特開 2024-97204 撮像ユニット、撮像ユニット取り付け構造、基板処理装置および撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097204

(43)【公開日】2024-07-18

(54)【発明の名称】撮像ユニット、撮像ユニット取り付け構造、基板処理装置および撮像方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240710BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240710BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240710BHJP

   C23C 14/52 20060101ALI20240710BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20240710BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 103

H01L21/302 101G

H01L21/31 C

H05H1/46 A

C23C14/52

C23C16/52

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023000596

(22)【出願日】2023-01-05

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】増澤 健二

(72)【発明者】

【氏名】芦澤 徳万

【テーマコード（参考）】

2G084

4K029

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084AA05

2G084BB21

2G084CC00

2G084FF31

2G084HH02

2G084HH34

2G084HH42

4K029AA09

4K029AA24

4K029BD01

4K029DA03

4K029DA05

4K029DA06

4K030CA06

4K030CA17

4K030FA01

4K030KA26

4K030KA37

4K030KA39

4K030LA18

5F004BB22

5F004BB25

5F004CB09

5F045AA08

5F045EJ01

5F045EM05

5F045GB04

5F045GB08

(57)【要約】

【課題】撮像部、特に受光部を効率よく冷却する。
【解決手段】チャンバの壁部に設けられた窓部を介してチャンバ内を撮像する撮像ユニットであって、撮像ユニットの撮像方向前方に設けられ、チャンバ内からの光を受光する受光部を有する撮像部と、撮像部を収納するケースと、を備え、ケースは、筒状をなす外側ケース部と、外側ケース部の内側に配置され、筒状をなし、その内側に撮像部を収納し、受光部が撮像方向前方に向かって露出する内側ケース部と、外側ケース部の撮像方向前方に受光部と対向して設けられ、少なくとも一部において光透過性を有するケース窓部と、を有し、外側ケース部と内側ケース部との間と、内側ケース部とケース窓部との間と、ケース窓部と受光部との間には、それぞれの間隙が形成されており、該それぞれの間隙は、互いに連通して、撮像部を冷却する冷却ガスが通過するガス流路の一部として機能する撮像ユニットが提供される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバの壁部に設けられた窓部を介して前記チャンバ内を撮像する撮像ユニットであって、
前記撮像ユニットの撮像方向前方に設けられ、前記チャンバ内からの光を受光する受光部を有する撮像部と、
前記撮像部を収納するケースと、を備え、
前記ケースは、
筒状をなす外側ケース部と、
前記外側ケース部の内側に配置され、筒状をなし、その内側に前記撮像部を収納し、前記受光部が前記撮像方向前方に向かって露出する内側ケース部と、
前記外側ケース部の前記撮像方向前方に前記受光部と対向して設けられ、少なくとも一部において光透過性を有するケース窓部と、を有し、
前記外側ケース部と前記内側ケース部との間と、前記内側ケース部と前記ケース窓部との間と、前記ケース窓部と前記受光部との間には、それぞれの間隙が形成されており、該それぞれの間隙は、互いに連通して、前記撮像部を冷却する冷却ガスが通過するガス流路の一部として機能する、撮像ユニット。

【請求項2】

前記ガス流路に前記冷却ガスを供給する供給口を有する冷却ガス供給部を備える、請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項3】

前記内側ケース部は、その内周部が前記撮像部から離間して、前記ガス流路の他の一部として機能し、
前記供給口は、前記内側ケース部内で、該内側ケース部の中心軸からずれて配置されている、請求項２に記載の撮像ユニット。

【請求項4】

前記内側ケース部は、その内周部が前記撮像部から離間して、前記ガス流路の他の一部として機能し、
前記供給口は、前記内側ケース部内で、該内側ケース部の中心軸上に配置されている、請求項２に記載の撮像ユニット。

【請求項5】

前記外側ケース部と前記内側ケース部との間から前記冷却ガスが排出される、請求項３または４に記載の撮像ユニット。

【請求項6】

前記ケースは、前記ガス流路の一部での前記冷却ガスの流れを優先的に前記ケース窓部と前記受光部との間に向かわせる整流部を有する、請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項7】

