JP7248848B2 - 可動部位置検出方法、基板処理方法、基板処理装置および基板処理システム - Google Patents

可動部位置検出方法、基板処理方法、基板処理装置および基板処理システム Download PDF

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Description

この発明は、基板処理装置内で移動する可動部を用いて基板を処理する技術に関し、特に可動部の位置を検出する技術に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体基板、液晶表示装置および有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板、プリント基板などが含まれる。
半導体デバイスなどの製造工程においては、基板に対して純水、フォトレジスト液、エッチング液などの種々の処理液を供給して洗浄処理やレジスト塗布処理などの基板処理が行われる。これらの処理液を使用した液処理を行う装置として、基板を回転させつつ、その基板の表面にノズルから処理液を吐出する基板処理装置が用いられる場合がある。
基板に対して処理を実行する処理ユニットにおいて、既定の位置に移動して処理を行う可動部が用いられる場合がある。このような可動部としては、既定の処理位置で基板に向けて処理液又はエアなどを吐出するノズル、および、基板の既定の位置に接触して物理洗浄などの処理を行うブラシなどが含まれる。基板の処理精度の向上及び均一化を図るためには、可動部が配置される位置の精度を高めることが望ましい。
可動部が既定の位置が適正か否かを判定する目的で、処理空間内が撮像される場合がある。この場合、画像処理によって可動部の位置検出を行うことによって、可動部の位置が適正であるか否かを判定することが行われる。しかしながら、このような撮像を行うカメラ等の撮像手段自体の設置位置がずれている場合もあり得るため、このような場合に対応するための技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１では、１つのチャンバ内において、撮像によって得られた原画像から、複数のアライメントマーク（基準部位）と可動部を検出する画像処理によってそれらの位置情報が取得される。それらの位置情報から、処理空間における可動部の位置を特定することが記載されている。
特開２０１６－７０６９３号公報
通常の基板処理装置は、基板に対して同一処理を行うチャンバが複数台備えられている場合がある。この場合、チャンバ間でカメラの設置状態が必ずしも一致しない。このため、チャンバ毎に可動部の位置検出を精度良く行うための事前設定を行う必要がある。
そこで、本発明は、各チャンバにおいて可動部の位置検出を行うための事前設定を効率的に行う技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、第１態様は、チャンバ内の処理空間を移動する可動部の位置を検出する可動部位置検出方法であって、（ａ）第１チャンバ内に配された第１可動部および第１指標部を第１カメラで撮像することによって第１画像を取得する工程と、（ｂ）第２チャンバ内に配された第２可動部および第２指標部を第２カメラで撮像することによって第２画像を取得する工程と、（ｃ）前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を算出する工程と、（ｄ）前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する工程とを含む。
第２態様は、第１態様の可動部位置検出方法であって、前記第１指標部が前記第１チャンバの複数箇所に分散して設けられている。
第３態様は、第１態様または第２態様の可動部位置検出方法であって、前記第１指標部が、基板を水平姿勢で保持する基板保持部である。
第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの可動部位置検出方法であって、前記（ｄ）工程は、（ｄ－１）前記第１画像において前記第１可動部を含む基準判定領域を設定する工程と、（ｄ－２）前記第２画像において、前記基準判定領域を適用するとともに、前記位置的差異に応じて位置を補正することによって、前記判定領域を設定する工程とを含む。
第５態様は、チャンバ内の処理空間を移動する可動部を用いて基板を処理する基板処理方法であって、（Ａ）第１チャンバ内に配された第１可動部および第１指標部を第１カメラで撮像することによって、第１画像を取得する工程と、（Ｂ）第２チャンバ内に配された第２可動部および第２指標部を第２カメラで撮像することによって、第２画像を取得する工程と、（Ｃ）前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を算出する工程と、（Ｄ）前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する工程とを含む。
第６態様は、チャンバ内の処理空間を移動する可動部を用いて基板を処理する基板処理装置であって、第１チャンバ、前記第１チャンバ内の処理空間内で移動する第１可動部および前記第１チャンバ内に設けられた第１指標部を含む第１処理ユニットと、第２チャンバ、前記第２チャンバ内の処理空間内で移動する第２可動部および前記第２チャンバ内に設けられた第２指標部を含む第２処理ユニットと、前記第１可動部および前記第１指標部を撮影して第１画像を取得する第１カメラと、前記第２可動部および前記第２指標部を撮影して第２画像を取得する第２カメラと、前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を求める差異演算部と、前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する判定領域設定部とを備える。
第７態様は、基板処理システムであって、第１基板処理装置と、第２基板処理装置と、前記第１および前記第２基板処理装置と情報通信可能に接続された情報処理部と、を備え、前記第１基板処理装置は、第１チャンバ、前記第１チャンバ内の処理空間内で移動する第１可動部および前記第１チャンバ内に設けられた第１指標部を含む第１処理ユニットと、前記第１可動部および前記第１指標部を撮影して第１画像を取得する第１カメラと、を備え、前記第２基板処理装置は、第２チャンバ、前記第２チャンバ内の処理空間内で移動する第２可動部および前記２チャンバ内に設けられた第２指標部を含む第２処理ユニットと、前記第２可動部および前記第２指標部を撮影して第２画像を取得する第２カメラと、を備え、前記情報処理部は、前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を求める差異演算部と、前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する判定領域設定部とを備える。
第１態様の可動部位置検出方法によると、第１画像における第１指標部の位置と第２画像における第２指標部の位置の位置的差異から、第２カメラの第１カメラに対する視野位置の誤差を求めることができる。このため、第１画像における第１可動部の位置および指標部の位置的差異から、第２画像における第２可動部の位置を適切に予測できる。したがって、第２画像において第２可動部の位置を検出するための判定領域を適切に設定できる。また、１つのチャンバを基準として、他のチャンバにおいて判定領域を設定できるため、各チャンバにおいて可動部の位置検出を行うための事前設定を効率的に行うことができる。
第２態様の可動部位置検出方法によると、分散した複数の箇所各々の位置情報が取得される。これにより、第１カメラに対する第２カメラの視野位置の誤差を精度良く求めることができる。
第３態様の可動部位置検出方法によると、基板保持部の位置情報から、視野位置の誤差を求めることができる。
第４態様の可動部位置検出方法によると、第１画像において設定された基準判定領域を第２画像に適用することによって、第２画像において判定領域を迅速に設定できる。また、基準判定領域の位置を、指標部の位置的差異に応じて補正することによって、第２画像において判定領域を適正な位置に設定できる。
第５態様の基板処理方法によると、第１画像における第１指標部の位置と第２画像における第２指標部の位置の位置的差異から、第２カメラの第１カメラに対する視野位置の誤差を求めることができる。このため、第１画像における第１可動部の位置および指標部の位置的差異から、第２画像における第２可動部の位置を適切に予測できる。したがって、第２画像において第２可動部の位置を検出するための判定領域を適切に設定できる。また、１つのチャンバを基準として、他のチャンバにおいて判定領域を設定できるため、各チャンバにおいて可動部の位置検出を行うための事前設定を効率的に行うことができる。
