象である。また、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出する際の出が悪い場合に起きる現象である。更に塗布液Ｒが上記「途切れ」現象を起こす前兆としても発生する。
例えば、図１２（ｃ）に示すような撮像結果がカメラ１７Ａから出力された場合（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは制御部９ａからの確認信号の入力を判定した上で（ステップＳ１０２）、判断部９ｂは、撮像結果と基準情報（図１２（ａ）もしくは（ｂ））と同一でない旨の判定をする（ステップＳ１０３：Ｎ、Ｓ１０６：Ｎ）。判断部９ｂは更に画像解析を進め、予め記憶部９５に記憶された液細りの画像と比較解析や、撮像結果と基準情報（図１２（ｂ））の液柱Ｒ１の幅の比較解析により、液細りが発生していると判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：液細り」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
更に、第２実施形態に係る塗布ユニットは、ノズル１０の流路１０ｅ内の光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無を更に判定することが可能である。
上述したように、サックバックバルブ７３は、塗布液Ｒを供給していない場合にノズル１０の先端部１０ｄから塗布液Ｒを引き込み、液面Ｒ２をノズル１０の流路１０ｅ内の所定の液面位置Ｐに保持する。サックバックバルブ７３の引き込み圧が強すぎ、液面Ｒ２が所定の液面位置Ｐより上昇すると、塗布液Ｒの吐出時に気泡を巻き込み易くなると共に、吐出タイミングがずれる問題が生じる。一方、サックバックバルブ７３の引き込み圧が弱すぎ、液面Ｒ２が所定の液面位置Ｐより下降すると、液だれが生じ易くなると共に、吐出タイミングがずれる問題が生じる。
この場合、図１３（ａ）は、正常な停止動作を示す基準情報である。すなわち液面Ｒ２が予め設定されたノズル１０の流路１０ｅ内の所定の液面位置Ｐに保持された状態の撮像結果である。そして、ノズル１０の先端部１０ｄから塗布液Ｒが吐出されていない状態においてノズル１０の流路１０ｅ内で待機する塗布液Ｒの液面Ｒ２は、赤外照明１１１ａ，１１１ｂは、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐより上方に設置されると共に、液面位置Ｐにある液面Ｒ２に対し赤外照明１１１ａ，１１１ｂとカメラ１７Ａのなす鉛直方向の角度βが１２０度から１６０度の位置に設置されるため、液面Ｒ２に直接照射される赤外光Ｉと、ウエハＷに反射して液面Ｒ２に照射された赤外光Ｉを、液面Ｒ２に照射し、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２を際立たせることができるため、最も明度の高いＹ４が確認される。例えば、図１３（ｂ）に示すように、サックバックバルブ７３の引き込み圧が強すぎると液面Ｒ２は上昇するため、液面Ｒ２に入射してＹ４の発光が確認される位置が上昇する。
図１３（ａ）に示すように、正常な停止動作を示す基準情報では、液面Ｒ２の形状は平面である。例えば、図１３（ｂ）に示すように、サックバックバルブ７３の引き込み圧が強すぎると、液面Ｒ２は上向きの湾曲形状になる。このように、液面の形状の変化の有無を確認することができる。
また、図１３（ａ）に示すように、流路１０ｅ内において塗布液Ｒがサックバックし、流路１０ｅの先端に空気層からなるスペースが形成されると、そのスペースが形成された流路１０ｅの内面側部が赤外光Ｉを反射して発光する。これは、対称位置にある第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂを、ノズル１０を鉛直軸とし、カメラ１７Ａとの水平方向の角度（γ，δ）が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置し、両側に設置された第１の赤外照明１１１ａ，第２の赤外照明１１１ｂからノズル１０方向に向けて赤外光Ｉを照射するためである。このため、例えば、図１３（ｂ）に示すように、サックバックバルブ７３の引き込み圧が強すぎると、液面Ｒ２が上昇してスペースが大きくなるため、流路１０ｅの内面側部の発光する長さ（面積）が大きくなる。
上述した液面Ｒ２の発光位置、液面Ｒ２の形状、及び、流路１０ｅの内面側部の発光を識別することにより、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無を確認することができる。
そして、図１３（ｂ）に示すような撮像結果がカメラ１７Ａから出力された場合（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは、制御部９ａからの確認信号の入力が無いのを判定した上で（ステップＳ１０２：Ｎ）、撮像結果と基準情報（図１３（ａ））との光の明暗を比較解析する。その結果、撮像結果と基準情報とが同一でない旨の判定をする（ステップＳ１０３：Ｎ）。判断部９ｂは更に画像解析を進め、例えば液面Ｒ２の発光位置、液面Ｒ２の湾曲形状、流路１０ｅの内面側部の発光部位の長さの解析、また、あらかじめ記憶部９５に記憶された液面上昇の画像と比較解析により、液面Ｒ２が上昇していると判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：液面上昇」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
また、図１３（ｃ）に示すような撮像結果がカメラ１７Ａから出力された場合（ステップＳ１０１）、判定部９ｂは、制御部９ａからの確認信号の入力が無いのを判定した上で（ステップＳ１０２：Ｎ）、撮像結果と基準情報（図１３（ａ））との光の明暗を比較解析する。その結果、撮像結果と基準情報とが同一でない旨の判定をする（ステップＳ１０３：Ｎ）。判断部９ｂは更に画像解析を進め、例えば液面Ｒ２の発光位置、液面Ｒ２の湾曲形状、流路１０ｅの内面側部の発光部位の長さの解析、また、あらかじめ記憶部９５に記憶された液面下降の画像と比較解析により、液面Ｒ２が下降していると判定する（ステップＳ１０４）。この場合、判定部９ｂは表示操作部８に警告信号を出力し、表示操作部８に「異常：液面下降」を警告表示させる（ステップＳ１０５）。
