KR20160037088A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20160037088A
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쇼지 우에마에
다츠히코 가와구치
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

[과제] 노즐로부터의 처리액의 토출을 확실히 검출할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
[해결 수단] 상면 처리액 노즐(30)은, 기판(W)의 상방의 처리 위치에서 처리액을 토출한다. 상면 처리액 노즐(30)이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 촬상된 1매의 화상(FA)으로부터 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)이 잘라내진다. 검사 화상(PA)은, 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 화상이다. 기준 화상(SA)은, 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역의 화상이다. 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)을 비교함으로써, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 토출이 판정된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATMENT METHOD}
본 발명은, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 박판 형상의 정밀 전자 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 칭한다)에 노즐로부터 처리액을 토출하고 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 디바이스 등의 제조 공정에 있어서는, 기판에 대해 순수, 포토레지스트액, 에칭액 등의 여러 가지의 처리액을 공급하여 세정 처리나 레지스트 도포 처리 등의 기판 처리를 행하고 있다. 이들 처리액을 사용한 액처리를 행하는 장치로서는, 기판을 수평 자세로 회전시키면서, 그 기판의 표면에 노즐로부터 처리액을 토출하는 기판 처리 장치가 널리 이용되고 있다.
이러한 기판 처리 장치에 있어서는, 유량계의 출력이나 펌프의 동작 확인에 의해 노즐로부터 처리액이 토출되고 있는지의 여부의 확인이 행해지고 있는데, 보다 확실하게 토출의 유무를 판정하는 수법으로서, 예를 들어 특허 문헌 1에는 CCD 카메라 등의 촬상 수단을 설치하여 노즐로부터의 처리액 토출을 직접적으로 감시하는 것이 제안되어 있다.
일본국 특허 공개 평11-329936호 공보
그러나, 촬상 수단에 의해 노즐로부터의 처리액 토출을 직접적으로 감시하는 경우에는, 처리 대상이 되는 기판의 종류에 따라 촬상시의 배경이 상이하다. 즉, 일반적으로 기판의 표면에는 레지스트막이나 절연막 등의 여러 가지의 막이 성막되고 패턴 형성이 이루어지고 있다. 그리고, 그러한 막의 종류나 형성된 패턴에 의해 기판 표면의 반사율은 크게 상이한 것이 되며, 그 결과 처리 대상이 되는 기판의 종류에 따라 촬상시의 배경이 상이하게 되는 것이다. 또, 같은 종류의 막이 형성되어 있다고 하더라도, 예를 들어 불화수소산을 이용한 에칭 처리를 행할 때에는, 처리 시간의 경과와 더불어 막의 부식이 진행해 기판의 표면의 반사율도 변화하는 경우가 있다. 이로 인해, 표면에 성막된 막의 종류, 형성된 패턴, 처리 내용 등의 여러 가지의 요인에 의해, 촬상 수단에 의해 촬상되는 화상의 노이즈가 커져 노즐로부터의 처리액의 토출을 정확하게 검출할 수 없다고 하는 문제가 발생하고 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 노즐로부터의 처리액의 토출을 확실히 검출할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 기판 처리 장치로서, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과, 처리액을 토출하는 노즐과, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방의 처리 위치와 상기 컵보다 외측의 대기 위치의 사이에서 상기 노즐을 이동시키는 구동부와, 상기 처리 위치에서 상기 노즐로부터 처리액이 토출되었을 때에 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 촬상 영역을 촬상하는 촬상부와, 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 상기 촬상부가 상기 촬상 영역을 촬상하여 취득한 화상으로부터, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 검사 화상과 상기 영역을 제외한 제1 기준 화상을 잘라내는 화상 취득부와, 상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하여 상기 노즐로부터의 처리액 토출을 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 촬상부는, 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 상기 촬상 영역을 복수 회 촬상하여 복수의 화상을 취득하고, 상기 화상 취득부는, 상기 복수의 화상의 각각으로부터 상기 제1 기준 화상 및 상기 검사 화상을 잘라내며, 상기 판정부는, 상기 복수의 화상의 각각에 대해 상기 화상 취득부가 잘라낸 상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 3의 발명은, 청구항 1의 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 화상 취득부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역이며 상기 제1 기준 화상과는 상이한 제2 기준 화상을 상기 촬상부가 취득한 화상으로부터 더 잘라내고, 상기 판정부는, 상기 제1 기준 화상과 상기 제2 기준 화상을 비교하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 4의 발명은, 기판 처리 방법으로서, 기판 유지부에 새로운 처리 대상이 되는 기판을 유지하는 유지 공정과, 상기 기판 유지부에 새로운 처리 대상이 되는 기판이 유지된 후, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵보다 외측의 대기 위치로부터 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방의 처리 위치를 향해 처리액을 토출하는 노즐을 이동시키는 노즐 이동 공정과, 상기 처리 위치에서 상기 노즐로부터 처리액이 토출되었을 때에 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 촬상 영역을 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 촬상하는 촬상 공정과, 상기 촬상 공정에서 취득된 화상으로부터, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 검사 화상과 상기 영역을 제외한 제1 기준 화상을 잘라내는 화상 취득 공정과, 상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하여 상기 노즐로부터의 처리액 토출을 판정하는 판정 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 5의 발명은, 청구항 4의 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 촬상 공정에서는, 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 상기 촬상 영역을 복수 회 촬상하여 복수의 화상을 취득하고, 상기 화상 취득 공정에서는, 상기 복수의 화상의 각각으로부터 상기 제1 기준 화상 및 상기 검사 화상을 잘라내며, 상기 판정 공정에서는, 상기 복수의 화상의 각각에 대해 상기 화상 취득 공정에서 잘라낸 상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 6의 발명은, 청구항 4의 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 화상 취득 공정에서는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역이며 상기 제1 기준 화상과는 상이한 제2 기준 화상을 상기 촬상 공정에서 취득된 화상으로부터 더 잘라내고, 상기 판정 공정에서는, 상기 제1 기준 화상과 상기 제2 기준 화상을 비교하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하는 것을 특징으로 한다.
청구항 1 내지 청구항 3의 발명에 의하면, 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 촬상부가 촬상 영역을 촬상하여 취득한 화상으로부터, 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 검사 화상과 상기 영역을 제외한 제1 기준 화상을 잘라내고, 그 제1 기준 화상과 검사 화상을 비교하여 노즐로부터의 처리액 토출을 판정하기 때문에, 제1 기준 화상과 검사 화상은 동일한 기판에 대해 동일한 타이밍에 취득되게 되어, 처리 대상이 되는 기판의 종류 및 처리 내용에 관계없이, 노즐로부터의 처리액의 토출을 확실히 검출할 수 있다.
특히, 청구항 3의 발명에 의하면, 제1 기준 화상과는 상이한 제2 기준 화상을 더 잘라내고, 제1 기준 화상과 제2 기준 화상을 비교하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하기 때문에, 노즐로부터의 처리액 토출의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
청구항 4 내지 청구항 6의 발명에 의하면, 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 촬상 영역을 촬상하여 취득된 화상으로부터, 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 검사 화상과 상기 영역을 제외한 제1 기준 화상을 잘라내고, 그 제1 기준 화상과 검사 화상을 비교하여 노즐로부터의 처리액 토출을 판정하기 때문에, 제1 기준 화상과 검사 화상은 동일한 기판에 대해 동일한 타이밍에 취득되게 되어, 처리 대상이 되는 기판의 종류 및 처리 내용에 관계없이, 노즐로부터의 처리액의 토출을 확실히 검출할 수 있다.
