特開 2025-141046 基板処理装置

(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】P2025141046

(43)【公開日】2025-09-29

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250919BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 643A

H01L21/304 644A

H01L21/304 648A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024040780

(22)【出願日】2024-03-15

(71)【出願人】

【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】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 遼太

(72)【発明者】

【氏名】淺野 光

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB90

5F157BA02

5F157BA13

5F157BA31

5F157CD29

5F157CE28

5F157CE29

5F157CE82

5F157CF40

5F157CF42

5F157CF44

5F157DC21

(57)【要約】

【課題】チャックピンの摩耗状態を検知できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板保持部２０、画像センサ７０、および制御部９０を備える。基板保持部２０は、基板Ｗの周縁部に当接することにより、基板Ｗを把持するチャックピン２２を有する。画像センサ７０は、基板保持部２０を撮影することにより、検査画像を取得する。検査画像は、チャックピン２２の画像を含む。制御部９０は、検査画像に基づいてチャックピン２２の摩耗状態を示す摩耗指標を出力する。これにより、チャックピン２２の摩耗状態を検知できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板へ向けて処理液を吐出するノズルと、
前記基板保持部を撮影する画像センサと、
前記画像センサが取得した検査画像に基づいて前記基板保持部の状態を検知する制御部と、
を備え、
前記基板保持部は、
前記基板の周縁部に当接することにより、前記基板を把持するチャックピン
を有し、
前記検査画像は、前記チャックピンの画像を含み、
前記制御部は、
前記検査画像に基づいて前記チャックピンの摩耗状態を示す摩耗指標を出力する摩耗検査部
を有する、基板処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記チャックピンは、
前記基板の周縁部から離れた離間位置と、前記基板の周縁部に当接する当接位置との間で移動する可動ピン
を含み、
前記検査画像は、前記可動ピンの画像を含み、
前記摩耗検査部は、前記可動ピンの摩耗状態を示す摩耗指標を出力する、基板処理装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記摩耗検査部は、
前記検査画像に基づいて前記摩耗指標を出力する機械学習モデル
を有する、基板処理装置。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記摩耗検査部は、摩耗がない状態の前記チャックピンを示す基準画像と、前記検査画像との差分に基づいて、前記摩耗指標を出力する、基板処理装置。

【請求項5】

請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記画像センサは、前記基板保持部が前記基板を保持していないときに、前記チャックピンを撮影する、基板処理装置。

【請求項6】

請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記摩耗指標に基づいて、前記チャックピンの継続使用が可能か否かを判定する使用判定部
をさらに有する、基板処理装置。

【請求項7】

請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記使用判定部は、前記摩耗指標に基づいて、
前記チャックピンの継続使用を許可し、かつ、ユーザに前記チャックピンの交換を促さない第１判定結果と、
前記チャックピンの継続使用を許可し、かつ、ユーザに前記チャックピンの交換を促す第２判定結果と、
前記チャックピンの継続使用を禁止する第３判定結果と、
のいずれか１つを出力する、基板処理装置。

【請求項8】

請求項７に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持部から前記基板を取り出す搬送ロボット
をさらに備え、
前記使用判定部が、前記第１判定結果を出力した場合、前記搬送ロボットは、前記基板保持部から前記基板を取り出すときに、前記チャックピンに対して前記基板を、鉛直上方へ移動させ、
前記使用判定部が、前記第２判定結果を出力した場合、前記搬送ロボットは、前記基板保持部から前記基板を取り出すときに、前記チャックピンの摩耗部から前記基板が遠ざかるように、前記チャックピンに対して前記基板を斜め上方へ移動させる、基板処理装置。

【請求項9】

請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記基板に接触しつつ前記基板を洗浄するブラシ
をさらに備える、基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャックピンで基板を把持しつつ基板を処理する基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェハ等の基板を水平な姿勢で回転させつつ、基板に対して処理液の供給やブラシ洗浄等の処理を行う基板処理装置が知られている。この種の基板処理装置は、複数のチャックピンを有する。複数のチャックピンは、基板の周縁部に当接することにより、基板を把持する。

【0003】

チャックピンを有する従来の基板処理装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１８１８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基板処理装置のチャックピンは、複数の基板を順次に把持することにより、次第に摩耗する。具体的には、チャックピンの表面のうち、基板に当接する部分が、凹状に摩耗する。そして、チャックピンの摩耗が進行すると、基板の周縁部が、凹状の摩耗部に嵌合する。このため、チャックピンから基板を取り出すときに、基板の周縁部が摩耗部に引っ掛かって、取り出しに失敗する場合がある。

【0006】

従来の基板処理装置では、チャックピンを定期的に交換していた。しかしながら、チャックピンの摩耗状態を検知して、チャックピンの交換時期を最適化することは、行われていなかった。

