特許 6617963 基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6617963

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20191202BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20191202BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

   H01L21/30 564C

   H01L21/30 569C

   H01L21/68 N

【請求項の数】16

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-28228(P2016-28228)

(22)【出願日】2016年2月17日

(65)【公開番号】特開2017-147339(P2017-147339A)

(43)【公開日】2017年8月24日

【審査請求日】2018年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100100549

【弁理士】

【氏名又は名称】川口 嘉之

(74)【代理人】

【識別番号】100113608

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 明

(74)【代理人】

【識別番号】100123319

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125357

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 剛

(72)【発明者】

【氏名】佐野 洋

【審査官】 井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０２５２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５２４７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を略水平姿勢に保持した状態で回転する基板保持部と、
前記基板保持部が回転した状態で前記基板に所定の処理を加える処理制御部と、
前記基板保持部による前記基板の保持状態の異常を検査する異常検査部と、
を備え、
前記異常検査部は、
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影して第１画像を取得する撮像手段と、
前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第２画像を前記第１画像から切り出す切り出し手段と、
前記第２画像について、前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を求め、該特徴量に基づいて前記保持状態の異常判定を行う判定手段と、
を有する、
基板処理装置における、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法であって、
前記第１画像において、前記基板保持部に正常に保持された状態の前記基板の上端面を確定する上端面確定工程と、
前記上端面確定工程によって確定された前記第１画像における前記基板の上端面の位置に基づいて、前記検査領域の上下方向の位置を決定する垂直位置決定工程と、
前記上下方向の位置が決定された前記検査領域の候補について、前記基板保持部の回転開始時における濃度を求め、前記基板保持部の初期状態における同一領域の濃度との間の差分絶対値の積分値である差分画像積分値を求め、求められた差分画像積分値に基づいて、前記検査領域の水平位置を決定する水平位置決定工程と、
を有することを特徴とする、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項2】

前記水平位置決定工程では、
前記検査領域の水平位置を、前記差分画像積分値が最小となる位置とすることを特徴とする、請求項１に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項3】

前記上端面確定工程においては、
前記第１画像の所定の水平位置における画素の、垂直方向に関する隣接画素との濃度の差分値が、該垂直方向に関する各画素における濃度の標準偏差の所定倍数以上となる位置として、前記基板の上端面の位置を確定することを特徴とする、請求項１または２に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項4】

前記特徴量は、前記差分画像積分値に基づいて決定され、
前記基板保持部の回転中の前記第１画像の前記検査領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて、前記基板の保持状態の異常判定のための前記特徴量の閾値を決定することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項5】

前記基板保持部の回転開始時の前記第１画像は、
所定の回転開始判定領域内の、前記差分画像積分値が所定の第２閾値を超えた時点に、前記撮像手段によって、前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影した画像であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項6】

前記回転開始判定領域の位置は、
前記基板保持部の停止状態から回転開始後に亘って所定期間毎に撮影された複数の前記第１画像のうち、前記第１画像全体についての前記差分画像積分値が最大となるものより
前に撮影され、
一つ前の前記第１画像からの前記差分画像積分値の変化が、所定の第３閾値を超える直前の前記第１画像において、
前記差分画像積分値が最大となる位置に決定されることを特徴とする、請求項５に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項7】

前記第２閾値は、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて決定されることを特徴とする、請求項５または６に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項8】

前記第２閾値は、さらに、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最大値及び、回転開始時の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最小値に基づいて、決定されることを特徴とする、請求項７に記載の、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法。

【請求項9】

基板を略水平姿勢に保持した状態で回転する基板保持部と、
前記基板保持部が回転した状態で前記基板に所定の処理を加える処理制御部と、
前記基板保持部による前記基板の保持状態の異常を検査する異常検査部と、
を備え、
前記異常検査部は、
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影して第１画像を取得する撮像手段と、
前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第２画像を前記第１画像から切り出す切り出し手段と、
前記第２画像について、前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を求め、該特徴量に基づいて前記保持状態の異常判定を行う判定手段と、
を有する、基板処理装置であって、
前記基板の保持状態の異常を検査するための前記検査領域を決定する検査領域決定部をさらに備え、
前記検査領域決定部は、
前記第１画像において、前記基板保持部に正常に保持された状態の前記基板の上端面を確定する上端面確定手段と、
前記上端面確定手段によって確定された前記第１画像における前記基板の上端面の位置に基づいて、前記検査領域の上下方向の位置を決定する垂直位置決定手段と、
前記上下方向の位置が決定された前記検査領域の候補について、前記基板保持部の回転開始時における濃度を求め、前記基板保持部の初期状態における同一領域の濃度との間の差分絶対値の積分値である差分画像積分値を求め、求められた差分画像積分値に基づいて、前記検査領域の水平位置を決定する水平位置決定手段と、
を有することを特徴とする、基板処理装置。

【請求項10】

前記水平位置決定手段は、
前記検査領域の水平位置を、前記差分画像積分値が最小となる位置とすることを特徴とする、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記上端面確定手段は、
前記第１画像の所定の水平位置における画素の、垂直方向に関する隣接画素との濃度の差分値が、該垂直方向に関する各画素における濃度の標準偏差の所定倍数以上となる位置として、前記基板の上端面の位置を確定することを特徴とする、請求項９または１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記特徴量は、前記差分画像積分値に基づいて決定され、
前記基板保持部の回転中の前記第１画像の前記検査領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて、前記基板の保持状態の異常判定のための前記特徴量の閾値を決定することを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記基板保持部の回転開始時の前記第１画像は、
所定の回転開始判定領域内の、前記差分画像積分値が所定の第２閾値を超えた時点に、前記撮像手段によって、前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影した画像であることを特徴とする、請求項９から１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記回転開始判定領域の位置は、
前記基板保持部の停止状態から回転開始後に亘って所定期間毎に撮影された複数の前記第１画像のうち、前記第１画像全体についての前記差分画像積分値が最大となるものより前に撮影され、
一つ前の前記第１画像からの前記差分画像積分値の変化が、所定の第３閾値を超える直前の前記第１画像において、
前記積分値が最大となる位置に決定されることを特徴とする、請求項１３に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記第２閾値は、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて決定されることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記第２閾値は、さらに、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最大値及び、回転開始時の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最小値に基づいて、決定されることを特徴とする、請求項１５に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置等で基板を固定して回転処理する場合に、基板保持部により基板が適正に保持されているか否かを検査する基板保持検査方法および、当該基板保持検査方法を用いて基板処理を行う基板処理装置に関し、特に基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置等においてウェハ等の半導体基板（以下、単純に基板ともいう。）に対し洗浄処理やコーティング処理などの各種処理を施す技術として、基板保持部材によって基板を略水平姿勢に保持して回転させながら処理液を供給して処理を行う基板処理装置がある。この基板処理装置においては、基板の高速回転を可能とするために、図１６に示すように、基板Ｗの外周形状に対応する円周上に適当な間隔をあけて複数の基板保持部材を有する。この基板保持部材は、固定された状態で基板を保持するための固定保持部材１０１と、装置への基板Ｗの脱着時に開閉させるための開閉保持部材１０２とからなる。

