JP2005134167A

JP2005134167A - スポッタ装置

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Publication number: JP2005134167A
Application number: JP2003368191A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Miyake; 淳三宅; Masato Miyake; 正人三宅; Kotaro Yamaguchi; 幸太郎山口; Kazushige Ikeda; 一繁池田; Motohiro Terao; 元宏寺尾
Original assignee: KUBOTA KONPUSU KK; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: KUBOTA KONPUSU KK; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無に加えて吐出量も検出し、この検出に基づいて試験用液体の吐出量を調整することが可能なスポッタ装置を提供する。
【解決手段】タンク内の水圧を利用して吐出ノズル７内の試験用液体３を押出す電磁弁１５が設けられ、検出手段１７は、吐出ノズル７から吐出されて基板２へ落下する途中の試験用液体３に向って発光する発光用の光ファイバー１８と、発光用の光ファイバー１８から発せられた光１９を受光する受光用の光ファイバー２０とで構成され、制御部は、受光用の光ファイバー２０で受光される受光量の減少とその減少時間とに基づいて、吐出ノズル７から吐出された試験用液体３の有無と吐出量を求め、この吐出量が適正になるように電磁弁１５の開時間を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、プレート上にＤＮＡ等の溶液（試験用液体）をナノリットルオーダーで滴下してマイクロアレイを作成する場合などに用いられるスポッタ装置に関する。

従来、マイクロアレイを作成するスポッタ装置として、ＤＮＡ等の溶液（試験用液体）を複数のノズルから微少量だけ吐出してプレート上に滴下するものがある（特許文献１参照）。

これによると、例えば溶液の粘性が高い場合、ノズルの先端に溶液が付着してしまい、溶液が滴下しなかったり、或いは溶液の吐出量が変動してしまうといった問題があった。また、溶液をノズルから吐出する際、ノズル先端の汚れや詰りによって溶液が斜めに飛び出してプレート上に滴下され、プレート上の溶液の形状が正規の円形にならず、楕円形や星形に変形してしまうといった問題があった。さらに、プレート上に滴下された溶液のうち、隣り合う溶液同士が重なってしまうといった問題もあった。

上記のようにノズルの先端に溶液が付着してしまって溶液が滴下しないといった問題の対策として、図１８に示すように、ノズル６１から滴下された溶液６２（プローブ溶液等）の有無を検出する検出手段６３が設けられたものがある（特許文献２参照）。この検出手段６３は、ノズル６１から滴下された溶液６２に向けて投光する投光ユニット６４と、投光ユニット６４から発せられた光６５を受光する受光ユニット６６とで構成されている。

これによると、溶液６２がノズル６１から滴下された場合、投光ユニット６４から照射された光６５は溶液６２にぶつかって反射するため、受光ユニット６６への光６５の入力が減少する。これにより、溶液６２がノズル６１から滴下されたことが検出される。

しかしながら上記の従来形式では、ノズル６１からの溶液６２の吐出の有無のみしか検出されず、したがって、溶液６２をノズル６１から吐出して基板６７（ＤＮＡチップ等）上に滴下する際、溶液６２の吐出量の異常又は基板６７上の溶液６２の大きさや形状の異常を迅速かつ確実に把握することができないといった問題があり、上記のような異常に対処するために多大な時間と手間とを要した。
特開２００２−９０３６８特開２００２−２５３２００

本発明は、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無に加えて、試験用液体の吐出量又は滴下された試験用液体の大きさや形状も検出し、これらの検出に基づいて試験用液体の吐出量又は大きさや形状を調整することが可能なスポッタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明は、基板上に試験用液体を滴下するスポッタ装置であって、上記試験用液体を微少量吐出する吐出ノズルと、試験用液体を検出する検出手段と、試験用液体を吐出ノズルから吐出する際の吐出条件を調整する制御部とが設けられ、上記検出手段は、吐出ノズルから吐出されて基板へ落下する途中の試験用液体に向かって投光する投光手段と、投光手段から発せられた光を受光する受光手段とで構成され、上記制御部は、受光手段で受光される受光量の変動とその変動時間とに基づいて、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無および吐出量を求め、この吐出量が適正になるように吐出条件を調整するものである。

これによると、試験用液体が吐出ノズルから吐出されると、この試験用液体は投光手段から発せられた光を横切って基板上に滴下する。この際、受光手段で受光される受光量が変動し、受光量の変動とその変動時間とに基づいて、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無および吐出量が求められ、この吐出量が適正になるように吐出条件が調整される。これにより、試験用液体の吐出量の異常を迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。