第６態様の基板処理装置によると、第１画像における第１指標部の位置と第２画像における第２指標部の位置の位置的差異から、第２カメラの第１カメラに対する視野位置の誤差を求めることができる。このため、第１画像における第１可動部の位置および指標部の位置的差異から、第２画像における第２可動部の位置を適切に予測できる。したがって、第２画像において第２可動部の位置を検出するための判定領域を適切に設定できる。また、１つのチャンバを基準として、他のチャンバにおいて判定領域を設定できるため、各チャンバにおいて可動部の位置検出を行うための事前設定を効率的に行うことができる。
第７態様の基板処理システムによると、第１画像における第１指標部の位置と第２画像における第２指標部の位置の位置的差異から、第２カメラの第１カメラに対する視野位置の誤差を求めることができる。このため、第１画像における第１可動部の位置および指標部の位置的差異から、第２画像における第２可動部の位置を適切に予測できる。したがって、第２画像において第２可動部の位置を検出するための判定領域を適切に設定できる。また、１つの基板処理装置における１つのチャンバ１０を基準として、他の基板処理装置のチャンバにおいて判定領域を設定できるため、各チャンバにおいて可動部の位置検出を行うための事前設定を効率的に行うことができる。
第１実施形態の基板処理装置１００の全体構成を示す図である。 第１実施形態の洗浄処理ユニット１の概略平面図である。 第１実施形態の洗浄処理ユニット１の概略縦断面図である。 カメラ７０と可動部であるノズル３０との位置関係を示す図である。 カメラ７０および制御部９のブロック図である。 ノズル３０の位置検出処理のための事前準備の手順を示すフローチャートである。 基準画像８０の一例を示す図である。 対象画像８２の一例を示す図である。 指標部の位置的差異の算出過程を概念的に示す図である。 対象画像８２に設定される判定領域ＤＲを示す図である。 基板処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の基板処理システム１０００を示す図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。
相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」等）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」等）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取り等を有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「～の上」とは、特に断らない限り、２つの要素が接している場合のほか、２つの要素が離れている場合も含む。
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理装置１００の全体構成を示す図である。基板処理装置１００は、処理対象である基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置である。基板処理装置１００は、円形薄板状であるシリコン基板である基板Ｗに対して、薬液および純水などのリンス液を用いて洗浄処理を行った後、乾燥処理を行う。薬液としては、例えばＳＣ１（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（hydrochloric hydrogen peroxide mixed water solution：塩酸過酸化水素水混合水溶液）、ＤＨＦ液（希フッ酸）などが用いられる。以下の説明では、処理液とは薬液とリンス液を総称して「処理液」とする。なお、基板処理装置１００は、洗浄処理ではなく、成膜処理のためのフォトレジスト液などの塗布液、不要な膜を除去するための薬液、エッチングのための薬液を供給して基板を湿式処理するように構成されていてもよい。
基板処理装置１００は、複数の洗浄処理ユニット１、インデクサ１０２および主搬送ロボット１０３を備える。
インデクサ１０２は、装置外から受け取った処理対象の基板Ｗを装置内に搬送するとともに、洗浄処理が完了した処理済みの基板Ｗを装置外に搬出する。インデクサ１０２は、複数のキャリア（図示省略）を載置するとともに移送ロボット（図示省略）を備える。キャリアとしては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）やSMIF（Standard Mecanical InterFace）ポッド、あるいは、基板Ｗを外気にさらすＯＣ（Open Cassette）を採用してもよい。移送ロボットは、キャリアと主搬送ロボット１０３との間で基板Ｗを移送する。
洗浄処理ユニット１は、１枚の基板Ｗに対して液処理および乾燥処理を行う。基板処理装置１００には、１２個の洗浄処理ユニット１が配置されている。具体的には、各々が鉛直方向に積層された３個の洗浄処理ユニット１を含む４つのタワーが、主搬送ロボット１０３の周囲を取り囲むようにして配置されている。図１では、３段に重ねられた洗浄処理ユニット１の１つを概略的に示している。なお、基板処理装置１００における洗浄処理ユニット１の数量は、１２個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
主搬送ロボット１０３は、洗浄処理ユニット１を積層した４個のタワーの中央に設置されている。主搬送ロボット１０３は、インデクサ１０２から受け取った処理対象の基板Ｗを各洗浄処理ユニット１に搬入する。また、主搬送ロボット１０３は、各洗浄処理ユニット１から処理済みの基板Ｗを搬出してインデクサ１０２に渡す。
＜洗浄処理ユニット１＞
以下、基板処理装置１００に搭載された１２個の洗浄処理ユニット１のうちの１つに説明するが、他の洗浄処理ユニット１についても、ノズル３０，６０，６５の配置関係が異なる以外は、同一の構成を有する。
図２は、第１実施形態の洗浄処理ユニット１の概略平面図である。図３は、第１実施形態の洗浄処理ユニット１の概略縦断面図である。図２はスピンチャック２０に基板Ｗが保持されていない状態を示しており、図３はスピンチャック２０に基板Ｗが保持されている状態を示している。
洗浄処理ユニット１は、チャンバ１０内に、基板Ｗを水平姿勢（基板Ｗの表面の法線が鉛直方向に沿う姿勢）に保持するスピンチャック２０と、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための３つのノズル３０，６０，６５と、スピンチャック２０の周囲を取り囲む処理カップ４０と、スピンチャック２０の上方空間を撮像するカメラ７０とを備える。また、チャンバ１０内における処理カップ４０の周囲には、チャンバ１０の内側空間を上下に仕切る仕切板１５が設けられている。
チャンバ１０は、鉛直方向に沿うとともに四方を取り囲む側壁１１と、側壁１１の上側を閉塞する天井壁１２、側壁１１の下側を閉塞する床壁１３を備える。側壁１１、天井壁１２および床壁１３によって囲まれた空間が基板Ｗの処理空間となる。また、チャンバ１０の側壁１１の一部には、チャンバ１０に対して主搬送ロボット１０３が基板Ｗを搬出入するための搬出入口およびその搬出入口（いずれも図示省略）を開閉するシャッターが設けられている。
チャンバ１０の天井壁１２には、基板処理装置１００が設置されているクリーンルーム内の空気をさらに清浄化してチャンバ１０内の処理空間に供給するためのファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１４が取り付けられている。ＦＦＵ１４は、クリーンルーム内の空気を取り込んでチャンバ１０内に送り出すためのファンおよびフィルタ（例えばＨＥＰＡフィルタ）を備えている。ＦＦＵ１４は、チャンバ１０内の処理空間に清浄空気のダウンフローを形成する。ＦＦＵ１４から供給された清浄空気を均一に分散するために、多数の吹出し孔を穿設したパンチングプレートを天井壁１２の直下に設けるようにしてもよい。
スピンチャック２０は、スピンベース２１、スピンモータ２２、カバー部材２３および回転軸２４を備える。スピンベース２１は、円板形状を有しており、鉛直方向に沿って延びる回転軸２４の上端に水平姿勢で固定されている。スピンモータ２２は、スピンベース２１の下方に設けられており、回転軸２４を回転させる。スピンモータ２２は、回転軸２４を介してスピンベース２１を水平面内にて回転させる。カバー部材２３は、スピンモータ２２および回転軸２４の周囲を取り囲む筒状を有する。