前記外側ケース部と前記内側ケース部とは、互いに同心的に配置されている、請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項8】

前記ケース窓部は、中心側に設けられた、前記光透過性を有する板状の光透過部と、前記板部材の縁部側に設けられた、遮光性を有する板状の遮光部と、を備え、
前記内側ケース部は、前記遮光部との間に間隙を形成する、請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項9】

前記受光部は、レンズである、請求項１に記載の撮像ユニット。

【請求項10】

チャンバの壁部に設けられた窓部を介して前記チャンバ内を撮像する撮像ユニットを備え、該撮像ユニットで前記チャンバ内を撮像した状態で、該チャンバ内の基板に処理を施す基板処理装置であって、
前記撮像ユニットは、
前記撮像ユニットの撮像方向前方に設けられ、前記チャンバ内からの光を受光する受光部を有する撮像部と、
前記撮像部を収納するケースと、を備え、
前記ケースは、
筒状をなす外側ケース部と、
前記外側ケース部の内側に配置され、筒状をなし、その内側に前記撮像部を収納し、前記受光部が前記撮像方向前方に向かって露出する内側ケース部と、
前記外側ケース部の前記撮像方向前方に前記受光部と対向して設けられ、少なくとも一部において光透過性を有するケース窓部と、を有し、
前記外側ケース部と前記内側ケース部との間と、前記内側ケース部と前記ケース窓部との間と、前記ケース窓部と前記受光部との間には、それぞれの間隙が形成されており、該それぞれの間隙は、互いに連通して、前記撮像部を冷却する冷却ガスが通過するガス流路の一部として機能し、
前記撮像ユニットは、前記ケース窓部が前記窓部から離間した状態で配置される、基板処理装置。

【請求項11】

前記内側ケース部は、その内周部が前記撮像部から離間して、前記ガス流路の他の一部として機能する、請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記ケースは、前記ガス流路の一部での前記冷却ガスの流れを優先的に前記ケース窓部と前記受光部との間に向かわせる整流部を有する、請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項13】

チャンバの壁部に設けられた窓部を介して前記チャンバ内を撮像する撮像ユニットを用いて撮像を行う撮像方法であって、
前記撮像ユニットは、
前記撮像ユニットの撮像方向前方に設けられ、前記チャンバ内からの光を受光する受光部を有する撮像部と、
前記撮像部を収納するケースと、を備え、
前記ケースは、
筒状をなす外側ケース部と、
前記外側ケース部の内側に配置され、筒状をなし、その内側に前記撮像部を収納し、前記受光部が前記撮像方向前方に向かって露出する内側ケース部と、
前記外側ケース部の前記撮像方向前方に前記受光部と対向して設けられ、少なくとも一部において光透過性を有するケース窓部と、を有し、
前記外側ケース部と前記内側ケース部との間と、前記内側ケース部と前記ケース窓部との間と、前記ケース窓部と前記受光部との間には、それぞれの間隙が形成されており、該それぞれの間隙は、互いに連通して、前記撮像部を冷却する冷却ガスが通過するガス流路の一部として機能し、
前記撮像ユニットを、前記ケース窓部が前記窓部から離間した状態で配置し、前記ガス流路に前記冷却ガスを通過させつつ前記撮像を行う、撮像方法。

