TWI892915B - 基板清洗裝置、研磨裝置、擦光處理裝置、基板清洗方法、基板處理裝置、及機械學習器 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種性能及處理量雙方面皆改善的基板清洗裝置、研磨裝置、擦光處理裝置、基板處理裝置及用於該等任一者的機械學習器、以及基板清洗方法。基板清洗裝置（16）具備：清洗工具（77），將保持於基板保持部（71、72、73、74）的基板（W）進行清洗；表面性狀測量裝置（60），取得清洗工具（77）的表面資料；及控制部（30），根據表面資料來決定清洗工具（77）的更換時機。表面性狀測量裝置（60）於每次擦洗預定片數的基板（W），就在清洗工具（77）的至少2個測量點（PA、PB）取得清洗工具（77）的表面資料，控制部（30）根據取得之表面資料的差值，來決定清洗工具（77）的更換時機。

Description

基板清洗裝置、研磨裝置、擦光處理裝置、基板清洗方法、基板處理裝置、及機械學習器

本發明係關於一種一邊對半導體基板、玻璃基板、液晶面板等基板供給清洗液一邊以清洗工具擦洗（scrub）該基板的基板清洗裝置及基板清洗方法。再者，本發明係關於一種研磨基板表面的研磨裝置。再者，本發明係關於一種擦光(buff)處理裝置，其係對於研磨處理後的基板，一邊將直徑小於基板的接觸構件壓附於基板並使其相對運動，一邊對於基板微量地進行追加研磨或將基板的附著物去除及清洗。再者，本發明係關於一種搭載有基板清洗裝置、研磨裝置及擦光處理裝置中至少任一者的基板處理裝置。再者，本發明係關於一種學習清洗工具之更換時機、研磨墊之更換時機及擦光構件之更換時機中至少一者的機械學習器。

以往，作為清洗半導體基板、玻璃基板、液晶面板等基板之表面的方法，係使用擦洗方法，其係一邊對基板的表面供給清洗液（例如化學液或純水）一邊使清洗工具（例如海綿滾筒、筆狀海綿或清洗毛刷）與該基板的表面摩擦（例如，參照專利文獻1及專利文獻2）。擦洗係藉由在使基板與清洗工具中至少任一者旋轉的狀態下，一邊對基板供給清洗液一邊使清洗工具與基板滑動接觸而進行。例如，在基板之一例、即晶圓的研磨處理後，一邊對該晶圓的表面供給純水（清洗液），一邊使旋轉之海綿滾筒（清洗工具）與旋轉之晶圓的表面滑動接觸，藉此將研磨屑及研磨液所包含之研磨粒等微粒(particle)（污染物質）從晶圓表面去除。從基板表面去除的微粒，積存於清洗工具內或與清洗液一起從基板排出。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

［專利文獻1］日本專利第6600470號公報 ［專利文獻2］日本特開2015-220402號公報

［發明所欲解決之課題］

擦洗係使清洗工具直接接觸基板來進行清洗，故有微粒的去除率、亦即清洗效率高的優點。另一方面，清洗工具會隨著基板的擦洗重複進行而逐漸劣化。清洗工具的劣化與基板的清洗效率降低相關。又，若清洗工具大幅劣化，則具有在基板的擦洗中從清洗工具產生磨耗粉末而附著於基板表面的情況。此情況下，由於從清洗工具產生的磨耗粉末而導致基板污染。

再者，若長期使用清洗工具，則具有暫時積存於清洗工具的微粒在基板的擦洗中從清洗工具脫離，而再附著於基板表面的情況。亦即，具有在擦洗中因積存於清洗工具的微粒而發生反向再次污染基板的疑慮。為了抑制這種基板的污染及清洗效率的降低，必須在適當的時機將清洗工具更換成新的清洗工具。

以往的基板清洗裝置中，清洗工具的更換時機主要根據品質管理（QC：Quality Control）及/或作業員的經驗法則來預先決定。其理由主要是因為清洗工具的更換時機視基板的清洗製程及清洗配方而異，以及實際上難以在基板清洗裝置內測量用於擦洗之清洗工具的表面性狀。亦即，為了精準地決定清洗工具的適當更換時機，必須觀察及/或測量實際上依照各種清洗製程及清洗配方進行擦洗之清洗工具的表面性狀。然而，在基板處理裝置內觀察及/或測量清洗工具之表面性狀的具體方法尚未確立，故難以決定適當的更換時機。

根據預先決定的更換時機來更換清洗工具的情況，具有清洗工具的使用時間超過應更換清洗工具之適當時機的疑慮。此情況下，由於藉由已到達更換時機的清洗工具來清洗基板，故有發生反向再次污染基板而良率降低的疑慮。或是亦有儘管清洗工具尚可使用卻實施清洗工具之更換的情況。此情況下，基板清洗裝置的運轉成本增加。再者，若為了更換清洗工具而使基板清洗裝置停止，則基板清洗裝置的處理量(throughput)降低，而具有基板的製造成本增加的疑慮。

再者，作為擦洗基板之前進行的基板研磨處理之一例，CMP（化學機械研磨，Chemical Mechanical Polishing）處理已為人所知。進行該CMP處理的CMP裝置，係將基板壓附於旋轉之研磨台上的研磨墊來研磨基板的表面。由於研磨墊亦隨著基板的化學機械研磨處理重複進行而逐漸劣化，故研磨墊也必須在適當的時機更換成新的研磨墊。接著，確保適當的研磨性能與確保高處理量存在權衡關係。亦即，若為了確保適當的研磨性能而頻繁地更換研磨墊，則處理量降低。因此，要求在可實現適當的研磨性能與高處理量兩者的時機更換研磨墊。

再者，具有在基板的研磨處理與清洗處理之間進行擦光處理的情況，該擦光處理係一邊將直徑小於基板的接觸構件壓附於基板並使其相對運動，一邊對於基板微量地進行追加研磨或將基板的附著物去除及清洗。實施擦光處理的擦光單元中，將保持於擦光頭的被稱為擦光墊之接觸構件壓附於旋轉之擦光台上所保持的基板上，藉此對於基板的表面微量地進行處理或將附著於基板表面的異物去除。由於擦光墊亦隨著擦光處理重複進行而逐漸劣化，故擦光墊也必須在適當的時機更換成新的擦光墊。接著，確保適當的擦光性能亦與確保高處理量存在權衡關係。亦即，若為了確保適當的擦光性能而頻繁地更換擦光墊，則處理量降低。因此，要求在可實現適當的擦光性能與高處理量兩者的時機更換擦光墊。

以往的CMP裝置，具有採用研磨墊之研磨單元、採用擦光墊之擦光單元及採用清洗工具之清洗單元形成一體而構成者。在這種CMP裝置中，若僅為了更換研磨墊、擦光墊、清洗工具之任一者而使CMP裝置整體停止，則CMP裝置整體的處理量降低。

於是，本發明之目的在於提供一種在性能及處理量的觀點雙方面皆改善的基板清洗裝置、研磨裝置、擦光處理裝置、基板處理裝置及用於該等任一者的機械學習器、以及基板清洗方法。 本發明之一態樣的目的在於提供一種可決定清洗工具之適當更換時機的基板清洗裝置及基板清洗方法。再者，本發明之一態樣的目的在於提供一種可決定研磨墊之適當更換時機的研磨裝置。再者，本發明之一態樣的目的在於提供一種可決定擦光墊之適當更換時機的擦光處理裝置。再者，本發明之一態樣的目的在於提供一種具備這種基板清洗裝置、研磨裝置及擦光處理裝置之任一者的基板處理裝置。再者，本發明之一態樣的目的在於提供一種可預測清洗工具之適當更換時機的機械學習器。再者，本發明之一態樣的目的在於提供一種可預測研磨墊之適當更換時機的機械學習器。再者，本發明之一態樣的目的在於提供一種可預測擦光墊之適當更換時機的機械學習器。 ［解決課題之手段］

一態樣中提供一種基板清洗裝置，其特徵為具備：基板保持部，保持基板；清洗工具，在清洗液的存在下與前述基板滑動接觸，藉此清洗前述基板；表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述清洗工具之表面性狀的表面資料；及控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述清洗工具的更換時機；其中，前述表面性狀測量裝置於每次擦洗預定片數的基板，就在前述清洗工具的至少2個測量點取得該清洗工具的表面資料，前述控制部根據取得之表面資料的差值，來決定前述清洗工具的更換時機。

一態樣中，前述控制部預先儲存與前述表面資料之差值對應的預定閾值，在前述差值到達前述預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。 一態樣中，前述表面性狀測量裝置具備：攝影裝置，取得前述表面資料；及照相機移動機構，使前述攝影裝置移動。 一態樣中，進一步具備清洗工具移動單元，使前述清洗工具在該清洗工具接觸前述基板表面的清洗位置與該清洗工具離開前述基板表面的待機位置之間移動；前述表面性狀測量裝置取得移動至前述待機位置之前述清洗工具的表面資料。

一態樣中可提供一種基板清洗裝置，其特徵為：前述控制部係構成在將前述清洗工具更換成新的清洗工具後執行適配(break-in)確認運作的態樣；前述適配確認運作係於每次以前述新的清洗工具擦洗預定片數的測試用基板(dummy substrate)，就使用前述表面性狀測量裝置，在前述新的清洗工具的至少2個測量點取得該新的清洗工具的表面資料，根據取得之表面資料的差值，來決定前述新的清洗工具完成適配。 一態樣中，前述表面資料為二極化影像資料、紅外吸收光譜之光譜圖案、畸變（distortion）影像資料、三維影像資料、光譜影像資料、高光譜影像資料及偏光影像資料之中的任一者。 一態樣中，前述表面資料係從前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖，在預定波長中的前述光譜強度的差值大於預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。 一態樣中，進一步在光譜強度圖之反曲點的切線斜率的變化量成為預定閾值以下的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。

一態樣中提供一種基板清洗裝置，其特徵為具備：基板保持部，保持基板；清洗工具，在清洗液的存在下與前述基板滑動接觸，藉此清洗前述基板；表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述清洗工具之表面性狀的表面資料；及控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述清洗工具的更換時機；其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置；前述控制部於每次擦洗預定片數的基板，就取得從前述清洗工具的1個測量點中的前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖作為前述清洗工具的表面資料，於每次擦洗預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。

一態樣中提供一種基板清洗方法，其特徵為：一邊對基板供給清洗液，一邊在前述清洗液的存在下使清洗工具與前述基板滑動接觸，藉此清洗前述基板，於每次擦洗預定片數的前述基板，就在前述清洗工具的至少2個測量點取得該清洗工具的表面資料，根據取得之表面資料的差值，來決定前述清洗工具的更換時機。

一態樣中，將前述表面資料的差值與預定閾值進行比較，在前述差值到達前述預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。 一態樣中，藉由以照相機移動機構移動的攝影裝置來取得前述表面資料。 一態樣中，前述表面資料係在前述清洗工具離開前述基板表面的待機位置取得。

一態樣中提供一種基板清洗方法，其特徵為：在將前述清洗工具更換成新的清洗工具後執行適配確認運作；前述適配確認運作係於每次以前述新的清洗工具擦洗預定片數的測試用基板，就在前述新的清洗工具的至少2個測量點取得該新的清洗工具的表面資料，根據取得之表面資料的差值，來決定前述新的清洗工具完成適配。 一態樣中，取得前述表面資料的步驟，係取得前述測量點中的前述清洗工具的二極化影像資料、紅外吸收光譜之光譜圖案、畸變影像資料、三維影像資料、光譜影像資料、高光譜影像資料及偏光影像資料之中的任一者的步驟。 一態樣中，取得前述表面資料的步驟，係取得從前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的步驟；在預定波長中的前述光譜強度的差值大於預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。

一態樣中提供一種基板清洗方法，其特徵為包含下述步驟：一邊對基板供給清洗液，一邊在前述清洗液的存在下使清洗工具與前述基板滑動接觸，藉此清洗前述基板，於每次擦洗預定片數的前述基板，就在前述清洗工具的1個測量點取得前述清洗工具的表面資料，根據取得之表面資料的差值，來決定前述清洗工具的更換時機；其中，取得前述表面資料的步驟，係取得從藉由攝影裝置所取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的步驟；決定前述清洗工具之更換時機的步驟，係於每次擦洗預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機步驟。

一態樣中提供一種研磨裝置，其特徵為具備：研磨台，支撐研磨墊；研磨頭，將基板壓附於前述研磨墊；表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述研磨墊之表面性狀的表面資料；及控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述研磨墊的更換時機；其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置；前述表面性狀測量裝置於每次研磨預定片數的基板，就在前述研磨墊的至少2個測量點取得該研磨墊的表面資料；前述表面資料係從藉由攝影裝置所取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖；前述控制部在預定波長中的前述光譜強度的差值大於預定閾值的情況下，決定前述研磨墊已到達更換時機。

一態樣中提供一種研磨裝置，其特徵為具備：研磨台，支撐研磨墊；研磨頭，將基板壓附於前述研磨墊；表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述研磨墊之表面性狀的表面資料；及控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述研磨墊的更換時機；其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置；前述控制部於每次研磨預定片數的基板，就取得從前述研磨墊的1個測量點中的前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖作為前述研磨墊的表面資料，於每次研磨預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述研磨墊已到達更換時機。

一態樣中提供一種擦光處理裝置，其特徵為具備：擦光台，保持基板；擦光構件，直徑小於前述基板，接觸前述基板來進行精加工處理；擦光頭，保持前述擦光構件；表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述擦光構件之表面性狀的表面資料；及控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述擦光頭的更換時機；其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置；前述表面性狀測量裝置於每次將預定片數的基板進行精加工處理，就在前述擦光構件的至少2個測量點取得該擦光構件的表面資料；前述表面資料係從藉由攝影裝置所取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖；前述控制部在預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述擦光構件已到達更換時機。

一態樣中提供一種擦光處理裝置，其特徵為具備：擦光台，保持基板；擦光構件，直徑小於前述基板，接觸前述基板來進行精加工處理；擦光頭，保持前述擦光構件；表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述擦光構件之表面性狀的表面資料；及控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述擦光頭的更換時機；其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置；前述控制部於每次將預定片數的基板進行精加工處理，就取得從前述擦光構件的1個測量點中的前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖作為前述擦光構件的表面資料，於每次研磨預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述擦光構件已到達更換時機。

一態樣中提供一種基板處理裝置，其特徵為具備上述基板清洗裝置、上述研磨裝置及上述擦光處理裝置中至少任一者。

一態樣中提供一種機械學習器，係用於學習上述基板清洗裝置中設置之清洗工具的更換時機、上述研磨裝置中設置之研磨墊的更換時機及上述擦光處理裝置中設置之擦光構件的更換時機中至少一者，其特徵為具備：狀態觀測部，取得至少包含前述表面資料的狀態變數；更換資料取得部，取得與前述狀態變數配對的更換資料，該更換資料已判定是否應該更換前述清洗工具、是否應該更換前述研磨墊及是否應該更換前述擦光構件中至少一者；及學習部，根據由前述狀態變數及前述更換資料的組合所構成的訓練資料集，學習前述清洗工具之適當更換時機、前述研磨墊之適當更換時機及前述擦光構件之適當更換時機中至少一者。

一態樣中，前述狀態變數中進一步包含振動計的輸出值，該振動計係安裝於旋轉自如地支撐前述清洗工具的軸承上。 一態樣中，前述狀態變數中進一步包含轉矩感測器的輸出值，該轉矩感測器設於使前述清洗工具旋轉的電動機上。 一態樣中，前述狀態變數中進一步包含粒子計數器(particle counter)的測量值，該粒子計數器係測量從清洗工具清洗裝置的清洗槽排出之清洗液內的微粒數。 ［發明之效果］

根據本發明，實際上在劣化程度不同的至少2個測量點取得顯示用於擦洗的清洗工具之表面性狀（表面形狀及污染度等）的表面資料，根據其差值來判斷清洗工具的更換時機。因此，可決定清洗工具的適當更換時機。 再者，根據本發明，實際上在劣化程度不同的至少2個測量點取得顯示用於基板研磨的研磨墊之表面性狀（表面形狀及污染度等）的表面資料，根據其差值來判斷研磨墊的更換時機。因此，可決定研磨墊的適當更換時機。 再者，根據本發明，實際上在劣化程度不同的至少2個測量點取得顯示用於基板擦光處理的擦光墊之表面性狀（表面形狀及污染度等）的表面資料，根據其差值來判斷擦光墊的更換時機。因此，可決定擦光墊的適當更換時機。