上記実施形態によれば、赤外照明１１１からノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に赤外光Ｉを照射するため、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒ中に赤外光Ｉが入射して塗布液Ｒに反射されることにより塗布液Ｒが発光し、その光の明暗をカメラ１７で撮像することができる。判定部９ｂは、その撮像結果に基づいて、塗布液Ｒに反射されたときの光の明暗を識別することによって、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を判定することができる。このため、第２実施形態における塗布ユニットは、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出の有無及びノズル１０から吐出される塗布液Ｒの吐出状態の変化の有無を正確に判定することが可能となるため、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出動作に異常が生じた際の被害の拡大を抑えて塗布液Ｒの無駄を最小限にすることができる。
また、赤外照明１１１は、ノズル１０に赤外光Ｉを照射し、判定部９ｂは、ノズル１０の流路１０ｅ内の光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無の判定を行って、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の変化の有無、例えばノズル１０の流路１０ｅ内で待機する塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐからの上昇もしくは下降、更には液面Ｒ２の形状の変化の有無等を判定することができる。このため、ノズル１０からの塗布液Ｒの吐出動作に異常が生じた際の被害の拡大を抑えて塗布液Ｒの無駄を最小限にすることができる。
上記実施形態では、第１の赤外照明１１１ａ，第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐより上方に設置されると共に、液面位置Ｐにある液面Ｒ２に対し第１の赤外照明１１１ａ，第２の赤外照明１１１ｂとカメラ１７Ａのなす鉛直方向の角度βが１２０度から１６０度の位置に設置されるたが、例えば第１の赤外照明１１１ａ，第２の赤外照明１１１ｂの設置角度βを適宜変更して設置し、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域にのみ赤外光Ｉを照射してもよい。
このように構成することにより、対称位置にある第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０を鉛直軸とし、カメラ１７Ａとの水平方向の角度（γ，δ）が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置されるため、両側に設置された第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂからノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域に向けて赤外光Ｉを照射し、ウエハＷに向けて吐出される塗布液Ｒの側部からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、塗布液Ｒの側部の光の明暗を鮮明にして、塗布液Ｒ中の側部を安定して際立たせることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
上記実施形態では、赤外照明１１１は、第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂの２つの赤外照明１１１が設置されており、対称位置にある第１の赤外照明１１１ａと第２の赤外照明１１１ｂは、ノズル１０を鉛直軸とし、カメラ１７Ａとの水平方向の角度（γ，δ）が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置したが、図１４に示すように、赤外照明１１１ｃを、ノズル１０を挟んでカメラ１７Ａと対向する側に一つ設置し、更に、ノズル１０を挟んで赤外照明１１ｂと対向する側に補助光源１１２を設置してもよい。
この場合、赤外照明１１１ｃは、ノズル１０を挟んでカメラ１７Ａと対向する側に設置
される。また、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐより上方に設置されると共に、液面位置Ｐにある液面Ｒ２に対し赤外照明１１１ａとカメラ１７Ａのなす鉛直方向の角度βが１２０度から１６０度の位置に設置されている。
一方、補助光源１１２は、例えば赤外線ＬＥＤ照明であって、ノズル１０を挟んで赤外照明１１１ｃと対向する側に設置されており、ノズル１０、ノズル１０の先端部１０ｄからウエハ表面Ｗ１間の領域及びウエハ表面Ｗ１に赤外光Ｉを照射することができる。
このように構成することによって、ノズル１０を挟んでカメラ１７Ａと対向する側に設置される赤外照明１１１ｃと、補助光源１１２により液柱のカメラ１７Ａ側の表面状態を安定して際立たせて光の明暗を鮮明にすることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
また、赤外照明１１１ｃは、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの所定の液面位置Ｐより上方に設置されると共に、液面位置Ｐにある液面Ｒ２に対し赤外照明１１１ｃとカメラ１７Ａのなす鉛直方向の角度βが１２０度から１６０度の位置に設置されることによって、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２に直接照射される光と、ウエハＷに反射して液面Ｒ２に照射された光を、液面Ｒ２に照射し、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２からカメラ１７Ａに向かう反射光及び屈折光の光度を高くして、ノズル１０の流路１０ｅ内の塗布液Ｒの液面Ｒ２の光の明暗を鮮明にして、塗布液Ｒの液面Ｒ２を安定して際立たせることができるため、撮像結果の精度を向上させることができる。
次に塗布、現像装置に上述した塗布ユニット１を適用した一例について簡単に説明する。この装置にはキャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台１００ａ上に載置された密閉型のキャリア１００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＣが処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア１００に戻すように構成されている。
