(57)【要約】【課題】チャンバ内におけるヒュームの発生状況が正常であるか否かを、定量的に判定できるヒューム判定方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】チャンバの内部で基板を水平に保持しつつ基板の上面に処理液を供給する装置において、ヒュームの発生状況を判定する。具体的には、まず、チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する（ステップＳ６２）。そして、撮影により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する（ステップＳ６３）。これにより、チャンバ内におけるヒュームの発生状況が正常であるか否かを、定量的に判定できる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバの内部で基板を水平に保持しつつ基板の上面に処理液を供給する装置におけるヒュームの発生状況を判定するヒューム判定方法であって、
ａ）前記チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する工程と、
ｂ）前記工程ａ）により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する工程と、
を有する、ヒューム判定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のヒューム判定方法であって、
前記工程ｂ）は、
ｂ−１）予め取得された前記撮影領域のリファレンス画像と、前記撮影画像との、輝度値の差分画像を生成する工程と、
ｂ−２）前記差分画像に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する工程と、
を有する、ヒューム判定方法。
【請求項３】
請求項２に記載のヒューム判定方法であって、
前記撮影領域は、少なくとも１つの評価領域を含み、
前記工程ｂ−２）では、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。
【請求項４】
請求項３に記載のヒューム判定方法であって、
前記工程ｂ−２）では、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値と、予め設定された第１閾値との比較結果に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。
【請求項５】
請求項４に記載のヒューム判定方法であって、
前記工程ａ）では、前記撮影領域を繰り返し撮影し、
前記工程ｂ−１）では、前記工程ａ）により取得された複数の撮影画像に基づいて、複数の前記差分画像を生成し、
前記工程ｂ−２）では、前記評価領域の輝度値の合計値または平均値が、前記第１閾値以上となる場合に、前記合計値または前記平均値を積算対象値とし、前記積算対象値から前記第１閾値を引いた超過値または前記積算対象値を積算し、得られた積算値と、予め設定された第２閾値との比較結果に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載のヒューム判定方法であって、
前記評価領域は、水平に保持された基板の上方の空間を含む、ヒューム判定方法。
【請求項７】
請求項６に記載のヒューム判定方法であって、
前記評価領域は、基板の上方に配置された円板状の遮断板の下面に近接する空間を含む、ヒューム判定方法。
【請求項８】
請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載のヒューム判定方法であって、
前記撮影領域は、複数の前記評価領域を含み、
前記工程ｂ）では、複数の前記評価領域のそれぞれにおけるヒュームの発生状況を判定する、ヒューム判定方法。
【請求項９】
請求項８に記載のヒューム判定方法であって、
複数の前記評価領域は、水平に保持された基板の上面に近接する空間を含む、ヒューム判定方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のヒューム判定方法であって、
前記装置は、基板の上面に、前記処理液として、硫酸および過酸化水素水を含む洗浄液を供給する、ヒューム判定方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のヒューム判定方法であって、
前記装置は、基板の上面に前記洗浄液を供給した後、硫酸の供給を停止させて、基板の上面に過酸化水素水を供給する過水押し出し処理を行い、
少なくとも前記過水押し出し処理のときに、前記工程ａ）および前記工程ｂ）が実行される、ヒューム判定方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のヒューム判定方法を含む基板処理方法であって、
前記装置は、
基板を包囲するカップと、
前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、
を有し、
前記工程ｂ）の判定結果に基づいて、前記カップの上下方向の位置を変更する、基板処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記ヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記カップを、第１位置から、前記第１位置よりも高い第２位置へ上昇させる、基板処理方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板処理方法であって、
前記装置は、
前記カップの外側に位置する環状壁
をさらに有し、
前記第２位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第１位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい、基板処理方法。
【請求項１５】
請求項１２から請求項１４までのいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記装置は、
基板を多重に包囲する複数のカップ
を有し、
前記工程ｂ）の判定結果に基づいて、前記複数のカップのうち最も外側のカップの上下方向の位置を変更する、基板処理方法。
【請求項１６】
チャンバと、
前記チャンバの内部において基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の上面に、処理液を供給する処理液供給部と、
前記チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する撮像部と、
前記撮像部により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する判定部と、
を備える基板処理装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の基板処理装置であって、
前記判定部は、予め取得された前記撮影領域のリファレンス画像と、前記撮影画像との、輝度値の差分画像を生成し、前記差分画像に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する、基板処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板処理装置であって、
前記撮影領域は、少なくとも１つの評価領域を含み、
前記判定部は、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する、基板処理装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の基板処理装置であって、
前記評価領域は、水平に保持された基板の上方の空間を含む、基板処理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の基板処理装置であって、
基板の上方に配置された円板状の遮断板
をさらに備え、
前記評価領域は、前記遮断板の下面に近接する空間を含む、基板処理装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の基板処理装置であって、
前記遮断板を、基板の上面から上方へ離れた上位置と、前記上位置よりも基板の上面に接近した下位置との間で移動させる遮断板昇降機構
をさらに備え、
前記判定部は、前記評価領域におけるヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記遮断板昇降機構による前記上位置から前記下位置への前記遮断板の降下を禁止する、基板処理装置。