특히, 청구항 6의 발명에 의하면, 제1 기준 화상과는 상이한 제2 기준 화상을 더 잘라내고, 제1 기준 화상과 제2 기준 화상을 비교하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하기 때문에, 노즐로부터의 처리액 토출의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 도이다.
도 2는 처리 유닛의 평면도이다.
도 3은 처리 유닛의 종단면도이다.
도 4는 카메라와 상면 처리액 노즐의 위치 관계를 도시하는 도이다.
도 5는 카메라 및 제어부의 블럭도이다.
도 6은 처리액 토출 판정의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 카메라에 의해 촬상된 화상의 일례를 도시하는 도이다.
도 8은 카메라에 의해 촬상된 화상의 다른 예를 도시하는 도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)의 전체 구성을 도시하는 도이다. 이 기판 처리 장치(100)는, 반도체 용도의 기판(W)을 1매씩 처리하는 매엽식의 처리 장치이며, 원형의 실리콘의 기판(W)에 약액 및 순수를 이용한 액처리를 행하고 나서 건조 처리를 행한다. 약액으로서는, 전형적으로는 SC1액(암모니아수, 과산화수소수, 물의 혼합액), SC2액(염산, 과산화수소수, 물의 혼합액), DHF액(희불화수소산) 등이 이용된다. 본 명세서에서는, 약액과 순수를 총칭하여 「처리액」이라고 한다. 또한, 세정 처리뿐만 아니라, 성막 처리를 위한 포토레지스트액 등의 도포액, 불필요한 막을 제거하기 위한 약액, 에칭을 위한 약액(예를 들어, 불화수소산) 등도 본 발명의 「처리액」에 포함된다.
기판 처리 장치(100)는, 인덱서(102), 복수의 처리 유닛(1), 및, 주반송 로봇(103)을 구비한다. 인덱서(102)는, 장치 외로부터 수취한 미처리의 기판(W)을 장치 내로 반입함과 더불어, 처리가 종료된 처리 완료의 기판(W)을 장치 외로 반출하는 기능을 가진다. 인덱서(102)는, 복수의 캐리어를 올려놓음과 더불어 이송 로봇을 구비한다(모두 도시 생략). 캐리어로서는, 기판(W)을 밀폐 공간에 수납하는 공지의 FOUP(front opening unified pod)나 SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드, 혹은 수납 기판(W)을 외기에 노출하는 OC(open cassette)를 채용할 수 있다. 이송 로봇은, 상기 캐리어와 주반송 로봇(103)의 사이에서 기판(W)을 이송한다.
기판 처리 장치(100)에는, 12개의 처리 유닛(1)이 배치되어 있다. 상세한 배치 구성은, 3개의 처리 유닛(1)을 적층한 타워가 주반송 로봇(103)의 주위를 둘러싸도록 4개 배치된다고 하는 것이다. 바꾸어 말하면, 주반송 로봇(103)을 둘러싸 배치된 4개의 처리 유닛(1)이 3단으로 적층되어 있으며, 도 1에는 그 중의 1층을 도시하고 있다. 또한, 기판 처리 장치(100)에 탑재되는 처리 유닛(1)의 개수는 12개에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 8개나 4개여도 된다.
주반송 로봇(103)은, 처리 유닛(1)을 적층한 4개의 타워의 중앙에 설치되어 있다. 주반송 로봇(103)은, 인덱서(102)로부터 수취한 미처리의 기판(W)을 각 처리 유닛(1)에 반입함과 더불어, 각 처리 유닛(1)으로부터 처리 완료의 기판(W)을 반출하여 인덱서(102)에 넘겨준다.
다음에, 처리 유닛(1)에 대해 설명한다. 이하, 기판 처리 장치(100)에 탑재된 12개의 처리 유닛(1) 중 하나에 대해 설명하나, 다른 처리 유닛(1)에 대해서도 완전히 같다. 도 2는, 처리 유닛(1)의 평면도이다. 또, 도 3은, 처리 유닛(1)의 종단면도이다. 또한, 도 2는 스핀 척(20)에 기판(W)이 유지되어 있지 않은 상태를 도시하고, 도 3은 스핀 척(20)에 기판(W)이 유지되어 있는 상태를 도시하고 있다.
처리 유닛(1)은, 챔버(10) 내에, 주된 요소로서 기판(W)을 수평 자세(법선이 연직 방향을 따르는 자세)로 유지하는 스핀 척(20)과, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 상면에 처리액을 공급하기 위한 3개의 상면 처리액 노즐(30, 60, 65)과, 스핀 척(20)의 주위를 둘러싸는 처리 컵(40)과, 스핀 척(20)의 상방 공간을 촬상하는 카메라(70)를 구비한다. 또, 챔버(10) 내에 있어서의 처리 컵(40)의 주위에는, 챔버(10)의 내측 공간을 상하로 나누는 칸막이 판(15)이 설치되어 있다.
챔버(10)는, 연직 방향을 따르는 측벽(11), 측벽(11)에 의해 둘러싸인 공간의 상측을 폐색하는 천정벽(12) 및 하측을 폐색하는 바닥벽(13)을 구비한다. 측벽(11), 천정벽(12) 및 바닥벽(13)에 의해 둘러싸인 공간이 기판(W)의 처리 공간이 된다. 또, 챔버(10)의 측벽(11)의 일부에는, 챔버(10)에 대해 주반송 로봇(103)이 기판(W)을 반출입하기 위한 반출입구 및 그 반출입구를 개폐하는 셔터가 설치되어 있다(모두 도시 생략).
챔버(10)의 천정벽(12)에는, 기판 처리 장치(100)가 설치되어 있는 클린룸 내의 공기를 더 청정화하여 챔버(10) 내의 처리 공간에 공급하기 위한 팬 필터 유닛(FFU)(14)이 장착되어 있다. 팬 필터 유닛(14)은, 클린룸 내의 공기를 받아들이고 챔버(10) 내로 내보내기 위한 팬 및 필터(예를 들어 HEPA 필터)를 구비하고 있으며, 챔버(10) 내의 처리 공간에 청정 공기의 다운 플로우를 형성한다. 팬 필터 유닛(14)으로부터 공급된 청정 공기를 균일하게 분산하기 위해, 다수의 분출 구멍을 천설한 펀칭 플레이트를 천정벽(12)의 바로 아래에 설치하도록 해도 된다.
스핀 척(20)은, 연직 방향을 따라 연장되는 회전축(24)의 상단에 수평 자세로 고정된 원판 형상의 스핀 베이스(21)를 구비한다. 스핀 베이스(21)의 하방에는 회전축(24)을 회전시키는 스핀 모터(22)가 설치된다. 스핀 모터(22)는, 회전축(24)을 통해 스핀 베이스(21)를 수평면 내에서 회전시킨다. 또, 스핀 모터(22) 및 회전축(24)의 주위를 둘러싸도록 통 형상의 커버 부재(23)가 설치되어 있다.
원판 형상의 스핀 베이스(21)의 외경은, 스핀 척(20)에 유지되는 원형의 기판(W)의 경보다 약간 크다. 따라서, 스핀 베이스(21)는, 유지해야 할 기판(W)의 하면의 전면과 대향하는 유지면(21a)을 가지고 있다.