円板形状のスピンベース２１の外径は、スピンチャック２０に保持される円形の基板Ｗの径よりも若干大きい。よって、スピンベース２１は、保持すべき基板Ｗの下面の全面と対向する保持面２１ａを有する。
スピンベース２１の保持面２１ａの周縁部には複数（本実施形態では４本）のチャックピン２６が立設されている。各チャックピン２６は、円形の基板Ｗの外周円の外径に対応する円周上に沿って均等な間隔をあけて配置されている。本実施形態では、４個のチャックピン２６が９０°間隔で設けられている。各チャックピン２６は、スピンベース２１内に収容された図示省略のリンク機構によって連動して駆動される。スピンチャック２０は、各チャックピン２６のそれぞれを基板Ｗの外周端に当接させて基板Ｗを把持することにより、当該基板Ｗをスピンベース２１の上方で保持面２１ａに近接した水平姿勢にて保持する（図３参照）。また、スピンチャック２０は、各チャックピン２６のそれぞれを基板Ｗの外周端から離間させることによって、基板Ｗの把持を解除する。各チャックピン２６は、基板Ｗを水平姿勢で保持する基板保持部である。
スピンモータ２２を覆うカバー部材２３は、その下端がチャンバ１０の床壁１３に固定され、上端がスピンベース２１の直下にまで到達している。カバー部材２３の上端部には、カバー部材２３から外方へほぼ水平に張り出し、さらに下方に屈曲して延びる鍔状部材２５が設けられている。複数のチャックピン２６による把持によってスピンチャック２０が基板Ｗを保持した状態にて、スピンモータ２２が回転軸２４を回転させることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直方向に沿った回転軸線ＣＸまわりに基板Ｗを回転させることができる。なお、スピンモータ２２の駆動は制御部９によって制御される。
ノズル３０は、ノズルアーム３２の先端に吐出ヘッド３１を取り付けて構成されている。ノズルアーム３２の基端側はノズル基台３３に固定して連結されている。ノズル基台３３に設けられたモータ３３２（ノズル移動部）によって鉛直方向に沿った軸のまわりで回動可能とされている。
ノズル基台３３が回動することにより、図２中の矢印ＡＲ３４にて示すように、ノズル３０は、スピンチャック２０の上方の位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で水平方向に沿って円弧状に移動させる。ノズル基台３３の回動によって、ノズル３０はスピンベース２１の保持面２１ａの上方にて揺動する。詳細には、スピンベース２１よりも上方において、水平方向に延びる既定の処理位置ＴＰ１に移動する。なお、ノズル３０を処理位置ＴＰ１移動させるとは、ノズル３０の先端部の吐出ヘッド３１を処理位置ＴＰ１に移動させることと同意である。
ノズル３０には、複数種の処理液（少なくとも純水を含む）が供給されるように構成されており、吐出ヘッド３１から複数種の処理液が吐出可能である。なお、ノズル３０の先端に複数の吐出ヘッド３１を設けて、それぞれから個別に同一または異なる処理液が吐出されてもよい。ノズル３０（詳細には吐出ヘッド３１）は、処理位置ＴＰ１にて停止して、処理液を吐出する。ノズル３０から吐出された処理液は、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に着液する。
本実施形態の洗浄処理ユニット１には、上記のノズル３０に加えてさらに２つのノズル６０，６５が設けられている。本実施形態のノズル６０，６５は、上記のノズル３０と同一または類似の構成を備える。すなわち、ノズル６０は、ノズルアーム６２の先端に吐出ヘッドを取り付けて構成され、ノズルアーム６２の基端側に連結されたノズル基台６３によって、矢印ＡＲ６４にて示すようにスピンチャック２０の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で円弧状に移動する。ノズル６５は、ノズルアーム６７の先端に吐出ヘッドを取り付けて構成され、ノズルアーム６７の基端側に連結されたノズル基台６８によって、矢印ＡＲ６９にて示すようにスピンチャック２０の上方の処理位置と処理カップ４０よりも外側の待機位置との間で円弧状に移動する。
ノズル６０，６５にも、少なくとも純水を含む複数種の処理液が供給されるように構成されており、処理位置にてスピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に処理液を吐出する。なお、ノズル６０，６５の少なくとも一方は、純水などの洗浄液と加圧した気体とを混合して液滴を生成し、その液滴と気体との混合流体を基板Ｗに噴射する二流体ノズルであってもよい。また、洗浄処理ユニット１に設けられるノズル数は３本に限定されるものではなく、１本以上であればよい。
ノズル３０，６０，６５各々を、円弧状に移動させることは必須ではない。例えば、直道駆動部を設けることによって、ノズルを直線移動させてもよい。
回転軸２４の内側を挿通するようにして鉛直方向に沿って下面処理液ノズル２８が設けられている。下面処理液ノズル２８の上端開口は、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの下面中央に対向する位置に形成されている。下面処理液ノズル２８にも複数種の処理液が供給されるように構成されている。下面処理液ノズル２８から吐出された処理液はスピンチャック２０に保持された基板Ｗの下面に着液する。
スピンチャック２０を取り囲む処理カップ４０は、互いに独立して昇降可能な内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３を備えている。内カップ４１は、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る回転軸線ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有する。この内カップ４１は、平面視円環状の底部４４と、底部４４の内周縁から上方に立ち上がる円筒状の内壁部４５と、底部４４の外周縁から上方に立ち上がる円筒状の外壁部４６と、内壁部４５と外壁部４６との間から立ち上がり、上端部が滑らかな円弧を描きつつ中心側（スピンチャック２０に保持される基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる第１案内部４７と、第１案内部４７と外壁部４６との間から上方に立ち上がる円筒状の中壁部４８とを一体的に備えている。
内壁部４５は、内カップ４１が最も上昇した状態で、カバー部材２３と鍔状部材２５との間に適当な隙間を保って収容される。中壁部４８は、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、中カップ４２の後述する第２案内部５２と処理液分離壁５３との間に適当な隙間を保って収容される。
第１案内部４７は、滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部４７ｂを有する。また、内壁部４５と第１案内部４７との間は、使用済みの処理液を集めて廃棄するための廃棄溝４９とされている。第１案内部４７と中壁部４８との間は、使用済みの処理液を集めて回収するための円環状の内側回収溝５０とされている。さらに、中壁部４８と外壁部４６との間は、内側回収溝５０とは種類の異なる処理液を集めて回収するための円環状の外側回収溝５１とされている。
廃棄溝４９には、この廃棄溝４９に集められた処理液を排出するとともに、廃棄溝４９内を強制的に排気するための図示省略の排気液機構が接続されている。排気液機構は、例えば、廃棄溝４９の周方向に沿って等間隔で４つ設けられている。また、内側回収溝５０および外側回収溝５１には、内側回収溝５０および外側回収溝５１にそれぞれ集められた処理液を基板処理装置１００の外部に設けられた回収タンクに回収するための回収機構（いずれも図示省略）が接続されている。なお、内側回収溝５０および外側回収溝５１の底部は、水平方向に対して微少角度だけ傾斜しており、その最も低くなる位置に回収機構が接続されている。これにより、内側回収溝５０および外側回収溝５１に流れ込んだ処理液が円滑に回収される。
中カップ４２は、スピンチャック２０の周囲を取り囲み、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る回転軸線ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有する。この中カップ４２は、第２案内部５２と、この第２案内部５２に連結された円筒状の処理液分離壁５３とを有する。