【請求項２２】
請求項１６から請求項２１までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記チャンバ内に気流を発生させる気流発生機構
をさらに備え、
前記気流発生機構は、前記判定部の判定結果に応じて前記気流を変化させる、基板処理装置。
【請求項２３】
請求項１６から請求項２２までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記処理液供給部は、前記処理液として、硫酸および過酸化水素水を含む洗浄液を供給する、基板処理装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の基板処理装置であって、
前記処理液供給部は、基板の上面に前記洗浄液を供給した後、硫酸の供給を停止させて、基板の上面に過酸化水素水を供給する過水押し出し処理を行い、
前記撮像部は、少なくとも前記過水押し出し処理のときに、前記撮影を行う、基板処理装置。
【請求項２５】
請求項１６から請求項２４までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
基板を包囲するカップと、
前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、
前記カップを上下方向に移動させるカップ昇降機構と、
を有し、
前記カップ昇降機構は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記カップの上下方向の位置を変更する、基板処理装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の基板処理装置であって、
前記カップ昇降機構は、前記判定部により前記ヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記カップを、第１位置から、前記第１位置よりも高い第２位置へ上昇させる、基板処理装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の基板処理装置であって、
前記カップの外側に位置する環状壁
をさらに有し、
前記第２位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第１位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい、基板処理装置。
【請求項２８】
請求項２５から請求項２７までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
基板を多重に包囲する複数のカップ
を有し、
前記カップ昇降機構は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記複数のカップのうち最も外側のカップの上下方向の位置を変更する、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等の薄板状の基板の製造工程に用いられる装置において、ヒュームの発生状況を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハの製造工程においては、基板に対してフォトレジスト液、エッチング液、洗浄液、純水等の種々の処理液を供給して、基板の表面を処理する基板処理装置が用いられる。従来の基板処理装置については、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の装置は、基板を保持して回転させる回転機構と、回転機構により回転する基板の被処理面に対して処理液を供給する供給ノズルと、を備えている（請求項１，図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０５６４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の基板処理装置では、基板の表面に特定の処理液を供給したときに、ヒュームと称される多数の微粒子（例えば、固体微粒子、水滴などの微小液体等）からなる雰囲気が発生する場合がある。例えば、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ洗浄液を、基板の表面に供給する工程において、上記のヒュームが発生する。特に、１５０°以上の高温のＳＰＭ洗浄液を供給する場合や、ＳＰＭ洗浄液の供給後に、硫酸の供給を停止させて過酸化水素水のみを追加で供給する場合に、ヒュームが発生しやすいことが知られている。
【０００５】
このようなヒュームが、基板処理装置のチャンバ内に拡散して各部に付着すると、付着したヒュームは、やがて固化してパーティクルとなる。そして、当該パーティクルが基板の表面に付着して、基板を汚染するおそれがある。このため、チャンバ内におけるヒュームの発生状況を正確に把握して、異常時には対処を行うことが望ましい。しかしながら、従来の基板処理装置では、チャンバ内におけるヒュームの発生状況が正常であるか否かは、人が目視により判断していた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、チャンバ内におけるヒュームの発生状況が正常であるか否かを、定量的に判定できるヒューム判定方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、チャンバの内部で基板を水平に保持しつつ基板の上面に処理液を供給する装置におけるヒュームの発生状況を判定するヒューム判定方法であって、ａ）前記チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する工程と、ｂ）前記工程ａ）により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する工程と、を有する。
【０００８】
本願の第２発明は、第１発明のヒューム判定方法であって、前記工程ｂ）は、ｂ−１）予め取得された前記撮影領域のリファレンス画像と、前記撮影画像との、輝度値の差分画像を生成する工程と、ｂ−２）前記差分画像に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する工程と、を有する。
【０００９】
本願の第３発明は、第２発明のヒューム判定方法であって、前記撮影領域は、少なくとも１つの評価領域を含み、前記工程ｂ−２）では、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する。
【００１０】
本願の第４発明は、第３発明のヒューム判定方法であって、前記工程ｂ−２）では、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値と、予め設定された第１閾値との比較結果に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する。
【００１１】
本願の第５発明は、第４発明のヒューム判定方法であって、前記工程ａ）では、前記撮影領域を繰り返し撮影し、前記工程ｂ−１）では、前記工程ａ）により取得された複数の撮影画像に基づいて、複数の前記差分画像を生成し、前記工程ｂ−２）では、前記評価領域の輝度値の合計値または平均値が、前記第１閾値以上となる場合に、前記合計値または前記平均値を積算対象値とし、前記積算対象値から前記第１閾値を引いた超過値または前記積算対象値を積算し、得られた積算値と、予め設定された第２閾値との比較結果に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する。
【００１２】
本願の第６発明は、第３発明から第５発明までのいずれか１発明のヒューム判定方法であって、前記評価領域は、水平に保持された基板の上方の空間を含む。
【００１３】
本願の第７発明は、第６発明のヒューム判定方法であって、前記評価領域は、基板の上方に配置された円板状の遮断板の下面に近接する空間を含む。
【００１４】
本願の第８発明は、第３発明から第７発明までのいずれか１発明のヒューム判定方法であって、前記撮影領域は、複数の前記評価領域を含み、前記工程ｂ）では、複数の前記評価領域のそれぞれにおけるヒュームの発生状況を判定する。
【００１５】
本願の第９発明は、第８発明のヒューム判定方法であって、複数の前記評価領域は、水平に保持された基板の上面に近接する空間を含む。
【００１６】
本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれか１発明のヒューム判定方法であって、前記装置は、基板の上面に、前記処理液として、硫酸および過酸化水素水を含む洗浄液を供給する。
【００１７】