【0003】

固定保持部材１０１は、基台１０３に固定された固定軸１０１ａと、固定軸１０１ａに固定され、鼓状の形状を有し側面の凹部で基板Ｗの周縁部を支持する固定コマ１０１ｂを有する。また、開閉保持部材１０２は、基台１０３に固定されている回転軸１０２ａと、一部に切欠き１０２ｃが形成された鼓状の形状で、回転軸１０２ａに対して偏芯して回動可能に固定された開閉コマ１０２ｂとからなる。

【0004】

そして、基板Ｗを装置に着脱する際には、この開閉コマ１０２ｂを回転軸１０２ａ回りに回動させて開閉コマ１０２ｂを基板Ｗから離れる方向に移動させるとともに、切欠き部１０２ｃが基板Ｗに対向する状態にすることで、基板Ｗの周縁部に対する基板保持部材の当接が解かれた状態とする。一方、基板Ｗを装置に固定する際には、開閉コマ１０２ｂを回転軸１０２ａ回りに回動させて開閉コマ１０２ｂを基板Ｗに近づく方向に移動させるとともに、切欠き部１０２ｃを基板Ｗに対向しない位置に移動させる。このことで、全ての基板保持部材が基板Ｗの周縁部に当接するようにし、基板Ｗを挟持して水平姿勢に保持している。

【0005】

しかしながら、基板Ｗが開閉コマ１０２ｂや固定コマ１０１ｂの凹部の斜面に乗り上げるなどの理由により基板保持部材による基板Ｗの保持が不完全となったり、基板Ｗの回転軸に対して傾いた状態で保持される場合がある。このような場合に基板Ｗの処理を開始すると、回転により基板Ｗが基板保持部材から脱落して破損したり、装置自体を損傷させるなどの問題が生じ得る。このような問題を回避するために、回転テーブルに載置された円盤状の被測定体の少なくとも外周部をカメラで撮像し、撮像された画像信号を処理して、画像情報と予め記憶部に記憶されている標準画像情報とを比較して位置を検査する検査装置及び検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

また、このような装置としては、基板Ｗ及び基板保持部材の回転開始以降の撮影画像の一部の領域における濃度（または輝度。以下の「濃度」に関しても同様。）変動を検知することにより、基板の保持状態を検査するシステムもある。この場合の撮影画像の例を図１７に示す。図１７においては、基板Ｗ及び基板保持部材の回転開始をより感度良く判定するための回転開始判定領域１２１と、基板の保持状態の異常をより感度良く判定するためのチャック異常判定領域１２２を定義し、特に回転開始判定領域１２１と、チャック異常判定領域１２２における濃度変動から、基板Ｗ及び基板保持部材の回転開始及び、基板Ｗの保持状態の異常を検出している。

【0007】

ここで、上記の回転開始判定領域１２１と、チャック異常判定領域１２２及び、それぞれの判定のための閾値は、システム納入の際に立ち会っている技術者が設定する場合が多い。しかしながら、当該技術者は、画像処理やカメラ調整・光学調整に関して必ずしも詳細な知識を有しているとは限らず、回転開始判定領域１２１と、チャック異常判定領域１２２及び、それぞれの判定のための閾値を、適切に設定することが困難な場合があった。また、システムの使用開始後に、基板Ｗ及び基板保持部材の画像を撮影するカメラの位置が変わったような場合には、回転開始判定領域１２１と、チャック異常判定領域１２２及び、それぞれの判定のための閾値の再設定が必要になるが、このような場合には、ユーザが毎回、自分で再設定するか専門技術を有する技術者の派遣を依頼する等の対応が必要となり、作業負担が大きくなっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１０−３２１７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記のような状況を鑑みて発明されたものであり、その目的は、基板及び基板保持部材の回転開始前後の画像における濃度変化を検知することにより、基板の保持状態の異常を検査する場合に、画像において特に着目する検査領域を自動で決定することで、作業負担の軽減を可能とする技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するための本発明は、基板を略水平姿勢に保持した状態で回転する基板保持部と、
前記基板保持部が回転した状態で前記基板に所定の処理を加える処理制御部と、
前記基板保持部による前記基板の保持状態の異常を検査する異常検査部と、
を備え、
前記異常検査部は、
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影して第１画像を取得する撮像手段と、
前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第２画像を前記第１画像から切り出す切り出し手段と、
前記第２画像について、前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を求め、該特徴量に基づいて前記保持状態の異常判定を行う判定手段と、
を有する、
基板処理装置における、基板保持状態の異常検査の検査領域の自動決定方法であって、
前記第１画像において、前記基板保持部に正常に保持された状態の前記基板の上端面を確定する上端面確定工程と、
前記上端面確定工程によって確定された前記第１画像における前記基板の上端面の位置に基づいて、前記検査領域の上下方向の位置を決定する垂直位置決定工程と、
前記上下方向の位置が決定された前記検査領域の候補について、前記基板保持部の回転開始時における濃度を求め、前記基板保持部の初期状態における同一領域の濃度との間の差分絶対値の積分値である差分画像積分値を求め、求められた差分画像積分値に基づいて、前記検査領域の水平位置を決定する水平位置決定工程と、
を有することを特徴とする。

【0011】

すなわち、本発明においては、基板保持部により適正に保持されたときの基板から上方に位置し、基板の保持状態の異常を検査するための検査領域を、
上端面確定工程によって、第１画像において基板保持部に正常に保持された状態の基板の上端面を確定し、
垂直位置決定工程によって、確定された基板の上端面の位置に基づいて検査領域の上下方向の位置を決定し、
さらに、水平位置決定工程によって、上下方向の位置が決定された検査領域の候補について、基板保持部の回転開始時における濃度を求め、基板保持部の初期状態における同一領域の濃度との間の差分絶対値の積分値である差分画像積分値を求め、求められた差分画像積分値に基づいて、検査領域の水平位置を決定する。

【0012】

これによれば、検査領域を、基板保持部に正常に保持された状態の基板の上端面を基準として、基板の上端面から所定のギャップ量の分だけ高い場所に自動設定することができる。その結果、ギャップ量を予め適切に設定することで、基板の保持状態の異常をより精度良く判定可能な検査領域を自動的に決定することが可能となる。

【0013】

また、検査領域は、なるべく基板の面振れ以外の要因による画像の変化が少ない場所に設定することが望ましい。よって、上下方向の位置が決定された検査領域の候補について、基板保持部の回転開始時における濃度を求め、基板保持部の初期状態における同一領域の濃度との間の差分絶対値の積分値である差分画像積分値に基づいて検査領域の水平位置を決定することで、基板の面振れその他の要因で、初期状態に対して画像が大きく変化してしまうような位置に、検査領域を自動設定してしまう不都合を抑制することが可能である。