第２案内部５２は、内カップ４１の第１案内部４７の外側において、第１案内部４７の下端部と同軸円筒状である下端部５２ａと、下端部５２ａの上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部５２ｂと、上端部５２ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部５２ｃとを有する。下端部５２ａは、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、第１案内部４７と中壁部４８との間に適当な隙間を保って内側回収溝５０内に収容される。また、上端部５２ｂは、内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂと上下方向に重なるように設けられ、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、第１案内部４７の上端部４７ｂに対してごく微小な間隔を保って近接する。折返し部５２ｃは、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、折返し部５２ｃが第１案内部４７の上端部４７ｂの先端と水平方向に重なる。
第２案内部５２の上端部５２ｂは、下方ほど肉厚が厚くなるように形成されている。処理液分離壁５３は、上端部５２ｂの下端外周縁部から下方に延びるように設けられた円筒形状を有する。処理液分離壁５３は、内カップ４１と中カップ４２とが最も近接した状態で、中壁部４８と外カップ４３との間に適当な隙間を保って外側回収溝５１内に収容される。
外カップ４３は、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの中心を通る回転軸線ＣＸに対してほぼ回転対称となる形状を有する。外カップ４３は、中カップ４２の第２案内部５２の外側において、スピンチャック２０を取り囲む。この外カップ４３は、第３案内部としての機能を有する。外カップ４３は、第２案内部５２の下端部５２ａと同軸円筒状をなす下端部４３ａと、下端部４３ａの上端から滑らかな円弧を描きつつ中心側（基板Ｗの回転軸線ＣＸに近づく方向）斜め上方に延びる上端部４３ｂと、上端部４３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部４３ｃとを有する。
下端部４３ａは、内カップ４１と外カップ４３とが最も近接した状態で、中カップ４２の処理液分離壁５３と内カップ４１の外壁部４６との間に適当な隙間を保って外側回収溝５１内に収容される。上端部４３ｂは、中カップ４２の第２案内部５２と上下方向に重なるように設けられ、中カップ４２と外カップ４３とが最も近接した状態で、第２案内部５２の上端部５２ｂに対してごく微小な間隔を保って近接する。中カップ４２と外カップ４３とが最も近接した状態で、折返し部４３ｃが第２案内部５２の折返し部５２ｃと水平方向に重なる。
内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３は互いに独立して昇降可能とされている。すなわち、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３各々には個別に昇降機構（図示省略）が設けられており、それによって別個独立して昇降される。このような昇降機構としては、例えばボールネジ機構やエアシリンダなどの公知の種々の機構を採用することができる。
仕切板１５は、処理カップ４０の周囲においてチャンバ１０の内側空間を上下に仕切るように設けられている。仕切板１５は、処理カップ４０を取り囲む１枚の板状部材であってもよいし、複数の板状部材をつなぎ合わせたものであってもよい。また、仕切板１５には、厚さ方向に貫通する貫通孔や切り欠きが形成されていても良く、本実施形態ではノズル３０，６０，６５のノズル基台３３，６３，６８を支持するための支持軸を通すための貫通穴が形成されている。
仕切板１５の外周端はチャンバ１０の側壁１１に連結されている。また、仕切板１５の処理カップ４０を取り囲む端縁部は外カップ４３の外径よりも大きな径の円形状となるように形成されている。よって、仕切板１５が外カップ４３の昇降の障害となることはない。
また、チャンバ１０の側壁１１の一部であって、床壁１３の近傍には排気ダクト１８が設けられている。排気ダクト１８は図示省略の排気機構に連通接続されている。ファンフィルタユニット１４から供給されてチャンバ１０内を流下した清浄空気のうち、処理カップ４０と仕切板１５と間を通過した空気は排気ダクト１８から装置外に排出される。
図４は、カメラ７０と可動部であるノズル３０との位置関係を示す図である。カメラ７０は、鉛直方向において基板Ｗよりも鉛直方向上側に設けられている。カメラ７０は、例えば固体撮像素子のひとつであるＣＣＤと、電子シャッター、レンズなどの光学系とを備える。カメラ７０の撮像方向（すなわち、撮像光学系の光軸方向）は、基板Ｗの上面を撮像するため、基板Ｗ上面の回転中心（またはその近傍）に向かって斜め下向きに設定されている。カメラ７０は、スピンチャック２０によって保持された基板Ｗの上面全体をその視野に包含する。例えば、水平方向については、図２において破線で囲まれた範囲がカメラ７０の視野に含まれる。
カメラ７０は、その撮像視野に少なくとも処理位置ＴＰ１におけるノズル３０の先端が含まれるように、つまり吐出ヘッド３１の近傍が含まれる位置に設置されている。本実施形態では、図４に示すように、処理位置ＴＰ１におけるノズル３０を前方上方から撮像する位置にカメラ７０が設置される。よって、カメラ７０は、処理位置ＴＰ１におけるノズル３０の先端を含む撮像領域ＰＡを撮像できる。同様に、カメラ７０は、ノズル６０，６５が、スピンチャック２０に保持された基板Ｗに対して処理を行うときの処理位置にあるときの、各先端を含む撮像領域ＰＡを撮像する。カメラ７０が図２および図４に示す位置に設置されている場合には、ノズル３０，６０はカメラ７０の撮像視野内で横方向に移動するため、各処理位置の各ノズル３０，６０の先端を適切に撮像できるが、ノズル６５についてはカメラ７０の視野内で奥行き方向に移動するため、その処理位置近傍での移動を適切に撮像できないおそれもある。この場合、カメラ７０とは別にノズル６５を撮像するカメラを設けてもよい。
ノズル３０は、ノズル基台３３の駆動によって、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの上方の処理位置ＴＰ１（図４において破線で示される位置）と処理カップ４０よりも外側の待機位置（図４の実線位置）との間で往復移動される。処理位置ＴＰ１は、ノズル３０からスピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に処理液を吐出して洗浄処理を行う位置である。処理位置ＴＰ１は、スピンチャック２０に保持された基板Ｗにおける中心よりも縁部寄りの位置である。待機位置は、ノズル３０が洗浄処理を行わないときに処理液の吐出を停止して待機する位置である。待機位置は、スピンベース２１の上方から外れた位置であって、水平面内において処理カップ４０の外側の位置である。待機位置には、ノズル３０の吐出ヘッド３１を収容する待機ポッドが設けられていてもよい。
なお、処理位置ＴＰ１は、基板Ｗの中心など、任意の位置であってもよく、さらには、処理位置ＴＰ１は、基板Ｗの上方から外れた位置であってもよい。後者の場合、ノズル３０から吐出された処理液が、基板Ｗの外方から基板Ｗの上面に飛散させるとよい。また、ノズル３０を処理位置ＴＰ１に停止させた状態で、ノズル３０から処理液を吐出させることは必須ではない。例えば、ノズル３０から処理液を吐出させながら、処理位置ＴＰ１を一方端とし、基板Ｗの上方において水平方向に延びる既定の処理区間内で、ノズル３０を移動させてもよい。
図３に示すように、チャンバ１０内であって仕切板１５よりも上方の位置に、照明部７１が設けられている。照明部７１は、例えばＬＥＤランプを光源として含む。照明部７１は、カメラ７０がチャンバ１０内を撮像するために必要とされる照明光を処理空間に供給する。チャンバ１０内が暗室である場合、カメラ７０が撮像を行う際に照明部７１がノズル３０，６０，６５に光を照射するよう、制御部９が照明部７１を制御してもよい。