本願の第１１発明は、第１０発明のヒューム判定方法であって、前記装置は、基板の上面に前記洗浄液を供給した後、硫酸の供給を停止させて、基板の上面に過酸化水素水を供給する過水押し出し処理を行い、少なくとも前記過水押し出し処理のときに、前記工程ａ）および前記工程ｂ）が実行される。
【００１８】
本願の第１２発明は、第１発明から第１１発明までのいずれか１発明のヒューム判定方法を含む基板処理方法であって、前記装置は、基板を包囲するカップと、前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、を有し、前記工程ｂ）の判定結果に基づいて、前記カップの上下方向の位置を変更する。
【００１９】
本願の第１３発明は、第１２発明の基板処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記ヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記カップを、第１位置から、前記第１位置よりも高い第２位置へ上昇させる。
【００２０】
本願の第１４発明は、第１３発明の基板処理方法であって、前記装置は、前記カップの外側に位置する環状壁をさらに有し、前記第２位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第１位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい。
【００２１】
本願の第１５発明は、第１２発明から第１４発明までのいずれか１発明の基板処理方法であって、前記装置は、基板を多重に包囲する複数のカップを有し、前記工程ｂ）の判定結果に基づいて、前記複数のカップのうち最も外側のカップの上下方向の位置を変更する。
【００２２】
本願の第１６発明は、基板処理装置であって、チャンバと、前記チャンバの内部において基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板の上面に、処理液を供給する処理液供給部と、前記チャンバ内の所定の撮影領域を撮影する撮像部と、前記撮像部により取得された撮影画像の輝度値に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する判定部と、を備える。
【００２３】
本願の第１７発明は、第１６発明の基板処理装置であって、前記判定部は、予め取得された前記撮影領域のリファレンス画像と、前記撮影画像との、輝度値の差分画像を生成し、前記差分画像に基づいて、前記チャンバ内におけるヒュームの発生状況を判定する。
【００２４】
本願の第１８発明は、第１７発明の基板処理装置であって、前記撮影領域は、少なくとも１つの評価領域を含み、前記判定部は、前記差分画像における前記評価領域の輝度値の合計値または平均値に基づいて、前記評価領域におけるヒュームの発生状況を判定する。
【００２５】
本願の第１９発明は、第１８発明の基板処理装置であって、前記評価領域は、水平に保持された基板の上方の空間を含む。
【００２６】
本願の第２０発明は、第１９発明の基板処理装置であって、基板の上方に配置された円板状の遮断板をさらに備え、前記評価領域は、前記遮断板の下面に近接する空間を含む。
【００２７】
本願の第２１発明は、第２０発明の基板処理装置であって、前記遮断板を、基板の上面から上方へ離れた上位置と、前記上位置よりも基板の上面に接近した下位置との間で移動させる遮断板昇降機構をさらに備え、前記判定部は、前記評価領域におけるヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記遮断板昇降機構による前記上位置から前記下位置への前記遮断板の降下を禁止する、基板処理装置。
【００２８】
本願の第２２発明は、第１６発明から第２１発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、前記チャンバ内に気流を発生させる気流発生機構をさらに備え、前記気流発生機構は、前記判定部の判定結果に応じて前記気流を変化させる。
【００２９】
本願の第２３発明は、第１６発明から第２２発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、前記処理液供給部は、前記処理液として、硫酸および過酸化水素水を含む洗浄液を供給する。
【００３０】
本願の第２４発明は、第２３発明の基板処理装置であって、前記処理液供給部は、基板の上面に前記洗浄液を供給した後、硫酸の供給を停止させて、基板の上面に過酸化水素水を供給する過水押し出し処理を行い、前記撮像部は、少なくとも前記過水押し出し処理のときに、前記撮影を行う。
【００３１】
本願の第２５発明は、第１６発明から第２４発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、基板を包囲するカップと、前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、前記カップを上下方向に移動させるカップ昇降機構と、を有し、前記カップ昇降機構は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記カップの上下方向の位置を変更する。
【００３２】
本願の第２６発明は、第２５発明の基板処理装置であって、前記カップ昇降機構は、前記判定部により前記ヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、前記カップを、第１位置から、前記第１位置よりも高い第２位置へ上昇させる。
【００３３】
本願の第２７発明は、第２６発明の基板処理装置であって、前記カップの外側に位置する環状壁をさらに有し、前記第２位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第１位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい。
【００３４】
本願の第２８発明は、第２５発明から第２７発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、基板を多重に包囲する複数のカップを有し、前記カップ昇降機構は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記複数のカップのうち最も外側のカップの上下方向の位置を変更する。
【発明の効果】
【００３５】
本願の第１発明〜第２８発明によれば、チャンバ内におけるヒュームの発生状況が正常であるか否かを、撮影画像の輝度値に基づいて定量的に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】基板処理装置の平面図である。
【図２】処理ユニットの平面図である。
【図３】処理ユニットの縦断面図である。
【図４】第１ノズルヘッドに接続される給液部の一例を示した図である。
【図５】制御部と処理ユニット内の各部との接続を示したブロック図である。
【図６】処理ユニットにおける基板処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】処理液供給工程の一部を示したフローチャートである。
【図８】ステップＳ３２における処理ユニットの部分縦断面図である。
【図９】ヒュームの判定処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】カメラから見た基板保持部、基板、および遮断板の斜視図である。
【図１１】リファレンス画像の例を示した図である。
【図１２】撮影画像の例を示した図である。
【図１３】差分画像の例を示した図である。
【図１４】評価領域の輝度値の平均値の変化を示すデータの例を示した図である。
【図１５】積算値の変化を示すデータの例を示した図である。
【図１６】ステップＳ６４における処理ユニットの部分縦断面図である。
【図１７】異常判定後にチャンバ内の気流を変化させる場合のフローチャートである。
【図１８】異常判定後に遮断板の降下を禁止する場合のフローチャートである。
【図１９】左右に複数の評価領域を設定した例を示す図である。
【図２０】上下に複数の評価領域を設定した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３８】
＜１．基板処理装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１００の平面図である。この基板処理装置１００は、半導体ウェハの製造工程において、円板状の基板Ｗ（シリコン基板）の表面を処理する装置である。基板処理装置１００は、基板Ｗの表面に処理液を供給する液処理と、基板Ｗの表面を乾燥させる乾燥処理とを行う。
【００３９】