上記処理ブロックＳ２は、図２０に示すようにこの例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を、下から順に積層して構成されている。
第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する本形態に係わる塗布ユニット１と、この塗布ユニット１にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理ユニット群と、上記塗布ユニット１と処理ユニット群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ２、Ａ４と、で構成されている。第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３についても上記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成である。
一方、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については図２１に示すように一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニットが２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像ユニットに対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。
更に処理ブロックＳ２には、図１９及び図２１に示すように棚ユニットＵ５が設けられ、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは上記棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に、上記棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１によって順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しユニットＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各ユニット（反射防止膜ユニット及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される。
その後、ウエハＷは棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３→棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３→受け渡しアームＤ１を経て棚ユニットＵ５における受渡しユニットＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、反射防止膜の形成された後搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。
一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜や更に反射防止膜の形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１を介して受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４から受け取り受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図２１中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により棚ユニットＵ５の受け渡し台ＴＲＳ１に受け渡される。その後、第１の受け渡しアームＤ１により棚ユニットＵ５における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡し台に搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。なお図１９においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系ユニット群である。
なお、上述した実施形態は塗布、現像装置における塗布ユニットに係るものであったが、本発明は例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板表面に対して処理液を供給する任意の液処理装置やアプリケーション例えばウエハＷの洗浄処理で用いられる枚葉式洗浄装置等に適用可能である。したがって、本発明における処理液としては、塗布液以外にも、例えば洗浄液や現像液等も可能である。
Ｌ，Ｌａ レーザー光（光）
Ｉ 赤外光（光）
Ｐ 液面位置
Ｔ 吐出位置
Ｔ１ 照射位置
Ｒ 塗布液（処理液）
Ｒ１ 液柱
Ｒ２ 液面
Ｖ０〜Ｖ３，Ｙ０〜Ｙ４ 明度（光の明暗）
Ｗ ウエハ
Ｗ１ ウエハ表面
１ 塗布ユニット
７ 供給ユニット（処理液供給部）
８ 表示操作部
９ 制御ユニット
９ａ 制御部
９ｂ 判定部
１０ ノズル（処理液ノズル）
１０ｃ 筒状部（筒状体）
１０ｄ 先端部
１０ｅ 流路
１１ ノズルアーム
１１ａ ノズルヘッド部
１１ｂ アーム部
１７，１７Ａ カメラ（撮像部）
２０ ノズル搬送機構
４１ スピンチャック（基板保持部）
９０，９０a 中央演算処理装置
９１，９４ プログラム格納部
９５ 記憶部
１１０，１１０ａ レーザー光源（光源）
１１１，１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ 赤外照明（光源）
１１２ 補助光源

Claims (14)

  1. 基板保持部に水平に保持された基板の表面に、処理液供給部から処理液を供給して上記基板の表面に向けて吐出させて液処理をする液処理装置において、
    上記処理液供給部から供給される上記処理液の流路を形成した処理液ノズルと、
    光を基板表面に向けて照射し、上記基板表面に反射されてから、上記処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域に光を照射する光源と、
    上記処理液ノズルと基板表面間のうちの、少なくとも上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域を撮像する撮像部と、
    上記処理液ノズルから上記基板に向けて上記処理液を吐出するための吐出信号を出力すると共に上記撮像部により撮像を開始させる制御部と、
