特許 7530824 膜厚推定方法、記憶媒体、及び膜厚推定装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】膜厚推定方法、記憶媒体、及び膜厚推定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20240801BHJP

【ＦＩ】

G01B11/06 G

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020215634

(22)【出願日】2020-12-24

(65)【公開番号】P2022101198

(43)【公開日】2022-07-06

【審査請求日】2023-09-19

(73)【特許権者】

【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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100212026

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真生

(72)【発明者】

【氏名】坂口 慶介

(72)【発明者】

【氏名】田所 真任

(72)【発明者】

【氏名】柴 和宏

(72)【発明者】

【氏名】榎本 正志

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０６０３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１４２１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２４８６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８８４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１１６５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２７６７２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射することと、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光することで、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、
前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、
取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出することと、を含み、
前記特徴量は、前記計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での前記信号波形の強度と、前記計測時点での前記信号波形の強度との差分を、前記第１番目の極値点での前記信号波形の強度で除算して得られる値である、膜厚推定方法。

【請求項2】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射することと、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光することで、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、
前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、
取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出することと、を含み、
前記特徴量は、前記計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での前記信号波形の強度に応じた位相と、前記計測時点での前記信号波形の強度に応じた位相との差分である、膜厚推定方法。

【請求項3】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射することと、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光することで、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、
前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、
取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出することと、を含み、
前記特徴量は、予め設定されたベース強度と、前記計測時点での前記信号波形の強度との差分である、膜厚推定方法。

【請求項4】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射することと、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光することで、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、
前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、
取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出することと、を含み、
前記特徴量は、予め設定されたベース強度に応じた位相と、前記計測時点での前記信号波形の強度に応じた位相との差分である、膜厚推定方法。

【請求項5】

前記処理液の膜の厚さを算出することは、前記処理液の膜の厚さを推定するために予め構築されたモデル式と、前記特徴量とに基づいて、前記処理液の膜の厚さを算出することを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の膜厚推定方法。

【請求項6】

前記モデル式を構築することを更に含み、
前記モデル式を構築することは、
第１テスト用基板を第１回転速度で回転させながら得られた前記信号波形に基づいて、前記特徴量に対応する第１特徴量を取得することと、
前記第１テスト用基板に形成された前記処理液の膜の厚さを示す第１測定値を取得することと、
第２テスト用基板を第２回転速度で回転させながら得られた前記信号波形に基づいて、前記特徴量に対応する第２特徴量を取得することと、
前記第２テスト用基板に形成された前記処理液の膜の厚さを示す第２測定値を取得することと、
前記第１特徴量、前記第２特徴量、前記第１測定値、及び前記第２測定値に基づいて、前記モデル式を生成することとを含む、請求項５に記載の膜厚推定方法。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の膜厚推定方法を膜厚推定装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【請求項8】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射するように構成された投光部と、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光するように構成された受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光に基づいて、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得するように構成された信号取得部と、
前記信号取得部が取得した前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得するように構成された特徴量取得部と、
前記特徴量取得部が取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出するように構成された膜厚算出部と、を備え、
前記特徴量取得部は、前記計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での前記信号波形の強度と、前記計測時点での前記信号波形の強度との差分を、前記第１番目の極値点での前記信号波形の強度で除算して得られる値を、前記特徴量として取得するように構成されている、膜厚推定装置。

【請求項9】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射するように構成された投光部と、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光するように構成された受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光に基づいて、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得するように構成された信号取得部と、
前記信号取得部が取得した前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得するように構成された特徴量取得部と、
前記特徴量取得部が取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出するように構成された膜厚算出部と、を備え、
前記特徴量取得部は、前記計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での前記信号波形の強度に応じた位相と、前記計測時点での前記信号波形の強度に応じた位相との差分を、前記特徴量として取得するように構成されている、膜厚推定装置。

【請求項10】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射するように構成された投光部と、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光するように構成された受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光に基づいて、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得するように構成された信号取得部と、
前記信号取得部が取得した前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得するように構成された特徴量取得部と、
前記特徴量取得部が取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出するように構成された膜厚算出部と、を備え、
前記特徴量取得部は、予め設定されたベース強度と、前記計測時点での前記信号波形の強度との差分を、前記特徴量として取得するように構成されている、膜厚推定装置。

【請求項11】

表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に前記処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、前記基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射するように構成された投光部と、
前記基板の表面を反射した後に前記処理液の膜を介して出射される光と、前記処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光するように構成された受光部と、
前記受光部が受光した前記反射光に基づいて、前記回転期間における前記反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得するように構成された信号取得部と、
前記信号取得部が取得した前記信号波形のうちの、前記回転期間内の所定の計測時点と、前記計測時点以前において前記信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得するように構成された特徴量取得部と、
前記特徴量取得部が取得した前記特徴量に基づいて、前記計測時点における前記処理液の膜の厚さを算出するように構成された膜厚算出部と、を備え、
前記特徴量取得部は、予め設定されたベース強度に応じた位相と、前記計測時点での前記信号波形の強度に応じた位相との差分を、前記特徴量として取得するように構成されている、膜厚推定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、膜厚推定方法、記憶媒体、及び膜厚推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、表面上に膜が形成された基板の半径方向に沿って載置した膜厚測定手段と、膜厚測定手段から出力される測定結果に基づいて、薬液の吐出量、薬液ノズルの往復速度、及び基板回転数を制御する演算制御部とを有する基板処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１－２７６７２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板からの反射光に基づいて膜厚を精度良く推定することが可能な膜厚推定方法、記憶媒体、及び膜厚推定装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る膜厚推定方法は、表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射することと、基板の表面を反射した後に処理液の膜を介して出射される光と、処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光することで、回転期間における反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点と、計測時点以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、取得した特徴量に基づいて、計測時点における処理液の膜の厚さを算出することとを含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板からの反射光に基づいて膜厚を精度良く推定することが可能な膜厚推定方法、記憶媒体、及び膜厚推定装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、基板処理システムの一例を示す模式図である。

【図2】図２は、塗布現像装置の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、液処理ユニット及び計測部の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、計測部からの光の照射位置の一例を示す模式図である。

【図5】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、膜厚と反射光との関係を説明するための模式図である。

【図6】図６は、制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図7】図７は、制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、基板処理方法の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、反射光の強度の時間変化の一例を示すグラフである。

【図10】図１０は、膜厚を推定するためのモデル式の生成方法の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、計測部の一例を示す模式図である。

【図12】図１２は、計測部の一例を示す模式図である。

【図13】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、計測部の一例を示す模式図である。

【図14】図１４は、膜厚推定方法の一例を説明するためのグラフである。

【図15】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、膜厚推定方法の一例を説明するためのグラフである。

【図16】図１６は、膜厚推定方法の一例を説明するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

【0009】

一つの例示的実施形態に係る膜厚推定方法は、表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射することと、基板の表面を反射した後に処理液の膜を介して出射される光と、処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光することで、回転期間における反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点と、計測時点以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、取得した特徴量に基づいて、計測時点における処理液の膜の厚さを算出することとを含む。

【0010】

この膜厚推定方法では、基板の表面を反射した後に処理液の膜を介して出射される光と、処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光の強度の時間変化を示す信号波形が取得される。処理液の膜の厚さに応じて、基板の表面を反射した後に処理液の膜を介して出射される光と、処理液の膜の外表面で反射した光との干渉状態が変化するので、信号波形には、処理液の膜の厚さに関する情報が含まれる。そのため、信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点と、計測時点以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から取得される特徴量は、処理液の膜の厚さに相関し得る。その結果、特徴量に基づいて、処理液の膜の厚さを算出することができる。上記膜厚推定方法では、反射光の強度の時間変化から、処理液の膜の厚さを算出しているので、処理液の膜の厚さが変動する場合であっても、処理液の膜の厚さを精度良く推定することが可能となる。

【0011】

処理液の膜の厚さを算出することは、処理液の膜の厚さを推定するために予め構築されたモデル式と、特徴量とに基づいて、処理液の膜の厚さを算出することを含んでもよい。この場合、モデル式に特徴量を当てはめることによって膜厚が算出されるので、膜厚の算出を簡略化することが可能となる。

【0012】

上記膜厚推定方法は、モデル式を構築することを更に含んでもよい。モデル式を構築することは、第１テスト用基板を第１回転速度で回転させながら得られた信号波形に基づいて、特徴量に対応する第１特徴量を取得することと、第１テスト用基板に形成された処理液の膜の厚さを示す第１測定値を取得することと、第２テスト用基板を第２回転速度で回転させながら得られた信号波形に基づいて、特徴量に対応する第２特徴量を取得することと、第２テスト用基板に形成された処理液の膜の厚さを示す第２測定値を取得することと、第１特徴量、第２特徴量、第１測定値、及び第２測定値に基づいて、モデル式を生成することとを含んでもよい。回転速度が異なると、処理液の膜厚の時間変化の傾向、及び測定する時点での処理液の膜の厚さが異なるので、精度良くモデル式を構築することが可能となる。

【0013】

特徴量は、計測時点から数えて第ｎ番目（ｎは１以上の整数）に現れる極値点の時刻であってもよい。第ｎ番目の極値点の時刻と、計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた処理を基板に施す際に、第ｎ番目の極値点の時刻を取得することで、処理液の膜の厚さを高精度に推定することができる。

【0014】

特徴量は、信号波形の強度が予め設定されたベース強度に一致する最後の時点から計測時点までの時間であってもよい。ベース強度に一致する最後の時点から計測時点までの時間と、計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた処理を基板に施す際に、ベース強度に一致する最後の時点から計測時点までの時間を取得することで、処理液の膜の厚さを高精度に推定することができる。

【0015】

特徴量は、計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度と、計測時点での信号波形の強度との差分を、第１番目の極値点での信号波形の強度で除算して得られる値であってもよい。当該値と、計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた処理を基板に施す際に、計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度と、計測時点での信号波形の強度との差分を、第１番目の極値点での信号波形の強度で除算して得られる値を取得することで、処理液の膜の厚さを高精度に推定することができる。