【0007】

そこで、本発明は、チャックピンの摩耗状態を検知できる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】

【0008】

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板へ向けて処理液を吐出するノズルと、前記基板保持部を撮影する画像センサと、前記画像センサが取得した検査画像に基づいて前記基板保持部の状態を検知する制御部と、を備え、前記基板保持部は、前記基板の周縁部に当接することにより、前記基板を把持するチャックピンを有し、前記検査画像は、前記チャックピンの画像を含み、前記制御部は、前記検査画像に基づいて前記チャックピンの摩耗状態を示す摩耗指標を出力する摩耗検査部を有する。

【0009】

本願の第２発明は、第１発明の基板処理装置であって、前記チャックピンは、前記基板の周縁部から離れた離間位置と、前記基板の周縁部に当接する当接位置との間で移動する可動ピンを含み、前記検査画像は、前記可動ピンの画像を含み、前記摩耗検査部は、前記可動ピンの摩耗状態を示す摩耗指標を出力する。

【0010】

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の基板処理装置であって、前記摩耗検査部は、前記検査画像に基づいて前記摩耗指標を出力する機械学習モデルを有する。

【0011】

本願の第４発明は、第１発明または第２発明の基板処理装置であって、前記摩耗検査部は、摩耗がない状態の前記チャックピンを示す基準画像と、前記検査画像との差分に基づいて、前記摩耗指標を出力する。

【0012】

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、前記画像センサは、前記基板保持部が前記基板を保持していないときに、前記チャックピンを撮影する。

【0013】

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、前記制御部は、前記摩耗指標に基づいて、前記チャックピンの継続使用が可能か否かを判定する使用判定部をさらに有する。

【0014】

本願の第７発明は、第６発明の基板処理装置であって、前記使用判定部は、前記摩耗指標に基づいて、前記チャックピンの継続使用を許可し、かつ、ユーザに前記チャックピンの交換を促さない第１判定結果と、前記チャックピンの継続使用を許可し、かつ、ユーザに前記チャックピンの交換を促す第２判定結果と、前記チャックピンの継続使用を禁止する第３判定結果と、のいずれか１つを出力する。

【0015】

本願の第８発明は、第７発明の基板処理装置であって、前記基板保持部から前記基板を取り出す搬送ロボットをさらに備え、前記使用判定部が、前記第１判定結果を出力した場合、前記搬送ロボットは、前記基板保持部から前記基板を取り出すときに、前記チャックピンに対して前記基板を、鉛直上方へ移動させ、前記使用判定部が、前記第２判定結果を出力した場合、前記搬送ロボットは、前記基板保持部から前記基板を取り出すときに、前記チャックピンの摩耗部から前記基板が遠ざかるように、前記チャックピンに対して前記基板を斜め上方へ移動させる

【0016】

本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれか１発明の基板処理装置であって、前記基板に接触しつつ前記基板を洗浄するブラシをさらに備える。

【発明の効果】

【0017】

本願の第１発明～第９発明によれば、チャックピンの画像に基づいて、チャックピンの摩耗状態を検知できる。

【0018】

特に、本願の第２発明によれば、固定ピンよりも摩耗が生じやすい可動ピンの摩耗状態を検知できる。

【0019】

特に、本願の第５発明によれば、チャックピンの摩耗状態を、より精度よく検知できる。

【0020】

特に、本願の第６発明によれば、チャックピンの摩耗状態に基づいて、チャックピンを継続して使用可能か否かを判定できる。

【0021】

特に、本願の第７発明によれば、チャックピンの継続使用に関して、許可と禁止の二択ではなく、使用を許可しつつチャックピンの交換を促す第２判定結果を出力することが可能である。これにより、基板処理装置のユーザは、基板の処理を継続しつつ、チャックピンを交換するための準備を進めることができる。

【0022】

特に、本願の第８発明によれば、チャックピンの摩耗部に基板が引っ掛かることを抑制しつつ、基板保持部から基板を取り出すことができる。

【0023】

特に、本願の第９発明によれば、ブラシからの圧力によるチャックピンの摩耗状態を検知できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】基板処理装置の構成を示した図である。

【図2】基板保持部の上面図である。

【図3】可動ピンの上面図である。

【図4】基板処理装置の制御ブロック図である。

【図5】可動ピンの検査に関わる制御部の機能を、概念的に示したブロック図である。

【図6】可動ピンの検査の流れを示したフローチャートである。

【図7】可動ピンの摩耗が進行した状態を示した図である。

【図8】可動ピンの継続使用が可能か否かを判定するときの判定基準の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0026】