【請求項14】

前記チャンバの壁部は、加熱される、請求項１３に記載の撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撮像ユニット、撮像ユニット取り付け構造、基板処理装置および撮像方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、基板に対してエッチング処理を行うプラズマエッチング装置が知られている。例えば特許文献１に記載のプラズマエッチング装置は、真空容器の反応室内でプラズマ発生を発生させて、半導体基板に対するエッチング処理を行う。特許文献１に記載のプラズマエッチング装置では、反応室に窓部が設けられており、この窓部を介して外側からカメラで反応室の内部状態を撮像する（観察する）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－３１９９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示に係る技術は、撮像部、特に受光部を効率よく冷却する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る技術の一態様は、チャンバの壁部に設けられた窓部を介して前記チャンバ内を撮像する撮像ユニットであって、前記撮像ユニットの撮像方向前方に設けられ、前記チャンバ内からの光を受光する受光部を有する撮像部と、前記撮像部を収納するケースと、を備え、前記ケースは、筒状をなす外側ケース部と、前記外側ケース部の内側に配置され、筒状をなし、その内側に前記撮像部を収納し、前記受光部が前記撮像方向前方に向かって露出する内側ケース部と、前記外側ケース部の前記撮像方向前方に前記受光部と対向して設けられ、少なくとも一部において光透過性を有するケース窓部と、を有し、前記外側ケース部と前記内側ケース部との間と、前記内側ケース部と前記ケース窓部との間と、前記ケース窓部と前記受光部との間には、それぞれの間隙が形成されており、該それぞれの間隙は、互いに連通して、前記撮像部を冷却する冷却ガスが通過するガス流路の一部として機能する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、撮像部、特に受光部を効率よく冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す上面図である。

【図2】図１中のＡ－Ａ線断面図（図１に示す基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す垂直縦断面図）である。

【図3】第２実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す垂直縦断面図である。

【図4】第３実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す概略垂直縦断面図である。

【図5】図４中のＢ－Ｂ線断面図（第３実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す概略垂直横断面図）である。

【図6】第４実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す概略垂直横断面図である。

【図7】レンズの温度の一例を示すグラフである。

【図8】冷却ガスの流量と、レンズ、撮像部内および撮像部周囲の温度との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

上述した特許文献１の技術では、カメラで反応室の内部状態を撮像するのに際し、カメラを反応室の壁部に近づけて、カメラの視野角を広く確保する必要がある。しかしながら、反応室の壁部の温度は、エッチング処理時に上昇するため、それに応じてカメラの温度も上昇する。そして、カメラは、たとえ冷却ＣＣＤカメラであってとしても、当該カメラの温度が上昇して耐熱性を越えた場合には、例えば正常な撮像が困難となる等の問題が生じるおそれがあった。

【0009】

これに対応して、本開示に係る技術は、撮像部、特に受光部を効率よく冷却する。以下、図面を参照して本開示に係る技術の一実施の形態を説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、この構成によって限定されることはない。例えば、この構成に含まれる各部は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

【0010】

＜第１実施形態＞
以下、図１、図２、図７、図８を参照して、第１実施形態について説明する。図１、図２中（後述する図３～図６についても同様）では、互い直交する３つの方向を想定し、水平方向のうちの互いに直交する２つの方向をそれぞれ「Ｘ方向」、「Ｙ方向」と言い、鉛直方向を「Ｚ方向」と言う。また、各方向の矢印が向く方向を「正側（または＋）」、その反対方向を「負側（または－）」と言う。図１は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す上面図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図（図１に示す基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す垂直縦断面図）である。

【0011】

図１に示す基板処理装置１０は、チャンバ２０内の基板３０に処理を施す装置である。本実施形態では、基板処理装置１０は、例えば基板３０がＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板の場合、処理ガスから生成した高密度プラズマを用いて、基板３０に形成される画素や駆動回路における保護膜等を形成する成膜処理を施す成膜装置である。なお、基板処理装置１０としては、成膜装置に限定されず、例えば、基板３０にプラズマエッチング処理を施すエッチング装置（エッチャー）であってもよい。また、基板３０としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板に限定されず、ウエハであってもよい。

【0012】

基板処理装置１０は、チャンバ２０内に設置された載置台１１を備える。載置台１１上には、少なくとも１枚の基板３０を載置することができる。図１に示す構成では、載置台１１上に１枚の基板３０が載置されているが、載置態様についてはこれに限定されない。例えば、２枚の基板３０をＸ方向またはＹ方向に並列して載置するようにしてもよい。また、載置台１１の上面には、静電チャック（不図示）が設けられている。これにより、載置台１１に載置された基板３０は、載置台１１に吸着保持される。また、載置台１１の内部には、基板３０の温度を制御するために、チラー等の温調機構や伝熱ガス供給機構（いずれも不図示）が設けられる。