【0014】

また、本発明においては、前記水平位置決定工程では、前記検査領域の水平位置を、前記差分画像積分値が最小となる位置としてもよい。

【0015】

これによれば、より確実に、検査領域における第２画像が、基板保持部が回転する時の影の移動等による影響を受ける可能性を低くすることが可能である。また、基板の面振れによる第２画像への影響の度合いを相対的に大きくすることができ、より感度良く、基板の保持状態の異常判定を行うことが可能である。

【0016】

また、本発明では、前記上端面確定工程においては、前記第１画像の所定の水平位置における画素の、垂直方向に関する隣接画素との濃度の差分値が、該垂直方向に関する各画素における濃度の標準偏差の所定倍数以上となる位置として、前記基板の上端面の位置を確定するようにしてもよい。これによれば、より容易なアルゴリズムで、自動的に基板保持部に正常に保持された基板の上端面を確定することができる。

【0017】

また、本発明においては、前記特徴量は、前記差分画像積分値に基づいて決定され、前記基板保持部の回転中の前記第１画像の前記検査領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて、前記基板の保持状態の異常判定のための前記特徴量の閾値を決定するようにしてもよい。これによれば、基板の保持状態が異常か否かを判定する際に、特徴量と比較する閾値を、基板保持部の回転中の第１画像の検査領域における、差分画像積分値の統計的なデータに基づいて決定することができる。

【0018】

また、本発明においては、前記基板保持部の回転開始時の前記第１画像は、所定の回転開始判定領域内の、前記差分画像積分値が所定の第２閾値を超えた時点に、前記撮像手段によって、前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影した画像としてもよい。

【0019】

すなわち、基板保持部の回転開始時を画像から判断するための判断基準として、回転開始判定領域における差分画像積分値に着目する。そして、回転開始判定領域における差分
画像積分値が第２閾値を超えた時点を、回転開始時と判断する。これによれば、特定の領域における画像の初期状態（停止時の状態）からの変化がある程度以上大きくなる時をもって、回転開始時とすることができる。すなわち、基板保持部が回転することによって画像に生じる変化を捉えて、回転開始時とすることができるので、より簡単なアルゴリズムでより精度よく、回転開始時を判定することが可能となる。

【0020】

また、本発明においては、前記回転開始判定領域の位置は、前記基板保持部の停止状態から回転開始後に亘って所定期間毎に撮影された複数の前記第１画像のうち、前記第１画像全体についての前記差分画像積分値が最大となるものより前に撮影され、一つ前の前記第１画像からの前記差分画像積分値の変化が、所定の第３閾値を超える直前の前記第１画像において、前記差分画像積分値が最大となる位置に決定されてもよい。

【0021】

これによれば、先ず、差分画像積分値が最大となる前の増加途中であって、まだ、あまり大きくなっていない時点、すなわち、基板保持部の回転開始によって画像が変化し始めた状態における、第１画像について着目することができる。そして、このような第１画像において、差分画像積分値が最大となる領域、すなわち、回転開始によって画像が最も大きく変化する領域を、回転開始判定領域に設定することが可能である。その結果、より感度良くまたは、より正確に、基板保持部の回転開始を検知することが可能となる。

【0022】

また、本発明においては、前記第２閾値は、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて決定されるようにしてもよい。

【0023】

これによれば、前述のような基板保持部の回転によって最も画像が変化する領域としての回転開始判定領域に着目した上で、回転開始判定領域における差分画像積分値が所定量（第２閾値）を超えて変化したことをもって、回転が開始したと判定することができる。そして、第２閾値は、基板保持部の停止中の第１画像の回転開始判定領域における差分画像積分値の統計データに基づいて、適切に決定することが可能になる。

【0024】

例えば、第２閾値を、基板保持部の停止中における差分画像積分値の平均値+３*標準偏差と設定すれば、基板保持部が停止中であるにも拘わらず、差分画像積分値の統計的なバラツキによって、基板保持部の回転が開始したと誤判定してしまうような不都合を抑制することができる。

【0025】

また、本発明においては、前記第２閾値は、さらに、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最大値（ＭａｘＶ）及び、回転開始時の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最小値（ＭｉｎＶ）に基づいて、決定されるようにしてもよい。

【0026】

ここで、基板及び基板保持部の回転開始前後についての複数枚の第１画像が、複数セットある場合には、複数セットのデータ全体に関して、回転開始時の第１画像の回転開始判定領域における差分画像積分値の最小値（ＭｉｎＶ）が、停止中の差分画像積分値の平均値+３*標準偏差より小さくなってしまうことがあり得る。このような状況は、停止中または回転開始時の第１画像の回転開始判定領域における差分画像積分値のバラツキが異常に大きいために生じると考えられる。

【0027】

本発明では、このような場合には、第２閾値を、差分画像積分値の平均値+３*標準偏差等で特定するのではなく、例えば、ＭａｘＶ＋（ＭｉｎＶ−ＭａｘＶ）*α（０＜α＜１
）と特定することが可能である。そうすれば、第２閾値を、停止中の差分画像積分値以上であり回転開始時の差分画像積分値以下である数値に設定することが可能となり、より確
実に、基板及び基板保持部の回転開始を判定することが可能となる。

【0028】

また、本発明は、基板を略水平姿勢に保持した状態で回転する基板保持部と、
前記基板保持部が回転した状態で前記基板に所定の処理を加える処理制御部と、
前記基板保持部による前記基板の保持状態の異常を検査する異常検査部と、
を備え、
前記異常検査部は、
前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影して第１画像を取得する撮像手段と、
前記基板保持部により適正に保持されたときの前記基板から上方に位置する検査領域に対応する第２画像を前記第１画像から切り出す切り出し手段と、
前記第２画像について、前記基板保持部による前記基板の保持状態を示す特徴量を求め、該特徴量に基づいて前記保持状態の異常判定を行う判定手段と、
を有する、基板処理装置であって、
前記基板の保持状態の異常を検査するための前記検査領域を決定する検査領域決定部をさらに備え、
前記検査領域決定部は、
前記第１画像において、前記基板保持部に正常に保持された状態の前記基板の上端面を確定する上端面確定手段と、
前記上端面確定手段によって確定された前記第１画像における前記基板の上端面の位置に基づいて、前記検査領域の上下方向の位置を決定する垂直位置決定手段と、
前記上下方向の位置が決定された前記検査領域の候補について、前記基板保持部の回転開始時における濃度を求め、前記基板保持部の初期状態における同一領域の濃度との間の差分絶対値の積分値である差分画像積分値を求め、求められた差分画像積分値に基づいて、前記検査領域の水平位置を決定する水平位置決定手段と、
を有することを特徴とする、基板処理装置であってもよい。