＜１．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１の構成を示した図である。この基板処理装置１は、半導体の製造工程において、円板状の基板Ｗ（シリコンウェハ）の表面に処理液を供給して、基板Ｗを処理する装置である。図１に示すように、基板処理装置１は、チャンバ１０、基板保持部２０、回転機構３０、ノズル４０、ブラシユニット５０、カップ６０、画像センサ７０、搬送ロボット８０、および制御部９０を備えている。

【0027】

チャンバ１０は、基板Ｗを処理するための処理空間１６を形成する筐体である。チャンバ１０は、処理空間１６の側部を取り囲む側壁１１と、処理空間１６の上部を覆う天板部１２と、処理空間１６の下部を覆う底板部１３と、を有する。基板保持部２０、回転機構３０、ノズル４０、ブラシユニット５０、カップ６０、および画像センサ７０は、チャンバ１０の内部に収容される。

【0028】

側壁１１の一部分には、チャンバ１０内への基板Ｗの搬入およびチャンバ１０からの基板Ｗの搬出を行うための搬入出口１４と、搬入出口１４を開閉するシャッタ１５とが、設けられている。

【0029】

基板保持部２０は、チャンバ１０の内部において、基板Ｗを水平姿勢（法線が鉛直方向を向く姿勢）で保持する機構である。図２は、基板保持部２０の上面図である。図１および図２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、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。

【0030】

図２に示すように、複数のチャックピン２２は、２つの固定ピン２３、２つの可動ピン２４、および２つの補助ピン２５を有する。２つの固定ピン２３と２つの可動ピン２４とは、スピンベース２１の中心軸Ｃを挟んで、互いに反対側に位置する。２つの補助ピン２５は、固定ピン２３と可動ピン２４との間に位置する。すなわち、本実施形態では、スピンベース２１の外周部に沿って、固定ピン２３、固定ピン２３、補助ピン２５、可動ピン２４、可動ピン２４、補助ピン２５が、この順に等角度間隔で配置されている。

【0031】

２つの固定ピン２３は、スピンベース２１に対して固定されている。固定ピン２３は、固定爪２３１および固定支持面２３２を有する。固定爪２３１は、径方向内側（中心軸Ｃ側）へ向けて突出する突起である。固定支持面２３２は、固定爪２３１の下端部から、径方向内側へ向かうにつれて徐々に高さが低下する傾斜面である。

【0032】

２つの可動ピン２４は、スピンベース２１に対して回動可能に取り付けられている。可動ピン２４は、可動爪２４１および可動支持面２４２を有する。可動爪２４１は、径方向内側（中心軸Ｃ側）へ向けて突出する突起である。本実施形態の可動爪２４１は、径方向内側へ向けて互いに平行に延びる３本の爪を有する。ただし、可動爪２４１は、単一の爪により構成されていてもよい。可動支持面２４２は、可動爪２４１の下端部から、径方向内側へ向かうにつれて徐々に高さが低下する傾斜面である。

【0033】

スピンベース２１の内部には、可動ピン２４の位置を切り替えるための切替機構２６が設けられている。図３は、可動ピン２４の側面図である。切替機構２６は、可動ピン２４の位置を、図３において実線で示した当接位置と、図３において二点鎖線で示した離間位置との間で移動させる。具体的には、切替機構２６は、可動ピン２４を回転させることによって、可動爪２４１を、基板Ｗの周縁部に当接する位置と、基板Ｗの周縁部から離れる位置との間で移動させる。

【0034】

基板Ｗの搬入時および搬出時には、可動ピン２４は、離間位置に配置される。基板Ｗは、搬送ロボット８０によってチャンバ１０に搬入され、２つの固定支持面２３２および２つの可動支持面２４２の上に載置される。このとき、固定爪２３１および可動爪２４１は、基板Ｗの周縁部から離れている。

【0035】

その後、切替機構２６が、可動ピン２４を、離間位置から当接位置へ移動させる。そうすると、２つの可動ピン２４の可動爪２４１が、基板Ｗの周縁部に当接する。そして、２つの可動ピン２４が、基板Ｗを固定ピン２３へ向けて押圧する。その結果、２つの可動爪２４１と２つの固定爪２３１との間に、基板Ｗが把持される。基板Ｗは、スピンベース２１の上面から空隙を介して上方の位置に、水平姿勢で保持される。

【0036】

２つの補助ピン２５は、スピンベース２１に対して固定されている。補助ピン２５と基板Ｗとの間には、僅かな隙間が存在する。補助ピン２５は、後述するブラシ５１の圧力等で基板Ｗが撓んだ場合に、基板Ｗの周縁部に接触する。これにより、基板Ｗの撓みを制限する。