【0013】

本実施形態では、チャンバ２０は、４つの壁部（側壁）２０１で画成された処理空間２０２を有する。この処理空間２０２内で、基板３０に対する所定の処理を施すことができる。以下では、４つの壁部２０１のうち、最もＸ方向負側に位置する壁部２０１を「壁部２０１Ａ」と言い、壁部２０１Ａに対向する壁部２０１、すなわち、最もＸ方向正側に位置する壁部２０１を「壁部２０１Ｂ」と言う。また、最もＹ方向負側に位置する壁部２０１を「壁部２０１Ｃ」と言い、壁部２０１Ｃに対向する壁部２０１、すなわち、最もＹ方向正側に位置する壁部２０１を「壁部２０１Ｄ」と言う。

【0014】

図１に示すように、基板処理装置１０は、２つの撮像ユニット１を備え、各撮像ユニット１を用いて撮像が行われる（撮像方法）。撮像対象は、チャンバ２０内、特に載置台１１上で処理が施される基板３０である。これにより、撮像ユニット１で基板３０を撮像しつつ、当該基板３０に対する処理を施すことができる。以下では、２つの撮像ユニット１のうち、一方の撮像ユニット１を「撮像ユニット１Ａ」と言い、他方の撮像ユニット１を「撮像ユニット１Ｂ」と言う。撮像ユニット１Ａは、壁部２０１Ａに配置され、撮像ユニット１Ｂは、壁部２０１Ｃに配置されている。撮像ユニット１Ａは、撮像方向がＸ方向正側に向いており、視野角（画角）として２本の一点鎖線の間の範囲が確保され、撮像ユニット１Ｂは、撮像方向がＹ方向正側に向いており、視野角として２本の二点鎖線の間の範囲が確保されている。これにより、撮像ユニット１Ａと撮像ユニット１Ｂとは、互いの死角を補完し合うことができ、その結果、載置台１１上の全基板３０の処理状態等を撮像することができる。撮像ユニット１Ａと撮像ユニット１Ｂとは、同じ構成であるため、撮像ユニット１Ａについて代表的に説明する。なお、撮像ユニット１の配置数は、本実施形態では２つであるが、これに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上であってもよい。

【0015】

図２に示すように、撮像ユニット１Ａが配置される壁部２０１Ａは、撮像ユニット１Ａを壁部２０１Ａに取り付けるための撮像ユニット設置アダプタ２２０が備えられている。撮像ユニット設置アダプタ２２０は、Ｘ方向正側に向かって筒状に突出した突出部１２と、突出部１２の先端開口部１２１を覆う窓部１３と、窓部１３を支持する支持部１４とを有する。突出部１２には、撮像ユニット１Ａが挿入され、固定される。窓部１３は、透明性、すなわち、光透過性を有する板部材である。撮像ユニット１Ａは、窓部１３を介してチャンバ２０、すなわち、処理空間２０２内を撮像することができる。支持部１４は、リング状をなす部材であり、窓部１３をＸ方向正側から突出部１２に押し付ける。これにより、窓部１３が突出部１２に対して支持される。また、支持部１４の内周部（凹部）１４１は、その内径がＸ方向正側に向かって漸増したテーパ状をなす。これにより、支持部１４の内周部１４１が撮像の邪魔になるのを防止することができる。

【0016】

図２に示すように、撮像ユニット１Ａは、撮像部２と、撮像部２を収納するケース（収納ケース）３とを備える。撮像部２は、撮像ユニット１の撮像方向の最前方に設けられたレンズ２１を有する。レンズ２１は、チャンバ２０内からの光を受光する受光部である。なお、レンズ２１としては、特に限定されず、例えば、凸レンズを用いることができる。また、撮像部２は、外装部２４を有し、外装部２４の内側には、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等で構成された撮像素子２２を有する。撮像素子２２上では、レンズ２１で受光され、さらに当該レンズ２１を透過したチャンバ２０内からの光が結像する。これにより、チャンバ２０内の画像を取得することができる。そして、この画像信号は、ケーブル２３を介して、モニタ等の外部装置（不図示）に送信される。なお、撮像ユニット１Ａは、その視野角を広く確保するために、レンズ２１をできる限り窓部１３に接近させるのが好ましい。

