JP6511572B2 - Substrate holding inspection method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを検査する基板保持検査方法および当該基板保持検査方法を用いて基板処理を行う基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate holding inspection method for inspecting whether a substrate is properly held by a substrate holding unit, and a substrate processing apparatus for performing substrate processing using the substrate holding inspection method.
基板に対し例えば洗浄処理やコーティング処理などの各種処理を施す技術として、基板保持部によって基板を略水平姿勢に保持して回転させながら処理を行う基板処理装置がある。この基板処理装置では、基板の高速回転を可能とするために、例えば特許文献1に記載された基板保持技術が用いられている。ここでは、基板保持部は4つの基板保持部材を有している。これらの基板保持部材は基板の外周形状に対応する円周上で適当な間隔をあけて設けられている。このうちの2つが固定ピンで構成され、残りの2つが可動ピンで構成されている。そして、可動ピンが基板側に移動することにより全ての基板保持部材が基板の周縁部に当接して当該基板を挟持する。これにより、基板が略水平姿勢に保持される。 As a technique for performing various processes such as cleaning process and coating process on a substrate, there is a substrate processing apparatus that performs processing while holding and rotating the substrate in a substantially horizontal posture by the substrate holding unit. In this substrate processing apparatus, in order to enable high-speed rotation of the substrate, for example, a substrate holding technique described in Patent Document 1 is used. Here, the substrate holding unit has four substrate holding members. These substrate holding members are provided at appropriate intervals on the circumference corresponding to the outer peripheral shape of the substrate. Two of these are composed of fixed pins, and the remaining two are composed of movable pins. Then, when the movable pin moves to the substrate side, all the substrate holding members abut on the peripheral portion of the substrate to hold the substrate. Thereby, the substrate is held in a substantially horizontal posture.
ところで、基板保持部材による基板の保持が不完全であったり、回転軸に対して傾いた状態に保持されていると、回転により基板が脱落して破損したり装置を損傷させるなどの問題が生じ得る。このような不完全な保持は、基板保持部に基板が載置される際の位置ずれ等の不適切な操作によって生じるほか、薬剤による腐食や機械的な損傷によって基板保持部が基板を適正に保持する機能を失ったことが原因となる場合もあり得る。 By the way, if the holding of the substrate by the substrate holding member is incomplete, or if the substrate is held in an inclined state with respect to the rotation axis, problems occur such as breakage of the substrate due to rotation or damage to the apparatus. obtain. Such incomplete holding is caused by improper operation such as misalignment when the substrate is placed on the substrate holding portion, and the substrate holding portion properly holds the substrate due to chemical corrosion or mechanical damage. It may be due to the loss of the holding function.
そこで、上記のような問題を回避するために、従来では可動ピンの基板側への移動をセンサにより検知することで基板が適正に保持されたことを検知している。しかしながら、このように可動ピンの位置によって基板が適正に保持されているか否かを間接的に検査しているにすぎず、基板保持を高い信頼性で検査することのできる技術の確立が求められる。 Therefore, in order to avoid the above problems, conventionally, the movement of the movable pin to the substrate side is detected by a sensor to detect that the substrate is properly held. However, only by indirectly checking whether or not the substrate is properly held depending on the position of the movable pin in this way, establishment of a technology capable of inspecting the substrate holding with high reliability is required. .
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板保持の検査を高い信頼性で行うことができる基板保持検査方法、ならびに当該基板保持検査方法を用いて基板に対する処理を安定的に行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a substrate holding inspection method capable of highly reliable inspection of substrate holding, and stable processing of a substrate using the substrate holding inspection method It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus capable of
この発明の第1の態様は、基板保持検査方法であって、基板保持部により基板を略水平姿勢に保持する保持工程と、基板保持部に保持される基板を水平方向から撮像して第1画像を取得する撮像工程と、第1画像に基づいて基板保持部による基板の保持を検査する検査工程と、基板保持部に保持される基板を基板保持部とともに鉛直軸周りに回転させる回転工程とを備え、撮像工程は回転している基板の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の第1画像を取得する工程であり、検査工程は、基板保持部により適正に保持されたときの基板から上方に位置する検査領域に対応する第2画像を第1画像から切り出す切出工程と、第2画像に基づいて基板保持部による基板の保持状態を示す特徴量を第1画像から求め、特徴量に基づいて基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、判定工程は、複数の第2画像の各々について平均濃度値を求めるとともに複数の平均濃度値の標準偏差を特徴量として求め、標準偏差が基準値よりも小さいときには基板保持部により基板が適正に保持されていると判定する一方、標準偏差が基準値以上であるときには基板保持部により基板が適正に保持されていないと判定することを特徴としている。
また、この発明の第2の態様は、基板保持検査方法であって、基板保持部により基板を略水平姿勢に保持する保持工程と、基板保持部に保持される基板を水平方向から撮像して第1画像を取得する撮像工程と、第1画像に基づいて基板保持部による基板の保持を検査する検査工程と、基板保持部に保持される基板を基板保持部とともに鉛直軸周りに回転させる回転工程とを備え、撮像工程は回転している基板の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の第1画像を取得する工程であり、鉛直軸が延びる方向が鉛直軸方向であり、検査工程は、第1画像での鉛直軸方向における濃度分布を示す濃度プロファイルを求め、濃度プロファイルに基づいて基板保持部による基板の保持状態を示す特徴量を導出する特徴量導出工程と、特徴量導出工程で導出された特徴量に基づいて基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、特徴量導出工程は、第1画像毎の濃度プロファイルを求めるとともに、複数の濃度プロファイルの変化を示す指標値を特徴量として求める工程であることを特徴としている。
A first aspect of the present invention is a substrate holding inspection method, comprising: a holding step of holding a substrate in a substantially horizontal posture by a substrate holding unit; and imaging a substrate held by the substrate holding unit from a horizontal direction An imaging step of acquiring an image, an inspection step of inspecting holding of the substrate by the substrate holding unit based on the first image, and a rotation step of rotating the substrate held by the substrate holding unit around the vertical axis together with the substrate holding unit The imaging step is a step of performing imaging of the rotating substrate a plurality of times at mutually different timings to acquire a plurality of first images, and the inspection step is performed when the substrate holding unit properly holds the substrate. The second image corresponding to the inspection area located above the substrate is cut out from the first image, and the feature amount indicating the holding state of the substrate by the substrate holding unit is obtained from the first image based on the second image, Based on feature quantity Determination step of determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit, the determination step determining an average density value for each of the plurality of second images and standardizing the plurality of average density values Deviation is determined as a feature amount, and when the standard deviation is smaller than the reference value, the substrate holding unit determines that the substrate is properly held, while when the standard deviation is equal to or more than the reference value, the substrate is properly held by the substrate holding unit. It is characterized by determining that it is not hold | maintained.
A second aspect of the present invention is a substrate holding inspection method, wherein a holding step of holding the substrate in a substantially horizontal posture by the substrate holding unit, and imaging of the substrate held by the substrate holding unit from a horizontal direction An imaging process for acquiring a first image, an inspection process for inspecting holding of the substrate by the substrate holding unit based on the first image, and rotation for rotating the substrate held by the substrate holding unit around the vertical axis together with the substrate holding unit And an imaging step is a step of performing imaging of the rotating substrate a plurality of times at mutually different timings to acquire a plurality of first images, the direction in which the vertical axis extends is the vertical axis direction, and the inspection The process is a feature quantity deriving process of obtaining a concentration profile indicating concentration distribution in the vertical axis direction in the first image, and deriving a feature quantity indicating a holding state of the substrate by the substrate holding unit based on the concentration profile; And a determination step of determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the feature amount derived in the derivation step, wherein the feature amount derivation step obtains a density profile for each first image. In addition, it is characterized in that it is a step of obtaining index values indicating changes in a plurality of density profiles as the feature value.
また、この発明の第3の態様は、基板保持部により略水平姿勢に保持された状態で鉛直軸周りに回転する基板に対して処理を実行する基板処理装置であって、基板保持部に保持された状態で回転している基板を水平方向から互いに異なるタイミングで複数回撮像して複数の第1画像を取得する撮像部と、撮像部により撮像された複数の第1画像に基づいて基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを検査する検査工程を実行し、検査結果に応じて処理の実行を制御する制御部とを備え、検査工程は、基板保持部により適正に保持されたときの基板から上方に位置する検査領域に対応する第2画像を第1画像から切り出す切出工程と、第2画像に基づいて基板保持部による基板の保持状態を示す特徴量を第1画像から求め、特徴量に基づいて基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、判定工程は、複数の第2画像の各々について平均濃度値を求めるとともに複数の平均濃度値の標準偏差を特徴量として求め、標準偏差が基準値よりも小さいときには基板保持部により基板が適正に保持されていると判定する一方、標準偏差が基準値以上であるときには基板保持部により基板が適正に保持されていないと判定する工程であることを特徴としている。
さらに、この発明の第4の態様は、基板保持部により略水平姿勢に保持された状態で鉛直軸周りに回転する基板に対して処理を実行する基板処理装置であって、基板保持部に保持された状態で回転している基板を水平方向から互いに異なるタイミングで複数回撮像して複数の第1画像を取得する撮像部と、撮像部により撮像された複数の第1画像に基づいて基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを検査する検査工程を実行し、検査結果に応じて処理の実行を制御する制御部とを備え、鉛直軸が延びる方向が鉛直軸方向であり、検査工程は、第1画像での鉛直軸方向における濃度分布を示す濃度プロファイルを求め、濃度プロファイルに基づいて基板保持部による基板の保持状態を示す特徴量を導出する特徴量導出工程と、特徴量導出工程で導出された特徴量に基づいて基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、特徴量導出工程は、第1画像毎の濃度プロファイルを求めるとともに、複数の濃度プロファイルの変化を示す指標値を特徴量として求める工程であることを特徴としている。
A third aspect of the present invention is a substrate processing apparatus for performing processing on a substrate rotating about a vertical axis while being held in a substantially horizontal posture by the substrate holding unit, wherein the substrate holding unit holds the substrate processing unit. The imaging unit for capturing a plurality of first images by capturing a plurality of times by imaging the substrate rotating in a set state at different timings from each other in the horizontal direction, and holding the substrate based on the plurality of first images captured by the imaging unit The control unit executes an inspection step of checking whether the substrate is properly held by the unit and includes a control unit that controls the execution of processing according to the inspection result. The inspection step is properly held by the substrate holding unit. Cutting out a second image corresponding to the inspection area positioned above the substrate from the first image, and a feature amount indicating the holding state of the substrate by the substrate holding unit based on the second image as the first image Determined from the And a determination step of determining whether or not the substrate is properly held by the substrate holding unit, the determination step determining an average density value for each of the plurality of second images and determining the average density value of the plurality of average density values. The standard deviation is determined as the feature amount, and when the standard deviation is smaller than the reference value, the substrate holding unit determines that the substrate is properly held, while when the standard deviation is equal to or more than the reference value, the substrate holding unit properly It is characterized in that it is a step of determining that it is not held in
Further, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for performing processing on a substrate rotating about a vertical axis while being held in a substantially horizontal posture by the substrate holding unit, wherein the substrate holding unit holds The imaging unit for capturing a plurality of first images by capturing a plurality of times by imaging the substrate rotating in a set state at different timings from each other in the horizontal direction, and holding the substrate based on the plurality of first images captured by the imaging unit The control unit executes an inspection step of checking whether the substrate is properly held by the unit and includes a control unit that controls execution of processing according to the inspection result, and the vertical axis extends in the vertical direction, The inspection step obtains a concentration profile indicating concentration distribution in the vertical axis direction in the first image, and a feature amount derivation step of deriving a feature amount indicating a holding state of the substrate by the substrate holding unit based on the concentration profile; And a determination step of determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the feature amount derived in the derivation step, wherein the feature amount derivation step obtains a density profile for each first image. In addition, it is characterized in that it is a step of obtaining index values indicating changes in a plurality of density profiles as the feature value.
本発明によれば、基板保持部に保持されている基板を水平方向から撮像し、これによって基板保持部による基板の保持状態を反映した第1画像が取得される。そして、当該第1画像に基づいて基板保持が直接的に検査される。したがって、基板保持の検査を高い信頼性で行うことが可能となる。 According to the present invention, the substrate held by the substrate holding unit is imaged from the horizontal direction, and thereby the first image reflecting the holding state of the substrate by the substrate holding unit is acquired. Then, the substrate holding is directly inspected based on the first image. Therefore, it is possible to perform inspection of substrate holding with high reliability.