以下參照圖式說明本發明之實施形態。此外，在以下說明的圖式中，針對相同或相當的構成要件，標註相同符號而省略重複說明。

圖1係顯示具備一實施形態之基板清洗裝置的基板處理裝置1之整體構成的俯視圖。圖1所示之基板處理裝置1係構成執行研磨基板（晶圓）的表面、清洗研磨後的基板、使清洗後的基板乾燥的一系列研磨製程的態樣。以下，以圖1所示之基板處理裝置1作為具備一實施形態之基板清洗裝置的基板處理裝置之一例進行說明。

如圖1所示，基板處理裝置1具備：大致為矩形狀的殼體10；及裝載埠12，載置有收納大量基板（晶圓）的基板卡匣。裝載埠12鄰接配置於殼體10。可在裝載埠12上搭載開放式卡匣(open cassette)、標準機械化介面（SMIF，Standard Manufacturing Interface）晶圓盒或前開式晶圓傳送盒（FOUP，Front Opening Unified Pod）。SMIF、FOUP為密封容器，其內部收納基板卡匣，並可藉由以分隔壁覆蓋而保持獨立於外部空間的環境。

殼體10的內部收納有：複數個（該實施形態中為4個）研磨單元14a～14d，將基板進行研磨；第1清洗單元16及第2清洗單元18，將經過研磨之基板進行清洗；及乾燥單元20，使經過清洗之基板乾燥。研磨單元14a～14d沿著基板處理裝置1的長邊方向排列，清洗單元16、18及乾燥單元20亦沿著基板處理裝置1的長邊方向排列。

此外，本實施形態中，基板處理裝置1具備複數個研磨單元14a～14d，但本發明並不限定於此例。例如，基板處理裝置1亦可具有1個研磨單元。再者，基板處理裝置1亦可具備將基板的周緣部（亦稱為斜面(bevel)部）進行研磨的斜面研磨單元，代替複數個或1個研磨單元，或除了複數個或1個研磨單元之外另外具備斜面研磨單元。

在裝載埠12、研磨單元14a及乾燥單元20所圍住的區域中配置有第1基板運送機械手臂(機械手臂, robot)22，又，與研磨單元14a～14d平行地配置有基板運送單元24。第1基板運送機械手臂22從裝載埠12接收研磨前的基板並傳遞至基板運送單元24，同時從乾燥單元20接收經過乾燥之基板並回到裝載埠12。基板運送單元24運送從第1基板運送機械手臂22接收的基板，在各研磨單元14a～14d之間進行基板的傳遞。各研磨單元14a～14d一邊對研磨面供給研磨液（包含研磨粒之漿液）一邊使基板與研磨面滑動接觸，藉此研磨基板的表面。

位於第1清洗單元16與第2清洗單元18之間，配置有在該等清洗單元16、18及基板運送單元24之間運送基板的第2基板運送機械手臂26，且位於第2清洗單元18與乾燥單元20之間，配置有在該等各單元18、20之間運送基板的第3基板運送機械手臂28。再者，位於殼體10的內部，配置有控制基板處理裝置1各單元之運作的控制部30。

本實施形態中，作為第1清洗單元16，係使用在化學液的存在下以海綿滾筒摩擦基板的表背面雙面來擦洗基板的基板清洗裝置，作為第2清洗單元18，係使用應用筆型海綿（筆狀海綿）的基板清洗裝置。一實施形態中，亦可使用在化學液的存在下以海綿滾筒摩擦基板的表背面雙面來擦洗基板的基板清洗裝置作為第2清洗單元18。又，使用旋轉乾燥裝置作為乾燥單元20，該旋轉乾燥裝置係保持基板，從移動之噴嘴噴出IPA蒸氣來使基板乾燥，再以高速旋轉，藉此使基板乾燥。

一實施形態中，亦可使用下述基板清洗裝置作為第1清洗單元16或第2清洗單元18：一邊藉由對基板的表面（或背面）噴射雙流體射流來清洗該基板的表面（或背面），一邊將清洗工具（例如海綿滾筒、筆狀海綿或清洗毛刷）壓附於基板的背面（或表面），將該基板的背面（或表面）進行擦洗。再者，一實施形態中，亦可使用僅以清洗工具擦洗基板的表面及背面之任一者的基板清洗裝置作為第1清洗單元16或第2清洗單元18。

藉由研磨單元14a～14d中至少一者將基板進行研磨。藉由第1清洗單元16與第2清洗單元18將經過研磨之基板進行清洗，再藉由乾燥單元20將經過清洗之基板進行乾燥。一實施形態中，亦可利用第1清洗單元16與第2清洗單元18之任一者將經過研磨之基板進行清洗。

圖2係示意性地顯示圖1所示之第1清洗單元16的立體圖。圖2所示之第1清洗單元16係本發明之一實施形態的基板清洗裝置。圖3係示意性地顯示旋轉自如地支撐圖2所示之上側海綿滾筒的上側滾筒臂之一例的側視圖。此外，雖然圖中未顯示，第1清洗單元16亦具有旋轉自如地支撐下側海綿滾筒78的下側滾筒臂。下側滾筒臂的構成，例如，以能夠使下側海綿滾筒78與基板W的底面滑動接觸的方式，具有使下述上側滾筒臂之構成上下反轉而成的構成。此外，在本說明書中，若無特別說明，「上」或「下」的記載，意為以基板為起點的清洗構件等構成要件的位置或方向。又，關於清洗構件等構成要件的「頂面」或「表面」的記載，意為該構成要件中與基板接觸之側的面。再者，關於該位置或該方向的說明，係與圖式中的實例相關，因此，不能視為限定本發明之範圍。

如圖2所示，第1清洗單元16具備：4個保持滾輪71、72、73、74，將基板（晶圓）W保持水平姿勢並使其旋轉；圓柱狀的上側海綿滾筒（清洗工具）77及下側海綿滾筒（清洗工具）78，分別與基板W的上下表面接觸；上側沖洗液供給噴嘴85，對基板W的表面供給沖洗液（例如純水）；及上側化學液供給噴嘴87，對基板W的表面供給化學液。雖然圖中未顯示，還設有：下側沖洗液供給噴嘴，對基板W的底面供給沖洗液（例如純水）；及下側化學液供給噴嘴，對基板W的底面供給化學液。本說明書中，有時將化學液及沖洗液總稱為清洗液，將化學液供給噴嘴87及沖洗液供給噴嘴85總稱為清洗液供給噴嘴。海綿滾筒77、78具有多孔質結構，這種海綿滾筒77、78例如係由PVA或尼龍等的樹脂所構成。

保持滾輪71、72、73、74可藉由圖中未顯示的驅動機構（例如氣缸）而在接近或離開基板W的方向上移動。4個保持滾輪之中的2個保持滾輪71、74與基板旋轉機構75連結，該等保持滾輪71、74係藉由基板旋轉機構75而在相同方向上旋轉。一實施形態中，亦可設置與各保持滾輪71、72、73、74連結的複數個基板旋轉機構75。在4個保持滾輪71、72、73、74保持基板W的狀態下，藉由2個保持滾輪71、74進行旋轉，基板W繞著其軸心旋轉。本實施形態中，保持基板W並使其旋轉的基板保持部，係由保持滾輪71、72、73、74與基板旋轉機構75所構成。

如圖3所示，上側海綿滾筒77旋轉自如地支撐於上側滾筒臂48。上側滾筒臂48具備：臂部48a，在上側海綿滾筒77的上方沿著該上側海綿滾筒77的長邊方向延伸；一對支撐部48b，從該臂部48a的兩端延伸至下方。

在各支撐部48b上配置有具備複數個（圖3中為2個）軸承90a的軸承裝置90，分別從上側海綿滾筒77的兩端延伸的旋轉軸95旋轉自如地支撐於該軸承裝置90上。再者，在一側支撐部48b上配置有使上側海綿滾筒77旋轉的電動機93，電動機93的驅動軸93a透過聯軸器94連結於一側旋轉軸95。電動機93係使上側海綿滾筒77旋轉的旋轉驅動機構。若驅動電動機93，則透過驅動軸93a及聯軸器94將旋轉轉矩傳遞至上側海綿滾筒77的旋轉軸95，藉此，上側海綿滾筒77進行旋轉。

圖3所示之例中，各軸承裝置90具有2個軸承90a，但本實施形態並不限定於此例。例如，各軸承裝置90亦可具有支撐上側海綿滾筒77之旋轉軸95的1個軸承或3個以上的軸承。

本實施形態中，電動機93具有轉矩感測器93b，測量使驅動軸93a旋轉的轉矩（亦即，透過旋轉軸95賦予上側海綿滾筒77的轉矩）。又，軸承裝置90的各軸承90a上安裝有振動計97，該振動計97測量在上側海綿滾筒77旋轉期間於軸承90a產生的振動。轉矩感測器93b及振動計97連接於控制部30（參照圖1），將使驅動軸93a旋轉之轉矩的測量值及於軸承90a產生之振動的測量值發送至控制部30。關於轉矩感測器93b及振動計97的作用及目的於以下敘述。

第1清洗單元16進一步具有使清洗工具（例如上側海綿滾筒77或下側海綿滾筒78）從退避位置移動至清洗位置以及從清洗位置移動至退避位置的清洗工具移動單元。圖4係概略顯示設於第1清洗單元16之清洗工具移動單元之一例的立體圖。圖4所示之清洗工具移動單元51構成使上側海綿滾筒77從退避位置移動至清洗位置以及從清洗位置移動至退避位置的態樣。雖然圖中未顯示，但第1清洗單元16亦具有使下側海綿滾筒78從退避位置移動至清洗位置以及從清洗位置移動至退避位置的清洗工具移動單元。此外，在本說明書中，將清洗工具的清洗位置定義為清洗工具為了清洗基板W的表面而接觸該基板W的位置，將清洗工具的退避位置定義為清洗工具離開基板W之表面的位置。圖2係顯示上側海綿滾筒77及下側海綿滾筒78分別移動至清洗位置的狀態。

圖4所示之清洗工具移動單元51具備：升降機構53，使上側滾筒臂48與上側海綿滾筒77一體在上下方向上移動；及水平移動機構58，使上側滾筒臂48與該升降機構53一起在水平方向上移動。

圖示之例中，升降機構53具備：導軌54，引導上側滾筒臂48在上下方向的移動；及升降驅動機構55，使上側滾筒臂48沿著導軌54移動。上側滾筒臂48安裝於導軌54。升降驅動機構55例如為氣缸或滾珠螺桿機構等的直動機構。若使升降驅動機構55運作，則上側海綿滾筒77與上側滾筒臂48一起沿著導軌54在上下方向上移動。

水平移動機構58例如為連結於升降機構53的氣缸或滾珠螺桿機構等的直動機構。若驅動水平移動機構58，則上側滾筒臂48（亦即，上側海綿滾筒77）與升降機構53一起在水平方向上移動。

如圖4所示，藉由使升降驅動機構55運作，位於清洗位置的上側海綿滾筒77移動至從基板W的表面往上方離開的退避位置P1。接著，藉由使水平移動機構58運作，上側海綿滾筒77從退避位置P1移動至位於基板W側邊的退避位置P2。一實施形態中，清洗工具移動單元51亦可僅具有升降機構53。此情況下，藉由清洗工具移動單元51，上側海綿滾筒77在與基板W的表面接觸的清洗位置以及從基板W的表面往上方離開的退避位置P1之間移動。

接著，參照圖2對清洗基板W的步驟進行說明。首先，藉由保持滾輪71、72、73、74使基板W繞著其軸心旋轉。接著，使用圖4所示之清洗工具移動單元51，使海綿滾筒77、78從退避位置P2（或P1）移動至圖2所示之清洗位置。接著，從上側化學液供給噴嘴87及圖中未顯示的下側化學液供給噴嘴將化學液供給至基板W的表面及底面。此狀態下，海綿滾筒（清洗工具）77、78一邊繞著其水平上延伸的軸心旋轉一邊與基板W的上下表面滑動接觸，藉此擦洗基板W的上下表面。海綿滾筒77、78構成比基板W的直徑（寬度）更長，而與基板W的上下表面整體接觸。

擦洗後，一邊使海綿滾筒77、78與基板W的上下表面滑動接觸，一邊將作為沖洗液的純水供給至旋轉之基板W的表面及底面，藉此進行基板W的洗清（沖洗）。

圖5A係示意性地顯示圖2所示之上側海綿滾筒77的立體圖，圖5B係示意性地顯示圖5A所示之上側海綿滾筒77的變化例的立體圖。下側海綿滾筒78具有與圖5A或圖5B所示之上側海綿滾筒77相同的形狀，故省略其重複說明。

圖5A所示之上側海綿滾筒77係由圓筒形狀的芯材77A及被覆於芯材77A之外周面的擦洗構件77B所構成。擦洗構件77B係由PVA等樹脂所構成，其表面形成有具有圓柱形狀的複數個突起（以下稱為「凸塊」, nodule）77C。上側海綿滾筒77具有複數個凸塊群，該凸塊群係由在該上側海綿滾筒77的長邊方向（軸向）上以等間隔排成一列的複數個凸塊77C所構成。複數個凸塊群在上側海綿滾筒77的圓周方向上等間隔地分開配置。圖5A中，將鄰接之凸塊群GR1、GR2作為排列於上側海綿滾筒77之圓周方向的凸塊群之例而標註影線顯示。

屬於凸塊群GR1之各凸塊77C的位置與屬於凸塊群GR2之各凸塊77C的位置，係相對於上側海綿滾筒77的長邊方向而互相錯開。若上側海綿滾筒77一邊旋轉一邊接觸基板W的表面，則分別屬於鄰接之凸塊群GR1、GR2的複數個凸塊77C之前端與基板W的表面無間隙地接觸，藉此將整個基板W的表面清洗。

圖5B所示之上側海綿滾筒77，在省略凸塊77C此點上與圖5A所示之上側海綿滾筒77不同。如此，上側海綿滾筒77亦可不具有凸塊77C。此情況下，藉由與基板W的表面進行面接觸的擦洗構件77B之表面，將基板W的整個表面進行清洗。

圖6係概略顯示擦洗中的上側海綿滾筒77與基板W之關係的立體圖，圖7係概略顯示擦洗中的上側海綿滾筒77與基板W之關係的俯視圖。擦洗中的下側海綿滾筒78與基板W的關係，和圖6及圖7所示之上側海綿滾筒77與基板W的關係相同，故省略其重複說明。

如圖6所示，上側海綿滾筒77的長度設定為稍微比基板W的直徑長，上側海綿滾筒77係以其中心軸（旋轉軸）CL1幾乎與基板W的旋轉軸CL2正交的方式配置。此情況下，基板W與上側海綿滾筒77在長度L之清洗區域32中互相接觸，該清洗區域32橫跨基板W在直徑方向的全長而延伸成直線狀。根據這樣的構成，上側海綿滾筒77可同時且有效率地清洗基板W的整個表面。此外，圖6及圖7中，與上側海綿滾筒77之長邊方向（軸向）相對應的清洗區域32平行地設定X軸，在與該X軸正交的方向上設定Y軸，使X-Y平面的原點與基板W的旋轉軸CL2一致。此點以下相同。

如圖7中以粗體二點鏈線所示，沿著清洗區域32的基板W之旋轉速度Vw的大小之絕對值，在基板W的旋轉軸CL2上變成零，並朝向基板W的周緣逐漸變大。再者，基板W之旋轉速度Vw的方向係夾著旋轉軸CL2而互為相反。相對於此，如圖7中以粗體實線所示，沿著清洗區域32的上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的大小，在清洗區域32的全長上為固定，旋轉速度Vr的方向亦相同。

因此，清洗區域32夾著基板W的旋轉軸CL2分為長度Lf的順向清洗區域34及長度Li的逆向清洗區域35；該順向清洗區域34中，基板W之旋轉速度Vw的方向與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的方向相同；該逆向清洗區域35中，基板W之旋轉速度Vw的方向與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的方向互為反方向。

順向清洗區域34中，如圖8A所示，基板W之旋轉速度Vw與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的相對速度（相對旋轉速度）Vs的大小成為兩者的旋轉速度大小之差的絕對值，而相對變低。另一方面，逆向清洗區域35中，如圖8B所示，基板W之旋轉速度Vw與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的相對速度（相對旋轉速度）Vs的大小成為兩者的旋轉速度大小之和的絕對值，而相對變高。因此，如圖7所示，根據基板W之旋轉速度Vw的大小與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的大小的關係，具有出現相對速度Vs的大小變成零（Vw=Vr）的逆轉點T的情況。具體而言，在上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr小於基板W之最外周部上的旋轉速度Vw的情況下，在基板W上出現相對速度Vs的大小變成零（Vw=Vr）的逆轉點T。此情況下，夾著逆轉點T，上側海綿滾筒77對基板W進行的方向逆轉。

