JP6611652B2 - 基板処理装置の管理方法、及び基板処理システム - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエハなどの基板を処理液により処理する基板処理装置に関する。
枚葉式の基板処理装置を備えた基板処理システムが知られている。この種のシステムとして、基板の表面に膜が形成された基板を保持して鉛直軸周りに回転させ、ノズルから基板の周縁部に処理液を供給し、周縁部の膜を除去する機能を備える基板処理装置を備えるものがある。特許文献１では、基板処理システム内に撮像機構を設置して基板処理装置により処理された基板の周縁部を撮像し、撮像された画像に基づいて、周縁部の膜が適切に除去できているかを判断するようにしている。
特開２０１３−１６８４２９号公報
しかしながら、引用文献１の技術では、１回のメンテナンス作業における膜除去の判断の手法を開示するに過ぎず、基板処理装置を長期的に運用していく上での管理手法は開示していない。
本発明は、上述した問題点を解決するためのものであり、基板の周縁部の膜除去に関する情報を管理することで、基板処理装置を長期的に安定して運用していけるようにする。
上述した課題を解決するために、本発明の基板処理装置の管理方法は、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板の周縁部の膜を除去するための処理液を供給する処理液供給部と、前記基板の周縁部を撮像する撮像部と、を備える基板処理装置の管理方法であって、前記膜の除去幅の設定値を含む基板処理レシピを取得するレシピ取得工程と、前記基板処理レシピに基づき処理された基板の周縁部を前記撮像部により撮像することにより得られた撮像画像に基づき、前記膜の除去幅を測定する測定処理工程と、前記膜の除去幅の設定値と、前記測定工程により測定された膜の測定値と、前記測定結果を得た時刻情報と、を関連付けた管理リストを作成する作成工程と、前記作成された管理リストに基づき基板処理の状態を分析する分析工程と、前記分析工程による分析結果に応じて、使用者に対して所定の報知を行う報知工程と、を備え、前記分析工程は、前記膜の除去幅の設定値と測定値の差分が第１閾値及び前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えているか否かを判断し、前記報知工程は、第１閾値及び第２閾値のいずれを超えているかで、報知の内容を変更する。
本発明は、基板の周縁部の膜除去に関する情報を管理することで、基板処理装置を長期的に安定して運用できるという効果がある。
実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る処理ユニットの縦断側面図である。 処理ユニットのカバー部材、その昇降機構、および処理液供給部を示す平面図である。 図２の右側のウエハの外周縁付近の領域を拡大して詳細に示す断面図である 撮像装置の詳細な構成を示す断面図である。 実施形態に係る測定処理システムの概略構成を示す図である。 第１の実施形態において基板処理システム及び測定処理システムにより実行される基板処理及び測定処理の全体フローを示す図である。 本実施形態における全体フローの薬液処理を具体的に説明する図である。 本実施形態の薬液処理におけるウエハＷ上の液状態と撮像装置の配置の関係について説明する図である。 撮像装置のウエハＷに対する撮像画角を示す図である。 撮像装置、処理ユニット、及びウエハＷの配置関係を説明する図である。 カット幅及び偏芯量の測定動作について説明するためのフローチャートである。 第２撮像条件により撮像された第２撮像画像の模式図である。 第１撮像条件により撮像された第１撮像画像の模式図である。 保持部に対するウエハＷの偏芯の状態について説明する。 ウエハＷの回転角度に対するカット幅の測定結果を示すグラフである。 表示装置に表示される測定結果情報を示す表示画面一例を示す図である。 保持位置調整機構の構成を説明する図である。 第２の実施形態における全体フローを説明する図である。 第２の実施形態における保持調整処理を説明するフローチャートである。 保持位置調整機構の動作を説明する図である。 画像処理レシピを説明するための図である。 第３の実施形態における撮像設定処理を説明するフローチャートである。 測定処理結果の情報リストを示す図である。 測定処理結果の分析及び活用手法を説明する図である。 第４の実施形態における全体フローを説明する図である。 第４の実施形態における測定結果の分析処理を説明するフローチャートである。 第５の実施形態における処理ユニットのカバー部材、その昇降機構、および処理液供給部を示す平面図である。 撮像装置とウエハＷ、及びその上の液の位置関係について説明する図である。 撮像領域における撮像装置、処理ユニット、及びウエハＷの配置関係と薬液又はリンス液の液乗り状態を説明する図である。 第５の実施形態における撮影をともなう薬液処理を説明するフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
本実施形態では、主に、基板処理システムの構成、測定処理システムの構成、及びそれらの動作について説明する。
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
次に本実施形態の処理ユニット１６の詳細な構成について説明する。処理ユニット１６は、本発明の基板処理装置に対応し、半導体装置が形成される円形の基板であるウエハＷの表面に薬液を供給し、当該ウエハＷの周縁部に形成された不要な膜を除去する基板処理が行われる。
図２及び図３に示すように、処理ユニット１６は、ウエハＷを水平姿勢で鉛直軸周りに回転可能に保持するウエハ保持部２１０と、ウエハ保持部２１０に保持されたウエハＷの周囲を囲みウエハＷから飛散した処理液を受けるカップ体２２０と、ウエハ保持部２１０に保持されたウエハＷの上面の周縁部を覆うリング状のカバー部材２３０と、カバー部材２３０を昇降させる昇降機構（移動機構）２４０と、ウエハ保持部２１０に保持されたウエハＷに処理流体を供給する処理液供給部２５０Ａ，Ｂと、を備えている。
上述した処理ユニット１６の構成部材である、カップ体２２０、ウエハ保持部２１０、カバー部材２３０などは１つのハウジング２６０内に収容されている。ハウジング２６０の天井部付近には外部から清浄空気を取り込む清浄空気導入ユニット２６１が設けられている。また、ハウジング２６０の床面近傍にはハウジング２６０内の雰囲気を排気する排気口２６２が設けられている。これにより、ハウジング２６０内にハウジング２６０の上部から下部に向けて流れる清浄空気のダウンフローが形成される。ハウジング２６０の一つの側壁には、シャッター２６３により開閉される搬入出口２６４が設けられている。ハウジング２６０の外部に設けられた図示しないウエハ搬送機構の搬送アームが、ウエハＷを保持した状態で、搬入出口２６４を通過することができる。ウエハ保持部２１０は、円板形状のバキュームチャックとして構成されており、その上面がウエハ吸着面となっている。ウエハ保持部２１０は、不図示の回転駆動機構により、所望の速度で回転させることができる。ウエハ保持部２１０は、本発明の回転保持部に対応する。
図２に示すように、カップ体２２０は、ウエハ保持部２１０の外周を取り囲むように設けられた、有底円環形状の部材である。カップ体２２０は、ウエハＷに供給された後にウエハＷの外方に飛散する薬液を受け止めて回収し、外部に排出する役割を有する。
ウエハ保持部２１０により保持されたウエハＷの下面と、このウエハＷの下面に対向するカップ体２２０の内周側部分２１１の上面２１２との間には、小さな（例えば２〜３ｍｍ程度の高さの）隙間が形成される。ウエハＷに対向する上面２１２には、２つのガス吐出口２１３、２１４が開口している。これら２つのガス吐出口２１３、２１４は、同心の大径の円周および小径の円周に沿ってそれぞれ連続的に延びており、半径方向外向きに、かつ、斜め上方向に、ウエハＷの下面に向けてＮ２ガス（加熱された窒素ガス）を吐出する。カップ体２２０の内周側部分２１１内に形成された不図示のガス導入ラインから円環状のガス拡散空間２１５にＮ２ガスが供給され、Ｎ２ガスはガス拡散空間２１５内で加熱されながら円周方向に拡がりながら流れ、ガス吐出口２１３、２１４から吐出される。
カップ体２２０の外周側には、排液路２１６と排気路２１７が接続されている。カップ体２２０の内周側部分２１１の外周部（ウエハＷの周縁の下方の位置）から半径方向外側に向けて環状の案内板２１８が延びている。また、カップ体２２０の外周側には、外周壁２１９が設けられている。外周壁２１９は、その内周面により、ウエハＷから外方に飛散する流体（液滴、ガスおよびこれらの混合物など）を受け止め、下方に向けて案内する。案内板２１８よりも下方に流入したガスおよび液滴の混合流体はそれぞれ分離され、液滴は排液路２１６から排出され、ガスは排気路２１７から排出される。
カバー部材２３０は、処理が実行されるときに、ウエハ保持部２１０に保持されたウエハＷの上面周縁部と対向するように配置されるリング形状の部材である。カバー部材２３０は、ウエハＷの上面周縁部の近傍を流れてカップ体２２０内に引き込まれる気体を整流するとともに気体の流速を増大させ、ウエハＷから飛散した処理液がウエハＷの上面に再度付着することを防止する。
カバー部材２３０は内周面２３１を有しており、内周面２３１は上方から下方に向けて鉛直方向に延び、ウエハＷに近づくに従って半径方向外側に向かうように傾斜している。また、カバー部材２３０はウエハＷに対向する水平な下面２３２を有し、水平な下面２３２とウエハＷの上面との間に、鉛直方向の隙間が形成されている。カバー部材２３０の外周縁はウエハＷの外周端（エッジ）Ｗｅよりも半径方向外側に位置している（図３参照）。なお、洗浄の対象となる周縁部は、例えば、外周端からの半径方向内側の約３ｍｍの領域であり、カバー部材２３０の水平な下面に覆われる範囲である。
ウエハ保持部２１０にウエハＷが保持され、かつ、カバー部材２３０が処理位置に位置したときの状態が平面図である図３に示されている。図３において、カバー部材２３０に覆われて隠れているウエハＷの外周端Ｗｅが一点鎖線で示されている。また、カバー部材２３０の内周縁は符号５ｅで示されている。
図２及び図３に示すように、カバー部材２３０を昇降させる昇降機構２４０は、カバー部材２３０を支持する支持体２３３に取り付けられた複数（本例では４つ）のスライダー２４１と、各スライダー２４１を貫通して鉛直方向に延びるガイド支柱２４２とを有している。各スライダー２４１には、シリンダモータ（不図示）が連結されており、シリンダモータを駆動することにより、スライダー２４１がガイド支柱２４２に沿って上下動し、これによりカバー部材２３０を昇降させることができる。カップ体２２０はカップ昇降機構（不図示）の一部を成すリフタ２４３に支持されており、リフタ２４３を図２に示す状態から下降させると、カップ体２２０が下降し、図１で示した基板搬送装置１７とウエハ保持部２１０との間でのウエハＷの受け渡しが可能となる。