A.第1実施形態
以下、本発明にかかる基板保持検査方法の第1実施形態を適用可能な基板処理装置を具備する基板処理システムの概要について説明する。図1は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システムの一態様の上面図である。この基板処理システム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(図3)とを備えている。なお、各図における方向を統一的に示すために、図1左下に示すようにXYZ直交座標軸を設定する。ここでは、XY平面が水平面、Z軸が鉛直軸を表しており、Z軸が延びている方向が本発明の「鉛直軸方向」に相当している。
A. First Embodiment An outline of a substrate processing system provided with a substrate processing apparatus to which a first embodiment of a substrate holding inspection method according to the present invention can be applied will be described below. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a substrate processing system. More specifically, FIG. 1 is a top view of an embodiment of a substrate processing system to which the present invention is preferably applicable. The substrate processing system 1 is a substrate processing unit 1A, 1B, 1C, 1D capable of performing predetermined processing on a substrate independently of each other, and a substrate between these substrate processing units 1A to 1D and the outside. The system includes an indexer unit 1E in which an indexer robot (not shown) for transferring the data is disposed, and a control unit 80 (FIG. 3) that controls the operation of the entire system. In order to uniformly show the directions in the respective drawings, XYZ orthogonal coordinate axes are set as shown in the lower left of FIG. Here, the XY plane represents a horizontal plane, the Z axis represents a vertical axis, and the direction in which the Z axis extends corresponds to the “vertical axis direction” in the present invention.
基板処理ユニット1A〜1Dは、基板処理システム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1A〜1Dが備える構成部品およびその動作は互いに同一であり、本発明にかかる基板保持検査方法を適用可能となっている。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。なお、基板処理ユニットの配設数は任意であり、1つの基板処理ユニットにより基板処理システムを構成してもよい。また、N個(Nは2以上の自然数)の基板処理ユニットのうち1ないし(N−1)個のみに対して本発明にかかる基板保持検査方法を適用可能となっている構成であってもよい。また、図1に示す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。 The substrate processing units 1A to 1D have different layouts of the respective parts depending on the arrangement position in the substrate processing system 1, but the components included in the units 1A to 1D and their operations are identical to each other. The substrate holding inspection method according to the present invention can be applied. Therefore, the configuration and operation of one of these substrate processing units 1A will be described below, and detailed descriptions of the other substrate processing units 1B to 1D will be omitted. Note that the number of substrate processing units provided is arbitrary, and one substrate processing unit may constitute a substrate processing system. Further, the substrate holding inspection method according to the present invention can be applied to only 1 to (N-1) of N (N is a natural number of 2 or more) substrate processing units. Good. Further, as shown in FIG. 1, four substrate processing units arranged in the horizontal direction may be one stage, and may be stacked in multiple stages in the vertical direction.
図2は一の基板処理ユニットの構造を示す上面図である。また、図3は図2のA−A矢視断面および基板処理ユニットの制御部の構成を示す図である。基板処理ユニット1Aは、半導体ウエハ等の円盤状の基板W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では、チャンバー90の天井部分にファンフィルタユニット(FFU)91が配設されている。このファンフィルタユニット91は、ファン911およびフィルタ912を有している。したがって、ファン911の作動により取り込まれた外部雰囲気がフィルタ912を介してチャンバー90内の処理空間SPに供給される。基板処理システム1はクリーンルーム内に設置された状態で使用され、処理空間SPには常時クリーンエアが送り込まれる。 FIG. 2 is a top view showing the structure of one substrate processing unit. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 and a view showing the configuration of the control unit of the substrate processing unit. The substrate processing unit 1A is a single wafer type wet processing unit for performing wet processing such as cleaning with a processing liquid or etching processing on a disk-shaped substrate W such as a semiconductor wafer. In the substrate processing unit 1A, a fan filter unit (FFU) 91 is disposed on the ceiling of the chamber 90. The fan filter unit 91 includes a fan 911 and a filter 912. Therefore, the external atmosphere taken in by the operation of the fan 911 is supplied to the processing space SP in the chamber 90 through the filter 912. The substrate processing system 1 is used in a state installed in a clean room, and clean air is always fed into the processing space SP.
チャンバー90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W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Wよりも若干大きな外径を有する円盤状のスピンベース111と、略鉛直方向に延びる回転支軸112とが一体的に結合されたスピンチャック11を有している。回転支軸112はモータを含むチャック回転機構113の回転軸に連結されており、制御部80のチャック駆動部85からの駆動によりスピンチャック11が回転軸(鉛直軸)回りに回転可能となっている。これら回転支軸112およびチャック回転機構113は、円筒状のケーシング12内に収容されている。また、回転支軸112の上端部には、スピンベース111が一体的にネジなどの締結部品によって連結され、スピンベース111は回転支軸112により略水平姿勢に支持されている。したがって、チャック回転機構113が作動することで、スピンベース111が鉛直軸回りに回転する。制御部80は、チャック駆動部85を介してチャック回転機構113を制御して、スピンベース111の回転/回転停止ならびに回転速度を調整することが可能である。 A substrate holding unit 10 is provided in the processing space SP of the chamber 90. The substrate holding unit 10 holds the substrate W in a substantially horizontal posture and rotates the substrate W with the substrate surface directed upward. The substrate holding unit 10 has a spin chuck 11 in which a disk-shaped spin base 111 having an outer diameter slightly larger than the substrate W and a rotation support shaft 112 extending in a substantially vertical direction are integrally coupled. . The rotation support shaft 112 is connected to the rotation shaft of the chuck rotation mechanism 113 including a motor, and the spin chuck 11 can rotate around the rotation shaft (vertical axis) by the drive from the chuck drive unit 85 of the control unit 80 There is. The rotation support shaft 112 and the chuck rotation mechanism 113 are accommodated in a cylindrical casing 12. A spin base 111 is integrally connected to an upper end portion of the rotation support shaft 112 by a fastening part such as a screw, and the spin base 111 is supported by the rotation support shaft 112 in a substantially horizontal posture. Therefore, the spin base 111 is rotated about the vertical axis by operating the chuck rotation mechanism 113. The control unit 80 can control the chuck rotation mechanism 113 via the chuck drive unit 85 to adjust the rotation / rotation stop and the rotation speed of the spin base 111.
スピンベース111の周縁部付近には、基板W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W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111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Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板W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。 In the vicinity of the peripheral portion of the spin base 111, a plurality of chuck pins 114 for gripping the peripheral end of the substrate W are provided upright. The chuck pins 114 may be provided three or more (six in this example) to securely hold the circular substrate W, and are arranged at equal angular intervals along the peripheral portion of the spin base 111. Each of the chuck pins 114 is configured to be switchable between a pressed state in which the outer peripheral end face of the substrate W is pressed and a released state in which the outer peripheral end face of the substrate W is separated.
図4はチャックピンの構成を模式的に示す図である。各チャックピン114は、図4に示すように、保持ベース115、水平支持ピン116および基板当接部117を有している。保持ベース115はスピンベース111の周縁部から鉛直上方に延設されるシャフト118に支持され、スピンベース111に対して回動軸PA回りに回動自在となっている。また、この回動軸線PAに沿って水平支持ピン116が保持ベース115の上面から鉛直上方に突設され、基板Wの下面周縁部を下方より支持可能となっている。このため、スピンベース111に対して基板Wが受け渡しされる際には、複数のチャックピン114のそれぞれを解放状態とし、基板Wは水平支持ピン116上に載置される。 FIG. 4 is a view schematically showing the configuration of the chuck pin. Each chuck pin 114 has a holding base 115, a horizontal support pin 116, and a substrate contact portion 117, as shown in FIG. The holding base 115 is supported by a shaft 118 extending vertically upward from the peripheral portion of the spin base 111, and is rotatable about the rotation axis PA with respect to the spin base 111. Further, a horizontal support pin 116 projects vertically upward from the upper surface of the holding base 115 along the rotation axis PA, and can support the lower surface peripheral portion of the substrate W from below. Therefore, when the substrate W is transferred to the spin base 111, each of the plurality of chuck pins 114 is released, and the substrate W is placed on the horizontal support pin 116.
保持ベース115の上面には水平支持ピン116以外にも基板当接部117が水平支持ピン116よりも基板Wの径方向外側に立設されて基板Wの周端面と当接自在となっている。基板当接部117は柱状に形成されており、スピンベース111の回転軸線側に開いた側面視V字状の当接部位119を有している。そして、基板Wを回転させて所定の処理を行う際には、複数のチャックピン114のそれぞれを押圧状態とする。このとき、保持ベース115がスピンベース111に対して回動軸PA回りに回動して基板当接部117が基板Wに近接し、水平支持ピン116上に載置された基板Wは、その周端面が当接部位119の下側傾斜面によって案内されながら、基板受け渡し高さ(水平支持ピン116で支持されている高さ位置)から処理高さへとせり上がる。そして、上記押圧状態に達すると、図4に示すように、基板Wは当接部位119に入り込み、その周縁部が当接部位119の上側傾斜面と下側傾斜面とに挟まれ、これによって基板Wはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態でスピンベース111から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持される。なお、基板を保持する機構としてはチャックピンに限らず、例えば基板裏面を吸引して基板Wを保持する真空チャックを用いてもよい。 In addition to the horizontal support pins 116, a substrate contact portion 117 is provided on the upper surface of the holding base 115 so as to stand radially outward of the substrate W with respect to the horizontal support pins 116. . The substrate contact portion 117 is formed in a columnar shape, and has a V-shaped contact portion 119 in a side view opened in the rotation axis of the spin base 111. Then, when the substrate W is rotated to perform a predetermined process, each of the plurality of chuck pins 114 is brought into a pressed state. At this time, the holding base 115 rotates about the rotation axis PA with respect to the spin base 111 so that the substrate contact portion 117 approaches the substrate W, and the substrate W placed on the horizontal support pin 116 is While guided by the lower inclined surface of the contact portion 119, the peripheral end surface is lifted from the substrate delivery height (the height position supported by the horizontal support pin 116) to the processing height. Then, when the pressed state is reached, as shown in FIG. 4, the substrate W enters the contact portion 119, and the peripheral edge portion thereof is sandwiched between the upper inclined surface and the lower inclined surface of the contact portion 119. The substrate W is held in a substantially horizontal posture at a predetermined distance from the spin base 111 with its front surface facing upward and its back surface facing downward. The mechanism for holding the substrate is not limited to the chuck pins, and for example, a vacuum chuck for holding the substrate W by suctioning the back surface of the substrate may be used.
図3に戻って説明を続ける。ケーシング12の周囲には、スピンチャック11に水平姿勢で保持されている基板Wの周囲を包囲するようにスプラッシュガード20がスピンチャック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、それぞれスピンチャック11と同心円状に配置されて基板Wから飛散する処理液を受け止める複数段の(この例では2段の)ガード21と、ガード21から流下する処理液を受け止める液受け部22とを備えている。そして、制御部80に設けられたガード駆動部86がガード21を段階的に昇降させることで、回転する基板Wから飛散する薬液やリンス液などの処理液を分別して回収することが可能となっている。また、後述するように、処理液のよる基板処理に先立ってスピンチャック11による基板Wの保持が適正か否かを検査するときには、ガード駆動部86が図3に示すようにガード21を降下させてカメラによる基板Wの水平撮影を可能とする。 Returning to FIG. 3, the description will be continued. A splash guard 20 is provided around the casing 12 so as to be movable up and down along the rotation axis of the spin chuck 11 so as to surround the periphery of the substrate W held in a horizontal posture by the spin chuck 11. The splash guard 20 has a substantially rotationally symmetric shape with respect to the rotation axis, and is disposed concentrically with the spin chuck 11 to receive the processing liquid scattered from the substrate W in a plurality of stages (two stages in this example). And a liquid receiving portion 22 for receiving the processing liquid flowing down from the guard 21). Then, the guard drive unit 86 provided in the control unit 80 raises and lowers the guard 21 step by step, so that it is possible to separate and recover the processing solution such as the chemical solution and the rinse solution scattered from the rotating substrate W. ing. Further, as described later, when inspecting whether or not the holding of the substrate W by the spin chuck 11 is appropriate prior to the substrate processing by the processing liquid, the guard drive unit 86 lowers the guard 21 as shown in FIG. Thus, horizontal imaging of the substrate W by the camera is enabled.
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)など各種の処理液を基板Wに供給するための液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組の処理液吐出部30,40,50が設けられている。処理液吐出部30は、制御部80のアーム駆動部83により駆動されて鉛直軸周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。アーム駆動部83により回動軸31が回動駆動されることで、アーム32が鉛直軸周りに揺動し、これによりノズル33は、図2において二点鎖線矢印で示すように、スプラッシュガード20よりも外側の退避位置(図3に実線で示す位置)と基板Wの回転中心の上方位置との間を往復移動する。ノズル33は、基板Wの上方に位置決めされた状態で、制御部80の処理液供給部84から供給される所定の処理液を吐出し、基板Wに処理液を供給する。 At least one liquid supply unit is provided around the splash guard 20 for supplying various processing liquids such as a chemical solution such as an etching liquid, a rinse liquid, a solvent, pure water, DIW (deionized water) to the substrate W. . In this example, as shown in FIG. 2, three sets of treatment liquid discharger 30, 40, 50 are provided. The treatment liquid discharging unit 30 is driven by an arm driving unit 83 of the control unit 80 and is configured to be rotatable about a vertical axis, and an arm extending horizontally from the rotating shaft 31. 32 and a nozzle 33 attached downward to the tip of the arm 32. The pivot shaft 31 is rotationally driven by the arm drive unit 83, whereby the arm 32 pivots around the vertical axis, whereby the nozzle 33 is shown in FIG. The substrate W reciprocates between the retracted position (the position shown by the solid line in FIG. 3) outside the substrate W and the upper position of the rotation center of the substrate W. The nozzle 33 discharges a predetermined processing liquid supplied from the processing liquid supply unit 84 of the control unit 80 in a state of being positioned above the substrate W, and supplies the processing liquid to the substrate W.