図５は、カメラ７０および制御部９のブロック図である。基板処理装置１００に設けられた制御部９のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同一である。すなわち、制御部９は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェア（プログラム）やデータなどを記憶しておく磁気ディスクなどを備えている。制御部９のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって、基板処理装置１００の各要素の動作が制御部９によって制御され、基板処理装置１００における処理が進行する。
図５に示す画像処理部９１、差異演算部９２、位置検出部９３は、制御部９のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって制御部９内に実現される機能処理部である。
画像処理部９１は、カメラ７０によって取得された撮影画像に対し、補正処理及びパターンマッチング処理などの画像処理を行う。画像処理部９１は、カメラ７０によって取得された撮影画像において、ノズル３０，６０，６５を検出する。また、画像処理部９１は、カメラ７０によって取得された撮影画像において、指標部の位置を特定する。
指標部は、チャンバ１０内に配された要素であって、撮影画像となる撮像領域ＰＡの処理空間における位置を決定するための指標となる要素である。指標部は、予め処理空間における位置が既知の要素である。指標部は、例えば複数（具体的には３つ）のチャックピン２６である。各チャックピン２６は、スピンベース２１の回転が停止した状態では、既定の位置に配置される。撮影画像における各チャックピン２６を検出することによって、処理空間における撮像領域ＰＡの位置が特定される。
指標部は、画像処理によって容易に検出可能である部材であることが好ましく、例えば、撮影画像において、背景に対する明るさの比が大きいことが好ましい。チャックピン２６は、スピンベース２１に対してコントラスト比が高いため、画像処理によってチャックピン２６の位置を特定することが容易である。撮影画像における各チャックピン２６の位置は、例えば検出された各チャックピンの重心位置などの代表点の位置としてもよい。指標部として、チャックピン２６以外の要素（例えば、スピンベース２１、ノズル基台３３など）が採用されてもよい。また、チャンバ１０内に所定形状の模様を有する複数のマークを設けてもよい。例えば、複数の直線が交差する交差点を含むマーク（十字など）を指標部として採用した場合、撮影画像において比較的検出が容易な交差点を当該マークの位置とするとよい。
差異演算部９２は、基準のチャンバ１０において取得される撮影画像（基準画像８０）における指標部（チャックピン２６）の位置と、設定対象のチャンバ１０において取得される撮影画像（対象画像８２）における指標部（チャックピン２６）の位置との差異である位置的差異を算出する（図７、図８参照）。この指標部の位置的差異は、設定対象のチャンバ１０を撮像するカメラ７０の、基準のチャンバー１０を撮像するカメラ７０に対する視野位置の誤差に対応している。カメラ７０の視野位置は、各処理空間におけるカメラ７０の撮像領域ＰＡの位置である。
位置検出部９３は、撮影画像上において、ノズル３０，６０，６５の位置を検出する。位置検出部９３は、ノズル３０，６０，６５の位置を検出するための基準判定領域ＳＤＲ（図７参照）および判定領域ＤＲ（図１０参照）を設定する判定領域設定部９３２を備える。判定領域設定部９３２は、基準のチャンバ－１０において取得された撮影画像（基準画像８０）において、ノズル３０，６０，６５の位置に基づき、基準判定領域ＳＤＲを設定する。また、判定領域設定部９３２は、設定対象である他のチャンバ１０において取得された撮影画像（対象画像８２）に判定領域ＤＲを設定する。
各チャンバ１０に対する各カメラ７０の取り付け位置は、適正位置からずれることがある。すなわち、各洗浄処理ユニット１毎に、カメラ７０の視野位置（処理空間におけるカメラ７０の撮像領域ＰＡの位置）が異なる場合がある。そこで、判定領域設定部９３２は、設定対象のカメラ７０の視野位置の誤差に対応する指標部の位置的差異に応じて基準判定領域ＳＤＲの位置を補正することによって、判定領域ＤＲを設定する。これにより、各カメラ７０の視野位置に誤差が存在する場合にも、適正に対応できる。
位置検出部９３は、検出対象であるノズル３０，６０，６５を含んだ判定領域ＤＲ内の画像と、基準の洗浄処理ユニット１において得られたノズル３０，６０，６５の基準判定領域ＳＤＲ内の画像（基準判定領域画像）との間で公知のパターンマッチングを行い、一致度を示すマッチングスコアを算出する。検出対象のノズル３０が適正な処理位置ＴＰ１にある場合マッチングスコアは大きくなり、処理位置ＴＰ１から位置ずれしている場合マッチングスコアが小さくなる。マッチングスコアについて適当な閾値がオペレータによって予め設定され、その閾値との比較によって得られた判定結果を、出力部に出力させてもよい。出力部は、例えば、表示部９７、プリンター、警報ランプまたはスピーカーなどである。
制御部９は、上記のＲＡＭまたは磁気ディクスを含む記憶部９６を備えている。記憶部９６は、カメラ７０によって撮像された画像のデータやオペレータの入力値などを記憶する。記憶部９６は、各洗浄処理ユニット１のチャンバ１０毎に、差異演算部９２によって算出された指標部の位置的差異を示すデータ、判定領域設定部９３２によって設定された判定領域ＤＲの撮影画像上の位置を示すデータを記憶する。
制御部９には、表示部９７および入力部９８が接続されている。表示部９７は、制御部９からの画像信号に応じて各種情報を表示する。入力部９８は、制御部９に接続されたキーボードおよびマウスなどの入力デバイスで構成されており、操作者が制御部９に対して行う入力操作を受け付ける。
＜動作説明＞
基板処理装置１００における基板Ｗの通常の処理は、順に、主搬送ロボット１０３がインデクサ１０２から受け取った処理対象の基板Ｗを各洗浄処理ユニット１に搬入する工程、当該洗浄処理ユニット１が基板Ｗに洗浄処理を行う工程、主搬送ロボット１０３が当該洗浄処理ユニット１から処理済みの基板Ｗを搬出してインデクサ１０２に戻す工程を含む。各洗浄処理ユニット１における典型的な基板Ｗの洗浄処理手順の概略は、基板Ｗの表面に薬液を供給して所定の薬液処理を行った後、純水を供給して純水リンス処理を行い、その後に基板Ｗを高速回転させることによって純水を振り切り、もって基板Ｗを乾燥処理する。
洗浄処理ユニット１が基板Ｗの処理を行う際、スピンチャック２０に基板Ｗを保持するとともに、処理カップ４０が昇降動作を行う。洗浄処理ユニット１が薬液処理を行う場合、例えば外カップ４３のみが上昇し、外カップ４３の上端部４３ｂと中カップ４２の第２案内部５２の上端部５２ｂとの間に、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲む開口が形成される。この状態にて基板Ｗがスピンチャック２０とともに回転され、ノズル３０および下面処理液ノズル２８から基板Ｗの上面および下面に薬液が供給される。供給された薬液は基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの上面および下面に沿って流れ、やがて基板Ｗの端縁部から側方に向けて飛散される。これにより、基板Ｗの薬液処理が進行する。回転する基板Ｗの端縁部から飛散した薬液は外カップ４３の上端部４３ｂによって受け止められ、外カップ４３の内面を伝って流下し、外側回収溝５１に回収される。
洗浄処理ユニット１が純水リンス処理を行う場合、例えば、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の全てが上昇し、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの周囲が内カップ４１の第１案内部４７によって取り囲まれる。この状態にて基板Ｗがスピンチャック２０とともに回転され、ノズル３０および下面処理液ノズル２８から基板Ｗの上面および下面に純水が供給される。供給された純水は基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの上面および下面に沿って流れ、やがて基板Ｗの端縁部から側方に向けて飛散される。これにより、基板Ｗの純水リンス処理が進行する。回転する基板Ｗの端縁部から飛散した純水は第１案内部４７の内壁を伝って流下し、廃棄溝４９から排出される。なお、純水を薬液とは別経路にて回収する場合には、中カップ４２および外カップ４３を上昇させ、中カップ４２の第２案内部５２の上端部５２ｂと内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂとの間に、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲む開口を形成するようにしてもよい。