図１に示すように、基板処理装置１００は、インデクサ１０１と、複数の処理ユニット１０２と、主搬送ロボット１０３とを備えている。
【００４０】
インデクサ１０１は、処理前の基板Ｗを外部から搬入するとともに、処理後の基板Ｗを外部へ搬出するための部位である。インデクサ１０１には、複数の基板Ｗを収容するキャリアが、複数配置される。また、インデクサ１０１は、図示を省略した移送ロボットを有する。移送ロボットは、インデクサ１０１内のキャリアと、処理ユニット１０２または主搬送ロボット１０３との間で、基板Ｗを移送する。なお、キャリアには、例えば、基板Ｗを密閉空間に収納する公知のＦＯＵＰ(front opening unified pod)またはＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッド、或いは、収納基板Ｗが外気と接するＯＣ(open cassette)が用いられる。
【００４１】
処理ユニット１０２は、基板Ｗを１枚ずつ処理する、いわゆる枚様式の処理部である。複数の処理ユニット１０２は、主搬送ロボット１０３の周囲に配置されている。本実施形態では、主搬送ロボット１０３の周囲に配置された４つの処理ユニット１０２が、高さ方向に３段に積層されている。すなわち、本実施形態の基板処理装置１００は、全部で１２台の処理ユニット１０２を有する。複数の基板Ｗは、各処理ユニット１０２において、並列に処理される。ただし、基板処理装置１００が備える処理ユニット１０２の数は、１２台に限定されるものではなく、例えば、８台、４台、１台などであってもよい。
【００４２】
主搬送ロボット１０３は、インデクサ１０１と複数の処理ユニット１０２との間で、基板Ｗを搬送するための機構である。主搬送ロボット１０３は、例えば、基板Ｗを保持するハンドと、ハンドを移動させるアームとを有する。主搬送ロボット１０３は、インデクサ１０１から処理前の基板Ｗを取り出して、処理ユニット１０２へ搬送する。また、処理ユニット１０２における基板Ｗの処理が完了すると、主搬送ロボット１０３は、当該処理ユニット１０２から処理後の基板Ｗを取り出して、インデクサ１０１へ搬送する。
【００４３】
＜２．処理ユニットの構成＞
続いて、処理ユニット１０２の構成について説明する。以下では、基板処理装置１００が有する複数の処理ユニット１０２のうちの１つについて説明するが、他の処理ユニット１０２も同等の構成を有する。
【００４４】
図２は、処理ユニット１０２の平面図である。図３は、処理ユニット１０２の縦断面図である。図２および図３に示すように、処理ユニット１０２は、チャンバ１０、基板保持部２０、回転機構３０、処理液供給部４０、処理液捕集部５０、遮断板６０、撮像部７０、および制御部８０を備えている。
【００４５】
チャンバ１０は、基板Ｗを処理するための処理空間１１を内包する筐体である。チャンバ１０は、処理空間１１の側部を取り囲む側壁１２と、処理空間１１の上部を覆う天板部１３と、処理空間１１の下部を覆う底板部１４と、を有する。基板保持部２０、回転機構３０、処理液供給部４０、処理液捕集部５０、遮断板６０、および撮像部７０は、チャンバ１０の内部に収容される。側壁１２の一部には、チャンバ１０内への基板Ｗの搬入およびチャンバ１０から基板Ｗの搬出を行うための搬入出口と、搬入出口を開閉するシャッタとが、設けられている（いずれも図示省略）。
【００４６】
図３に示すように、チャンバ１０の天板部１３には、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１５が設けられている。ファンフィルタユニット１５は、ＨＥＰＡフィルタ等の集塵フィルタと、気流を発生させるファンとを有する。ファンフィルタユニット１５を動作させると、基板処理装置１００が設置されるクリーンルーム内の空気が、ファンフィルタユニット１５に取り込まれ、集塵フィルタにより清浄化されて、チャンバ１０内の処理空間１１へ供給される。これにより、チャンバ１０内の処理空間１１に、清浄な空気のダウンフローが形成される。
【００４７】
すなわち、本実施形態では、ファンフィルタユニット１５が、チャンバ１０内に気流を発生させる気流発生機構となっている。
【００４８】
また、側壁１２の下部の一部には、排気ダクト１６（排気手段）が接続されている。排気ダクト１６は、処理液捕集部５０の下方の空間へ向けて開いた排気口１６０を有する。また、排気ダクト１６は、図示を省略した負圧源に接続されている。このため、ファンフィルタユニット１５から供給された空気は、チャンバ１０の内部においてダウンフローを形成した後、排気口１６０へ吸引される。そして、排気口１６０へ吸引された空気は、排気ダクト１６を通ってチャンバ１０の外部へ排出される。
【００４９】
基板保持部２０は、チャンバ１０の内部において、基板Ｗを水平に（法線が鉛直方向を向く姿勢で）保持する機構である。図２および図３に示すように、基板保持部２０は、円板状のスピンベース２１と、複数のチャックピン２２とを有する。複数のチャックピン２２は、スピンベース２１の上面の外周部に沿って、等角度間隔で設けられている。基板Ｗは、パターンが形成される被処理面を上側に向けた状態で、複数のチャックピン２２に保持される。各チャックピン２２は、基板Ｗの周縁部の下面および外周端面に接触し、スピンベース２１の上面から僅かな空隙を介して上方の位置に、基板Ｗを支持する。
【００５０】
スピンベース２１の内部には、複数のチャックピン２２の位置を切り替えるためのチャックピン切替機構２３が設けられている。チャックピン切替機構２３は、複数のチャックピン２２を、基板Ｗを保持する保持位置と、基板Ｗの保持を解除する解除位置と、の間で切り替える。
【００５１】
回転機構３０は、基板保持部２０を回転させるための機構である。回転機構３０は、スピンベース２１の下方に設けられたモータカバー３１の内部に収容されている。図３中に破線で示したように、回転機構３０は、スピンモータ３２と支持軸３３とを有する。支持軸３３は、鉛直方向に延び、その下端部がスピンモータ３２に接続されるとともに、上端部がスピンベース２１の下面の中央に固定される。スピンモータ３２を駆動させると、支持軸３３がその軸芯３３０を中心として回転する。そして、支持軸３３とともに、基板保持部２０および基板保持部２０に保持された基板Ｗも、軸芯３３０を中心として回転する。
【００５２】
処理液供給部４０は、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面に、処理液を供給する機構である。図２および図３に示すように、処理液供給部４０は、第１上面ノズル４１、第２上面ノズル４２、第３上面ノズル４３、および下面ノズル４４を有する。
【００５３】
第１上面ノズル４１は、第１ノズルアーム４１１と、第１ノズルアーム４１１の先端に設けられた第１ノズルヘッド４１２と、第１ノズルモータ４１３とを有する。第２上面ノズル４２は、第２ノズルアーム４２１と、第２ノズルアーム４２１の先端に設けられた第２ノズルヘッド４２２と、第２ノズルモータ４２３とを有する。第３上面ノズル４３は、第３ノズルアーム４３１と、第３ノズルアーム４３１の先端に設けられた第３ノズルヘッド４３２と、第３ノズルモータ４３３とを有する。
【００５４】
各ノズルアーム４１１，４２１，４３１は、ノズルモータ４１３，４２３，４３３の駆動により、図２中の矢印のように、各ノズルアーム４１１，４２１，４３１の基端部を中心として、水平方向に個別に回動する。これにより、各ノズルヘッド４１２，４２２，４３２を、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上方の処理位置と、処理液捕集部５０よりも外側の退避位置との間で、移動させることができる。
【００５５】
各ノズルヘッド４１２，４２２，４３２には、処理液を供給するための給液部が個別に接続されている。図４は、第１ノズルヘッド４１２に接続される給液部４５の一例を示した図である。図４では、処理液として、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ洗浄液を供給する場合の例を示している。
【００５６】
図４の給液部４５は、第１配管４５１、第２配管４５２、および合流配管４５３を有する。第１配管４５１の上流側の端部は、硫酸供給源４５４に流路接続されている。第２配管４５２の上流側の端部は、過酸化水素水供給源４５５に流路接続されている。第１配管４５１および第２配管４５２の下流側の端部は、いずれも合流配管４５３に流路接続されている。また、合流配管４５３の下流側の端部は、第１ノズルヘッド４１２に流路接続されている。第１配管４５１の経路途中には、第１バルブ４５６が介挿されている。第２配管４５２の経路途中には、第２バルブ４５７が介挿されている。
【００５７】