本第２発明は、基板上に試験用液体を滴下するスポッタ装置であって、上記試験用液体を微少量吐出する吐出ノズルと、試験用液体を検出する検出手段と、上記試験用液体を吐出ノズルから吐出する際の吐出条件を調整する制御部とが設けられ、上記検出手段は吐出ノズルから基板上に滴下された後の試験用液体を撮影するカメラで構成され、上記制御部は、カメラで撮影された画像を処理して基板上の試験用液体の大きさと形状を求め、この大きさと形状が適正になるように吐出条件を調整するものである。

これによると、吐出ノズルから基板上に滴下された試験用液体はカメラにより撮影され、撮影された画像を処理して基板上の試験用液体の大きさと形状が求められ、この大きさと形状が適正になるように吐出条件が調整される。これにより、基板上に滴下された試験用液体の大きさと形状の異常を迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。

本第３発明は、基板上に試験用液体を滴下するスポッタ装置であって、上記試験用液体を微少量吐出する吐出ノズルと、試験用液体を検出する検出手段と、試験用液体を吐出ノズルから吐出する際の吐出条件を調整する制御部とが設けられ、上記検出手段は、吐出ノズルから吐出されて基板へ落下する途中の試験用液体に向かって投光する投光手段と、投光手段から発せられた光を受光する受光手段と、吐出ノズルから基板上に滴下された後の試験用液体を撮影するカメラとで構成され、上記制御部は、受光手段で受光される受光量の変動とその変動時間とに基づいて、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無および吐出量を求めるとともに、カメラで撮影された画像を処理して基板上の試験用液体の大きさと形状を求め、上記試験用液体の吐出量と大きさと形状が適正になるように吐出条件を調整するものである。

これによると、試験用液体が吐出ノズルから吐出されると、この試験用液体は投光手段から発せられた光を横切って基板上に滴下する。この際、受光手段で受光される受光量が変動し、受光量の変動とその変動時間とに基づいて、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無および吐出量が求められる。さらに、上記基板上に滴下された試験用液体はカメラにより撮影され、撮影された画像を処理して基板上の試験用液体の大きさと形状が求められる。上記のようにして求められた試験用液体の吐出量と大きさと形状が適正になるように吐出条件が調整され、これによって、試験用液体の吐出量と大きさと形状との異常を迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。

本発明によると、試験用液体の吐出量の異常や基板上に滴下された試験用液体の大きさと形状との異常を迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。また、基板に常に安定した量で所期のスポットを形成することが可能となるため、スポットの密度を上げることができる。

以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示すように、１はスポッタ装置であり、基板２（ガラス基板等）上に試験用液体３（ＤＮＡ溶液等の試料又は試薬など）をナノリットルオーダーで滴下してマイクロアレイを作成する装置である。上記スポッタ装置１には、多軸ロボット等によって前後・左右・上下方向へ移動可能な吐出ユニット６が備えられている。この吐出ユニット６には、試験用液体３を微少量吐出する複数の吐出ノズル７が設けられている。これら各吐出ノズル７は配管８を介してタンク９に接続されている。このタンク９内には蒸留水１０が貯留されており、タンク９内は、外部の空気源１１（コンプレッサ等）から供給される圧縮空気の圧力を圧力調整弁１６で調整することにより、所定の圧力に加圧されている。また、上記配管８の一端部はタンク９内の蒸留水１０の水面下に没している。

上記配管８の途中には切換弁１２を介して分岐配管１３が接続され、この分岐配管１３には、上記各吐出ノズル７の先端から吐出ノズル７内に試験用液体３を吸込むためのシリンジポンプ１４が吐出ノズル７と同数接続されている。尚、上記切換弁１２は、吐出ノズル７とタンク９とが連通する一方の切換位置と、吐出ノズル７とシリンジポンプ１４とが連通する他方の切換位置とに切換え可能に構成されている。また、上記配管８には、各吐出ノズル７と切換弁１２との間の管路を開閉する電磁弁１５が設けられている。