【0037】

複数のチャックピン２２は、基板Ｗへ供給される処理液に対して耐性を有する樹脂により形成される。チャックピン２２の材料には、例えば、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）またはフッ素樹脂が使用される。チャックピン２２は、基板Ｗの周縁部と繰り返し当接することにより、次第に摩耗する。特に、可動ピン２４の可動爪２４１は、基板Ｗの周縁部を押圧するため、他の箇所よりも摩耗が進みやすい。

【0038】

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１中に破線で示したように、回転機構３０は、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。モータ３２を駆動させると、支持軸３３が中心軸Ｃ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、中心軸Ｃを中心として回転する。

【0039】

また、回転機構３０は、エンコーダ３４を有する。エンコーダ３４は、支持軸３３の回転角度を、制御部９０へ出力する。制御部９０は、エンコーダ３４から入力される信号に基づいて、モータ３２の回転角度を制御する。また、制御部９０は、エンコーダ３４から入力される信号に基づいて、チャックピン２２を所定の位置で停止させることができる。

【0040】

ノズル４０は、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面に向けて、処理液を吐出する機構である。ノズル４０は、処理液が貯留されたタンクと、配管を介して接続されている。配管の経路上には、ポンプおよびバルブが設けられている。バルブを開放して、ポンプを動作させると、タンクから配管を通ってノズル４０に、処理液が供給される。そして、ノズル４０から基板Ｗの上面に向けて、処理液が吐出される。

【0041】

基板処理装置１は、回転機構３０により基板Ｗを回転させた状態で、ノズル４０から基板Ｗの上面の中央に、処理液を吐出する。処理液は、基板Ｗの回転による遠心力で、基板Ｗの中央から周縁部へ広がる。これにより、基板Ｗの上面に、処理液が均一に供給される。

【0042】

処理液には、例えば、純水(脱イオン水)が使用される。なお、洗浄液には、純水に代えて、炭酸水、オゾン水、水素水、電解イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素水との混合溶液）またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等を使用することもできる。

【0043】

ブラシユニット５０は、基板保持部２０に保持された基板Ｗの上面を物理的に洗浄するユニットである。図１に示すように、ブラシユニット５０は、ブラシ５１と、ブラシ５１を移動させる移動機構５２とを有する。移動機構５２は、ブラシ５１を、基板Ｗの上面に接触する低位置と、基板Ｗの上面から上方へ退避した高位置との間で、昇降移動させることができる。また、移動機構５２は、ブラシ５１を低位置に配置した状態で、ブラシ５１を基板Ｗの上面に沿って揺動させることができる。基板処理装置１は、ノズル４０から処理液を吐出しながら、ブラシ５１による基板Ｗの洗浄を行う。ブラシ５１は、基板Ｗの上面を押圧しつつ、基板Ｗの上面に対して摺動することにより、基板Ｗの上面を物理的に洗浄する。

【0044】

なお、基板処理装置１は、基板Ｗの下面や外周端面を洗浄するためのブラシユニットを、さらに有していてもよい。

【0045】

カップ６０は、使用後の処理液を捕集する機構である。図３に示すように、カップ６０は、基板保持部２０を取り囲む円環状の案内板６１を有する。カップ６０は、図示を省略した昇降機構により、昇降移動することが可能である。ノズル４０が処理液を吐出するときには、案内板６１が、基板保持部２０に保持された基板Ｗを包囲する。ノズル４０から吐出された処理液は、基板Ｗの上面に供給された後、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、案内板６１に捕集される。案内板６１に捕集された処理液は、図示を省略した配管を通って、チャンバ１０の外部へ排出される。

【0046】

画像センサ７０は、基板保持部２０の可動ピン２４を撮影するカメラである。画像センサ７０は、チャンバ１０に対して固定されている。図１および図２に示すように、画像センサ７０は、基板保持部２０の側方に配置されている。本実施形態では、画像センサ７０が、可動ピン２４と略同一の高さに配置されている。ただし、画像センサ７０は、可動ピン２４の斜め上方に配置されていてもよい。画像センサ７０は、画像センサ７０の撮影視野の中心を通る仮想線が、上面視において可動ピン２４を通り、かつ、基板Ｗの外周の接線となる方向に配置されていることが望ましい。

【0047】

なお、画像センサ７０は、処理液の影響により腐食することを防止するために、チャンバ１０内の処理空間１６から隔離された空間に、配置されていてもよい。また、画像センサ７０は、チャンバ１０の外部に配置されていてもよい。その場合、画像センサ７０は、透明な窓や、ミラーを介して可動ピン２４を撮影するものであってもよい。

【0048】

画像センサ７０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子と、撮像素子へ光を導入するレンズとを有する。また、画像センサ７０は、撮影時に可動ピン２４へ照明光を照射するＬＥＤ等の光源を有していてもよい。