次に、図２、図３及び図４を参照して、処理液供給部２５０Ａ，Ｂについて説明する。図３に示すように、処理液供給部２５０Ａは、アンモニア、過酸化水素および純水の混合溶液であるＳＣ−１液を吐出する薬液ノズル２５１と、リンス液（本例ではＤＩＷ（純水））を吐出するリンスノズル２５２と、を有する。また、処理液供給部２５０Ａは、乾燥用ガス（本例ではＮ２ガス）を吐出するガスノズル２５３を有する。処理液供給部２５０Ｂは、ＨＦ液を吐出する薬液ノズル２５４と、リンス液を吐出するリンスノズル２５５と、を有し、また、乾燥用ガスを吐出するガスノズル２５６とを有する。
処理液供給部２５０Ａは本発明の第１処理液供給部に対応し、薬液ノズル２５１及びリンスノズル２５２から吐出される液は本発明の第１処理液に対応する。また、処理液供給部２５０Ｂは本発明の第２処理液供給部に対応し、薬液ノズル２５４及びリンスノズル２５５から吐出される液は本発明の第２処理液に対応する。なお、第１処理液及び第２処理液の種類は本実施形態に開示のものに限定されるものではなく、第１処理液供給部と第２処理液供給部との位置関係は逆であっても良い。
図２及び図４（ａ）に示すように、処理液供給部２５０Ａのノズル２５１〜２５３は、カバー部材２３０の内周面に形成された凹所２３４に収容されている。各ノズル（２５１〜２５３）は、図４（ｂ）において矢印Ａで示すように、斜め下方に向けて、かつ、矢印Ａで示す吐出方向がウエハＷの回転方向Ｒｗの成分を持つように処理流体を吐出する。なお、処理液供給部２５０Ａは不図示の駆動機構を備えており、液吐出に際して最適なウエハＷ上の位置に液が着液するように、各ノズル（２５１〜２５３）は矢印Ｂの方向に進退して位置調整できるようになっている。処理液供給部２５０Ｂも処理液供給部２５０Ａと同様の構成を有する。
図２に示した制御装置４は、処理ユニット１６の全ての機能部品（例えば、不図示の回転駆動機構、昇降機構２４０、ウエハ保持部２１０、各種処理流体供給機構等）の動作を制御する。
撮像装置２７０は、本発明の撮像部に対応し、後述のウエハＷに関する測定処理等を行うためのものである。撮像装置２７０は、カバー部材２３０に固定されており、撮像を行うための開口がウエハＷの周縁部の鉛直上方（Ｚ軸方向）に位置するように配置されている。
本実施形態における撮像装置２７０の構成について、図５に示す断面図を用いて説明する。撮像装置２７０は、撮像機能部５０１と光ガイド部５０２から構成される。撮像機能部５０１は光ガイド部５０２を介してウエハＷを撮像するためのものである。光ガイド部５０２は、照明光をウエハＷの表面に導くとともにウエハＷの照明光に対する反射光（以下、光学像と呼ぶ）を撮像機能部５０１に導くためのものである。光ガイド部５０２は、カバー部材２３０の側面に取り付け面ＡＡを介して取り付けられている。カバー部材２３０は図２に示した断面形状を有しているが、光ガイド部５０２の取り付け面ＡＡに相当する円周方向の領域は切り欠かれている。ただし、カバー部材２３０と光ガイド部５０２とを合わせた全体の断面形状の輪郭は、図２に示したカバー部材２３０の断面形状の輪郭と一致するように形成されている。
撮像機能部５０１は、撮像センサ５０３を備えている。本実施形態において、撮像センサ５０３は、１６００画素×１２００ラインからなる約２００万画素の有効画素領域を備えたＣＣＤセンサであり、受光レベルに応じて輝度信号に対応する信号のみ生成する。撮像センサ５０３の表面前方には少なくとも焦点調整の機能を有する撮像光学機構５０４が備えられている。撮像光学機構５０４はレンズ群を包含し、焦点調整のためにレンズの位置を変化させることができる。本実施形態では、使用者が直接的に手動でレンズ位置を調整して焦点調整するための調整部材５０５が設けられている。調整部材５０５は、カバー部材２３０及び撮像機能部５０１よりも高い位置に設けられているので、装置の使用者は容易に手動操作することができる。
撮像光学機構５０４の光軸方向の前方には、ミラー５０６が設けられている。撮像装置２７０はウエハＷの鉛直上方（Ｚ軸方向）に向いた開口を設けているので、撮像対象物となるウエハＷの表面の光学像は鉛直上方向ＬＺを向くことになる。ミラー５０６は、光学像の方向を水平方向ＬＸに変換し、撮像センサ５０３及び撮像光学機構５０４の光軸と一致させる。
照明室５０７は、ウエハＷへの照射光を形成させるためのものであり、その内部にＬＥＤ照明部５０８とミラー５０９が設けられている。ＬＥＤ照明部５０８は、ウエハＷを照らすための照射光を発生する。ミラー５０９は、ＬＥＤ照明部５０８からの照射光を鉛直下向きに反射させ、その一方で、ＬＺ向きの光学像を透過させる。開口５１０は矩形の断面形状を有しており、照明室５０８のミラー５０９を反射した照射光を下方向へと導くものである。なお、開口５１０の断面は円形に形成しても良い。
ガラス窓５１１は、上端において開口５１０と同じ断面形状を有しており、開口５１０から入射した照射光を撮影対象であるウエハＷの表面へと導く。また、ウエハＷの表面からの反射光を光学像としてＬＺ方向へと導く。ガラス窓５１１の下面５１２は撮像装置２７０の下端であって、ウエハＷの上面の周縁部に対向した平面を有しており、この平面は図１のカバー部材２３０の下面２３２と同じ高さになっている。また、上述したように、カバー部材２３０の形状と一致させるために、ガラス窓５１１の外側側面５１３はカバー部材２３０の外側底面の高さでその上方よりも窪んでいる。このため、ガラス窓５１１は全体として断面視でＬ字型になるよう形成されている。
処理液供給部２５０Ａ，Ｂが薬液やリンス液をウエハＷに供給しているとき、薬液や水分を含んだ雰囲気が撮像装置２７０の開口５１０の下方領域を通過する。ガラス窓５１１は、このような雰囲気が撮像装置２７０の筐体内に進入して内部構造が腐食されることを防ぐために、雰囲気が開口５１０に進入するのを遮断する機能を有している。ガラス窓５１１は透明な部材なので、雰囲気は遮断するが、照射光やウエハ表面からの反射光は通過させる。
内側カバー部材５１４は、ガラス窓５１１への被液を防ぐものであり、図２で示したカバー部材２３０の内周面２３１と同じ形状を有している。この様に、ガラス窓５１１の下端５１２、外側側面５１３、カバー部材５１４によって、カバー部材２３０の断面と同様な輪郭形状を形成することによって、薬液処理やリンス処理を行っているときのカバー部材２３０からカップ体２２０へと通過しようとする気流が、撮像装置２７０の形状に起因して乱れることを抑制する。
撮像機能部５０１において、撮像制御部５１５は、撮像装置２７０の撮像動作の制御及び撮像画像に対する画像処理等を行う。撮像センサ５０３で受光された光学像は光電変換され、輝度信号に対応するアナログ信号に変換された後、撮像制御部５１５に送られる。撮像制御部５１５は、受信したアナログ信号をＡ／Ｄ変換して輝度を示すデジタル信号を生成し、所定の画像処理を行って１フレームの撮像画像を形成する。なお、撮像制御部５１５は、静止画フレームを連続的に取得することで動画像を形成することもできる。ケーブル５１６は、外部装置と制御信号のやり取りを行うとともに、撮像画像を外部装置に対して送信する。
本実施形態における測定処理システム６００について、図６を用いて説明する。本システムは撮像装置２７０、測定処理装置６０１、情報処理装置６０２、制御装置４から構成されている。
撮像装置２７０は、図５を用いて説明したように、撮像センサ５０３、撮像光学機構５０４、ＬＥＤ照明部５０８、及び撮像制御部５１５、ケーブル５１６等を有している。後述するように、撮像制御部５１５は、ケーブル５１６を介して測定処理装置６０１から受信した制御信号に基づき撮像条件を変更して撮像させることができる。
測定処理装置６０１は、撮像装置２７０により得られた撮像画像を処理して、後述するカット幅や偏芯量等を測定する装置である。測定処理装置６０１は、その筐体内に、制御部６０３、記憶部６０４を少なくとも有する。
制御部６０３は、測定処理装置６０１の各ブロックを制御するとともに撮像装置２７０の動作を制御する。また、後述の測定処理プログラムを実行することにより、カット幅や偏芯量に関する演算を行う。記憶部６０４は、制御部６０３が実行する後述の測定処理プログラムや後述の画像処理レシピを記憶する。また、撮像装置２７０からケーブル５１６を介して受信した撮像画像を一時的に記憶し、制御部６０３が算出した測定結果を記憶する。測定処理装置６０１は、通信線６０５を介して情報処理装置６０２や制御装置４との間での各種情報の送受信が可能である。
情報処理装置６０２は、測定処理装置６０１から送られてきた撮像画像や測定結果を蓄積するとともに、それらの情報を制御装置４に対して送信することができる。情報処理装置６０２は、その筐体内に、制御部６０６、記憶部６０７を少なくとも有する。制御部６０６は、情報処理装置６０２の各ブロックを制御するとともに測定処理装置６０１に対しても各種指令を送信することができる。また、測定結果を分析する機能も有する。記憶部６０７は、測定処理装置６０１から送られてきた撮像画像や測定結果を蓄積する。情報処理装置６０２は、通信線６０５を介して測定処理装置６０１や制御装置４との間で各種情報の送受信が可能である。
制御装置４は、図１に示したように基板処理システム１の全体を制御するものであり、測定処理装置６０１や情報処理装置６０２と連携した動作も可能である。制御装置４は、通信線６０５を介して測定処理装置６０１や情報処理装置６０２との間で各種情報の送受信が可能である。また、制御装置４には、操作装置６０８と表示装置６０９が接続されている。表示装置６０９は、情報処理装置６０２から受信した撮像画像や結果画像の表示を行う。操作装置６０８は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを含み、測定処理の対象となるウエハＷに施すべき処理を記述したウエハ処理レシピの選択を行うことができる。
本実施形態において、測定処理システム６００を構成する各装置は、基板処理システム１の筐体内部に収容されている。ただし、この例に限らず、１つ又は複数の装置を別筐体で構成し、通信線６０５を有線又は無線のネットワークで構成しても良い。一例として、情報処理装置６０２を基板処理システム１とは別筐体で構成して、遠隔で基板処理システム１を管理できるようにシステムを構成することもできる。
次に、図７を用いて、本実施形態の基板処理システム１及び測定処理システム６００により実行される基板処理及び測定処理の全体フローを説明する。この処理動作は、２５枚のウエハＷを１セットとして実行され、本フローチャートは、１セット内の１枚のウエハＷの処理動作を示すものである。
まず、処理ユニット１６へのウエハＷの搬入が行われる（Ｓ１０１）。ここでは、昇降機構２４０によりカバー部材２３０を退避位置（図１より上方の位置）に位置させるとともに、カップ昇降機構のリフタ２４３によりカップ体２２０を下降させる。次いで、ハウジング２６０のシャッター２６３を開いて図１に示した基板搬送装置１７の搬送アームをハウジング２６０内に進入させ、基板搬送装置１７の搬送アームにより保持されたウエハＷをウエハ保持体２１０の真上に位置させる。次いで、搬送アームをウエハ保持部２１０の上面より低い位置まで降下させて、ウエハＷをウエハ保持部２１０の上面に載置する。次いで、ウエハ保持部２１０によりウエハＷを吸着する。その後、空の基板搬送装置１７をハウジング２６０内から退出させる。次いで、カップ体２２０を上昇させ図２に示す位置に戻すとともに、カバー部材２３０を図１に示す処理位置まで降下させる。以上の手順により、ウエハの搬入が完了し、図２に示す状態となる。