同様に、処理液吐出部40は、アーム駆動部83により回動駆動される回動軸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液供給部84から供給される処理液を吐出するノズル43とを備えている。また、処理液吐出部50は、アーム駆動部83により回動駆動される回動軸51と、これに連結されたアーム52と、アーム52の先端に設けられて処理液供給部84から供給される処理液を吐出するノズル53とを備えている。なお、処理液吐出部の数はこれに限定されず、必要に応じて増減されてもよい。 Similarly, the treatment liquid discharger 40 is provided at the distal end of the rotation shaft 41 rotationally driven by the arm drive unit 83, the arm 42 connected thereto, and the tip of the arm 42 and supplied from the treatment liquid supply unit 84. And a nozzle 43 for discharging the processing liquid. The treatment liquid discharger 50 is provided at the distal end of the rotation shaft 51 rotationally driven by the arm drive unit 83, the arm 52 connected thereto, and the tip of the arm 52 and supplied from the treatment liquid supply unit 84. And a nozzle 53 for discharging the processing liquid. In addition, the number of process liquid discharge parts is not limited to this, You may increase / decrease as needed.
スピンチャック11の回転により基板Wが所定の回転速度で回転した状態で、これらの処理液吐出部30,40,50がノズル33,43,53を順次基板Wの上方に位置させて処理液を基板Wに供給することにより、基板Wの洗浄処理が実行される。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液が吐出されてもよく、同じ処理液が吐出されてもよい。また、1つのノズルから2種類以上の処理液が吐出されてもよい。基板Wの回転中心付近に供給された処理液は、基板W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Wの周端部から側方へ振り切られる。基板Wから飛散した処理液はスプラッシュガード20のガード21によって受け止められて液受け部22により回収される。 In a state where the substrate W is rotated at a predetermined rotation speed by the rotation of the spin chuck 11, these processing liquid discharge units 30, 40, 50 sequentially position the nozzles 33, 43, 53 above the substrate W to process the processing liquid. By supplying the substrate W, the cleaning process of the substrate W is performed. Different processing liquids may be discharged from the nozzles 33, 43 and 53, or the same processing liquid may be discharged depending on the purpose of the processing. Moreover, two or more types of processing solutions may be discharged from one nozzle. The processing liquid supplied near the rotation center of the substrate W spreads outward due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, and is eventually shaken off laterally from the peripheral end of the substrate W. The processing liquid splashed from the substrate W is received by the guard 21 of the splash guard 20 and collected by the liquid receiver 22.
さらに、チャンバー90の処理空間SP内には、処理空間SP内を照明する照明部71と、スピンチャック11により保持された基板Wを水平方向から撮像して基板Wの画像を取得するカメラ72とが設けられている。このカメラ72は本発明の「撮像部」として機能するものであり、以下においてはカメラ72により撮像された画像を「水平画像」と称する。 Further, in the processing space SP of the chamber 90, an illumination unit 71 for illuminating the inside of the processing space SP, and a camera 72 for capturing an image of the substrate W by imaging the substrate W held by the spin chuck 11 from the horizontal direction. Is provided. The camera 72 functions as the “imaging unit” of the present invention, and in the following, an image captured by the camera 72 will be referred to as a “horizontal image”.
照明部71は例えば白色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は処理空間SP内でスピンチャック11に保持された基板Wとほぼ同一の高さに配置されて基板Wを水平方向から撮像可能に構成している。なお、ガード21との干渉を回避するために、カメラ72はスピンチャック11に対してガード21よりも外側に配置されており、ガード21が図3に示すように干渉回避位置まで降下しているタイミングでのみ基板Wの撮像が可能となっている。一方、ガード21が基板Wを取り囲んで処理を行うタイミングでは、カメラ72と基板Wとの間にガード21が位置してカメラ72の汚染が確実に防止される。なお、本実施形態では、図2に示すように、カメラ72の撮像方向に対して約90゜をなす方向から白色光を照明しているが、光源の種類や照明光の照射方向についてはこれに限定されるものではなく、例えばカメラ72と照明部71とが基板Wを挟んで対向するように配置して逆光状態で撮像するように構成したり、カメラ72と照明部71とを並べて配置して基板Wからの直接反射光を受光して撮像するように構成してもよい。 The illumination unit 71 uses, for example, a white LED lamp as a light source, and supplies illumination light necessary to enable imaging by the camera 72 into the processing space SP. The camera 72 is disposed at substantially the same height as the substrate W held by the spin chuck 11 in the processing space SP, and is configured to be able to image the substrate W from the horizontal direction. In order to avoid interference with the guard 21, the camera 72 is disposed outside the guard 21 with respect to the spin chuck 11, and the guard 21 is lowered to the interference avoidance position as shown in FIG. 3. Imaging of the substrate W is possible only at the timing. On the other hand, at the timing when the guard 21 surrounds the substrate W and performs processing, the guard 21 is positioned between the camera 72 and the substrate W, and contamination of the camera 72 is reliably prevented. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, white light is illuminated from a direction forming an angle of about 90 ° with respect to the imaging direction of the camera 72, but the type of light source and the illumination direction of illumination light are the same. For example, the camera 72 and the illumination unit 71 are disposed to face each other with the substrate W interposed therebetween to be imaged in a backlit state, or the camera 72 and the illumination unit 71 are disposed side by side. Alternatively, the direct reflected light from the substrate W may be received and imaged.
カメラ72により取得された水平画像は制御部80の画像処理部87に与えられる。画像処理部87は水平画像に対して所定の画像処理を施して、基板Wの保持状態を判定するために必要な情報を取得する。 The horizontal image acquired by the camera 72 is given to the image processing unit 87 of the control unit 80. The image processing unit 87 performs predetermined image processing on the horizontal image to acquire information necessary to determine the holding state of the substrate W.
上記の他、この基板処理システム1の制御部80には、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して基板Wの保持状態の検査および基板処理を行うCPU81と、CPU81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82と、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に報知するための表示部88とを備えている。なお、制御部80は基板処理ユニット1A〜1Dごとに個別に設けられてもよく、また基板処理システム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。また、CPU81が画像処理部87としての機能を兼ね備えていてもよい。 In addition to the above, the control unit 80 of the substrate processing system 1 executes a predetermined processing program to control the operation of each unit, and performs inspection of the holding state of the substrate W and substrate processing by the CPU 81 It has a memory 82 for storing and storing the processing program to be executed and data generated during processing, and a display unit 88 for notifying the user of the progress of processing and occurrence of abnormality as needed. ing. The control unit 80 may be provided individually for each of the substrate processing units 1A to 1D, and only one set is provided in the substrate processing system 1 so as to integrally control the substrate processing units 1A to 1D. It may be done. In addition, the CPU 81 may have a function as the image processing unit 87.
次に、以上のように構成された基板処理ユニット1Aの動作について説明する。なお、説明を省略するが、他の基板処理ユニット1B〜1Dも同じように動作する。基板処理ユニット1Aは、インデクサ部1Eを介して外部から搬入される基板Wを受け入れて、基板Wの保持状態を検査し、それが良好であることを確認した上で基板Wを回転させながら各種の処理液を供給して湿式処理を実行する。湿式処理としては各種の処理液を用いた多くの公知技術があり、それらの任意のものを適用可能であるので、湿式処理の内容については説明を省略する。 Next, the operation of the substrate processing unit 1A configured as described above will be described. Although the description is omitted, the other substrate processing units 1B to 1D operate in the same manner. The substrate processing unit 1A receives the substrate W carried in from the outside through the indexer unit 1E, inspects the holding state of the substrate W, confirms that it is good, and then rotates the substrate W to perform various operations. The wet processing is performed by supplying the processing solution of There are many known techniques using various treatment liquids as the wet treatment, and any of them can be applied, so the description of the contents of the wet treatment will be omitted.
図5は基板処理ユニットの動作を示すフローチャートである。この動作は、CPU81が予め定められた処理プログラムを実行することにより実現される。基板Wが基板処理ユニット1Aに搬入されると、スピンチャック11、より具体的にはスピンベース111の周縁部に設けられた複数のチャックピン114の水平支持ピン116に載置される(ステップS101)。基板Wが搬入される際にはスピンベース111に設けられたチャックピン114は解放状態となっており、基板Wが載置された後、チャックピン114が押圧状態に切り替わって基板Wが当接部位119の上側傾斜面と下側傾斜面とに挟まれ、これによって基板Wはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態でスピンベース111から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持される(ステップS102:保持工程)。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the substrate processing unit. This operation is realized by the CPU 81 executing a predetermined processing program. When the substrate W is carried into the substrate processing unit 1A, the substrate W is mounted on the horizontal support pins 116 of the spin chuck 11, more specifically, the plurality of chuck pins 114 provided on the peripheral portion of the spin base 111 (step S101). ). When the substrate W is carried in, the chuck pins 114 provided on the spin base 111 are in the released state, and after the substrate W is placed, the chuck pins 114 are switched to the pressed state and the substrate W abuts The substrate W is sandwiched between the upper and lower inclined surfaces of the portion 119, whereby the substrate W is held in a substantially horizontal posture with a predetermined distance from the spin base 111 with the front surface facing upward and the back surface downward. Step S102: holding step).
このとき、例えば基板Wの載置位置が不適切であった等の理由で、チャックピン114による基板Wの保持が不完全となることがあり得る。例えば基板Wがいずれかのチャックピン114に乗り上げた状態で載置され、これにより基板Wが水平姿勢から傾いた状態で保持されることがある。また例えば、チャックピン114が薬液による腐食で形状が次第に変化し、これにより基板Wを保持することができなくなったり、基板Wが偏心した状態で保持されてしまったりすることがある。 At this time, the holding of the substrate W by the chuck pins 114 may be incomplete, for example, because the mounting position of the substrate W is inappropriate. For example, the substrate W may be placed in a state where the substrate W rides on any one of the chuck pins 114, and the substrate W may be held in a state of being inclined from the horizontal posture. Further, for example, the shape may gradually change due to the corrosion of the chuck pin 114 due to the chemical solution, which may make it impossible to hold the substrate W or hold the substrate W in an eccentric state.
このような状態で基板Wが回転されると、基板Wがスピンチャック11から脱落して破損したり、チャンバー90内の構成部品に衝突して装置が損傷するおそれがある。また、脱落には至らなくても、傾いたり偏心した状態で基板Wが回転することで、装置に異常振動が発生するおそれがある。このような問題を未然に防止するために、この基板処理ユニット1Aでは、スピンチャック11により基板Wの回転が行われることを確認した上で、カメラ72により撮像される水平画像を用いてスピンチャック11による基板Wの保持状態、つまり基板Wがスピンチャック11に対して適正に保持されている否かを判定する。このように回転確認工程と検査工程とを2段階で行う。 When the substrate W is rotated in such a state, the substrate W may fall off from the spin chuck 11 and be damaged, or may collide with components in the chamber 90 to damage the apparatus. In addition, even if the substrate W does not come off, the substrate W rotates in an inclined or eccentric state, which may cause abnormal vibration in the apparatus. In order to prevent such a problem, in this substrate processing unit 1A, after confirming that the substrate W is rotated by the spin chuck 11, a spin chuck using a horizontal image captured by the camera 72 It is determined whether the holding state of the substrate W by 11, that is, whether the substrate W is properly held by the spin chuck 11 or not. Thus, the rotation confirmation process and the inspection process are performed in two steps.
具体的には、チャック駆動部85を作動させてスピンチャック11を低速で回転させながら(ステップS103:回転工程)、カメラ72により基板Wを一定のフレームレートで連続的に撮像する(ステップS104)。例えばフレームレートを30[fps(=Frame Per Second)]に設定し、回転停止状態から500[rpm/s]で加速して1回転する間に約15枚の水平画像を取得することができる。こうして取得された連続水平画像のうちN番目に撮像された水平画像(以下「第N番目水平画像」という)の一例を図示したものが図6である。なお、同図、後で説明する図7および図9における符号IHは水平画像を示しており、符号IcpおよびIwはそれぞれ水平画像IHに含まれるチャックピン114の像(以下「チャックピン像」という)および基板Wの像(以下「基板像」という)を示している。また、符号R1は次に説明するようにスピンチャック11の回転を判定するために用いる回転開始判定領域、より詳しくはチャックピン像Icpの一部(本実施形態では保持ベース115)が映り込む領域である。さらに、符号R2は検査工程を行うために用いる検査領域、より詳しくはスピンチャック11により適正に保持されたときの基板Wから上方に位置する領域であり、予め設定されている。 Specifically, while rotating the spin chuck 11 at low speed by operating the chuck drive unit 85 (step S103: rotation step), the camera 72 continuously images the substrate W at a constant frame rate (step S104) . For example, the frame rate can be set to 30 fps (= Frame Per Second), and approximately 15 horizontal images can be acquired during one rotation while accelerating at 500 [rpm / s] from the rotation stop state. Among the continuous horizontal images thus acquired, an example of an N-th captured horizontal image (hereinafter referred to as "N-th horizontal image") is illustrated in FIG. 7 and 9, which will be described later, indicate horizontal images, and symbols Icp and Iw indicate images of the chuck pins 114 included in the horizontal image IH (hereinafter referred to as "chuck pin images". And an image of the substrate W (hereinafter referred to as “substrate image”). Further, reference numeral R1 denotes a rotation start determination area used to determine the rotation of the spin chuck 11 as described below, more specifically, an area where a part of the chuck pin image Icp (in the present embodiment, the holding base 115) is reflected It is. Further, a reference R2 is an inspection area used to perform the inspection process, more specifically, an area located above the substrate W when properly held by the spin chuck 11, and is set in advance.