    上記基板に向けて吐出される処理液中に上記光が入射して上記処理液に反射されたときの光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する判定部と、
    を備えた、ことを特徴とする液処理装置。
  2. 請求項１に記載の液処理装置において、
    上記撮像部は、上記光の上記処理液への入射角度に等しい反射角方面に設置される、ことを特徴とする液処理装置。
  3. 請求項１又は２に記載の液処理装置において、
    上記処理液ノズルは、光透過性部材で形成される筒状体で形成され、
    上記撮像部は、上記処理液ノズルの流路内の上記処理液に反射された光の明暗を撮像可能に形成される、ことを特徴とする液処理装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の液処理装置において、
    上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判断する基準となる基準情報を記憶する記憶部を更に備え、上記判定部は、上記撮像結果と上記基準情報の光の明暗を比較した結果に基づいて上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する、ことを特徴とする液処理装置。
  5. 請求項４に記載の液処理装置において、
    上記基準情報は、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出動作が正常に動作していた際に上記撮像部により撮像された撮像結果である、ことを特徴とする液処理装置。
  6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の液処理装置において、
    上記処理液ノズルを上記基板保持部に保持された基板の上方に搬送するノズル搬送機構を更に備え、
    上記ノズル搬送機構には、上記処理液ノズルが直線上に並列に複数配置されており、直線の側方方面に配置された１の光源から、全ての上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域に上記光をライン状に照射する、ことを特徴とする液処理装置。
  7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の液処理装置において、
    上記処理液ノズルを上記基板保持部に保持された基板の上方に搬送するノズル搬送機構を更に備え、
    上記ノズル搬送機構には、上記処理液ノズルは直線上に並列に複数配置されており、直線と平行な直線上に上記処理液ノズル毎に配置された光源から上記光を照射する、ことを特徴とする液処理装置。
  8. 請求項１に記載の液処理装置において、
    上記光源は、対称位置にある第１の光源と第２の光源が、上記処理液ノズルを鉛直軸とし、上記撮像部との水平方向の角度が１２０度から１６０度をなす位置にそれぞれ設置される、ことを特徴とする液処理装置。
  9. 請求項１に記載の液処理装置において、
    上記光源は、上記処理液ノズルを挟んで上記撮像部と対向する側に設置され、更に、上記処理液ノズルを挟んで上記光源と対向する側に補助光源を設置する、ことを特徴とする液処理装置。
  10. 請求項８又は９に記載の液処理装置において、
    上記処理液ノズルは、光透過性部材で形成される筒状体で形成され、
    上記撮像部は、上記処理液ノズルの流路内の上記処理液に反射された光の明暗を撮像可能に形成される、ことを特徴とする液処理装置。
  11. 請求項１０に記載の液処理装置において、
    上記光源は、更に上記処理液ノズルに光を照射し、上記判定部は、上記処理液ノズルの流路内の光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルの流路内の処理液の液面の変化の有無を更に判定する、ことを特徴とする液処理装置。
  12. 請求項１１に記載の液処理装置において、
    上記光源は、上記処理液ノズルの流路内の上記処理液の所定の液面位置より上方に設置されると共に、上記液面位置にある液面に対し上記光源と上記撮像部のなす鉛直方向の角度が１２０度から１６０度の位置に設置される、ことを特徴とする液処理装置。
  13. 基板保持部に水平に保持された基板の表面に、処理液供給部から処理液を供給して上記基板の表面に向けて吐出させて液処理をする液処理方法において、
    上記処理液供給部から供給される上記処理液の流路を形成した処理液ノズルと、光を基板表面に向けて照射し、上記基板表面に反射されてから、上記処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域に光を照射する光源と、上記処理液ノズルと基板表面間のうちの、少なくとも上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域を撮像する撮像部と、上記処理液ノズルから上記基板に向けて上記処理液を吐出するための吐出信号を出力すると共に上記撮像部により撮像を開始させる制御部と、上記基板に向けて吐出される処理液中に上記光が入射して上記処理液に反射されたときの光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する判定部と、を備えた液処理装置を用いた液処理方法であって、
    上記処理液ノズルから処理液を吐出する前に、光を基板表面に向けて照射し、上記基板表面に反射されてから、上記処理液ノズルの先端部から基板表面間の領域に光を照射する工程と、
    上記処理液ノズルと基板表面間のうちの、少なくとも上記処理液ノズルの先端部から上記基板表面間の領域を撮像する工程と、
    上記基板に向けて吐出される処理液中に上記光が入射して上記処理液に反射されたときの光の明暗を撮像する撮像結果に基づいて識別することによって、上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判定する工程と、
    を含むことを特徴とする液処理方法。
  14. 請求項１３に記載の液処理方法において、
    上記撮像結果と、上記判定部に記憶された上記処理液ノズルからの上記処理液の吐出の有無及び上記処理液ノズルから吐出される上記処理液の吐出状態の変化の有無を判断する基準となる基準情報とに基づいて上記処理液ノズルにおける処理液の吐出のタイミングのずれを判定する工程を更に含むことを特徴とする液処理方法。
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