次に、薬液等を用いてウエハ処理が行われる（Ｓ１０２）。本実施形態におけるウエハ処理の詳細については、後述する。
次に、ウエハＷに対する測定処理が行われる（Ｓ１０３）。本実施形態における測定処理の詳細については、後述する。
最後に、処理ユニット１６からのウエハＷの搬出が行われる（Ｓ１０４）。ここでは、カバー部材２３０を上昇させて退避位置に位置させるとともにカップ体２２０を下降させる。次いで、ハウジング２６０のシャッター２６３を開いて基板搬送装置１７の搬送アームをハウジング２６０内に進入させ、空の搬送アームをウエハ保持部２１０に保持されたウエハＷの下方に位置させた後に上昇させ、ウエハＷの吸着を停止した状態のウエハ保持部２１０から搬送アームがウエハＷを受け取る。その後、ウエハＷを保持した搬送アームがハウジング２６０内から退出する。以上により、１枚のウエハＷに対する一連の液処理が終了する。
次に、本実施形態におけるステップＳ１０２で行われるウエハ処理について、図８のフローチャートを用いて具体的に説明する。
まず、第１薬液処理が行われる（Ｓ２０１）。ここでは、ウエハＷを回転させ、また、カップ体２２０のガス吐出口２１３、２１４からＮ２ガスを吐出させて、ウエハＷ、特に被処理領域であるウエハＷの周縁部を薬液処理に適した温度（例えば６０℃程度）まで加熱する。ウエハＷが十分に加熱されたら、ウエハＷを回転させたままで処理液供給部２５０Ａの薬液ノズル２５１から薬液（ＳＣ１）をウエハＷの上面（デバイス形成面）の周縁部に供給し、ウエハ上面周縁部にある不要な膜を除去する。
次に、第１リンス処理が行われる（Ｓ２０２）。ここでは、所定時間薬液処理を行った後、薬液ノズル２５１からの薬液の吐出を停止して、処理液供給部２５０Ａのリンスノズル２５２からリンス液（ＤＩＷ）をウエハＷの周縁部に供給し、リンス処理を行う。このリンス処理により、ウエハＷの上下面に残存する薬液および反応生成物等が洗い流される。なお、ここで、後述のステップＳ２０５と同様の乾燥処理を行っても良い。
そして、第２薬液処理が行われる（Ｓ２０３）。ここでは、第１薬液処理では除去できない不要物を除去するための、ウエハＷに対する薬液処理が行われる。第１薬液処理と同様にウエハＷを回転させるとともにウエハＷを加熱し、処理液供給部２５０Ｂの薬液ノズル２５４から薬液（ＨＦ）をウエハＷの上面（デバイス形成面）の周縁部に供給し、ウエハ上面周縁部にある不要な膜を除去する。
次に、第２リンス処理が行われる（Ｓ２０４）。ここでは、所定時間薬液処理を行った後、引き続きウエハＷの回転およびガス吐出口２１３、２１４からのＮ２ガスの吐出を継続し、薬液ノズル２５４からの薬液の吐出を停止して、処理液供給部２５０Ｂのリンスノズル２５５からリンス液（ＤＩＷ）をウエハＷの周縁部に供給し、リンス処理を行う。このリンス処理により、ウエハＷの上下面に残存する薬液および反応生成物等が洗い流される。
最後に乾燥処理が行われる（Ｓ２０５）。所定時間リンス処理を行った後、引き続きウエハＷの回転およびガス吐出口２１３、２１４からのＮ２ガスの吐出を継続し、リンスノズル２５５からのリンス液の吐出を停止して、ガスノズル２５６から乾燥用ガス（Ｎ２ガス）をウエハＷの周縁部に供給し、乾燥処理を行う。
次に図９を参照して、ステップＳ１０２で行われる薬液処理におけるウエハＷ上の液状態と撮像装置２７０の配置の関係について説明する。
はじめに、ステップＳ２０１における、第１薬液（ＳＣ−１液）をウエハＷに向けて吐出する第１薬液処理について説明する。
図９（ａ）に示すように、ウエハＷは第１回転方向Ｒ１に回転させる。回転数は例えば２０００〜３０００ｒｐｍとなっており、薬液ノズル２５１からウエハＷの上面の周縁部に第１薬液が供給される。図９（ａ）において、ウエハＷの上面に存在する（乗っている）第１薬液が符号９０１で表されている。このように、第１回転方向Ｒ１に回転しているウエハＷの周縁部の到達領域９０２に供給された第１薬液は、回転による遠心力によってウエハＷの外側へ移動していき、そしてウエハＷから振り切られて外方へ飛散する。ウエハＷの外方へ飛散した第１薬液は、カップ体２２０の外周壁２１９の内周面を介して排液路２１６から外部へ排出される。
ウエハＷ上において第１薬液がウエハＷから全て振り切られる位置９０３は、薬液ノズル２５１から吐出される第１薬液の速度、ウエハＷの回転速度、および上述の第１薬液到達領域９０２からウエハＷの側端部までの距離などのパラメータに依存する。例えば、回転数を減らすと遠心力により薬液が振り切られにくくなるので、点線で示されるように薬液が存在する領域が増加する。
ステップＳ２０２における、リンスノズル２５２および吐出されてウエハＷ上に到達するリンス処理液に関しても同様に振舞う。ただしリンスノズル２５２からのリンス液の到達領域は、第１薬液の到達領域９０２とほぼ同じ位置であるが、少しだけ回転方向手前側かつウエハＷの中心側にずれた位置ある。このため、ウエハＷの上面を第１薬液が流れた領域をリンス処理液によって確実に洗浄することができる。
ステップＳ２０３における、第２薬液（ＨＦ）をウエハＷに向けて吐出する第２薬液処理について説明する。
図９（ｂ）に示すように、ウエハＷは第１回転方向Ｒ１とは逆の第２回転方向Ｒ２に回転させる。回転数は例えば２０００〜３０００ｒｐｍとなっており、薬液ノズル２５４からウエハＷの上面の周縁部に第２薬液が供給される。図示されるように、ウエハＷの上面に存在する（乗っている）第２薬液が符号９０４で表されており、到達領域９０５に供給された第２薬液はステップＳ２０１における第１薬液と同様の振る舞いを示す。ステップＳ２０４における、リンスノズル２５５および吐出されてウエハＷ上に到達するリンス処理液に関してもリンスノズル２５２と同様に振舞う。
以上のように、ステップＳ２０１及びＳ２０２とステップＳ２０３及びＳ２０４とで逆回転させることにより、ウエハＷの上面に存在する第１薬液９０１及び第２薬液９０４の領域や全ての薬液が振り切られる位置９０３及び９０６を調整することができる。ここで、処理液供給部２５０Ａ及び処理液供給部２５０ＢとウエハＷの中心を結んでなる角度が“θＸ”度、到達領域９０２及び位置９０３とウエハＷの中心を結んでなる角度が“θＡ”、到達領域９０５及び位置９０６とウエハＷの中心を結んでなる角度が“θＢ”とする（図９（ｂ）参照。）。このとき、各角度の関係式として、θＸ＋θＡ＋θＢ＜３６０度となればよい。例えば、θＸ＝６０度としたとき、θＡ＜１２０度、θＢ＜１２０度とすることで、この条件を満たし、薬液が振り切られる位置９０３及び９０６が円周上で交わることはない。この様に、ウエハＷ上から振り切られた処理液が、カップ体２２０の内部で互いに交じり合って反応することによる塩の発生等を抑制することができる。
また、第１回転方向Ｒ１に関してウエハＷにおける第１薬液及びリンス液の到達領域９０２よりも手前に開口５１０を位置させ、第２回転方向Ｒ２に関してウエハＷにおける第２薬液及びリンス液の到達領域９０５よりも手前に開口５１０を位置させている。このように撮像装置２７０の開口５１０を配置することで、薬液処理を行っているときに開口５１０が被液することを抑制することができる。
図１０は、撮像装置２７０のウエハＷに対する撮像画角を示す図である。図１０に示すように、撮像装置２７０は、ウエハＷの周縁に位置する矩形領域を撮像画角１００１とする。
測定処理装置６０１は、カット幅及び偏芯量の測定のために、撮像画角１００１の全体の撮像画像から切り出された画像を用いる。具体的には、撮像装置２７０の画角１００１のうち、ウエハＷの境界に沿って位置調整された、１００１ａ、１００１ｂ、１００１ｃ、１００１ｄ、及び１００１ｅ、の５つの領域の切り出された撮像画像を用いる。切り出された撮像画像のサイズは、例えば、Ｘ軸方向３２０画素×Ｙ軸方向２４０画素である。さらに、本実施形態では、後述するように、それぞれの撮像画角１００１について、第１撮像条件及び第２撮像条件で、それぞれ２つの撮像画像を取得する。
図１１を用いて、撮像装置２７０、処理ユニット１６、及びウエハＷの配置関係を説明する。図示するように、ウエハＷは、周縁部にラウンドを有し、上面には処理膜が形成され、その周縁部の処理膜のみが除去（カット）されている。なお、ウエハＷの直径は３００ｍｍであり、円周方向に関して誤差は無いものとする。
撮像装置２７０が適切に設置された場合、撮像装置２７０の縦（Ｘ軸）方向の撮像画角は、内端（上端）がウエハＷの処理膜上にあり、外端（下端）が、図２に示した内周側部分２１１の上面２１２上にある。したがって、撮像装置２７０による撮像画像には、画角内端（上端）から順に、処理膜領域１１０１、カット面領域１１０２、ラウンド領域１１０３、上面領域１１０４が存在することになる。ここで、処理膜領域１１０１は、形成された処理膜が薬液により除去されることなくそのまま残っている領域である。カット面領域１１０２は、形成された処理膜が除去された領域のうち、ウエハＷの周端に形成されているラウンドを含まない平面の領域である。ラウンド領域１１０３は、処理膜が除去された又は初めから処理膜が形成されていないラウンドの領域である。上面領域１１０４は、ウエハＷの周端縁から先に形成された領域である。
そして、カット幅は、ウエハＷの周端部において処理膜の周縁端とウエハＷの周縁端との間にカット面領域１１０２とラウンド領域１１０３とで形成される処理膜が存在しない領域（処理膜が除去された又は初めから処理膜が形成されていない領域）の幅である。なお、カット面領域１１０２の幅をカット面幅といい、ラウンド領域１１０３の幅をラウンド幅という。
次に、ステップＳ１０３で示した、本実施形態の各装置が連携して行うカット幅及び偏芯量の測定動作について、図１２のフローチャートを用いて説明する。本フローチャートにおける測定動作は、測定処理装置６０１の制御部６０３が記憶部６０４に記憶された測定処理プログラムを実行することにより達成される。
全体フローがステップＳ１０３に移行したとき、撮像装置２７０、処理ユニット１６、及びウエハＷの配置関係は、すでに図１１に示す状態となっている。
まず、測定処理装置６０１は、撮像装置２７０が行うべき撮像条件として、以下に示す第１撮像条件と第２撮像条件の設定を行う（ステップＳ３０１）。なお、このとき、ウエハＷは所定の回転初期位置にある。
次に、ウエハＷの第１撮像条件での撮像が行われる（ステップＳ３０２）。ここでは、まず、測定処理装置６０１の制御部６０３は、撮像装置２７０に対して、第１撮像条件で撮像動作を行うよう制御指示を送信する。制御指示を受けた撮像制御部５１５は、受信した制御指示に従い、第１撮像条件で撮像するよう撮像センサ５０３及びＬＥＤ照射部５０８を制御し、撮像させる。撮像制御部５１５は、撮像センサ５０３の撮像により得られた信号を１フレームの輝度信号の撮像画像に変換し、測定処理装置６０１に対して送信する。測定処理装置６０１に転送された撮像画像は記憶部６０４に記憶される。ここで、第１撮像条件の内容と実際の撮像画像の状態については後述する。