스핀 베이스(21)의 유지면(21a)의 주연부에는 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 척 핀(26)이 세워 설치되어 있다. 복수의 척 핀(26)은, 원형의 기판(W)의 외주원에 대응하는 원주상을 따라 균등한 간격을 두고(본 실시 형태와 같이 4개의 척 핀(26)이면 90° 간격으로) 배치되어 있다. 복수의 척 핀(26)은, 스핀 베이스(21) 내에 수용된 도시 생략의 링크 기구에 의해 연동하여 구동된다. 스핀 척(20)은, 복수의 척 핀(26)의 각각을 기판(W)의 외주단에 맞닿게 하여 기판(W)을 파지함으로써, 상기 기판(W)을 스핀 베이스(21)의 상방에서 유지면(21a)에 근접한 수평 자세로 유지할 수 있음과 더불어(도 3 참조), 복수의 척 핀(26)의 각각을 기판(W)의 외주단으로부터 이격시켜 파지를 해제할 수 있다.
스핀 모터(22)를 덮는 커버 부재(23)는, 그 하단이 챔버(10)의 바닥벽(13)에 고정되고, 상단이 스핀 베이스(21)의 바로 아래에까지 도달하고 있다. 커버 부재(23)의 상단부에는, 커버 부재(23)로부터 외방으로 거의 수평으로 내뻗고, 또한 하방으로 굴곡하여 연장되는 플랜지 형상 부재(25)가 설치되어 있다. 복수의 척 핀(26)에 의한 파지에 의해 스핀 척(20)이 기판(W)을 유지한 상태에서, 스핀 모터(22)가 회전축(24)을 회전시킴으로써, 기판(W)의 중심을 통과하는 연직 방향을 따른 회전축(CX) 둘레로 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 또한, 스핀 모터(22)의 구동은 제어부(9)에 의해 제어된다.
상면 처리액 노즐(30)은, 노즐 아암(32)의 선단에 토출 헤드(31)를 장착하여 구성되어 있다. 노즐 아암(32)의 기단측은 노즐 기대(33)에 고정하여 연결되어 있다. 노즐 기대(33)는 도시를 생략하는 모터에 의해 연직 방향을 따른 축의 둘레로 회동 가능하게 되어 있다. 노즐 기대(33)가 회동함으로써, 도 2 중의 화살표 AR34로 나타내는 바와　같이, 상면 처리액 노즐(30)은 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 상방의 처리 위치와 처리 컵(40)보다 외측의 대기 위치의 사이에서 수평 방향을 따라 원호 형상으로 이동한다. 상면 처리액 노즐(30)에는, 복수 종의 처리액(적어도 순수를 포함한다)이 공급되도록 구성되어 있다. 처리 위치에서 상면 처리액 노즐(30)의 토출 헤드(31)로부터 토출된 처리액은 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 상면에 착액한다. 또, 노즐 기대(33)의 회동에 의해, 상면 처리액 노즐(30)은 스핀 베이스(21)의 유지면(21a)의 상방에서 요동 가능하게 되어 있다.
또, 본 실시 형태의 처리 유닛(1)에는, 상기의 상면 처리액 노즐(30)에 추가하여 2개의 상면 처리액 노즐(60, 65)이 더 설치되어 있다. 본 실시 형태의 상면 처리액 노즐(60, 65)은, 상기의 상면 처리액 노즐(30)과 같은 구성을 구비한다. 즉, 상면 처리액 노즐(60)은, 노즐 아암(62)의 선단에 토출 헤드를 장착하여 구성되고, 노즐 아암(62)의 기단측에 연결된 노즐 기대(63)에 의해, 화살표 AR64로 나타내는　바와　같이 스핀 척(20)의 상방의 처리 위치와 처리 컵(40)보다 외측의 대기 위치의 사이에서 원호 형상으로 이동한다. 마찬가지로, 상면 처리액 노즐(65)은, 노즐 아암(67)의 선단에 토출 헤드를 장착하여 구성되고, 노즐 아암(67)의 기단측에 연결된 노즐 기대(68)에 의해, 화살표 AR69로 나타내는 바와 같이 스핀 척(20)의 상방의 처리 위치와 처리 컵(40)보다 외측의 대기 위치의 사이에서 원호 형상으로 이동한다. 상면 처리액 노즐(60, 65)에도, 적어도 순수를 포함하는 복수종의 처리액이 공급되도록 구성되어 있으며, 처리 위치에서 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 상면에 처리액을 토출한다. 또한, 상면 처리액 노즐(60, 65)의 적어도 한쪽은, 순수 등의 세정액과 가압한 기체를 혼합하여 액적을 생성하고, 그 액적과 기체의 혼합 유체를 기판(W)에 분사하는 이류체 노즐이어도 된다. 또, 처리 유닛(1)에 설치되는 노즐수는 3개에 한정되는 것이 아니며, 1개 이상이면 된다.
한편, 회전축(24)의 내측을 삽입 통과하도록 하고 연직 방향을 따라 하면 처리액 노즐(28)이 설치되어 있다. 하면 처리액 노즐(28)의 상단 개구는, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 하면 중앙에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 하면 처리액 노즐(28)에도 복수종의 처리액이 공급되도록 구성되어 있다. 하면 처리액 노즐(28)로부터 토출된 처리액은 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 하면에 착액한다.
스핀 척(20)을 둘러싸는 처리 컵(40)은, 서로 독립하여 승강 가능한 내컵(41), 중컵(42) 및 외컵(43)을 구비하고 있다. 내컵(41)은, 스핀 척(20)의 주위를 둘러싸고, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 중심을 통과하는 회전축(CX)에 대해 거의 회전 대칭이 되는 형상을 가지고 있다. 이 내컵(41)은, 평면에서 봤을 때 링 형상의 저부(44)와, 저부(44)의 내주연으로부터 상방으로 일어서는 원통 형상의 내벽부(45)와, 저부(44)의 외주연으로부터 상방으로 일어서는 원통 형상의 외벽부(46)와, 내벽부(45)와 외벽부(46)의 사이로부터 일어서, 상단부가 매끄러운 원호를 그리면서 중심측(스핀 척(20)에 유지되는 기판(W)의 회전축(CX)에 가까이하는 방향) 대각선 상방으로 연장되는 제1 안내부(47)와, 제1 안내부(47)와 외벽부(46)의 사이로부터 상방으로 일어서는 원통 형상의 중벽부(48)를 일체적으로 구비하고 있다.
내벽부(45)는, 내컵(41)이 가장 상승된 상태로, 커버 부재(23)와 플랜지 형상 부재(25)의 사이에 적당한 간극을 유지하여 수용되는 길이로 형성되어 있다. 중벽부(48)는, 내컵(41)과 중컵(42)이 가장 근접한 상태로, 중컵(42)의 후술하는 제2 안내부(52)와 처리액 분리벽(53)의 사이에 적당한 간극을 유지하여 수용되는 길이로 형성되어 있다.
제1 안내부(47)는, 매끄러운 원호를 그리면서 중심측(기판(W)의 회전축(CX)에 가까이하는 방향) 대각선 상방으로 연장되는 상단부(47b)를 가지고 있다. 또, 내벽부(45)와 제1 안내부(47)의 사이는, 사용 완료된 처리액을 모아 폐기하기 위한 폐기 홈(49)으로 되어 있다. 제1 안내부(47)와 중벽부(48)의 사이는, 사용 완료된 처리액을 모아 회수하기 위한 링 형상의 내측 회수 홈(50)으로 되어 있다. 또한, 중벽부(48)와 외벽부(46)의 사이는, 내측 회수 홈(50)과는 종류가 상이한 처리액을 모아 회수하기 위한 링 형상의 외측 회수 홈(51)으로 되어 있다.