次のステップS105では、第1番目水平画像から回転開始判定領域R1の画像を切り出し、当該画像を回転判定用基準画像としてメモリ82に記憶する。また、第2番目水平画像から回転開始判定領域R1の画像を切り出し、当該画像を構成する画素毎に当該画素と当該画素に対応する回転判定用基準画像の画素との濃度差の絶対値を求め、それらの積算値を算出する。さらに、回転開始判定領域R1の面積で積算値を除算することで濃度差分の平均値を回転判定値として算出する。つまり、次式にしたがって回転判定値(濃度差分の絶対値平均)を算出する。
こうして求めた回転判定値は回転開始判定領域R1の画像が相違することにより発生する平均濃度値あるいは幅を意味している。よって、回転判定値が一定の基準値以上となることでスピンチャック11が停止状態から回転状態に移行したと判定することができる。そこで、本実施形態では、回転判定値が基準値以上であるときには回転開始完了と判定して検査工程(ステップS107)に移行する一方で、回転判定値が基準値未満であるときには回転停止であると判定し、ステップS105に戻って第3番目以降についても回転判定用基準画像との間で回転判定値を算出し、回転判定を行う(ステップS106)。 The rotation determination value obtained in this manner means an average density value or a width generated due to a difference between images of the rotation start determination region R1. Therefore, when the rotation determination value becomes equal to or more than a certain reference value, it can be determined that the spin chuck 11 has shifted from the stop state to the rotation state. Therefore, in the present embodiment, when the rotation determination value is equal to or more than the reference value, it is determined that the rotation start is completed and the process proceeds to the inspection step (step S107), while the rotation is stopped when the rotation determination value is less than the reference value. Then, the process returns to step S105, the rotation determination value is calculated between the third and subsequent reference images for rotation determination, and the rotation determination is performed (step S106).
このように本実施形態では、検査工程を行う前に回転開始判定領域R1の画像に基づいてスピンチャック11の回転を検出して基板Wの回転を判定している(回転確認工程)。したがって、次に説明するように基板Wが回転していることを前提として行われる基板保持検査を確実に行うことが可能となっている。なお、本実施形態では、回転開始判定領域R1の画像、つまりチャックピン114の保持ベース115の画像を本発明の「第3画像」として用いて回転確認工程(ステップS104〜S106)を行っているが、それ以外の部位の画像を用いてもよい。また、回転確認工程の適用範囲は第1実施形態に限定されるものではなく、基板を回転させる技術全般に適用することができる。 As described above, in the present embodiment, the rotation of the spin chuck 11 is detected based on the image of the rotation start determination region R1 before the inspection step is performed to determine the rotation of the substrate W (rotation confirmation step). Therefore, it is possible to reliably perform the substrate holding inspection performed on the premise that the substrate W is rotating as described below. In the present embodiment, the rotation confirmation step (steps S104 to S106) is performed using the image of the rotation start determination region R1, that is, the image of the holding base 115 of the chuck pin 114 as the "third image" of the present invention. However, images of other parts may be used. Further, the application range of the rotation check step is not limited to the first embodiment, and can be applied to all techniques for rotating the substrate.
次のステップS107では、スピンチャック11の回転を継続させたまま、カメラ72により基板Wを一定のフレームレートで連続的に撮像する(撮像工程)。ここでは、フレームレートを30[fps]に設定し、上記回転確認工程の完了時点から基板Wが1周する間に15枚の水平画像を連続的に取得する。そして、水平画像を取得する毎に水平画像から検査領域R2の画像(以下「検査画像」という)を切り出し、当該検査画像の平均濃度値を次式に基づいて求め、さらに15個の検査画像の濃度値の標準偏差をスピンチャック11による基板Wの保持状態を示す特徴量として次式に基づいて求める(ステップS108:特徴量導出工程)。
このように本実施形態では、水平画像IHおよび検査画像がそれぞれ本発明の「第1画像」および「第2画像」の一例に相当しており、上記のように水平画像IHから検査画像を切り出す工程が本発明の「切出工程」に相当している。なお、本実施形態では、上記標準偏差を特徴量としているが、その理由は以下のとおりである。検査領域R2は図6に示すようにスピンチャック11により適正に保持されたときの基板Wから上方に位置している。このため、基板Wが適正に保持されているときには、連続水平画像のいずれにおいても、例えば図7(a)に示すように検査領域R2への基板Wの映り込みはなく、検査領域R2に映り込む画像は均一な背景となる。したがって、上記標準偏差は比較的小さな値となる。逆に、基板Wが適正に保持されていないときには、基板Wの回転位置によっては図7(b)に示すように検査領域R2に基板Wの映り込むことがあり、上記標準偏差は適正保持時の値よりも大きくなる。なお、図7中の2点鎖線はスピンチャック11により基板Wが適正に保持されたときの基板Wの位置を示している。 Thus, in the present embodiment, the horizontal image IH and the inspection image respectively correspond to an example of the “first image” and the “second image” in the present invention, and the inspection image is cut out from the horizontal image IH as described above. The process corresponds to the "cutting process" of the present invention. In the present embodiment, the above-mentioned standard deviation is used as the feature amount, but the reason is as follows. The inspection area R2 is located above the substrate W when properly held by the spin chuck 11 as shown in FIG. For this reason, when the substrate W is properly held, there is no reflection of the substrate W into the inspection area R2 as shown in FIG. 7A, for example, in any of the continuous horizontal images, and is reflected in the inspection area R2. The embedded image has a uniform background. Therefore, the standard deviation has a relatively small value. Conversely, when the substrate W is not properly held, depending on the rotational position of the substrate W, as shown in FIG. 7B, the substrate W may be reflected in the inspection area R2, and the above standard deviation is maintained properly It becomes larger than the value of. The two-dot chain line in FIG. 7 indicates the position of the substrate W when the substrate W is properly held by the spin chuck 11.
このように基板Wが適正に保持されているか否かによって検査画像の濃度値の標準偏差が大きく異なる。よって、当該標準偏差を特徴量として算出し、この特徴量が許容範囲内にあるか否かによって基板Wの保持状態を正確に判定することができる。そこで、本実施形態では、ステップS108で求められた特徴量(検査画像の濃度値の標準偏差)が許容範囲内か否かを判定する(ステップS109:判定工程)。このステップS109で「YES」と判定される、つまり基板Wが適正に保持されていることが確認されると、基板Wを取り囲んで処理を行う位置までガード21を上昇させる(ステップS110)。そして、基板Wの回転速度を湿式処理用の規定値まで増加させ(ステップS111)、続いて予め定められた湿式処理を実行する(ステップS112)。湿式処理の内容については説明を省略する。 As described above, the standard deviation of the density value of the inspection image largely differs depending on whether the substrate W is properly held. Therefore, the said standard deviation is calculated as a feature-value, and the holding state of the board | substrate W can be determined correctly based on whether this feature-value exists in a tolerance | permissible_range. Therefore, in the present embodiment, it is determined whether the feature amount (standard deviation of density values of the inspection image) obtained in step S108 is within the allowable range (step S109: determination step). If "YES" is determined in the step S109, that is, it is confirmed that the substrate W is properly held, the guard 21 is raised to a position where the substrate W is to be processed and processed (step S110). Then, the rotational speed of the substrate W is increased to a specified value for wet processing (step S111), and then a predetermined wet processing is performed (step S112). Description of the content of the wet processing is omitted.
一方、ステップS109で「NO」と判定される、つまり基板Wの保持が不適正である、つまりチャックミスが発生したことが確認されると、直ちにスピンチャック11の回転駆動を中止して基板Wの回転を停止させ、スピンチャック11による基板Wの保持において異常がある旨を示すメッセージを表示部88に表示してユーザに報知する(ステップS113)。メッセージの表示に代えて、あるいはこれに加えて、例えば警告音による異常報知を行ってもよい。これらの点は他の実施形態においても同様である。 On the other hand, when "NO" is determined in the step S109, that is, when it is confirmed that holding of the substrate W is improper, that is, occurrence of a chucking error, the rotational driving of the spin chuck 11 is immediately stopped and the substrate W is Is stopped, and a message indicating that there is an abnormality in holding the substrate W by the spin chuck 11 is displayed on the display unit 88 to notify the user (step S113). Instead of or in addition to the display of the message, for example, an alarm may be issued to notify an abnormality. These points are the same as in the other embodiments.
以上のように、基板Wを低速で回転させながら水平方向からカメラ72により基板Wを撮像することで、スピンチャック11による基板Wの保持状態を反映した水平画像IHを取得している。そして、当該水平画像IHに基づいて基板保持が適正か否かを判定しているため、基板保持の検査を高い信頼性で行うことが可能となっている。したがって、基板Wがスピンチャック11により適正に保持された状態でのみ基板処理が実行されるため、基板Wを適正に処理することができる。また、不適正な保持状態のまま基板Wが高速回転されて基板Wや装置が損傷することを確実に回避することができる。 As described above, the horizontal image IH reflecting the holding state of the substrate W by the spin chuck 11 is acquired by imaging the substrate W with the camera 72 from the horizontal direction while rotating the substrate W at low speed. And since it is judged based on the said horizontal image IH whether board | substrate holding | maintenance is appropriate, it is possible to test | inspect board | substrate holding | maintenance with high reliability. Therefore, since the substrate processing is performed only in a state where the substrate W is properly held by the spin chuck 11, the substrate W can be properly processed. In addition, the substrate W can be reliably prevented from being damaged due to the substrate W being rotated at high speed in an improper holding state.
また、上記第1実施形態では、基板Wが適正に保持されているときには検査画像(検査領域R2の画像)の濃度は均一であることを前提とし、基板Wの一部が検査領域R2に映り込んで検査領域R2の平均濃度が変動することによって基板Wの保持が不適正であると判断している。このような前提下では、フレームレートを比較的遅い値に設定することは好適である。その理由について図8を参照しつつ説明する。 In the first embodiment, when the substrate W is properly held, it is assumed that the density of the inspection image (image of the inspection region R2) is uniform, and a part of the substrate W appears in the inspection region R2 It is determined that the holding of the substrate W is improper as the average density of the inspection area R2 fluctuates. Under such a premise, it is preferable to set the frame rate to a relatively slow value. The reason will be described with reference to FIG.
図8は回転速度とフレームレートの違いによる検査領域の画像変化の様子を模式的に示す図である。本実施形態では、図4に示すようにチャックピン114は基板Wとの当接位置(当接部位119)よりも上方に延設されている。このため、基板Wが適正に保持されているか否かを問わず、チャックピン114の頂部が検査領域R2に位置して検査画像I2に映り込むことがある。基板Wの回転が停止されているときには、例えば図8(a)に示すように水平画像IHにはチャックピン114が比較的明確に映り込んでおり、当該水平画像IHから切り出される検査画像I2にチャックピン像Icpが背景像の濃度値と大きく異なる濃度値を有しており、検査画像I2にくっきりと映り込んでいる。 FIG. 8 is a view schematically showing how the image of the inspection area changes due to the difference between the rotation speed and the frame rate. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the chuck pin 114 is extended above the contact position (contact portion 119) with the substrate W. Therefore, regardless of whether the substrate W is properly held, the top of the chuck pin 114 may be positioned in the inspection area R2 and may be reflected in the inspection image I2. When the rotation of the substrate W is stopped, for example, as shown in FIG. 8A, the chuck pin 114 is relatively clearly reflected in the horizontal image IH, and the inspection image I2 cut out from the horizontal image IH is displayed. The chuck pin image Icp has a density value largely different from the density value of the background image, and is clearly reflected in the inspection image I2.