【0029】

また、本発明は、前記水平位置決定手段は、前記検査領域の水平位置を、前記差分画像積分値が最小となる位置とすることを特徴とする、上記の基板処理装置であってもよい。

【0030】

また、本発明は、前記第１画像の所定の水平位置における画素の、垂直方向に関する隣接画素との濃度の差分値が、該垂直方向に関する各画素における濃度の標準偏差の所定倍数以上となる位置として、前記基板の上端面の位置を確定することを特徴とする、上記の基板処理装置であってもよい。

【0031】

また、本発明は、前記特徴量は、前記差分画像積分値に基づいて決定され、
前記基板保持部の回転中の前記第１画像の前記検査領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて、前記基板の保持状態の異常判定のための前記特徴量の閾値を決定することを特徴とする、上記の基板処理装置であってもよい。

【0032】

また、本発明は、前記基板保持部の回転開始時の前記第１画像は、
所定の回転開始判定領域内の、前記差分画像積分値が所定の第２閾値を超えた時点に、前記撮像手段によって、前記基板保持部に保持される前記基板を水平方向から撮影した画像であることを特徴とする、上記の基板処理装置であってもよい。

【0033】

また、本発明は、前記回転開始判定領域の位置は、前記基板保持部の停止状態から回転開始後に亘って所定期間毎に撮影された複数の前記第１画像のうち、前記第１画像全体についての前記差分画像積分値が最大となるものより前に撮影され、一つ前の前記第１画像からの前記差分画像積分値の変化が、所定の第３閾値を超える直前の前記第１画像において、前記積分値が最大となる位置に決定されることを特徴とする、上記の基板処理装置で
あってもよい。

【0034】

また、本発明は、前記第２閾値は、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の平均値及び標準偏差に基づいて決定されることを特徴とする、上記の基板処理装置であってもよい。

【0035】

また、本発明は、前記第２閾値は、さらに、前記基板保持部の停止中の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最大値及び、回転開始時の前記第１画像の前記回転開始判定領域における前記差分画像積分値の最小値に基づいて、決定されることを特徴とする、上記の基板処理装置であってもよい。

【0036】

なお、上述した、課題を解決するための手段は適宜組み合わせて使用することが可能である。

【発明の効果】

【0037】

本発明によれば、基板及び基板保持部材の回転開始前後の画像における濃度変化を検知することにより、基板の保持状態の異常を検査する場合に、画像において特に着目する検査領域を自動で決定することで、作業負担を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の実施例における基板処理装置のシステム構成を示す図である。

【図2】本発明の実施例における基板処理装置の動作を示すフローチャートである。

【図3】本発明の実施例における回転開始判定領域決定ルーチンのフローチャートである。

【図4】本発明の実施例におけるＭａｘＳｕｍ（ｎ）の概念を説明するための図である。

【図5】本発明の実施例におけるＭａｘＳｕｍ（ｎ）に関し、横軸にフレーム番号、縦軸に各フレームにおけるＶ（ｎ）をとったグラフである。

【図6】本発明の実施例における仮の回転開始判定領域を説明するための図である。

【図7】本発明の実施例における回転開始判定閾値決定ルーチンのフローチャートである。

【図8】本発明の実施例におけるスピンユニットの停止状態から回転開始する際の３組の映像にについて、回転開始判定領域における平均濃度変動値を示した表である。

【図9】本発明の実施例における回転開始位置決定ルーチンのフローチャートである。

【図10】本発明の実施例におけるチャック異常判定領域決定ルーチンのフローチャートである。

【図11】本発明の実施例おける基板の上端面を検出するアルゴリズムを説明するための図である。

【図12】本発明の実施例おける基板の上端面を検出するアルゴリズムを説明するための第２の図である。

【図13】本発明の実施例におけるチャック異常判定領域の幅、高さ、ウェハ上端面からのギャップ量を示す図である。

【図14】本発明の実施例におけるチャック異常判定領域を決定するアルゴリズムを説明するための図である。

【図15】本発明の実施例におけるチャック異常判定閾値決定ルーチンのフローチャートである。

【図16】従来の基板保持部の基本構成を示す図である。

【図17】回転開始判定領域と、チャック異常判定領域について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

＜実施例１＞
以下、本願発明の実施例について図を参照しながら説明する。以下に示す実施例は、本願発明の一態様であり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0040】

図１には、本実施例における基板処理装置１０のシステム構成を示す。このシステムは、基板保持部材を含むスピンユニット１、カメラ２、画像処理部３、装置本体制御部４、ディスプレイ５を備えている。

【0041】

本システムでは、基板保持部としてのスピンユニット１の回転により基板Ｗが所定の回転速度で回転した状態で、処理液吐出部（不図示）から、処理液が基板Ｗに供給されることにより、基板Ｗの処理が行われる。ここで基板Ｗの処理としては、例えば基板Ｗの洗浄、表面処理などが挙げられる。基板Ｗの回転中心付近に供給された処理液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力により外周側へ広がり、最終的には基板Ｗの周端部から側方へ振り切られる。

【0042】

また、撮像手段としてのカメラ２は、スピンユニット１及び、スピンユニット１により保持された基板Ｗを水平方向から撮像して基板Ｗの画像を取得する。以下において、このカメラ２によって撮影された画像を「水平画像」と称する場合がある。また、この水平画像は本発明における第１画像に相当する。カメラ２により取得された水平画像は画像処理部３に送られる。画像処理部３は水平画像に対して所定の画像処理を施して、基板Ｗの保持状態を判定するために必要な情報を取得する。

【0043】

また、この基板処理装置１０の装置本体制御部４には、予め定められた処理プログラムを実行することで各部の動作を制御して、基板Ｗの保持状態の判定および基板Ｗの処理を行うＣＰＵ４ａと、ＣＰＵ４ａにより実行される処理プログラムや処理中に生成されるデータ等を記憶保存するためのメモリ４ｂが備えられている。また、装置本体制御部４には、処理の進行状況や異常の発生などを必要に応じてユーザに報知するための表示部５が接続されている。この装置本体制御部４は、本実施例において処理制御部に相当する。また、画像処理部３及び装置本体制御部４を含んで、異常検査部が構成される。

【0044】

図２は基板処理装置１０の動作を示すフローチャートである。この動作の少なくとも一部は、ＣＰＵ４ａが予め定められた処理プログラムを実行することにより実現される。先ず、ステップＳ１１の処理において、基板Ｗがスピンユニット１にセットされる。ここで、基板Ｗが正常にスピンユニット１にセットされた場合には、基板Ｗは機構的に水平姿勢に保持される。しかしながら、例えば、基板Ｗがいずれかの基板保持部材に乗り上げた状態でセットされたり、スピンユニット１の基板保持部材の形状が薬液による腐食で次第に変化し基板Ｗを水平に保持できなくなったり、基板Ｗが偏芯した状態で保持されてしまうといった理由で、スピンユニット１への基板Ｗのセットが異常となることがあり得る。