【0016】

特徴量は、計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度に応じた位相と、計測時点での信号波形の強度に応じた位相との差分であってもよい。当該差分と、計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた処理を基板に施す際に、計測時点から数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度に応じた位相と、計測時点での信号波形の強度に応じた位相との差分を取得することで、処理液の膜の厚さを高精度に推定することができる。

【0017】

特徴量は、予め設定されたベース強度と、計測時点での信号波形の強度との差分であってもよい。当該差分と、計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた処理を基板に施す際に、予め設定されたベース強度と、計測時点での信号波形の強度との差分を取得することで、処理液の膜の厚さを高精度に推定することができる。

【0018】

特徴量は、予め設定されたベース強度に応じた位相と、計測時点での信号波形の強度に応じた位相との差分であってもよい。当該差分と、計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた処理を基板に施す際に、予め設定されたベース強度に応じた位相と、計測時点での信号波形の強度に応じた位相との差分を取得することで、処理液の膜の厚さを推定することができる。

【0019】

一つの例示的実施形態に係る記憶媒体は、上記の膜厚推定方法を膜厚推定装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

【0020】

一つの例示的実施形態に係る膜厚推定装置は、表面上に処理液が供給された状態の基板を、当該基板の表面上に処理液の膜が形成されるように回転させている回転期間において、基板の表面と重なる箇所に向けて光を照射するように構成された投光部と、基板の表面を反射した後に処理液の膜を介して出射される光と、処理液の膜の外表面で反射した光とが合成された反射光を受光するように構成された受光部と、受光部が受光した反射光に基づいて、回転期間における反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得するように構成された信号取得部と、信号取得部が取得した信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点と、計測時点以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得するように構成された特徴量取得部と、特徴量取得部が取得した特徴量に基づいて、計測時点における処理液の膜の厚さを算出するように構成された膜厚算出部とを備える。この膜厚推定装置では、上述の膜厚推定方法と同様に、反射光の強度の時間変化から、処理液の膜の厚さを算出しているので、処理液の膜の厚さが変動する場合であっても、処理液の膜の厚さを精度良く推定することが可能となる。

【0021】

以下、図面を参照して、いくつかの実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0022】

［基板処理システム］
図１に示される基板処理システム１（基板処理装置）は、ワークＷに対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象のワークＷは、例えば基板、あるいは所定の処理が施されることで膜又は回路等が形成された状態の基板である。当該基板は、一例として、シリコンウェハである。ワークＷ（基板）は、円形であってもよい。ワークＷは、ガラス基板、マスク基板、又はＦＰＤ（Flat Panel Display）などであってもよい。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。

【0023】

図１及び図２に示されるように、基板処理システム１は、塗布現像装置２と、露光装置３と、制御装置１００（制御部）とを備える。露光装置３は、ワークＷ（基板）に形成されたレジスト膜（感光性被膜）を露光する装置である。具体的には、露光装置３は、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。

【0024】

塗布現像装置２は、露光装置３による露光処理前に、ワークＷの表面にレジスト（薬液）を塗布してレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。塗布現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インタフェースブロック６と、を備える。

【0025】

キャリアブロック４は、塗布現像装置２内へのワークＷの導入及び塗布現像装置２内からのワークＷの導出を行う。例えばキャリアブロック４は、ワークＷ用の複数のキャリアＣを支持可能であり、受け渡しアームを含む搬送装置Ａ１を内蔵している。キャリアＣは、例えば円形の複数枚のワークＷを収容する。搬送装置Ａ１は、キャリアＣからワークＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からワークＷを受け取ってキャリアＣ内に戻す。処理ブロック５は、処理モジュール１１，１２，１３，１４を有する。

【0026】

処理モジュール１１は、液処理ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにワークＷを搬送する搬送装置Ａ３とを内蔵している。処理モジュール１１は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりワークＷの表面上に下層膜を形成する。下層膜としては、例えばＳＯＣ（Spin On Carbon）膜が挙げられる。液処理ユニットＵ１は、下層膜形成用の処理液をワークＷ上に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0027】

処理モジュール１２は、液処理ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにワークＷを搬送する搬送装置Ａ３とを内蔵している。処理モジュール１２は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。液処理ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液を下層膜上に塗布することで、下層膜上に（ワークＷの表面上に）当該処理液の膜を形成する。熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0028】

処理モジュール１３は、液処理ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにワークＷを搬送する搬送装置Ａ３とを内蔵している。処理モジュール１３は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりレジスト膜上に上層膜を形成する。液処理ユニットＵ１は、上層膜形成用の処理液をレジスト膜上に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0029】

処理モジュール１４は、液処理ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにワークＷを搬送する搬送装置Ａ３とを内蔵している。処理モジュール１４は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により、露光処理が施されたレジスト膜の現像処理及び現像処理に伴う熱処理を行う。液処理ユニットＵ１は、露光済みのワークＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液により洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットＵ２は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像前の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）、及び現像後の加熱処理（ＰＢ：Post Bake）等が挙げられる。

【0030】

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームを含む搬送装置Ａ７が設けられている。搬送装置Ａ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でワークＷを昇降させる。

【0031】

処理ブロック５内におけるインタフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

【0032】

インタフェースブロック６は、露光装置３との間でワークＷの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック６は、受け渡しアームを含む搬送装置Ａ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。搬送装置Ａ８は、棚ユニットＵ１１に配置されたワークＷを露光装置３に渡す。搬送装置Ａ８は、露光装置３からワークＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

【0033】

制御装置１００は、例えば以下の手順で塗布・現像処理を実行するように塗布現像装置２を制御する。まず制御装置１００は、キャリアＣ内のワークＷを棚ユニットＵ１０に搬送するように搬送装置Ａ１を制御し、このワークＷを処理モジュール１１用のセルに配置するように搬送装置Ａ７を制御する。

【0034】

次に制御装置１００は、棚ユニットＵ１０のワークＷを処理モジュール１１内の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送装置Ａ３を制御する。また、制御装置１００は、このワークＷの表面上に下層膜を形成するように、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御装置１００は、下層膜が形成されたワークＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送装置Ａ３を制御し、このワークＷを処理モジュール１２用のセルに配置するように搬送装置Ａ７を制御する。

【0035】

次に制御装置１００は、棚ユニットＵ１０のワークＷを処理モジュール１２内の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送装置Ａ３を制御する。また、制御装置１００は、このワークＷの下層膜上にレジスト膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御装置１００は、ワークＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送装置Ａ３を制御し、このワークＷを処理モジュール１３用のセルに配置するように搬送装置Ａ７を制御する。

【0036】

次に制御装置１００は、棚ユニットＵ１０のワークＷを処理モジュール１３内の各ユニットに搬送するように搬送装置Ａ３を制御する。また、制御装置１００は、このワークＷのレジスト膜上に上層膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御装置１００は、ワークＷを棚ユニットＵ１１に搬送するように搬送装置Ａ３を制御する。

【0037】

次に制御装置１００は、棚ユニットＵ１１のワークＷを露光装置３に送り出すように搬送装置Ａ８を制御する。その後制御装置１００は、露光処理が施されたワークＷを露光装置３から受け入れて、棚ユニットＵ１１における処理モジュール１４用のセルに配置するように搬送装置Ａ８を制御する。

【0038】

次に制御装置１００は、棚ユニットＵ１１のワークＷを処理モジュール１４内の各ユニットに搬送するように搬送装置Ａ３を制御し、このワークＷのレジスト膜の現像処理を行うように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御装置１００は、ワークＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送装置Ａ３を制御し、このワークＷをキャリアＣ内に戻すように搬送装置Ａ７及び搬送装置Ａ１を制御する。以上で１枚のワークＷについての塗布現像処理が完了する。制御装置１００は、後続の複数のワークＷのそれぞれについても、上述と同様に塗布現像処理を実行するように塗布現像装置２を制御する。

【0039】

なお、基板処理装置の具体的な構成は、以上に例示した基板処理システム１の構成に限られない。基板処理装置は、処理液を基板に供給して液処理を行う液処理ユニット、及びこれを制御可能な制御装置を備えていればどのようなものであってもよい。

【0040】

（液処理ユニット）
続いて、図３を参照して、処理モジュール１２の液処理ユニットＵ１の一例について説明する。液処理ユニットＵ１（液処理部）は、ワークＷの表面Ｗａに処理液を供給した後に、表面Ｗａ上に処理液が供給された状態のワークＷを、表面Ｗａ上に処理液の膜が形成されるように回転させる。以下では、処理液が供給された直後の処理液の液膜、及びワークＷの回転に伴い、揮発が進行した固化前の膜を総称して「塗布膜ＡＦ」と称する。図３に示されるように、液処理ユニットＵ１は、回転保持部３０と、処理液供給部４０とを有する。

【0041】

回転保持部３０は、ワークＷを保持して回転させる。回転保持部３０は、例えば、保持部３２と、シャフト３４と、回転駆動部３６とを有する。保持部３２（支持部）は、ワークＷを支持する。保持部３２は、例えば、表面Ｗａを上にして水平に配置されたワークＷの中心部を支持し、当該ワークＷを真空吸着等により保持する。保持部３２の上面（ワークＷを支持する面）は、上方から見て円形に形成されていてもよく、ワークＷの半径の１／６倍～１／２倍程度の半径を有していてもよい。保持部３２の下方には、シャフト３４を介して回転駆動部３６が接続されている。

【0042】

回転駆動部３６は、例えば電動モータ等の動力源を含むアクチュエータであり、鉛直な軸線Ａｘまわりに保持部３２を回転させる。回転駆動部３６により保持部３２が回転することで、保持部３２に保持（支持）されているワークＷが回転する。保持部３２は、ワークＷの中心ＣＰ（図４参照）が軸線Ａｘに略一致するようにワークＷを保持してもよい。