【0017】

ケース３は、筒状をなす外側ケース部（外側筒状部）４と、外側ケース部の内側に配置され、筒状をなす内側ケース部（内側筒状部）５と、少なくとも一部において光透過性を有するケース窓部６とを有する。ケース３では、外側ケース部４と内側ケース部５とは、Ｘ方向と平行な姿勢で互いに同心的に配置されており、二重筒構造をなす。すなわち、外側ケース部４と内側ケース部５とは、外側ケース部４の中心軸と内側ケース部５の中心軸とを一致させて配置されている。外側ケース部４と内側ケース部５とは、同心的配置を維持するために、例えば、ネジ等の締結部材（不図示）により互いに固定するようにしてもよい。なお、図２においては、内側ケース部５の後端開口部５１は、外側ケース部４の後端開口部４１よりもＸ方向負側に突出しているが、これに限定されない。また、外側ケース部４と内側ケース部５とを同心的に配置せず、外側ケース部４の中心軸と内側ケース部５の中心軸とが平行で且つ互いに偏心して、すなわち、互いにずらして配置されるようにしてもよい。

【0018】

内側ケース部５は、筒壁部（側壁部）５２と、筒壁部５２の前側に設けられた前端壁部５３とを有する。前端壁部５３には、Ｘ方向に貫通する複数の貫通孔５３１が形成されている。これらの貫通孔５３１は、ケース３（二重筒構造）の中心軸Ｏ３回りに等間隔に配置されている。また、筒壁部５２の内側には、撮像部２が収納されている。そして、前端壁部５３からは、撮像部２が撮像方向前方、すなわち、Ｘ方向正側に向かって突出している。これにより、レンズ２１が内側ケース部５から撮像方向前方に向かって露出した状態となる。なお、撮像部２は、前端壁部５３に対し、固定部材５４を介して固定されている。これにより、撮像部２での撮像が行われた際、像ブレ等が防止された画像を得ることができる。また、内側ケース部５や外側ケース部４の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料を用いることができる。

【0019】

外側ケース部４の撮像方向前方には、ケース窓部６が設けられている。ケース窓部６の中心側には、光透過性を有し、板状の部材（板部材）、例えば円板状の部材で構成されている光透過部６１が設けられ、縁部側には、遮光性を有する板状の遮光部６２が設けられている。光透過部６１と遮光部６２とは、共通の面内に配置されてもよいし、または、段差を介して異なる面内に配置されてもよい。光透過部６１は、窓部１３とともに中心軸Ｏ３上に位置する。また、中心軸Ｏ３は、レンズ２１の光軸と一致する。これにより、窓部１３と光透過部６１とレンズ２１とが中心軸Ｏ３上に配置されて、互いに対向した状態となり、よって、チャンバ２０内からの光は、窓部１３、光透過部６１、レンズ２１を順に透過して、撮像素子２２に到達する。

【0020】

本実施形態では、光透過部６１と遮光部６２とは、別体で構成されている。これにより、光透過部６１および遮光部６２のそれぞれに適した構成材料を用いることができる。例えば、後述するように光透過部６１を冷却したい場合、光透過部６１の構成材料として、樹脂材料よりも熱伝導率が高いガラス材を用いることができる。また、遮光部６２の構成材料として、外側ケース部４と同じ樹脂材料を用いることができる。これにより、遮光部６２と外側ケース部４とを一体的に形成することができる。