【0049】

画像センサ７０による撮影を行うときには、画像センサ７０の視野に可動ピン２４が入る位置で、スピンベース２１の回転を停止させる。この状態で、画像センサ７０は、可動ピン２４を撮影する。これにより、画像センサ７０は、可動ピン２４の画像を含む検査画像Ｄを取得する。検査画像Ｄは、複数の画素により構成される多階調のデジタルデータである。得られた検査画像Ｄは、画像センサ７０から制御部９０へ出力される。

【0050】

搬送ロボット８０は、チャンバ１０への基板Ｗを搬入と、チャンバ１０からの基板Ｗの搬出と、を行う装置である。搬送ロボット８０は、ハンド８１と、ハンド８１を移動させる移動機構（図示省略）とを有する。移動機構は、ハンド８１を、水平方向および上下方向に移動させることが可能である。また、移動機構は、ハンド８１を、水平方向の成分と上下方向の成分とを有する斜め方向に移動させることも可能である。

【0051】

基板Ｗを搬入するときには、搬送ロボット８０が、ハンド８１に基板Ｗを載置しつつ、チャンバ１０の外部から、搬入出口１４を介してチャンバ１０の内部へ、基板Ｗを搬送する。そして、搬送ロボット８０は、２つの固定ピン２３および２つの可動ピン２４に基板Ｗを移載した後、チャンバ１０の外部へ退避する。続いて、可動ピン２４が、離間位置から当接位置へ移動する。これにより、可動ピン２４と固定ピン２３との間に、基板Ｗが把持される。その後、基板処理装置１は、回転機構３０により基板Ｗを回転させつつ、ノズル４０からの処理液の吐出と、ブラシ５１による基板Ｗの洗浄とを行う。

【0052】

基板Ｗを搬出するときには、可動ピン２４が、当接位置から離間位置へ移動する。これにより、可動ピン２４および固定ピン２３による基板Ｗの把持が解除される。そして、搬送ロボット８０が、スピンベース２１と基板Ｗの間へハンド８１を挿入し、ハンド８１を上昇させる。これにより、基板保持部２０からハンド８１へ基板Ｗが移載される。その後、搬送ロボット８０は、基板Ｗを載置したハンド８１を、搬入出口１４を介してチャンバ１０の外部へ搬出する。

【0053】

制御部９０は、基板処理装置１の上記各部を制御する情報処理装置である。図４は、基板処理装置１の制御ブロック図である。図４に示すように、制御部９０は、ＣＰＵ等のプロセッサ９１、ＲＡＭ等のメモリ９２、およびハードディスクドライブ等の記憶部９３を有するコンピュータにより構成される。

【0054】

記憶部９３内には、制御プログラムＰ１と、検査プログラムＰ２とが、記憶されている。制御プログラムＰ１は、基板Ｗの処理を実行するために、基板処理装置１の各部を動作制御するためのコンピュータプログラムである。検査プログラムＰ２は、画像センサ７０から得られる検査画像Ｄに基づいて、可動ピン２４の状態を検査するためのコンピュータプログラムである。

【0055】

図４に示すように、制御部９０は、上述したシャッタ１５、切替機構２６、モータ３２、エンコーダ３４、ポンプ、バルブ、移動機構５２、画像センサ７０、および搬送ロボット８０と、それぞれ有線または無線により通信可能に接続されている。また、制御部９０は、液晶ディスプレイ等の表示部９４とも、電気的に接続されている。制御部９０は、記憶部９３に記憶された制御プログラムＰ１および検査プログラムＰ２に従って、上記の各部を動作制御する。これにより、基板Ｗの処理および後述するステップＳ１～Ｓ１１の検査処理が実現される。

【0056】

＜２．可動ピンの検査＞
続いて、上記の画像センサ７０を用いた可動ピン２４の検査について、説明する。この基板処理装置１では、制御部９０が、画像センサ７０から取得した検査画像Ｄに基づいて、基板保持部２０の可動ピン２４の状態を検知する。

【0057】

図５は、可動ピン２４の検査に関する制御部９０の機能を、概念的に示したブロック図である。図５に示すように、制御部９０は、画像入力部９５、摩耗検査部９６、および使用判定部９７を有する。画像入力部９５、摩耗検査部９６、および使用判定部９７の各機能は、制御部９０が、検査プログラムＰ２に従って動作することにより、実現される。

【0058】

図６は、可動ピン２４の検査の流れを示したフローチャートである。本実施形態では、基板保持部２０に基板Ｗが保持されていない状態で、可動ピン２４の検査を行う。図６に示すように、制御部９０は、エンコーダ３４から入力された信号に基づいて、モータ３４の回転角度を制御する。これにより、可動ピン２４が、画像センサ７０の視野に入る撮影位置まで、スピンベース２１を回転させる（ステップＳ１）。