【0043】

処理液供給部４０は、ワークＷの表面Ｗａに処理液を供給する。処理液は、レジスト膜を形成するための溶液（レジスト）である。処理液供給部４０は、例えば、ノズル４２と、供給源４４と、開閉バルブ４６と、ノズル駆動部４８とを有する。ノズル４２は、保持部３２に保持されたワークＷの表面Ｗａに処理液を吐出する。例えば、ノズル４２は、ワークＷの上方（ワークＷの中心ＣＰの鉛直上方）に配置され、処理液を下方に吐出する。供給源４４は、処理液をノズル４２に供給する。

【0044】

開閉バルブ４６は、ノズル４２と供給源４４との間の供給路に設けられる。開閉バルブ４６は、当該供給路の開閉状態を切り替える。ノズル駆動部４８は、ワークＷの上方の吐出位置と、当該吐出位置から離れた退避位置との間でノズル４２を移動させる。吐出位置は、例えばワークＷの回転中心の鉛直上方の位置（軸線Ａｘ上の位置）である。待機位置は、例えば、ワークＷの周縁よりも外側の位置に設定される。

【0045】

（計測部）
塗布現像装置２は、処理液の塗布膜ＡＦの厚さを計測するための計測部６０を更に有する。計測部６０は、液処理ユニットＵ１に設けられている。計測部６０は、処理液が供給された後のワークＷを回転させて、塗布膜ＡＦが形成されている期間に、回転中のワークＷに向けて光を照射する。計測部６０は、保持部３２に保持されたワークＷの表面Ｗａに向けて、表面Ｗａ上の塗布膜ＡＦ（処理液）を透過可能な光を照射すると共に、照射した光に応じて発生する（ワークＷで反射した）反射光を受光する。

【0046】

計測部６０は、例えば、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃを有する。投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃはそれぞれ、保持部３２上のワークＷの表面Ｗａと重なる照射箇所Ｐ１～Ｐ３に向けて光を照射し、照射箇所Ｐ１～Ｐ３から反射された反射光を受光する。照射箇所Ｐ１～Ｐ３それぞれは、固定された定位置であり、ワークＷが回転しても変化しない。投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃそれぞれは、照射光としてレーザ光をワークＷの表面Ｗａに向けて照射する。投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃそれぞれは、表面Ｗａ上に形成されている処理液の塗布膜ＡＦを透過可能なレーザ光を照射する。

【0047】

投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃそれぞれから照射されるレーザ光は、可視光線又は赤外線であってもよい。レーザ光の波長は、５００ｎｍ～１２００ｎｍであってもよく、６００ｎｍ～１１００ｎｍであってもよく、７８０ｎｍ～１０００ｎｍであってもよい。レーザ光の波長は、処理液の種類に応じて設定されてもよい。例えば、処理液内の反応を促進させずに、且つ光の吸収が小さくなるように、レーザ光の波長が設定される。

【0048】

投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃから照射されるレーザ光の周波数は、互いに異なっていてもよい。すなわち、投受光デバイス７０Ａから照射箇所Ｐ１に向けて照射される光の周波数は、投受光デバイス７０Ｂ（投受光デバイス７０Ｃ）から照射箇所Ｐ２（照射箇所Ｐ３）に向けて照射される光の周波数と異なっていてもよい。投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃがそれぞれ含む光源は、レーザダイオードであってもよく、ＬＥＤであってもよい。レーザ光のビーム幅は、数ｍｍ～数十ｍｍ程度であってもよい。

【0049】

投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃからの光（レーザ光）の照射箇所Ｐ１～Ｐ３は、図４に示されるように、互いに異なる位置に設定されている。すなわち、計測部６０は、照射箇所Ｐ１（箇所）と、当該照射箇所Ｐ１とは別の位置でワークＷの表面Ｗａと重なる照射箇所Ｐ２，Ｐ３（別の箇所）とに向けてレーザ光を照射する。投受光デバイス７０Ａからの光の照射箇所Ｐ１、投受光デバイス７０Ｂからの光の照射箇所Ｐ２、及び投受光デバイス７０Ｃからの光の照射箇所Ｐ３では、ワークＷの中心ＣＰとの間の距離が互いに異なっている。一例では、照射箇所Ｐ１とワークＷの中心ＣＰとの間の距離は、照射箇所Ｐ２とワークＷの中心ＣＰとの間の距離よりも小さい。照射箇所Ｐ２とワークＷの中心ＣＰとの間の距離は、照射箇所Ｐ３とワークＷの中心ＣＰとの間の距離よりも小さい。

【0050】

照射箇所Ｐ１、照射箇所Ｐ２、及び照射箇所Ｐ３は、ワークＷの径方向に沿って、ワークＷの中心ＣＰからこの順に一列に並んでいてもよい。照射箇所Ｐ１、照射箇所Ｐ２、及び照射箇所Ｐ３は、略等間隔に配置されていてもよい。照射箇所Ｐ１は、ワークＷの表面Ｗａの中心部に位置している。具体的には、照射箇所Ｐ１は、保持部３２の上面（ワークＷの裏面を支持する面）に重なるように設定されている。外側に位置する照射箇所Ｐ３は、ワークＷの周縁の近傍の領域（周縁領域）に位置している。以上のように、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃは、ワークＷの表面Ｗａと重なる所定の箇所に向けて光を照射する投光部として機能する。

【0051】

投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃは、受光した反射光の強度に応じた電気信号を生成してもよい。レーザ光は、ワークＷの表面Ｗａ上の塗布膜ＡＦを透過可能であるので、照射箇所において、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａ（上面）で反射すると共に、塗布膜ＡＦの下に位置するワークＷの表面Ｗａを反射した後に、塗布膜ＡＦを介して出射する。本開示において、レーザ光の一部が反射するワークＷの表面Ｗａは、ワークＷが含む基材の表面、又は、塗布膜ＡＦの下に存在し、既に固化された別の膜の表面である。別の膜は、例えば、塗布膜ＡＦの直下に存在する膜（例えば、上記下層膜）であってもよい。

【0052】

投受光デバイス７０Ａは、照射箇所Ｐ１から発せられる光を受光する。具体的には、投受光デバイス７０Ａは、照射箇所Ｐ１において、ワークＷの表面Ｗａを反射した後に塗布膜ＡＦを介して出射される光と、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射した光とが合成されて得られる反射光を受光する。照射箇所Ｐ２，Ｐ３それぞれにおいても、レーザ光は、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａと、塗布膜ＡＦの下に位置する表面Ｗａとで反射する。すなわち、投受光デバイス７０Ｂ，７０Ｃも、投受光デバイス７０Ａと同様に、照射箇所Ｐ２，Ｐ３から発せられる光をそれぞれ受光する。より詳細には、投受光デバイス７０Ｂ，７０Ｃは、照射箇所Ｐ２，Ｐ３において、ワークＷの表面Ｗａを反射した後に塗布膜ＡＦを介して出射される光と、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射した光とが合成されて得られる反射光をそれぞれ受光する。以上のように、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃは、表面Ｗａ上の処理液の塗布膜ＡＦにおける外表面Ｆａで反射した光と表面Ｗａで反射した光とが合成された反射光を受光する受光部としても機能する。

【0053】

ここで、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、上記反射光の強度の時間変化について説明する。反射光は、ワークＷの表面Ｗａ上に処理液の塗布膜ＡＦが形成されている期間において、塗布膜ＡＦの厚さに応じた強度を有する。図５（ａ）及び図５（ｂ）では、いずれかの投受光デバイスのうちの、レーザ光を照射する部分が「投光部７２」で示され、反射光を受光する部分が「受光部７４」で示されている。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）では、図３とは異なり、表面Ｗａに対して斜め方向から光が入射する場合が例示されている。

【0054】

ワークＷの表面Ｗａに向けて照射されたレーザ光に伴う反射光には、上述のように、処理液の塗布膜ＡＦを透過し表面Ｗａを反射した後に、塗布膜ＡＦを介して外部に出射される光Ｌ１と、塗布膜ＡＦ内に入射せずに、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射する光Ｌ２とが含まれる。受光部７４で受光する反射光は、光Ｌ１と光Ｌ２とを合成することで得られる反射光Ｌｃとなる。塗布膜ＡＦの厚さによって、光Ｌ１に対する光Ｌ２の位相が変化し、互いに強め合う場合と互いに弱め合う場合とがある。図５（ａ）に示されるように、光Ｌ１における振幅の山部分と光Ｌ２における振幅の山部分とが重なると、光Ｌ１と光Ｌ２とは互いに強め合い、反射光の強度は大きくなる。一方、図５（ｂ）に示されるように、光Ｌ１における振幅の山部分と光Ｌ２における振幅の谷部分とが重なると、光Ｌ１と光Ｌ２とは互いに弱め合い、反射光の強度は小さくなる。

【0055】

処理液が表面Ｗａに供給された直後では、処理液の液膜が形成されており、その後にワークＷを回転させることによって、塗布膜ＡＦの固化（揮発）が徐々に進行する。そのため、ワークＷを回転させている期間において、塗布膜ＡＦの厚さが徐々に減少する。これにより、光Ｌ１に対する光Ｌ２の位相も変化し、互いに強め合う状態と互いに弱め合う状態とが繰り返される。その結果、反射光の強度の時間変化を示す波形として、山部分と谷部分とが交互に繰り返えされる波形が得られる（図９参照）。本開示の基板処理システム１では、この波形に基づき、塗布膜ＡＦの厚さ（膜厚）の推定が行われる。膜厚の推定方法の詳細については後述する。

【0056】

（制御装置）
制御装置１００は、塗布現像装置２を部分的又は全体的に制御することで、ワークＷの処理を塗布現像装置２に実行させる。図６に示されるように、制御装置１００は、例えば、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、処理情報記憶部１１２と、液処理制御部１１４と、膜厚推定部１２０とを有する。これらの機能モジュールが実行する処理は、制御装置１００が実行する処理に相当する。