第１撮像条件による撮像の後、続けてウエハＷの第２撮像条件での撮像が行われる（ステップＳ３０３）。ここでの動作は、ステップＳ３０３と同様なものであり、その第２撮像条件の内容と実際の撮像画像の状態については後述する。
次に、予め設定しておいた全ての位置での撮像を行ったかを判定する（Ｓ３０４）。
本実施形態では、ステップＳ３０２及びステップＳ３０３で撮像した位置から１度ずつ回転させながら３６０回の撮像を行うので、３６０個の位置で撮像を行った場合にのみ判断“Ｙｅｓ”がなされる。
ここでは、まだ、ステップＳ３０１での初期設定の位置のみでの撮像を行ったのみなので（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、ステップＳ３０５の回転動作に移行する。
制御装置４は、回転駆動部を駆動させてウエハ保持部２１０を回転させることにより、保持されているウエハＷを１度回転させて、撮像装置２７０の真下に、次の撮像位置が配置されるようにする（Ｓ３０５）。
回転動作が終了したら、ステップＳ３０２に戻り、同様の撮像動作及び回転動作を行う。以上の動作を３６０回行ったら、全ての位置での撮像を行ったことになるので（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０６に移行し、３６０セットの第１撮像画像及び第２撮像画像を用いて、画像解析処理を行う（Ｓ３０６）。そして、その測定結果として、カット幅と偏芯量を得る（Ｓ３０７）。画像解析処理の詳細は後述する。
本実施形態では、制御部６０３は、第１撮像条件による第１撮像画像、第２撮像条件による第２撮像画像、カット幅を情報処理装置６０２に送信する（Ｓ３０８）。情報処理装置６０２は、受け取った第１撮像画像及び第２撮像画像を記憶部６０７に記憶する。
次にステップＳ３０２〜Ｓ３０６における撮像動作及び画像解析処理の詳細について説明する。
本実施形態で測定する情報は、ウエハＷのカット幅である。この値は、図１１の関係を参照すると、それぞれ、以下の算出式（１）〜（３）により算出できる。
・カット幅［ｍｍ］＝カット面領域１１０２の幅［ｍｍ］＋ラウンド領域１１０３の幅［ｍｍ］・・・式（１）
ここで、
・カット面領域１１０２の幅［ｍｍ］＝（カット面境界１１１０の位置［画素］−処理膜境界１１０９の位置［画素］）／スケーリング値［画素／ｍｍ］・・・式（２）
・ラウンド領域１１０３の幅［ｍｍ］＝（ウエハ周縁端１１１１の位置［画素］−カット面境界１１１０の位置［画素］）／スケーリング値［画素／ｍｍ］・・・式（３）
以上の式（１）〜（３）において、“位置［画素］”とは、切り出し画像の内端からの横方向の画素数のカウント値を意味する。本実施形態において、切り出し画像の横方向（Ｘ軸方向）の画素数は３２０個であるので、“位置［画素］”としては、１〜３２０の値をとりうる。
ここで、すでに、スケーリングウエハ等を用いて、カメラにより得られた撮像画像の画素数とウエハＷが置かれる平面上の長さ［ｍｍ］との対応関係は測定され、決定されているものとする。本実施形態では、“スケーリング値”＝２０画素／ｍｍ、という値を記憶部６０４に記憶しておく。
本実施形態では、図１０に示したように、１つの撮像画像から５つの領域を抽出してそれぞれ、カット幅を求め、それらの平均値を、それぞれの領域における最終的なカット幅値とする。
式（１）〜（３）のように、カット幅を算出するには、（ａ）カット面境界１１１０の位置、（ｂ）処理膜境界１１０９の位置、（ｃ）ウエハ周縁端１１１１の位置の３つの境界位置を撮像画像の画素の輝度レベルの変化量（輝度エッジ量）から特定する必要がある。ここで、輝度エッジ量は、隣接画素間の輝度値の差分絶対値からピーク値を求める方法や、公知のエッジフィルタを画像に対して適用する方法を用いることができる。
本実施形態のウエハＷ及び処理ユニット１６の各領域１１０１〜１１０４は、その材質特有の反射特性やその構造特有の反射特性を持っている。ＬＥＤ照明部５０８から生成した同一照度の照射光が入射した場合、例えば、材質の違いによって、カット面領域１１０２のほうが、処理膜領域１１０１の反射光レベル（グレー）よりも高い反射光レベル（明るいグレー）になる。一方、カット面領域１１０２とラウンド領域１１０３は同じ材質であるが、ラウンド領域１１０３は傾斜しているため、撮像センサ５０３の方向への反射光レベルが低い（黒色に近い）。
上面領域１１０４は、反射面が相対的に遠いため光の減衰が生じるが、ある程度の反射光レベル（黒に近いグレー）を有する。
したがって、撮像センサ５０３で受光される光学像における照度レベルは、結果的に、カット面領域１１０２、処理膜領域１１０１、上面領域１１０４、ラウンド領域１１０３の順で高い。
このように、本実施形態では、ＬＥＤ照射部５０８からの同一照度の照射光を用いた場合、光学像における照度レベルの幅がとても広くなってしまうため、通常の広さのダイナミックレンジをもつ撮像センサ５０３では、すべての領域の照度レベルが適切な輝度レベルになるよう撮像することができない。そして、適切な輝度レベルを持たない撮像画像からは、正確な輝度エッジが算出できず、３つの境界位置（ａ）〜（ｃ）の特定に誤差が生じてしまう。
本実施形態では、明るさに関する条件が互いに異なる第１撮像条件と第２撮像条件とを予め準備しておき、撮像時には、これらを用いて２回に分けて撮像することにより、上記問題を解決する。便宜上、第２撮像条件及び第２撮像画像から先に説明する。
第２撮像条件は、相対的に明るい撮像画像を取得して（ｂ）処理膜境界１１０９の位置が正確に特定できるように、中間照度レベルを重視した撮像条件が設定される。すなわち、光学像の照度レベルが輝度信号に変換される際に、光学像における処理膜領域１１０１の照度レベルやカット面領域１１０２の照度レベルに広い幅の諧調が出るようにする。具体的には、例えば、ＣＣＤの感度（例えば、ＩＳＯ感度）を設定したり、不図示の露出調整機構によるＣＣＤの受光時間を設定したりすることにより調整できる。
ここで、第２撮像条件は、中間照度レベルを重視しているため、低照度レベルの領域の再現性は低いものになる。すなわち、上面領域１１０４、ラウンド領域１１０３の照度レベルの諧調が狭くなるため、いずれの領域も黒色に近い色の画像となって現れる。
第２撮像条件により撮像された第２撮像画像の模式図を図１３に示す。処理膜領域１１０１とカット面領域１１０２の輝度信号レベルは諧調が十分に保たれているので、この２つの領域の画素の輝度レベルの変化、すなわち輝度エッジの検出が容易に可能となり、（ｂ）処理膜境界１１０９の位置を正確に特定することができる。なお、（ａ）カット面境界１１１０の位置も正確に特定することができる。一方で、上面領域１１０４、ラウンド領域１１０３は、いずれも、低い輝度信号値（ほぼ黒色）に位置する。このため、輝度エッジの検出が困難であり、（ｃ）ウエハ周縁端１１１１の位置の位置を特定することができない。
本実施形態では、（ｃ）ウエハ周縁端１１１１の位置を、もう一方の撮像条件である第１撮像条件により撮像された相対的に暗い第１撮像画像から特定する。
第１撮像条件は、低照度レベルを重視した撮像条件が設定される。すなわち、光学像の照度レベルが輝度信号に変換される際に、光学像におけるラウンド領域１１０３の照度レベルに広い幅の諧調が出るようにする。具体的には、例えば、ＣＣＤの感度（例えば、ＩＳＯ感度）を第２撮像条件よりも高感度に設定したり、ＣＣＤの受光時間を第２撮像条件よりも長時間に設定したりすることにより調整できる。
ここで、第１撮像条件は、低照度レベルを重視しているため、中間照度レベルの領域の再現性は低いものになる。すなわち、処理膜領域１１０１とカット面領域１１０２の照度レベルの諧調が狭くなるため、ほとんど白色に近い色の画像となって現れる。
第１撮像条件により撮像された第１撮像画像の模式図を図１４に示す。上面領域１１０４、ラウンド領域１１０３の輝度信号値は諧調が十分に保たれているので、輝度エッジの検出が容易に可能となり、（ｃ）ウエハ周縁端１１１１の位置を正確に特定することができる。一方で、処理膜領域１１０１とカット面領域１１０２は、いずれも、高い輝度信号値（ほぼ白色）に位置する。このため、輝度エッジの検出が困難であり、（ｂ）処理膜境界１１０９の位置を特定することができない。
以上のように、第１撮像条件に基づく第１撮像画像及び第２撮像条件に基づく第２撮像画像の２つの画像を用いて、（ａ）カット面境界１１１０の位置、（ｂ）処理膜境界１１０９の位置、（ｃ）ウエハ周縁端１１１１の位置を正確に求めることができる。
制御部６０３は、上記式（１）〜（３）に、上記の位置情報（ａ）〜（ｃ）を適用することにより、カット幅を算出する。他の切り出し画像１０００ａ，ｂ，ｄ，ｅについても同様にカット幅を算出し、それらの値を平均したものを、撮像画像１００１により求めた最終的なカット幅として決定する。
次に、図１５を用いて、保持部２１０に対するウエハＷの偏芯の状態について説明する。基板搬送装置１７がウエハ保持部２１０にウエハＷを置いた際のウエハＷの中心位置ＷＯと、ウエハ保持部の中心位置ＨＯとが、Ｘ軸及びＹ軸方向にずれていることがある。この現象は、例えば、基板搬送装置１７の調整不足や長時間の使用による構成部材の磨耗等により起きる。本実施形態では、本来あるべき基板中心位置ＨＯからのずれ量を偏芯量ＷＤと定義する。
図１５に、画像１０００ａ〜ｅの切り出し領域とウエハＷの位置関係を示す。基板搬送装置１７がウエハ保持部２１０にウエハＷをずれて置いた直後は、ウエハＷの中心位置ＷＯは、円環１５０１上のどこかの位置にある。そして、ウエハＷを矢印のように回転させた場合、ウエハＷの中心位置ＷＯは、図１５のＸ軸線上のＷＯ１とＷＯ２の位置を必ず通過する。
本実施形態のように撮像装置２７０を固定してこの様な偏芯があるウエハＷを回転させながら撮像した場合、上述したウエハ周縁端１１１１の位置が周期的に変化するという現象が起こる。画像１０００ａ〜ｅの切り出し領域で見たとき、ウエハ周縁端１１１１は、ウエハＷの中心がＷＯ１にあるときは位置１５０２に現れ最小値を取り、ウエハＷの中心がＷＯ２にあるときは位置１５０３に現れ最大値を取る。
中心位置ＷＯ１とＷＯ２の差分は、ウエハ周縁端１１１１の最大値と最小値の差分と等しい。したがって、偏芯量ＷＤ＝（ウエハ周縁端１１１１の最大値−ウエハ周縁端１１１１の最小値）／２・・・式（４）、と求めることができる。
図１６は、図１２に示した測定処理により取得した３６０度ウエハＷを回転させたときの、ウエハＷの回転角度に対するカット幅の測定結果を示すグラフである。
この例は、ウエハＷが偏芯させたまま、図７のステップＳ１０２のウエハ処理を行った場合における測定結果である。ウエハ周縁端１１１１と同様に、カット幅も角度に応じて周期的に変動する。本実施形態において、測定処理装置６０１は、３６０点の測定結果からカット幅の平均値“Ａｖｅ”、最大値“Ｍａｘ”、及び最小値“Ｍｉｎ”を特定する。ここで、３６０点の撮像画像におけるウエハ周縁端１１１１の周期的変動に対して処理膜境界１１０９の変動が無視できる程度に小さいと想定できる場合、カット幅の変動量においてウエハ周縁端１１１１の変動量が支配的になる。したがって、偏芯量ＷＤ＝（最大値“Ｍａｘ”−最小値“Ｍｉｎ”）／２・・・式（５）、と計算することができる。
測定処理装置６０１は、カット幅及び偏芯量を示す情報である、３６０点の平均値“Ａｖｅ”、最大値“Ｍａｘ”、及び最小値“Ｍｉｎ”を、情報処理装置６０２に対して送信する。