【0059】

続いて、画像センサ７０が可動ピン２４を撮影する（ステップＳ２）。これにより、可動ピン２４の画像を含む検査画像Ｄが得られる。画像センサ７０は、得られた検査画像Ｄを、制御部９０の画像入力部９５へ入力する（ステップＳ３）。制御部９０は、入力された検査画像Ｄを、記憶部９３に記憶させてもよい。

【0060】

図５に示すように、制御部９０の摩耗検査部９６は、機械学習モデルＭを有する。機械学習モデルＭは、ディープラーニング等の教師あり機械学習アルゴリズムによって作成された推論モデルである。機械学習モデルＭは、可動ピン２４の検査画像Ｄに基づいて、当該可動ピン２４の摩耗状態を示す摩耗指標Ｖを出力する。摩耗指標Ｖは、例えば、摩耗の進行度合いに応じて連続的に変化する数値である。ただし、摩耗指標Ｖは、「摩耗なし」、「摩耗小」、「摩耗大」などの段階的な状態のみを示す情報であってもよい。

【0061】

機械学習モデルＭを作成するときには、可動ピン２４の画像と、当該画像中の可動ピン２４の摩耗状態を示す摩耗指標Ｖと、を含む教師データを、多数用意する。このとき、多数の画像の中には、可動ピン２４の摩耗状態が異なる複数の画像を含めるようにする。そして、機械学習アルゴリズムに、それらの教師データを学習させる。機械学習アルゴリズムは、可動ピン２４の画像が入力された場合に、それに対応する摩耗指標Ｖを出力できるように、機械学習モデルＭのパラメータを調整する。これにより、学習済みの機械学習モデルＭが作成される。

【0062】

ステップＳ３の後、摩耗検査部９６は、機械学習モデルＭに検査画像Ｄを入力する。そうすると、機械学習モデルＭは、当該検査画像Ｄに含まれる可動ピン２４の摩耗状態を示す摩耗指標Ｖを出力する（ステップＳ４）。これにより、摩耗検査部９６は、可動ピン２４の摩耗状態を推定することができる。摩耗検査部９６は、２つの可動ピン２４のそれぞれについて、摩耗指標Ｖを取得する。また、摩耗検査部９６は、得られた摩耗指標Ｖを、表示部９４に表示する（ステップＳ５）。

【0063】

このように、本実施形態の基板処理装置１は、画像センサ７０により可動ピン２４を撮影し、得られた検査画像Ｄに基づいて、可動ピン２４の摩耗状態を示す摩耗指標Ｖを出力する。これにより、基板保持部２０から可動ピン２４を取り外すことなく、非接触で、可動ピン２４の摩耗状態を検知できる。特に、機械学習モデルＭを利用することで、摩耗量の計測方法や、摩耗量に基づく摩耗指標Ｖの算出方法を、ユーザが細かく設定することなく、摩耗指標Ｖを得ることができる。これにより、可動ピン２４の摩耗状態を、容易に判定できる。

【0064】

図７は、可動ピン２４の摩耗が進行した状態を示した図である。図７のように、可動爪２４１の基板Ｗと当接する箇所には、摩耗により凹部２４３が形成される。そして、凹部２４３が深くなると、基板Ｗの周縁部が凹部２４３に嵌合する。その場合、搬送ロボット８０が基板保持部２０から基板Ｗを取り出すときに、基板Ｗが凹部２４３に引っ掛かって、基板Ｗの取り出しに失敗する可能性がある。

【0065】

そこで、制御部９０の使用判定部９７は、ステップＳ４で得られた摩耗指標Ｖに基づいて、可動ピン２４の継続使用が可能か否かを判定する（ステップＳ６）。図８は、ステップＳ６における判定基準の例を示した図である。ここでは、摩耗指標Ｖが大きいほど、可動ピン２４の摩耗が進んでいるものとする。図８の例では、使用判定部９７は、摩耗指標Ｖに基づいて、第１判定結果Ｒ１、第２判定結果Ｒ２、および第３判定結果Ｒ３のうちのいずれか１つを出力する。

【0066】

使用判定部９７は、摩耗指標Ｖが、第１閾値Ｖ１未満である場合、第１判定結果Ｒ１を出力する。第１判定結果Ｒ１は、可動ピン２４の継続使用が可能であり、可動ピン２４の交換準備も現時点では不要であることを表す。この場合、使用判定部９７は、可動ピン２４の継続使用を許可し、かつ、可動ピン２４の交換準備が不要である旨のメッセージを、表示部９４に表示する（ステップＳ７）。