洗浄処理ユニット１が振り切り乾燥処理を行う場合、内カップ４１、中カップ４２および外カップ４３の全てが下降し、内カップ４１の第１案内部４７の上端部４７ｂ、中カップ４２の第２案内部５２の上端部５２ｂおよび外カップ４３の上端部４３ｂのいずれもがスピンチャック２０に保持された基板Ｗよりも下方に位置する。この状態にて基板Ｗがスピンチャック２０とともに高速回転され、基板Ｗに付着していた水滴が遠心力によって振り切られ、乾燥処理が行われる。
本実施形態においては、ノズル３０から基板Ｗの上面に処理液を吐出するとき、カメラ７０が処理位置ＴＰ１に停止したノズル３０を撮像する。そして、位置検出部９３が、撮像によって得られた撮影画像（対象画像８２）の判定領域ＤＲ内の画像と、予め取得された基準の撮影画像（基準画像８０）の基準判定領域ＳＤＲ内の画像（基準判定領域画像９６０）とを比較することによって、ノズル３０の位置異常を検出する。以下、その技術について詳細に説明する。なお、以下ではノズル３０の位置を検出する技術について説明するが、他のノズル６０，６５についても適用可能である。
図６は、ノズル３０の位置検出処理のための事前準備の手順を示すフローチャートである。図６に手順を示す事前準備は実際の処理対象となる基板Ｗの処理プロセスに先立って実施されるものであり、例えば基板処理装置１００の立ち上げ時、あるいは、メンテナンス作業時に実施されてもよい。図６に示す各工程は、特に断らない限り、制御部９の制御下で行われるものとする。
事前準備では、制御部９が、各洗浄処理ユニット１について、判定領域ＤＲの設定を行う。まず、制御部９は、各洗浄処理ユニット１の中の１つを基準の洗浄処理ユニット１として、その洗浄処理ユニット１が備えるカメラ７０（第１カメラ）でチャンバ１０（第１チャンバ）内を撮像する（図６：ステップＳ１１）。このステップＳ１１によって、基準の撮影画像である基準画像８０（第１画像）が取得される。
図７は、基準画像８０の一例を示す図である。図７に示す例では、基準画像８０は、４つのチャックピン２６とともに、処理位置ＴＰ１に正しく配置されているノズル３０（第１可動部）を含んでいる。基準の洗浄処理ユニット１は、例えばカメラ７０の取付位置および撮像方向が適正であることが確認されているものであることが望ましい。この場合、適正な視野位置のカメラ７０によって撮像されたチャンバ１０内の撮影画像が、基準画像８０として取得される。また、基準の洗浄処理ユニット１は、ノズル３０の処理位置ＴＰ１が適正であることが確認されているものであることが望ましい。この場合、処理位置ＴＰ１に正しく配されたノズル３０の撮影画像が、基準画像８０として取得される。
基準画像８０が取得されると、制御部９は、ステップＳ１１で得られた基準画像８０内において指標部（第１指標部）である各チャックピン２６の位置が特定される（図６：ステップＳ１２）。具体的には、画像処理部９１が、基準画像８０において、パターンマッチング処理により、各チャックピン２６を検出する。すなわち、画像処理部９１は、基準画像８０において、各チャックピン２６に対応する予め準備されたパターンに一致する部分を探索する。そして、画像処理部９１は、検出された各チャックピン２６の重心などの代表点を、各指標部の位置として特定する。ステップＳ１２では、図７に示す基準画像８０において、４つのチャックピン２６のうち３つのチャックピン２６の位置（（ａ１ｘ，ａ１ｙ），（ａ２ｘ，ａ２ｙ），（ａ３ｘ，ａ３ｙ））が特定される。
各チャックピン２６は、チャンバ１０の複数箇所に分散して設けられている。このため、各チャックピン２６の位置を求めることによって、カメラ７０の視野位置を特定できる。また、各チャックピン２６は左右非対称な形状を有する。このため、各チャックピン２６は、カメラ７０から見て異なる形状を有する。したがって、パターンマッチングにより、各チャックピン２６を容易に識別できる。また、指標部とされるチャックピン２６は、検出対象の位置である処理位置ＴＰ１に移動した可動部であるノズル３０とは、撮影画像上において重ならないことが好ましい。
続いて、制御部９は、基準画像８０において、ノズル３０の位置を検出するための基準判定領域ＳＤＲを設定する（ステップＳ１３）。基準画像８０における基準判定領域ＳＤＲは、例えば、オペレータの指定に基づいて設定されてもよい。この場合、表示部９７に基準画像８０を表示しておき、オペレータが、その基準画像８０上で、ノズル３０（第１可動部）の一部（例えば先端部）を囲む操作を入力部９８に対して行うとよい。そして、判定領域設定部９３２が、その囲まれた範囲を、基準判定領域ＳＤＲに設定するとよい。なお、基準画像８０における基準判定領域ＳＤＲの設定は、自動で行われてもよい。例えば、画像処理部９１がパターンマッチング処理によってノズル３０の一部（例えば先端部）を検出する。そして、判定領域設定部９３２が、その検出されたノズル３０の一部を含む広さの領域を、基準判定領域ＳＤＲに設定するとよい。
図７に示す例では、ステップＳ１３において、処理位置ＴＰ１にあるノズル３０の先端部に基準判定領域ＳＤＲが設定されている。基準判定領域ＳＤＲは、撮影画像よりも小さい寸法であって、撮影画像上において、検出対象であるノズル３０，６０，６５各々の先端部よりも水平方向に大きい幅寸法を有するとよい。図７に示すように、基準判定領域ＳＤＲは、ノズル３０の先端部の水平方向中心部が基準判定領域ＳＤＲの中心に一致するように設定されることが好ましい。
基準画像８０から基準判定領域ＳＤＲを切り出すことによって得られる画像は、基準判定領域画像９６０として記憶部９６に保存される。この基準判定領域画像９６０は、図７に示すステップＳ２４において、ノズル３０の位置を検出する際の比較対象として使用される。
また、基準画像８０において設定された基準判定領域ＳＤＲの位置及び大きさを示す情報は、基準判定領域情報９６２として記憶部９６に保存される。この基準判定領域情報９６２は、設定対象であるチャンバ１０の撮影画像（対象画像８２）において、判定領域設定部９３２が判定領域ＤＲを設定する際に適宜読み出される。
続いて、制御部９は、設定対象の洗浄処理ユニット１のチャンバ１０（第２チャンバ）内を、カメラ７０（第２カメラ）で撮像する（図６：ステップＳ１４）。このステップＳ１３によって、設定対象の撮影画像である対象画像が取得される。対象画像は、「第２画像」の一例である。
図８は、対象画像８２の一例を示す図である。図８に示すように、対象画像８２は、図７に示す基準画像８０と同様に、４つのチャックピン２６とともに、処理位置ＴＰ１に対応する位置に配置されているノズル３０を含んでいる。なお、ステップＳ１４において、対象画像８２を取得する段階では、ノズル３０が検出対象の処理位置ＴＰ１に移動していることは必須ではない。例えばノズル３０が待機位置などの他の位置にあってもよい。ただし、撮影画像上において、ノズル３０は、指標部である各チャックピン２６とは重ならない位置にあること（すなわち、カメラ７０の撮像方向においてノズル３０とチャックピン２６とが重ならないこと）が好ましい。
設定対象の洗浄処理ユニット１は、基準の洗浄処理ユニット１と、可動部であるノズル３０および指標部である各チャックピン２６の位置関係が同一である。例えば、図１に示す例では、図１に示す４つのタワーのうち、紙面斜め方向に対向する２つのタワーに属する各洗浄処理ユニット１では、ノズル３０および各チャックピン２６の位置関係が同一である。したがって、対向する２つのタワーに属する各洗浄処理ユニット１のうち、１つが基準の洗浄処理ユニット１の候補とされ、残余のいずれかが設定対象の洗浄処理ユニット１となる。
なお、設定対象の洗浄処理ユニット１と基準の洗浄処理ユニット１とは、可動部であるノズル３０および指標部である各チャックピン２６の位置が同一、もしくは、左右対称の関係にある。例えば、図１に示す４つのタワーのうち、紙面斜め方向に対向する２つのタワーに属する各洗浄処理ユニット１間では、ノズル３０および各チャックピン２６の位置が同一の関係にある。したがって、対向する２つのタワーに属する各洗浄処理ユニット１のうち、１つが基準の洗浄処理ユニット１の候補とされ、残余のいずれかが設定対象の洗浄処理ユニット１となる。また、図１に示す４つのタワーのうち、紙面上下方向または左右方向に隣接する２つのタワー間では、ノズル３０及び各チャックピン２６の位置が左右対称の関係にある。この隣接する２つのタワーのうち、一方のタワーに属する洗浄処理ユニット１を基準とし、他方のタワーに属する洗浄処理ユニット１を設定対象とすることも妨げられない。この場合、基準の撮影画像（基準画像）、または、設定対象の撮影画像（対象画像）を左右反転させることによって、各撮影画像におけるノズル３０およびチャックピン２６の位置を見かけ上一致させることができる。もちろん、どちらかの撮影画像を左右反転させることは必須ではなく、左右反転させた場合における、各チャックピン２６の位置情報。および、判定領域ＤＲの位置情報を演算によって求めてもよい。