上記吐出ユニット６には各吐出ノズル７の先端から吐出される試験用液体３を検出する検出手段１７が複数設けられている。図２，図３に示すように、上記検出手段１７は、吐出ノズル７から吐出されて基板２へ落下する途中の試験用液体３に向かって横方向から光を発する投光用の光ファイバー１８（投光手段の一例）と、投光用の光ファイバー１８から発せられた光１９を反対側で受光する受光用の光ファイバー２０（受光手段の一例）とで構成されている。尚、上記投光用および受光用の光ファイバー１８，２０は、各吐出ノズル７に対応して一組ずつ配設されており、吐出ユニット６に取付けられた保持板（図示省略）に保持されている。

また、スポッタ装置１には、上記吐出ユニット６と切換弁１２とシリンジポンプ１４と電磁弁１５と圧力調整弁１６とを制御することによって試験用液体３を吐出ノズル７から吐出する際の吐出条件を調整する制御部２１が設けられている。さらに、制御部２１は、上記検出手段１７による検出に基づいて、吐出ノズル７から吐出された試験用液体３の有無および吐出量を求め、この吐出量が適正になるように吐出条件を調整する機能も備えている。

尚、スポッタ装置１には、試料供給部２４と、洗浄水を入れた洗浄部２５とが配置されており、上記試料供給部２４には試験用液体３を入れた複数のウェル２６が形成されている。

以下、上記構成における作用を説明する。
上記スポッタ装置１を用いてマイクロアレイを作成する場合、制御部２１による制御に基づいて、下記のような洗浄工程と吸引工程と吐出工程とが行われる。

（１）洗浄工程
吐出ユニット６を前後・左右・上下方向へ移動させて吐出ノズル７の先端部を洗浄部２５内の洗浄水に浸漬させ、切換弁１２を一方の切換位置に切換えて吐出ノズル７とタンク９とを連通させ、電磁弁１５を開く。この際、タンク９内は所定の圧力に加圧されているため、タンク９内の蒸留水１０が配管８を通って吐出ノズル７の先端から洗浄部２５へ吐出する。これにより、吐出ノズル７の内側と先端部の外側とが洗浄される。洗浄後、電磁弁１５を閉じ、吐出ユニット６を上方へ移動させて吐出ノズル７の先端部を洗浄部２５の上方へ引き上げる。

（２）吸引工程
切換弁１２を他方の切換位置に切換えて吐出ノズル７とシリンジポンプ１４とを連通させ、吐出ユニット６を前後・左右・上下方向へ移動させて吐出ノズル７の先端部を試料供給部２４のウェル２６内の試験用液体３に浸漬させ、電磁弁１５を開き、シリンジポンプ１４のピストンを下降させて、ウェル２６内の試験用液体３を吐出ノズル７の内部に吸い込む。吸い込み後、電磁弁１５を閉じ、吐出ユニット６を上方へ移動させて吐出ノズル７の先端部を試料供給部２４の上方へ引き上げる。

（３）吐出工程
吐出ユニット６を前後・左右・上下方向へ移動させて吐出ノズル７の先端部を基板２の上方へ移動させ、切換弁１２を一方の切換位置に切換えて吐出ノズル７とタンク９とを連通させ、電磁弁１５を所定時間だけ開いた後に閉じる。これにより、電磁弁１５を開いている時間だけ、タンク９内の蒸留水１０の水圧が配管８を通じて各吐出ノズル７内に作用し、各吐出ノズル７内の試験用液体３が、上記水圧によって押出されて吐出ノズル７の先端より吐出し、基板２上に滴下してスポットされる。

上述の（３）吐出工程において、検出手段１７により以下のような検出が行われる。
図４に示すように、吐出ノズル７から吐出された試験用液体３は投光用の光ファイバー１８から発せられた光１９を横切って基板２上に滴下する。この際、図５に示すように、受光用の光ファイバー２０で受光される受光量が上記試験用液体３によって遮られて一定レベルＡよりも減少し、制御部２１は、受光量の減少量Ｂ（変動量）とその減少時間Ｔ（変動時間）とに基づいて、吐出ノズル７から吐出された試験用液体３の有無および吐出量を求める。すなわち、上記吐出量は受光量が減少して一定レベルＡより落ち込んだ部分の面積に比例しており、この面積から吐出量が求められる。

上記のようにして検出された試験用液体３の吐出量が正規の値に比べて許容範囲を外れて少ない場合、制御部２１は、上記の（３）吐出工程において、電磁弁１５を開く時間を長くする。これにより、試験用液体３の吐出量が増加して正規の値に調整される。また、上記のようにして検出された試験用液体３の吐出量が正規の値に比べて許容範囲を外れて多い場合、制御部２１は、上記の（３）吐出工程において、電磁弁１５を開く時間を短くする。これにより、試験用液体３の吐出量が減少して正規の値に調整される。