第１ノズルヘッド４１２を処理位置に配置した状態で、第１バルブ４５６および第２バルブ４５７を開放すると、硫酸供給源４５４から第１配管４５１へ供給される硫酸と、過酸化水素水供給源４５５から第２配管４５２へ供給される過酸化水素水とが、合流配管４５３で合流して、ＳＰＭ洗浄液となる。そして、そのＳＰＭ洗浄液が、第１ノズルヘッド４１２から、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面に向けて吐出される。
【００５８】
第１ノズルヘッド４１２、第２ノズルヘッド４２２、および第３ノズルヘッド４３２は、互いに異なる処理液を吐出する。処理液の例としては、上述したＳＰＭ洗浄液の他に、ＳＣ１洗浄液（アンモニア水、過酸化水素水、純水の混合液）、ＳＣ２洗浄液（塩酸、過酸化水素水、純水の混合液）、ＤＨＦ洗浄液（希フッ酸）、純水（脱イオン水）などを挙げることができる。
【００５９】
なお、第１ノズルヘッド４１２、第２ノズルヘッド４２２、または第３ノズルヘッド４３２は、処理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、いわゆる二流体ノズルであってもよい。また、処理ユニット１０２に設けられる上面ノズルの数は、３本に限定されるものではなく、１本、２本、または４本以上であってもよい。
【００６０】
下面ノズル４４は、スピンベース２１の中央に設けられた貫通孔の内側に配置されている。下面ノズル４４の吐出口は、基板保持部２０に保持された基板Ｗの下面に対向する。下面ノズル４４も、処理液を供給するための給液部に接続されている。給液部から下面ノズル４４に処理液が供給されると、当該処理液が、下面ノズル４４から基板Ｗの下面に向けて吐出される。
【００６１】
処理液捕集部５０は、使用後の処理液を捕集する部位である。図３に示すように、処理液捕集部５０は、内カップ５１、中カップ５２、および外カップ５３を有する。基板Ｗは、これらのカップ５１〜５３によって、３重に包囲される。内カップ５１、中カップ５２、および外カップ５３は、図３中に概念的に示したカップ昇降機構５４により、互いに独立して昇降移動することが可能である。
【００６２】
内カップ５１は、基板保持部２０の周囲を包囲する円環状の第１案内板５１０を有する。中カップ５２は、第１案内板５１０の外側かつ上側に位置する円環状の第２案内板５２０を有する。外カップ５３は、第２案内板５２０の外側かつ上側に位置する円環状の第３案内板５３０を有する。また、内カップ５１の底部は、中カップ５２および外カップ５３の下方まで広がっている。そして、当該底部の上面には、内側から順に、第１排液溝５１１、第２排液溝５１２、および第３排液溝５１３が設けられている。
【００６３】
処理液供給部４０の各ノズル４１，４２，４３，４４から吐出された処理液は、基板Ｗに供給された後、基板Ｗの回転による遠心力で、外側へ飛散する。そして、基板Ｗから飛散した処理液は、第１案内板５１０、第２案内板５２０、および第３案内板５３０のいずれかに捕集される。第１案内板５１０に捕集された処理液は、第１排液溝５１１を通って、処理ユニット１０２の外部へ排出される。第２案内板５２０に捕集された処理液は、第２排液溝５１２を通って、処理ユニット１０２の外部へ排出される。第３案内板５３０に捕集された処理液は、第３排液溝５１３を通って、処理ユニット１０２の外部へ排出される。
【００６４】
このように、この処理ユニット１０２は、処理液の排出経路を複数有する。このため、基板Ｗに供給された処理液を、種類毎に分別して回収できる。したがって、回収された処理液の廃棄や再生処理も、各処理液の性質に応じて別々に行うことができる。例えば、第１排液溝５１１は、処理液を廃棄する廃液ラインへ接続される。これにより、内カップ５１の第１案内板５１０に捕集された処理液を、第１排液溝５１１を通って廃液ラインへ排出することができる。また、第２排液溝５１２は、処理液を再生する再生ラインへ接続される。これにより、中カップ５２の第２案内板５２０に捕集された処理液を、第２排液溝５１２を通って、再生ラインへ排出することができる。
【００６５】
また、外カップ５３の外側には、環状壁５５が設けられている。環状壁５５は、外カップ５３を包囲する円環状の壁である。環状壁５５の上部には、内側へ向けて突出する環状凸部５５１が設けられている。チャンバ１０の内部においてダウンフローを形成する空気は、内カップ５１の内側、中カップ５２の内側、外カップ５３の内側、または外カップ５３と環状壁５５との間の空間を通って、下方の空間へ流れる。そして、ダウンフロー後の空気は、排気口１６０から排気ダクト１６内へ吸引される。
【００６６】
遮断板６０は、乾燥処理などの一部の処理を行うときに、基板Ｗの表面付近における気体の拡散を抑制するための部材である。遮断板６０は、円板状の外形を有し、基板保持部２０の上方に、水平に配置される。図３に示すように、遮断板６０は、遮断板昇降機構６１に接続されている。遮断板昇降機構６１を動作させると、遮断板６０は、基板保持部２０に保持される基板Ｗの上面から上方へ離れた上位置と、上位置よりも基板Ｗの上面に接近した下位置との間で、昇降移動する。遮断板昇降機構６１には、例えば、モータの回転運動をボールねじにより直進運動に変換する機構が用いられる。
【００６７】
また、遮断板６０の下面の中央には、窒素ガス等の不活性ガスを吹き出す吹出口６２が設けられている。吹出口６２は、乾燥用の気体を供給する給気部（図示省略）と接続されている。
【００６８】
第１上面ノズル４１、第２上面ノズル４２、または第３上面ノズル４３から、基板Ｗに対して処理液を供給するときには、遮断板６０は、上位置に退避する。処理液の供給後、基板Ｗの乾燥処理を行うときには、遮断板昇降機構６１により、遮断板６０が下位置に降下する。そして、吹出口６２から基板Ｗの上面に向けて、乾燥用の気体（例えば、加熱された窒素ガス）が吹き付けられる。このとき、遮断板６０により、気体の拡散が防止される。その結果、基板Ｗの上面に乾燥用の気体が効率よく供給される。
【００６９】
撮像部７０は、チャンバ１０内の所定の撮影領域を撮影する装置である。撮像部７０は、例えば、チャンバ１０の側壁１２の内面に近接した位置に設置されている。図２および図３に示すように、撮像部７０は、光源７１およびカメラ７２を有する。光源７１には、例えばＬＥＤが用いられる。カメラ７２には、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタルカメラが用いられる。撮像部７０は、光源７１から光を照射つつ、カメラ７２による撮影を行うことにより、チャンバ１０内の処理空間１１のうち、予め設定された撮影領域Ａ１の撮影画像を取得する。撮影画像は、複数のピクセルにより構成され、ピクセル毎に輝度値の情報を有する。
【００７０】
制御部８０は、処理ユニット１０２内の各部を動作制御するための手段である。図５は、制御部８０と、処理ユニット１０２内の各部との接続を示したブロック図である。図５中に概念的に示したように、制御部８０は、ＣＰＵ等の演算処理部８１、ＲＡＭ等のメモリ８２、およびハードディスクドライブ等の記憶部８３を有するコンピュータにより構成される。記憶部８３内には、処理ユニット１０２における基板Ｗの処理を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。
【００７１】
また、図５に示すように、制御部８０は、上述したファンフィルタユニット１５、チャックピン切替機構２３、スピンモータ３２、ノズルモータ４１３，４２３，４３３、処理液供給部４０のバルブ４５６，４５７、カップ昇降機構５４、遮断板昇降機構６１、光源７１、およびカメラ７２と、それぞれ通信可能に接続されている。制御部８０は、記憶部８３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ８２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算処理部８１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、処理ユニット１０２における基板Ｗの処理や、後述するヒュームの判定処理が進行する。
【００７２】
＜３．基板処理装置の動作＞
次に、上記の処理ユニット１０２における基板Ｗの処理について、図６のフローチャートを参照しつつ、説明する。
【００７３】
処理ユニット１０２において基板Ｗを処理するときには、まず、主搬送ロボット１０３が、処理対象となる基板Ｗを、チャンバ１０内に搬入する（ステップＳ１）。チャンバ１０内に搬入された基板Ｗは、基板保持部２０の複数のチャックピン２２により、水平に保持される。その後、回転機構３０のスピンモータ３２を駆動させることにより、基板Ｗの回転を開始させる（ステップＳ２）。具体的には、支持軸３３、スピンベース２１、複数のチャックピン２２、およびチャックピン２２に保持された基板Ｗが、支持軸３３の軸芯３３０を中心として回転する。
【００７４】