上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr為基板W之最外周部上的旋轉速度Vw以上的情況下，基板W上未出現相對速度Vs的大小變成零的逆轉點T。亦即，在基板W上的整個清洗區域32，上側海綿滾筒77對基板W進行清洗的方向不逆轉。但是，相對速度Vs之大小的絕對值從順向清洗區域34往逆向清洗區域35逐漸變大。

圖9A係示意顯示基板W上出現基板W之旋轉速度Vw與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的相對速度Vs大小變成零之逆轉點T的情況中，沿著上側海綿滾筒77之長邊方向的相對速度Vs的變化之一例的圖。圖9B係示意顯示基板W上未出現基板W之旋轉速度Vw與上側海綿滾筒77之旋轉速度Vr的相對速度Vs大小變成零之逆轉點T的情況中，相對速度Vs的變化之一例的圖。在圖9A及圖9B中，以粗體實線描繪沿著X軸變化的相對速度Vs的大小。

如圖9A及圖9B所示，相對速度Vs沿著上側海綿滾筒77的長邊方向而變化。因此，於基板W的擦洗中，屬於一凸塊群（例如，圖5A所示之凸塊群GR1或GR2）的各凸塊77C與旋轉之基板W的表面接觸的時間，分別沿著上側海綿滾筒77的長邊方向而異。這意味著上側海綿滾筒77隨著基板W的擦洗重複進行而出現的劣化程度（或劣化速度）沿著上側海綿滾筒77的長邊方向而異。

例如，存在圖9A所示之逆轉點T的實施形態中，位於清洗區域34之點PA上的上側海綿滾筒77與基板W的接觸時間，比位於逆清洗區域35之點PB上的上側海綿滾筒77與基板W的接觸時間更長。因此，點PA上的上側海綿滾筒77的劣化程度大於點PB上的上側海綿滾筒77的劣化程度。

再者，出現圖9A所示之逆轉點T的實施形態中，凸塊77C在夾著逆轉點T而位於順向清洗區域34側之點PA接觸基板W的態樣與凸塊77C在夾著逆轉點T而位於逆向清洗區域35側之點PB接觸基板W的態樣不同。更具體而言，點PA上的凸塊77C之前端不僅在位於上側海綿滾筒77之旋轉方向下游側的區域，而且在位於上游側的區域亦較長地接觸基板W的表面。因此，點PA上的凸塊77C之前端，相較於點PB上的凸塊77C之前端，在位於上側海綿滾筒77之旋轉方向上游側的區域亦逐漸劣化。此處，凸塊77C中的上側海綿滾筒77之旋轉方向的上游側/下游側，係指以凸塊77C的中心為基準，從該基準而言，上側海綿滾筒77之旋轉方向的逆向側/順向側。以下所說明的圖10A至10C所示之例中，該等圖中的凸塊77C之前端的上半部係從基準位置、即凸塊77C之中心觀看的上游側，凸塊77C之前端的下半部係從基準位置、即凸塊77C之中心觀看的下游側。設於旋轉之上側海綿滾筒77的凸塊77C之前端，從該凸塊77C中的上側海綿滾筒77之旋轉方向下游側往上游側逐漸接觸基板W。此點在以下說明的圖11A至圖11C所示之例中亦為相同。

圖10A至圖10C係示意顯示在出現圖9A所示之逆轉點T的實施形態中，點PA上的凸塊77C之前端的劣化程度與點PB上的凸塊77C之前端的劣化程度之一例的圖。更具體而言，圖10A係示意顯示未使用之上側海綿滾筒77中的點PA及點PB上的凸塊77C之前端的圖，圖10B係示意顯示擦洗預定片數的基板W後點PA及點PB上的凸塊77C之前端的圖，圖10C係示意顯示進一步擦洗預定片數的基板W後點PA及點PB上的凸塊77C之前端的圖。

如圖10A所示，未使用之上側海綿滾筒77中，在點PA的凸塊77C之前端及點PB的凸塊77C之前端未出現劣化區域。如圖10B所示，若將上側海綿滾筒77用於擦洗預定片數的基板W，則點PA及點PB皆在位於上側海綿滾筒77之旋轉方向下游側的前端位置出現劣化區域Fua1及Fub1。然而，劣化區域Fua1的大小大於劣化區域Fub1的大小。再者，點PA的凸塊77C中，在位於上側海綿滾筒77之旋轉方向上游側的前端位置出現劣化區域Fia1，點PB的凸塊77C中，亦在位於上側海綿滾筒77之旋轉方向上游側的前端位置出現劣化區域Fib1。然而，劣化區域Fib1遠小於劣化區域Fia1。此外，劣化區域Fua1大於劣化區域Fia1。

若以上側海綿滾筒77進一步擦洗預定片數的基板W，則如圖10C所示，點PA及點PB的各凸塊77C之前端逐漸劣化。具體而言，點PA的凸塊77C中出現大於劣化區域Fua1的劣化區域Fua2及大於劣化區域Fia1的劣化區域Fia2。再者，劣化區域Fia2遠大於劣化區域Fua2。亦即，凸塊77之前端在上游側逐漸劣化的程度大於在下游側中逐漸劣化的程度。點PB的凸塊77C中出現大於劣化區域Fub1的劣化區域Fub2及大於劣化區域Fib1的劣化區域Fib2。

由圖10B與圖10C的比較明確可知，點PA上的凸塊77C逐漸劣化的程度，比點PB上的凸塊77C逐漸劣化的程度更嚴重。亦即，圖10C所示之凸塊77C的總劣化區域FTa2（=Fua2+Fia2）相對於圖10B所示的點PA上之凸塊77C的總劣化區域FTa1（=Fua1+Fia1）的比例Ca（=FTa2/FTa1），大於圖10C所示之凸塊77C的總劣化區域FTb2（=Fub2+Fib2）相對於圖10B所示的點PB上之凸塊77C的總劣化區域FTb1（=Fub1+Fib1）的比例Cb（=FTb2/FTb1）。因此，隨著基板W的擦洗重複進行，點PA上的凸塊77C逐漸劣化的程度比點PB上的凸塊77C逐漸劣化的程度更快速增加。

又，劣化區域Fua1、Fia1、Fua2、Fia2、Fub1、Fib1、Fub2、Fib2亦分別具有大量堆積研磨屑及研磨液所包含之研磨粒等微粒（污染物質）的區域。因此，點PA上的凸塊77C之污染度比點PB上的凸塊77C的污染度更快速增加。亦即，隨著基板W的擦洗重複進行，上側海綿滾筒77的劣化程度及污染度的差異沿著該上側海綿滾筒77的長邊方向越來越大。

此現象在未出現圖9B所示之逆轉點T的實施形態中亦同樣發生。圖11A至圖11C係示意顯示在未出現圖9B所示之逆轉點T的實施形態中，點PA上的凸塊77C之前端的劣化程度與點PB上的凸塊77C之前端的劣化程度之一例的圖。更具體而言，圖11A係示意顯示未使用之上側海綿滾筒77中的點PA及點PB上的凸塊77C之前端的圖，圖11B係示意顯示擦洗預定片數的基板W後點PA及點PB上的凸塊77C之前端的圖，圖11C係示意顯示進一步擦洗預定片數的基板W後點PA及點PB上的凸塊77C之前端的圖。

未出現圖9B所示之逆轉點T的實施形態中，由圖11B及圖11C的比較明顯可知，隨著基板W的擦洗重複進行，點PB上的凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度比點PA上的凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度更快速增加。

如圖10A至圖10C以及圖11A至圖11C所示，隨著基板W的擦洗重複進行，上側海綿滾筒77的劣化程度及污染度的差異沿著該上側海綿滾筒77的長邊方向越來越大。再者，基板W的劣化程度及污染度亦因基板W的清洗配方而異。因此，即使在上側海綿滾筒77的一個測量點觀察及/或測量上側海綿滾筒77的表面性狀，也難以決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。

於是，本實施形態中，在上側海綿滾筒（清洗工具）77的至少2個測量點取得該上側海綿滾筒77的表面資料，根據該2個表面資料的差值來決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。例如，分別取得顯示沿著上側海綿滾筒77的長邊方向分開的至少2個測量點（例如圖9A及圖9B所示之點PA、PB）之表面性狀的表面資料，根據該表面資料的差值來決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。針對下側海綿滾筒78，亦同樣在下側海綿滾筒（清洗工具）78的至少2個測量點取得該下側海綿滾筒78的表面資料，根據該2個表面資料的差值來決定下側海綿滾筒78的適當更換時機。以下說明在上側海綿滾筒（清洗工具）77的至少2個測量點取得該上側海綿滾筒77之表面資料的表面性狀測量裝置。取得下側海綿滾筒78之表面資料的表面性狀測量裝置之構成，與取得上側海綿滾筒77之表面資料的表面性狀測量裝置之構成相同，故省略其重複說明。

圖12係示意顯示一實施形態之表面性狀測量裝置的圖。圖12所示之表面性狀測量裝置60係以非接觸方式直接取得顯示移動至退避位置P1或退避位置P2（參照圖4）的上側海綿滾筒77之表面性狀的表面資料的裝置。該表面性狀測量裝置60具備攝影裝置61A、61B，取得顯示測量點PA及PB上的上側海綿滾筒（清洗工具）77之表面性狀的表面資料。攝影裝置61B具有與攝影裝置61A相同的構成，故以下若無需特別區分，將攝影裝置61A、61B簡稱為攝影裝置61。

攝影裝置61連接於上述控制部30，藉由攝影裝置61所取得的上側海綿滾筒77之表面資料被發送至控制部30。攝影裝置61直接取得測量點PA（或測量點PB）上的上側海綿滾筒77之實際影像資料，並將該影像資料轉換成顯示上側海綿滾筒77之表面性狀（亦即劣化程度及污染度）的表面資料。

攝影裝置61所取得之表面資料，例如為上側海綿滾筒77（的凸塊77C）之二極化影像資料中的暗部（或亮部）面積，或對上側海綿滾筒77（的凸塊77C）照射紅外線時所得之反射光或透射光的紅外吸收光譜之光譜圖案。或是攝影裝置61所取得之表面資料亦可為藉由對上側海綿滾筒77（的凸塊77C）照射雷射光而得的上側海綿滾筒77（的凸塊77C）之三維影像資料，亦可為使對於上側海綿滾筒77施加預定壓力時所產生之應變可視化而成的畸變影像資料。

再者，攝影裝置61所取得之表面資料亦可為藉由將光線按照多種波長（例如10種以上的波長）分光並拍攝上側海綿滾筒77（的凸塊77C）而得的光譜影像資料。再者，攝影裝置61所取得之表面資料亦可為藉由將光線按照包含近紅外線區域之波長的多種波長分光並攝影上側海綿滾筒77（的凸塊77C）而得的高光譜影像資料。高光譜影像資料可使人體的眼睛或彩色照相機影像無法判別的不可視區域（近紅外線區域）中的影像資料之差異可視化。

再者，攝影裝置61所取得之表面資料亦可為上側海綿滾筒77（的凸塊77C）的偏光影像資料。偏光影像資料係包含來自上側海綿滾筒77（的凸塊77C）之反射光的偏光方向與偏光度資訊的影像資料。

可使用目前市面上能夠取得的攝影裝置，來取得二極化影像資料、紅外吸收光譜之光譜圖案、畸變影像資料、三維影像資料、光譜影像資料、高光譜影像資料及偏光影像資料等的表面資料。這種攝影裝置可拍攝旋轉之上側海綿滾筒77的影片，從該影片提取圖框影像(frame image)，再從該圖框影像取得上側海綿滾筒77的上述表面資料。亦即，攝影裝置可在使移動至退避位置P1（或P2）之上側海綿滾筒77旋轉的狀態下取得表面資料。在使上側海綿滾筒77旋轉的狀態下取得表面資料的情況下，攝影裝置較佳為具備高感度的高速照相機單元。此外，攝影裝置當然能夠從靜止狀態的上側海綿滾筒77取得其表面資料。

圖13A係未使用之上側海綿滾筒77之凸塊77C的二極化影像資料之一例，圖13B係擦洗預定片數的基板W後上側海綿滾筒77之凸塊77C的二極化影像資料之一例。圖13B所示之二極化影像資料與圖13A所示之二極化影像資料係在相同的測量點取得。

這種二極化影像資料可藉由實施二極化處理而得，該二極化處理係將攝影裝置61的照相機單元（圖中未顯示）所拍攝的上側海綿滾筒77之（凸塊77C的）照片分為亮部與暗部。攝影裝置61具備影像處理單元（圖中未顯示），該影像處理單元對照相機單元所取得之照片執行二極化處理，並從所得之二極化影像資料運算暗部（或亮部）的面積。

由圖13A及圖13B可知，若重複進行基板W的擦洗，則上側海綿滾筒77的表面逐漸磨損，故暗部面積逐漸減少，亮部的面積逐漸增加。亦即，因應上側海綿滾筒77的劣化程度，暗部面積逐漸減少。因此，將每次進行預定片數之基板W的擦洗時就作為表面資料而取得的暗部面積進行比較，藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

圖14係示意顯示藉由攝影裝置61作成的光譜圖案之一例的圖。在圖14中，縱軸表示吸光度，橫軸表示波數。攝影裝置61所取得之表面資料為紅外吸收光譜之光譜圖案的情況下，攝影裝置61構成下述態樣：對上側海綿滾筒77的表面照射紅外線，從該紅外線的反射光或透射光取得紅外吸收光譜，根據該紅外吸收光譜作成光譜圖案。

如圖14所示，若上側海綿滾筒77劣化，該上側海綿滾筒77的表面形狀發生變化，或在上側海綿滾筒77的表面堆積污染物質，則攝影裝置61所取得之光譜圖案發生變化。例如，特徵性的峰值SP1之吸光度發生變化，或出現該峰值SP1的波數發生變化。或是特徵性的2個峰值SP1、SP2的相對位置關係（例如，2個峰值SP1、SP2之波數的差值之絕對值）發生變化。因此，將每次進行預定片數之基板W的擦洗就作為表面資料而取得的光譜圖案進行比較（例如，計算峰值P1之吸光度及波數的變化量、峰值P2之吸光度及波數的變化量、或2個峰值SP1、SP2之波數的差值之絕對值的變化量），藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

攝影裝置61所取得之表面資料為上側海綿滾筒77之三維影像資料的情況下，攝影裝置61從投光部（圖中未顯示）對上側海綿滾筒77照射雷射光，並以受光部（圖中未顯示）接收其反射雷射光，藉此取得上側海綿滾筒77的三維影像資料。再者，攝影裝置61具有雷射位移計的功能。更具體而言，攝影裝置61首先取得未使用之上側海綿滾筒77的三維影像資料。若上側海綿滾筒77重複進行基板W的擦洗，則上側海綿滾筒77的表面形狀發生變化，結果，藉由攝影裝置61所取得的三維影像資料發生變化。攝影裝置61係構成可將未使用之上側海綿滾筒77的三維影像資料與使用後之上側海綿滾筒77的三維影像資料進行比較（例如重疊），並運算其變化量（例如，凸塊77C之前端的表面積的減少量）的態樣。

三維影像資料的變化量與上側海綿滾筒77的劣化程度對應。因此，將每次進行預定片數之基板W的擦洗就作為表面資料而取得的三維影像資料進行比較（例如，計算凸塊77C之前端的表面積的減少量），藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

攝影裝置61所取得之表面資料係使上側海綿滾筒77的應變可視化而成之畸變影像資料的情況下，必須賦予上側海綿滾筒77的表面被稱為所謂「光斑圖案（speckle pattern）」的規則或不規則圖樣。再者，表面性狀測量裝置60具備按壓裝置（圖中未顯示），該按壓裝置對移動至退避位置P2（或退避位置P1）的上側海綿滾筒77施加預定壓力。按壓裝置例如為從上側海綿滾筒77的兩端對該上側海綿滾筒77的軸向施加壓力（亦即，以預定的壓力將上側海綿滾筒77在軸向上壓縮）的裝置。

攝影裝置61具備：照相機單元（圖中未顯示），拍攝藉由按壓裝置進行變形前後的上側海綿滾筒77之影像資料；及影像處理單元（圖中未顯示），使用數位影像相關法（DIC）使上側海綿滾筒77的應變可視化。數位影像相關法係藉由將利用照相機單元拍攝的上側海綿滾筒77在變形前後之影像資料進行分析運算，以量測光斑圖案的位移，藉此使上側海綿滾筒77上產生的應變可視化的方法。