基板保持の検査を行う際には基板Wは低速回転しており、その低速回転状態で一定のフレームレートで撮像される。ここで、比較的速いフレームレート、例えば200[fps]でカメラ72により撮像すると、例えば図8(b)に示すように検査画像I2に映り込むチャックピン像Icpは水平方向(同図の左右方向)に多少ぼけるものの背景像との濃度差は依然として大きく、検査画像I2の平均濃度値はチャックピン像Icpが含まれている分だけ背景像の濃度値から大きく異なることがある。これに対し、フレームレートを遅くする、例えば30[fps]に設定すると、図8(c)に示すように水平方向(同図の左右方向)に大きくぼけ、背景像との濃度差も小さくなる。その結果、検査画像I2の平均濃度値はチャックピン像Icpが含まれるものの背景像の濃度値との差は大幅に減少する。よって、フレームレートを比較的遅くすることで、チャックピン像Icpの影響を抑制し、基板保持検査を高精度に、しかも安定して行うことができる。 When inspecting the substrate holding, the substrate W is rotating at a low speed, and an image is taken at a constant frame rate in the low rotation state. Here, when imaging is performed by the camera 72 at a relatively high frame rate, for example, 200 fps, the chuck pin image Icp included in the inspection image I2 as shown in FIG. The difference in density with the background image of what is somewhat blurred is still large, and the average density value of the inspection image I2 may greatly differ from the density value of the background image by the amount by which the chuck pin image Icp is included. On the other hand, when the frame rate is reduced, for example, to 30 fps, the image is greatly blurred in the horizontal direction (left and right direction in the figure) as shown in FIG. . As a result, the difference between the average density value of the inspection image I2 and the density value of the background image although the chuck pin image Icp is included is significantly reduced. Therefore, by making the frame rate relatively slow, the influence of the chuck pin image Icp can be suppressed, and the substrate holding inspection can be performed with high accuracy and stability.
B.第2実施形態
ところで、上記第1実施形態では、基板Wが一周する間にカメラ72により連続的に撮像された水平画像IHの各々から切り出した15個の検査画像I2の濃度値について標準偏差を求め、これを特徴量として用いているが、特徴量はこれに限定されるものではない。例えば、以下に説明する第2実施形態では、カメラ72により連続的に撮像された各水平画像IHでの鉛直軸方向Zにおける濃度分布を示すデータ、つまり濃度プロファイルに基づいて特徴量を算出している。なお、本発明にかかる基板保持検査方法の第2実施形態を適用可能な基板処理装置の構成は基本的に上記基板処理ユニット(基板処理装置)1Aと同一である。この点に関しては、後で説明する実施形態においても同様である。また、当該基板処理ユニット1Aで実行される動作のうち特徴量の内容、算出方法および判定方法を除く動作についても第1実施形態と同一であり、この点に関しては後で説明する第2実施形態および第3実施形態においても同様である。したがって、以下のおいては相違点を中心に説明し、同一構成および動作については同一符号を付して説明を省略する。
B. Second Embodiment In the first embodiment, the standard deviations of the density values of the 15 inspection images I2 cut out from each of the horizontal images IH taken continuously by the camera 72 while the substrate W makes a round are calculated. Although this is calculated | required and used as a feature-value, a feature-value is not limited to this. For example, in the second embodiment described below, the feature amount is calculated based on data indicating the density distribution in the vertical axis direction Z in each horizontal image IH continuously captured by the camera 72, that is, based on the density profile. There is. The configuration of a substrate processing apparatus to which the second embodiment of the substrate holding inspection method according to the present invention can be applied is basically the same as the substrate processing unit (substrate processing apparatus) 1A. In this regard, the same applies to the embodiments described later. Further, among the operations executed by the substrate processing unit 1A, the operations other than the content of the feature amount, the calculation method and the determination method are also the same as in the first embodiment, and this point will be described later in the second embodiment. The same applies to the third embodiment. Therefore, in the following, differences will be mainly described, and the same configuration and operation will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
図9ないし図11は本発明にかかる基板保持検査方法の第2実施形態における特徴量の算出方法を示す図である。第2実施形態では、一定のフレームレートでカメラ72により撮像された15枚の水平画像IH(0)、IH(1)、…、IH(14)毎に、鉛直軸方向Zにおける濃度プロファイルを導出する。各水平画像IHは図9(a)に示すようにX方向およびZ方向にマトリックス状に配列された(m×n)個の画素で構成されている。そして、第2実施形態では、鉛直軸方向Zの各位置、つまりZ座標位置「0」、「1」、…「n−1」について、全画素の濃度の平均値(以下、「平均濃度値」という)を演算する。つまり、各Z座標位置における平均濃度値AD(0)、AD(1)、…、AD(n-1)を次式
AD(0)={D(0,0)+D(1,0)+…+D(m-1,0)}/m
AD(1)={D(0,1)+D(1,1)+…+D(m-1,1)}/m
…
AD(n−1)={D(0,n-1)+D(1,n-1)+…+D(m-1,n-1)}/m
に基づいて算出する。こうして濃度プロファイルが得られ、水平画像IH毎に上式で算出された各Z座標位置に対する平均濃度値ADをプロットすることにより、例えば図9(b)〜(d)に示す濃度プロファイルのグラフが得られる。なお、図9(b)〜(d)中の各曲線が一の水平画像IHに含まれる鉛直軸方向Zにおける濃度プロファイルを示しており、図9(b)〜(d)の各々において15本の濃度プロファイルが図示されている。これらの濃度プロファイルはいずれも凹の谷形状を有しているが、当該谷形状部分が鉛直軸方向Zでの基板Wの位置を示している。
FIGS. 9 to 11 are diagrams showing a method of calculating feature amounts in the second embodiment of the substrate holding inspection method according to the present invention. In the second embodiment, a density profile in the vertical axis direction Z is derived for each of 15 horizontal images IH (0), IH (1),..., IH (14) captured by the camera 72 at a constant frame rate. Do. Each horizontal image IH is composed of (m × n) pixels arranged in a matrix in the X direction and the Z direction as shown in FIG. 9A. In the second embodiment, the average value of the densities of all pixels (hereinafter referred to as “average density value”) at each position in the vertical axis direction Z, that is, Z coordinate positions “0”, “1”,. To calculate). That is, the average density values AD (0), AD (1),..., AD (n-1) at each Z coordinate position are expressed by the following equation: AD (0) = {D (0, 0) + D (1, 0) + ... + D (m-1, 0)} / m
AD (1) = {D (0, 1) + D (1, 1) + ... + D (m-1, 1)} / m
...
AD (n-1) = {D (0, n-1) + D (1, n-1) +... + D (m-1, n-1)} / m
Calculated based on A density profile is obtained in this way, and by plotting the average density value AD for each Z coordinate position calculated by the above equation for each horizontal image IH, for example, a graph of the density profile shown in FIGS. can get. Note that each curve in FIGS. 9 (b) to 9 (d) shows a density profile in the vertical axis direction Z included in one horizontal image IH, and in each of FIGS. 9 (b) to 9 (d), 15 curves are shown. Concentration profiles are illustrated. Although these concentration profiles each have a concave valley shape, the valley-shaped portion indicates the position of the substrate W in the vertical axis direction Z.
ここで、基板Wがスピンチャック11により適正に保持されて略水平姿勢となっているときには、図9(b)に示すようにいずれの水平画像IHにおいても濃度プロファイルはほぼ同一形状であり、しかも谷形状部分もほぼ一致している。一方、基板Wが適正に保持されないと、図9(c)、(d)に示すように、水平画像IH毎に濃度プロファイルの形状が相互に異なり、しかも谷形状部分の位置も大きく変動する。つまり、基板Wが適正に保持されているときには濃度プロファイルの変化は小さいのに対し、基板Wが適正な保持状態から外れていくにしたがって濃度プロファイルの変化は大きくなる。このような定性的な現象を第2実施形態では次の2段階の工程を経て定量化し、それを特徴量として求めている。 Here, when the substrate W is properly held by the spin chuck 11 and in a substantially horizontal posture, as shown in FIG. 9B, the density profile has almost the same shape in any horizontal image IH, and The valley-shaped parts are also almost identical. On the other hand, if the substrate W is not held properly, as shown in FIGS. 9C and 9D, the shape of the density profile differs from one horizontal image IH to another, and the position of the valley-shaped portion also largely fluctuates. That is, while the change in the concentration profile is small when the substrate W is properly held, the change in the concentration profile increases as the substrate W deviates from the appropriate holding state. In the second embodiment, such a qualitative phenomenon is quantified through the following two steps, and is determined as a feature amount.
第1段目の工程は、水平画像IH毎に図10(a)〜(c)に示す手順にて濃度プロファイルから3つの特徴点A〜Cを導出し、これら特徴点A〜Cで構成される三角形ABCを特定する工程である。濃度プロファイルの谷形状となる点Cを求める。つまり、一の濃度プロファイル、例えば水平画像IH(0)において図10(a)に示すように平均濃度値ADが最も小さいときのZ座標を求め、これらにより特徴点Cを導出する。また、始点(0、AD(0))と特徴点Cとを通る仮想線VL1を算出した後で、濃度プロファイルにおいて当該仮想線VL1から最も離れた点を特徴点Aとして導出する。さらに、終点(n−1、AD(n-1))と特徴点Cとを通る仮想線VL2を算出した後で、濃度プロファイルにおいて当該仮想線VL2から最も離れた点を特徴点Bとして導出する。なお、特徴点A〜Cの導出が完了すると、図10(b)、(c)に示すように水平画像IH(0)において特徴点A〜Cで規定される三角形TR(0)を特定する。このような工程を他の水平画像IH(1)〜IH(14)について行って14個の三角形TR(0)、…を求める。 In the first step, three feature points A to C are derived from the density profile according to the procedure shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c) for each horizontal image IH. To identify the triangle ABC. A point C which is a valley shape of the concentration profile is obtained. That is, as shown in FIG. 10A in one density profile, for example, the horizontal image IH (0), the Z coordinate at the time when the average density value AD is the smallest is determined, and the feature point C is derived from these. Further, after the virtual line VL1 passing through the start point (0, AD (0)) and the feature point C is calculated, a point most distant from the virtual line VL1 in the density profile is derived as the feature point A. Furthermore, after calculating the virtual line VL2 passing through the end point (n-1, AD (n-1)) and the feature point C, the point most distant from the virtual line VL2 in the concentration profile is derived as the feature point B . When the derivation of the feature points A to C is completed, the triangle TR (0) defined by the feature points A to C is identified in the horizontal image IH (0) as shown in FIGS. . These steps are performed on the other horizontal images IH (1) to IH (14) to obtain 14 triangles TR (0),.
次の第2段目の工程では、図11に示すように上記14個の三角形TR(0)、…の論理積を演算し、その結果として得られる三角形TR(AND)の面積を導出する。基板Wがスピンチャック11により適正に保持されているとき(図9(b))、第1段目の工程で導出された各三角形TR(0)、…とほぼ同一形状を有し、しかも水平画像IHにおける位置もほぼ一致しており、その結果、三角形TR(AND)も各三角形TR(0)、…とほぼ一致する。一方、図9(c)や図(d)に示すように基板Wの保持状態が不適正な場合には、三角形TR(0)、…の形状や位置は相互に変化しており、その結果、三角形TR(AND)の面積は小さくなる。つまり、スピンチャック11による基板Wの保持が適正な状態から不適正な状態に移行すると、三角形TR(AND)が縮小して面積が小さくなる。これらのことから、三角形TR(AND)の面積が濃度プロファイルの変化を示す指標となっており、ひいては基板保持状態の適正度合を示している。 In the next second step, as shown in FIG. 11, the logical product of the 14 triangles TR (0),... Is calculated, and the area of the resulting triangle TR (AND) is derived. When the substrate W is properly held by the spin chuck 11 (FIG. 9 (b)), it has substantially the same shape as each triangle TR (0),... The positions in the image IH also substantially match, so that the triangle TR (AND) also substantially matches each triangle TR (0),. On the other hand, as shown in FIG. 9C and FIG. 9D, when the holding state of the substrate W is inappropriate, the shapes and positions of the triangles TR (0),... , The area of triangle TR (AND) becomes small. That is, when the holding of the substrate W by the spin chuck 11 is shifted from the appropriate state to the inappropriate state, the triangle TR (AND) is shrunk to reduce the area. From these facts, the area of the triangle TR (AND) is an index indicating the change of the concentration profile, which in turn indicates the appropriate degree of the substrate holding state.
種々の保持状態での三角形TR(AND)の面積を本願発明者が検証したところ、適正な保持状態で導出された三角形TR(AND)の最大面積を100[%]としたとき、基板処理に支障がなく適正にスピンチャック11に保持されているときの三角形TR(AND)の面積は86〜100[%]であったのに対し、基板処理に支障を来すときの三角形TR(AND)の面積は45[%]以下に低下した。 When the inventors of the present application verified the area of the triangle TR (AND) in various holding states, when the maximum area of the triangle TR (AND) derived in the appropriate holding state is 100 [%], While the area of the triangle TR (AND) when properly held by the spin chuck 11 without any trouble was 86 to 100 [%], the triangle TR (AND) when it causes a problem in substrate processing The area of has decreased to 45% or less.