続いて、処理液供給部４０からの処理液の供給を行う（ステップＳ３）。ステップＳ３では、ノズルモータ４１３，４２３，４３３の駆動により、第１ノズルヘッド４１２、第２ノズルヘッド４２２、および第３ノズルヘッド４３２が、基板Ｗの上面に対向する処理位置へ、順次に移動する。そして、処理位置に配置されたノズルヘッドから、処理液が吐出される。制御部８０内の記憶部８３には、処理液の供給の順序や、各処理液の供給時間が、予め設定されている。制御部８０は、当該設定に従って、各上面ノズル４１，４２，４３からの処理液の吐出動作を実行する。
【００７５】
なお、ステップＳ３では、各ノズル４１，４２，４３から処理液を吐出しつつ、当該ノズル４１，４２，４３を、処理位置において水平に揺動させてもよい。また、必要に応じて、下面ノズル４４からの処理液の吐出を行ってもよい。
【００７６】
図７は、ステップＳ３における処理液供給工程の一部を示したフローチャートである。図７の例では、まず、第１ノズルアーム４１１が回動して、第１ノズルヘッド４１２が、退避位置から処理位置へ移動する（ステップＳ３１）。そして、図４の第１バルブ４５６および第２バルブ４５７が開放される。これにより、第１ノズルヘッド４１２から基板Ｗの上面に向けて、硫酸と過酸化水素水との混合液であるＳＰＭ洗浄液が吐出される（ステップＳ３２）。ＳＰＭ洗浄液の温度は、例えば、１５０℃〜２００℃とされる。
【００７７】
図８は、ステップＳ３２における処理ユニット１０２の部分縦断面図である。ステップＳ３２において、基板Ｗの上面にＳＰＭ洗浄液が供給されると、基板Ｗの上面を覆うレジストがＳＰＭ洗浄液中に溶解する。このため、ＳＰＭ洗浄液の吐出を開始した当初は、基板Ｗの上面から側方へ、レジストの成分を含む黒色に近いＳＰＭ洗浄液が飛散する。このとき、図８中に二点鎖線で示したように、内カップ５１の第１案内板５１０は、基板Ｗの側方に配置される。基板Ｗの上面から飛散したＳＰＭ洗浄液は、内カップ５１に捕集され、第１排液溝５１１を通って、廃液ラインへ排出される。
【００７８】
やがて、基板Ｗの上面からレジストが完全に除去されると、基板Ｗの上面から飛散する液体は、無色透明のほぼ純粋なＳＰＭ洗浄液となる。このＳＰＭ洗浄液の色の変化が、図示を省略したセンサにより検出されると、制御部８０は、カップ昇降機構５４により、内カップ５１を下降させる。具体的には、図８中に実線で示したように、内カップ５１の第１案内板５１０を、基板Ｗよりも低い位置に配置する。そうすると、基板Ｗの上面から飛散したＳＰＭ洗浄液は、中カップ５２に捕集され、第２排液溝５１２を通って、再生ラインへ回収される。
【００７９】
所定時間のＳＰＭ洗浄液の吐出が終了すると、第１バルブ４５６および第２バルブ４５７のうち、第１バルブ４５６のみを閉鎖して、硫酸の供給を停止する。これにより、第１ノズルヘッド４１２から過酸化水素水のみを吐出する、いわゆる「過水押し出し処理」が行われる（ステップＳ３３）。この過水押し出し処理は、合流配管４５３および第１ノズルヘッド４１２に残留する硫酸成分を洗い流して、処理液の供給を停止した後の第１ノズルヘッド４１２からの硫酸の意図せぬ滴下を防止するために行われる。
【００８０】
その後、所定時間が経過すると、第２バルブ４５７も閉鎖して、過酸化水素水の吐出を停止する。そして、第１ノズルアーム４１１を回動させて、第１ノズルヘッド４１２を、処理位置から退避位置へ移動させる（ステップＳ３４）。
【００８１】
その後、基板Ｗに対してリンス処理が行われる（ステップＳ３５）。リンス処理においては、基板Ｗの回転を継続しつつ、基板Ｗの上面に純水が吐出される。純水は、第１ノズルヘッド４１２〜第３ノズルヘッド４３２のいずれか１つから吐出されてもよく、あるいは、遮断板６０の下面中央から吐出されてもよい。
【００８２】
図６のフローチャートに戻る。ステップＳ３の処理液供給工程の間、遮断板６０は、上面ノズル４１，４２，４３よりも上方の上位置に配置されている。基板Ｗへの種々の処理液の供給が完了し、全ての上面ノズル４１，４２，４３が退避位置に配置されると、制御部８０は、遮断板昇降機構６１を動作させて、遮断板６０を上位置から下位置へ移動させる。そして、スピンモータ３２の回転数を上げて基板Ｗの回転を高速化するとともに、遮断板６０の下面に設けられた吹出口６２から基板Ｗへ向けて、乾燥用の気体を吹き付ける。これにより、基板Ｗの表面を乾燥させる（ステップＳ４）。
【００８３】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、複数のチャックピン２２による基板Ｗの保持を解除する。そして、主搬送ロボット１０３が、処理後の基板Ｗを、基板保持部２０から取り出して、チャンバ１０の外部へ搬出する（ステップＳ５）。
【００８４】
＜４．ヒュームの判定処理について＞
上述したステップＳ３の処理液供給工程では、基板Ｗの上方の空間に、ヒュームと称される多数の微粒子からなる雰囲気が発生する場合がある。特に、図７の例のように、１５０℃以上の高温のＳＰＭ洗浄液を供給し、さらに、ＳＰＭ洗浄液の供給後に過水押し出し処理を行うときには、ヒュームが多量に発生しやすいことが知られている。
【００８５】
ヒュームは、通常の発生量であれば、チャンバ１０内のダウンフローによって拡散が抑えられる。しかしながら、ヒュームの発生量が過度に多くなって、例えば遮断板６０にヒュームが付着すると、付着したヒュームは、やがて固化してパーティクルとなる。そして、当該パーティクルが再び遮断板６０から飛散して、基板Ｗの表面に異物として付着するおそれがある。そこで、本実施形態の処理ユニット１０２は、ステップＳ３の処理の間、チャンバ１０内の撮影画像を監視して、ヒュームの発生状況が正常範囲内であるか否かを判定する処理を並行して行う。以下では、当該判定処理について、説明する。
【００８６】
図９は、ヒュームの判定処理の流れを示したフローチャートである。
【００８７】
ヒュームの判定処理を行うときには、まず、リファレンス画像Ｉｒを取得する（ステップＳ６１）。具体的には、基板Ｗへの処理液の供給が開始される前に、撮像部７０が、基板Ｗの上方の所定の撮影領域Ａ１を撮影する。この撮影により、ヒュームの無い撮影領域Ａ１の画像が、リファレンス画像Ｉｒとして取得される。得られたリファレンス画像Ｉｒは、撮像部７０から制御部８０へ入力され、制御部８０内の記憶部８３に記憶される。
【００８８】
基板Ｗへの処理液の供給が開始されると、撮像部７０は、チャンバ１０内の撮影領域Ａ１を、所定の時間間隔で（例えば０．１秒ごとに）繰り返し撮影する。これにより、処理液の供給を開始した後の撮影領域Ａ１の画像（以下、「撮影画像Ｉｓ」と称する）を、繰り返し取得する（ステップＳ６２）。得られた撮影画像Ｉｓは、撮像部７０から制御部８０へ入力され、制御部８０内の記憶部８３に記憶される。
【００８９】
図１０は、カメラ７２から見た基板保持部２０、基板Ｗ、および遮断板６０の斜視図である。図１０中に破線で示したように、撮影領域Ａ１は、例えば、基板保持部２０と、上位置に配置された遮断板６０との間の空間を含むように、設定される。
【００９０】
図１１は、ステップＳ６１において取得されるリファレンス画像Ｉｒの例を示した図である。図１２は、ステップＳ６２において取得される撮影画像Ｉｓの例を示した図である。図１１および図１２に示すように、撮影領域Ａ１は、少なくとも１つの評価領域Ａ２を含んでいる。評価領域Ａ２は、撮影領域Ａ１のうち、次のステップＳ６３における判定の対象となる領域である。評価領域Ａ２は、予めユーザにより設定される。評価領域Ａ２は、基板保持部２０により水平に保持された基板Ｗの上方の空間を含むように、設定されることが望ましい。特に、本実施形態のように、処理ユニット１０２が遮断板６０を有する場合には、評価領域Ａ２は、図１１および図１２のように、遮断板６０の下面に近接する空間を含むように設定されることが望ましい。
【００９１】
撮影画像Ｉｓを取得すると、制御部８０は、当該撮影画像Ｉｓに含まれる輝度値に基づいて、評価領域Ａ２におけるヒュームの発生状況を判定する（ステップＳ６３）。図９に示すように、本実施形態のステップＳ６３は、ステップＳ６３ａ〜Ｓ６３ｈを含む。
【００９２】
ステップＳ６３では、まず、上述したリファレンス画像Ｉｒと、得られた撮影画像Ｉｓとの、輝度値の差分画像Ｉｄを生成する（ステップＳ６３ａ）。具体的には、リファレンス画像Ｉｒに含まれる各ピクセルの輝度値と、撮影画像Ｉｓに含まれる各ピクセルの輝度値との差分値をピクセル毎に算出し、算出された差分値により構成される画像を、差分画像Ｉｄとする。
【００９３】
図１３は、図１１のリファレンス画像Ｉｒと、図１２の撮影画像Ｉｓとに基づいて生成される差分画像Ｉｄの例を示した図である。差分画像Ｉｄにおいては、リファレンス画像Ｉｒと撮影画像Ｉｓとの間で、変化のない部分の輝度値はほぼ０となり、変化した部分にのみ輝度値が現れる。したがって、ヒュームＦが発生した場合には、差分画像Ｉｄの輝度値が、０以外の正数となる。