【0057】

処理情報記憶部１１２は、ワークＷに対する液処理に関する処理情報を記憶する。処理情報には、液処理を実行する際の各種条件が設定されている。例えば、各種条件の設定値として、処理液の吐出を開始及び停止するタイミング（時刻）、処理液を吐出する際のワークＷの回転速度（回転数）、処理液の供給後に表面Ｗａ上に塗布膜ＡＦを形成する際のワークＷの回転速度、及び、塗布膜ＡＦを形成する際のワークＷの回転時間等が予め定められている。

【0058】

液処理制御部１１４は、ワークＷに対して液処理を施すように液処理ユニットＵ１を制御する。液処理制御部１１４は、処理情報記憶部１１２が記憶する処理情報に定められる各種条件に従って、ワークＷに対する液処理を実行するように回転保持部３０及び処理液供給部４０を制御する。

【0059】

膜厚推定部１２０は、ワークＷからの反射光の強度の時間変化を示す波形（以下、「信号波形」という。）を計測部６０から取得し、当該信号波形に基づいて表面Ｗａ上の塗布膜ＡＦの厚さを推定する。すなわち、基板処理システム１は、計測部６０と膜厚推定部１２０とを含む膜厚推定装置２０を有する（図４参照）。膜厚推定部１２０は、機能モジュールとして、図６に示されるように、例えば、投光制御部１２２と、信号取得部１２４と、特徴量取得部１２６と、膜厚算出部１２８と、モデル情報記憶部１３２と、モデル構築部１３４とを含む。

【0060】

投光制御部１２２は、処理液の供給後に液処理ユニットＵ１の回転保持部３０がワークＷを回転させている回転期間において、ワークＷの表面Ｗａと重なる照射箇所に向けて光を照射するように投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃを制御する。投光制御部１２２は、ワークＷに対する液処理での処理液の吐出開始前に、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃからの光の照射を開始させてもよい。投光制御部１２２は、塗布膜ＡＦを形成するための回転を停止させた後に、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃからの光の照射を停止させる。

【0061】

信号取得部１２４は、各投受光デバイスから、上記回転期間において当該照射デバイスが受光した反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得する。信号取得部１２４は、予め定められたサンプリング周期で、反射光の強度を取得してもよい。サンプリング周期は、表面Ｗａで反射する光Ｌ１と、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射する光Ｌ２との干渉状態の変化が、信号波形によって把握できる程度に設定される。サンプリング周期は、数十ｍｓ～数百ｍｓ程度に設定されてもよい。

【0062】

特徴量取得部１２６は、信号取得部１２４によって取得された信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点と、その計測時点以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得する。特徴量は、上記信号波形から予め定められた条件に従って取得される値であり、塗布膜ＡＦの厚さに相関する。特徴量取得部１２６は、例えば、照射箇所Ｐ１～Ｐ３それぞれについて、信号波形から特徴量を取得する。

【0063】

膜厚算出部１２８は、特徴量取得部１２６によって取得された特徴量に基づいて、計測時点における塗布膜ＡＦの膜の厚さを算出する。膜厚算出部１２８は、例えば、照射箇所Ｐ１～Ｐ３それぞれについて、特徴量に基づいて塗布膜ＡＦの厚さを算出する。計測時点は、回転期間内のいずれの時点に設定されていてもよい。計測時点は、例えば、回転期間の終了時点（ワークＷの回転が停止する時点）に設定される。この場合、膜厚算出部１２８は、回転期間の終了時点での塗布膜ＡＦの厚さを算出する。膜厚算出部１２８は、上記特徴量と、塗布膜ＡＦの厚さを推定するために予め構築されたモデル式とに基づいて、計測時点における塗布膜ＡＦの厚さを算出してもよい。

【0064】

モデル情報記憶部１３２は、塗布膜ＡＦの厚さを推定するために予め構築されたモデル式を記憶する。このモデル式は、信号波形の特徴量と、膜厚の推定値との関係を示すように構築される。

【0065】

モデル構築部１３４は、塗布膜ＡＦの厚さを推定するためのモデル式を生成する。モデル構築部１３４は、例えば、複数のテスト用のワークＷに対して、回転速度を複数段階に変化させて液処理を実行しつつ、段階ごとに、信号波形に基づく特徴量と計測時点での塗布膜ＡＦの厚さの測定値とを取得する。そして、モデル構築部１３４は、回転速度を変更させた複数段階それぞれについての特徴量と塗布膜ＡＦの厚さの測定値とに基づいて、塗布膜ＡＦの厚さの推定値と特徴量との関係を示すモデル式を生成する。モデル構築部１３４は、照射箇所ごとにモデル式を生成してもよく、複数の照射箇所について１つのモデル式を生成してもよい。

【0066】

制御装置１００は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。例えば制御装置１００は、図７に示される回路１５０を有する。回路１５０は、一つ又は複数のプロセッサ１５２と、メモリ１５４と、ストレージ１５６と、入出力ポート１５８と、タイマ１６２とを有する。ストレージ１５６は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。記憶媒体は、後述の基板処理方法及び膜厚推定方法を制御装置１００に実行させるためのプログラムを記憶している。記憶媒体は、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等の取り出し可能な媒体であってもよい。

【0067】

メモリ１５４は、ストレージ１５６の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１５２による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１５２は、メモリ１５４と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート１５８は、プロセッサ１５２からの指令に従って、回転保持部３０、処理液供給部４０、及び計測部６０等との間で電気信号の入出力を行う。タイマ１６２は、例えば一定周期の基準パルスをカウントすることで経過時間を計測する。

【0068】

制御装置１００が複数の制御用コンピュータで構成される場合、各機能モジュールがそれぞれ、個別の制御用コンピュータによって実現されていてもよい。制御装置１００は、液処理ユニットＵ１による液処理を実行するための機能モジュールを含む制御用コンピュータと、塗布膜ＡＦの厚さを推定するための機能モジュール（膜厚推定部１２０）を含む制御用コンピュータとで構成されてもよい。あるいは、これらの各機能モジュールがそれぞれ、２つ以上の制御用コンピュータの組み合わせによって実現されていてもよい。これらの場合、複数の制御用コンピュータは、互いに通信可能に接続された状態で、後述する基板処理方法及び膜厚推定方法を連携して実行してもよい。なお、制御装置１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えば制御装置１００の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により構成されていてもよい。

【0069】

［基板処理方法］
続いて、基板処理方法の一例として、制御装置１００が実行する一連の処理の一例を説明する。制御装置１００が実行する一連の処理では、液処理ユニットＵ１による液処理を行うための処理と、塗布膜ＡＦの厚さを推定するための処理（膜厚推定方法）とが並行して行われる。以下では、処理液の供給終了後における回転期間の終了時点が、膜厚を推定する計測時点（以下、「計測時点ＭＴ」という。）に設定されている場合を例示する。

【0070】

図８は、液処理及び膜厚の推定のために制御装置１００が実行する一連の処理の一例を示すフローチャートである。制御装置１００は、上位コントローラからの指令を受けることで、ステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、例えば、液処理制御部１１４が、ワークＷの回転を開始させるように回転保持部３０を制御する。液処理制御部１１４は、ワークＷの回転開始後に、ワークＷが処理液の吐出時の回転速度の設定値で回転するように、回転保持部３０を制御する。

【0071】

次に、制御装置１００は、ステップＳ１２，Ｓ１３を実行する。ステップＳ１２では、例えば、膜厚推定部１２０が、所定の計測開始時刻となるまで待機する。計測開始時刻は、例えば、上位コントローラからの指令を受け取った時点を基準として定められる時刻である。ステップＳ１３では、例えば、膜厚推定部１２０が、反射光の強度の計測を開始するように計測部６０を制御する。一例では、投光制御部１２２が、照射箇所Ｐ１～Ｐ３に向けたレーザ光の照射をそれぞれ開始させるように投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃを制御する。そして、信号取得部１２４が、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃそれぞれから、レーザ光の照射に伴う反射光の強度の取得を開始する。以降の処理において、レーザ光の照射と反射光の強度の取得とが継続される。

【0072】

次に、制御装置１００は、ステップＳ１４，Ｓ１５を実行する。ステップＳ１４では、例えば、液処理制御部１１４が、所定の吐出開始時刻となるまで待機する。吐出開始時刻は、例えば、上位コントローラからの指令を受け取った時点を基準として定められる時刻である。ステップＳ１５では、例えば、液処理制御部１１４が、処理液の吐出を開始するように処理液供給部４０を制御する。

【0073】

次に、制御装置１００は、ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８を実行する。ステップＳ１６では、例えば、液処理制御部１１４が、処理液の吐出開始時刻から所定の吐出時間が経過するまで待機する。ステップＳ１７では、例えば、液処理制御部１１４が、処理液の吐出を停止するように処理液供給部４０を制御する。ステップＳ１８では、例えば、液処理制御部１１４が、回転保持部３０を制御することで、処理液の供給後での回転速度の設定値でワークＷが回転するように、ワークＷの回転速度を調節する。回転速度の設定値は、処理情報記憶部１１２が記憶する処理情報に定められている。

【0074】

次に、制御装置１００は、ステップＳ１９，Ｓ２０を実行する。ステップＳ１９では、例えば、液処理制御部１１４が、処理液の吐出停止時刻から所定の乾燥時間が経過するまで待機する。ステップＳ２０では、例えば、液処理制御部１１４が、ワークＷの回転を停止させるように回転保持部３０を制御する。以上のステップＳ１９，Ｓ２０の実行によって、予め定められた乾燥時間だけ、処理液が供給された状態のワークＷが回転し、回転している最中にワークＷの表面Ｗａ上に処理液の塗布膜ＡＦが形成される。この乾燥時間だけワークＷを回転させる期間が、処理液の供給後にワークＷを回転させる回転期間に相当する。