図６に戻って、制御部９は、ステップＳ１３で得られた対象画像において、指標部（第２指標部）である各チャックピン２６の位置を特定する（図６：ステップＳ１５）。詳細には、画像処理部９１が、対象画像において、パターンマッチング処理により、各チャックピン２６を検出する。そして、画像処理部９１は、検出された各チャックピン２６の重心を、各指標部の位置として特定する。
例えば図８に示す例では、ステップＳ１５にて、指標部とされている３つのチャックピン２６の対象画像８２における位置（（ｂ１ｘ，ｂ１ｙ），（ｂ２ｘ，ｂ２ｙ），（ｂ３ｘ，ｂ３ｙ））が特定される。対象画像８２における３つのチャックピン２６の位置は、基準画像８０における３つのチャックピン２６の位置からずれている。これは、主たる原因として、設定対象のカメラ７０の視野位置が基準の視野位置からずれているためである。
図６に戻って、制御部９は、指標部（各チャックピン２６）の位置的差異を算出する（図６：ステップＳ１６）。詳細には、差異演算部９２が、ステップＳ１２で特定された基準画像における各指標部（３つのチャックピン２６）の位置、及び、ステップＳ１５で特定された設定画像における各指標部（３つのチャックピン２６）の位置から、各チャックピン２６の位置的差異を算出する。
図９は、指標部の位置的差異の算出過程を概念的に示す図である。差異演算部９２は、対象画像８２における各指標部の座標の、基準画像８０における各指標部の座標に対する差異（相違量）の平均値を、指標部の位置的差異として算出する。例えば、図９に示す例では、水平方向の位置的差異Ｃｘが式（１）で求められ、垂直方向の位置的差異Ｃｙが式（２）で求められる。これらの位置的差異は、上述したように、カメラ７０の視野位置の誤差を示している。
Cx = { ( a1x - b1x ) + ( a2x - b2x ) + ( a3x - b3x ) } / 3・・・式（１）
Cy = { ( a1y - b1y ) + ( a2y - b2y ) + ( a3y - b3y ) } / 3・・・式（２）
図６に戻って、制御部９は、指標部の位置的差異を算出すると、対象画像８２において判定領域ＤＲを設定する（ステップＳ１７）。具体的には、判定領域設定部９３２が、ステップＳ１３にて基準画像８０に設定された基準判定領域ＳＤＲの位置および大きさを示すパラメータ（基準判定領域情報９６２）を対象画像８２に適用するとともに、指標部の位置的差異に応じて位置を補正して、判定領域ＤＲを設定する。
図１０は、対象画像８２に設定される判定領域ＤＲを示す図である。図１０に示すように、判定領域設定部９３２は、まず、基準画像８０において設定した基準判定領域ＳＤＲと同一パラメータの判定領域ＤＲを適用する。これにより、破線で示す位置（基準判定領域ＳＤＲと同一位置）に仮の判定領域ＤＲが準備される。続いて、判定領域設定部９３２は、その仮の判定領域ＤＲの位置を位置的差異（Ｃｘ，Ｃｙ）だけ補正することによって、実線で示すように、判定領域ＤＲを対象画像８２に対して設定する。このようにして対象画像８２に設定された判定領域ＤＲでは、処理位置ＴＰ１に配されたノズル３０の先端部が判定領域ＤＲのほぼ中央に配されている。すなわち、対象画像８２の判定領域ＤＲにおけるノズル３０の位置および形状が、基準画像８０の基準判定領域ＳＤＲにおけるノズル３０の位置および形状に近づけられる。
図６に戻って、制御部９は、設定対象の洗浄処理ユニット１を管理する管理データを適宜参照することによって、設定対象であるすべての洗浄処理ユニット１について、判定領域ＤＲの設定が完了したか否かを判定する（図６：ステップＳ１８）。すべての設定対象の洗浄処理ユニット１について設定が完了した場合（ステップＳ１８においてＹｅｓ）、制御部９は、事前準備である判定領域ＤＲの設定処理を終了する。未設定の洗浄処理ユニット１が存在している場合（ステップＳ１８においてＮｏ）、制御部９は、ステップＳ１４に戻って、その未設定の洗浄処理ユニット１について、判定領域ＤＲの設定処理を行う。
次に、図６に示した事前準備が行われた後に、処理対象となる基板Ｗの処理を行うときの手順について説明する。図１１は、基板処理の手順を示すフローチャートである。図１１に示す各動作は、特に断らない限り、制御部９の制御下において行われるものとする。
主搬送ロボット１０３は、処理対象となる基板Ｗを特定の洗浄処理ユニット１に搬入する（ステップＳ２１）。搬入された基板Ｗはスピンチャック２０によって水平姿勢で保持される。また、処理カップ４０は、所定の高さ位置に到達するように昇降動作を行う。
スピンチャック２０が基板Ｗを保持した後、ノズル３０が待機位置から処理位置ＴＰ１に移動する（ステップＳ２２）。ノズル３０の移動は、予め設定されたレシピ（基板Ｗの処理手順および条件を記述したもの）に従って制御部９がノズル基台３３を制御することにより行われる。
ノズル３０が処理位置ＴＰ１に移動すると、カメラ７０がチャンバ１０内を撮影する（ステップＳ２３）。これによって、処理位置ＴＰ１に移動したノズル３０の撮影画像が取得される。なお、カメラ７０は、常時撮像領域ＰＡを連続撮像してよい。連続撮像とは、撮像領域ＰＡを一定間隔で連続して撮像することをいい、例えば３３ミリ秒間隔で連続撮像を行うとよい。あるいは、ノズル３０が待機位置から処理位置ＴＰ１に向けて移動を開始したときなど、適宜のタイミングで撮像を開始してもよい。
続いて、制御部９は、ノズル３０の位置を検出する（ステップＳ２４）。詳細には、位置検出部９３が、ステップＳ２３によって得られた撮影画像のうち、図６に示す事前準備によって設定された判定領域ＤＲ内において、ノズル３０の位置を検出する。ここで、「ノズル３０の位置を検出する」とは、処理空間におけるノズル３０の位置を算出すること、基準となる位置からのずれ量を算出すること、または、基準の位置などからずれていることを閾値に基づいて判定することなどを含む。
ここでは、ステップＳ２４において、位置検出部９３が、基準判定領域画像９６０（基準画像８０における基準判定領域ＳＤＲ内の画像）と、ステップＳ２３で得られた撮影画像における事前準備で設定された判定領域ＤＲ内の画像とのマッチングスコア（一致度）が算出される。そして、位置検出部９３は、判定領域ＤＲ内の画像とのマッチング座標を基準画像の場合と比較し、所定の閾値以上の差があれば、ノズル３０の位置異常が発生していると判定する。判定結果は、所定の出力部から出力される。なお、ノズル３０の位置異常が発生していると判定された場合、制御部９が、その異常が発生している洗浄処理ユニット１における基板処理を停止するようにしてもよい。
続いて、ノズル３０が基板Ｗに向けて処理液を吐出することによって、基板Ｗを洗浄処理する（ステップＳ２５）。説明を省略するが、この液処理の後、制御部９が、レシピにしたがって、他の処理（例えば、ノズル６０，６５から処理液を吐出する処理、スピンドライ処理など）を行ってもよい。
ステップＳ２５の洗浄処理の後、スピンチャック２０が基板Ｗの保持を解除する。また、処理カップ４０は、スピンベース２１から基板Ｗの搬出が可能となるように、所定の高さ位置に下降する。そして、主搬送ロボット１０３が、処理済の基板Ｗを洗浄処理ユニット１から搬出する（ステップＳ２６）。
＜効果＞
第１実施形態の基板処理装置１００では、基準画像８０におけるノズル３０の位置に基づき、対象画像８２において判定領域ＤＲが設定される。このため、基準画像８２における判定領域ＤＲを迅速に設定できる。この場合、設定対象の処理ユニット１が増大しても、容易に対応できる。
また、基準画像８０におけるノズル３０の位置と、基準のチャンバ１０及び設定対象のチャンバ１０間における指標部の位置的差異とから、対象画像８２におけるノズル３０の位置を予測できる。したがって、ノズル３０の位置を検出するための判定領域ＤＲを適正な位置に設定できる。
対象画像８２に判定領域ＤＲが設定される際、基準画像８０におけるノズル３０の位置に応じて設定された基準判定領域ＳＤＲが適用されるとともに、指標部の位置的差異に応じて位置が補正される。これにより、第２画像において判定領域を迅速かつ適正な位置に設定できる。
なお、本実施形態では、差異演算部９２が、各画像８０，８２間における指標部の位置的差異として、各チャックピン２６の平行移動量の平均値を算出している。しかしながら、差異演算部９２は、指標部の位置的差異として、拡大率または回転量を求めてもよい。すなわち、差異演算部９２は、各画像８０，８２における各チャックピン２６の位置から、各画像８０，８２間における拡大率および回転量を算出してもよい。この場合、判定領域設定部９３２が、差異演算部９２が算出した拡大率および回転量に応じて基準判定領域情報９６２を補正することによって、対象画像８２に判定領域ＤＲを設定するとよい。