情報処理装置６０２は、測定処理装置６０１から受け取った測定結果情報に基づき、制御装置４に接続された表示装置６０９に表示させる情報を生成する。
図１７は、表示装置６０９に表示される測定結果情報を示す表示画面１７００の一例を示す図である。レシピ情報ウインドウ１７０１は、測定処理を行わせるウエハＷに施すべき薬液処理等の設定値、例えば、カット幅の設定値を表示させる。また、処理対象のウエハＷの膜種別を表示させる。
測定結果ウインドウ１７０２は、測定結果として得られたカット幅、ここでは、上記の平均値“Ａｖｅ”を表示させる。また、上記の式（５）で計算される偏芯量ＷＤも表示させる。
第１画像ウインドウ１７０３及び第２画像ウインドウ１７０４は、それぞれ、第１撮像条件により得られた撮像画像、第２撮像条件により得られた撮像画像を確認用に表示させることができる。
グラフウインドウ１７０５は、例えば、図１６で示した角度に応じたカット幅の変化など、様々な測定結果を視覚化してその特徴を確認するために用いるものである。
本実施形態で得られたカット幅は、例えば、処理ユニット１６の処理液供給部２５０を調整するための情報として用いられる。システムの使用者は、予め設定しておいたカット幅と実際の測定により得られたカット幅との差分値に基づき、例えば、薬液ノズル２０８の位置を微調整することができる。また、第２の実施形態で説明するように、偏芯量を求めれば、ウエハＷの保持位置調整を行うこともできる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１回転方向Ｒ１に関してウエハＷにおける処理液の到達領域９０２よりも手前の位置に撮像装置２７０の開口５１０を位置させるようにした。これにより、ウエハＷを保持した状態で基板の周縁部を撮像できるように撮像装置２７０をカバー部材２３０に配置しても、撮像装置２７０への被液が生じることなく、良好な撮像ができる。また、撮像装置２７０をカバー部材２３０の一部を切り欠いて取り付け、全体として他の位置のカバー部材２３０の断面と同一になるようにした。このように内側側面や下面の形状までも同じにすることにより、カバー部材２７０周辺での気流の乱れ等が生じず、良好な液処理が可能となる。
＜第１実施形態の変形例１＞
上記実施形態の変形例１として、焦点調節に関連するシステム構成例を２つ説明する。
まず、図５に示した撮像装置２７０の調整部材５０５を操作することによる焦点調節について説明する。使用者による焦点調節作業は、どの程度ウエハＷに焦点が合っているかを使用者がリアルタイムに撮影画像で確認しながら操作したほうが迅速に進む。本実施形態では、表示装置６０９に撮像画像を表示させるようにする。
具体的には、焦点調節作業を行っている間も、撮像制御部５１５は、撮像センサ５０３を動作させ、例えば、５ｆｐｓのフレームレートで連続的にウエハＷの画像を取り込み、測定処理装置６０１に送信する。測定処理装置６０１は、受け取った連続的な画像を表示装置６０９に表示できるよう加工して制御装置４に向けて送信する。制御装置４は、受け取った撮像画像を、例えば上記の図１７で示した第１画像ウインドウ１７０３又は第２画像ウインドウ１７０４に表示させる。この場合、表示装置６０９は、基板処理システム１の筐体と一体化させておく必要はなく、利便性を向上させるため、基板処理システム１と有線又は無線で接続された持ち運び可能な端末装置として構成しても良い。
以上が、手動による焦点調節作業であるが、この焦点調節は実際のカット幅測定に先立ちサンプルのウエハを用いて行われるものであり、処理対象のウエハＷを実際に測定処理を実行しているときには行うことができない。
２つ目の例として、この焦点調整は手動ではなく自動で行えるよう撮像装置２７０がオートフォーカス機能を備えるよう構成した場合について説明する。
本変形例において、図５に示す撮像光学機構５０４は、レンズ群を自動で動かすための不図示のアクチュエータを内蔵している。撮像制御部５１５は、コントラスト方式によるオートフォーカス（ＡＦ）制御が可能なように構成されており、撮像センサ５０３により得られた撮像画像に基づき決定した制御信号をアクチュエータに対して送信する。
具体的には、撮像制御部５１５は、撮像センサ５０３を例えば５ｆｐｓのレートの動画撮影ができるよう動作モードを設定し、撮像画像のうち図１０で示した５つの切り出し領域から、画像のぼけ度合いを示すＡＦ評価値を取得する。そしてＡＦ評価値に基づき、ぼけ度合いが小さくなる方向に撮像光学機構５０４のレンズ群を動かす。連続するフレームに対してこの制御を繰り返し、ＡＦ評価値よりぼけ度合いが最小になったと判断できたら、合焦状態と判断する。
図１２（ｂ）を用いて、本実施形態の測定処理を説明する。既に説明した図１２（ａ）のフローチャートと同様の処理を行うステップについては同じ符号を付しており、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、ウエハＷの３６０点の位置それぞれにおいてＡＦ動作を行い焦点を合わせてから、撮像を行うようにする。
ステップＳ３１１では、上述したコントラスト方式によるＡＦ制御を行う。そして、ステップＳ３１２では、焦点が合った位置における（ａ）アクチュエータの駆動情報や（ｂ）レンズ位置情報、（ｃ）ＡＦ制御開始から合焦状態にいたるまでに経過した時間等を記憶する。その後、既に説明したステップＳ３１３の撮像動作に移行する。
以上の制御を行うことにより、全ての撮像位置において良好に焦点調節された上で撮像画像を得ることができ、測定処理を高精度に行うことができる。さらに、ステップＳ３１２におけるＡＦ情報（ａ）（ｂ）（ｃ）を分析することでウエハＷの特徴を知ることもできる。例えば、上記ＡＦ情報が図１６に示したカット幅の例と同様に、角度に応じた周期的な変動を起こしている場合、ウエハＷと撮像装置２７０との距離が周期的に変動している可能性がある。距離が周期的に変動しているということは、ウエハＷに反り（歪み）が生じている可能性が高く、その場合は、表示装置６０９を通じて使用者に注意喚起するよう制御しても良い。
＜第１実施形態の変形例２＞
上記実施形態の変形例２として、図７の全体フローにおける測定処理又はウエハ処理を追加的に実行する例を説明する。図７のステップＳ１０４での測定結果として、カット幅が図１６の様な滑らかな曲線を描かず、例えば、数度単位で現れる小さな凹凸を複数個含んでいる場合がある（不図示）。この様な現象は特に処理膜境界１１０９が径方向に一定でないときに起こるので、処理膜が周方向に一様の幅で除去されず、部分的な膜残りが生じていることを意味する。部分的な膜残りは、ノズル位置設定の精度不足のためではなく、薬液処理の実行時間が不足しているために起こっている可能性が高い。したがって、カット幅の測定結果に小さな凹凸が生じた場合は、もう一度同じ薬液処理を繰り返す制御を行う。これにより、残った膜の上に十分な量の薬液が再び供給されるので、膜残りも容易に除去でき、測定対象であったウエハＷ自体も良好な処理結果を得ることができる。
具体的には、図７の全体フローのＳ１０４での測定処理の後、測定処理装置６０１の制御部６０３が図１６に示したカット幅のグラフ化を行って凹凸の有無を自動認識する。次に、凹凸が生じている、すなわち膜残りがあると判断したらその旨を制御部１８に通知する。そして制御部１８は、処理ユニット１６を制御して再びステップＳ１０２のウエハ処理を実行させる。
また、以上のウエハ処理とともに或いは単独で、例えば、ステップＳ１０２のウエハ処理における第１リンス処理（ステップＳ２０２）と第２薬液処理（ステップＳ２０３）の間において、ステップＳ１０３の測定処理を追加的に実行しても良い。これにより、第１薬液処理（ステップＳ２０１）によるカット幅を個別に確認することができ、その結果に応じて、その後のノズル位置を調整することができる。或いは上記のような第１薬液処理の追加処理を行って膜残りを除去しても良い。
＜第２の実施形態＞
第１実施形態では、撮像装置２７０を使用して偏芯量ＷＤを計測できるようにしたが、この偏芯量ＷＤに基づき、ウエハＷの保持位置を自動調整するようにしても良い。本実施形態では、保持位置調整機構を処理ユニット１６の内部に設けた場合の動作について説明する。
図１８は、本実施形態の処理ユニット１６が備える保持位置調整機構を説明するための図である。この機構は、例えば、図２において示した処理ユニット１６のハウジング２６０の内部であって、図３の処理液供給部２５０Ａ，Ｂの下方の空間に設けることができる。
図１８（ａ）は、保持位置調整機構１８００を上方からみた図である。便宜的にウエハＷを点線で記載しているが、ウエハＷは保持位置調整機構１８００よりも上方にある。
保持位置調整機構１８００は、ハンド部１８０１と、アーム部１８０２と、支持回転部１８０３を、を有している。ハンド部１８０１は円弧形の支持部材であり、保持部２１０を囲む程度の大きさの円弧形状を有している。そして、その表面にウエハＷの裏面に直接的に接触させるための突起部材１８０４を３つ備えている。ハンド部１８０１は円弧形状に限るものではなく、保持部２１０外側から囲む大きさの弧形状（角ばったコの字形状も含む）であれば良い。
アーム部１８０２は、ハンド部１８０１と一端において接続してハンド部１８０１を１つの軸線上に向けて水平に移動させるためのものである。支持回転部１８０３は、アーム部１８０２のもう一方の端部と接続され、アーム部１８０２を支えるとともに不図示のモータを駆動させハンド部１８０１とアーム部１８０２とを一体的に矢印１８０５の方向に回転させる。これにより、ハンド部１８０１は保持部２１０を囲う位置（図１８（ａ）において一点鎖線で示す状態）と退避位置（図１８（ａ）において実線で示す状態）とで移動することができる。また、ハンド部１８０１とアーム部１８０２を一体的に昇降させることもできる。図１８（ａ）において、二点鎖線はＸ軸の方向を示しており、図示していないが、撮像装置２７０もこの直線上に位置している。
図１８（ｂ）は、保持位置調整機構１８０１を横方向からみた側面図である。突起部１８０４を保持部２１０の上面の高さよりも上昇させることでウエハに接触して持ち上げることができ、保持部２１０の高さよりも降下させることで保持部２１０に受け渡すことができる。また、矢印に示されるように、アーム部１８０２は、Ｘ軸方向に向けて前後に直線移動させ、アーム部１８０２の位置を前後に直線的に変更することができる。
次に図１９及び図２０に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る保持位置調整処理を説明する。
図１９の全体フローに示すように、本実施形態の保持位置調整処理は、第１の実施形態で説明した図７の全体フローにおいて、ステップＳ１０１のウエハ搬入処理の後に追加的に行われるものである。図１９においてステップＳ１１１の保持調整処理以外の処理は、図７で説明した処理と同様のものであるので、ここでは説明を省略する。以下、ステップＳ１１１の詳細について図２０のフローチャートを用いて説明する。