若上側海綿滾筒77重複進行基板W的擦洗，則上側海綿滾筒77的表面形狀發生變化，結果，使用後之上側海綿滾筒77上產生的應變量與未使用之上側海綿滾筒77上產生的應變量不同。該應變的變化量與上側海綿滾筒77的劣化程度對應。因此，將每次進行預定片數之基板W的擦洗就作為表面資料而取得的畸變影像資料進行比較（亦即，計算應變的變化量），藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

攝影裝置61所取得之表面資料為上側海綿滾筒77的光譜影像資料或高光譜影像資料的情況下，攝影裝置61具備作為所謂「多光譜照相機」或「高光譜照相機」而構成的照相機單元。根據多光譜照相機或高光譜照相機，可取得與分光數對應數量的光譜影像（例如灰度影像），再者，可取得該等光譜影像重疊而成的二維影像資料。特別是根據高光譜照相機，可取得不可視區域、即近紅外線區域中的光譜影像。再者，高光譜照相機可將取得之複數個光譜影像分別以不同的顏色顯示，並將該等多色顯示之光譜影像重疊。

若上側海綿滾筒77重複進行基板W的擦洗，則上側海綿滾筒77的表面形狀發生變化，結果，藉由攝影裝置61取得的光譜影像資料或高光譜影像資料發生變化。攝影裝置61係構成可將未使用之上側海綿滾筒77的光譜影像資料或高光譜影像資料與使用後之上側海綿滾筒77的光譜影像資料或高光譜影像資料進行比較（例如重疊），並運算其變化量（例如，凸塊77C之前端的表面積的減少量及/或污染度）的態樣。

光譜影像資料或高光譜影像資料的變化量與上側海綿滾筒77的劣化程度對應。再者，根據光譜影像資料或高光譜影像資料，可區分上側海綿滾筒77表面所附著的污染物質與上側海綿滾筒的材料（亦即，PVA等的樹脂）。因此，將每次進行預定片數之基板W的擦洗就作為表面資料而取得的光譜影像資料或高光譜影像資料進行比較（例如，計算凸塊77C之前端的表面積的減少量及附著有污染物質之表面積的增加量），藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

攝影裝置61具備作為高光譜照相機而構成之照相機單元的情況下，攝影裝置61可藉由運算而取得顯示上側海綿滾筒77之劣化程度及污染度（例如，凸塊77C之前端的污染度）的表面資料。例如，攝影裝置61可將對應上側海綿滾筒77之劣化程度及污染度而變化的高光譜影像資料轉換成光譜強度相對於各波長的圖表。此情況下，攝影裝置61具備影像處理單元（圖中未顯示），將高光譜影像資料轉換成光譜強度相對於各波長的圖表。本說明書中，有時將光譜強度相對於各波長的圖表稱為「光譜強度圖」。

若上側海綿滾筒77劣化，該上側海綿滾筒77的表面形狀發生變化，或在上側海綿滾筒77的表面堆積污染物質，則攝影裝置61所取得之高光譜影像資料發生變化。結果，從高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖亦發生變化。攝影裝置61係構成可將未使用之上側海綿滾筒77的光譜強度圖與使用後之上側海綿滾筒77的光譜強度圖進行比較（例如重疊），並運算預定波長中的光譜強度之變化量的態樣。藉由計算該光譜強度的變化量，可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

再者，攝影裝置61亦可構成能夠運算光譜強度圖中的切線斜率。隨著以上側海綿滾筒77重複進行基板W的擦洗，上側海綿滾筒77逐漸劣化以及微粒逐漸造成污染。然而，若上側海綿滾筒77逐漸劣化及污染至一定程度，則所得之高光譜影像資料的變化趨緩。亦即，隨著基板W的擦洗重複進行，光譜強度圖的變化趨緩。攝影裝置61於每次擦洗預定片數的基板W，就藉由運算（例如，光譜強度圖的微分運算）而取得光譜強度圖中的切線斜率，並計算該切線斜率的變化量（例如，切線斜率之最大值的變化量），藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

攝影裝置61所取得之表面資料為上側海綿滾筒77之偏光影像資料的情況下，攝影裝置61具備作為所謂「偏光照相機」而構成的照相機單元。根據偏光照相機，可取得包含來自上側海綿滾筒77（的凸塊77C）之反射光的偏光方向與偏光度資訊的偏光影像資料。能夠取得偏光影像資料的偏光照相機，可使取得彩色影像資料的一般照相機難以識別的被拍對象之詳細表面狀態可視化。

偏光影像資料的變化量亦與上側海綿滾筒77的劣化程度對應。因此，將每次進行預定片數之基板W的擦洗就作為表面資料而取得的偏光影像資料進行比較（例如，計算凸塊77C之前端的表面積的減少量與附著有污染物質之表面積的增加量），藉此可掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。

接著，針對使用表面性狀測量裝置60來決定上側海綿滾筒（清洗工具）77之更換時機的方法進行說明。以下說明攝影裝置61取得二極化影像資料中的暗部面積作為表面資料的例子。然而，攝影裝置61取得紅外吸收光譜之光譜圖案、畸變影像資料、三維影像資料、光譜影像資料、高光譜影像資料或偏光影像資料作為表面資料的情況下，亦可利用同樣的方法決定上側海綿滾筒（清洗工具）77的更換時機。

如上所述，測量點PA上的上側海綿滾筒77之凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度，與測量點PB上的上側海綿滾筒77之凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度不同。例如，圖10A至圖10C所示之例中，測量點PA上的上側海綿滾筒77之凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度，比測量點PB上的上側海綿滾筒77之凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度更快速增加。圖11A至圖11C所示之例中，測量點PB上的上側海綿滾筒77之凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度，比測量點PA上的上側海綿滾筒77之凸塊77C逐漸劣化的程度及污染度更快速增加。

於是，本實施形態中，控制部30於每次擦洗預定片數NA的基板W，就使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B（參照圖12），取得測量點PA、PB的暗部面積作為表面資料，並計算測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值。接著，控制部30將算出之差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

基板W的預定片數NA係用於決定是否以表面性狀測量裝置60取得上側海綿滾筒77之表面資料的值，可任意設定。例如，基板W的預定片數NA亦可為「1」。基板W的預定片數NA設為「1」的情況下，控制部30於每次擦洗基板W就取得上側海綿滾筒77的表面資料。

差值為預定閾值以上的情況下，控制部30決定上側海綿滾筒77已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換上側海綿滾筒77的警報（第1警報）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至第1清洗單元的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至第1清洗單元16，繼續使用上側海綿滾筒77擦洗基板W。

圖15係顯示測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值之一例的表格。以下參照圖15更詳細地說明上述決定上側海綿滾筒77之更換時機的方法。

如圖15所示，控制部30取得未使用之上側海綿滾筒77其測量點PA、PB的暗部面積作為表面資料，並計算測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值。圖15所示之例中，差值為「1」，可知測量點PA的暗部面積與測量點PB的暗部面積為同等程度。未使用之上側海綿滾筒77其測量點PA的暗部面積與測量點PB的暗部面積大幅差異的情況下，則懷疑上側海綿滾筒77及/或表面性狀測量裝置60（特別是攝影裝置61A、61B）發生某種缺陷。因此，此情況下，控制部30亦可發出催促確認上側海綿滾筒77及/或表面性狀測量裝置60之狀態的警報。

接著，控制部30判斷基板W的處理片數N是否到達預定處理片數NA（圖15中，為了方便說明而記載為「NA1」）。基板W的處理片數N已到達預定處理片數NA1的情況，控制部30使基板W的處理片數N歸零，並且使用表面性狀測量裝置60，取得上側海綿滾筒77其測量點PA、PB的暗部面積作為表面資料，計算測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值。再者，控制部30將算出之差值與預定閾值Dt進行比較。圖15所示之例中，預定閾值Dt設為22，而基板W的處理片數N到達預定處理片數NA1時的差值為「4」。因此，控制部30再次執行基板W的擦洗，直到基板W的處理片數N到達預定處理片數NA（圖15中，為了方便說明而記載為「NA2」）。

若基板W的處理片數N到達預定處理片數NA2，則控制部30再次使基板W的處理片數N歸零，並且使用表面性狀測量裝置60，取得上側海綿滾筒77其測量點PA、PB的暗部面積作為表面資料，計算測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值。控制部30將計算之差值與預定閾值Dt進行比較，決定該差值是否為預定閾值Dt以上。控制部30重複進行該等處理步驟，直到差值成為預定閾值Dt以上。若差值成為預定閾值Dt以上（圖15中為已到達預定處理片數NAn時），控制部30發出催促更換上側海綿滾筒77的警報（第1警報），同時停止將下一片基板W運送至第1清洗單元16的運作。藉此，作業者可在上側海綿滾筒77造成反向再次污染基板W之前，將上側海綿滾筒77更換成新海綿滾筒。

預先儲存於控制部30的預定閾值Dt係用以決定清洗工具（上述實施形態中為上側海綿滾筒77）之適當更換時機的重要值。如上所述，若重複進行以清洗工具摩擦基板W的擦洗，則具有因清洗工具的表面磨耗及積存於清洗工具的微粒而發生反向再次污染基板W的疑慮。因此，為了決定用以判斷清洗工具之更換時機的閾值，必須考量清洗效率、微粒產生量等。

例如，藉由實驗得出附著於基板W表面之微粒數大幅增加的基板W之處理片數，將與該處理片數對應的上述差值決定為預定閾值Dt。或是亦可將與基板W的清洗效率大幅降低的基板W之處理片數對應的差值決定為預定閾值Dt。一實施形態中，亦可將下述差值進行比較：與附著於基板W表面之微粒數大幅增加的基板W之處理片數對應的差值，以及與基板W的清洗效率大幅降低的基板W之處理片數對應的差值。此情況下，將較小的差值決定為預定閾值Dt。

圖16係用以說明參照圖15所說明的決定上側海綿滾筒77之更換時機的方法之變化例的圖表。圖16所示之圖表中，縱軸表示測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值，橫軸表示基板W的處理片數。

圖16所示之例中，藉由從預定閾值（第1閾值）Dt減去預定值（Δt）而預先決定事前閾值（第2閾值）Dt’。該事前閾值Dt’亦預先儲存於控制部30。控制部30在測量點PA之暗部面積與測量點PB之暗部面積的差值成為事前閾值Dt’以上時（圖16中，基板W的處理片數已到達Nd’時），輸出第2警報。第2警報係通知作業者不必立即更換上側海綿滾筒77，但上側海綿滾筒77的使用期限即將到達更換時機的警報。藉由第2警報，作業者可預先準備新的上側海綿滾筒77。一實施形態中，亦可在發出第2警報時更換上側海綿滾筒77。此情況下，可更有效地防止發生反向再次污染基板W。

接著，說明決定上側海綿滾筒77之更換時機的其他方法之例。未特別說明的本實施形態之構成，與上述決定上側海綿滾筒77之更換時機的方法相同，故省略其重複說明。

如上所述，攝影裝置61具備作為高光譜照相機而構成之照相機單元的情況下，攝影裝置61可由從高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖來掌握上側海綿滾筒77的劣化程度。本實施形態中，利用從高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖來決定上側海綿滾筒77的更換時機。

圖17A係顯示從擦洗預定片數NA的基板W後的2個測量點PA、PB上的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的圖，圖17B係顯示從進一步擦洗預定片數的基板W後的2個測量點PA、PB上的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的圖。在圖17A及圖17B中，縱軸表示光譜強度，橫軸表示波長。在圖17A及圖17B中，實線係從測量點PA上的高光譜影像資料轉換而成的與各波長對應的光譜強度，一點鏈線係從測量點PB上的高光譜影像資料轉換而成的與各波長對應的光譜強度。圖17A及圖17B所示之圖表中，上升表示光吸收，下降表示光反射。

如圖17A及圖17B所示，若將從在劣化程度不同的2個測量點PA、PB取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖重疊，則所得之2個圖表互不相同。因此，在預定波長λp中的2個測量點PA、PB之光譜強度SA、SB之間存在差值。

本實施形態中，控制部30於每次擦洗預定片數NA的基板W，就使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B（參照圖12），取得從在測量點PA、PB取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖作為表面資料。再者，控制部30計算預定波長λp中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的差值（=SB-SA）。接著，控制部30將算出之差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

差值為預定閾值以上的情況下，控制部30決定上側海綿滾筒77已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換上側海綿滾筒77的警報（第1警報）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至第1清洗單元的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至第1清洗單元16，繼續使用上側海綿滾筒77擦洗基板W。

如參照圖16所說明，亦可藉由從預定閾值（第1閾值）Dt減去預定值（Δt）而預先決定事前閾值（第2閾值）Dt’。此情況下，控制部30在預定波長λp中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的差值成為事前閾值Dt’以上時，輸出上述第2警報。

在本實施形態中，預定波長λp中的差值之變化量的絕對值較小的情況下，具有難以決定上側海綿滾筒77之適當更換時機或誤判的疑慮。於是，亦可著眼於測量點PA之光譜強度圖中的切線斜率與測量點PB之光譜強度圖中的切線斜率各自的變化，來決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。例如，根據測量點PA之光譜強度圖中的切線斜率之最大值的變化量與測量點PA之光譜強度圖中的切線斜率之最大值的變化量，來決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。本說明書中，有時將光譜強度圖中切線斜率成為最大值的點稱為「反曲點」。

如上所述，若上側海綿滾筒77逐漸劣化以及微粒逐漸造成污染，則所得之高光譜影像資料的變化趨緩。亦即，在每次擦洗預定片數NA的基板W就取得的測量點PA之光譜強度圖及測量點PB之光譜強度圖的任一者中，反曲點的切線斜率不再變化。本實施形態中，利用此現象來決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。

如圖17A所示，測量點PA之光譜強度圖中的反曲點Ipa1的切線斜率為Sta1，測量點PB之光譜強度圖中的反曲點Ipb1的切線斜率為Stb1。如圖17B所示，擦洗預定處理片數NA後，測量點PA的反曲點移動至Sta2，該反曲點Sta2中的切線斜率為Sta2。同樣地，擦洗預定處理片數NA後，測量點PB的反曲點移動至Stb2，該反曲點Stb2中的切線斜率為Stb2。

控制部30於每次擦洗預定片數NA的基板W，就使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B（參照圖12），取得從在測量點PA、PB取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖作為表面資料。再者，控制部30計算測量點PA之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量（=Sta2-Sta1）及測量點PB之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量（=Stb2-Stb1）。接著，控制部30將算出之各差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

各變化量為預定閾值以下的情況下，控制部30決定上側海綿滾筒77已到達更換時機（亦即壽命），輸出催促更換上側海綿滾筒77的警報（第1警報）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至第1清洗單元的運作。各變化量大於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至第1清洗單元16，繼續使用上側海綿滾筒77擦洗基板W。

一實施形態中，測量點PA之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量及測量點PB之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量的任一者為預定閾值以下的情況下，控制部30亦可決定上側海綿滾筒77已到達更換時機（亦即壽命）。再者，一實施形態中，控制部30亦可根據預定波長λp中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的上述差值、以及測量點PA之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量及測量點PB之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量中至少一者，來決定上側海綿滾筒77的更換時機。例如，控制部30亦可在上述差值為預定閾值以上且測量點PA之光譜強度圖中的反曲點之切線斜率的變化量為預定閾值以下的情況下，決定上側海綿滾筒77已到達更換時機。此情況下，可更準確地判定上側海綿滾筒77逐漸劣化及污染的程度，故可更準確地決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。

一實施形態中，亦可利用從在1個測量點PA（或PB）取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖，來決定上側海綿滾筒77的更換時機。未特別說明的本實施形態之構成，與上述實施形態相同，故省略其重複說明。

圖18係顯示從在1個測量點PA取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖之變化的圖。在圖18中，縱軸表示光譜強度，橫軸表示波長。在圖18中，實線表示從擦洗預定片數NA的基板W後的1個測量點PA上的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖，一點鏈線表示從進一步擦洗預定片數NA的基板W後的1個測量點PA上的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖，二點鏈線表示從進一步擦洗預定片數NA的基板W後的1個測量點PA上的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖。圖19係放大顯示圖18的實線與一點鏈線之交點以及一點鏈線與二點鏈線之交點附近的圖。

如圖18所示，於每次重複擦洗預定片數NA，就從高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖整體上逐漸變化，如圖19所示，在實線與一點鏈線的交點C1以及一點鏈線與二點鏈線的交點C2附近，光譜強度的變化量變小，而難以準確地決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。另一方面，若著眼於比交點C1、C2更大的預定波長λp中的光譜強度，則預定波長λp中的一點鏈線上的光譜強度S’與二點鏈線上的光譜強度S’’之間的差值小於預定波長λp中的實線上的光譜強度S與一點鏈線上的光譜強度S’之間的差值。於是，本實施形態中，根據該差值的變化量，來決定上側海綿滾筒77的更換時機。