폐기 홈(49)에는, 이 폐기 홈(49)에 모인 처리액을 배출함과 더불어, 폐기 홈(49) 내를 강제적으로 배기하기 위한 도시 생략의 배기액 기구가 접속되어 있다. 배기액 기구는, 예를 들어, 폐기 홈(49)의 둘레 방향을 따라 같은 간격으로 4개 설치되어 있다. 또, 내측 회수 홈(50) 및 외측 회수 홈(51)에는, 내측 회수 홈(50) 및 외측 회수 홈(51)에 각각 모인 처리액을 기판 처리 장치(100)의 외부에 설치된 회수 탱크에 회수하기 위한 회수 기구(모두 도시 생략)가 접속되어 있다. 또한, 내측 회수 홈(50) 및 외측 회수 홈(51)의 바닥부는, 수평 방향에 대해 미소 각도만 경사하고 있으며, 그 가장 낮아지는 위치에 회수 기구가 접속되어 있다. 이것에 의해, 내측 회수 홈(50) 및 외측 회수 홈(51)에 흘러든 처리액이 원활히 회수된다.
중컵(42)은, 스핀 척(20)의 주위를 둘러싸고, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 중심을 통과하는 회전축(CX)에 대해 거의 회전 대칭이 되는 형상을 가지고 있다. 이 중컵(42)은, 제2 안내부(52)와, 이 제2 안내부(52)에 연결된 원통 형상의 처리액 분리벽(53)을 일체적으로 구비하고 있다.
제2 안내부(52)는, 내컵(41)의 제1 안내부(47)의 외측에　있어서, 제1 안내부(47)의 하단부와 동축 원통 형상을 이루는 하단부(52a)와, 하단부(52a)의 상단으로부터 매끄러운 원호를 그리면서 중심측(기판(W)의 회전축(CX)에 가까이하는 방향) 대각선 상방으로 연장되는 상단부(52b)와, 상단부(52b)의 선단부를 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾임부(52c)를 가지고 있다. 하단부(52a)는, 내컵(41)과 중컵(42)이 가장 근접한 상태로, 제1 안내부(47)와 중벽부(48)의 사이에 적당한 간극을 유지하여 내측 회수 홈(50) 내에 수용된다. 또, 상단부(52b)는, 내컵(41)의 제1 안내부(47)의 상단부(47b)와 상하 방향에 겹쳐지도록 설치되고, 내컵(41)과 중컵(42)이 가장 근접한 상태로, 제1 안내부(47)의 상단부(47b)에 대해 극히 미소한 간격을 유지하며 근접한다. 또한, 상단부(52b)의 선단을 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾임부(52c)는, 내컵(41)과 중컵(42)이 가장 근접한 상태로, 되접어 꺾임부(52c)가 제1 안내부(47)의 상단부(47b)의 선단과 수평 방향에 겹쳐지는 길이로 되어 있다.
또, 제2 안내부(52)의 상단부(52b)는, 하방만큼 두께가 두꺼워지도록 형성되어 있으며, 처리액 분리벽(53)은 상단부(52b)의 하단 외주연부로부터 하방으로 연장되도록 설치된 원통 형상을 가지고 있다. 처리액 분리벽(53)은, 내컵(41)과 중컵(42)이 가장 근접한 상태로, 중벽부(48)와 외컵(43)의 사이에 적당한 간극을 유지하며 외측 회수 홈(51) 내에 수용된다.
외컵(43)은, 중컵(42)의 제2 안내부(52)의 외측에　있어서, 스핀 척(20)의 주위를 둘러싸고, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 중심을 통과하는 회전축(CX)에 대해 거의 회전 대칭이 되는 형상을 가지고 있다. 이 외컵(43)은, 제3 안내부로서의 기능을 가진다. 외컵(43)은, 제2 안내부(52)의 하단부(52a)와 동축 원통 형상을 이루는 하단부(43a)와, 하단부(43a)의 상단으로부터 매끄러운 원호를 그리면서 중심측(기판(W)의 회전축(CX)에 가까이하는 방향) 대각선 상방으로 연장되는 상단부(43b)와, 상단부(43b)의 선단부를 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾임부(43c)를 가지고 있다.
하단부(43a)는, 내컵(41)과 외컵(43)이 가장 근접한 상태로, 중컵(42)의 처리액 분리벽(53)과 내컵(41)의 외벽부(46)의 사이에 적당한 간극을 유지하며 외측 회수 홈(51) 내에 수용된다. 또, 상단부(43b)는, 중컵(42)의 제2 안내부(52)와 상하 방향에 겹쳐지도록 설치되고, 중컵(42)과 외컵(43)이 가장 근접한 상태로, 제2 안내부(52)의 상단부(52b)에 대해 극히 미소한 간격을 유지하며 근접한다. 또한, 상단부(43b)의 선단부를 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾임부(43c)는, 중컵(42)과 외컵(43)이 가장 근접한 상태로, 되접어 꺾임부(43c)가 제2 안내부(52)의 되접어 꺾임부(52c)와 수평 방향에 겹쳐지도록 형성되어 있다.
또, 내컵(41), 중컵(42) 및 외컵(43)은 서로 독립하여 승강 가능하게 되어 있다. 즉, 내컵(41), 중컵(42) 및 외컵(43)의 각각에는 개별적으로 승강 기구(도시 생략)가 설치되어 있으며. 그것에 의해 별개 독립하여 승강된다. 이러한 승강 기구로서는, 예를 들어 볼 나사 기구나 에어 실린더 등의 공지의 여러 가지의 기구를 채용할 수 있다.
칸막이 판(15)은, 처리 컵(40)의 주위에 있어서 챔버(10)의 내측 공간을 상하로 나누도록 설치되어 있다. 칸막이 판(15)은, 처리 컵(40)을 둘러싸는 1매의 판 형상 부재여도 되고, 복수의 판 형상 부재를 이어 맞춘 것이어도 된다. 또, 칸막이 판(15)에는, 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍이나 절결이 형성되어 있어도 되고, 본 실시 형태에서는 상면 처리액 노즐(30, 60, 65)의 노즐 기대(33, 63, 68)를 지지하기 위한 지지축을 통과하기 위한 관통 구멍이 형성되어 있다.
칸막이 판(15)의 외주단은 챔버(10)의 측벽(11)에 연결되어 있다. 또, 칸막이 판(15)의 처리 컵(40)을 둘러싸는 단연부는 외컵(43)의 외경보다 큰 경의 원형 형상이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 칸막이 판(15)이 외컵(43)의 승강의 장해가 될 일은 없다.
또, 챔버(10)의 측벽(11)의 일부로서, 바닥벽(13)의 근방에는 배기 덕트(18)가 설치되어 있다. 배기 덕트(18)는 도시 생략의 배기 기구에 연통 접속되어 있다. 팬 필터 유닛(14)으로부터 공급되어 챔버(10) 내를 유하한 청정 공기 중, 처리 컵(40)과 칸막이 판(15) 사이를 통과한 공기는 배기 덕트(18)로부터 장치 외로 배출된다.