【0045】

このような状態で、スピンユニット１及び基板Ｗが回転されると、基板Ｗが基板保持部材から脱落して破損したり、システム内の他の部材に衝突して装置が損傷する虞がある。また、脱落には至らなくても、傾いたり偏芯したりした状態で基板Ｗが回転することで、装置に異常振動が発生し故障の原因になる虞がある。このような問題を未然に防止するために、本実施例においては、スピンユニット１により基板Ｗが正常に回転していることを確認した上で、カメラ２により撮影される水平画像を用いてスピンユニット１における基板Ｗの保持状態、すなわち、基板Ｗがスピンユニット１の基板保持部材に適切に保持されているか否かを判定する。

【0046】

具体的には、ステップＳ１２に示すように、スピンユニット１を低速で回転させながら、カメラ２によって基板Ｗを一定のフレームレートで連続的に撮影する（ステップＳ１３）。この際、例えば、フレームレートを３０[ｆｐｓ（＝Ｆrame Ｐer Ｓecond）]に設定
し、スピンユニット１を停止状態から５００[ｒｐｍ／ｓ]で加速することで、１回転の間に約１５枚の水平画像を取得することができる。

【0047】

次にステップＳ１４では、第１番目の水平画像から回転開始判定領域の画像を切り出し、当該画像を回転判定用基準画像としてメモリ４ｂに記憶する。また、第２番目の水平画像から回転開始判定領域の画像を切り出し、当該画像を構成する画素毎に当該画素と当該画素に対応する回転判定用基準画像の画素との濃度の差の絶対値を求め、それらの積算値を算出する。さらに、回転開始判定領域の面積で積算値を除算することで濃度差分の平均値を回転判定値として算出する。

【0048】

こうして求めた回転判定値が一定の基準値以上となることで、スピンユニット１が停止状態から回転状態に移行したと判定することができる。また、本実施例では、ステップＳ１５において、回転判定値が基準値以上であると判定された場合に、回転開始完了と判定して検査工程（ステップＳ１６）に移行する一方で、回転判定値が基準値未満であった場合には、回転停止と判定し、Ｓ１４の処理に戻って３番目以降の水平画像について回転判定を続ける。

【0049】

次のステップＳ１６では、スピンユニット１の回転を継続させたまま、カメラ２により基板Ｗを一定のフレームレートで連続的に撮像する。ここでは、フレームレートを３０[
ｆｐｓ]に設定し、基板Ｗが一周する間に１５枚の水平画像を連続的に取得する。そして
、水平画像を取得する毎に水平画像から検査領域の画像を切り出し、当該検査画像の平均濃度の値を求め、さらにステップＳ１７において、１５個の検査画像の濃度値の標準偏差をスピンユニット１における基板Ｗの保持状態を示す特徴量として求める。これは、基板Ｗが適切に保持されているか否かによって、検査領域の画像の濃度値の標準偏差が大きく異なることを利用したものである。なお、ここで切り出された検査領域の画像は、本発明における第２画像に相当する。

【0050】

そして、ステップＳ１８では、ステップＳ１７で求められた標準偏差が許容範囲内か否かを判定する。ステップＳ１８で許容範囲内と判定された場合には、洗浄工程などの本来の基板処理に進む（ステップＳ１９）。一方、ステップＳ１８で標準偏差が許容範囲を超えていると判定された場合には、直ちにスピンユニット１の回転を停止して、基板Ｗの保持に異常がある旨を表示部５において表示し、ユーザに報知する（ステップＳ２０）。なお、上記の説明においてステップＳ１６の処理を実行するＣＰＵ４ａは、本発明における切り出し手段に相当する。また、ステップＳ１８の処理を実行するＣＰＵ４ａは、本発明における判定手段に相当する。

【0051】

次に、図２に示した回転開始判定に用いる回転開始判定領域及び回転開始判定閾値と、基板Ｗの保持状態の判定に用いられるチャック異常判定領域及びチャック異常判定閾値を自動決定する方法について説明する。なお、本実施例においては、回転開始判定領域、回転開始判定閾値、チャック異常判定領域、チャック異常判定閾値の自動決定は、システムの導入時、あるいは、例えばカメラ２の位置が変わった時など、システムの条件を変更した際に実行することを前提としている。

【0052】

図３には、本実施例における、回転開始判定領域決定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、やはり、装置本体制御部４のＣＰＵ４ａによって実行されるプログラムであり、メモリ４ｂに記憶されている。

【0053】

本ルーチンが実行されると、まず、ステップＳ１０１において、静止している状態のスピンユニット１が回転を開始する過程の映像をカメラ２で撮影する。その際の条件は、図２で説明した撮影条件と同じく、フレームレートを３０[ｆｐｓ（＝Ｆrame Ｐer Ｓecond）]に設定し、スピンユニット１を停止状態から５００[ｒｐｍ／ｓ]で加速することで、
１回転の間に約１５枚の水平画像を取得するということでも構わない。

【0054】

そして、取得した映像を構成する複数のフレーム画像のうち、初期状態（１枚目）のフレーム画像Ｉｍｇ（０）と、ｎ枚目のフレーム画像Ｉｍｇ（ｎ）とにおける各画素の差を示す画像である、差分絶対値画像Ｓｕｂ（ｎ）を生成する。ステップＳ１０１の処理が終了するとステップＳ１０２に進む。

【0055】

ステップＳ１０２においては、ステップＳ１０１において生成された差分絶対値画像Ｓｕｂ（ｎ）における、各画素の濃度の総和である、Ｓｕｍ（ｎ）を求める。ここで、１枚目のフレーム画像Ｉｍｇ（０）、ｎ枚目のフレーム画像Ｉｍｇ（ｎ）、差分絶対値画像Ｓｕｂ（ｎ）及び、各画素の濃度の総和Ｓｕｍ（ｎ）の関係は、以下の（１）式のようになる。

Ｓｕｍ（ｎ）＝Σ｜Ｉｍｇ（ｎ）−Ｉｍｇ（０）｜＝ΣＳｕｂ（ｎ）・・・・（１）

ステップＳ１０２の処理が終了するとステップＳ１０３に進む。

【0056】

ステップＳ１０３においては、ステップＳ１０２で求めた、Ｓｕｍ（１）〜Ｓｕｍ（ｎ）のうちの最大値であるＭａｘＳｕｍ（ｎ）を求める。図４には、ＭａｘＳｕｍ（ｎ）の概念を説明するための図を示す。図４における横軸は各フレーム画像のフレーム番号である。また、縦軸は、各フレーム画像における濃度の差分積算値Ｓｕｍ（ｎ）である。そして、図４から分かるように、本実施例においては、フレーム１２におけるＳｕｍ（ｎ）が最大であり、フレーム１２におけるＳｕｍ（ｎ）が、ＭａｘＳｕｍ（ｎ）となる。ステップＳ１０３の処理が終了するとステップＳ１０４に進む。