本實施形態中，控制部30於每次擦洗預定片數NA的基板W，就使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A（參照圖12），取得從在測量點PA取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表作為表面資料。再者，控制部30計算本次取得的測量點PA上的預定波長λp中的光譜強度與上次取得的預定波長λp中的測量點PA之光譜強度的差值。接著，控制部30將該差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

本次取得的預定波長λp中之光譜強度與上次取得的預定波長λp中之光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，控制部30決定上側海綿滾筒77已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換上側海綿滾筒77的警報（第1警報）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至第1清洗單元的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至第1清洗單元16，繼續使用上側海綿滾筒77擦洗基板W。

本實施形態中，在預定波長λp中的差值之變化量的絕對值較小的情況下，具有難以決定上側海綿滾筒77之適當更換時機或誤判的疑慮。於是，亦可根據於每次重複擦洗預定片數NA就從高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖之切線斜率的變化量及上述差值，來決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。更詳細地說明此方法。

在實線的反曲點CP1中的切線斜率Sta1、一點鏈線的反曲點CP2中的切線斜率Sta2、二點鏈線的反曲點C3中的切線斜率Sta3之間，關係式：Sta1＞Sta2＞Sta3成立。然而，若從高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖幾乎不變化，則上上次取得之Sta1與上次取得之Sta2的第1差值和上次取得之Sta2與本次取得之Sta1的第2差值變成幾乎相等。換言之，隨著基板W的擦洗重複進行，第1差值與第2差值之間的差值接近0。利用此現象，控制部30在光譜強度相對於預定波長λp的變化量（亦即，本次取得的預定波長λp中之光譜強度與上次取得的預定波長λp中之光譜強度的差值）為預定閾值以下且第1差值與第2差值之間的差值為預定閾值以下的情況下，決定上側海綿滾筒77已到達更換時機。此情況下，可更準確地判定上側海綿滾筒77逐漸劣化及污染的程度，故可更準確地決定上側海綿滾筒77的適當更換時機。

本案發明人等對著眼於光譜強度圖的變化來決定上側海綿滾筒77之適當更換時機的方法進行深入研究的結果，得出以下見解。具體而言，發明人等發現，若上側海綿滾筒77逐漸劣化以及微粒逐漸造成污染，則上次取得之光譜強度圖與本次取得之光譜強度圖的交點（參照圖19的交點CP1、CP2）在橫軸方向上不移動（亦即，交點CP1的波長值與交點CP2的波長值變成幾乎相同）。於是，一實施形態中，在光譜強度圖中的交點的波長值變化成為預定閾值以下的情況下，亦可決定上側海綿滾筒77已到達更換時機。

圖20係顯示擦洗預定片數NA的基板W後，在1個測量點PA取得之光譜強度的變化之一例的表格。以下，參照圖20，說明根據在1個測量點PA取得之光譜強度的差值來決定上側海綿滾筒77之更換時機的方法。

如圖20所示，控制部30取得從未使用之（或進行上側海綿滾筒77的自清潔後的）上側海綿滾筒77之測量點PA的高光譜影像轉換而成的光譜強度圖作為表面資料，並儲存該圖表中的預定波長λp之光譜強度。接著，控制部30判斷基板W的處理片數N是否已到達預定處理片數NA（圖20中，為了方便說明而記載為「NA1」）。基板W的處理片數N已到達預定處理片數NA1的情況下，控制部30將基板W的處理片數N歸零，並且使用表面性狀測量裝置60，取得從上側海綿滾筒77之測量點PA的高光譜影像轉換而成的光譜強度圖作為表面資料，並儲存該圖表中的預定波長λp之光譜強度。再者，控制部30計算未使用之上側海綿滾筒77其測量點PA上的預定波長λp之光譜強度與擦洗預定處理片數NA1的基板W後的上側海綿滾筒77其測量點PA上的預定波長λp之光譜強度的差值。圖20所示之例中，該差值為「16」。再者，控制部30將算出之差值與預定閾值Dt進行比較。圖20所示之例中，預定閾值Dt設為2，基板W的處理片數N已到達預定處理片數NA1時的差值為「16」。因此，控制部30再次執行基板W的擦洗，直到基板W的處理片數N到達預定處理片數NA（圖20中，為了方便說明而記載為「NA2」）。

若基板W的處理片數N到達預定處理片數NA2，則控制部30再次將基板W的處理片數N歸零，並且使用表面性狀測量裝置60，取得從上側海綿滾筒77其測量點PA的高光譜影像轉換而成的光譜強度圖作為表面資料，並儲存該圖表中的預定波長λp之光譜強度。再者，控制部30計算擦洗預定處理片數NA1的基板W後的上側海綿滾筒77其測量點PA上的預定波長λp之光譜強度與擦洗預定處理片數NA2的基板W後的上側海綿滾筒77其測量點PA上的預定波長λp之光譜強度的差值。圖20所示之例中，該差值為「15」。

一實施形態中，控制部30亦可在計算預定波長λp中之光譜強度的差值（變化量）的同時，計算擦洗預定處理片數NA1的基板W後的光譜強度圖之反曲點CP1中的切線斜率Spa1與擦洗處理片數NA2的基板W後的光譜強度圖之反曲點CP2中的切線斜率Spa2的差值（反曲點的切線斜率的變化量），並與預定閾值進行比較。

控制部30重複進行該等處理步驟，直到差值小於預定閾值Dt，或差值小於預定閾值Dt且切線斜率的變化量小於預定閾值。若差值小於預定閾值Dt（圖20中，到達預定處理片數NAn時），或差值小於預定閾值Dt且切線斜率的變化量小於預定閾值，則控制部30發出催促更換上側海綿滾筒77的警報，並且停止將下一片基板W運送至第1清洗單元16的運作。藉此，作業者可在上側海綿滾筒77造成反向再次污染基板W之前，將上側海綿滾筒77更換成新海綿滾筒。

一實施形態中，控制部30亦可在差值小於預定閾值Dt後，再擦洗預定處理片數NB的基板W後，發出催促更換上側海綿滾筒77的警報，並且停止將下一片基板W運送至第1清洗單元16的運作。

上述例中，表面性狀測量裝置60在2個測量點PA、PB取得上側海綿滾筒77的表面資料，但本實施形態並不限定於此例。例如，亦可在3個以上的測量點取得上側海綿滾筒77的表面資料。

例如，如圖12中虛線（二點鏈線）所示，在相對速度Vs變成零的逆轉點T設定測量點PC，表面性狀測量裝置60亦可進一步具備攝影裝置61C，取得此測量點PC上的表面資料。再者，表面性狀測量裝置60亦可具備使攝影裝置61A、61B在上側海綿滾筒77的長邊方向上移動的照相機移動機構63A、63B。照相機移動機構63A、63B例如為氣缸或滾珠螺桿機構等的直動機構。根據該構成，使攝影裝置61A、61B分別在上側海綿滾筒77的長邊方向上移動，藉此可變更攝影裝置61A、61B取得表面資料之測量點PA、PB的位置。因此，攝影裝置61A、61B可在複數個測量點取得表面資料。

攝影裝置61A連接於照相機移動機構63A的情況，亦可省略攝影裝置61B（及攝影裝置61C）。此情況下，照相機移動機構63A使攝影裝置61A在上側海綿滾筒77的長邊方向上移動，藉此，攝影裝置61A可在複數個測量點（例如測量點PA、PB、PC）取得表面資料。

在3個以上的測量點取得表面資料的情況，控制部30亦可從2個測量點的全部組合計算上述差值。例如，設定3個測量點PA、PB、PC的情況下，控制部30亦可計算在測量點PA與測量點PB取得之表面資料的差值D1、在測量點PA與測量點PC取得之表面資料的差值D2、在測量點PB與測量點PC取得之表面資料的差值D3。此情況下，控制部30預先儲存分別與上述3個差值D1、D2、D3對應的3個預定閾值Dt1、Dt2、Dt3。控制部30分別將上述3個差值D1、D2、D3與預定閾值Dt1、Dt2、Dt3進行比較。

控制部30可在3個差值D1、D2、D3全部成為預定閾值Dt1、Dt2、Dt3以上時，發出催促更換上側海綿滾筒77的警報，亦可在3個差值D1、D2、D3之中的1個或2個成為預定閾值以上時，發出催促更換上側海綿滾筒77的警報。一實施形態中，控制部30亦可在3個差值D1、D2、D3之中的1個成為預定閾值以上時發出上述第2警報。

圖21係示意顯示另一實施形態之表面性狀測量裝置的圖。未特別說明的構成與上述實施形態相同，故省略其重複說明。

圖21所示之表面性狀測量裝置60具備：照相機單元62A、62B，用以取得上側海綿滾筒77的影像資料；及影像處理單元65，將該照相機單元62A、62B所取得之影像資料轉換處理成表面資料。照相機單元62A、62B透過纜線（例如光纖）64A、64B連結於影像處理單元65。

影像處理單元65連接於控制部30，將從影像資料轉換而成的表面資料發送至控制部30。如上所述，控制部30根據從照相機單元62A、62B在測量點PA、PB取得之影像資料轉換而成的表面資料的差值，來決定上側海綿滾筒77的更換時機。

如圖21所示，表面性狀測量裝置60亦可具備取得測量點PC之影像資料的照相機單元62C，此情況下，照相機單元62C透過纜線（例如光纖）64C連結於影像處理單元65。

第1清洗單元16亦可包含清洗工具清洗裝置，將附著於海綿滾筒77、78的污染物質進行清洗。圖22係示意顯示清洗工具清洗裝置之一例的圖。

圖22所示之清洗工具清洗裝置100具備：清洗槽102，配置於圖4所示之退避位置P2的下方，收納有純水等的清洗液；抵接構件（清洗構件）104，在該清洗槽102內抵接於旋轉之上側海綿滾筒77以壓附該上側海綿滾筒77來進行清洗；驅動裝置112，使該抵接構件104接近或離開上側海綿滾筒77；排液管113，從清洗槽102排出清洗液；及粒子計數器114，連接於排液管113。將清洗液從圖中未顯示的供給管供給至清洗槽102。藉由清洗工具移動單元51移動至退避位置P2（參照圖4）的上側海綿滾筒77，藉由清洗工具移動單元51的升降機構53而移動（下降）至清洗槽102內。

抵接構件104例如為石英板，該抵接構件104的全長係以可清洗上側海綿滾筒77整個外周面的方式而形成與上側海綿滾筒77的全長大致相等。該清洗構件清洗裝置100中，將已實施基板W之擦洗的上側海綿滾筒77浸漬於清洗槽102內的清洗液，再將抵接構件104以預定的壓力壓附於旋轉之上側海綿滾筒77，藉此清洗該上側海綿滾筒77。藉此，將附著於上側海綿滾筒77之微粒（污染物質）從該上側海綿滾筒77去除。如圖22所示，清洗工具清洗裝置100亦可具有超音波發射器122，對清洗槽102內的清洗液等提供超音波。

粒子計數器114係測量從清洗槽102排出之清洗液內的微粒數的裝置。粒子計數器114的測量值與上側海綿滾筒（清洗工具）77的污染度對應。亦即，粒子計數器114的測量值高的情況下，意為上側海綿滾筒77的污染度高，粒子計數器114的測量值低的情況下，意為上側海綿滾筒77的污染度低。

該粒子計數器114連接於控制部30（參照圖1），粒子計數器114的測量值被發送至控制部30。控制部30根據粒子計數器114的測量值，監控清洗液的污染度（亦即，上側海綿滾筒77的污染度）。再者，控制部30根據清洗液的污染度而對於驅動裝置121進行回饋控制。具體而言，清洗液的污染度高（亦即，上側海綿滾筒77的污染度高）的情況下，控制部30將預定的控制信號送信至驅動裝置21，變更用以使抵接構件104清洗上側海綿滾筒77的清洗條件。

在清洗槽102的底部配置有由玻璃等透明材料所形成的平板狀觀察壁105，且在其下部配置有上述表面性狀測量裝置60。圖22中畫出表面性狀測量裝置60的攝影裝置61（或照相機單元62）。再者，圖22中，以假想線（虛線）畫出影像處理單元65。如此，表面性狀測量裝置60的攝影裝置61（或照相機單元62）以透過觀察壁105取得清洗槽102內的上側海綿滾筒77表面之表面資料（或影像資料）的方式安裝於清洗工具清洗裝置100。表面性狀測量裝置60的攝影裝置61（或照相機單元62）取得在清洗工具清洗裝置100之清洗槽102內旋轉或靜止之上側海綿滾筒77的表面資料。

上述實施形態中，第1清洗單元（基板清洗裝置）16一邊以基板保持部的複數個（圖2中為4個）保持滾輪71、72、73、74將基板W保持水平姿勢，一邊以清洗工具、即海綿滾筒77、78將該基板W的雙面（上下表面）進行清洗，但本實施形態並不限定於此例。例如，如圖23所示，第1清洗單元16亦可一邊以基板保持部的複數個保持滾輪將基板W保持鉛直姿勢，一邊以海綿滾筒將該基板W的雙面進行清洗。或如圖24所示，第1清洗單元16亦可一邊以基板保持部的複數個保持滾輪將基板W保持其表面傾斜的狀態，一邊以海綿滾筒將該基板W的雙面進行清洗。

圖23所示之實施形態中，第1清洗單元16具備：2個保持滾輪72、73，將基板W支撐為鉛直姿勢，且使其旋轉；海綿滾筒77，與支撐於該保持滾輪72、73之基板W的一側表面接觸；沖洗液供給噴嘴85，對基板W的一側表面供給沖洗液（例如純水）；及化學液供給噴嘴87，對基板W的一側表面供給化學液。在圖23所示之基板W的背面側設有：海綿滾筒，與基板W的另一側表面接觸；沖洗液供給噴嘴，對基板W的另一側表面供給沖洗液（例如純水）；及化學液供給噴嘴，對基板W的另一側表面供給化學液。

圖24所示之實施形態中，第1清洗單元16具備：4個保持滾輪（圖24中顯示4個保持滾輪之中的2個保持滾輪73、74），將基板W保持其表面傾斜的狀態，且使其旋轉；海綿滾筒77、78，與支撐於4個保持滾輪之基板W的雙面接觸；沖洗液供給噴嘴85A，對基板W的一側表面供給沖洗液（例如純水）；化學液供給噴嘴87A，對基板W的一側表面供給化學液；沖洗液供給噴嘴85B，對基板W的另一側表面供給沖洗液（例如純水）；及化學液供給噴嘴87B，對基板W的另一側表面供給化學液。

圖23及圖24所示之實施形態中，隨著以海綿滾筒77（及海綿滾筒78）重複進行基板W的擦洗，海綿滾筒77的劣化程度及污染度的差異沿著該海綿滾筒77（及海綿滾筒78）的長邊方向越來越大。因此，圖23及圖24所示之第1清洗單元16中，控制部30亦使用上述方法來決定海綿滾筒77（及海綿滾筒78）的適當更換時機。

具體而言，將海綿滾筒77（及海綿滾筒78）移動至離開基板W之表面的退避位置。接著，如圖12或圖17所示，以表面性狀測量裝置60的攝影裝置61（或照相機單元62）在海綿滾筒77的至少2個測量點取得表面資料，根據該2個表面資料的差值來決定海綿滾筒77的適當更換時機。如上所述，作為攝影裝置61（或照相機單元62）所取得之表面資料的例子，可列舉：二極化影像資料、紅外吸收光譜之光譜圖案、畸變影像資料、三維影像資料、光譜影像資料、高光譜影像資料或偏光影像資料。攝影裝置61（或照相機單元62）可在使移動至退避位置的海綿滾筒77旋轉的狀態或靜止的狀態下取得表面資料。

本實施形態中，實際上亦在劣化程度不同的海綿滾筒77之至少2個測量點取得顯示用於擦洗之海綿滾筒77（及海綿滾筒78）之表面性狀的表面資料，根據其差值來判斷海綿滾筒77的更換時機。因此，可決定海綿滾筒77的適當更換時機。

圖25係示意性地顯示圖1所示之基板處理裝置1的第2清洗單元18的立體圖。圖25所示之第2清洗單元18為本發明之另一實施形態的基板清洗裝置。如圖25所示，筆型基板清洗裝置具備：基板保持部41，保持基板（晶圓）W並使其旋轉；筆狀海綿（清洗工具）42，與基板W的表面接觸；臂部44，保持筆狀海綿42；沖洗液供給噴嘴46，對基板W的表面供給沖洗液（通常為純水）；及化學液供給噴嘴47，對基板W的表面供給化學液。筆狀海綿42與配置於臂部44內之清洗工具旋轉機構（圖中未顯示）連結，筆狀海綿42係繞著在鉛直方向上延伸的其中心軸線而旋轉。