카메라(70)는, 챔버(10) 내이며 칸막이 판(15)보다 상방에 설치되어 있다. 도 4는, 카메라(70)와 상면 처리액 노즐(30)의 위치 관계를 도시하는 도이다. 카메라(70)는, 예를 들어 고체 촬상 소자 중 하나인 CCD와, 전자 셔터, 렌즈 등의 광학계를 구비한다. 상면 처리액 노즐(30)은, 노즐 기대(33)에 의해, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 상방의 처리 위치(도 4의 점선 위치)와 처리 컵(40)보다 외측의 대기 위치(도 4의 실선 위치)의 사이에서 왕복 이동된다. 처리 위치는, 상면 처리액 노즐(30)로부터 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 상면에 처리액을 토출하여 액처리를 행하는 위치이다. 대기 위치는, 상면 처리액 노즐(30)이 액처리를 행하지 않을 때에 처리액의 토출을 정지하고 대기하는 위치이다. 대기 위치에는, 상면 처리액 노즐(30)의 토출 헤드(31)를 수용하는 대기 포드가 설치되어 있어도 된다.
카메라(70)는, 그 촬영 시야에 적어도 처리 위치에서 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되었을 때에 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역이 포함되도록, 즉 상면 처리액 노즐(30)의 토출 헤드(31)의 하방이 포함되는 위치에 설치되어 있다. 또, 카메라(70)는, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면의 일부이며 상기 액류가 형성되어야 할 영역과는 상이한 영역이 촬상 시야에 포함되는 위치에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 처리 위치에 있어서의 상면 처리액 노즐(30)을 전방 상방으로부터 촬영하는 위치에 카메라(70)가 설치된다. 따라서, 카메라(70)는, 처리 위치에서 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되었을 때에 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역, 및, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면의 일부이며 상기 액류가 형성되어야 할 영역과는 상이한 영역을 포함하는 촬상 영역을 촬상할 수 있다.
마찬가지로, 카메라(70)는, 처리 위치에서 상면 처리액 노즐(60, 65)로부터 처리액이 토출되었을 때에 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역, 및, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면의 일부이며 상기 액류가 형성되어야 할 영역과는 상이한 영역을 포함하는 촬상 영역을 촬상할 수도 있다. 또한, 카메라(70)가 도 2, 4에 도시하는 위치에 설치되어 있는 경우에는, 상면 처리액 노즐(30, 60)에 대해서는 카메라(70)의 촬영 시야 내에서 횡방향으로 이동하기 때문에, 처리 위치 근방에서의 움직임을 적절히 촬상하는 것이 가능하지만, 상면 처리액 노즐(65)에 대해서는 카메라(70)의 촬영 시야 내에서 깊이 방향으로 이동하기 때문에, 처리 위치 근방에서의 이동을 적절히 촬상할 수 없을 우려도 있다. 이러한 경우는, 카메라(70)와는 별도로 상면 처리액 노즐(65) 전용의 카메라를 설치하도록 해도 된다.
또, 도 3에 도시하는 바와 같이, 챔버(10) 내이며 칸막이 판(15)보다 상방에는 조명부(71)가 설치되어 있다. 통상, 챔버(10) 내는 암실이기 때문에, 카메라(70)가 촬영을 행할 때에는 조명부(71)가 처리 위치 근방의 상면 처리액 노즐(30, 60, 65)에 광을 조사한다.
도 5는, 카메라(70) 및 제어부(9)의 블럭도이다. 기판 처리 장치(100)에 설치된 제어부(9)의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 같다. 즉, 제어부(9)는, 각종 연산 처리를 행하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 읽기 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 읽고 쓰기 자유로운 메모리인 RAM 및 제어용 소프트웨어나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 구비하여 구성된다. 제어부(9)의 CPU가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리 장치(100)의 각 동작 기구가 제어부(9)에 제어되고, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 처리가 진행한다.
도 5에 도시하는 화상 취득부(91) 및 판정부(92)는, 제어부(9)의 CPU가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 제어부(9) 내에 실현되는 기능 처리부이다. 상세에 대해서는 후술하나, 화상 취득부(91)는 카메라(70)에 의해 촬상된 화상에 대해 트리밍 처리를 행하여 부분 화상을 취득한다. 또, 판정부(92)는 화상 취득부(91)에 의해 취득된 부분 화상의 비교를 행하여 처리액의 토출 판정 처리를 행한다. 또, 제어부(9) 내의 기억부(93)는, 상기의 RAM 또는 자기 디크스로 구성되어 있으며, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상의 데이터나 입력값 등을 기억한다.
다음에, 상기의 구성을 가지는 기판 처리 장치(100)에 있어서의 동작에 대해 설명한다. 기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 통상의 처리 순서는, 주반송 로봇(103)이 인덱서(102)로부터 수취한 미처리의 기판(W)을 각 처리 유닛(1)에 반입하고, 상기 처리 유닛(1)으로 기판(W)에 처리액을 공급하여 표면 처리를 행한 후, 주반송 로봇(103)이 상기 처리 유닛(1)으로부터 처리 완료의 기판(W)을 반출하여 인덱서(102)로 되돌린다고 하는 것이다. 각 처리 유닛(1)에 있어서의 전형적인 기판(W)의 처리 순서의 개략은, 기판(W)의 표면에 약액을 공급하여 소정의 약액 처리를 행한 후, 순수를 공급해 순수 린스 처리를 행하고, 그 후 기판(W)을 고속 회전시켜 흩뿌림 건조 처리를 행한다고 하는 것이다.
처리 유닛(1)에서 기판(W)의 처리를 행할 때에는, 스핀 척(20)에 기판(W)을 유지함과 더불어, 처리 컵(40)이 승강 동작을 행한다. 약액 처리를 행할 때에는, 예를 들어 외컵(43)만이 상승하여, 외컵(43)의 상단부(43b)와 중컵(42)의 제2 안내부(52)의 상단부(52b)의 사이에, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싸는 개구가 형성된다. 이 상태에서 기판(W)이 스핀 척(20)과 함께 회전되고, 상면 처리액 노즐(30) 및/또는 하면 처리액 노즐(28)로부터 기판(W)의 상면 및/또는 하면에 약액이 공급된다. 공급된 약액은 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 상면 및/또는 하면을 따라 흐르고, 이윽고 기판(W)의 단연부로부터 측방을 향해 비산된다. 이에 의해, 기판(W)의 약액 처리가 진행된다. 회전하는 기판(W)의 단연부로부터 비산한 약액은 외컵(43)의 상단부(43b)에 의해 받아들여져, 외컵(43)의 내면을 거쳐 유하하고, 외측 회수 홈(51)에 회수된다.
또, 순수 린스 처리를 행할 때에는, 예를 들어, 내컵(41), 중컵(42) 및 외컵(43) 모두가 상승하여, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 주위가 내컵(41)의 제1 안내부(47)에 의해 둘러싸여진다. 이 상태에서 기판(W)이 스핀 척(20)과 함께 회전되고, 상면 처리액 노즐(30) 및 하면 처리액 노즐(28)로부터 기판(W)의 상면 및 하면에 순수가 공급된다. 공급된 순수는 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 상면 및 하면을 따라 흐르고, 이윽고 기판(W)의 단연부로부터 측방을 향해 비산된다. 이에 의해, 기판(W)의 순수 린스 처리가 진행된다. 회전하는 기판(W)의 단연부로부터 비산한 순수는 제1 안내부(47)의 내벽을 거쳐 유하하고, 폐기 홈(49)으로부터 배출된다. 또한, 순수를 약액과는 별도의 경로로 회수하는 경우에는, 중컵(42) 및 외컵(43)을 상승시켜, 중컵(42)의 제2 안내부(52)의 상단부(52b)와 내컵(41)의 제1 안내부(47)의 상단부(47b)의 사이에, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싸는 개구를 형성하도록 해도 된다.