【0057】

ステップＳ１０４においては、各ＭａｘＳｕｍ（ｎ）について以下の（２）式の演算をさらに行うことで、ＭａｘＳｕｍ（ｎ）の増分Ｖ（ｎ）を求め、さらに、Ｖ（ｎ）が最大となるフレーム番号ｆｍａｘを求める。

Ｖ（ｎ）＝ＭａｘＳｕｍ（ｎ）−ＭａｘＳｕｍ（ｎ−１）・・・・・（２）

図５には、図４に示したＭａｘＳｕｍ（ｎ）の例に関し、横軸にフレーム番号、縦軸に各フレームにおけるＶ（ｎ）をとったグラフを示す。図５の例では、ｆｍａｘは１２であることが分かる。ステップＳ１０４の処理が終了するとステップＳ１０５に進む。

【0058】

ステップＳ１０５においては、ステップＳ１０４で求めたｆｍａｘより小さいフレーム番号のフレーム画像に対し、Ｖ（ｆｍａｘ）、Ｖ（ｆｍａｘ−１）、Ｖ（ｆｍａｘ−２）・・・・と、Ｖ（ｋ）を求めていき、Ｖ（ｋ）が所定値以下となるｋを求める。そして、その際のｋを仮回転開始位置ｆｓｔｒとする。本実施例では、所定値を７００（×１０００）と設定し、ｆｓｔｒは１１とする。本実施例においては、回転開始後のなるべく早い段階で、回転開始を検出することを可能とするために、回転開始後にＭａｘＳｕｍ（ｎ）の増分Ｖ（ｎ）があまり大きくなっていない状態におけるフレーム番号であるｆｓｔｒを求める。所定値については、その目的に合致するものを予め定めるとよい。ステップＳ１０５の処理が終了するとステップＳ１０６に進む。なおここで、所定値である７００（×１０００）は、本発明における第３閾値に相当する。

【0059】

ステップＳ１０６においては、仮回転開始位置ｆｓｔｒ（＝１１）における差分絶対値画像Ｓｕｂ（ｆｓｔｒ）を用いて、仮の回転開始判定領域を決定する。より具体的には、Ｓｕｂ（１１）の画像を呼び出し、図６に示すように、幅ｗ、高さｈの矩形領域を、その領域のうち原点に最も近い点を基準点（ｘ０、ｙ０）として定義する。そして、この基準点（ｘ０、ｙ０）を変化させることで、矩形領域をＳｕｂ（１１）の画像全体に亘って矩形領域を走査させ、矩形領域における画素濃度総和が最大となる基準点（ｘ０、ｙ０）を求める。なお、その際、各基準点（ｘ０、ｙ０）における矩形領域の画素濃度総和／面積（＝平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ（ｘ０、ｙ０））を導出しておく。そして、基準点（ｘ０、ｙ０）を矩形領域の画素濃度総和が最大の点とした場合の矩形領域を、仮回転開始判定領域Ａｒｅａ（１１）とする。ステップＳ１０６の処理が終了するとステップＳ１０７に進む。なお、平均濃度変動値は、上述のように矩形領域の画素濃度総和を面積で除した値であるが、矩形領域の面積は一定の値であるので、本明細書では、実質的に矩形領域の画素濃度総和あるいは、矩形領域の画素濃度の積分値と同等の意味を有する物理量として扱う。

【0060】

ステップＳ１０７においては、これまでに説明した仮回転開始判定領域Ａｒｅａ（ｋ）の決定工程をＭ回（本実施例ではＭ＝３）繰り返し、それぞれの決定工程において求められた全ての仮回転開始判定領域Ａｒｅａ（ｋ）の論理和をとり、これを回転開始判定領域Ａｒｅａとする。ステップＳ１０７の処理が終了すると一旦、本ルーチンを終了する。本ルーチンによって、回転開始判定領域Ａｒｅａが自動的に決定された。

【0061】

次に、回転開始判定閾値の自動計算を行う。図７には、本実施例における回転開始判定閾値決定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、やはり、装置本体制御部４のＣＰＵ４ａによって実行されるプログラムであり、メモリ４ｂに記憶されている。また、回転開始判定領域決定ルーチンのステップＳ１０７で説明したように、本実施例では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理がＭ回行われるが、このことは、スピンユニット１の停止状態から回転開始する際の映像をカメラ２でＭ回（本実施例においてはＭ＝３）撮影することを前提としている。

【0062】

そして、本ルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ２０１において、スピンユニット１の停止状態から回転開始する際のＭ組（本実施例においてはＭ＝３）の映像における、スピンユニット１の回転開始前後の数フレームの画像について、回転開始判定領域Ａｒｅａを切出し、平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ（ｋ）を求める。その結果については、図８の表のように例示することができる。図８において、仮回転開始位置ｆｓｔｒにおけるフレーム画像はオフセットが０であり、ｆｓｔｒより前のフレーム画像はオフセットが負数、ｆｓｔｒより後のフレーム画像はオフセットが正数ということになる。

【0063】

ここで、仮回転開始位置ｆｓｔｒからのオフセットが−１２〜−２のフレーム画像については、平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ（ｋ）が明らかに小さい値であるため、スピンユニット１は確実に停止中であると考えられる。また、仮回転開始位置ｆｓｔｒからのオフセットが−２〜−１のフレーム画像については、平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ（ｋ）が増加し始めているデータもあることから、停止中か回転中かグレーな部分である。さらに、仮回転開始位置ｆｓｔｒからのオフセットが０〜４の映像については、平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ（ｋ）が明らかに大きい値であるか、増加し始めているため、確実に回転中であると考えられる。ステップＳ２０１の処理が終了するとステップＳ２０２に進む。

【0064】

ステップＳ２０２においては、オフセットが−１２〜−２であり停止中が確実である領域のＣｕｔＳｕｍ（ｋ）について、平均値Ａｖｅ、標準偏差Ｓｔｄｅｖ、最大値ＭａｘＶを求める。また、表８に示した３回の測定についてのＣｕｔＳｕｍ（ｆｓｔｒ）の最小値ＭｉｎＶを求める。ステップＳ２０２の処理が終了するとステップＳ２０３に進む。

【0065】

ステップＳ２０３においては、ステップＳ２０２で求めた停止中が確実な領域のＣｕｔＳｕｍ（ｋ）の最大値ＭａｘＶと、ＣｕｔＳｕｍ（ｆｓｔｒ）の最小値ＭｉｎＶの大小を比較する。そして、ＭｉｎＶ≦ＭａｘＶとなる場合は、閾値の設定が不可能になるので、ステップＳ２０４に進む。そして、ステップＳ２０４においてはエラー表示をし、本ルーチンを一旦終了する。ここで、このようなエラーが発生する要因としては、濃度変動、迷光、不要画像の映り込み、大きなノイズ等が考えられる。一方、ステップＳ２０３において、ＭｉｎＶ＞ＭａｘＶと判定された場合には、ステップＳ２０５に進む。