【0021】

前述したように、基板処理装置１０は、プラズマ処理を行う装置である。そのため、プラズマ発生等の原因によって、チャンバ２０の壁部２０１が加熱される。そして、この加熱の程度によっては、撮像部２が、耐熱性を超えるほどに過剰に加熱されるおそれがある。過剰に加熱された撮像部２は、例えば正常な撮像が困難となる等の問題が生じるおそれがあった。そこで、基板処理装置１０では、撮像ユニット１Ａにおいて、撮像部２を冷却可能に構成されている。以下、この冷却構成および作用について説明する。

【0022】

図２に示すように、外側ケース部４の内周部４２と、内側ケース部５の筒壁部５２の外周部５５との間には、間隙３１が形成されている。また、内側ケース部５の前端壁部５３と、ケース窓部６の遮光部６２との間にも、間隙３２が形成されている。同様に、ケース窓部６の光透過部６１と、撮像部２のレンズ２１との間にも、間隙３３が形成されている。間隙３１、間隙３２、間隙３３は、互いに連通して、撮像部２を冷却する冷却ガスＧＳが通過するガス流路３４の一部として機能する。また、内側ケース部５は、筒壁部５２の内周部５６が撮像部２から離間して、内部空間５７を形成しており、ガス流路３４の他の一部として機能する。すなわち、内側ケース部５の内部空間５７は、各貫通孔５３１を介して間隙３２と連通して、内部空間５７、間隙３２、間隙３１を順次、若しくは、内部空間５７、間隙３２、間隙３３、間隙３１を順次通過するガス流路３４として機能する。なお、冷却ガスＧＳとしては、特に限定されず、例えば、圧縮空気等を用いることができる。また、光透過部６１あるいはレンズ２１が曇ることを防止するため、ドライエアを用いてもよい。

【0023】

また、撮像ユニット１Ａは、ガス流路３４に冷却ガスＧＳを供給する冷却ガス供給部７を備える。冷却ガス供給部７は、冷却ガスＧＳの供給源（不図示）と接続された継ぎ手７１と、継ぎ手７１に接続されたノズル７２とを有する。継ぎ手７１は、ケース３の外側に配置される。継ぎ手７１は、図２に示す構成ではいわゆる「エルボータイプ」の継ぎ手であるが、これに限定されず、例えば、いわゆる「ストレートタイプ」の継ぎ手であってもよい。ノズル７２は、管状をなし、内側ケース部５の内部空間５７まで延びている。ノズル７２の前端開口部は、内部空間５７（ガス流路３４）に冷却ガスＧＳを供給する供給口７２１として機能する。

【0024】

このような冷却構成では、供給口７２１から供給された冷却ガスＧＳは、内部空間５７を通過する。その際、冷却ガスＧＳは、撮像部２の外装部（ハウジング）２４に触れることとなり、よって、撮像素子２２は、外装部２４を介して、冷却ガスＧＳとの間で熱交換が行われる。これにより、撮像素子２２を冷却することができる。また、内部空間５７を通過した冷却ガスＧＳは、各貫通孔５３１を通過して、間隙３２に流入する。その後、冷却ガスＧＳは、間隙３１に向かう冷却ガスＧＳと、間隙３３に向かってから、間隙３３を通過し、間隙３１に向かう冷却ガスＧＳとに分かれる。間隙３３に向かう冷却ガスＧＳは、レンズ２１に触れることとなり、よって、冷却ガスＧＳとの間で熱交換が行われる。これにより、レンズ２１を冷却することができる。また、冷却ガスＧＳは、間隙３１に向かった後、当該間隙３１から排出される。これにより、熱交換に供された冷却ガスＧＳがガス流路３４に滞留するのを防止することができる。

【0025】

以上のような冷却構成により、ガス流路３４に冷却ガスＧＳを通過させつつ、撮像部２での撮像を行うことができる。また、撮像部２全体、特に、撮像部２の中で最も処理空間２０２に近い位置に配置され、加熱され易いレンズ２１を効率よく冷却することができる。これにより、撮像部２の耐熱性を越えるのが防止され、よって、撮像部２での正常な撮像が可能となる。また、ケース３が二重筒構造をなすことにより、ケース３での断熱性が向上する。これにより、冷却効率の向上を図ることができる。また、冷却ガスＧＳの流れは、本実施形態では、内側ケース部５から、外側ケース部４と内側ケース部５との間に向かう流れ（以下この流れを「内側から外側への流れ」と言う）である。ケース３は、内側ケース部５側よりも、外側ケース部４側の方が高温となる傾向にあるため、冷却ガスＧＳの流れは、内側から外側への流れであるのが好ましい。これにより、冷却ガスＧＳの冷却効率が低下するのを防止することができる。