또, 흩뿌림 건조 처리를 행할 때에는, 내컵(41), 중컵(42) 및 외컵(43) 모두가 하강하여, 내컵(41)의 제1 안내부(47)의 상단부(47b), 중컵(42)의 제2 안내부(52)의 상단부(52b) 및 외컵(43)의 상단부(43b) 모두가 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)보다 하방에 위치한다. 이 상태에서 기판(W)이 스핀 척(20)과 함께 고속 회전되고, 기판(W)에 부착되어 있던 수적이 원심력에 의해 흩뿌려져, 건조 처리가 행해진다.
그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 상면 처리액 노즐(30)로부터 기판(W)의 상면에 처리액을 토출할 때에, 카메라(70)가 촬상하여 얻어진 화상에 화상 취득부(91) 및 판정부(92)가 소정의 화상 처리를 행하여 처리액 토출의 유무를 판정하고 있다. 이하, 그 기술에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 여기에서는 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출 판정에 대해 설명하는데, 다른 상면 처리액 노즐(60, 65)에 대해서도 마찬가지이다.
도 6은, 처리액 토출 판정의 순서를 나타내는 플로차트이다. 우선, 처리 대상이 되는 기판(W)이 주반송 로봇(103)에 의해 처리 유닛(1)에 반입된다(단계 S1). 반입된 기판(W)은 스핀 척(20)에 의해 수평 자세로 유지된다. 그것과 더불어, 처리 컵(40)이 소정의 높이 위치에 도달하도록 승강 동작을 행한다.
스핀 척(20)에 새로운 처리 대상이 되는 기판(W)이 유지된 후, 제어부(9)의 제어에 의해 스핀 모터(22)가 스핀 척(20) 및 기판(W)의 회전을 개시함과 더불어, 상면 처리액 노즐(30)이 대기 위치로부터 처리 위치를 향해 이동을 개시한다(단계 S2). 상면 처리액 노즐(30)의 이동은, 미리 설정된 레시피(기판(W)의 처리 순서 및 조건을 기술한 것)에 따라 제어부(9)가 노즐 기대(33)를 제어함으로써 행해진다.
다음에, 상기 레시피에 따라 제어부(9)가 상면 처리액 노즐(30)에 처리액의 토출 개시를 지시한다(단계 S3). 전형적으로는, 상면 처리액 노즐(30)이 기판(W) 상방의 처리 위치에 도달하고 정지한 후에 처리액의 토출을 개시하는 것이지만, 상면 처리액 노즐(30)이 처리 위치에 도달하기 전의 이동 중에 처리액의 토출을 개시하도록 해도 된다.
제어부(9)는 처리액의 토출 개시를 지시한 후에, 카메라(70)에 촬상을 실행시킨다(단계 S4). 카메라(70)에 의한 촬상은, 상면 처리액 노즐(30)이 처리 위치에 도달하고 정지한 후이면, 상면 처리액 노즐(30)이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후의 임의의 타이밍에서 실행하는 것이 가능하다. 상면 처리액 노즐(30)의 정지는 상기의 레시피로부터 판단하도록 해도 되고, 노즐 기대(33)에 부설된 엔코더에 의해 검지하도록 해도 되며, 혹은 카메라(70)에 의한 감시 결과로부터 판정하도록 해도 된다.
도 7은, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상의 일례를 도시하는 도이다. 카메라(70)는, 처리 위치에서 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되었을 때에 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역, 및, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면의 일부이며 상기 액류가 형성되어야 할 영역과는 상이한 영역을 포함하는 촬상 영역을 촬상한다. 본 실시 형태에 있어서의 카메라(70)의 촬상 영역은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면의 전면을 포함한다. 따라서, 카메라(70)의 촬상 영역에는, 기판(W) 상방의 처리 위치에서 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되었을 때에 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역도 포함된다. 또, 카메라(70)의 촬상 영역에는, 기판(W)의 표면의 일부이며 상기 액류가 형성되어야 할 영역과는 상이한 영역도 당연히 포함된다. 카메라(70)에 의해 촬상된 도 7에 도시하는 바와 같은 화상(FA)의 데이터는 제어부(9)의 기억부(93)에 기억된다.
다음에, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)으로부터 제어부(9)의 화상 취득부(91)가 기준 화상(SA)을 잘라낸다(단계 S5). 기준 화상(SA)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역의 화상이다. 예를 들어, 도 7에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 표면이며 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역의 측방의 영역의 화상을 기준 화상(SA)으로 하면 된다. 화상 취득부(91)는, 카메라(70)에 의해 촬상되고 기억부(93)에 기억되어 있는 화상(FA)에 대해 트리밍 처리를 행하여 기준 화상(SA)을 잘라낸다. 보다 구체적으로는, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)에　있어서, 기판(W)의 표면 영역 및 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역의 좌표는 정해져 있으므로, 그 액류가 형성되어야 할 영역의 측방 영역을 미리 좌표 설정해 두고, 화상 취득부(91)는 그 좌표 설정된 영역을 트리밍하면 된다. 화상 취득부(91)에 의해 트리밍된 기준 화상(SA)의 데이터는 제어부(9)의 기억부(93)에 기억된다.
계속해서, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)으로부터 제어부(9)의 화상 취득부(91)가 검사 화상(PA)을 잘라낸다(단계 S6). 검사 화상(PA)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 화상이다. 검사 화상(PA)의 사이즈는 기준 화상(SA)의 사이즈와 같다. 화상 취득부(91)는, 카메라(70)에 의해 촬상되고 기억부(93)에 기억되어 있는 화상(FA)에 대해 트리밍 처리를 행하여 검사 화상(PA)을 잘라낸다. 보다 구체적으로는, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)에　있어서, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역의 좌표는 정해져 있으므로, 화상 취득부(91)는 그 좌표의 영역을 트리밍하면 된다. 화상 취득부(91)에 의해 트리밍된 검사 화상(PA)의 데이터는 제어부(9)의 기억부(93)에 기억된다.
도 6에서는, 기준 화상(SA)의 트리밍을 행한 후에 검사 화상(PA)의 트리밍을 향하도록 하고 있는데, 이들 양 공정의 순서는 특별히 한정되는 것이 아니고, 검사 화상(PA)의 트리밍을 행한 후에 기준 화상(SA)의 트리밍을 행하도록 해도 되고, 양 화상의 트리밍을 동시에 행하도록 해도 된다. 트리밍의 순서에 관계없이, 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)은, 모두 공통의 화상(FA)으로부터 잘라낸 것이며, 동시에 촬상된 것을 말한다.
다음에, 제어부(9)의 판정부(92)가 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)을 비교하여 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 토출을 판정한다(단계 S7). 이 판정 처리는, 예를 들어 이하와 같이 하여 행하면 된다. 판정부(92)는, 기준 화상(SA)의 각 화소의 계조값과 상기 화소에 대응하는 검사 화상(PA)의 화소의 계조값의 차분의 절대값을 기준 화상(SA)에 포함되는 전 화소에 대해 적산한다. 즉, 판정부(92)는, 기준 화상(SA)을 구성하는 각 화소의 계조값과, 그 화소에 대응하는 검사 화상(PA)을 구성하는 화소의 계조값의 차분의 절대값의 총합을 산출한다.