【0067】

使用判定部９７は、摩耗指標Ｖが、第１閾値Ｖ１以上であり、かつ、第１閾値Ｖ１よりも大きい第２閾値Ｖ２未満である場合、第２判定結果Ｒ２を出力する。第２判定結果Ｒ２は、可動ピン２４の継続使用が可能であるが、可動ピン２４の交換準備が必要であることを表す。この場合、使用判定部９７は、可動ピン２４の継続使用を許可し、かつ、ユーザに可動ピン２４の交換準備を促す旨のメッセージを、表示部９４に表示する（ステップＳ８）。

【0068】

使用判定部９７は、摩耗指標Ｖが、第２閾値Ｖ２以上である場合、第３判定結果Ｒ３を出力する。第３判定結果Ｒ３は、可動ピン２４の継続使用が不可であることを表す。この場合、使用判定部９７は、可動ピン２４の継続使用を禁止する旨のメッセージを、表示部９４に表示する（ステップＳ９）。そして、使用判定部９７は、可動ピン２４が交換されるまで、基板処理装置１による基板Ｗの処理を中止する（ステップＳ１０）。

【0069】

以上のように、本実施形態の基板処理装置１は、摩耗指標Ｖに基づいて、可動ピン２４の継続使用が可能か否かを判定する。そして、基板処理装置１は、可動ピン２４の継続使用の可否を、表示部９４に表示する。これにより、基板処理装置１のユーザは、可動ピン２４の継続使用が可能か否かを認識できる。したがって、可動ピン２４の摩耗が進行した状態のまま、可動ピン２４を使用することを抑制できる。

【0070】

特に、本実施形態では、使用判定部９７が、上述した第１判定結果Ｒ１～第３判定結果Ｒ３を出力する。すなわち、使用判定部９７は、可動ピン２４の継続使用を許可する第１判定結果Ｒ１および可動ピン２４の継続使用を禁止する第３判定結果Ｒ３だけではなく、可動ピン２４の継続使用を許可しつつ可動ピン２４の交換を促す第２判定結果Ｒ２を出力することができる。これにより、基板処理装置１のユーザは、基板Ｗの処理を継続しつつ、可動ピン２４を交換するための準備を進めることができる。その結果、基板処理装置１のダウンタイムを短縮できる。

【0071】

制御部９０は、搬送ロボット８０の動作を制御するための制御モードとして、第１制御モードと第２制御モードとを有する。第１制御モードでは、搬送ロボット８０が、基板保持部２０から基板Ｗを取り出すときに、基板Ｗを載置したハンド８１を、図７中の破線矢印Ａ１のように、複数のチャックピン２２に対して鉛直上方へ移動させる。

【0072】

一方、第２制御モードでは、搬送ロボット８０が、基板保持部２０から基板Ｗを取り出すときに、基板Ｗを載置したハンド８１を、図７中の破線矢印Ａ２のように、複数のチャックピン２２に対して斜め上方へ移動させる。このとき、ハンド８１の移動方向は、可動ピン２４の凹部２４３（摩耗部）から基板Ｗが遠ざかるような向きとする。

【0073】

ステップＳ６において、使用判定部９７が第１判定結果Ｒ１を出力した場合、制御部９０は、搬送ロボット８０の制御モードを、第１制御モードとする（ステップＳ１１）。すなわち、基板保持部２０から基板Ｗを取り出すときに、基板Ｗを載置したハンド８１を、鉛直上方へ移動させる。これにより、基板Ｗに横向きの力が加わることを抑制しつつ、基板保持部２０から基板Ｗを取り出すことができる。この場合、可動ピン２４の摩耗が小さいので、ハンド８１を鉛直上方へ移動させても、基板Ｗが凹部２４３に引っ掛かることはない。

【0074】

一方、ステップＳ６において、使用判定部９７が第２判定結果Ｒ２を出力した場合、制御部９０は、搬送ロボット８０の制御モードを、第１モードから第２モードへ切り替える（ステップＳ１２）。すなわち、基板保持部２０から基板Ｗを取り出すときに、可動ピン２４の凹部２４３から遠ざかるように、基板Ｗを斜め上方へ移動させる。これにより、基板Ｗが凹部２４３に引っ掛かることを抑制しつつ、基板保持部２０から基板Ｗを取り出すことができる。

【0075】

＜３．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。

【0076】

＜３－１．第１変形例＞
上記の実施形態では、機械学習モデルＭが出力した摩耗指標Ｖに基づいて、使用判定部９７が、可動ピン２４の継続使用が可能か否かを判定していた。しかしながら、機械学習モデルＭが、可動ピン２４の継続使用が可能か否かを示す情報を出力してもよい。例えば、機械学習モデルＭが、上述した第１判定結果Ｒ１、第２判定結果Ｒ２、または第３判定結果Ｒ３を、摩耗指標Ｖとして出力してもよい。