【0075】

次に、制御装置１００は、ステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、例えば、膜厚推定部１２０が、反射波の強度の計測を停止するように計測部６０を制御する。一例では、投光制御部１２２が、照射箇所Ｐ１～Ｐ３に向けたレーザ光の照射をそれぞれ停止させるように投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃを制御する。そして、信号取得部１２４が、レーザ光の照射に伴う反射光の強度の取得を停止する。以上のステップＳ２１までの処理が実行されることで、図９に示されるような信号波形（反射波の強度の時間変化）が、照射箇所Ｐ１～Ｐ３それぞれについて取得される。

【0076】

図９に示される信号波形のグラフでは、上位コントローラから処理開始の指令を受けたタイミングが「０」で示され、処理液の吐出停止のタイミング（乾燥時間の開始のタイミング）が「ｔ１」で示され、乾燥時間の終了タイミングに対応する計測時点が「ＭＴ」で示されている。図９に示されるように、時刻ｔ１以降において、表面Ｗａで反射する光Ｌ１と塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射する光Ｌ２との干渉状態の時間変化に応じて、山部分と谷部分とが繰り返される信号波形が得られる。図９において、山部分の頂点が黒丸印で描かれ、谷部分の最下点が白抜きの丸印で描かれている。また、時刻ｔ１よりも前の信号波形は省略されている。

【0077】

ステップＳ２１の実行後に、制御装置１００は、ステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、例えば、膜厚算出部１２８が、ステップＳ２１の実行までで得られた信号波形のうちの、計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形に基づいて、計測時点ＭＴにおける塗布膜ＡＦの厚さを算出する。より詳細には、特徴量取得部１２６が、上記信号波形のうちの、計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得する。そして、膜厚算出部１２８が、上記特徴量に基づいて、計測時点ＭＴにおける塗布膜ＡＦの厚さを算出する。

【0078】

信号波形の一部から得られる特徴量は、例えば、計測時点ＭＴから数えて第ｎ番目（ｎは１以上の整数）に現れる極値点の時刻である。すなわち、特徴量取得部１２６は、計測時点ＭＴと、信号波形が、計測時点ＭＴから時刻が戻る向きに数えて第ｎ番目の極値点となる条件を満たす時点との間の波形から、当該波形の第ｎ番目の極値点の時刻を特徴量として取得する。本開示において、極値点とは、山部分の頂点（極大となる点）及び谷部分の最下点（極小となる点）を総称している。

【0079】

図９に例示される信号波形のグラフでは、計測時点ＭＴから数えて第１０番目の極値点（計測時点ＭＴから数えて第５番目の山部分の頂点）の時刻が、特徴量Ｆ１として取得されている。なお、図９の信号波形のグラフにおいて、計測時点ＭＴから数えて第９番目に現れる極値点は、計測時点ＭＴから数えて第５番目の谷部分の最下点である。特徴量Ｆ１は、液処理の基準タイミング（例えば、上述の上位コントローラから処理開始の指令を受けたタイミング）と、計測時点ＭＴから数えて第ｎ番目の極値点との間の時間に対応する。

【0080】

膜厚算出部１２８は、特徴量Ｆ１と塗布膜ＡＦの厚さとの相関関係を利用して、特徴量Ｆ１に基づき、計測時点ＭＴにおける塗布膜ＡＦの厚さを算出する。相関関係を利用した塗布膜ＡＦの厚さの算出方法については後述する。膜厚算出部１２８は、例えば、照射箇所Ｐ１～Ｐ３それぞれについて、信号波形に基づいて、各照射位置での塗布膜ＡＦの厚さを算出する。

【0081】

以上により、１枚のワークＷに対する液処理と膜厚の推定とを行う一連の処理が終了する。制御装置１００は、後続の複数のワークＷに対しても、同様の一連の処理を順に実行してもよい。この場合、制御装置１００は、複数のワークＷ間で、処理液の吐出開始及び吐出停止のタイミング、処理液の供給後にワークＷを回転させる乾燥時間、並びに、反射光の強度の計測を開始及び停止するタイミングが一定となるように、一連の処理を繰り返し実行してもよい。ワークＷに対して上記一連の処理を実行する前には、塗布膜ＡＦの厚さを推定するためのモデル式の構築が行われる。

【0082】

（モデル式の構築方法）
図１０は、特徴量に基づき塗布膜ＡＦの厚さを推定するためのモデル式の構築方法の一例を示すフローチャートである。このモデル式の構築方法では、テスト用ワークＷＴの回転速度を複数段階に変更して塗布膜ＡＦを形成し、段階ごとに、特徴量の取得と塗布膜ＡＦの厚さの測定とが行われる。そして、特徴量と塗布膜ＡＦの厚さの推定値との関係を示すモデル式が構築される。以下では、特徴量として、計測時点ＭＴから数えて第ｎ番目に現れる極値点の時刻（上述の特徴量Ｆ１）を用いる場合を例示する。テスト用ワークＷＴは、ワークＷと同じ種類の基板である。

【0083】

このモデル式の構築方法では、最初に、制御装置１００がステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、例えば、モデル構築部１３４が、テスト用ワークＷＴの回転速度を初期値に設定する。より詳細には、モデル構築部１３４は、処理液が供給された後にテスト用ワークＷＴを回転させる際の回転速度を初期値（変化させる複数段階のいずれかの回転速度）に設定する。回転速度を変化させる範囲、及び１回あたりの変化幅は、オペレータ等により予め定められている。回転速度を変化させる範囲（最大の回転速度と最小の回転速度との差）は、例えば、８０ｒｐｍ～３００ｒｐｍであり、１回あたりの変化幅は、５ｒｐｍ～５０ｒｐｍである。

【0084】

次に、制御装置１００は、ステップＳ３２，Ｓ３３を実行する。ステップＳ３２では、例えば、制御装置１００が、上述のステップＳ１１～Ｓ２１と同様に、液処理の実行と信号波形の取得とを行う。ステップＳ３２では、テスト用ワークＷＴが用いられる点、及び塗布膜ＡＦを回転する際のワークの回転速度を除いて、上述のステップＳ１１～Ｓ２１での処理条件と同じ条件で液処理及び信号波形の取得が行われる。ステップＳ３３では、例えば、モデル構築部１３４が、ステップＳ３２で得られた信号波形から特徴量Ｆ１を取得する。

【0085】

次に、制御装置１００は、ステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、例えば、モデル構築部１３４が、ステップＳ３２において、テスト用ワークＷＴの表面上に形成された塗布膜ＡＦの厚さを示す測定値を取得する。塗布膜ＡＦの厚さの測定値は、信号波形に基づく膜厚の算出方法以外のどのような方法で（いずれの方式の膜厚測定器を用いて）測定された値であってもよい。例えば、回転停止後の塗布膜ＡＦからの反射光を分光し、分光して得られた分光スペクトルに基づき測定された膜厚であってもよい。

【0086】

次に、制御装置１００は、ステップＳ３５を実行する。ステップＳ３５では、例えば、モデル構築部１３４が、変更させる全ての回転速度において、特徴量Ｆ１及び膜厚の測定値の取得が終了したかどうかを判断する。ステップＳ３５において、全ての回転速度において特徴量Ｆ１及び膜厚の測定値の取得が終了していないと判断された場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ３６を実行する。ステップＳ３６では、例えば、モデル構築部１３４が、テスト用ワークＷＴの回転速度の設定値を変更する。そして、制御装置１００は、ステップＳ３２～Ｓ３５の処理を繰り返す。これにより、モデル構築部１３４は、段階的に変化させる回転速度ごとに、特徴量Ｆ１と膜厚の測定値とを取得する。

【0087】

ステップＳ３２～Ｓ３５の処理が繰り返される際に、ワークＷの回転速度の設定値は、少なくとも、第１回転速度と、その第１回転速度とは異なる第２回転速度とに設定される。この場合、モデル構築部１３４は、テスト用ワークＷＴ（第１テスト用基板）を第１回転速度で回転させながら得られた信号波形に基づいて、その第１回転速度での特徴量Ｆ１（第１特徴量）を取得する。モデル構築部１３４は、テスト用ワークＷＴ（第２テスト用基板）を第２回転速度で回転させながら得られた信号波形に基づいて、その第２回転速度での特徴量Ｆ１（第２特徴量）を取得する。

【0088】

モデル構築部１３４は、第１回転速度で回転させた際にテスト用ワークＷＴに形成された塗布膜ＡＦの厚さを示す測定値（第１測定値）を取得し、第２回転速度で回転させた際にテスト用ワークＷＴに形成された塗布膜ＡＦの厚さを示す測定値（第２測定値）を取得する。複数段階の回転速度それぞれで回転させるテスト用ワークＷＴは、互いに異なるワークであってもよく、互いに同一のワークであってもよい。同一のワークが用いられる場合には、塗布膜ＡＦを形成し膜厚が測定された後に、当該塗布膜ＡＦが薬液等によって除去されてもよい。

【0089】

ステップＳ３５において、全ての回転速度において特徴量Ｆ１及び膜厚の測定値の取得が終了したと判断された場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ３７を実行する。ステップＳ３７では、例えば、モデル構築部１３４が、ステップＳ３２～Ｓ３５が繰り返されることで得られた複数の特徴量Ｆ１と複数の膜厚の測定値とに基づいて、特徴量Ｆ１から膜厚を推定するためのモデル式を生成する。一例では、膜厚の推定値を「Ｔｈ」としたときに、モデル構築部１３４は、下記の式（１）で表される一次式をモデル式として生成する。式（１）において、「ａ」及び「ｂ」は係数であり、これらの係数が定められることでモデル式が構築される。
Ｔｈ＝ａ×Ｆ１＋ｂ （１）

【0090】

モデル構築部１３４は、生成（構築）したモデル式をモデル情報記憶部１３２に記憶する。以上のモデル式の構築が終了した後に、上述のステップＳ１１～Ｓ２２の処理が実行される。上述のステップＳ２２では、膜厚算出部１２８が、モデル情報記憶部１３２に記憶された式（１）のモデル式を参照することで、液処理の実行中に得られた特徴量Ｆ１に応じた膜厚を算出する。以上のように、膜厚推定部１２０によって、ワークＷに対して液処理が行われることで形成される塗布膜ＡＦの厚さが推定される。