【００９４】
制御部８０は、撮像部７０により繰り返し撮影される複数の撮影画像Ｉｓについて、このような差分画像Ｉｄを順次に生成する。
【００９５】
続いて、制御部８０は、順次に得られる差分画像Ｉｄのそれぞれについて、評価領域Ａ２の各ピクセルの輝度値の平均値を算出する（ステップＳ６３ｂ）。その結果、図１４のように、撮影画像Ｉｓの取得時刻に対する、評価領域Ａ２の輝度値の平均値の変化を表すデータが得られる。制御部８０は、算出された平均値と、予め設定された第１閾値とを比較する（ステップＳ６３ｃ）。そして、平均値が第１閾値未満の場合には、制御部８０は、その時刻におけるヒュームの発生状況は、正常範囲内であると判定する（ステップＳ６３ｄ）。一方、平均値が第１閾値以上の場合には、制御部８０は、その平均値を積算対象値とする（ステップＳ６３ｅ）。
【００９６】
その後、制御部８０は、積算対象値から第１閾値を引いた数値である超過値を、順次に積算する（ステップＳ６３ｆ）。これにより、図１５のように、超過値を積算した積算値の変化を示すデータが得られる。制御部８０は、算出された積算値と、予め設定された第２閾値とを比較する（ステップＳ６３ｇ）。そして、積算値が第２閾値未満の場合には、制御部８０は、その時刻におけるヒュームの発生状況は、正常範囲内であると判定する（ステップＳ６３ｄ）。一方、積算値が第２閾値以上になると、制御部８０は、評価領域Ａ２におけるヒュームの発生状況が異常であると判定する（ステップＳ６３ｈ）。
【００９７】
ステップＳ６３ｄで、ヒュームの発生状況が正常範囲内と判定された場合には、ステップＳ６２に戻り、引き続き、撮影画像Ｉｓの取得（ステップＳ６２）と、ヒュームの判定処理（ステップＳ６３）とを行う。一方、ステップＳ６３ｈで、ヒュームの発生状況が異常と判定された場合には、制御部８０は、警報を発してユーザに異常であることを知らせる。警報は、例えば、警告ランプの発光であってもよく、音声や警報音の発報であってもよく、画面へのメッセージの表示であってもよい。
【００９８】
以上のように、この処理ユニット１０２では、チャンバ１０内におけるヒュームの発生状況が正常範囲内であるか否かを、撮影画像Ｉｓの輝度値に基づいて定量的に判定できる。したがって、ユーザは、判定結果に基づいて、チャンバ内におけるヒュームの発生状況を適切に把握でき、異常時には必要な対処を行うことができる。
【００９９】
特に、本実施形態では、予めリファレンス画像Ｉｒを取得しておき、リファレンス画像Ｉｒと撮影画像Ｉｓとの差分画像Ｉｄに基づいて、ヒュームの発生状況を判定する。このため、リファレンス画像Ｉｒと撮影画像Ｉｓとで変化した部分を、ヒュームとして適切に判定できる。
【０１００】
また、本実施形態では、評価領域Ａ２の輝度値の平均値を、単に第１閾値と比較するだけではなく、第１閾値以上となる場合にのみ、その超過値を積算し、積算により得られた積算値を第２閾値と比較する。このようにすれば、測定誤差などにより、評価領域Ａ２の輝度値の平均値が、一時的に第１閾値以上となった場合でも、直ちに異常と判定することなく、平均値が第１閾値以上の状態がある程度継続した場合にのみ、異常と判定することができる。したがって、チャンバ１０内におけるヒュームの発生状況が正常範囲内であるか否かを、より安定的に判定できる。
【０１０１】
なお、本実施形態のステップＳ６３ｆでは、積算対象値から第１閾値を引いた値である超過値を、順次に積算していた。しかしながら、超過値に代えて、積算対象値自体を、順次に積算してもよい。ただし、上記のように超過値を積算する方が、ヒュームが異常発生した時刻における変化率（例えば、図１５の符号Ｅで示した箇所の変化率）をより大きくして、強調できる点で好ましい。
【０１０２】
＜５．外カップの昇降動作について＞
外カップ５３の高さは、定常時には、図８に示す第１位置に配置されている。第１位置では、外カップ５３の第３案内板５３０が、基板Ｗの周囲に配置される。このとき、外カップ５３と、外カップ５３の外側に位置する環状壁５５との間には、円環状の隙間５６が存在する。チャンバ１０内においてダウンフローを形成する空気は、図８中に破線矢印Ｆ１で示したように、主として、当該隙間５６を通って、３つのカップ５１〜５３の下方の空間へ流れる。
【０１０３】
ただし、図９のステップＳ６３ｈにおいて、ヒュームの発生状況が異常であると判定された場合、制御部８０は、カップ昇降機構５４により、外カップ５３を上昇させる（ステップＳ６４）。これにより、外カップ５３の高さを、第１位置から、第１位置よりも高い第２位置に変化させる。
【０１０４】
図１６は、ステップＳ６４における処理ユニット１０２の部分縦断面図である。図１６に示すように、第２位置では、外カップ５３の第３案内板５３０が、基板Ｗの上方の評価領域Ａ２に相当する空間の外側に配置される。また、外カップ５３が第２位置に配置されると、外カップ５３の外周面が、環状壁５５の環状凸部５５１の内周部に接近する。これにより、外カップ５３と環状壁５５との間の隙間５６が、第１位置のときよりも狭くなる。このため、チャンバ１０内においてダウンフローを形成する空気は、図１６中に破線矢印Ｆ２で示したように、主として、外カップ５３の内側を通って、３つのカップ５１〜５３の下方の空間へ流れる。
【０１０５】
基板Ｗの上方の空間に発生したヒュームは、この破線矢印Ｆ２の空気の流れに乗って、外カップ５３に捕集される。したがって、ヒュームの上方への拡散が抑制される。その結果、遮断板６０の下面、外カップ５３の外周面、チャンバ１０の内壁面などに、ヒュームが付着することを抑制できる。
【０１０６】
このように、本実施形態の処理ユニット１０２では、ステップＳ６３の判定結果に基づいて、外カップ５３の上下方向の位置を変更する。これにより、ヒュームの発生状況に応じた適切な位置に、外カップ５３を配置する。したがって、ヒュームの拡散を抑えて、チャンバ１０内の各部にヒュームが付着することを抑制できる。特に、本実施形態では、上昇後の第２位置における外カップ５３と環状壁５５との間の隙間５６は、上昇前の第１位置における外カップ５３と環状壁５５との間の隙間５６よりも、小さい。このように、ヒュームの発生状況が異常であると判定されたときに、当該隙間５６を狭めることによって、外カップ５３の外側へ流れる気体の流量を低減できる。その結果、ヒュームの拡散をより抑制できる。
【０１０７】
また、本実施形態では、処理液捕集部５０の３つのカップ５１〜５３のうち、内カップ５１および中カップ５２は、ステップＳ６３の判定結果に拘わらず、予め設定された処理シーケンスに従って動作する。そして、最も外側の外カップ５３のみが、ステップＳ６３の判定結果に基づいて、上下方向に移動する。このようにすれば、内カップ５１および中カップ５２によって、処理液の捕集を継続しつつ、外カップ５３によって、発生したヒュームを捕集することができる。
【０１０８】
＜６．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【０１０９】
上記の実施形態では、ステップＳ６３ｈでヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、警報を発するとともに、ヒュームの拡散を抑制するために、外カップ５３の上下方向の位置を第１位置から第２位置に変更していた。しかしながら、外カップ５３の上下方向の位置は、３段階以上に変更してもよいし、連続的に変更してもよい。また、上下方向の位置を変更するカップは、内カップ５１または中カップ５２であってもよい。また、外カップ５３の高さは、第２位置に固定されていてもよい。また、基板Ｗを包囲するカップの数は、１〜２つであってもよく、４つ以上であってもよい。また、３つのカップ５１〜５３とは別に、ヒュームを捕集するための専用のカップが設けられていてもよい。
【０１１０】
また、ステップＳ６３ｈでヒュームの発生状況が異常と判定された場合に、制御部８０は、警報を発するとともに、ヒュームの拡散を抑制するための他の制御を、自動的に行ってもよい。例えば、図１７のように、ステップＳ６３ｈの後、チャンバ１０内の気流を変化させてもよい（ステップＳ６４）。具体的には、ファンフィルタユニット１５のファンの回転数を上昇させて、チャンバ１０内のダウンフローの流速を上げるとよい。
【０１１１】
また、ステップＳ６３ｈでヒュームの発生状況が異常と判定された場合には、遮断板６０の下面に近接した領域まで、ヒュームが拡散していると考えられる。このため、その直後にステップＳ４の乾燥処理を予定している場合に、そのまま遮断板６０を降下させると、遮断板６０にヒュームが付着してしまう。そこで、図１８のように、ステップＳ６３ｈの後、制御部８０は、遮断板昇降機構６１による遮断板６０の上位置から下位置への降下を禁止してもよい（ステップＳ６５）。
【０１１２】