계속해서, 판정부(92)는, 상기 서술한 바와 같이 하여 산출한 차분의 총합과 미리 설정되어 기억부(93)에 기억되어 있는 소정의 역치를 비교한다. 그리고, 차분의 총합이 상기 역치 이상인 경우에는, 판정부(92)는 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되고 있다고 판정한다. 한편, 차분의 총합이 상기 역치보다 작은 경우에는, 판정부(92)는 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되어 있지 않다고 판정한다. 처리액의 토출 개시의 지시가 이루어진 후임에도 불구하고, 처리액이 토출되어 있지 않다고 판정된 경우에는 처리액 토출의 이상이라고 생각할 수 있기 때문에, 예를 들어 제어부(9)에 부설된 디스플레이 등에 에러를 표시하도록 해도 된다. 또한 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출이 이상이라고 판정된 경우에는 제어부(9)가 처리 정지 등의 이상 대응 처리를 행하도록 해도 된다.
이상은, 상면 처리액 노즐(30)에 대한 판정 처리였지만, 다른 상면 처리액 노즐(60, 65)을 사용하는 경우에는, 도 6에 도시한 바와 같은 순서로 상면 처리액 노즐(60) 또는 상면 처리액 노즐(65)에 대한 판정 처리를 행할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 상면 처리액 노즐(30)이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 카메라(70)에 의해 촬상된 1매의 화상(FA)으로부터 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)을 잘라내고 있다. 검사 화상(PA)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 화상이다. 한편, 기준 화상(SA)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역의 화상이다. 즉, 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면이 상이한 영역에 대해 완전히 동일한 타이밍에 취득된 것이다.
따라서, 검사 화상(PA)의 배경으로서 표면이 비치고 있는 기판(W)은, 기준 화상(SA)에 포함되는 기판(W)과 동일하고, 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)의 차분에 있어서는, 기판(W)의 표면에 형성되어 있는 막의 종류나 패턴에 기인한 표면 반사율의 대소에 관계없이, 그 영향이 배제되게 된다. 그 결과, 처리 대상이 되는 기판(W)의 종류에 관계없이, 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)을 비교함으로써 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 토출을 확실히 검출할 수 있다.
여기서, 비교의 기준이 되는 기준 화상으로서, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출을 개시하기 전에 검사 화상(PA)과 같은 영역을 촬상한 것을 이용하는 것도 생각할 수 있다. 이와 같이 하더라도, 기준 화상과 검사 화상은 같은 기판(W)의 같은 영역에 대해 촬상된 것이기 때문에, 기판(W)의 표면에 형성되어 있는 막의 종류나 패턴의 영향은 배제되게 된다. 그런데, 예를 들어 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액으로서 불화수소산을 토출하여 기판(W)의 표면에 형성되어 있는 막의 에칭 처리를 행하는 경우에는, 처리의 진행과 함께 막의 부식에 의해 기판(W)의 표면 상태가 변화하기 때문에, 같은 기판(W)이라도 표면 반사율 등이 변동하게 된다. 그렇게 하면, 그 변동이 기준 화상과 검사 화상의 비교시에 있어서의 백그라운드의 노이즈가 되기 때문에, 정확한 처리액 토출 판정이 저해될 우려가 있다.
본 실시 형태와 같이 하면, 동일한 기판(W)에 대해 동일한 타이밍에 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)을 취득하고 있기 때문에, 처리 내용이 불화수소산에 의한 에칭 처리와 같은 경우이며 처리의 진행과 함께 기판(W)의 표면 상태가 변화했다고 하더라도, 그 영향을 배제할 수 있다. 그 결과, 처리 대상이 되는 기판(W)의 종류 및 처리 내용에 관계없이, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 토출을 확실히 검출할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 있어서는, 상면 처리액 노즐(30)이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)의 양방을 취득하고 있게 된다. 즉, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출을 개시하기 전에 기준 화상(SA)을 취득할 필요는 없다. 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출을 개시하기 전에 기준 화상을 취득해야만 하는 경우에는, 기준 화상 촬상의 타이밍이 매우 한정되어 있어, 노즐 정지 전부터 처리액 토출을 개시하고 있는 처리의 경우에는 기준 화상의 취득 그 자체가 불가능해진다. 본 실시 형태와 같이 하면, 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액의 토출을 개시한 후에 있어도 기준 화상(SA)을 확실히 취득할 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태의 기판 처리 장치의 구성은 제1 실시 형태와 완전히 같다. 또, 제2 실시 형태에 있어서의 기판(W)의 처리 순서에 대해서도 제1 실시 형태와 같지만, 제2 실시 형태에서는 처리액 토출의 유무를 판정할 때에 복수 회의 판정 처리를 행하고 있다.
제2 실시 형태에 있어서는, 상면 처리액 노즐(30)이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에, 카메라(70)가 제1 실시 형태와 같은 촬상 영역을 복수 회 촬상하여 복수 매의 화상(FA)을 취득한다. 그리고, 제어부(9)의 화상 취득부(91)는, 카메라(70)가 촬상한 복수 매의 화상(FA)의 각각으로부터 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)을 잘라낸다. 이때에, 각 화상(FA)으로부터 잘라내지는 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)의 영역은 상기 제1 실시 형태와 같다.
다음에, 제어부(9)의 판정부(92)는, 복수의 화상(FA)의 각각에 대해 화상 취득부(91)가 잘라낸 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)을 비교하여 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 토출을 판정한다. 각 화상(FA)마다의 기준 화상(SA)과 검사 화상(PA)의 비교 판정 처리는 제1 실시 형태와 같다.
제2 실시 형태에 있어서는, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출의 유무를 복수 회 판정했을 때에, 1회라도 상면 처리액 노즐(30)로부터 처리액이 토출되어 있지 않다고 판정된 경우에는 처리액 토출이 이상이라고 판정한다. 이로 인해, 일단 개시된 처리액의 토출이 어떠한 요인에 의해 중단된 경우여도, 그것을 확실히 검출할 수 있다.
＜제3 실시 형태＞
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 제3 실시 형태의 기판 처리 장치의 구성은 제1 실시 형태와 완전히 같다. 또, 제3 실시 형태에 있어서의 기판(W)의 처리 순서에 대해서도 제1 실시 형태와 같으나, 제3 실시 형태에서는 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)이 상이한 영역으로부터 2매의 기준 화상을 잘라내어 처리액 토출 판정의 타당성을 검증하고 있다.
도 8은, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상의 다른 예를 도시하는 도이다. 제3 실시 형태에 있어서의 카메라(70)의 촬상 영역은 제1 실시 형태와 같고, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면의 전면을 포함한다. 제3 실시 형태에서는, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)으로부터 제어부(9)의 화상 취득부(91)가 제1 기준 화상(SA1) 및 제2 기준 화상(SA2)의 2매의 기준 화상을 잘라낸다. 제1 기준 화상(SA1)은, 예를 들어 제1 실시 형태에 있어서의 기준 화상(SA)과 같은 영역의 화상이면 된다. 한편, 제2 기준 화상(SA2)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역이며 제1 기준 화상(SA1)과는 상이한 영역의 화상이다. 예를 들어, 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 표면이며 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 사이에 끼워 제1 기준 화상(SA1)과 반대측의 영역의 화상을 제2 기준 화상(SA2)으로 하면 된다.
또, 화상 취득부(91)는, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)으로부터 검사 화상(PA)을 잘라내는데, 이 검사 화상(PA)의 잘라냄에 대해서는 제1 실시 형태와 같다. 즉, 검사 화상(PA)은, 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 화상이다. 제1 기준 화상(SA1), 제2 기준 화상(SA2) 및 검사 화상(PA)은 모두 공통의 화상(FA)으로부터 잘라낸 것이며, 동시에 촬상된 것이다.