基板保持部41具備保持基板W之周緣部的複數個（圖25中為4個）滾輪45。該等滾輪45構成分別在相同方向以相同速度旋轉的態樣。在滾輪45將基板W保持水平的狀態下，藉由滾輪45旋轉，基板W繞著其中心軸線在箭頭所示之方向上旋轉。

臂部44配置於基板W的上方。在臂部44的一端連結有筆狀海綿42，臂部44的另一端連結有旋繞軸50。筆狀海綿42透過臂部44及旋繞軸50連結於清洗工具移動機構51。更具體而言，在旋繞軸50上連結有使臂部44旋繞的清洗工具移動機構51。清洗工具移動機構51係藉由使旋繞軸50僅以預定的角度旋轉，而使臂部44在與基板W平行的平面內旋繞。藉由臂部44的旋繞，由其所支撐之筆狀海綿42在晶圓W的半徑方向上移動（擺動）。再者，清洗工具移動機構51構成可使旋繞軸50上下移動，藉此可將筆狀海綿42以預定的壓力壓附於基板W的表面。筆狀海綿42的底面構成平坦的擦洗面，該擦洗面與基板W的表面滑動接觸。

將基板W以下述方式進行清洗。首先，使基板W繞著其中心軸線旋轉。接著，從清洗液供給噴嘴47對基板W的表面供給清洗液。此狀態下，筆狀海綿42一邊旋轉一邊壓附於基板W的表面，再者，筆狀海綿42在基板W的半徑方向上擺動。在清洗液的存在下，筆狀海綿42與基板W的表面滑動接觸，藉此擦洗基板W。擦洗後，為了將清洗液從基板W沖走，而從沖洗液供給噴嘴46對旋轉之基板W的表面供給沖洗液。

筆狀海綿42例如可由PVA等的樹脂所構成，其具有多孔質結構。因此，若重複進行基板W的擦洗，則在筆狀海綿42的內部積存研磨粒或研磨屑等的污染物質，而清洗性能降低，並且具有發生反向再次污染基板W的情況。於是，為了從筆狀海綿42去除污染物質，第2清洗單元18進一步具備用以清洗筆狀海綿42的清洗構件80。

如圖25所示，清洗構件80與保持於基板保持部41之基板W鄰接配置。圖25所示之清洗構件80具有圓錐台形的形狀。該清洗構件80的頂面構成與筆狀海綿42的底面（擦洗面）接觸的清洗面81。清洗構件80的清洗面81具有：圓形的中央部81a；及傾斜部81b，從該中央部81a往外側擴展並向下傾斜。該傾斜部81b具有環狀的形狀。

臂部44藉由清洗工具移動機構51往基板W的半徑方向外側移動，直到筆狀海綿42到達清洗構件80的上方位置。再者，筆狀海綿42一邊繞著其軸心旋轉一邊藉由清洗工具移動機構51壓附於清洗構件80的清洗面81。與清洗構件80鄰接而配置有純水供給噴嘴70，從純水供給噴嘴70對於接觸清洗構件80的筆狀海綿42供給純水。

清洗構件80的中央部81a往上方突出，位於比中央部81a周圍的其他部分（亦即傾斜部81b）更高的位置。因此，若筆狀海綿42下降，則筆狀海綿42之底面的中央部與清洗面81的突出之中央部81a接觸。若筆狀海綿42進一步下降，則筆狀海綿42之底面的外周部與清洗面81的傾斜部81b接觸。如此，筆狀海綿42的整個底面與清洗構件80的清洗面81接觸。清洗構件80係由石英、樹脂、聚丙烯、聚對苯二甲酸丁二酯等所構成。

清洗構件80具有圓錐台形狀，故清洗構件80的中央部81a位於比其周圍的其他部分（亦即傾斜部81b）更高的位置。因此，筆狀海綿42的中央部比其他部分更強力地壓附於清洗構件80，而可將進入筆狀海綿42之中央部內部的研磨粒或研磨屑等的微粒去除。從筆狀海綿42一旦去除的微粒，與純水一起從清洗構件80的傾斜部81b上迅速流下。因此，可防止微粒再附著於筆狀海綿42。

本實施形態中，為了清洗基板W的表面，使旋轉之筆狀海綿42在旋轉之基板W上擺動。筆狀海綿42的旋轉速度大小在該筆狀海綿42的旋轉軸上變成零，朝向筆狀海綿42的周緣逐漸變大。因此，筆狀海綿42之擦洗面的劣化程度及污染度在其半徑方向上不同。

於是，本實施形態中，表面性狀測量裝置60亦在筆狀海綿（清洗工具）42的至少2個測量點取得該筆狀海綿42的表面資料，根據該2個表面資料的差值，來決定筆狀海綿42的適當更換時機。

圖26A係示意顯示取得筆狀海綿42之表面資料的表面性狀測量裝置60之一例的圖，圖26B係圖26A所示之筆狀海綿42的仰視圖，圖26C係示意顯示圖26A所示之表面性狀測量裝置60的變化例的圖。未特別說明的本實施形態之構成，與上述實施形態的構成相同，故省略其重複說明。

如圖26A及圖26B所示，表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B（或照相機單元62A、62B）在筆狀海綿42之擦洗面的半徑方向分開的2個測量點PA、PB取得該筆狀海綿42的表面資料。此例中，攝影裝置61A、61B（或照相機單元62A、62B）在位於清洗構件80上方的退避位置取得筆狀海綿42的表面資料。

圖26B所示之例中，測量點PA位於筆狀海綿42的擦洗面中心。表面性狀測量裝置60具有使攝影裝置61A、61B（或照相機單元62A、62B）在筆狀海綿42的半徑方向上移動的照相機移動機構63A、63B的情況下，可任意變更擦洗面上的測量點PA、PB的位置。

再者，如圖26C所示，表面性狀測量裝置60亦可具有攝影裝置61C（或照相機單元62C），取得設定於筆狀海綿42側面之測量點PC的表面資料。筆狀海綿42在攝影裝置61A、61B（或照相機單元62A、62B）取得筆狀海綿42之擦洗面的表面資料後，與清洗構件80接觸。攝影裝置61C（或照相機單元62C）取得壓附於清洗構件80的筆狀海綿42之側面的表面資料。表面性狀測量裝置60具有使攝影裝置61C（或照相機單元62C）在鉛直方向上移動的照相機移動機構63C的情況下，可任意變更筆狀海綿42側面上之測量點PC的位置。

本實施形態中，實際上在劣化程度不同的筆狀海綿42的至少2個測量點取得顯示用於擦洗的筆狀海綿42之表面性狀的表面資料，根據其差值來判斷筆狀海綿42的更換時機。因此，可決定筆狀海綿42的適當更換時機。

上述實施形態中，控制部30根據表面性狀測量裝置60所取得的至少2個表面資料的差值來決定海綿滾筒77、78及筆狀海綿42的更換時機。使用同樣的方法，控制部30亦可決定海綿滾筒77、78及筆狀海綿42完成「初始磨合運轉（適配）」。

以往，將清洗工具更換成新的清洗工具後，僅對於預定片數重複進行適配運作以實施初始運轉，該適配運作係以該新的清洗工具摩擦與製品基板具有相同形狀的測試用基板。在初始運轉時清洗工具進行摩擦的基板數量，與以往判別清洗工具之更換時機的方法相同地，係根據品質管理及/或作業者的經驗法則來決定。此情況下，若摩擦預定片數之基板後的清洗工具之表面狀態（例如，清洗工具表面的磨削程度，或施加至清洗工具表面之塗布的剝離程度）尚未到達目標之表面狀態，則清洗工具無法發揮適當的清洗能力。此情況下，具有發生製品基板之清洗不良的疑慮。或是摩擦預定片數之基板後的清洗工具之表面狀態大幅超過目標之表面狀態，則該清洗工具可清洗的基板片數減少，而關係到基板清洗裝置的運轉成本上升。

另一方面，隨著重複進行適配運作，清洗工具的表面性狀發生變化。該適配運作時的表面性狀變化，亦與清洗工具的劣化程度及污染度相同，因應取得表面資料之測量點而異。於是，本實施形態中，控制部30使用與決定清洗工具之更換時機的方法相同的方法，執行適配確認運作。適配確認運作係在將清洗部（海綿滾筒77、78或筆狀海綿42）更換成新的清洗工具後，為了決定該清洗工具完成「初始磨合運轉（適配）」而執行的處理。

具體而言，如圖12、圖17A、圖17B、或圖26A至圖26C所示，使新的清洗工具（海綿滾筒77、78或筆狀海綿42）移動至離開基板W之表面的退避位置，以表面性狀測量裝置60的攝影裝置61（或照相機單元62）在清洗工具的至少2個測量點取得表面資料，根據該2個表面資料的差值，來決定清洗工具完成初始磨合運轉。如上所述，作為攝影裝置61（或照相機單元62）所取得之表面資料的例子，可列舉：二極化影像資料、紅外吸收光譜之光譜圖案、畸變影像資料、三維影像資料、光譜影像資料、高光譜影像資料及偏光影像資料。攝影裝置61（或照相機單元62）可在使移動至退避位置之清洗工具旋轉的狀態下或在使其靜止的狀態下取得表面資料。

基板處理裝置1或基板清洗裝置（基板清洗單元）16、18亦可使用以下說明的藉由以機械學習器進行機械學習所建構的習得模型（learned model），來預測或決定清洗工具（海綿滾筒77、78或筆狀海綿42）的適當更換時機。

機械學習係藉由學習演算法，即人工智能（AI：Artificial Intelligence）的演算法來執行，藉由機械學習，建構預測清洗工具77、78、42之適當更換時機的習得模型。建構習得模型的學習演算法並無特別限定。例如，作為用以學習清洗工具77、78、42之適當更換時機的學習演算法，可採用「監督學習（supervised learning）」、「無監督學習（unsupervised learning）」、「強化學習」、「類神經網路」等習知的學習演算法。

圖27係示意顯示機械學習器之一例的圖。圖27所示之機械學習器300係連結於控制部30，以學習基板處理裝置1之清洗單元16、18中所設置的清洗工具77、78、42之適當更換時機的裝置。機械學習器300具備狀態觀測部301、更換資料取得部302及學習部303。雖然圖中未顯示，控制部30亦可內建圖27所示之機械學習器300。此情況下，預測清洗工具77、78、42之適當更換時機的習得模型，係使用控制部30的處理器30a而建構。

狀態觀測部301觀測作為機械學習之輸入值的狀態變數。該狀態變數至少包含表面性狀裝置60所取得之表面資料。一實施形態中，狀態變數亦可進一步包含安裝於軸承裝置90之軸承90a（參照圖3）的振動計97之輸出值及/或電動機93之轉矩感測器93b（參照圖3）的輸出值。再者，狀態變數亦可包含清洗工具清洗裝置100中所設置之粒子計數器114的測量值。

更換資料取得部302從更換判定部310取得更換資料。更換資料係建構預測清洗工具77、78、42之適當更換時機的習得模型時使用的資料，係已依照習知的判定方法來判定是否更換清洗工具77、78、42的資料。更換資料與輸入至狀態觀測部301的狀態變數配對（連結）。

藉由機械學習器300執行的機械學習之一例如下所述。首先，狀態觀測部301取得至少包含表面資料的狀態變數，更換資料取得部302取得與狀態觀測部301所取得之狀態變數已配對的清洗工具77、78、42之更換資料。學習部303根據訓練資料集，即從狀態觀測部52取得之狀態變數與從更換資料取得部51取得之更換資料的組合來學習清洗工具77、78、42的適當更換時機。重複執行以機械學習器300執行的機械學習，直到機械學習裝置300輸出清洗部77、78、42的適當更換時機。

一實施形態中，機械學習裝置300之學習部303所執行的機械學習亦可為使用類神經網路的機械學習，特別是深度學習。深度學習係以將隱藏層（亦稱為中間層）多層化而成的類神經網路為基礎的機械學習法。本說明書中，將使用由輸入層、二層以上之隱藏層及輸出層所構成的類神經網路的機械學習稱為深度學習。

圖28係示意顯示類神經網路的結構之一例的圖。圖28所示之類神經網路具有輸入層350、複數個隱藏層351及輸出層352。類神經網路根據由狀態變數和更換資料的大量組合所構成的訓練資料集來學習清洗工具77、78、42的適當更換時機；其中，該狀態變數係藉由狀態觀測部301所取得；該更換資料係與該狀態變數配對，藉由更換資料取得部302所取得。亦即，類神經網路係學習狀態變數與清洗工具77、78、42之更換時機的關係。這種機械學習稱為所謂「監督學習」。監督學習中，將狀態變數和與該狀態變數配對之更換資料（標籤）的組合大量輸入類神經網路，藉此可歸納學習該等的關聯性。

一實施形態中，類神經網路亦可藉由所謂「無監督學習」來學習清洗工具77、78、42的適當更換時機。無監督學習例如係僅將狀態變數大量輸入類神經網路，學習該狀態變數如何分布。接著，無監督學習中，即使未將與狀態變數對應的監督輸出資料（更換資料）輸入類神經網路，亦會對於輸入之狀態變數進行壓縮/分類/整理等，建構用以輸出清洗工具77、78、42之適當更換時機的習得模型。亦即，無監督學習中，類神經網路將大量輸入之狀態變數分組成具有某種相似特徵的群組。接著，類神經網路對於已分組的複數個群組，設置用以輸出清洗工具77、78、42之適當更換時機的預定基準，以使該等的關係最佳化的方式建構習得模型，藉此輸出清洗工具77、78、42的適當更換時機。

再者，一實施形態中，以學習部303執行的機械學習，為了將狀態變數的經時變化反映至習得模型，亦可使用所謂的「遞迴神經網路（RNN：Recurrent Neural Network）」。遞迴神經網路不僅應用當前時間的狀態變數，亦應用以往輸入至輸入層351的狀態變數。遞迴神經網路中，藉由展開沿著時間軸之狀態變數的變化來考量，可在以往輸入之狀態變數的變遷的基礎上，建構推定清洗工具77、78、42之適當更換時機的習得模型。

圖29A及圖29B係用以說明遞迴神經網路之一例的簡單遞迴網路（艾爾曼網路：Elman Network）的展開圖。更具體而言，圖29A係示意顯示艾爾曼網路之時間軸展開的圖，圖29B係示意顯示誤差反向傳播算法（亦稱為「反向傳播算法」）之時序反向傳播(back propagation through time)算法的圖。

圖29A及圖29B所示的艾爾曼網路中，與一般的類神經網路不同，其係以追溯時間的方式傳播誤差（參照圖29B）。將這種遞迴神經網路結構應用於學習部303所執行之機械學習的類神經網路，藉此可構建習得模型，該習得模型在以往輸入之狀態變數的變遷的基礎上輸出清洗工具77、78、42之適當更換時機。

以此方式所建構之習得模型，儲存於控制部30的儲存裝置30b（參照圖27）。控制部30依照電性儲存於儲存裝置30b的程式進行運作。亦即，控制部30的處理器30a執行下述運算：將至少包含從表面性狀測量裝置60發送至控制部30之表面資料的狀態變數輸入至習得模型的輸入層351，從輸入之狀態變數（及狀態變數的經時變化量）預測清洗工具77、78、42的表面資料到達預定閾值Dt之前的基板W之處理片數，並從輸出層352輸出該預測之處理片數。亦即，控制部30可取得到達清洗工具77、78、42的更換時機（亦即壽命）之前能夠處理的基板W之片數（以下稱為預測處理片數）。再者，控制部30將開始使用清洗工具77、78、42的處理片數加上從輸出層303輸出的預測處理片數，藉此可取得清洗工具77、78、42的更換時機（亦即，清洗工具77、78、42的壽命）。

在判斷從輸出層352輸出的清洗工具之預測處理片數及控制部30所取得之清洗工具77、78、42的更換時機與正常資料為同等程度的情況下，控制部30亦可將該處理片數及清洗工具的更換時機作為追加的監督資料積存於更換判定部310。此情況下，機械學習器300通過以監督資料及追加之監督資料為基礎的機械學習，逐漸更新習得模型。藉此，可提升從習得模型輸出之預測時機及清洗工具之更換時機的精確度。

若上側海綿滾筒77逐漸劣化，則安裝於軸承裝置90之軸承90a（參照圖3）的振動計97的輸出值上升，電動機93之轉矩感測器93b（參照圖3）的輸出值亦上升。此現象在下側海綿滾筒78中亦同樣發生。因此，將海綿滾筒77、78擦洗基板W時振動計97的輸出值及/或轉矩感測器93b的輸出值作為狀態變數輸入上述類神經網路的輸入層351，藉此可建構更精準地從輸出層352輸出清洗工具77、78、42之預測處理片數的習得模型。