【0091】

［変形例］
（１）ワークＷの表面Ｗａに対するレーザ光の照射方法は、上述の例に限られない。計測部６０は、ミラー部材を介して、レーザ光をワークＷの表面Ｗａに向けて照射してもよい。図１１に示されるように、計測部６０は、例えば、投受光デバイス１７０と、ミラー部材８０とを有する。投受光デバイス１７０とミラー部材８０とは、水平方向（保持部３２に支持されたワークＷの表面Ｗａ）に沿って並んで配置される。ミラー部材８０の大きさ（サイズ）は、投受光デバイス１７０よりも小さくてもよい。投受光デバイス１７０は、ワークＷの周縁よりも外に配置されている。

【0092】

ミラー部材８０は、保持部３２に保持されたワークＷの上方（例えば、レーザ光の照射箇所の鉛直上方）に配置される。ミラー部材８０は、光を反射することによってワークＷに照射するレーザ光の方向（光が進行する方向）を変更する。ミラー部材８０は、例えば、投受光デバイス１７０と保持部３２に保持されたワークＷの表面Ｗａとに対向する反射面８２を有する。投受光デバイス１７０は、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃと同様に、塗布膜ＡＦを透過可能なレーザ光を照射する。投受光デバイス１７０（投光部）は、ミラー部材８０の反射面８２に向けてレーザ光を照射する。これにより、投受光デバイス１７０から照射されたレーザ光が、ミラー部材８０の反射面８２において反射した後に、ワークＷの表面Ｗａに照射される。

【0093】

投受光デバイス１７０（受光部）は、レーザ光のワークＷにおける反射光を、ミラー部材８０の反射面８０ａを介して受光する。計測部６０は、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃと同様に、互いに異なる複数箇所それぞれにレーザ光を照射するために、複数組の投受光デバイス１７０及びミラー部材８０を有してもよい。

【0094】

（２）レーザ光の光源は、その熱が液処理に影響を及ぼさないように、液処理を行うための空間を形成する筐体の内壁に設けられてもよい。図１１に示されるように、液処理ユニットＵ１は、回転保持部３０を収容し、ワークＷに対して処理液を用いた処理を行うための内部空間Ｓを形成する筐体２８を有する。投受光デバイス１７０は、その内部にレーザ光を生成する光源１７２を含んでいてもよい。投受光デバイス１７０（光源１７２）は、筐体２８の内壁（例えば、側壁の内面）に設けられてもよい。

【0095】

（３）レーザ光の光源は、その熱が熱処理に影響を及ぼさないように、液処理を行うための空間を形成する筐体の外に配置されていてもよい。図１２に示されるように、計測部６０は、投光デバイス１８０（投光部）と、受光デバイス１９０（受光部）とを有してもよい。投光デバイス１８０は、光源１８２と、導光部１８４と、照射部１８６とを含む。光源１８２は、ワークＷの表面Ｗａに照射するレーザ光を生成する。光源１８２は、筐体２８の外に配置されている。導光部１８４は、光源１８２からのレーザ光を筐体２８の内部まで導く。導光部１８４は、例えば光ファイバである。照射部１８６は、導光部１８４によって導光されたレーザ光を、ミラー部材を介してワークＷの表面Ｗａに照射する。

【0096】

受光デバイス１９０は、集光部１９２と、導光部１９４と、検出部１９６とを含む。集光部１９２には、レーザ光の照射に伴うワークＷからの反射光が、ミラー部材を介して入射する。導光部１９４は、集光部１９２に入射した反射光を、筐体２８の外に配置された検出部１９６まで導く。導光部１９４は、例えば光ファイバである。検出部１９６は、導光部１９４によって導光された反射光に応じた電気信号を生成する。計測部６０は、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃと同様に、互いに異なる複数箇所それぞれにレーザ光を照射するために、複数組の投光デバイス１８０及び受光デバイス１９０を有してもよい。

【0097】

（４）計測部６０がミラー部材を用いる場合、ミラー部材は、光の散乱と吸収とを抑制する膜を有してもよい。図１２に示されるように、計測部６０は、ミラー部材８０Ａを有してもよい。ミラー部材８０Ａは、照射されたレーザ光をワークＷの表面Ｗａに向けて反射し、ワークＷからの反射光を受光デバイス１９０に向けて反射する。ミラー部材８０Ａの反射面８２には、入射されたレーザ光の当該反射面８２における散乱と吸収とを抑制する膜８４が形成されている。

【0098】

（５）計測部６０は、ワークＷにおけるレーザ光の反射点の上下方向における位置ずれに応じて、反射光の受光状態を調節する部材を有してもよい。図１２に示されるように、計測部６０の受光デバイス１９０は、反射光の受光状態を調節する調節部材１９８を有してもよい。調節部材１９８は、ワークＷの上下方向の位置ずれ、又はワークＷの反りに応じて、受光デバイス１９０における反射光の受光状態を調節する。調節部材１９８は、例えば、集光部１９２内に設けられている。

【0099】

調節部材１９８は、ワークＷに反り等があっても、受光デバイス１９０で受光する反射光の強度が、ワークＷに反り等がない場合での反射光の強度と同程度となるように、反射光の受光状態を調節する。調節部材１９８は、例えば、反射光の受光状態として、反射光の光路、又は、反射光の焦点を調節する光学部品である。

【0100】

（６）ワークＷの表面Ｗａに対して、斜め方向からレーザ光が照射されてもよい。図１３（ａ）に示されるように、計測部６０は、投光デバイス２８０（投光部）と、受光デバイス２９０（受光部）とを有してもよい。投光デバイス２８０と受光デバイス２９０とは、水平方向に沿って並び、互いの間にワークＷを挟むように配置される。投光デバイス２８０と受光デバイス２９０とは、ワークＷの周縁よりも外側に位置している。投光デバイス２８０は、ワークＷの表面Ｗａに垂直な方向（上下方向）に対して傾いた方向から、所定の照射箇所に向けてレーザ光を照射する。受光デバイス２９０は、ワークＷの表面Ｗａに垂直な方向（上下方向）に対して傾いた方向に反射される反射光を受光する。

【0101】

計測部６０は、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃと同様に、互いに異なる複数箇所それぞれに向けてレーザ光を照射する複数の投光デバイス２８０を有してもよい。この場合、計測部６０は、複数の投光デバイス２８０それぞれに対応する複数の受光デバイス２９０を有してもよい。投光デバイス２８０が配置される位置に、投光デバイス２８０に代えて、投光部及び受光部として機能する投受光デバイスが配置されてもよい。受光デバイス２９０が配置される位置に、受光デバイス２９０に代えてミラー部材が配置されてもよい。この場合、投受光デバイスからワークＷの表面Ｗａに斜め方向からレーザ光が照射され、ワークＷからの反射光がミラー部材で投受光デバイスに向けて反射される。

【0102】

（７）複数箇所それぞれにレーザ光を照射する場合に、１つの光源から生成されるレーザ光が、一の箇所に照射される光と、当該一の箇所とは別の箇所に照射される光とに分けられてもよい。図１３（ｂ）に示されるように、計測部６０は、投光デバイス２８０Ａと、複数（３つ）の受光デバイス２９０とを有してもよい。投光デバイス２８０Ａは、１つの光源２８２と、分岐部２８４と、複数の導光部２８６とを含む。光源２８２は、ワークＷの表面Ｗａに向けて照射されるレーザ光を生成する。

【0103】

分岐部２８４は、光源２８２からのレーザ光を、複数箇所それぞれに向けて照射されるレーザ光に分ける。例えば、分岐部２８４は、光源２８２からのレーザ光を、複数箇所のいずれか一つに照射される光と、複数箇所のうちの他の一箇所に照射される光とに分岐させる。分岐部２８４は、例えば、ビームスプリッタ等の光学部品によって構成される。分岐部２８４によって分岐された複数のレーザ光は、複数の導光部２８６にそれぞれ入射されてもよい。導光部２８６は、例えば光ファイバである。投光デバイス２８０Ａは、複数の導光部２８６によって導光されたレーザ光を、ワークＷの表面Ｗａに重なる複数箇所に向けてそれぞれ照射する。なお、分岐部２８４は、１つの光源からの光を、時刻ごとに異なる箇所に向かうように分けてもよい。例えば、分岐部２８４は、揺動によって反射面（鏡面）の角度が変化する機能を有するＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）ミラーによって構成されてもよい。

【0104】

（８）上述の例では、ワークＷの表面Ｗａと重なる３箇所に向けてレーザ光が照射されるが、ワークＷの表面Ｗａと重なる一箇所に向けてレーザ光が照射されてもよい。この場合、制御装置１００の膜厚推定部１２０は、レーザ光が照射された当該一箇所における塗布膜ＡＦの厚さを推定してもよい。レーザ光の照射箇所（塗布膜ＡＦの厚さの推定箇所）は、２箇所であってもよく、４箇所以上であってもよい。複数箇所での膜厚の推定が行われる場合に、上述の例とは異なり、これらの箇所とワークＷの中心ＣＰとの間の距離が互いに略一致していてもよい。

【0105】

（９）計測部６０におけるレーザ光及び反射光の光路が、調節用の別のレーザ光を用いて調節されてもよい。別のレーザ光を用いた光路の調節が、液処理の実行前に作業員等によって行われてもよい。

【0106】

（１０）計測部６０が受光する反射光の強度（例えば、平均強度）に応じて、ワークＷに照射されるレーザ光の強度が調節されてもよい。図６に示されるように、制御装置１００（膜厚推定部１２０）は、機能モジュールとして投光条件設定部１３８（条件設定部）を有してもよい。投光条件設定部１３８は、反射光の強度と所定の閾値との比較結果に基づいて、投受光デバイス７０Ａ～７０Ｃ等の投光部からの光の強度の設定値を変更する。例えば、投光条件設定部１３８は、反射光の平均強度が所定の閾値を下回った場合に、投光部から照射されるレーザ光の強度の設定値を大きくする。