【0026】

また、図２に示すように、供給口７２１は、内側ケース部５の内部空間５７内で、中心軸Ｏ３からずれて、すなわち、中心軸Ｏ３よりもＺ方向負側に配置されている。これにより、供給口７２１からの冷却ガスＧＳが貫通孔５３１に円滑に向かうことができ、その後のレンズ２１の冷却を迅速に行うことができる。

【0027】

前述したように、外側ケース部４と内側ケース部５とは、互いに同心的に配置されている。これにより、間隙３１の幅、すなわち、ギャップ長が中心軸Ｏ３回りに均一となり、間隙３１からの冷却ガスＧＳの排出を迅速かつ円滑に行うことができる。また、外側ケース部４および内側ケース部５は、それぞれ、筒状をなし、具体的には、例えば円筒状が好ましいが、角筒状であってもよい。円筒状は、角筒状よりも、間隙３１での冷却ガスＧＳの滞留を防止または抑制することができる。

【0028】

また、基板処理装置１０は、撮像ユニット１Ａを支持し、撮像ユニット設置アダプタ２２０に取り付ける撮像ユニット取り付け構造８を備える。撮像ユニット取り付け構造８は、撮像ユニット１Ａおよび冷却ガス供給部７が取り付けられる取付部８１と、取付部８１と撮像ユニット設置アダプタ２２０とを連結する連結部８２とを備える。取付部８１は、例えば金属製の板部材を折り曲げて加工したものであり、ケース３をＺ方向負側から支持する支持部８１１と、継ぎ手７１の長手方向の途中を支持する支持部８１２とを有する。連結部８２は、取付部８１を介して撮像ユニット１Ａおよび冷却ガス供給部７を支持し、撮像ユニット設置アダプタ２２０に固定される。連結部８２は、撮像ユニット設置アダプタ２２０を介して取付部８１を間接的に壁部２０１Ａに連結する。連結部８２は、取付部８１と壁部２０１Ａを直接連結してもよい。このような撮像ユニット取り付け構造８により、撮像ユニット１Ａは、ケース窓部６が窓部１３から離間した状態で取り付けられる。これにより、ケース窓部６と窓部１３との間には、空気（空気層）が介在した状態となり、ケース窓部６さらにはレンズ２１に対する断熱性が向上する。

【0029】

図７は、レンズの温度の一例を示すグラフである。図７に示すグラフは、撮像ユニット１Ａの撮像部２の中で、代表的にレンズ２１の温度を測定し、その結果を示す棒グラフである。図７の棒グラフＡは、撮像ユニット１Ａの冷却構成が省略された場合のレンズ２１の温度を示し、棒グラフＢは、撮像ユニット１Ａの冷却構成によって低下したレンズ２１の温度を示す。これにより、撮像ユニット１Ａの冷却構成による冷却効果を確認することができる。

【0030】

図８は、冷却ガスの流量と、レンズ、撮像部内および撮像部周囲の温度との関係の一例を示すグラフである。図８に示すグラフは、冷却ガスの流量（グラフの横軸）を変更した場合の、レンズ２１、撮像部２内および撮像部２の周囲（外）の温度（グラフの縦軸）の変化を示す折れ線グラフである。折れ線グラフＡは、レンズ２１の温度変化を示し、折れ線グラフＢは、撮像部２内の温度変化を示し、折れ線グラフＣは、撮像部２の周囲の温度変化を示す。これにより、冷却ガスＧＳの流量増加に従って、レンズ２１、撮像部２内および撮像部２の周囲の温度は、いずれも低下することを確認することができる、すなわち、冷却ガスＧＳによる冷却効果を確認することができる。また、冷却ガスＧＳの流量としては、少なくとも１５［Ｌ／ｍｉｎ］であるのが好ましく、３０［Ｌ／ｍｉｎ］以上であるのがより好ましいことが、図８に示すグラフから分かる。