そこで、第2実施形態では、カメラ72による基板Wの水平画像IHの連続撮像が完了する(ステップS107:撮像工程)と、上記した手順によって三角形TR(AND)の面積を特徴量として導出し(ステップS108:特徴量導出工程)、特徴量が60[%]を超えているか否かを判定する(ステップS109)。そして、特徴量が60[%]を超えており、基板保持が適正であると判断すると、ガード21の上昇(ステップS110)および基板Wの回転速度の増加(ステップS111)を行うのに続いて湿式処理を実行する(ステップS112)。一方、特徴量が60[%]以下であるとき(ステップS109で「NO」)、チャックミスが発生したと判断する。そして、直ちにスピンチャック11の回転駆動を中止して基板Wの回転を停止させ、スピンチャック11による基板Wの保持において異常がある旨を示すメッセージを表示部88に表示してユーザに報知する(ステップS113)。なお、本実施形態では、上記検証に基づいて60[%]を判定基準値として設定しているが、判定基準値はこれに限定されるものではなく、取扱う基板の種類や装置構成などに応じて適宜変更するのが望ましい。 Therefore, in the second embodiment, when the continuous imaging of the horizontal image IH of the substrate W by the camera 72 is completed (step S107: imaging step), the area of the triangle TR (AND) is derived as the feature amount by the above procedure Step S108: Feature amount derivation step) It is determined whether the feature amount exceeds 60 [%] (step S109). Then, if it is determined that the feature amount exceeds 60 [%] and substrate holding is appropriate, the guard 21 is raised (step S110) and the rotational speed of the substrate W is increased (step S111). Wet processing is performed (step S112). On the other hand, when the feature amount is 60 [%] or less (“NO” in step S109), it is determined that a chuck error has occurred. Then, the rotation driving of the spin chuck 11 is immediately stopped to stop the rotation of the substrate W, and a message indicating that there is an abnormality in holding the substrate W by the spin chuck 11 is displayed on the display unit 88 to notify the user ( Step S113). In the present embodiment, 60 [%] is set as the determination reference value based on the above verification, but the determination reference value is not limited to this, and depending on the type of substrate to be handled, the device configuration, etc. It is desirable to make appropriate changes.
以上のように、第2実施形態においても、濃度プロファイルの変化を示す指標値として機能する三角形TR(AND)の面積を複数の水平画像IHから特徴量として導出し、当該特徴量に基づいて基板保持が適正か否かを判定しているため、第1実施形態と同様の作用効果、つまり基板保持検査の高信頼性、適切な基板処理および基板Wや装置の損傷の未然回避などの作用効果が得られる。また、図9(b)〜(d)に示すように基板保持状態に起因する定性的な現象を定量化し、これを特徴量としているため、基板保持検査の信頼性をさらに高めることができるとともに基板保持検査の自動化を容易なものとなっている。 As described above, also in the second embodiment, the area of the triangle TR (AND) functioning as an index value indicating a change in density profile is derived as a feature amount from the plurality of horizontal images IH, and the substrate is based on the feature amount. Since it is determined whether or not the holding is appropriate, the same effects as those of the first embodiment, that is, the effects such as high reliability of the substrate holding inspection, appropriate substrate processing and avoidance of damage to the substrate W and devices, etc. Is obtained. Further, as shown in FIGS. 9 (b) to 9 (d), the qualitative phenomenon caused by the substrate holding state is quantified, and this is used as the feature amount, so that the reliability of the substrate holding inspection can be further enhanced. It is easy to automate substrate holding inspection.
C.第3実施形態
上記第2実施形態では、鉛直軸方向Zにおける濃度プロファイルから特徴点A〜Cを導出するとともに当該特徴点A〜Cで規定される三角形を用いて特徴量を導出しているが、例えば図12に示すように水平画像IH間での平均濃度値ADの最大変動量ΔADを特徴量として導出してもよく、第2実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、既に図9(b)〜(d)を用いて説明したように、基板保持が適正状態であるときにはいずれの水平画像IHにおいても濃度プロファイルは同一形状でしかも同一位置にある。そのため、水平画像IH間での平均濃度値ADの変動量はゼロあるいはそれに近い値となる。これに対し、不適正状態になると水平画像IH毎に濃度プロファイルの形状が相互に異なり、しかも谷形状部分の位置も大きく変動する。このため、例えば図12に示すように平均濃度値ADが水平画像IH間で変動する領域が発生し、当該変動領域では比較的大きな変動量ΔADが観測される。つまり、最大変動量ΔADが濃度プロファイルの変化を示す指標値として機能する。
C. Third Embodiment In the second embodiment, the feature points A to C are derived from the concentration profile in the vertical axis direction Z, and the feature amount is derived using the triangle defined by the feature points A to C. For example, as shown in FIG. 12, the maximum fluctuation amount ΔAD of the average density value AD between horizontal images IH may be derived as the feature amount, and the same operation and effect as the second embodiment can be obtained. That is, as already described with reference to FIGS. 9B to 9D, when the substrate is held properly, the density profiles have the same shape and the same position in any horizontal image IH. Therefore, the fluctuation amount of the average density value AD between horizontal images IH becomes zero or a value close thereto. On the other hand, in the improper state, the shape of the density profile differs from one horizontal image IH to another, and the position of the valley-shaped portion also largely fluctuates. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, a region where the average density value AD fluctuates between the horizontal images IH is generated, and a relatively large fluctuation amount ΔAD is observed in the fluctuation region. That is, the maximum fluctuation amount ΔAD functions as an index value indicating a change in the concentration profile.
そこで、第3実施形態では、最大変動量ΔADを特徴量として用いている。つまり、第3実施形態では、カメラ72による基板Wの水平画像IHの連続撮像が完了する(ステップS107:撮像工程)と、水平画像IH毎に鉛直軸方向Zにおける濃度プロファイルを導出した後で水平画像IH間での平均濃度値ADの最大変動量ΔADを特徴量として導出し(ステップS108:特徴量導出工程)、特徴量(最大変動量ΔAD)が所定値未満であるか否かを判定する(ステップS109)。そして、特徴量が所定値未満であり、基板保持が適正であると判断すると、ガード21の上昇(ステップS110)および基板Wの回転速度の増加(ステップS111)を行うのに続いて湿式処理を実行する(ステップS112)。一方、特徴量が所定値以上であるとき(ステップS109で「NO」)、チャックミスが発生したと判断する。そして、直ちにスピンチャック11の回転駆動を中止して基板Wの回転を停止させ、スピンチャック11による基板Wの保持において異常がある旨を示すメッセージを表示部88に表示してユーザに報知する(ステップS113)。 Therefore, in the third embodiment, the maximum fluctuation amount ΔAD is used as the feature amount. That is, in the third embodiment, when the continuous imaging of the horizontal image IH of the substrate W by the camera 72 is completed (step S107: imaging step), the concentration profile in the vertical axis direction Z is derived for each horizontal image IH and then horizontal The maximum fluctuation amount ΔAD of the average density value AD between the images IH is derived as a feature amount (step S108: feature amount derivation step), and it is determined whether the feature amount (maximum fluctuation amount ΔAD) is less than a predetermined value (Step S109). Then, if it is determined that the feature amount is less than the predetermined value and the substrate holding is appropriate, the wet processing is performed following the raising of the guard 21 (step S110) and the increase of the rotational speed of the substrate W (step S111). It executes (step S112). On the other hand, when the feature amount is equal to or more than the predetermined value ("NO" in step S109), it is determined that a chucking error has occurred. Then, the rotation driving of the spin chuck 11 is immediately stopped to stop the rotation of the substrate W, and a message indicating that there is an abnormality in holding the substrate W by the spin chuck 11 is displayed on the display unit 88 to notify the user ( Step S113).
D.第4実施形態
上記第1実施形態ないし第3実施形態では、水平画像IHから特徴量を導出し、当該特徴量に基づいてスピンチャック11により基板Wが適正に保持されているか否かを検査しているが、水平画像IHから基板Wのエッジに関する情報(以下「エッジ情報」という)を求め、さらにエッジ情報から特徴量を導出してもよい。以下、図13および図14を参照しつつ本発明の第4実施形態について説明する。
D. Fourth Embodiment In the first to third embodiments, the feature quantity is derived from the horizontal image IH, and it is checked whether the substrate W is properly held by the spin chuck 11 based on the feature quantity. However, information on the edge of the substrate W (hereinafter referred to as “edge information”) may be obtained from the horizontal image IH, and the feature amount may be derived from the edge information. Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
図13は本発明の第4実施形態にかかる基板保持検査方法を含む基板処理動作を示すフローチャートである。また、図14は第4実施形態にかかる基板保持検査動作を模式的に示す図である。この基板処理動作は、CPU81が予め定められた処理プログラムを実行することにより実現される。基板Wが基板処理ユニット1Aに搬入されると、特徴量に基づき基板保持検査を行う場合(第1実施形態ないし第3実施形態)と同様に、スピンベース111の周縁部に設けられた複数のチャックピン114の水平支持ピン116で載置される(ステップS401)。その後で、表面を上方に向けるとともに裏面を下方に向けた状態でスピンベース111から所定間隔を隔てた略水平姿勢で基板Wが保持される(ステップS402)。 FIG. 13 is a flowchart showing the substrate processing operation including the substrate holding inspection method according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a view schematically showing the substrate holding inspection operation according to the fourth embodiment. The substrate processing operation is realized by the CPU 81 executing a predetermined processing program. When the substrate W is carried into the substrate processing unit 1A, a plurality of substrate members provided on the peripheral portion of the spin base 111 are used in the substrate holding inspection based on the feature amount (the first to third embodiments). It is mounted by the horizontal support pin 116 of the chuck pin 114 (step S401). Thereafter, the substrate W is held in a substantially horizontal posture spaced a predetermined distance from the spin base 111 with the front surface facing upward and the back surface facing downward (step S402).
このとき、例えば基板Wの載置位置が不適正であった等の理由で、チャックピン114による基板Wの保持が不完全となることがあり得るため、第4実施形態にかかる基板保持検査動作(ステップS403〜S407)を実行する。すなわち、この第4実施形態にかかる基板保持検査方法では、スピンチャック11で保持された基板Wを静止した状態でカメラ72により基板Wを撮像して静止水平画像を取得する(ステップS403)。そして、静止水平画像に対してエッジ検出処理を施して基板Wのエッジ座標(X座標位置、Z座標位置)を複数個取得する(ステップS404)。ここで、エッジ検出処理としては従来より多用されているものを利用することができるが、本実施形態ではX座標位置毎に(+Z)方向から(−Z)方向に向けて濃度を調べて当該濃度が大きく変動した時点のZ座標位置を鉛直軸方向Zにおける基板Wのエッジ座標として検出している。こうして得られた基板Wのエッジ座標をプロットした一例が図14(a)に示すグラフである。 At this time, since the holding of the substrate W by the chuck pins 114 may be incomplete, for example, because the mounting position of the substrate W is improper, the substrate holding inspection operation according to the fourth embodiment (Steps S403 to S407) are executed. That is, in the substrate holding inspection method according to the fourth embodiment, the substrate W is imaged by the camera 72 while the substrate W held by the spin chuck 11 stands still to acquire a still horizontal image (step S403). Then, edge detection processing is performed on the static horizontal image to acquire a plurality of edge coordinates (X coordinate position, Z coordinate position) of the substrate W (step S404). Here, as the edge detection processing, one that is frequently used can be used, but in the present embodiment, the density is checked from the (+ Z) direction toward the (−Z) direction for each X coordinate position The Z coordinate position at the time when the concentration largely fluctuates is detected as the edge coordinate of the substrate W in the vertical axis direction Z. An example of plotting the edge coordinates of the substrate W obtained in this way is a graph shown in FIG.
基板Wはチャックピン114で保持されているためにチャックピン114の影響を受け、また電気的な外乱を受けることがある。このため、これらの要因によりノイズ成分がエッジ座標データに含まれてしまうことは不可避である。そこで、本実施形態では、Z座標位置について一のエッジ座標をX方向において隣接するエッジ座標と比較し、Z座標位置が一定値以上離れているエッジ座標についてはノイズ成分と見なして当該一のエッジ座標を取り除く。このようなノイズ除去処理をステップS404で検出された全エッジ座標について実行する(ステップS405)。こうして得られたノズル除去済のエッジ座標を示すエッジ座標データを本明細書では「エッジプロファイル」と称し、当該エッジプロファイルによって水平画像IHでの鉛直軸方向Zにおける基板Wのエッジ位置を示すこととし、それらをプロットした一例が図14(b)に示すグラフである。このようにエッジプロファイルが本発明の「エッジ情報」の一例に相当している。 Since the substrate W is held by the chuck pins 114, the substrate W may be affected by the chuck pins 114 and may be electrically disturbed. For this reason, it is inevitable that the noise component is included in the edge coordinate data due to these factors. Therefore, in the present embodiment, one edge coordinate of the Z coordinate position is compared with the adjacent edge coordinate in the X direction, and the edge coordinate at which the Z coordinate position is separated by a predetermined value or more is regarded as a noise component and the one edge Remove coordinates Such noise removal processing is executed for all edge coordinates detected in step S404 (step S405). Edge coordinate data indicating edge coordinates after nozzle removal obtained in this way is referred to as “edge profile” in this specification, and the edge profile indicates the edge position of the substrate W in the vertical axis direction Z in the horizontal image IH. An example of plotting them is a graph shown in FIG. Thus, the edge profile corresponds to an example of the "edge information" of the present invention.