【0077】

＜３－２．第２変形例＞
上記の実施形態では、摩耗検査部９６は、機械学習モデルＭを利用して、摩耗指標Ｖを出力していた。しかしながら、摩耗検査部９６は、機械学習モデルＭを用いることなく、摩耗指標Ｖを出力してもよい。例えば、摩耗検査部９６は、摩耗がない状態の可動ピン２４を示す基準画像を有していてもよい。そして、摩耗検査部９６は、当該基準画像と検査画像Ｄとの差分に基づいて、摩耗指標Ｖを出力してもよい。具体的には、基準画像と検査画像Ｄとの差分が大きいほど、値の大きい摩耗指標Ｖを出力してもよい。

【0078】

また、摩耗検査部９６は、検査画像Ｄに基づいて凹部２４３の深さを計測し、その計測値に基づいて摩耗指標Ｖを算出してもよい。その場合、上述した第１閾値Ｖ１に相当する凹部２４３の深さは、例えば０．１～０．２ｍｍ程度にするとよい。また、上述した第２閾値Ｖ２に相当する凹部２４３の深さは、例えば０．２～０．３ｍｍ程度にするとよい。

【0079】

＜３－３．第３変形例＞
上記の実施形態では、基板保持部２０が基板Ｗを保持していない状態で、可動ピン２４を検査していた。基板保持部２０が基板Ｗを保持していない状態では、摩耗により形成される凹部２４３の状態が、検査画像Ｄに現れやすいので、可動ピン２４の摩耗状態を、精度よく判定できる。ただし、基板保持部２０が基板Ｗを保持している状態でも、凹部２４３が検査画像Ｄに現れる場合には、基板Ｗを保持したまま可動ピン２４の検査を行ってもよい。

【0080】

＜３－４．第４変形例＞
上記の実施形態では、基板保持部２０が、２本の固定ピン２３、２本の可動ピン２４、および２本の補助ピン２５を有していた。しかしながら、基板保持部２０が有する固定ピン２３、可動ピン２４、および補助ピン２５の数は、上記の実施形態とは異なる数であってもよい。例えば、基板保持部２０は、補助ピン２５を有していなくてもよい。

【0081】

また、上記の実施形態では、複数のチャックピン２２のうち、特に摩耗しやすい可動ピン２４のみを検査していた。しかしながら、他のチャックピン２２も、同様の方法で検査してもよい。例えば、画像センサ７０により固定ピン２３を撮影し、得られた検査画像Ｄに基づいて、固定ピン２３の摩耗状態を示す摩耗指標Ｖを出力してもよい。また、可動ピン２４を交換する場合、他のチャックピン２２も同時に交換してもよい。

【0082】

＜３－５．第５変形例＞
上記の実施形態では、ブラシユニット５０を備えた基板処理装置１について説明した。しかしながら、本発明の基板処理装置は、ブラシユニット５０を備えるものには限定されない。例えば、基板処理装置１は、ブラシユニット５０の代わりに、処理液と気体の混合流体を吐出する二流体ノズルを備えるものであってもよい。この場合、処理液には、硫酸、硝酸、酢酸、塩酸、フッ化水素酸、アンモニア水、過酸化水素水のうちの少なくとも１つを含む薬液が使用される。例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合液であるＳＣ－１洗浄液が、処理液として使用される。ただし、ブラシ５１を備えた基板処理装置１は、ブラシ５１が基板Ｗに直接接触して圧力を加えるため、チャックピン２２が特に摩耗しやすい。したがって、ブラシユニット５０を備えた基板処理装置１に本発明を適用することは、特に高い意義を有する。

【0083】

＜３－６．他の変形例＞
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。

【0084】

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。

【符号の説明】

【0085】

１ ：基板処理装置
１０ ：チャンバ
２０ ：基板保持部
２１ ：スピンベース
２２ ：チャックピン
２３ ：固定ピン
２４ ：可動ピン
２５ ：補助ピン
２６ ：切替機構
３０ ：回転機構
４０ ：ノズル
５０ ：ブラシユニット
５１ ：ブラシ
６０ ：カップ
７０ ：画像センサ
８０ ：搬送ロボット
８１ ：ハンド
９０ ：制御部
９４ ：表示部
９５ ：画像入力部
９６ ：摩耗検査部
９７ ：使用判定部
２３１ ：固定爪
２３２ ：固定支持面
２４１ ：可動爪
２４２ ：可動支持面
２４３ ：凹部
Ｄ ：検査画像
Ｍ ：機械学習モデル
Ｐ１ ：制御プログラム
Ｐ２ ：検査プログラム
Ｒ１ ：第１判定結果
Ｒ２ ：第２判定結果
Ｒ３ ：第３判定結果
Ｖ ：摩耗指標
Ｖ１ ：第１閾値
Ｖ２ ：第２閾値
Ｗ ：基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】