また、上記の実施形態では、差分画像Ｉｄ中の評価領域Ａ２の輝度値の平均値に基づいて、ヒュームの発生状況を判定していた。しかしながら、評価領域Ａ２の輝度値の合計値に基づいて、ヒュームの発生状況を判定してもよい。
【０１１３】
また、上記の実施形態では、撮影領域Ａ１の中に設定される評価領域Ａ２の数が、１つのみであった。しかしながら、撮影領域Ａ１の中に設定される評価領域Ａ２の数は、２つ以上であってもよい。そして、２つ以上の評価領域Ａ２のそれぞれにおけるヒュームの発生状況を判定してもよい。
【０１１４】
例えば、図１９のように、撮影領域Ａ１の中に、左右に複数の評価領域Ａ２を設定してもよい。このようにすれば、各評価領域Ａ２における判定結果から、気流の偏りなどの付加的な情報を知ることができる。また、各評価領域の面積が小さくなるため、各評価領域Ａ２におけるヒュームの発生状況を、より精度よく判定できる。
【０１１５】
また、図２０のように、撮影領域Ａ１の中に、上下に複数の評価領域Ａ２を設定してもよい。そして、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面に近接する空間も、評価領域Ａ２として設定してもよい。この場合、基板Ｗの上面に近接する評価領域Ａ２では、例えば、ステップＳ３３の過水押し出し処理のように、ヒュームが発生すべきときに、もしヒュームが発生していなければ（評価領域Ａ２における輝度値の合計値または平均値が予め設定された閾値に達しなければ）、異常と判定してもよい。この異常判定は、図８にて説明した判定方法と組み合わせて行ってもよい。すなわち、基板Ｗの上面に近接する空間における評価領域Ａ２での判定結果（輝度値の合計値または平均値が閾値未満であれば異常と判定）と、当該評価領域Ａ２よりも上方に位置する他方の評価領域Ａ２での判定結果（輝度値の合計値または平均値が閾値以上であれば異常と判定）との、少なくともいずれかの判定結果が異常である場合に、全体として異常と判定してもよい。
【０１１６】
また、上下に複数の評価領域Ａ２を設定する場合、異常と判定された評価領域Ａ２の位置に応じて、外カップ５３の位置を変更してもよい。例えば、異常と判定された評価領域Ａ２のうち、最も高い位置の評価領域Ａ２の側方に、外カップ５３の第３案内板５３０が配置されるようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記の実施形態では、ステップＳ３の処理液供給工程の間、ヒュームの判定処理（ステップＳ６１〜Ｓ６３）を行っていた。しかしながら、ステップＳ３の処理液供給工程のうち、ヒュームが発生しやすい処理液を供給するときにのみ、ヒュームの判定処理を行ってもよい。例えば、上記のＳＰＭ洗浄液の供給時および過水押し出し処理のときにのみ、ヒュームの判定処理を行ってもよい。少なくとも過水押し出し処理のときには、ヒュームの判定処理を実行することが好ましい。
【０１１８】
また、処理液供給工程の間、ヒュームの判定処理を行い、特にＳＰＭ洗浄液の供給時および過水押し出し処理のときにカメラ７２で撮影を行うフレーム数を多くする（すなわち、撮影を行う時間間隔を短くする。例えば、０．１秒ごとに繰返し撮影していたものを、ＳＰＭ洗浄液の供給時および過水押し出し処理のときにのみ０．０５秒ごとに繰返し撮影する）集中監視処理を行ってもよい。当該集中監視処理を行うことで、特にヒュームの発生しやすい工程においては細かい時間間隔で詳細に撮像画像を得つつ、そうでない工程において取得する撮像画像数を少なくすることで、記憶部８３に格納されるデータ容量を少なくできる利点がある。
【０１１９】
また、上記の実施形態では、基板Ｗへの処理液の供給が開始される直前に、リファレンス画像Ｉｒを取得していた。しかしながら、リファレンス画像Ｉｒを取得するタイミングは、他のタイミングであってもよい。また、リファレンス画像Ｉｒは、１つでなくてもよい。例えば、判定対象となる撮影画像Ｉｓの所定時間前に撮影された撮影画像Ｉｓを、リファレンス画像Ｉｒとしてもよい。
【０１２０】
また、上記の実施形態では、制御部８０が、処理ユニット１０２の各部を動作制御する機能と、ヒュームの発生状況を判定する判定部としての機能と、の双方を備えていた。しかしながら、処理ユニット１０２の各部を動作制御するための制御部と、ヒュームの発生状況を判定するための判定部とは、別々のコンピュータであってもよい。
【０１２１】
また、上記の実施形態では、処理対象となる基板Ｗが半導体用のシリコンウェハであった。しかしながら、本発明において処理対象となる基板は、シリコンウェハに限定されるものではなく、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイ用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、太陽電池用のガラス基板などの、他の精密電子装置用の基板であってもよい。
【０１２２】
また、基板処理装置の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【０１２３】
＜７．他の観点の発明＞
なお、「カップを利用して、基板の上方の空間からヒュームを回収すること」を第１の課題として設定すれば、ヒュームの判定処理（撮影および撮影画像に基づく判定）を必須要件とせず、それに代えて、カップと環状壁との間の隙間寸法の変化を必須要件とする発明を、上記の実施形態（図８，図１６など）から抽出することができる。
【０１２４】
当該発明を装置発明として記載すると、例えば、「チャンバと、前記チャンバの内部において基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板の上面に、処理液を供給する処理液供給部と、基板を包囲するカップと、前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体を排出する排気手段と、前記カップを上下方向に移動させるカップ昇降機構と、前記カップの外側に位置する環状壁と、を有し、前記カップ昇降機構は、前記ヒュームの回収時に、前記カップを、第１位置から、前記第１位置よりも高い第２位置へ上昇させ、前記第２位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間は、前記第１位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい、基板処理装置。」となる。
【０１２５】
また、当該発明を方法発明として記載すると、例えば、「チャンバの内部で基板を水平に保持しつつ基板の上面に処理液を供給する装置において、基板の上方の空間からヒュームを回収するヒューム回収方法であって、ａ）基板を包囲するカップを第１位置に配置しつつ、基板の上面に処理液を供給する工程と、ｂ）前記カップを第１位置から前記第１位置よりも高い第２位置へ移動させる工程と、を有し、前記工程ａ）および前記工程ｂ）では、前記カップの内側の空間から前記チャンバの外部へ気体が排出され、前記第２位置における前記カップと前記カップの外側に位置する環状壁との間の隙間は、前記第１位置における前記カップと前記環状壁との間の隙間よりも小さい、ヒューム回収方法。」となる。
【０１２６】
これらの発明によれば、ヒュームの回収時に、カップを第１位置から第２位置へ上昇させる。そうすると、カップと環状壁との間の隙間が狭くなる。このため、カップの外側へ流れる気体の流量を低減して、カップの内側へ、気体とともにヒュームを効率よく引き込むことができる。その結果、チャンバ内におけるヒュームの拡散を抑制できる。また、これらの発明に、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  チャンバ
１１  処理空間
１５  ファンフィルタユニット
２０  基板保持部
２１  スピンベース
２２  チャックピン
３０  回転機構
４０  処理液供給部
４１，４２，４３，４４  ノズル
４５  給液部
５０  処理液捕集部
５１  内カップ
５２  中カップ
５３  外カップ
５４  カップ昇降機構
５５  環状壁
６０  遮断板
６１  遮断板昇降機構
６２  吹出口
７０  撮像部
７１  光源
７２  カメラ
８０  制御部
１００  基板処理装置
１０１  インデクサ
１０２  処理ユニット
１０３  主搬送ロボット
４５１  第１配管
４５２  第２配管
４５３  合流配管
４５４  硫酸供給源
４５５  過酸化水素水供給源
４５６，４５７  バルブ
Ａ１  撮影領域
Ａ２  評価領域
Ｆ  ヒューム
Ｉｒ  リファレンス画像
Ｉｓ  撮影画像
Ｉｄ  差分画像
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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