【0107】

投光条件設定部１３８によって、レーザ光の強度の設定値が変更された場合、投光制御部１２２は、変更された設定値の強度を有するレーザ光が照射されるように計測部６０を制御する。投光条件設定部１３８は、レーザ光の照射強度の設定値を変更するための反射光の強度の取得を、１回又は複数回の液処理の実行ごとに行ってもよい。投光条件設定部１３８は、ワークＷに対する液処理を実行していない期間において、テスト用のワークＷに対して塗布膜ＡＦを形成したうえで、レーザ光の照射強度の設定値を変更するために反射光の強度を取得してもよい。

【0108】

（１１）制御装置１００は、膜厚算出部１２８によって算出された膜厚に応じて、後続のワークＷに対する液処理の条件を変更してもよい。制御装置１００（膜厚推定部１２０）は、機能モジュールとして処理条件変更部１３６を有してもよい。処理条件変更部１３６は、膜厚算出部１２８によって算出された塗布膜ＡＦの厚さに基づいて、処理情報記憶部１１２に記憶されている処理情報に含まれる液処理の各種条件の設定値を変更する。例えば、処理条件変更部１３６は、照射箇所Ｐ１～Ｐ３について算出された塗布膜ＡＦの厚さの平均値と予め定められた目標の厚さとの差分の絶対値が、所定値よりも大きい場合に、当該差分が縮小するように、処理液供給後でのワークＷの回転速度の設定値を変更する。

【0109】

（１２）上述したように、受光した反射光に基づく信号波形のうちの、計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から得られる特徴量に基づき、計測時点ＭＴにおける塗布膜ＡＦの厚さが算出される。上述の例では、計測時点ＭＴから数えて第ｎ番目の極値点の時刻が特徴量Ｆ１として用いられているが、特徴量Ｆ１とは異なる特徴量に基づいて、計測時点ＭＴにおける塗布膜ＡＦの厚さの算出が行われてもよい。以下、いくつかの特徴量について例示する。

【0110】

（１２－１）信号波形の一部から得られる特徴量は、信号波形の強度が予め設定されたベース強度に一致する最後の時点から計測時点ＭＴまでの時間であってもよい。特徴量取得部１２６は、計測時点ＭＴと、信号波形の強度が所定のベース強度に最後に一致するという条件を満たす時点との間の波形から、計測時点ＭＴとその一致点との間の時間を特徴量Ｆ２として取得する。特徴量Ｆ２を用いる場合も、塗布膜ＡＦの厚さと特徴量Ｆ２との関係を示すモデル式が構築される。

【0111】

図１４には、５段階に回転速度を変化させてテスト用ワークＷＴに塗布膜ＡＦを形成しつつ取得された信号波形のグラフが示されている。図１４の信号波形のグラフでは、信号波形のうちの後半部分（回転時間の終了付近）だけの波形が示されている。変化させた回転速度の値が、それぞれ「ω１」～「ω５」で示されており、ω１～ω５の順で値が大きくなる。上述のベース強度が「ＢＩ」で示されており、ベース強度ＢＩは、例えば、モデル式を作成する際に、最も小さい回転速度で形成された塗布膜ＡＦから得られる信号波形の計測時点ＭＴにおける強度に相当する。なお、ベース強度ＢＩは、最も大きい回転速度で形成された塗布膜ＡＦから得られた信号波形の計測時点ＭＴにおける強度に設定されてもよい。

【0112】

例えば、回転速度がω５である場合、その回転速度についての信号波形の強度がベース強度ＢＩに最後に一致する点での時刻ｔ５と、計測時点ＭＴとの間の時間が、特徴量Ｆ２として取得される。モデル構築部１３４は、５段階に回転速度を変化させて得られる複数の特徴量Ｆ２と複数の膜厚の測定値とに基づいて、特徴量Ｆ２から膜厚を推定するためのモデル式を生成する。一例では、モデル構築部１３４は、膜厚の推定値Ｔｈと特徴量Ｆ２との関係を定めるモデル式として、下記の式（２）で示される二次式を生成する。式（２）において「ａ１」「ｂ１」及び「ｃ１」は係数であり、これらの係数が定められることでモデル式が構築される。
Ｔｈ＝ａ１×Ｆ２×Ｆ２＋ｂ１×Ｆ２＋ｃ１ （２）

【0113】

膜厚算出部１２８は、構築されたモデル式を参照することで、液処理の実行中に得られた特徴量Ｆ２に応じた膜厚を算出する。なお、モデル構築部１３４は、３次以上の多項式近似を利用して、モデル式を生成してもよい。モデル式にいずれの近似式を用いるかは、膜厚の測定値と特徴量との相関が評価されたうえで、特徴量ごとに選択されてもよい。

【0114】

（１２－２）信号波形の一部から得られる特徴量は、計測時点ＭＴから数えて第１番目に現れる極値点（極大又は極小となる点）での信号波形の強度と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度との差分を、第１番目の極値点での信号波形の強度で除算して得られる値であってもよい。図１５（ａ）には、信号波形のうちの後半部分（回転期間が終了する付近）の波形が示されている。

【0115】

特徴量取得部１２６は、計測時点ＭＴと、信号波形が、計測時点ＭＴから時刻が戻る向きに数えて第１番目の極値点となる時点との間の波形から、第１番目の極値点での信号波形の強度Ｉｎ１と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎ２とを取得する。そして、特徴量取得部１２６は、強度Ｉｎ２から強度Ｉｎ１を減算して得られる値を求め、その求められた値を強度Ｉｎ１で除算することで得られる値を、特徴量Ｆ３として算出する。膜厚推定部１２０は、特徴量Ｆ１，Ｆ２を用いる場合と同様に、特徴量Ｆ３についてモデル式を構築し、当該モデル式を参照することで、ワークＷへの液処理において取得された特徴量Ｆ３に応じて塗布膜ＡＦの厚さを算出（推定）する。

【0116】

（１２－３）信号波形の一部から得られる特徴量は、計測時点ＭＴから数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度に応じた位相と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度に応じた位相との差分であってもよい。図１５（ｂ）には、信号波形の後半部分の一部（図１５（ａ）の「ＬＰ」で示す期間）における強度の時間変化を、位相の時間変化に変換した波形が示されている。強度から位相への変換では、信号波形のうちの強度が最大となる点の位相がπ／２となり、信号波形のうちの強度が最小となる点の位相が（－π／２）となるように、逆正弦関数（アークサイン）を用いた演算が行われる。例えば、逆正弦関数を用いた演算では、最初に、信号波形の強度の正規化が行われる。具体的には、信号波形のうちの強度の最大値が１となり、強度の最小値が－１となるように正規化が行われる。そして、正規化された強度を変数として逆正弦関数を算出することで、強度から位相への変換が行われる。

【0117】

特徴量取得部１２６は、例えば、第１番目の極値点での信号波形の強度Ｉｎ１と、計測時点での信号波形の強度Ｉｎ２とを取得する。そして、特徴量取得部１２６は、逆正弦関数を用いた演算を行うことで、強度Ｉｎ１を位相Ｐｈ１に変換し、強度Ｉｎ２を位相Ｐｈ２に変換する。その後、特徴量取得部１２６は、位相Ｐｈ２から位相Ｐｈ１を減算して得られる値を特徴量Ｆ４として算出する。膜厚推定部１２０は、特徴量Ｆ１，Ｆ２を用いる場合と同様に、特徴量Ｆ４についてモデル式を構築し、当該モデル式を参照することで、ワークＷへの液処理において取得された特徴量Ｆ４に応じて塗布膜ＡＦの厚さを算出（推定）する。

【0118】

（１２－４）信号波形の一部から得られる特徴量は、予め設定されたベース強度ＢＩと、計測時点ＭＴでの信号波形の強度との差分であってもよい。ベース強度ＢＩは、特徴量Ｆ２が用いられる場合と同様に、モデル式を作成する際に、最も小さい回転速度又は最も大きい回転速度で形成された塗布膜ＡＦから得られる信号波形の計測時点ＭＴにおける強度に相当する。図１６には、モデル式を作成する際に得られる複数の信号波形が示されている。

【0119】

この例では、ベース強度ＢＩと、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎｍとの差分が、特徴量Ｆ５として取得される。すなわち、特徴量取得部１２６は、計測時点ＭＴにおける波形から、ベース強度ＢＩと強度Ｉｎｍとの差分（強度Ｉｎｍからベース強度ＢＩを減算して得られる値）を特徴量Ｆ５として取得する。このように、本開示において、信号波形のうちの、計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形（情報）には、上記所定の条件によっては、計測時点ＭＴにおける波形（情報）も含まれる。膜厚推定部１２０は、特徴量Ｆ１，Ｆ２を用いる場合と同様に、特徴量Ｆ５についてモデル式を構築し、当該モデル式を参照することで、ワークＷへの液処理において取得された特徴量Ｆ５に応じて塗布膜ＡＦの厚さを算出（推定）する。

【0120】

（１２－５）信号波形の一部から得られる特徴量は、予め設定されたベース強度ＢＩに応じた位相と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度に応じた位相との差分であってもよい。ベース強度ＢＩは、特徴量Ｆ２が用いられる場合と同様に、モデル式を作成する際に、最も小さい回転速度又は最も大きい回転速度で形成された塗布膜ＡＦから得られる信号波形の計測時点ＭＴにおける強度に相当する。

【0121】

特徴量取得部１２６は、計測時点ＭＴにおける波形から、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎｍを取得する。そして、特徴量取得部１２６は、特徴量Ｆ４が用いられる場合と同様に、逆正弦関数を用いた演算を行うことで、ベース強度ＢＩを位相に変換し、強度Ｉｎｍを位相に変換する。その後、特徴量取得部１２６は、強度Ｉｎｍに応じた位相からベース強度ＢＩに応じた位相を減算して得られる値を、特徴量Ｆ６として算出する。膜厚推定部１２０は、特徴量Ｆ１，Ｆ２を用いる場合と同様に、特徴量Ｆ６についてモデル式を構築し、当該モデル式を参照することで、ワークＷへの液処理において取得された特徴量Ｆ６に応じて塗布膜ＡＦの厚さを算出（推定）する。