【0066】

ステップＳ２０５においては、以下に示す（３）式が成立するか否かが判定される。

ＭａｘＶ＜Ａｖｅ＋３*Ｓｔｄｅｖ≦ＭｉｎＶ・・・・・（３）

そして、ステップＳ２０５において、（３）式が成立すると判定された場合には、ステップＳ２０６に進む。一方、ステップＳ２０５において、（３）式が成立しないと判定された場合には、ステップＳ２０７に進む。

【0067】

ステップＳ２０６においては、推奨閾値Ｓｌｉｃｅを、Ａｖｅ＋３*Ｓｔｄｅｖに設定
する。これにより、スピンユニット１が停止している場合のＣｕｔＳｕｍ（ｋ）のバラツキの略最大値よりも大きい推奨閾値Ｓｌｉｃｅを得ることができる。ステップＳ２０６の処理が終了すると、ステップＳ２０８に進む。

【0068】

ステップＳ２０７においては、以下に示す（４）式が成立するということになるので、

ＭｉｎＶ＜Ａｖｅ＋３*Ｓｔｄｅｖ・・・・・（４）

この場合には、推奨閾値Ｓｌｉｃｅを、ＭａｘＶ＋（ＭｉｎＶ−ＭａｘＶ）*α（０＜
α＜１）に設定する。これにより、ＭａｘＶとＭｉｎＶの間に存在する推奨閾値Ｓｌｉｃｅを得ることができる。ステップＳ２０７の処理が終了するとステップＳ２０８に進む。

【0069】

ステップＳ２０８においては、ステップＳ２０６またはステップＳ２０７において設定された推奨閾値Ｓｌｉｃｅが１以下か否かが判定される。ここで、推奨閾値Ｓｌｉｃｅが１以下と判定された場合は、ステップＳ２０９に進み、推奨閾値Ｓｌｉｃｅは、強制的に１に設定される。ステップＳ２０９の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ２０８において、推奨閾値Ｓｌｉｃｅが１より大きいと判定された場合は、そのまま本ルーチンを一旦終了する。

【0070】

以上のように、回転開始判定閾値決定ルーチンの実行により、本発明における第２閾値に相当する推奨閾値Ｓｌｉｃｅを自動的に決定することができる。

【0071】

次に、本実施例では、図８を用いて、回転開始時のフレーム番号についてさらに精度を高めるべく再考する。ステップＳ１０５で求めた仮回転開始位置ｆｓｔｒは、フレーム画像全体の差分絶対値画像に基づいて求めたものである。一方、図８は、より精度良く回転開始時を評価可能な回転開始判定領域Ａｒｅａについて求めた平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ（ｋ）であるので、図８を用いてより精度の高い回転開始位置ｆｓｔｒ２を求める。

【0072】

図９には、本実施例における回転開始位置決定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、やはり、装置本体制御部４のＣＰＵ４ａによって実行されるプログラムであり、メモリ４ｂに記憶されている。

【0073】

本ルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ３０１において、回転開始判定閾値決定ルーチンによって決定された推奨閾値Ｓｌｉｃｅについて、以下の（５）式と（６）式の双方が成立するか否かが判定される。

Ｓｌｉｃｅ≦ＣｕｔＳｕｍ（ｆｓｔｒ−１）・・・・・（５）
Ｓｌｉｃｅ＞ＣｕｔＳｕｍ（ｆｓｔｒ−２）・・・・・（６）

そして、（５）式と（６）式の双方が成立すると判定された場合には、ステップＳ３０２に進む。一方、（５）式または（６）式の少なくとも一方が成立しないと判定された場合には、ステップＳ３０３に進む。

【0074】

ステップＳ３０２においては、回転開始位置ｆｓｔｒ２＝ｆｓｔｒ−１に決定する。Ｓ３０２の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

【0075】

ステップＳ３０３においては、回転開始判定閾値決定ルーチンによって決定された推奨閾値Ｓｌｉｃｅについて、以下の（７）式と（８）式の双方が成立するか否かが判定される。

Ｓｌｉｃｅ≦ＣｕｔＳｕｍ（ｆｓｔｒ−１）・・・・・（７）
Ｓｌｉｃｅ≦ＣｕｔＳｕｍ（ｆｓｔｒ−２）・・・・・（８）

そして、（７）式と（８）式の双方が成立すると判定された場合には、ステップＳ３０４に進む。一方、（７）式または（８）式の少なくとも一方が成立しないと判定された場合は、ステップＳ３０５に進む。

【0076】

ステップＳ３０４においては、回転開始位置ｆｓｔｒ２＝ｆｓｔｒ−２と決定する。ステップＳ３０４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。また、ステップＳ３０５においては、回転開始位置ｆｓｔｒ２＝ｆｓｔｒと決定する。ステップＳ３０４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

【0077】

以上により、より精度の高い回転開始位置ｆｓｔｒ２を決定することができる。

【0078】

次に、チャック異常判定領域の自動決定について説明する。図１０には、チャック異常判定領域決定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、やはり、装置本体制御部４のＣＰＵ４ａによって実行されるプログラムであり、メモリ４ｂに記憶されている。本ルーチンは、（１）１枚のフレーム画像の複数の場所についてウェハの上端面を検出し、（２）ウェハの上端面の位置を決定し、（３）チャック異常判定領域の決定を行うルーチンである。すなわち、本ルーチンでは、ウェハエッジの検索のための検索開始ポイント（Ｘ、０）を数ポイント設け、Ｘ座標の異なる各ポイントにおけるウェハの上端面のＹ座標を検出する。例えば、検索開始ポイントの各Ｘ座標は、フレーム画像において、画像幅*
（０．２〜０．８）の範囲を２０画素間隔で設定しても構わない。

【0079】

本ルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ４０１において、図１１に示すような停止中のウェハの画像において、ウェハエッジの上端面を求めるために、各検索開始ポイント（Ｘ（ｍ）、０）より、Ｙ軸方向に各画素の濃度を読み出し、３近傍平均を求める。ステップＳ４０１の処理が終了するとステップＳ４０２に進む。

【0080】

ステップＳ４０２においては、各画素についての３近傍平均と隣接画素についての３近傍平均との差分値及び、各画素についての３近傍平均の標準偏差を求める。ステップＳ４０２の処理が終了するとステップＳ４０３に進む。

【0081】

ステップＳ４０３においては、上記の標準偏差*所定ゲイン（本実施例では２．５）≦
差分値となった、最初のＹ座標値をウェハの上端面の候補とする。ステップＳ４０３の処理が終了するとステップＳ４０４に進む。ここにおいて、所定ゲイン（２．５）は、本発明における所定倍数に相当する。

【0082】

ステップＳ４０４においては、上記のウェハの上端面の候補のＹ座標を当該フレーム画像の全てのＸ（ｍ）について求める。そして、ウェハの上端面の候補のＹ座標値の平均と標準偏差を求める。ステップＳ４０４の処理が終了するとステップＳ４０５に進む。