それに続いて、次のステップS406ではノズル除去済のエッジ座標データに基づいて直線近似式で示される直線近似線(基板Wの表面側のエッジ)を本発明の「特徴量」として導出する(特徴量導出工程)。ここで、基板Wがスピンチャック11に適正に保持されているときには、例えば図14(c)中の実線で示す直線近似線Lが基板Wの表面側のエッジとして導出され、当該直線近似線Lは鉛直軸方向Zにおいて一定幅を有する許容バンドBD内に収まる。一方、スピンチャック11による基板保持が不適正であるときには、例えば図14(c)中の1点鎖線で示すように導出された直線近似線Lは許容バンドBDからはみ出る。 Subsequently, in the next step S406, the straight line approximation line (edge on the surface side of the substrate W) represented by the straight line approximation formula is derived as the "feature amount" of the present invention based on the edge coordinate data after nozzle removal. Quantity derivation process). Here, when the substrate W is properly held by the spin chuck 11, for example, a linear approximate line L indicated by a solid line in FIG. 14C is derived as an edge on the front surface side of the substrate W. Fall within the tolerance band BD having a constant width in the vertical axis direction Z. On the other hand, when the substrate holding by the spin chuck 11 is improper, for example, the linear approximate line L derived as indicated by the one-dot chain line in FIG.
そこで、本実施形態では、ステップS407で導出された直線近似線Lが許容バンドBD内に収まっているか否かによって基板Wの保持状態を正確に判定する。そして、このステップS407で「YES」と判定される、つまり基板Wが適正に保持されていることが確認されると、基板Wを取り囲んで処理を行う位置までガード21を上昇させ(ステップS408)、基板Wの回転を開始して回転速度が湿式処理用の規定値まで増加させる(ステップS409)のに続いて予め定められた湿式処理を実行する(ステップS410)。 Therefore, in the present embodiment, the holding state of the substrate W is accurately determined based on whether or not the linear approximate line L derived in step S407 falls within the tolerance band BD. Then, if “YES” is determined in this step S407, that is, it is confirmed that the substrate W is properly held, the guard 21 is raised to a position where the processing is performed surrounding the substrate W (step S408) Subsequently, after starting the rotation of the substrate W to increase the rotational speed to the specified value for wet processing (step S409), a predetermined wet processing is performed (step S410).
一方、ステップS407で「NO」と判定される、つまり基板Wの保持が不適正である、つまりチャックミスが発生したことが確認されると、第1実施形態と同様の処理を実行する。つまり、当該判定後、直ちにスピンチャック11の回転駆動を中止して基板Wの回転を停止させ、スピンチャック11による基板Wの保持において異常がある旨を示すメッセージを表示部88に表示してユーザに報知する(ステップS411)。 On the other hand, if "NO" is determined in the step S407, that is, if it is confirmed that the holding of the substrate W is improper, that is, it is confirmed that a chuck error has occurred, the same process as the first embodiment is performed. That is, after the determination, the rotational driving of the spin chuck 11 is immediately stopped to stop the rotation of the substrate W, and a message indicating that there is an abnormality in the holding of the substrate W by the spin chuck 11 is displayed on the display unit 88 (Step S411).
以上のように、第4実施形態においても、第1実施形態ないし第3実施形態と同様に、基板保持の検査を高い信頼性で行うことが可能となっている。したがって、基板Wがスピンチャック11により適正に保持された状態でのみ基板処理が実行されるため、基板Wを適切に処理することができる。また、不適正な保持状態のまま基板Wが高速回転されて基板Wや装置が損傷することを確実に回避することができる。 As described above, also in the fourth embodiment, as in the first to third embodiments, inspection of substrate holding can be performed with high reliability. Therefore, since the substrate processing is performed only in a state where the substrate W is properly held by the spin chuck 11, the substrate W can be processed appropriately. In addition, the substrate W can be reliably prevented from being damaged due to the substrate W being rotated at high speed in an improper holding state.
なお、第4実施形態で行っているノイズ除去方法の代わりに別のノイズ除去方法を用いてもよい。例えばエッジ検出処理により得られたエッジ座標から直線近似法やロバスト推定法などを用いて基板Wの姿勢を示す直線式を求めた後、エッジ座標データのうち当該直線式から大きく離れたデータを含む一定の範囲内で最大画素値を有する画素、つまり最大画素を検出する。そして、当該最大画素が一定の画素値以上の場合にはエッジとみなす一方、そうでない場合にはノイズとして除去してもよい。 Another noise removal method may be used instead of the noise removal method performed in the fourth embodiment. For example, after a straight line equation indicating the posture of the substrate W is obtained from edge coordinates obtained by edge detection processing using a straight line approximation method or a robust estimation method, data including a large distance from the straight line equation is included in the edge coordinate data. The pixel having the largest pixel value within a certain range, that is, the largest pixel is detected. The maximum pixel may be regarded as an edge if the maximum pixel is equal to or more than a predetermined pixel value, and may be removed as noise otherwise.
また、チャックピン114の影響を排除するために次の方法を採用してもよい。ここでは、鉛直軸方向Zにおいてチャックピン114は基板Wよりも高く、チャックピン114が存在するX座標位置はエッジ検出不可部分であると考えられる。そこで、エッジ検出されたZ座標位置の下に基板Wの高さ以上で、しきい値画素以上の画素値が連続する場合、検出不可部分とみなし、当該検出不可部分のエッジ座標データを削除することができる。これらのノイズ除去方法を用いることは、第4実施形態および以下の第5実施形態や第6実施形態における基板保持検査の信頼性を高めることに寄与し、好適である。 Also, in order to eliminate the influence of the chuck pin 114, the following method may be adopted. Here, the chuck pin 114 is higher than the substrate W in the vertical axis direction Z, and the X coordinate position at which the chuck pin 114 exists is considered to be an edge undetectable portion. Therefore, if pixel values of threshold pixels or more continue at heights of the substrate W below the detected Z coordinate position, it is regarded as an undetectable portion, and edge coordinate data of the undetectable portion is deleted. be able to. Using these noise removal methods contributes to enhancing the reliability of the substrate holding inspection in the fourth embodiment and the following fifth and sixth embodiments, and is preferable.
E.第5実施形態
上記第4実施形態では、1枚の水平画像IHに基づいてエッジ検出を行っているが、基板Wを低速回転させながら複数の水平画像IHを撮像するとともに、水平画像IH毎にエッジプロファイル(図14(b)参照)を求め、さらに複数のエッジプロファイルを統計的に解析して基板保持検査を行ってもよい。以下、第4実施形態と相違する点を中心に説明し、同一構成については説明を省略する。
E. Fifth Embodiment In the fourth embodiment, edge detection is performed based on one horizontal image IH. However, while rotating the substrate W at low speed, a plurality of horizontal images IH are captured, and for each horizontal image IH An edge profile (see FIG. 14B) may be obtained, and a plurality of edge profiles may be analyzed statistically to perform substrate holding inspection. Hereinafter, differences from the fourth embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration will be omitted.
図15は本発明にかかる基板保持検査方法の第5実施形態での基板保持検査を説明するための図である。同図における横軸はエッジプロファイルを識別するためのファイル番号であり、縦軸は各エッジプロファイルにおけるZ座標の平均値および標準偏差である。基板Wがスピンチャック11に適正に保持されて略水平姿勢を有している場合には同図(a)に示すようにZ座標の平均値および標準偏差ともに大きく変動することはないのに対し、基板保持が不適正であり、例えば基板Wの一部がチャックピン114に乗り上げている場合には同図(b)に示すようにZ座標の平均値および標準偏差が大きく変動する。 FIG. 15 is a view for explaining a substrate holding inspection in the fifth embodiment of the substrate holding inspection method according to the present invention. The horizontal axis in the figure is a file number for identifying an edge profile, and the vertical axis is an average value and a standard deviation of Z coordinates in each edge profile. When the substrate W is properly held by the spin chuck 11 and has a substantially horizontal posture, the average value and the standard deviation of the Z coordinate do not greatly fluctuate as shown in FIG. When the substrate is not properly held and, for example, a part of the substrate W rides on the chuck pin 114, the average value and the standard deviation of the Z coordinate largely fluctuate as shown in FIG.
そこで、第5実施形態では、Z座標の平均値を求め、さらに当該平均値における最大値と最小値との差異(以下「平均値変動量」という)およびZ座標の標準偏差における最大値と最小値との差異(以下「偏差変動量」という)を本発明の「特徴量」として導出する(特徴量導出工程)。さらに、これらの差異に基づいて基板保持検査を行う。より具体的には、平均値変動量および偏差変動量がともに所定範囲内であるときには基板Wが適正に保持されていると判定する一方、平均値変動量および偏差変動量のうち少なくとも一方が所定範囲を外れているときには基板Wの保持が不適正でありチャックミスが発生していると判定する。 Therefore, in the fifth embodiment, the average value of the Z coordinate is determined, and further, the difference between the maximum value and the minimum value in the average value (hereinafter referred to as "average value fluctuation amount") and the maximum value and the minimum in the standard deviation of the Z coordinate. The difference with the value (hereinafter referred to as the “deviation fluctuation amount”) is derived as the “feature amount” of the present invention (feature amount derivation step). Furthermore, a substrate holding inspection is performed based on these differences. More specifically, it is determined that the substrate W is properly held when both the average value fluctuation amount and the deviation fluctuation amount are within the predetermined range, while at least one of the average value fluctuation amount and the deviation fluctuation amount is predetermined When it is out of the range, it is determined that the holding of the substrate W is improper and a chucking error occurs.
F.第6実施形態
図16は本発明にかかる基板保持検査方法の第6実施形態での基板保持検査を説明するための図である。同図(a)における横軸は鉛直軸方向Zにおけるエッジ座標を示しており、ここでは水平画像IHの鉛直軸方向Zの幅を0.1刻みに分割し、各エッジ座標の出現頻度を求めてヒストグラム化した。また、こうして得られたヒストグラムを任意のエッジ座標幅で平均化することでエッジ座標の出現頻度の平均を求めてプロットしたものが同図(b)である。同図(b)において出現頻度の平均が最大となるエッジ座標(以下「ピーク座標」という)が当該水平画像IHに映り込んだ基板Wの鉛直軸方向Zにおけるエッジに相当する。このようにヒストグラム手法を用いることで鉛直軸方向Zにおける基板Wのエッジを求めることができ、基板Wがスピンチャック11に適正に保持されている場合には、他の水平画像IHに基づき上記ヒストグラム手法により導出される鉛直軸方向Zにおける基板Wのエッジ(出現頻度の平均が最大となるエッジ座標)も大きく変動することはない。これに対し、基板保持が不適正である場合には、水平画像IH毎に大きく変動してしまう。
F. Sixth Embodiment FIG. 16 is a view for explaining a substrate holding inspection in a sixth embodiment of a substrate holding inspection method according to the present invention. The horizontal axis in the figure (a) indicates the edge coordinates in the vertical axis direction Z. Here, the width in the vertical axis direction Z of the horizontal image IH is divided into 0.1 increments, and the appearance frequency of each edge coordinate is obtained Histogrammed. Further, the histogram obtained in this manner is averaged with an arbitrary edge coordinate width to obtain an average of appearance frequencies of the edge coordinates, and a plot is shown in FIG. The edge coordinates (hereinafter referred to as "peak coordinates") at which the average of the appearance frequency in the figure (b) is maximum correspond to the edge in the vertical axis direction Z of the substrate W reflected in the horizontal image IH. As described above, by using the histogram method, the edge of the substrate W in the vertical axis direction Z can be obtained, and in the case where the substrate W is properly held by the spin chuck 11, the above-mentioned histogram is based on another horizontal image IH. The edge of the substrate W in the vertical axis direction Z (edge coordinates at which the average of the appearance frequency is maximum) derived by the method does not significantly fluctuate. On the other hand, when the substrate is not properly held, the horizontal image IH greatly fluctuates.
そこで、第6実施形態では、複数の水平画像IHの各々に基づいて上記ヒストグラム手法により導出されるピーク座標を求め、それらのピーク座標の変動量を本発明の「特徴量」として求める(特徴量導出工程)。さらに、これに基づいて基板保持検査を行う。より具体的には、ピーク座標の変動量が所定範囲内であるときには基板Wが適正に保持されていると判定する一方、ピーク座標の変動量が所定範囲を外れているときには基板Wの保持が不適正でありチャックミスが発生していると判定する。 Therefore, in the sixth embodiment, peak coordinates derived by the above-described histogram method are determined based on each of a plurality of horizontal images IH, and variation amounts of those peak coordinates are determined as the “feature amount” of the present invention (feature amount Derivation process). Furthermore, the substrate holding inspection is performed based on this. More specifically, it is determined that the substrate W is properly held when the fluctuation amount of the peak coordinates is within the predetermined range, while the holding of the substrate W is when the fluctuation amount of the peak coordinates is outside the predetermined range. It is determined that it is improper and a chucking error has occurred.
G.その他
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、第1実施形態以外の実施形態では、水平画像IHをそのまま本発明の「第1画像」として用いているが、水平画像IHの一部を抽出し、当該抽出画像を本発明の「第1画像」とし、これに基づいて特徴量やエッジ情報などを導出してもよい。
G. Others The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made other than the above without departing from the scope of the invention. For example, in the embodiments other than the first embodiment, the horizontal image IH is used as it is as the "first image" of the present invention, but a part of the horizontal image IH is extracted, and the extracted image is used as the "first image" of the present invention. One feature “image” may be used to derive a feature amount, edge information, etc. based on this.