【0122】

（１２－６）特徴量取得部１２６は、信号波形のうちの、計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形（情報）から、上述した特徴量Ｆ１～Ｆ６以外の特徴量を取得してもよい。塗布膜ＡＦの厚さとの間に相関が得られるものであれば、どのような特徴量が用いられてもよい。

【0123】

（１３）上述の例では、レジスト膜を形成するための処理液（レジスト）の塗布膜ＡＦの厚さが推定されているが、膜厚推定部１２０は、レジスト膜以外の膜（例えば、下層膜又は上層膜）を形成するための処理液の塗布膜の厚さを推定してもよい。膜厚推定部１２０は、レジスト膜を現像するための現像液の膜の厚さを推定してもよい。

【0124】

（１４）上述の例では、計測時点ＭＴは、回転期間（乾燥時間）の終了時点に設定されているが、終了時点以前のいずれの時点に設定されてもよい。この場合、膜厚推定部１２０は、計測時点ＭＴが設定される時点に合わせて、当該時点での膜厚と特徴量との関係を示すモデル式を構築してもよい。

【0125】

（１５）基板処理方法（膜厚推定方法）及びモデル式の構築方法において制御装置１００が実行する上述の一連の処理は一例であり、適宜変更可能である。例えば、上述したステップ（処理）の一部が省略されてもよいし、別の順序で各ステップが実行されてもよい。また、上述したステップのうちの任意の２以上のステップが組み合わされてもよいし、ステップの一部が修正または削除されてもよい。あるいは、上記の各ステップに加えて他のステップが実行されてもよい。

【0126】

［実施形態の効果］
以上に説明した膜厚推定方法は、表面Ｗａ上に処理液が供給された状態のワークＷを、当該ワークＷの表面Ｗａ上に処理液の膜（塗布膜ＡＦ）が形成されるように回転させている回転期間において、ワークＷの表面Ｗａと重なる箇所に向けて光を照射することと、ワークＷの表面Ｗａを反射した後に塗布膜ＡＦを介して出射される光と、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射した光とが合成された反射光を受光することで、回転期間における反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得することと、信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得することと、取得した特徴量に基づいて、計測時点における処理液の膜の厚さを算出することとを含む。

【0127】

以上に説明した膜厚推定装置２０は、表面Ｗａ上に処理液が供給された状態のワークＷを、当該ワークＷの表面Ｗａ上に塗布膜ＡＦが形成されるように回転させている回転期間において、ワークＷの表面Ｗａと重なる箇所に向けて光を照射するように構成された投光部と、ワークＷの表面Ｗａを反射した後に塗布膜ＡＦを介して出射される光と、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射した光とが合成された反射光を受光するように構成された受光部と、受光部が受光した反射光に基づいて、回転期間における反射光の強度の時間変化を示す信号波形を取得するように構成された信号取得部１２４と、信号取得部１２４が取得した信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から特徴量を取得するように構成された特徴量取得部１２６と、特徴量取得部１２６が取得した特徴量に基づいて、計測時点ＭＴにおける処理液の膜の厚さを算出するように構成された膜厚算出部１２８とを備える。

【0128】

これらの膜厚推定方法及び膜厚推定装置２０では、ワークＷの表面Ｗａを反射した後に塗布膜ＡＦを介して出射される光Ｌ１と、塗布膜ＡＦの外表面Ｆａで反射した光Ｌ２とが合成された反射光の強度の時間変化を示す信号波形が取得される。塗布膜ＡＦの厚さに応じて、ワークＷの表面Ｗａを反射した後に塗布膜ＡＦを介して出射される光Ｌ１と、塗布膜ＡＦの外表面で反射した光Ｌ２との干渉状態が変化するので、信号波形には、塗布膜ＡＦに関する情報が含まれる。そのため、信号波形のうちの、回転期間内の所定の計測時点ＭＴと、計測時点ＭＴ以前において信号波形が所定の条件を満たす時点との間の波形から取得される特徴量は、塗布膜ＡＦの厚さに相関し得る。その結果、その特徴量に基づいて、塗布膜ＡＦの厚さを算出することができる。上記膜厚推定方法及び膜厚推定装置２０では、反射光の強度の時間変化から処理液の膜の厚さを算出しているので、塗布膜ＡＦの厚さが変動する場合であっても、塗布膜ＡＦの厚さを精度良く推定することが可能となる。例えば、特徴量は、信号波形の相対的な時間変化に基づくので、反射光を検出する際に種々の要因で発生するノイズの影響を受け難い。そのため、特徴量に基づき膜厚を推定することで、推定精度を向上させることが可能となる。

【0129】

上記膜厚推定方法において、塗布膜ＡＦの厚さを算出することは、塗布膜ＡＦの厚さを推定するために予め構築されたモデル式と、特徴量とに基づいて、塗布膜ＡＦの厚さを算出することを含んでもよい。この場合、モデル式に特徴量を当てはめることで膜厚が算出されるので、膜厚の算出を簡略化することが可能となる。例えば、制御装置１００の処理負荷を低減することができる。

【0130】

上記膜厚推定方法は、モデル式を構築することを更に含んでもよい。モデル式を構築することは、第１テスト用基板を第１回転速度で回転させながら得られた信号波形に基づいて、第１特徴量を取得することと、第１テスト用基板に形成された塗布膜ＡＦの厚さを示す第１測定値を取得することと、第２テスト用基板を第２回転速度で回転させながら得られた信号波形に基づいて、第２特徴量を取得することと、第２テスト用基板に形成された塗布膜ＡＦの厚さを示す第２測定値を取得することと、第１特徴量、第２特徴量、第１測定値、及び第２測定値に基づいて、モデル式を生成することとを含んでもよい。ワークの回転速度が異なると、塗布膜ＡＦの厚さの時間変化の傾向（反射光の時間変化の傾向）、及び測定する時点での塗布膜ＡＦの厚さが異なる。塗布膜ＡＦの厚さの時間変化が異なると、同じ条件で取得される特徴量も異なる。上記方法では、異なる回転速度で得られた特徴量と厚さの測定値とに基づきモデル式が構築されるので、精度良くモデル式を構築することが可能となる。

【0131】

膜厚の算出に用いる特徴量は、計測時点ＭＴから数えて第ｎ番目（ｎは１以上の整数）に現れる極値点の時刻（特徴量Ｆ１）であってもよい。特徴量Ｆ１と計測時点ＭＴでの処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた液処理をワークＷに施す際に、特徴量Ｆ１を取得することで、塗布膜ＡＦの厚さを高精度に推定することができる。

【0132】

膜厚の算出に用いる特徴量は、信号波形の強度が予め設定されたベース強度ＢＩに一致する最後の時点から計測時点までの時間（特徴量Ｆ２）であってもよい。特徴量Ｆ２と計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた液処理をワークＷに施す際に、特徴量Ｆ２を取得することで、塗布膜ＡＦの厚さを高精度に推定することができる。

【0133】

膜厚の算出に用いる特徴量は、計測時点ＭＴから数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度Ｉｎ１と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎ２との差分を、強度Ｉｎ１で除算して得られる値（特徴量Ｆ３）であってもよい。特徴量Ｆ３と計測時点での処理液の膜の厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた液処理をワークＷに施す際に、特徴量Ｆ３を取得することで、塗布膜ＡＦの厚さを高精度に推定することができる。

【0134】

膜厚の算出に用いる特徴量は、計測時点ＭＴから数えて第１番目に現れる極値点での信号波形の強度Ｉｎ１に応じた位相Ｐｈ１と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎ２に応じた位相Ｐｈ２との差分（特徴量Ｆ４）であってもよい。特徴量Ｆ４と計測時点ＭＴでの塗布膜ＡＦの厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた液処理をワークＷに施す際に、特徴量Ｆ４を取得することで、塗布膜ＡＦの厚さを高精度に推定することができる。

【0135】

膜厚の算出に用いる特徴量は、予め設定されたベース強度ＢＩと、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎｍとの差分（特徴量Ｆ５）であってもよい。特徴量Ｆ５と計測時点ＭＴでの塗布膜ＡＦの厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた液処理をワークＷに施す際に、特徴量Ｆ５を取得することで、塗布膜ＡＦの厚さを高精度に推定することができる。

【0136】

膜厚の算出に用いる特徴量は、予め設定されたベース強度ＢＩに応じた位相と、計測時点ＭＴでの信号波形の強度Ｉｎｍに応じた位相との差分（特徴量Ｆ６）であってもよい。特徴量Ｆ６と計測時点ＭＴでの塗布膜ＡＦの厚さとの間には比較的強い相関関係があることが見出された。そのため、処理液を用いた液処理をワークＷに施す際に、特徴量Ｆ６を取得することで、塗布膜ＡＦの厚さを高精度に推定することができる。

【符号の説明】

【0137】

１…基板処理システム、２…塗布現像装置、２０…膜厚推定装置、６０…計測部、７０Ａ～７０Ｃ，１７０…投受光デバイス、７２…投光部、１８０，２８０，２８０Ａ…投光デバイス、７４…受光部、１９０，２９０…受光デバイス、８０，８０Ａ…ミラー部材、８２…反射面、８４…膜、１００…制御装置、１２２…投光制御部、１２４…信号取得部、１２６…特徴量取得部、１２８…膜厚算出部、１３４…モデル構築部、１３６…処理条件変更部、１３８…投光条件設定部、Ｗ…ワーク、Ｗａ…表面、ＣＰ…中心、ＡＦ…塗布膜、Ｆａ…外表面、Ｐ１～Ｐ３…照射箇所、Ｆ１～Ｆ６…特徴量。

【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】