なお、本実施形態では、可動部が処理液を供給するノズル３０である場合について主に説明したが、ブラシなどを検出対象の可動部とする場合にも、本発明は有効である。
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。
図１２は、第２実施形態の基板処理システム１０００を示す図である。基板処理システム１０００は、複数の基板処理装置１００Ａ，１００Ｂと、情報処理部１０４とを備えている。基板処理装置１００Ａ，１００Ｂ各々は、基板処理装置１００と同様に、インデクサ１０２、主搬送ロボット１０３、および、複数の洗浄処理ユニット１を備えている。情報処理部１０４は、複数の基板処理装置１００Ａ，１００Ｂの制御部（不図示）と通信線などを介してデータ通信可能に接続されている。
基板処理装置１００Ａ，１００Ｂの各洗浄処理ユニット１におけるノズル３０の位置検出を行うにあたって、情報処理部１０４が各洗浄処理ユニット１毎に判定領域ＤＲを設定する。このため、情報処理部１０４は、判定領域ＤＲを設定するための構成として、画像処理部９１、差異演算部９２、位置検出部９３を備えている。
第２実施形態では、基板処理装置１００Ａが備える複数の洗浄処理ユニット１のうち１つが基準の洗浄処理ユニット１とされて、その洗浄処理ユニット１において、基準画像８０（図７参照）が取得される。そして、基板処理装置１００Ａの残余の洗浄処理ユニット１及び基板処理装置１００Ｂが備える複数の洗浄処理ユニット１が設定対象の洗浄処理ユニット１とされて、これらの各洗浄処理ユニット１において、対象画像８２（図８参照）が取得される。各洗浄処理ユニット１についての判定領域ＤＲの設定手順は、制御部９の代わりに情報処理部１０４が行うことを除いて、第１実施形態にて説明した手順と同一である。
第２実施形態の基板処理システム１０００によると、複数の基板処理装置１００Ａ，１００Ｂのうち１つの基板処理装置１００Ａが備える洗浄処理ユニット１を基準として、他の基板処理装置１００Ｂの洗浄処理ユニット１における判定領域ＤＲを適切に設定できる。この態様においても、判定領域ＤＲが指標部の位置的差異に応じて位置が補正されて設定される。このため、各洗浄処理ユニット１において、可動部であるノズル３０の位置を精度良く検出できる。
第２実施形態の基板処理システム１０００は、情報処理部１０４が、２つの基板処理装置１００Ａ，１００Ｂに接続されているが、３つ以上の基板処理装置に接続されていてもよい。そして、特定の基板処理装置における１つの洗浄処理ユニット１を基準として、他の各基板処理装置が備える各洗浄処理ユニット１について、判定領域ＤＲが設定されてもよい。
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてもよいし、あるいは、省略されてもよい。
１０００ 基板処理システム
１００，１００Ａ，１００Ｂ 基板処理装置
１ 洗浄処理ユニット
９ 制御部
１０ チャンバ
２０ スピンチャック
２１ スピンベース
２２ スピンモータ
２４ 回転軸
２６ チャックピン（指標部）
３０，６０，６５ ノズル
３１ 吐出ヘッド
３２ ノズルアーム
３３ ノズル基台
７０ カメラ
７１ 照明部
８０ 基準画像
８２ 対象画像
９１ 画像処理部
９２ 差異演算部
９３ 位置検出部
９３２ 判定領域設定部
９６ 記憶部
９６０ 基準判定領域画像
９６２ 基準判定領域情報
９７ 表示部
９８ 入力部
１０４ 情報処理部
ＤＲ 判定領域
ＳＤＲ 基準判定領域
ＰＡ 撮像領域
ＴＰ１ 処理位置
Ｗ 基板

Claims (7)

  1. チャンバ内の処理空間を移動する可動部の位置を検出する可動部位置検出方法であって、
    （ａ）第１チャンバ内に配された第１可動部および第１指標部を第１カメラで撮像することによって第１画像を取得する工程と、
    （ｂ）第２チャンバ内に配された第２可動部および第２指標部を第２カメラで撮像することによって第２画像を取得する工程と、
    （ｃ）前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を算出する工程と、
    （ｄ）前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する工程と、
    を含む、可動部位置検出方法。
  2. 請求項１の可動部位置検出方法であって、
    前記第１指標部が前記第１チャンバの複数箇所に分散して設けられている、可動部位置検出方法。
  3. 請求項１または請求項２の可動部位置検出方法であって、
    前記第１指標部が、基板を水平姿勢で保持する基板保持部である、可動部位置検出方法。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項の可動部位置検出方法であって、
    前記（ｄ）工程は、
    （ｄ－１） 前記第１画像において前記第１可動部を含む基準判定領域を設定する工程と、
    （ｄ－２） 前記第２画像において、前記基準判定領域を適用するとともに、前記位置的差異に応じて位置を補正することによって、前記判定領域を設定する工程と、
    を含む、可動部位置検出方法。
  5. チャンバ内の処理空間を移動する可動部を用いて基板を処理する基板処理方法であって、
    （Ａ）第１チャンバ内に配された第１可動部および第１指標部を第１カメラで撮像することによって、第１画像を取得する工程と、
    （Ｂ）第２チャンバ内に配された第２可動部および第２指標部を第２カメラで撮像することによって、第２画像を取得する工程と、
    （Ｃ）前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を算出する工程と、
    （Ｄ）前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する工程と、
    を含む、基板処理方法。
  6. チャンバ内の処理空間を移動する可動部を用いて基板を処理する基板処理装置であって、
    第１チャンバ、前記第１チャンバ内の処理空間内で移動する第１可動部および前記第１チャンバ内に設けられた第１指標部を含む第１処理ユニットと、
    第２チャンバ、前記第２チャンバ内の処理空間内で移動する第２可動部および前記第２チャンバ内に設けられた第２指標部を含む第２処理ユニットと、
    前記第１可動部および前記第１指標部を撮影して第１画像を取得する第１カメラと、
    前記第２可動部および前記第２指標部を撮影して第２画像を取得する第２カメラと、
    前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を求める差異演算部と、
    前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する判定領域設定部と、
    を備える、基板処理装置。
  7. 基板処理システムであって、
    第１基板処理装置と、
    第２基板処理装置と、
    前記第１および前記第２基板処理装置と情報通信可能に接続された情報処理部と、
    を備え、
    前記第１基板処理装置は、
    第１チャンバ、前記第１チャンバ内の処理空間内で移動する第１可動部および前記第１チャンバ内に設けられた第１指標部を含む第１処理ユニットと、
    前記第１可動部および前記第１指標部を撮影して第１画像を取得する第１カメラと、
    を備え、
    前記第２基板処理装置は、
    第２チャンバ、前記第２チャンバ内の処理空間内で移動する第２可動部および前記第２チャンバ内に設けられた第２指標部を含む第２処理ユニットと、
    前記第２可動部および前記第２指標部を撮影して第２画像を取得する第２カメラと、
    を備え、
    前記情報処理部は、
    前記第１画像における前記第１指標部の位置と、前記第２画像における前記第２指標部の位置と、の位置的差異を求める差異演算部と、
    前記第１画像における前記第１可動部の位置、および、前記位置的差異に基づいて、前記第２画像において前記第２可動部の位置を検出するための判定領域を設定する判定領域設定部と、
    を備える、基板処理システム。
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