また、上記第4実施形態を除く実施形態では、基板Wを低速回転させながら基板Wが1周する間に水平画像IHを複数枚撮像しているが、基板Wを間欠的に回転させて複数の水平画像IHを撮像してもよい。また、水平画像IHを撮像する間に基板Wの回転量は1周に限定されるものではなく、例えば半周あるいは1周以上回転させながら複数の水平画像IHを撮像してもよい。 Further, in the embodiment excluding the fourth embodiment, a plurality of horizontal images IH are captured while the substrate W makes one revolution while rotating the substrate W at a low speed, but the substrate W is intermittently rotated to make a plurality The horizontal image IH may be taken. In addition, the amount of rotation of the substrate W is not limited to one turn while the horizontal image IH is taken, and for example, a plurality of horizontal images IH may be taken while being rotated a half turn or one turn or more.
また、上記第2実施形態および第3実施形態では、Z座標位置「0」、「1」、…「n−1」毎の平均濃度値を求めることで濃度プロファイルを導出しているが、平均濃度値以外の値、例えば濃度積算値を求めて濃度プロファイルを導出してもよい。 In the second and third embodiments, the density profile is derived by obtaining the average density value for each of the Z coordinate positions “0”, “1”,. A concentration profile may be derived by obtaining a value other than the concentration value, for example, a concentration integrated value.
また、上記実施形態では、処理室(処理空間SP)に照明光を導入するための「照明手段」としての照明部71を設けているが、基板処理システム1が明るい室内に設置された状況では、チャンバー90の一部に導光窓を設けて外光を処理空間SP内に導入するだけでも、カメラ72による撮像を行うのに十分な照明光量が得られる場合もあり得る。このような場合、照明部を設けず(あるいは点灯させず)に導光窓から入射する外光を照明光として用いてもよい。この場合、導光窓が上記「照明手段」としての機能を有することになる。 In the above embodiment, the illumination unit 71 as the “illumination means” for introducing illumination light into the processing chamber (processing space SP) is provided, but in a situation where the substrate processing system 1 is installed in a bright room Even by providing a light guide window in part of the chamber 90 and introducing external light into the processing space SP, it may be possible to obtain an illumination light amount sufficient for imaging with the camera 72. In such a case, external light incident from the light guide window may be used as illumination light without providing (or turning on) the illumination unit. In this case, the light guide window has a function as the above-mentioned "illumination means".
また、上記実施形態では、照明部71およびカメラ72を処理空間SP内に設置しているが、例えばこれらの少なくとも一方をチャンバー90の外部に設置し、チャンバー90に設けられた透明窓を介して処理空間SP内を照明または撮像する構成であってもよい。このような構成では、照明手段や撮像手段に処理液が付着することが回避される。 Further, in the above embodiment, the illumination unit 71 and the camera 72 are installed in the processing space SP, but for example, at least one of them is installed outside the chamber 90 and through a transparent window provided in the chamber 90 The configuration may be such that the inside of the processing space SP is illuminated or imaged. In such a configuration, adhesion of the treatment liquid to the illumination means and the imaging means is avoided.
また、上記実施形態は基板Wに対し湿式処理を行う基板処理システム1に本発明を適用したものであるが、基板に対して行われる処理はこのような湿式処理に限定されず任意である。すなわち、この発明は、基板を保持して回転させるための構成を有する各種の基板処理装置に対して適用可能である。また、処理対象となる基板は半導体基板に限定されず、例えばプリント配線基板やガラス基板等、種々のものを使用可能である。また、基板の形状も上記のような円形のものに限定されない。 Although the above-mentioned embodiment applied the present invention to substrate processing system 1 which performs wet processing to substrate W, processing performed to a substrate is not limited to such wet processing, but is arbitrary. That is, the present invention is applicable to various substrate processing apparatuses having a configuration for holding and rotating a substrate. Further, the substrate to be processed is not limited to the semiconductor substrate, and various substrates such as a printed wiring substrate and a glass substrate can be used. Also, the shape of the substrate is not limited to the above circular shape.
この発明は、基板を略水平姿勢に保持して回転させるときに上記基板が適正に保持されているか否かを検査する基板保持検査方法および当該基板保持検査方法を用いて基板処理を行う基板処理装置に対して適用することが可能である。 The present invention relates to a substrate holding inspection method for inspecting whether the substrate is properly held when holding and rotating the substrate in a substantially horizontal posture, and a substrate processing for performing substrate processing using the substrate holding inspection method. It is possible to apply to the device.
1A〜1D…基板処理ユニット(基板処理装置)、
10…基板保持部、
11…スピンチャック、
72…カメラ(撮像部)、
80…制御部、
81…CPU、
I2…検査画像(第2画像)、
IH…水平画像(第1画像)、
R1…回転開始判定領域、
R2…検査領域、
W…基板
1A to 1D: substrate processing unit (substrate processing apparatus),
10: Substrate holding portion,
11: Spin chuck,
72 ... camera (imaging unit),
80 ... control unit,
81 ... CPU,
I2 ... inspection image (second image),
IH: Horizontal image (first image),
R1 ... rotation start judgment area,
R2 ... inspection area,
W ... board
Claims (5)
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮像して第1画像を取得する撮像工程と、
前記第1画像に基づいて前記基板保持部による前記基板の保持を検査する検査工程と、
前記基板保持部に保持される前記基板を前記基板保持部とともに鉛直軸周りに回転させる回転工程とを備え、
前記撮像工程は回転している前記基板の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の前記第1画像を取得する工程であり、
前記検査工程は、前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第2画像を前記第1画像から切り出す切出工程と、前記第2画像に基づいて前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を前記第1画像から求め、前記特徴量に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、
前記判定工程は、前記複数の第2画像の各々について平均濃度値を求めるとともに前記複数の平均濃度値の標準偏差を前記特徴量として求め、前記標準偏差が基準値よりも小さいときには前記基板保持部により前記基板が適正に保持されていると判定する一方、前記標準偏差が基準値以上であるときには前記基板保持部により前記基板が適正に保持されていないと判定する
ことを特徴とする基板保持検査方法。 A holding step of holding the substrate in a substantially horizontal posture by the substrate holding portion;
An imaging step of imaging the substrate held by the substrate holder from a horizontal direction to obtain a first image;
An inspection step of inspecting holding of the substrate by the substrate holding unit based on the first image;
And rotating the substrate held by the substrate holding unit together with the substrate holding unit around a vertical axis,
The imaging step is a step of performing imaging of the rotating substrate a plurality of times at mutually different timings to acquire a plurality of first images.
The inspection step is based on a cutting-out step of cutting out from the first image a second image corresponding to an inspection area located above the substrate when properly held by the substrate holding unit, and based on the second image Determining a characteristic amount indicating the holding state of the substrate by the substrate holding unit from the first image, and determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the characteristic amount Have and
The determination step determines an average density value for each of the plurality of second images and determines a standard deviation of the plurality of average density values as the feature amount, and the substrate holding unit when the standard deviation is smaller than a reference value And the substrate holding unit determines that the substrate is not properly held when the standard deviation is equal to or greater than a reference value. Method.
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮像して第1画像を取得する撮像工程と、
前記第1画像に基づいて前記基板保持部による前記基板の保持を検査する検査工程と、
前記基板保持部に保持される前記基板を前記基板保持部とともに鉛直軸周りに回転させる回転工程とを備え、
前記撮像工程は回転している前記基板の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の前記第1画像を取得する工程であり、
鉛直軸が延びる方向が鉛直軸方向であり、
前記検査工程は、前記第1画像での前記鉛直軸方向における濃度分布を示す濃度プロファイルを求め、前記濃度プロファイルに基づいて前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を導出する特徴量導出工程と、前記特徴量導出工程で導出された前記特徴量に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、
前記特徴量導出工程は、前記第1画像毎の前記濃度プロファイルを求めるとともに、複数の前記濃度プロファイルの変化を示す指標値を前記特徴量として求める工程である
ことを特徴とする基板保持検査方法。 A holding step of holding the substrate in a substantially horizontal posture by the substrate holding portion;
An imaging step of imaging the substrate held by the substrate holder from a horizontal direction to obtain a first image;
An inspection step of inspecting holding of the substrate by the substrate holding unit based on the first image;
And rotating the substrate held by the substrate holding unit together with the substrate holding unit around a vertical axis,
The imaging step is a step of performing imaging of the rotating substrate a plurality of times at mutually different timings to acquire a plurality of first images.
The direction in which the vertical axis extends is the vertical axis direction,
The inspection step obtains a density profile indicating a density distribution in the vertical axis direction in the first image, and derives a feature amount indicating a holding state of the substrate by the substrate holding unit based on the density profile. And a determination step of determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the feature amount derived in the feature amount derivation step.
The substrate holding inspection method, wherein the feature quantity deriving step is a step of obtaining the density profile for each of the first images and obtaining an index value indicating changes in a plurality of the density profiles as the feature quantity.
前記回転工程を開始した後で前記基板保持部の撮像を互いに異なるタイミングで複数回実行して複数の第3画像を取得するとともに前記複数の第3画像を比較して前記基板の回転を確認する回転確認工程をさらに備え、
前記撮像工程および前記検査工程は、前記回転確認工程により前記基板の回転が確認された後で実行される基板保持検査方法。 The substrate holding inspection method according to claim 1 or 2, wherein
After the rotation process is started, imaging of the substrate holding unit is performed a plurality of times at mutually different timings to obtain a plurality of third images and compare the plurality of third images to confirm the rotation of the substrate Further comprising a rotation confirmation process,
The substrate holding inspection method performed after the rotation of the substrate is confirmed by the rotation confirmation step.
前記基板保持部に保持された状態で回転している前記基板を水平方向から互いに異なるタイミングで複数回撮像して複数の第1画像を取得する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の第1画像に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを検査する検査工程を実行し、検査結果に応じて前記処理の実行を制御する制御部とを備え、
前記検査工程は、前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第2画像を前記第1画像から切り出す切出工程と、前記第2画像に基づいて前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を前記第1画像から求め、前記特徴量に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、
前記判定工程は、前記複数の第2画像の各々について平均濃度値を求めるとともに前記複数の平均濃度値の標準偏差を前記特徴量として求め、前記標準偏差が基準値よりも小さいときには前記基板保持部により前記基板が適正に保持されていると判定する一方、前記標準偏差が基準値以上であるときには前記基板保持部により前記基板が適正に保持されていないと判定する工程である
ことを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus that performs processing on a substrate that rotates about a vertical axis while being held in a substantially horizontal posture by a substrate holding unit,
An imaging unit configured to capture a plurality of first images by imaging the substrate rotating in a state held by the substrate holding unit a plurality of times at mutually different timings in the horizontal direction;
An inspection step of inspecting whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the plurality of first images imaged by the imaging unit is executed, and the processing is executed according to the inspection result Control unit to control the
The inspection step is based on a cutting-out step of cutting out from the first image a second image corresponding to an inspection area located above the substrate when properly held by the substrate holding unit, and based on the second image Determining a characteristic amount indicating the holding state of the substrate by the substrate holding unit from the first image, and determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the characteristic amount Have and
The determination step determines an average density value for each of the plurality of second images and determines a standard deviation of the plurality of average density values as the feature amount, and the substrate holding unit when the standard deviation is smaller than a reference value And determining that the substrate is properly held by the substrate holding unit when the standard deviation is equal to or greater than a reference value. Substrate processing equipment.
前記基板保持部に保持された状態で回転している前記基板を水平方向から互いに異なるタイミングで複数回撮像して複数の第1画像を取得する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の第1画像に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを検査する検査工程を実行し、検査結果に応じて前記処理の実行を制御する制御部とを備え、
鉛直軸が延びる方向が鉛直軸方向であり、
前記検査工程は、前記第1画像での前記鉛直軸方向における濃度分布を示す濃度プロファイルを求め、前記濃度プロファイルに基づいて前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を導出する特徴量導出工程と、前記特徴量導出工程で導出された前記特徴量に基づいて前記基板保持部により前記基板が適正に保持されているか否かを判定する判定工程とを有し、
前記特徴量導出工程は、前記第1画像毎の前記濃度プロファイルを求めるとともに、複数の前記濃度プロファイルの変化を示す指標値を前記特徴量として求める工程である
ことを特徴とする基板処理装置。
A substrate processing apparatus that performs processing on a substrate that rotates about a vertical axis while being held in a substantially horizontal posture by a substrate holding unit,
An imaging unit configured to capture a plurality of first images by imaging the substrate rotating in a state held by the substrate holding unit a plurality of times at mutually different timings in the horizontal direction;
An inspection step of inspecting whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the plurality of first images imaged by the imaging unit is executed, and the processing is executed according to the inspection result Control unit to control the
The direction in which the vertical axis extends is the vertical axis direction,
The inspection step obtains a density profile indicating a density distribution in the vertical axis direction in the first image, and derives a feature amount indicating a holding state of the substrate by the substrate holding unit based on the density profile. And a determination step of determining whether the substrate is properly held by the substrate holding unit based on the feature amount derived in the feature amount derivation step.
The substrate processing apparatus, wherein the feature quantity deriving step is a step of obtaining the density profile for each of the first images and obtaining an index value indicating changes in a plurality of the density profiles as the feature quantity.
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