再者，若上側海綿滾筒77的污染度變高，則粒子計數器114（參照圖22）的測量值上升。此現象在下側海綿滾筒78中亦同樣發生。因此，將粒子計數器114的測量值作為狀態變數輸入上述類神經網路的輸入層351，藉此可建構更精準地從輸出層352輸出清洗工具77、78之預測處理片數的習得模型。

上述實施形態中，基板處理裝置1係具備複數個研磨單元14a～14d的基板研磨裝置，但基板處理裝置1並不限定於該等實施形態。例如，基板處理裝置1亦可為至少具有1個鍍覆槽而在該鍍覆槽中對基板實施鍍覆處理的基板鍍覆裝置。此情況下，為了將浸漬於鍍覆槽之前的基板及/或浸漬後的基板進行清洗，可使用上述基板清洗單元（基板清洗裝置）。或是基板處理裝置1亦可為用以將實施各種製程後之基板進行清洗的基板清洗裝置。此情況下，在基板清洗裝置上安裝上述基板清洗單元。

再者，上述實施形態中係藉由清洗工具來擦洗晶圓即具有圓形的基板，但只要能夠以清洗工具擦洗保持於基板保持裝置的基板，基板並不限定於具有圓形的晶圓。例如，基板亦可為具有矩形形狀的玻璃基板或液晶面板。此情況下，基板保持裝置亦可不使玻璃基板或液晶面板旋轉。再者，上述實施形態中，清洗工具為海綿滾筒或筆狀海綿，但清洗工具亦可為清洗毛刷。

再者，上述實施形態係根據表面性狀測量裝置60所取得之表面資料，來決定清洗工具的適當更換時機，但亦可將表面性狀測量裝置60配置於研磨單元（研磨裝置）14a～14d中至少1者，來決定研磨墊的適當更換時機。

圖30係示意性地顯示一實施形態之研磨單元（研磨裝置）的立體圖。圖1所示之基板研磨裝置的研磨單元14a～14d之至少1個為圖30所示之研磨單元（研磨裝置）。

圖30所示之研磨單元具備：研磨台135，安裝有具備研磨面133a之研磨墊133；研磨頭（亦稱為頂環）137，保持基板W且將基板W壓附於研磨台135上的研磨墊133；研磨液供給噴嘴138，用以對研磨墊133供給研磨液或修整液（例如純水）；及修整裝置140，具有用以進行研磨墊133之研磨面133a的修整的修整器141。一實施形態中，亦可省略修整裝置140。

研磨台135係與隔著平台(table)軸135a配置於其下方的平台馬達131連結，研磨台135藉由該平台馬達131而在箭頭所示方向上旋轉。在該研磨台135的頂面貼附有研磨墊133，研磨墊133的頂面構成研磨基板W的研磨面133a。研磨頭137連結於研磨頭軸136的下端。研磨頭137構成可藉由真空吸引將基板W保持於其底面的態樣。研磨頭軸136可藉由上下動機構（圖中未顯示）而上下移動。

研磨頭軸136旋轉自如地支撐於研磨頭臂部142，研磨頭臂部142係構成由研磨頭旋繞馬達154所驅動，以研磨頭旋繞軸143為中心而旋繞的態樣。藉由驅動研磨頭旋繞馬達154，研磨頭137可在研磨墊33上於該研磨墊33的大致半徑方向上擺動。再者，藉由驅動研磨頭旋繞馬達154，研磨頭137在研磨墊133上方的研磨位置與研磨墊133側面的待機位置之間移動。

基板W的研磨係以下述方式進行。使研磨頭137及研磨台135分別在箭頭所示的方向上旋轉，從研磨液供給噴嘴138對研磨墊133上供給研磨液（漿液）。此狀態下，研磨頭137將基板W壓附於研磨墊133的研磨面133a。藉由研磨液所包含之研磨粒的機械作用與研磨液的化學作用將基板W的表面進行研磨。研磨結束後，以修整裝置140進行研磨面133a的修整（調整, conditioning）。

圖30所示之研磨單元中，在基板W的研磨中，藉由驅動研磨頭旋繞馬達154，使研磨頭137在研磨墊133上於該研磨墊133的大致半徑方向上擺動。圖31係示意顯示在研磨墊133上擺動之研磨頭137的態樣的圖。如圖31所示，研磨頭137係以保持於其底面之基板W在研磨墊133的中心CP與外緣之間移動的方式，於研磨墊133的大致半徑方向上擺動。

研磨墊133亦由樹脂所構成，隨著基板W的研磨重複進行，研磨墊133的表面劣化。因此，必須在適當的時機將研磨墊133更換成新研磨墊。

於是，本實施形態中，使用上述表面性狀測量裝置60，來決定研磨墊133的適當更換時機。未特別說明的本實施形態之表面性狀測量裝置60的構成，與上述表面性狀測量裝置60的構成相同，故省略其重複說明。

圖30所示之研磨裝置中，在基板W的研磨中，研磨頭137在研磨墊133的大致半徑方向上擺動。因此，研磨墊133的劣化程度及污染度在該研磨墊133的半徑方向上不同。因此，為了決定研磨墊137的適當更換時機，表面性狀測量裝置60在研磨墊133的半徑方向上不同的2個測量點取得該研磨墊133的表面資料，根據該2個表面資料的差值，來決定研磨墊133的適當更換時機。

圖32係示意顯示表面性狀測量裝置60的2個攝影裝置61A、61B在研磨墊133的半徑方向上不同的2個測量點PA、PB取得表面資料之態樣的圖。

如圖32所示，以從中心CP至位於該研磨墊133半徑之一半位置的分界線L將研磨墊133分割成中央區域CRp與外緣區域ERp。一側攝影裝置61A取得分界線L上或其附近的表面資料，另一側攝影裝置61B取得外緣區域ERp上的表面資料。一實施形態中，另一側攝影裝置61B亦可取得中央區域CRp上的表面資料（參照圖32的二點鏈線）。雖然圖中未顯示，表面性狀測量裝置60具有使攝影裝置61A在研磨墊133的半徑方向上移動的照相機移動機構的情況下，亦可省略攝影裝置61B。

本實施形態中，表面性狀測量裝置60的攝影裝置61具備：照相機單元（圖中未顯示），作為高光譜照相機而構成；及影像處理單元（圖中未顯示），將高光譜照相機所取得之高光譜影像資料轉換成光譜強度相對於各波長的圖表。

與上述基板清洗裝置的實施形態相同地，攝影裝置61可藉由計算預定波長中的光譜強度的變化量，來掌握研磨墊133的劣化程度。控制部30於每次研磨預定片數NA的基板W，就使研磨頭137移動至待機位置（參照圖32），之後，使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B，取得從在測量點PA、PB取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表作為表面資料。再者，控制部30計算預定波長中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的差值。接著，控制部30將算出之差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

差值為預定閾值以上的情況下，控制部30決定研磨墊133已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換研磨墊133的警報（第1警報）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至研磨單元的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至研磨單元，繼續基板W的研磨處理。

一實施態樣中，差值成為預定的第1閾值以上的情況下，控制部30亦可決定已到達要將研磨墊133磨銳的時機（亦即，修整時機），並利用研磨墊133的修整器141開始修整處理。此情況下，在修整處理後，使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B，取得從在測量點PA、PB取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖作為表面資料，若修整前後測量點PA、PB之光譜強度的差值並無變化，控制部30亦可決定研磨墊133已到達更換時機（亦即壽命）。

再者，一實施形態中，控制部30亦可將根據切線斜率來決定清洗工具之適當更換時機的上述方法應用於研磨墊133。此情況下，控制部30預先儲存與切線斜率之變化量進行比較的預定閾值，根據切線斜率之變化量與上述差值，來決定研磨墊133的適當更換時機。

如參照圖16所說明，亦可藉由從預定閾值（第1閾值）Dt減去預定值（Δt）而預先決定事前閾值（第2閾值）Dt’。此情況下，控制部30在預定波長中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的差值成為事前閾值Dt’以上時，輸出第2警報。第2警報係通知作業者不必立即更換研磨墊133，但研磨墊133的使用期限即將到達更換時機的警報。藉由第2警報，作業者可預先準備新的研磨墊133。

與上述基板清洗裝置的實施形態相同地，亦可利用從在1個測量點PA（或PB）取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表，來決定研磨墊133的更換時機。更具體而言，於每次重複進行預定片數NA的基板W的研磨處理，就使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A，取得從在測量點PA取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表作為表面資料。再者，控制部30計算本次取得的測量點PA上的預定波長中之光譜強度與上次取得的預定波長中的測量點PA之光譜強度的差值。接著，控制部30將該差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

本次取得的預定波長中之光譜強度與上次取得的預定波長中之光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，控制部30決定研磨墊133已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換研磨墊133的警報（第1警報）。在一實施態樣中，本次取得的預定波長中之光譜強度與上次取得的預定波長中之光譜強度的差值小於預定閾值，且本次取得的光譜強度圖之反曲點的切線斜率與上次取得的光譜強度圖之反曲點的切線斜率的差值小於預定閾值的情況下，控制部30亦可決定研磨墊133已到達更換時機（亦即壽命）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至研磨單元的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至研磨單元，繼續基板W的研磨處理。

一實施形態中，控制部30亦可在差值小於預定閾值後，再研磨預定處理片數NB的基板W後，發出催促更換研磨墊133的警報，同時停止將下一片基板W運送至研磨單元的運作。

基板處理裝置亦可具有擦光處理裝置，對於研磨處理後的基板W，一邊將直徑小於基板W的接觸構件壓附於基板並使其相對運動，一邊對於基板W微量地進行追加研磨或將基板的附著物去除及清洗。擦光處理裝置例如可代替圖1所示之第1清洗單元16而配置於基板處理裝置，亦可配置於研磨單元14a～14d與第1清洗單元16之間。

圖33係示意顯示一實施形態之擦光處理裝置的圖。圖33所示之擦光處理裝置具備：擦光台200，設置有基板W；擦光處理組件250；液體供給系統270，用以供給擦光處理液；及調整部280，進行擦光墊（擦光構件）252的調整（磨銳）。擦光處理組件250具備：擦光頭255，安裝有用以對基板W的處理面進行擦光處理的擦光墊252；及擦光臂256，保持擦光頭255。

擦光處理液包含DIW（純水）、清洗化學液、及漿液等研磨液中至少一者。擦光處理的方式主要有兩種。一種係在與擦光墊252接觸時將殘留於基板W上的漿液或研磨生成物的殘渣等污染物去除的方式。另一種方式係藉由研磨等將附著有上述污染物的基板W去除一定量的方式。前者中，擦光處理液較佳為清洗化學液或DIW，後者中較佳為研磨液。又，擦光墊252例如由發泡聚胺基甲酸酯系硬墊、麂皮絨系軟墊、或海綿等所形成。擦光墊252的種類只要是相對於基板W的表面的材質或應去除之污染物的狀態而適當選擇即可。又，亦可在擦光墊252的表面上形成例如同心圓狀凹槽、XY凹槽、漩渦凹槽、放射狀凹槽等凹槽形狀。再者，亦可將貫通擦光墊252的至少1個以上的孔設於擦光墊252內，通過該孔供給擦光處理液。又，例如，亦可由如PVA海綿等擦光處理液可滲透的海綿狀材料構成擦光墊252。藉由該等構成，可使擦光墊平面上的擦光處理液之流量分布均勻化或將擦光處理中去除之污染物迅速排出。

擦光台200具有吸附基板W的機構。又，擦光台200係可藉由圖中未顯示的驅動機構而繞著旋轉軸A旋轉。一實施形態中，擦光台200亦可藉由圖中未顯示的驅動機構，使基板W進行角度轉動或渦卷(scroll)運動。擦光墊252係安裝於擦光頭255上與基板W對向之面。擦光頭255係可藉由圖中未顯示的驅動機構而繞著旋轉軸B旋轉。又，擦光頭255係可藉由圖中未顯示的驅動機構而將擦光墊252壓附於基板W的處理面。擦光臂256可使擦光頭255如箭頭C所示在基板W之半徑或直徑的範圍內移動。又，擦光臂256可使擦光頭255擺動至擦光墊252與調整部280對向的位置。

調整部280係用以調整擦光墊252之表面的構件。調整部280具備修整台281及設置於修整台281的修整器282。修整台281係可藉由圖中未顯示的驅動機構而繞著旋轉軸D旋轉。又，修整台281亦可藉由圖中未顯示的驅動機構而使修整器282渦卷(scroll)運動。

擦光處理裝置在進行擦光墊252的調整時，使擦光臂256旋繞至擦光墊252與修整器282對向的位置。擦光處理裝置使修整台281繞著旋轉軸D旋轉並使擦光頭255旋轉，將擦光墊252壓附於修整器282，藉此進行擦光墊252的調整。

液體供給系統270具備：純水噴嘴271，用以對基板W的表面供給純水（DIW）；化學液噴嘴272，用以對基板W的表面供給化學液；及漿液噴嘴273，用以對基板W的表面供給漿液。

擦光處理裝置對基板W供給處理液，並使擦光台200繞著旋轉軸A旋轉，將擦光墊252壓附於基板W的表面，使擦光頭255一邊繞著旋轉軸B旋轉一邊在箭頭C方向上擺動，藉此對基板W進行擦光處理。此處，擦光處理包含擦光研磨處理與擦光清洗處理中至少一者。

擦光研磨處理係一邊使擦光墊252接觸基板W一邊使基板W與擦光墊252相對運動，並使漿液等的研磨劑介於基板W與擦光墊252之間，藉此對於基板W的表面微量地進行刮除的處理。藉由擦光研磨處理，可實現將附著有污染物之表層部去除、在無法以研磨單元14a～14d中的主研磨去除之處進行追加去除或改善主研磨後的形態(morphology)。

擦光清洗處理係一邊使擦光墊252接觸基板W一邊使基板W與擦光墊252相對運動，並使清洗液（例如化學液、或化學液與純水）介於基板W與擦光墊252之間，藉此將基板W表面的污染物去除或將表面改質的處理。

擦光墊252可由樹脂所構成，擦光墊252的表面隨著基板W的擦光處理重複進行而劣化。因此，必須在適當的時機將擦光墊252更換成新的擦光墊252。

於是，本實施形態中，使用上述表面性狀測量裝置60，來決定擦光墊252的適當更換時機。未特別說明的本實施形態之表面性狀測量裝置60的構成，與上述表面性狀測量裝置60的構成相同，故省略其重複說明。

圖34係示意顯示表面性狀測量裝置60的2個攝影裝置61A、61B在擦光墊252的半徑方向上不同的2個測量點PA、PB取得表面資料之態樣的圖。

如圖34所示，位於從中心CP至該擦光墊252半徑之一半位置的分界線L’將擦光墊252分割成中央區域CRb與外緣區域ERb。一側攝影裝置61A取得分界線L’上或其附近的表面資料，另一側攝影裝置61B取得外緣區域ERb上的表面資料。一實施形態中，另一側攝影裝置61B亦可取得中央區域CRb上的表面資料（參照圖34的二點鏈線）。雖然圖中未顯示，但表面性狀測量裝置60具有使攝影裝置61A在擦光墊252的半徑方向上移動的照相機移動機構的情況下，亦可省略攝影裝置61B。

本實施形態中，表面性狀測量裝置60的攝影裝置61亦具備：照相機單元（圖中未顯示），作為高光譜照相機而構成；及影像處理單元（圖中未顯示），將高光譜照相機所取得之高光譜影像資料轉換成光譜強度相對於各波長的圖表。

與上述基板清洗裝置的實施形態相同地，攝影裝置61可藉由計算預定波長中的光譜強度的變化量，來掌握擦光墊252的劣化程度。控制部30於每次擦光處理預定片數NA的基板W，就使擦光墊252移動至修整器282的上方，之後，使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A、61B，取得從在測量點PA、PB取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表作為表面資料。再者，控制部30計算預定波長中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的差值，並將算出之差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

差值為預定閾值以上的情況下，控制部30決定擦光墊252已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換擦光墊252的警報（第1警報）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至擦光處理裝置的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至擦光處理裝置，繼續基板W的擦光處理。

如參照圖16所說明，亦可藉由從預定閾值（第1閾值）Dt減去預定值（Δt）來預先決定事前閾值（第2閾值）Dt’。此情況下，控制部30在預定波長中的測量點PA之光譜強度與測量點PB之光譜強度的差值成為事前閾值Dt’以上時，發出第2警報。第2警報係通知作業者不必立即更換擦光墊252，但擦光墊252的使用期限即將到達更換時機的警報。藉由第2警報，作業者可預先準備新的擦光墊252。