図２０において、撮像装置２７０の撮像条件として第１撮像条件を設定し（ステップＳ４０１）、ウエハＷの第１撮像条件での撮像（ステップＳ４０２）、撮像回数の判定（Ｓ４０３）、ウエハＷの回転（Ｓ４０４）を、予め設定された撮像回数だけ繰り返す。この処理は、図１２に示したステップＳ３０１〜ステップＳ３０５の繰り返し処理のうち第２撮像条件による撮像（ステップＳ３０３）を除外した点を除いて同様な処理なので詳細な説明は省略する。第１の実施形態で述べたように、偏芯量ＷＤを知るためには、ウエハ周縁端１１１１の位置のみを知ることができれば良いので、第１撮像条件のみでの撮影を行うこととした。
以上の動作を終了したら（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０５に移行し、３６０セットの第１撮像画像を用いて、画像解析処理を行う（Ｓ４０５）。そして、その測定結果として、偏芯量ＷＤを決定する（ステップＳ４０６）。偏芯量ＷＤを求めるための画像解析処理の詳細は、すでに第１実施形態において図１５を用いて述べているのでここでは省略する。ただし、ここで、何回目の撮影でウエハ周縁端１１１１が最大値及び最小値をとったか、もあわせて記憶しておく。例えば、６０回目で最大値をとり、２４０回目で最小値をとったとすると、保持部２１０に置かれたとき、ステップＳ４０１のときの回転の初期位置から−６０度回転させた方向に偏芯量ＷＤのベクトル、すなわち、ずれの方向が向いていたことになる。
次に偏芯量ＷＤに基づき、ウエハＷの位置を調整（補正）するステップを開始する。ここからは、図２１も参照して、保持位置調整機構１８００の動作を説明する。
まず、ウエハＷの偏芯の位相を合わせる動作を行う（Ｓ４０７）。ステップＳ４０３で３６０回の撮像を終了したときから保持部２１０の回転動作がされていないのであれば、保持部２１０はステップＳ４０１のときの回転の初期位置にある。このステップでは、周縁端１１１１が最大値をとった回転角度だけ、ウエハＷを回転させる。上記の例だと、回転の初期位置から６０度だけウエハＷを回転させる。これにより、偏芯量ＷＤのベクトルの向きとＸ軸の向きが一致し、保持位置調整機構１８００は、Ｘ軸方向にウエハＷを偏芯量ＷＤだけ平行移動させるという簡単な制御動作のみで適切な位置へとウエハＷを調整することができるようになる。
次に、図２１（ａ）の状態にあるカバー部材２３０（撮像装置２７０）を昇降機構２４０により退避位置（図１より上方の位置）に位置させるとともに、カップ昇降機構のリフタ２４３によりカップ体２２０を下降させる（ステップＳ４０８）。ここではまだ、保持部２１０はウエハＷを吸着保持している（下向き色抜き矢印）。
次いで、図２１（ｂ）に示すように、保持位置調整機構１８０１を作動させ、アーム部１８０２を回転させながらウエハＷとカップ体２２０の間に進入させ、ハンド部１８０１をウエハＷの下面に位置させる（Ｓ４０９）。そして、その後、保持部２１０の吸着を停止する（Ｓ４１０）。
そして、ステップＳ４０７で決定した偏芯量ＷＤに基づいて、ウエハＷの位置調整を行う（Ｓ４１１）。ここではまず、図２１（ｃ）に示すように、支持回転部１８０３は、アーム部１８０２を上昇させハンド部１８０１の突起部１８０４をウエハＷの裏面に接触させる。このとき、ハンド部１８０１は、図１８に示したように、ウエハＷの下面のうち保持部２１０との接触領域よりも外側の領域を支持する。さらに、図２１（ｄ）に示すように、ハンド部１８０１とアーム部１８０２を上昇させ、保持部２１０とウエハＷとを被接触の状態にする。そして、図２１（ｅ）に示すように、偏芯量ＷＤに相当するだけアーム部１８０２を移動させる。
その後、アーム部１８０２を降下させて、図２１（ｆ）のようにウエハＷを保持部２１０に接触させ、吸着を再開し（Ｓ４１２）、さらに、図２１（ｇ）に示すように、さらにアーム部１８０２を降下させて、ウエハＷと非接触にする。
そして、図２１（ｈ）に示すように、アーム部１８０２を退避させる（Ｓ４１３）、最後に、昇降機構２４０によりカバー部材２３０を下降させるとともに、カップ昇降機構のリフタ２４３によりカップ体２２０を上方させ、図２に示す位置に戻すことで、一連の処理が終了する（ステップＳ４１４）。
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像装置２７０により撮像された画像に基づき決められたウエハＷの偏芯量に応じて、保持部２１０の中心に対するウエハＷの保持位置を調整する保持位置調整機構１８００を設け、ウエハＷを下面から支持しながらウエハＷの保持位置を調整するようにした。保持位置調整機構１８００はウエハＷの下方に潜り込んで位置調整するので、ウエハＷを外周端部の横方向から挟み込んで位置調整する従来の手法に比べて、保持位置調整機構をハウジング内に設置するスペースが削減できる。したがって、装置のフットプリントの増大を招くことなく、良好な調整を行うことができる。また、ウエハＷをハンド部１８０１の突起部材１８０４で下方向から保持するので、ウエハＷの外周端部を損傷させることなく安定して適切に位置調整することができる。さらに、保持部２１０との接触領域よりも外側の領域の下面を支持しながら調整するので、上方向への持ち上げ量も保持部２１０から少しだけ浮かせる程度で良くなり、処理ユニット１６の構造上、位置調整のためにＺ軸（垂直）方向でのスペースを確保する必要がない。また、予めウエハＷを回転させて偏芯の向きを特定し、その方向をアーム部１８０２の直線移動の方向（Ｘ軸方向）に合わせるようウエハＷを回転させた上で位置調整を行うので、保持位置調整機構の制御を簡単かつ精密なものにすることができる。
＜第３の実施形態＞
上記実施形態では、測定処理装置６０１は、測定処理を開始するに先立ちまず撮像装置２７０の撮像設定を行っているが、これを測定対象のウエハや処理の内容に応じて変更可能にするように構成しても良い。
測定処理の対象となるウエハには、様々な種別のものがある。例えば、水溶性膜や、チタン、アルミ、タングステンといったメタル膜が形成されたウエハ、等である。これらの膜は固有の屈折率や減衰率等を有しているため互いに光の反射特性が異なるので、撮像装置により同一の撮影条件で撮影したとしても、撮像画像に現れるエッジの輝度レベルは異なってくる。
第１実施形態では、図１１に示した膜構造において、第２撮像条件として、処理膜境界１１０９の位置が正確に特定できるように、中間照度の反射光レベルを重視した撮像条件が設定されていた。
ただし、上記のように膜の種別によって光の反射特性が異なるので、中間照度の反射光レベルであっても、相対的に低照度側の中間照度に広い諧調幅を割り当てるほうが精度の良いエッジ検出ができる場合や、逆に高照度よりの中間照度に広い諧調幅を割り当てるほうが精度の良いエッジ検出ができる場合がある。
また、ウエハＷのラウンドは下地から形成されているが、そもそもウエハの材質自体が異なってくれば光の反射特性も変わってくるので、第１撮影条件も膜の種別によって変えたほうが良好な検出ができる場合がある。
さらに、膜の種別は同じでも設定されるカット幅の大きさに応じて撮像条件を変えたほうが良い場合もある。
本実施形態では、撮影条件等を含んだ測定用の設定を“画像処理レシピ”と定義して、処理対象ウエハの膜の種別に応じて画像処理レシピを選択するようにする。以下、図２２を用いて本実施形態における画像処理レシピについて説明する。
図２２（ａ）は、膜種別と画像処理レシピとの対応関係を示す測定用設定のテーブル２２０１である。画像処理レシピ２２０２は、膜の種別２２０３とカット幅２２０４に対応してそれぞれ設けられている。このリストは情報処理装置６０２の記憶部６０７に予め記憶されている。
本実施形態において、画像処理レシピに含まれる撮像条件は、撮像画像の明るさに反映される条件であり、ＣＣＤの感度の設定や露出の設定等がある。また、設定されたカット幅の大きさや撮像条件が変わることにより画像の明暗の細かさが変化してくるのであれば、エッジ検出処理のアルゴリズムもそれらに対応させて変更したほうが良い。したがって、本実施形態では、検出処理のエッジ検出手法や検出のための関連処理（諧調変換等）の手法も変更可能にした。
図２２（ｂ）は、本実施形態の画像処理レシピのリストを示すものであり、この画像処理レシピのリスト２２０５は測定処理装置６０１の記憶部６０４に予め記憶されている。
画像処理レシピＡは、水溶性膜ウエハの周縁部を幅３ｍｍで除去する処理に対応させて設けられたものであり、ラウンド領域を撮像するための条件２２０６として第１撮像条件、処理膜境界を撮像するための条件２２０７として第２撮像条件を用いる。また、エッジ検出処理として２２０８として、検出処理Ａを行うものとした。
水溶性膜ウエハの周縁部を幅２ｍｍで除去する処理では、狭いカット幅を検出するために最適な第３撮像条件と検出処理Ｂを選択するようにしている。また、アルミやチタンの場合は、水溶性膜ウエハとは下地も膜も光に対する特性が異なるので、最適な撮像条件や画像処理、検出処理ができるような設定にしている。また、膜の種別が未知のものを処理するときのために、標準的な画像処理レシピＥも準備するようにした。例えば、第８撮像条件は第１撮像条件と第４撮像条件の中間的な設定値を含む条件、第９撮像条件は第２撮像条件、第３撮像条件、第５撮像条件、第６撮像条件を平均化した設定値を含む条件とする。
本実施形態の処理は、図１２に示したフローチャートのステップＳ３０１で行われる撮像設定において適用可能である。次に、図２３に示すフローチャートを用いて本実施形態における撮像設定の詳細を説明する。
まず、制御装置４において、外部装置からの受信又は操作装置６０１からの操作入力に応じてウエハ処理レシピが特定され、制御装置４から情報処理装置６０２へとウエハ処理レシピが送信される。情報処理装置６０２では制御部６０６がウエハ処理レシピを取得する（Ｓ５０１）。
次に、取得したウエハ処理レシピの内容を読み出し、処理対象のウエハＷの膜種別の情報とエッチングすべきカット幅を特定する（Ｓ５０２）。
制御部６０５は、ステップＳ５０２で特定した膜種別とカット幅を、記憶部６０６に記憶されている図２２（ａ）の選択テーブルから検索する。今回はこの膜種別とカット幅この組があるので、対応づけられたレシピＡを選択する（Ｓ５０３）。
そして、情報処理装置６０２は選択したレシピＡを用いるよう設定指示情報を測定処理装置６０１に送信する。測定処理装置６０１の制御部６０３は、受信した設定指示情報を用いて記憶部６０４からレシピＡを読み出して、撮像条件を撮像制御部５１５に対して送信する。撮像制御部５１５は、受信した撮像条件をその後の撮像のために設定する。また、制御部６０３は、測定処理を行う際の検出処理の設定を行う（Ｓ５０４）。
以上が本実施形態の一例であるが、ステップＳ５０１のウエハ処理レシピのなかに膜種別の情報が記載されていない場合は、ステップＳ５０２において異なる手法により膜種別の情報を取得しても良い。例えば、光を照射してその反射光を受光することにより膜種別の判定する不図示のセンサをハウジング２６０内に設けておき、搬入されたウエハＷを直接的に検査することにより、制御部６０３がウエハＷの膜の種別を特定するようにしても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、ウエハＷの膜の種別に関する情報を取得し、予め記憶部６０７に記憶された複数の測定用設定の中から、取得した膜の種別に対応する測定用設定を選択し、選択された測定用設定を使用して撮像装置２７０がウエハＷの周縁部を撮影するようにした。これにより、使用者が手間を掛けて撮像条件等の測定用設定を調整することなく、適切かつ迅速に測定処理ができるようになる。