제3 실시 형태에 있어서는, 제어부(9)의 판정부(92)가 제1 기준 화상(SA1)(또는 제2 기준 화상(SA2))과 검사 화상(PA)의 비교를 행함과 더불어, 제1 기준 화상(SA1)과 제2 기준 화상(SA2)의 비교를 행한다. 제1 기준 화상(SA1)과 검사 화상(PA)의 비교에 의해 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 토출을 판정하는 처리에 대해서는 제1 실시 형태와 같다.
제3 실시 형태에서는, 또한 판정부(92)가 제1 기준 화상(SA1)과 제2 기준 화상(SA2)의 비교를 행하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하고 있다. 제1 기준 화상(SA1) 및 제2 기준 화상(SA2)은, 모두 스핀 척(20)에 유지된 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역의 화상이다. 따라서, 카메라(70)에 의한 화상(FA)의 촬상 및 화상 취득부(91)에 의한 제1 기준 화상(SA1) 및 제2 기준 화상(SA2)의 잘라냄이 정상적으로 실행되어 있으면, 제1 기준 화상(SA1)과 제2 기준 화상(SA2)은 같은 것이 될 것이다.
판정부(92)에 의한 제1 기준 화상(SA1)과 제2 기준 화상(SA2)의 비교의 결과, 양 기준 화상에 차이가 존재하고 있는 경우에는, 제1 기준 화상(SA1) 및 제2 기준 화상(SA2)의 적어도 어느 한쪽에 이상이 있으며, 기준 화상으로서는 부적당하다고 생각할 수 있다. 따라서, 제1 기준 화상(SA1)과 제2 기준 화상(SA2)에 차이가 존재하고 있는 경우에는, 판정부(92)는 기준 화상 자체가 부적당한 것으로 하고, 제1 기준 화상(SA1)(또는 제2 기준 화상(SA2))과 검사 화상(PA)의 비교에 의한 처리액 토출 판정을 무효로 한다. 이 경우, 판정부(92)는 처리액 토출 이상과는 상이한 에러를 발보하도록 해도 된다.
제3 실시 형태에 있어서는, 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)이 상이한 영역으로부터 2매의 기준 화상을 잘라내어 처리액 토출 판정의 타당성을 검증하고 있기 때문에, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액 토출의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
＜변형예＞
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했는데, 이 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 실시 형태에서는, 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역의 측방의 영역의 화상을 기준 화상(SA)으로 하고 있는데, 이에 한정되는 것이 아니며, 기준 화상(SA)은 기판(W)의 표면 중 상면 처리액 노즐(30)로부터의 처리액의 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 임의의 영역의 화상으로 할 수 있다.
또, 상기 제1 실시 형태에 있어서는, 1대의 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)으로부터 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)을 잘라내도록 하고 있는데, 복수 대의 카메라를 설치하여 기준 화상(SA) 및 검사 화상(PA)을 같은 타이밍에 개별적으로 촬상하도록 해도 된다. 무엇보다, 같은 영역을 촬상했다고 하더라도 카메라의 미소한 기계 차이에 기인하여 촬상 결과가 상위하기도 하기 때문에, 상기 각 실시 형태와 같이 1대의 카메라(70)에 의해 촬상된 화상(FA)으로부터 기준 화상 및 검사 화상을 잘라내는 것이 바람직하다.
또, 기판 처리 장치(100)에 의해 처리 대상이 되는 기판은 반도체 용도의 기판에 한정되는 것이 아니며, 태양 전지 용도의 기판이나 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이에 이용하는 유리 기판이어도 된다.
또한, 본 발명에 따른 기술은, 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 소정의 처리를 행하는 장치이면 적용할 수 있다. 예를 들어, 회전하는 기판에 노즐로부터 세정액을 토출하여 세정 처리를 행하는 세정 장치, 회전하는 기판에 노즐로부터 포토레지스트액을 토출하여 레지스트 도포를 행하는 회전 도포 장치(스핀코터), 표면에 막이 성막된 기판의 단연부에 노즐로부터 막의 제거액을 토출하는 장치, 혹은, 기판의 표면에 노즐로부터 에칭액을 토출하는 장치 등에 본 발명에 따른 기술을 적용할 수 있다.
1 처리 유닛
9 제어부
10 챔버
20 스핀 척
30, 60, 65 상면 처리액 노즐
33, 63, 68 노즐 기대
40 처리 컵
70 카메라
71 조명부
91 화상 취득부
92 판정부
93 기억부
100 기판 처리 장치
PA 검사 화상
SA 기준 화상
W 기판

Claims (6)

  1. 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과,
    처리액을 토출하는 노즐과,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방의 처리 위치와 상기 컵보다 외측의 대기 위치의 사이에서 상기 노즐을 이동시키는 구동부와,
    상기 처리 위치에서 상기 노즐로부터 처리액이 토출되었을 때에 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 촬상 영역을 촬상하는 촬상부와,
    상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 상기 촬상부가 상기 촬상 영역을 촬상하여 취득한 화상으로부터, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 검사 화상과 상기 영역을 제외한 제1 기준 화상을 잘라내는 화상 취득부와,
    상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하여 상기 노즐로부터의 처리액 토출을 판정하는 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상부는, 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 상기 촬상 영역을 복수 회 촬상하여 복수의 화상을 취득하고,
    상기 화상 취득부는, 상기 복수의 화상의 각각으로부터 상기 제1 기준 화상 및 상기 검사 화상을 잘라내며,
    상기 판정부는, 상기 복수의 화상의 각각에 대해 상기 화상 취득부가 잘라낸 상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화상 취득부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역이며 상기 제1 기준 화상과는 상이한 제2 기준 화상을 상기 촬상부가 취득한 화상으로부터 더 잘라내고,
    상기 판정부는, 상기 제1 기준 화상과 상기 제2 기준 화상을 비교하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 기판 유지부에 새로운 처리 대상이 되는 기판을 유지하는 유지 공정과,
    상기 기판 유지부에 새로운 처리 대상이 되는 기판이 유지된 후, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵보다 외측의 대기 위치로부터 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방의 처리 위치를 향해 처리액을 토출하는 노즐을 이동시키는 노즐 이동 공정과,
    상기 처리 위치에서 상기 노즐로부터 처리액이 토출되었을 때에 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 촬상 영역을 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 촬상하는 촬상 공정과,
    상기 촬상 공정에서 취득된 화상으로부터, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 포함하는 검사 화상과 상기 영역을 제외한 제1 기준 화상을 잘라내는 화상 취득 공정과,
    상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하여 상기 노즐로부터의 처리액 토출을 판정하는 판정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 촬상 공정에서는, 상기 노즐이 처리액 토출 개시의 지시를 받은 후에 상기 촬상 영역을 복수 회 촬상하여 복수의 화상을 취득하고,
    상기 화상 취득 공정에서는, 상기 복수의 화상의 각각으로부터 상기 제1 기준 화상 및 상기 검사 화상을 잘라내며,
    상기 판정 공정에서는, 상기 복수의 화상의 각각에 대해 상기 화상 취득 공정에서 잘라낸 상기 제1 기준 화상과 상기 검사 화상을 비교하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 화상 취득 공정에서는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 표면 중 상기 액류가 형성되어야 할 영역을 제외한 영역이며 상기 제1 기준 화상과는 상이한 제2 기준 화상을 상기 촬상 공정에서 취득된 화상으로부터 더 잘라내고,
    상기 판정 공정에서는, 상기 제1 기준 화상과 상기 제2 기준 화상을 비교하여 처리액 토출 판정의 타당성을 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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