再者，一實施形態中，控制部30亦可將根據切線斜率來決定清洗工具之適當更換時機的上述方法應用於擦光墊252。此情況下，控制部30預先儲存與切線斜率的變化量進行比較的預定閾值，根據切線斜率的變化量與上述差值來決定擦光墊252的適當更換時機。

與上述基板清洗裝置的實施形態相同地，亦可利用從在1個測量點PA（或PB）取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表，來決定擦光墊252的更換時機。更具體而言，於每次重複進行預定片數NA的基板W的擦光處理，就使用表面性狀測量裝置60的攝影裝置61A，取得從在測量點PA取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的圖表作為表面資料。再者，控制部30計算本次取得的測量點PA上的預定波長中之光譜強度與上次取得的預定波長中的測量點PA之光譜強度的差值。接著，控制部30將該差值與預定閾值進行比較。該閾值係藉由實驗等預先確定，並預先儲存於控制部30。

本次取得的預定波長中之光譜強度與上次取得的預定波長中之光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，控制部30決定擦光墊252已到達更換時機（亦即壽命），並輸出催促更換擦光墊252的警報（第1警報）。在一實施態樣中，本次取得的預定波長中之光譜強度與上次取得的預定波長中之光譜強度的差值小於預定閾值，且本次取得的光譜強度圖之反曲點的切線斜率與上次取得的光譜強度圖之反曲點的切線斜率的差值小於預定閾值的情況下，控制部30亦可決定擦光墊252已到達更換時機（亦即壽命）。一實施形態中，控制部30亦可在發出第1警報的同時停止將基板W運送至擦光處理裝置的運作。差值小於預定閾值的情況下，控制部30將下一片基板W運送至擦光處理裝置，繼續基板W的擦光處理。

一實施形態中，控制部30亦可在差值小於預定閾值後，再將預定處理片數NB的基板W進行擦光處理後，發出催促更換擦光墊252的警報，同時停止將下一片基板W運送至擦光處理裝置的運作。

上述實施形態，其記載之目的係使本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠實施本發明。本領域具有通常知識者當然能夠完成上述實施形態的各種變化例，亦可將本發明之技術思想應用於其他實施形態。例如，上述基板清洗裝置亦可不安裝於CMP裝置而為獨立的裝置。又，亦可將學習上述清洗工具之更換時機的機械學習器之實施形態應用於學習研磨墊及/或擦光墊之更換時機的機械學習器。因此，本發明並不限定於已記載之實施形態，而可解釋成依照由申請專利範圍所定義之技術思想的最廣泛範圍。 ［產業上的可利用性］

本發明可應用於一邊對半導體基板、玻璃基板、液晶面板等的基板供給清洗液一邊以清洗工具擦洗該基板的基板清洗裝置及基板清洗方法。再者，本發明可應用於研磨基板表面的研磨裝置。再者，本發明可應用於一種擦光處理裝置，其係對於研磨處理後的基板，一邊將直徑小於基板的接觸構件壓附於基板並使其相對運動，一邊對於基板微量地進行追加研磨或將基板的附著物去除及清洗。再者，本發明可應用於搭載有基板清洗裝置、研磨裝置及擦光處理裝置中至少任一者的基板處理裝置。再者，本發明可應用於學習清洗工具之更換時機、研磨墊之更換時機及擦光構件之更換時機中至少一者的機械學習器。

1:基板處理裝置 10:殼體 12:裝載埠 14a,14b,14c,14d:研磨單元 16:第1清洗單元（第1基板清洗裝置） 18:第2清洗單元（第2基板清洗裝置） 20:乾燥單元 22:第1基板運送機械手臂 24:基板運送單元 26:第2基板運送機械手臂 28:第3基板運送機械手臂 30:控制部 30a:處理器 30b:儲存裝置 32:清洗區域 34:順向清洗區域 35:逆向清洗區域 41:基板保持部 42:筆狀海綿（清洗工具） 44:臂部 45:滾輪 46:沖洗液供給噴嘴 47:化學液供給噴嘴 48:上側滾筒臂 48a:臂部 48b:支撐部 50:旋繞軸 51:清洗工具移動機構 53:升降機構 54:導軌 55:升降驅動機構 58:水平移動機構 60:表面性狀測量裝置 61:攝影裝置 62:照相機單元 61A,61B,61C:攝影裝置 62A,62B,62C:照相機單元 63A,63B:照相機移動機構 64A,64B,64C:纜線 65:影像處理單元 70:純水供給噴嘴 71,72,73,74:保持滾輪 75:基板旋轉機構 77,78:海綿滾筒（清洗工具） 77A:芯材 77B:擦洗構件 77C:凸塊 80:清洗構件 81:清洗面 81a:中央部 81b:傾斜部 85:上側沖洗液供給噴嘴 85A:沖洗液供給噴嘴 85B:沖洗液供給噴嘴 87:上側化學液供給噴嘴 87A:化學液供給噴嘴 87B:化學液供給噴嘴 90:軸承裝置 90a:軸承 93:電動機 93a:驅動軸 93b:轉矩感測器 94:聯軸器 95:旋轉軸 97:振動感測器 100:清洗工具清洗裝置 102:清洗槽 104:抵接構件 105:觀察壁 112:驅動裝置 113:排液管 114:粒子計數器 122:超音波發射器 131:平台馬達 133:研磨墊 133a:研磨面 135:研磨台 135a:平台軸 136:研磨頭軸 137:研磨頭 138:研磨液供給噴嘴 140:修整裝置 141:修整器 142:研磨頭臂部 143:研磨頭旋繞軸 154:研磨頭旋繞馬達 200:擦光台 250:擦光處理組件 252:擦光墊 255:擦光頭 256:擦光臂 270:液體供給系統 271:純水噴嘴 272:化學液噴嘴 273:漿液噴嘴 280:調整部 281:修整台 282:修整器 300:機械學習器 301:狀態觀測部 302:更換資料取得部 303:學習部 310:更換判定部 350:輸入層 351:隱藏層 352:輸出層 C1,C2:交點 CL1:中心軸（旋轉軸） CL2:旋轉軸 L,Lf,Li:長度 T:逆轉點 Vr:上側海綿滾筒77之旋轉速度 Vw:基板W之旋轉速度 Vs:相對速度 GR1:凸塊群 GR2:凸塊群 CRp:中央區域 ERp:外緣區域 CP:中心 P1:退避位置 P2:退避位置 PA,PB:點 PC:測量點 Fia1,Fib1,Fua1,Fua2:劣化區域 W:基板

圖1係顯示具備一實施形態之基板清洗裝置的基板處理裝置之整體構成的俯視圖。 圖2係示意性地顯示第1清洗單元的立體圖。 圖3係示意性地顯示旋轉自如地支撐圖2所示之上側海綿滾筒的上側滾筒臂之一例的側視圖。 圖4係概略顯示清洗工具移動單元之一例的立體圖。 圖5A係示意性地顯示圖2所示之上側海綿滾筒的立體圖。 圖5B係示意性地顯示圖5A所示之上側海綿滾筒的變化例的立體圖。 圖6係概略顯示擦洗中的上側海綿滾筒與基板之關係的立體圖。 圖7係概略顯示擦洗中的上側海綿滾筒與基板之關係的俯視圖。 圖8A係概略顯示順向清洗區域中的基板與上側海綿滾筒以及該基板與該海綿滾筒之旋轉速度的圖。 圖8B係概略顯示逆向清洗區域中的基板與上側海綿滾筒及該基板與該海綿滾筒之旋轉速度的圖。 圖9A係示意顯示基板上出現該基板之旋轉速度與上側海綿滾筒之旋轉速度的相對速度大小變成零之逆轉點T的情況中，沿著上側海綿滾筒之長邊方向的相對速度變化之一例的圖。 圖9B係示意顯示基板上未出現該基板之旋轉速度與上側海綿滾筒之旋轉速度的相對速度大小變成零之逆轉點T的情況中，沿著上側海綿滾筒之長邊方向的相對速度變化之一例的圖。 圖10A係示意顯示在出現圖9A所示之逆轉點T的實施形態中，未使用之上側海綿滾筒中的點PA及點PB上的凸塊(nodule)之前端的圖。 圖10B係示意顯示擦洗預定片數的基板後點PA及點PB上的凸塊之前端的圖。 圖10C係示意顯示進一步擦洗預定片數的基板後點PA及點PB上的凸塊之前端的圖。 圖11A係示意顯示在未出現圖9B所示之逆轉點T的實施形態中，未使用之上側海綿滾筒中的點PA及點PB上的凸塊之前端的圖。 圖11B係示意顯示擦洗預定片數的基板後點PA及點PB上的凸塊之前端的圖。 圖11C係示意顯示進一步擦洗預定片數的基板後點PA及點PB上的凸塊之前端的圖。 圖12係示意顯示一實施形態之表面性狀測量裝置的圖。 圖13A係未使用之上側海綿滾筒之凸塊的二極化影像資料之一例。 圖13B係擦洗預定片數的基板後上側海綿滾筒之凸塊的二極化影像資料之一例。 圖14係示意顯示藉由攝影裝置作成的光譜圖案之一例的圖。 圖15係顯示測量點的暗部面積與測量點的暗部面積的差值之一例的表格。 圖16係用以說明參照圖15所說明的決定上側海綿滾筒之更換時機的方法之變化例的圖表。 圖17A係顯示從擦洗預定片數的基板後的2個測量點中的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的圖。 圖17B係顯示從進一步擦洗預定片數的基板W後的2個測量點PA、PB上的高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的圖。 圖18係顯示從在1個測量點PA取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖之變化的圖。 圖19係放大顯示圖18的實線與一點鏈線之交點以及一點鏈線與二點鏈線之交點附近的圖。 圖20係顯示擦洗預定片數的基板後，在1個測量點取得之光譜強度的變化之一例的表格。 圖21係示意顯示另一實施形態之表面性狀測量裝置的圖。 圖22係示意顯示清洗工具清洗裝置之一例的圖。 圖23係示意顯示一邊將基板保持鉛直姿勢一邊以海綿滾筒清洗該基板表面之例的圖。 圖24係示意顯示一邊將基板保持其表面傾斜的狀態一邊以海綿滾筒清洗該基板表面之例的圖。 圖25係示意性地顯示圖1所示之基板處理裝置的第2清洗單元的立體圖。 圖26A係示意顯示取得筆狀海綿之表面資料的表面性狀測量裝置之一例的圖。 圖26B係圖26A所示之筆狀海綿的仰視圖。 圖26C係示意顯示圖26A所示之表面性狀測量裝置的變化例的圖。 圖27係示意顯示機械學習器之一例的圖。 圖28係示意顯示類神經網路的結構之一例的圖。 圖29A係示意顯示艾爾曼網路之時間軸展開的圖。 圖29B係示意顯示誤差反向傳播算法之超時反向傳播算法的圖。 圖30係示意性地顯示一實施形態之研磨單元（研磨裝置）的立體圖。 圖31係示意顯示在研磨墊上擺動之研磨頭的態樣的圖。 圖32係示意顯示表面性狀測量裝置的2個攝影裝置在研磨墊的半徑方向上不同的2個測量點取得表面資料之態樣的圖。 圖33係示意顯示一實施形態之擦光處理裝置的圖。 圖34係示意顯示表面性狀測量裝置的2個攝影裝置在擦光墊的半徑方向上不同的2個測量點取得表面資料之態樣的圖。

30:控制部 60:表面性狀測量裝置 61A,61B,61C:攝影裝置 63A,63B:照相機移動機構 77:海綿滾筒（清洗工具） 93b:轉矩感測器 97:振動感測器 CL2:旋轉軸 PA,PB:點 PC:測量點 T: 逆轉點

Claims (13)

1. 一種基板清洗裝置，其特徵為具備： 基板保持部，保持基板； 清洗工具，在清洗液的存在下與前述基板滑動接觸，藉此清洗前述基板； 表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述清洗工具之表面性狀的表面資料；及 控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述清洗工具的更換時機； 其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置； 前述控制部於每次擦洗預定片數的基板，就取得從前述清洗工具的1個測量點中的前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的關係圖作為前述清洗工具的表面資料， 於每次擦洗預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。
2. 如請求項1所述之基板清洗裝置，其進一步在光譜強度相對於各波長的關係圖之反曲點的切線斜率的變化量成為預定閾值以下的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。
3. 一種基板清洗方法，其特徵為包含下述步驟： 一邊對基板供給清洗液，一邊在前述清洗液的存在下使清洗工具與前述基板滑動接觸，藉此清洗前述基板， 於每次擦洗預定片數的前述基板，就在前述清洗工具的1個測量點取得前述清洗工具的表面資料， 根據取得之表面資料的差值，來決定前述清洗工具的更換時機； 其中，取得前述表面資料的步驟，係取得從藉由攝影裝置所取得之高光譜影像資料轉換而成的光譜強度圖的步驟，光譜強度圖是光譜強度相對於各波長的關係圖； 決定前述清洗工具之更換時機的步驟，係於每次擦洗預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機步驟。
4. 如請求項3所述之基板清洗方法，其進一步在光譜強度圖之反曲點的切線斜率的變化量成為預定閾值以下的情況下，決定前述清洗工具已到達更換時機。
5. 一種研磨裝置，其特徵為具備： 研磨台，支撐研磨墊； 研磨頭，將基板壓附於前述研磨墊； 表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述研磨墊之表面性狀的表面資料；及 控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述研磨墊的更換時機； 其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置； 前述控制部於每次研磨預定片數的基板，就取得從前述研磨墊的1個測量點中的前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的關係圖作為前述研磨墊的表面資料， 於每次研磨預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述研磨墊已到達更換時機。
6. 如請求項5所述之研磨裝置，其進一步在光譜強度相對於各波長的關係圖之反曲點的切線斜率的變化量成為預定閾值以下的情況下，決定前述研磨墊已到達更換時機。
7. 一種擦光處理裝置，其特徵為具備： 擦光台，保持基板； 擦光構件，直徑小於前述基板，接觸前述基板來進行精加工處理； 擦光頭，保持前述擦光構件； 表面性狀測量裝置，以非接觸方式取得顯示前述擦光構件之表面性狀的表面資料；及 控制部，連接於前述表面性狀測量裝置，根據前述表面資料來決定前述擦光構件的更換時機； 其中，前述表面性狀測量裝置係可取得高光譜影像資料的攝影裝置； 前述控制部於每次將預定片數的基板進行精加工處理，就取得從前述擦光構件的1個測量點中的前述高光譜影像資料轉換而成的光譜強度相對於各波長的關係圖作為前述擦光構件的表面資料， 於每次研磨預定片數的基板就得的、前述測量點上於預定波長中的前述光譜強度的差值小於預定閾值的情況下，決定前述擦光構件已到達更換時機。
8. 如請求項7所述之擦光處理裝置，其進一步在光譜強度相對於各波長的關係圖之反曲點的切線斜率的變化量成為預定閾值以下的情況下，決定前述擦光構件已到達更換時機。
9. 一種基板處理裝置，其特徵為具備如請求項1至2中任一項所述之基板清洗裝置、如請求項5至6中任一項所述之研磨裝置及如請求項7至8中任一項所述之擦光處理裝置中至少任一者。
10. 一種機械學習器，係用於學習如請求項1至2中任一項所述之基板清洗裝置中設置之清洗工具的更換時機、如請求項5至6中任一項所述之研磨裝置中設置之研磨墊的更換時機及如請求項7至8中任一項所述之擦光處理裝置中設置之擦光構件的更換時機中至少一者，其特徵為具備： 狀態觀測部，取得至少包含前述表面資料的狀態變數； 更換資料取得部，取得與前述狀態變數配對的更換資料，該更換資料已判定是否應該更換前述清洗工具、是否應該更換前述研磨墊及是否應該更換前述擦光構件中至少一者；及 學習部，根據由前述狀態變數及前述更換資料的組合所構成的訓練資料集，學習前述清洗工具之適當更換時機、前述研磨墊之適當更換時機及前述擦光構件之適當更換時機中至少一者。
11. 如請求項10所述之機械學習器，其中，前述狀態變數中進一步包含振動計的輸出值，該振動計係安裝於旋轉自如地支撐前述清洗工具的軸承上。
12. 如請求項10或11所述之機械學習器，其中，前述狀態變數中進一步包含轉矩感測器的輸出值，該轉矩感測器設於使前述清洗工具旋轉的電動機上。
13. 如請求項10或11所述之機械學習器，其中，前述狀態變數中進一步包含粒子計數器的測量值，該粒子計數器係測量從清洗工具清洗裝置的清洗槽排出之清洗液內的微粒數。