＜第４の実施形態＞
本実施形態では、情報処理装置６０１が蓄積する測定処理結果の情報を分析処理し、装置の保守や管理に活用する手法について説明する。
図２４は、情報処理装置６０１の記憶部６０７に記憶される測定処理結果の管理リスト２４００を示している。
この管理リスト２４００の情報は、処理対象のウエハＷに対して施すべき処理のレシピの記載内容から特定できる情報である処理レシピ情報２４０１と、測定処理装置６０１で計測を行う際に特定される測定処理結果情報２４０２から構成されている。
処理レシピ情報２４０１としては、ウエハＷの識別情報である、ロットＩＤ２４０３、ウエハＩＤ２４０４がある。また、具体的な処理に関係する、膜種別２４０５、設定されるカット幅２４０６がある。
測定処理結果情報２４０２は、第３の実施形態で説明した画像処理レシピ２４０７、画像処理レシピに基づいて測定処理を行った日付２４０８、時刻２４０９が含まれる。また、測定処理を行った結果として３６０点についてのカット位置の結果の最大値“Ｍａｘ”２４１０、最小値“Ｍｉｎ”２４１１、平均値“Ａｖｅ”２４１２がある。なお、最大値及び最小値だけでなく、３６０点全ての計測値を記憶するようにしても良い。
情報処理装置６０１は、記憶部６０７に、ウエハ１枚の測定処理ごとに撮像画像を記録するためのフォルダと、その撮像の際に用いた撮像装置２７０の焦点調整情報等の撮像設定を記録するためのフォルダを設けている。測定処理結果情報２４０２として、撮像画像フォルダのリンク２４１３と撮像設定情報のリンク２４１４も記憶する。
次に、以上の測定処理結果の情報リストを用いた具体的な分析処理及び保守管理手法について以下説明する。
まず、ロットＩＤ“３３４２”に関しては、同一のウエハ処理レシピと画像処理レシピＡを用いて同一種別のウエハＷを２５枚連続して測定処理している。これにより、例えば、１ロットのウエハ群についてばらつきなくカット処理できたか否かを確認することができる。
ロットＩＤ“３３４２”とロット“ＩＤ３８４２”は、同一のウエハ処理レシピと画像処理レシピＡを用いて同一種別のウエハＷを処理しているが、異なる日付において測定処理している。この事例の詳細を図２５を用いて説明する。
図２５（ａ）は、縦軸が偏芯量（最大値“Ｍａｘ”−最小値“Ｍｉｎ”／２）、横軸が測定処理を行った日付（及び時刻）としたグラフであり、情報処理装置６０２の制御部６０６は、管理リスト２４００を基にこのグラフを作成することができる。
このグラフは、偏芯量の経時変化を知ることができ、図２５（ａ）の経時変化２５０１の例では、時間が経過するにしたがって、偏芯量が大きくなっていく様子が示されている。これは、基板搬送装置１７を構成する部材の磨耗によりウエハＷを正確に搬送できなくなってくること等が一因といえる。
情報処理装置６０１の制御部６０６は、経時変化２５０１のグラフを作成して、制御装置４に送信し、制御装置１７は、使用者の要求又は自動的に、第１実施形態で説明した図１７の表示画面１７００のグラフウインドウ１７０５に表示させることができる。
また、例えば、予め実験により装置の運用上許容できる偏芯量を第１閾値と決めておき、第１閾値に近づきつつあることを示す結果がでたら、使用者にその旨を自動的に報知するようにしても良い。図２５（ａ）の例では、偏芯量が第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた時点で、表示画面１７００上において、使用者に基板搬送装置１７の確認や交換等の注意喚起を行うよう構成している。なお、第２閾値を超えたか否かだけでなく、第２閾値に至る前の偏芯量の測定結果を複数個抽出し、その複数の値が増加の傾きを有しているか否かを注意喚起の判断条件として追加しても良い。
また、経時変化２５０２のように、突然、偏芯量が第１閾値を超えた場合は、装置異常が生じている可能性が高いので、表示画面１７００上において、警告や装置停止等の報知を行うようにする。
図２５（ｂ）では、縦軸が実質的なカット幅を示す平均値“Ａｖｅ”とカット幅の設定値の差分絶対値、横軸が測定処理を行った日付（及び時刻）としたグラフである。
このグラフは処理液供給部２５０Ａ，Ｂによる液吐出位置の精度の経時変化を知ることができ、図２５（ｂ）の経時変化２５０３の例では、時間が経過するにしたがって、液吐出位置の精度が低下していく様子が示されている。これは、処理液供給部２５０Ａ，Ｂを構成する部材の磨耗により液吐出の位置を正確に制御できなくなってくること等が一因といえる。この場合も図２５（ａ）と同様に、使用者の要求又は自動的に表示画面１７００のグラフウインドウ１７０５に経時変化２４０３のグラフを表示させることができる。また、第２閾値を越えたときに注意喚起をすることができる。なお、図２５（ａ）の例と同様に、複数の差分絶対値が増加の傾きを有しているか否かを注意喚起の判断条件として追加しても良い。
また、経時変化２５０４のように、突然、第１閾値を超えた場合は、装置異常が生じている可能性が高いので、表示画面１７００上において、警告や装置停止等の報知を行うようにする。
以下、本実施形態のシステムにおける全体フローを図２６に示す。図示するように、図７のフローチャートに対してステップＳ１３１の結果分析処理が追加されたものである。したがって、ここではステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理の説明は省略する。
以下、ステップＳ１３１の結果分析処理の詳細について図２７のフローチャートを用いて説明する。
まず、情報処理装置６０２は、測定処理装置６０１から測定結果情報を取得する（Ｓ６０１）。ここで取得する情報は、図２４で示した測定処理結果情報２４０２である。
次に、ステップＳ６０１で取得した情報を記憶部６０７に記憶して図２４で示した管理リスト２４００を作成する（Ｓ６０２）。ここでは、既に処理レシピ情報２４０１は測定処理前に取得済みなので、該当する処理レシピ情報２４０１と測定処理結果情報２４０２との関連付けを行う。既にリストが作成されているのであれば、今回の測定結果情報を追加更新することで管理リスト２４００を作成する。
そして、ウエハＷの処理の状態を分析する処理として、今回の測定結果の１枚のウエハＷについて偏芯量が予め決めた第１閾値を越えているかを確認する（Ｓ６０３）。ここで第１閾値を超えていると判断したら（Ｓ６０４：Ｎｏ）、警告報知を行い（Ｓ６０５）、異常時対応として装置停止等の制御を行う。
また、同様に、ウエハＷの処理の状態を分析する処理として、設定値に対する実際のカット幅の差分が第１閾値を超えているか確認し（Ｓ６０３）、ここで超えていると判断したら（Ｓ６０４：Ｎｏ）、警告報知を行い（Ｓ６０５）、異常時対応として装置停止等の制御を行う。
一方、第１閾値を越えていないと判断した場合において、次に、ウエハＷの処理の状態を分析する処理として、経時変化の分析を行う（Ｓ６０６）。ここでは、上述したように、偏芯量やカット幅が第２閾値を超えているかを判断し、超えていると判断した場合は（Ｓ６０７：Ｎｏ）、表示画面１７００を介した注意喚起等の報知を行う（Ｓ６０８）。
特に異常がなければ、表示画面１７００のグラフウインドウ１７０５に分析結果の報知として作成したグラフを表示する（Ｓ６０９）。なお、グラフの表示はステップＳ６０５及びＳ６０８の警告又は注意の報知と合わせて行っても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、情報処理装置６０２が、処理レシピ情報２４０１と測定処理結果情報２４０２とからなる管理リスト２４００を作成するようにした。そしてこの管理リスト２４００に基づき基板処理の状態を分析し、分析結果に応じて、使用者に対して所定の報知を行うようにした。このように、ウエハＷの周縁部の膜除去に関する情報を管理することで、基板処理ユニット１６を長期的に安定して運用することができる。特に、カット幅や偏芯量から処理液供給部２５０や基板搬送装置１７の不具合や磨耗、劣化状況を知ることができ、適切なタイミングで保守や部材の交換等を行うことができる。
＜第５の実施形態＞
第１〜第４実施形態では、ウエハ処理の結果又は偏芯量を取得するために、薬液処理を行う前か又は処理を行った後に、測定処理を行うものであった。
一方で、実際に液を供給しているときのウエハ等の状態を確認したいという要求がある。液供給中の状態を評価することができれば処理液の供給量やノズル位置等の調整作業にも反映させることができる。本実施形態では、薬液処理やリンス処理を行っているときに測定処理を行う例について説明する。
図２８に、本実施形態における処理ユニット１６の平面図を示す。上記第１〜第４の実施形態では、２つの処理液供給部の間に撮像装置２７０を設け、ウエハＷ上に薬液が存在しない領域における撮像を行った。本実施形態では、図２８に示すように、撮像装置２７０Ａと撮像装置２７０Ｂを設け、撮像装置２７０Ａは処理液供給部２５０ＡよりもウエハＷの回転方向Ｒ１の先に設置して処理液の供給されている状態を撮像可能とした。同様に、撮像装置２７０Ｂは処理液供給部２５０ＢよりもウエハＷの回転方向Ｒ２の先に設置して処理液の供給されている状態を撮像可能とした。なお、本実施形態は、上記実施形態で述べた図７や図１９の全体フローの一部として実施されるので、撮像装置２７０Ａ及び撮像装置２７０Ｂの少なくとも一方はカット幅及び偏芯量等の計測処理等にも用いられるものである。また、本実施形態では第１の実施形態で述べた撮像装置に対しての被液による撮像への影響は無視できる程度に小さいものとする。
本実施形態において図２８のように撮像装置を配置した場合の撮像装置２７０Ａ，Ｂの撮像範囲とウエハＷ、及びその上の液の位置関係について図２９を用いて説明する。
図２９において、領域２９０１は、撮像装置２７０Ａの撮像範囲を示し、領域２９０２は、撮像装置２７０Ｂの撮像範囲を示す。
図３０は、領域２９０１又は領域２９０２における撮像装置２７０、処理ユニット１６、及びウエハＷの配置関係と薬液又はリンス液の液乗り状態を説明する図である。
図３０は、薬液処理を開始した直後の状態を示すものであり、処理膜は除去されておらず、薬液３００１が処理膜とラウンド領域の上に乗っている状態を示している。また、到達領域９０２（９０５）を画角中心として撮像しており、理論的には、ウエハ処理レシピでのカット幅と、図３０の液乗り幅は同じになるはずであり、本実施形態における１つの目的はこの２つの一致の度合いを確認することにある。そのためには、液乗りの内端境界３００２の位置及びその状態の変化を適切に撮像する必要がある。
例えば、薬液処理が進行し、処理膜が除去されてくると内端境界３００２の位置や厚さが変化してくると予測される。したがって、本実施形態では、静止画の撮影を行うのではなく動画撮影を行うことで、液処理の開始から終了までの液乗り状況を確認可能とした。
なお、回転数や処理液の性質により液の乗り方が異なるので、動画撮影の条件は第１薬液の場合と第２薬液との場合で異なるものとした。撮像条件としては、上記実施形態と同様に処理膜と液乗りの場所との間で良好なエッジ検出が可能になるようなものとする。