尚、（３）吐出工程において、電磁弁１５を開閉したけれども、吐出ノズル７から吐出されるべき試験用液体３を検出できなかった場合、制御部２１は、試験用液体３が吐出されていないと判断し、再度、吐出工程を実行する。

したがって、試験用液体３の吐出量の異常を迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。また、検出手段としてフレキシブルな光ファイバー１８，２０を用いたため、取付けの際に自由度があり、微妙な位置調整も容易に行える。

上記第１の実施の形態では、検出された試験用液体３の吐出量が正規の値に比べて少ない場合、電磁弁１５を開く時間を長くし、検出された試験用液体３の吐出量が正規の値に比べて多い場合、電磁弁１５を開く時間を短くしているが、検出された試験用液体３の吐出量が正規の値に比べて少ない場合、制御部２１は、圧力調整弁１６を制御して、空気源１１からタンク９内へ供給される圧縮空気の圧力を上げてもよい。これにより、タンク９内の蒸留水１０の水圧も上がり、この水圧によって吐出ノズル７内の試験用液体３が押出されて吐出するため、試験用液体３の吐出量が増加して正規の値に調整される。反対に、検出された試験用液体３の吐出量が正規の値に比べて多い場合、制御部２１は、圧力調整弁１６を制御して、空気源１１からタンク９内へ供給される空気の圧力を下げてもよい。これにより、タンク９内の蒸留水１０の水圧も下がり、この水圧によって吐出ノズル７内の試験用液体３が押出されて吐出するため、試験用液体３の吐出量が減少して正規の値に調整される。

上記第１の実施の形態では、投光用の光ファイバー１８から発せられた光１９が直進して反対側で対向する受光用の光ファイバー２０に受光されるように配置されているが、第２の実施の形態では、図６に示すように、投光用の光ファイバー１８から発せられた光１９が吐出ノズル７から吐出された試験用液体３に当って反射（散乱）し、この時の反射光（散乱光）を受光用の光ファイバー２０で受光するように構成されている。

また、第３の実施の形態では、図７，図８に示すように、横一列に配列された複数の吐出ノズル７ａ〜７ｈに対して、１つのレーザー光源３１（投光手段の一例）と、各吐出ノズル７ａ〜７ｈに対応した複数の受光用の光ファイバー２０ａ〜２０ｈ（受光手段の一例）とが設けられている。上記レーザー光源３１は吐出ノズル７ａ〜７ｈの配列方向Ｃへレーザー光３２を発するものであり、レーザー光源３１の反対側にはレーザー光３２を遮蔽する遮蔽板３３が対向して設けられ、上記各吐出ノズル７ａ〜７ｈはレーザー光源３１と遮蔽板３３との間に配列されている。また、各受光用の光ファイバー２０ａ〜２０ｈは吐出ノズル７の配列方向に対し横から直交して対向している。尚、上記レーザー光源３１と遮蔽板３３と受光用の光ファイバー２０ａ〜２０ｈとはそれぞれ、吐出ユニット６に取付けられた保持板（図示省略）に保持されている。

これによると、上記（３）吐出工程において、試験用液体３は、全ての吐出ノズル７ａ〜７ｈから同時に吐出されるのではなく、各吐出ノズル７ａ〜７ｈごとに１本ずつ吐出される。例えば、レーザー光源３１に最も近い一端部の吐出ノズル７ａから試験用液体３が吐出された場合、レーザー光源３１から発せられたレーザー光３２が試験用液体３に当って散乱し、この時の散乱光３４が一端部の受光用の光ファイバー２０ａで受光される。これにより、制御部２１は、上記吐出ノズル７ａから試験用液体３が吐出されたと判断する。

また、試験用液体３が吐出ノズル７ａから吐出されていない場合、レーザー光源３１から発せられたレーザー光３２は、一端部の受光用の光ファイバー２０ａで受光されず、直進して遮蔽板３３に当り遮蔽される。したがって、上記（３）吐出工程において、試験用液体３を吐出ノズル７ａから吐出するために電磁弁１５を開閉したけれども、散乱光３４が受光用の光ファイバー２０ａで受光されない場合、制御部２１は、試験用液体３が吐出されていないと判断し、再度、吐出工程を実行する。