【0031】

＜第２実施形態＞
以下、図３を参照して、第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。本実施形態は、供給部の供給口の配置箇所が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。図３は、第２実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す垂直縦断面図である。

【0032】

図３に示すように、冷却ガス供給部７の供給口７２１は、内側ケース部５内で、中心軸Ｏ３上に配置されている。これにより、供給口７２１からの冷却ガスＧＳを内側ケース部５の内部空間５７全体に均等に行き渡らせることができ、よって、冷却ガスＧＳを撮像部２の外装部２４全体に十分に触れさせることができる。これにより、外装部２４を介した冷却ガスＧＳと撮像素子２２との間での熱交換が迅速に行われる。

【0033】

＜第３実施形態＞
以下、図４、図５を参照して、第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。本実施形態は、ケースの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。図４は、第３実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す概略垂直縦断面図である。図５は、図４中のＢ－Ｂ線断面図（第３実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す概略垂直横断面図）である。

【0034】

図４に示すように、ケース３は、ガス流路３４の途中の間隙３２の一部を塞ぐように設けられた整流部９を有する。整流部９は、間隙３２に流入した冷却ガスＧＳ、すなわち、ガス流路３４での冷却ガスＧＳの流れを優先的にケース窓部６とレンズ２１との間、すなわち、間隙３３に向かわせる部分である。図５に示すように、整流部９は、中心軸Ｏ３を中心とする円弧状に形成されており、本実施形態では、その中心角θ９は、１８０度以下である。なお、整流部９は、外側ケース部４および内側ケース部５と別体で構成されたものであってもよいし、外側ケース部４および内側ケース部５と一体的に形成されたものであってもよい。

【0035】

また、供給口７２１は、内側ケース部５の内部空間５７内で、中心軸Ｏ３から整流部９側にずれて配置されている。この配置構成による効果と、整流部９による効果との相乗効果により、冷却ガスＧＳは、供給口７２１から、ケース窓部６とレンズ２１との間に迅速に向かうことができる。これにより、レンズ２１をより迅速に冷却することができる。

【0036】

＜第４実施形態＞
以下、図６を参照して、第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。本実施形態は、整流部の大きさ（形状）が異なること以外は前記第３実施形態と同様である。図６は、第４実施形態に係る基板処理装置が備える撮像ユニットの構成例を示す概略垂直横断面図である。

【0037】

図６に示すように、本実施形態では、整流部９の中心角θ９は、１８０度を超える。これにより、冷却ガスＧＳをケース窓部６とレンズ２１との間に集中的に向かわせることができる。

【0038】

以上、本開示の好ましい実施の形態について説明したが、本開示は上述した実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。また、冷却ガスＧＳの流れは、前記各実施形態では内側ケース部５から、外側ケース部４と内側ケース部５との間に向かう流れであるが、これに限定されず、例えば、逆流、すなわち、外側ケース部４と内側ケース部５との間から、内側ケース部５に向かう流れであってもよい。

【符号の説明】

【0039】

１ 撮像ユニット
１Ａ 撮像ユニット
１Ｂ 撮像ユニット
２ 撮像部
２１ レンズ
３ ケース（収納ケース）
３１ 間隙
３２ 間隙
３３ 間隙
３４ ガス流路
４ 外側ケース部（外側筒状部）
５ 内側ケース部（内側筒状部）
６ ケース窓部
８ 撮像ユニット取り付け構造
８１ 取付部
１０ 基板処理装置
１３ 窓部
２０ チャンバ
２０１ 壁部（側壁）
２０１ａ 壁部
２０１ｂ 壁部
２０１ｃ 壁部
２０１ｄ 壁部
３０ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】