次に、本実施形態における撮影を伴う薬液処理を図３１のフローチャートを用いて説明する。なお、このチャートにおいて、Ｓ２０１〜Ｓ２０５に関しては、第１実施形態で説明した図８のフローチャートに示したステップと同様のものであるので、説明は省略する。
まず、液の供給を開始する前に、ウエハＷを第１動画撮像条件で撮影開始する（Ｓ７０１）。ここでの撮影条件は、第１薬液処理で用いる薬液及び第１リンス処理で用いるリンス液に最適化された撮像条件である。
次に、第１薬液処理（Ｓ２０１）及び第１リンス処理（Ｓ２０２）を開始する。ステップＳ２０１及びステップＳ２０２を行っている間、撮像装置２７０は第１動画撮影条件のもと撮影を継続している。この間、測定処理装置６０１は、撮影された動画像をリアルタイムに制御装置４に送り、制御装置４は、例えば表示画面１７００の第１画像ウインドウ１７０３に動画像を表示させる。
次に撮像装置２７０の動画撮影を一旦停止し、撮影により得られた動画像を情報処理装置６０２に送信し、情報処理装置６０２は動画像の記録処理を行う（Ｓ７０２）。記録処理の詳細については、後述する。
次に撮像装置２７０は、撮像条件を第２撮像条件に変更して撮影を開始する（Ｓ７０３）。
次に、第２薬液処理（Ｓ２０３）及び第２リンス処理（Ｓ２０４）を開始する。ステップＳ２０３及びステップＳ２０４を行っている間、撮像装置２７０は第２動画撮影条件のもと撮影を継続している。この間に、撮影された動画像をリアルタイムに制御装置４に送り、制御装置４は、表示画面１７００の第２画像ウインドウ１７０４に動画像を表示させる。
次に撮像装置２７０の動画撮影を一旦停止し、撮影により得られた動画像を情報処理装置６０２に送信し、情報処理装置６０２は動画像の記録処理を行う（Ｓ７０４）。記録処理の詳細については、後述する。
最後に乾燥処理（Ｓ２０５）を行って、一連の薬液処理を終了する。
以上が本実施形態の薬液処理であるが、ステップＳ２０１の薬液処理中において、ウエハＷは高速で回転しており、３０００ｒｐｍで回転している場合は、１秒間に５０回転している計算になる。薬液やリンス液の到達領域９０２（９０５）は撮影画角に対して理論的には変動しない。ウエハＷに図１５で説明したような偏芯が生じている場合は、ウエハＷのウエハ周縁端１１１１の位置が図１９で示した“変動幅”の間で高速で変動する動きが繰り返される。一般的な動画撮影のフレームレートは３０ｆｐｓ程度であるこのため、波乗り幅の正確な撮像と観察は困難になる。この問題を未然に防ぐために、図１９のステップＳ１１１に示した保持位置調整処理を実行して、偏芯を無くした状態にして、ステップＳ２０１の薬液処理を実行することが好ましい。なお、保持位置調整処理は第２の実施形態で説明した手法に限定するものではない。
次にステップＳ７０２及びＳ７０４の記録処理について説明する。処理中における液乗り幅は、使用者が撮影動画を観察することによって確認できるのみでなく、その後の薬液処理の設定及び制御にフィードバックできれば、さらに好ましい。
本実施形態では、撮影動画を記憶部６０７に記録するとともに、図２４の測定処理結果の管理リスト２４００の測定処理結果情報２４０２に、内端境界３００２を追加する。これにより、ウエハごとに、設定されるカット幅２４０６と実質的な計測カット幅である平均値“Ａｖｅ”２４１２と内端境界３００２との対比が可能となる。そして対比結果に応じてその後の処理におけるカット幅２４０６の処理液供給部２５０Ａ，Ｂの各ノズルのオフセット値を決める等といったフィードバック設定が可能となる。
内端境界３００２の算出方法は、処理膜領域１１０１と薬液３００１の反射光の照度レベルが十分に異なるならば、動画像の各フレームにおいて２つの間の輝度エッジを求めればよい。また、図３０のように、薬液３００１が乗っている領域では矢印で示す外向きの液流が生じているので、連続する複数のフレームに関してフレーム間差分をとり、差分値の変動量の絶対値の大きさや動き方向が大きく変化する径方向の位置を内端境界３００２と推定しても良い。
ここで本実施形態の液乗り状態に関する情報によるフィードバックの一例を説明する。
ステップＳ２０１の第１薬液処理は、カット幅３ｍｍ、液供給時間が３０秒と設定されていたとする。この場合、ノズル位置はカット幅３ｍｍに合わせた位置に配置され、予め決められた第１流量で第１薬液の供給が開始されるが、管理リスト２４００を後で参照したところ、平均値“Ａｖｅ”が３．１ｍｍとなり、ずれが生じていたとする。
本実施形態では、液供給時間である３０秒間の動画像をこの情報に関連付けて記録しているので、実際にウエハＷ上でどのような現象が起きたかを知ることができる。
例えば、動画像を観察すると、処理が進行するに従いウエハＷ上の処理膜が除去されて薄くなり、２０秒が経過したところで３．１ｍｍの領域まで第１薬液が侵入した、という現象を使用者は知ることができる。
使用者はこの現象を受けて、例えば、２０秒経過したところで、０．１ｍｍぶんだけノズル位置を外側へ移動させるよう、あるいは２０秒経過したところで第１薬液の液量を減らすようレシピを作り直すことができる。これにより、過度に処理膜が除去されることを防ぎ、レシピどおりの結果、平均値“Ａｖｅ”が３．０ｍｍいう結果が得られるようになる。
使用者による設定のみならず制御装置４による自動制御も可能である。液供給時間が３０秒の間、内端境界３００２も例えば１秒ごとに記録され続けているとする。情報処理装置６０２は、管理リスト２４００を分析し、２０秒経過したときに、内端境界３００２がそれまでの記録情報と比較して０．１ｍｍずれたと判断したら、その旨を制御装置４に通知する。制御装置４は、次回のウエハＷの処理において、ノズル位置や液量を自動制御するよう処理ユニット１６に対して、２０秒経過したところで０．１ｍｍ分だけノズル位置を外側へ移動させるよう、あるいは２０秒経過したところで第１薬液の液量を減らすよう指示を出す。なお、制御装置４は、上記使用者の例と同様にレシピそのものを変更する、あるいは表示装置６０９を介して。レシピを変更するよう使用者に促す等の対応をとっても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、処理液が供給されている間、ウエハＷの周縁部に液が乗っている状態を知ることができる。特に、処理膜と液が乗っている領域の境界を知ることができるので、カット幅や液量等のフィードバック設定のための情報として有効に活用することができる。
以上、本発明に係る第１〜第５の実施形態について説明してきたが、これらの例は、製品用のウエハを処理する際に適用するのみでなく、システムのスタートアップやメンテナンスモード等の特殊な状況おいても適用可能である。また、システム構造は筐体に固定であることは必須ではなく、例えば撮像装置は冶具として準備しておく等、各装置は、運用上必要なタイミングに応じてシステムに接続及び取り外し可能なように構成しておいても良い。また、各実施形態は、第１の実施形態に開示のシステム構成のうち必要な部分を前提として個別に実施可能なものであるが、他の実施形態に開示の構成との並存も可能である。すなわち、複合的な目的を達成するため、第１〜第５の実施形態は、適宜組み合わせて実施することができる。
４ 制御装置
１６ 基板処理ユニット
２５０Ａ 処理液供給部
２５０Ｂ 処理液供給部
２７０ 撮像装置
６０１ 測定処理装置
６０２ 情報処理装置

Claims (5)

  1. 基板を保持して回転させる回転保持部と、基板の周縁部の膜を除去するための処理液を供給する処理液供給部と、前記基板の周縁部を撮像する撮像部と、を備える基板処理装置の管理方法であって、
    前記膜の除去幅の設定値を含む基板処理レシピを取得するレシピ取得工程と、
    前記基板処理レシピに基づき処理された基板の周縁部を前記撮像部により撮像することにより得られた撮像画像に基づき、前記膜の除去幅を測定する測定処理工程と、
    前記膜の除去幅の設定値と、前記測定工程により測定された膜の測定値と、前記測定結果を得た時刻情報と、を関連付けた管理リストを作成する作成工程と、
    前記作成された管理リストに基づき基板処理の状態を分析する分析工程と、
    前記分析工程による分析結果に応じて、使用者に対して所定の報知を行う報知工程と、
    を備え、
    前記分析工程は、前記膜の除去幅の設定値と測定値の差分が第１閾値及び前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えているか否かを判断し、前記報知工程は、第１閾値及び第２閾値のいずれを超えているかで、報知の内容を変更することを特徴とする基板処理装置の管理方法。
  2. 前記測定処理工程は、前記基板の前記回転保持部に対する偏芯量の情報を測定し、
    前記作成工程は、前記管理リストに測定された偏芯量の情報を関連付け、
    前記分析工程は、前記管理リストの偏芯量が所定の閾値を越えているか否かを判断し、
    超えていると判断した場合に、前記報知工程は、所定の報知を行うことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置の管理方法。
  3. 前記報知工程は、前記作成工程において作成した管理リストに基づき測定結果の経時変化を示すグラフを作成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置の管理方法。
  4. 前記報知工程は、表示装置を用いて前記報知を視覚的に行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の基板処理装置の管理方法。
  5. 基板の周縁部の膜を除去する処理を行う基板処理装置と、撮像画像に基づく測定処理を行う測定処理装置と、測定処理に関する情報を管理する情報処理装置と、前記基板処理装置を制御する制御装置と、から構成される基板処理システムであって、
    前記基板処理装置は、
    基板を保持して回転させる回転保持部と、基板の周縁部に対して前記膜を除去するための処理液を供給する処理液供給部と、前記基板の周縁部を撮像する撮像部と、
    を備え、
    前記測定処理装置は、
    前記膜の除去幅の設定値を含む基板処理レシピに基づき処理された基板の周縁部を撮像することにより得られた撮像画像に基づき、前記膜の除去幅を測定する制御部を備え、
    前記情報処理装置は、
    基板の識別情報と、前記膜の除去幅の設定値と、前記測定された膜の測定値と、前記測定結果を得た時刻情報と、を関連付けた管理リストを作成し、前記作成された管理リストに基づき基板処理の状態を分析し、分析結果に応じて、使用者に対して所定の報知を行い、前記膜の除去幅の設定値と測定値の差分が第１閾値及び前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えているか否かを判断し、前記報知工程は、第１閾値及び第２閾値のいずれを超えているかで、報知の内容を変更する制御部を備えることを特徴とする基板処理システム。
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