【0083】

ステップＳ４０５においては、ステップＳ４０４において求めた、ウェハの上端面の候補のＹ座標値の平均と標準偏差から、平均±標準偏差を計算する。そして、フレーム画像の全てのＸ（ｍ）について求めた、ウェハの上端面の候補のＹ座標のうち、平均±標準偏差の範囲に入ったデータについて、度数分布を算出する。図１２（ａ）には、ウェハの上端面の候補のＹ座標値の平均と標準偏差から求めた、平均±標準偏差の範囲を図示する。

【0084】

また、図１２（ｂ）には、フレーム画像の全てのＸ（ｍ）について求めたウェハの上端面の候補のＹ座標のうち、平均±標準偏差の範囲に入ったデータについての度数分布の例を示す。そして、図１２（ｂ）の度数分布において、度数が最大の点におけるＹ座標の値を、ウェハの上端面のＹ座標とする。なお、図１１に示す「１」点のような特異点は、図１２（ａ）に示すような平均±標準偏差の範囲に入るＹ座標のみを選択する時点で除外されるので、本実施例の方法によれば、より精度よく、ウェハの上端面のＹ座標を求めることができる。ステップＳ４０５の処理が終了するとステップＳ４０６に進む。なお、ステップＳ４０１〜Ｓ４０２の処理においては、各画素の３近傍平均をとり、隣接画素の３近傍平均との差分値に着目したが、本発明においては必ずしも各画素の３近傍平均をとる必要はない。他の手法により、各画素のバラツキを吸収しても構わない。また、必ずしも、一つの画素を濃度の検出、比較の単位とする必要はない。例えば、２画素毎の濃度の平均をとり、隣接する２画素の濃度の平均との差分値を求めても構わない。この場合は、各２画素を１つの画素として扱えばよい。

【0085】

ステップＳ４０６以降の処理において、チャック異常判定領域を決定する。ステップＳ４０６における処理の前提として、チャック異常判定領域の幅、高さ、ウェハ上端面からのギャップ量は、図１３に示すように、予めパラメータとして決定される。また、ステップＳ４０６の処理が実行される時点では、ウェハの上端面のＹ座標が決定されているので、チャック異常判定領域の高さ方向の座標であるＹ０はウェハの上端面のＹ座標とウェハ上端面からチャック異常判定領域のギャップ量に基づいて決定される。ステップＳ４０６の処理が終了するとステップＳ４０７に進む。

【0086】

ステップＳ４０７においては、チャック異常判定領域の基準点のＸ座標が求められる。チャック異常判定領域のＸ座標については、回転開始判定領域を求める際の計算と同様に、図１４（ａ）に示すようにＸ座標を変化させながら、差分絶対値画像における矩形領域についての画素濃度総和（以下、差分画像の積算値ともいう。）が最小となる位置をチャック異常判定領域の基準Ｘ座標とする。これにより、バックに基板保持部材の影などの出ない領域をチャック異常判定領域とすることができるので、正常時の誤報確率を減少させ、チャック異常の検出精度を向上させることができる。ステップＳ４０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。なお、ステップＳ４０７における差分絶対値画像は、初期状態のフレーム画像における矩形領域と、回転開始時のフレーム画像における矩形領域とにおける各画素の差を示す画像であってもよいが、それに限られない。初期状態のフレーム画像における矩形領域と、回転開始前あるいは回転開始後の所定時期のフレーム画像における矩形領域とにおける各画素の差を示す画像であってもよい。さらには、上記に限
らず異なる２つの時点における２つのフレーム画像における矩形領域の各画素の差を示す画像であってもよい。加えて、同じ時点におけるフレーム画像の例えば（ｘ、ｙ０）座標における矩形領域と、Ｘ座標を変化させた位置における矩形領域とにおける、各画素の差を示す画像としてもよい。

【0087】

ここにおいて、上記のチャック異常判定領域決定ルーチンを実行するＣＰＵ４ａは、本発明における検査領域決定部に相当する。また、Ｓ４０１〜Ｓ４０５の処理は、本発明における上端面確定工程に相当し、Ｓ４０１〜Ｓ４０５の処理を実行するＣＰＵ４ａは、本発明における上端面確定手段に相当する。また、Ｓ４０６の処理は、本発明における垂直位置決定工程に相当し、Ｓ４０６の処理を実行するＣＰＵ４ａは、本発明における垂直位置決定手段に相当する。また、Ｓ４０７の処理は、本発明における水平位置決定工程に相当し、Ｓ４０７の処理を実行するＣＰＵ４ａは、本発明における水平位置決定手段に相当する。

【0088】

次に、チャック異常判定のための閾値の自動計算について説明する。図１５には、チャック異常判定閾値決定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、やはり、装置本体制御部４のＣＰＵ４ａによって実行されるプログラムであり、メモリ４ｂに記憶されている。

【0089】

本ルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ５０１において、スピンユニット１に正常にチャックした基板Ｗを用いて、スピンユニット１が回転を開始する過程の映像をカメラ２でＭ回（本実施例においてはＭ＝３）撮影した全ての映像のうちの回転開始後数フレームの画像について、チャック異常判定領域Ａｒｅａ２を切出し、画素濃度総和／面積（＝平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ２（ｋ））を求める。ここでは、平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ２（ｋ）の検出値をフレーム画像毎に列挙した表の図示は省略する。ステップＳ５０１の処理が終了するとステップＳ５０２に進む。

【0090】

ステップＳ５０２においては、回転中であることが確実な期間のチャック異常判定領域Ａｒｅａ２の平均濃度変動値ＣｕｔＳｕｍ２（ｋ）について、平均値Ａｖｅ２、標準偏差Ｓｔｄｅｖ２、最大値ＭａｘＶ２を求める。ステップＳ５０２の処理が終了するとステップＳ５０３に進む。

【0091】

ステップＳ５０３においては、推奨閾値Ｓｌｉｃｅ２を、Ａｖｅ２＋３*Ｓｔｄｅｖ２
に設定する。ステップＳ５０３の処理が終了すると、ステップＳ５０４に進む。

【0092】

ステップＳ５０４においては、ステップＳ５０３において設定された推奨閾値Ｓｌｉｃｅ２が１以下か否かが判定される。ここで、推奨閾値Ｓｌｉｃｅ２が１以下と判定された場合は、ステップＳ５０５に進み、推奨閾値Ｓｌｉｃｅ２は、強制的に１に設定される。ステップＳ５０５の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ５０４において、推奨閾値Ｓｌｉｃｅ２が１より大きいと判定された場合は、そのまま本ルーチンを一旦終了する。

【0093】

以上のように、チャック異常判定閾値決定ルーチンの実行により、推奨閾値Ｓｌｉｃｅ２を自動的に決定することができる。

【符号の説明】

【0094】

１・・・スピンユニット
２・・・カメラ
３・・・画像処理部
４・・・装置本体制御部
５・・・表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】