上記吐出ノズル７ａと同様に、他の吐出ノズル７ｂ〜７ｈに対しても上記のような検出を行うことにより、スポットの抜けを検出して防止することができる。
上記第３の実施の形態では、遮蔽板３３に向かってレーザー光３２を発するレーザー光源３１を設けたが、レーザー光源３１の代わりに投光用の光ファイバー１８を設けてもよい。

上記第３の実施の形態では、図８に示すように吐出ノズル７ａ〜７ｈと同数の受光用の光ファイバー２０ａ〜２０ｈを設けているが、第４の実施の形態として、図９，図１０に示すように、複数の吐出ノズル７ａ〜７ｈに対して、１本の投光用の光ファイバー１８と１本の受光用の光ファイバー２０とを設けたものであってもよい。すなわち、上記投光用の光ファイバー１８は吐出ノズル７ａ〜７ｈの配列方向Ｃへ光１９を発するものであり、また、上記受光用の光ファイバー２０は、投光用の光ファイバー１８の反対側に対向して設けられ、上記光１９を受光するものである。各吐出ノズル７ａ〜７ｈは上記一対の光ファイバー１８，２０間に配列されている。尚、一対の光ファイバー１８，２０はそれぞれ、吐出ユニット６に取付けられた保持板（図示省略）に保持されている。

これによると、上記（３）吐出工程において、試験用液体３は、全ての吐出ノズル７ａ〜７ｈから同時に吐出されるのではなく、各吐出ノズル７ａ〜７ｈごとに１本ずつ吐出される。例えば、投光用の光ファイバー１８に最も近い一端部の吐出ノズル７ａから試験用液体３が吐出された場合、この試験用液体３は投光用の光ファイバー１８から発せられた光１９を横切って基板２上に滴下する。この際、受光用の光ファイバー２０で受光される受光量が上記試験用液体３によって遮られて減少し、これにより、制御部２１は、上記吐出ノズル７ａから試験用液体３が吐出されたと判断するとともに、吐出量を求める。

また、試験用液体３が吐出ノズル７ａから吐出されていない場合、投光用の光ファイバー１８から発せられた光１９は、試験用液体３に遮られることなく、そのまま直進して受光用の光ファイバー２０へ受光される。したがって、上記（３）吐出工程において、試験用液体３を吐出ノズル７ａから吐出するために電磁弁１５を開閉したけれども、受光用の光ファイバー２０で受光される受光量が減少しない場合、制御部２１は、試験用液体３が吐出されていないと判断し、再度、吐出工程を実行する。

上記吐出ノズル７ａと同様に、他の吐出ノズル７ｂ〜７ｈに対しても上記のような検出を行うことにより、スポットの抜けを検出して防止することができる。
また、１本の投光用の光ファイバー１８と１本の受光用の光ファイバー２０とを用いて、複数の吐出ノズル７ａ〜７ｈに対する試験用液体３の吐出を検出することができるため、投光用の光ファイバー１８や受光用の光ファイバー２０の設置数を減らすことができ、スポッタ装置１の小型化やコストダウンを図ることができる。

上記第４の実施の形態では、図９，図１０に示すように、投光用の光ファイバー１８から直線状の光１９を受光用の光ファイバー２０に向けて投光することにより、上記両光ファイバー１８，１９間に直線状の光軸を形成しているが、第５の実施の形態として、図１１に示すように、投光用の光ファイバー１８から帯状の光１９を受光用の光ファイバー２０に向けて投光することにより、上記両光ファイバー１８，２０間に帯状の光軸を形成してもよい。尚、この場合、上記両光ファイバー１８，２０の先端部分には、上記光１９を直線状から帯状に広げる特殊なレンズ（図示省略）が内蔵されている。また、上記光１９は配列方向Ｃに対して直交する水平方向に広がった帯状に形成されている。

これによると、各吐出ノズル７ａ〜７ｈの製作のばらつきや取付位置のばらつき等があるため、上記第４の実施の形態の直線状の光１９（図１０参照）では、両光ファイバー１８，２０の取付位置と各吐出ノズル７ａ〜７ｈからの試験用液体３の吐出位置とを調節するのに手間を要するが、図１１に示した第５の実施の形態のように、光１９を直線状から幅広の帯状に形成することによって、上記位置調整の際の自由度が増し、位置調整が容易になる。

上記第５の実施の形態では、受光手段として、レンズを内蔵した受光用の光ファイバー２０を用いたが、受光用の光ファイバー２０の代わりに、ＣＣＤ等のラインセンサを用いてもよい。これによると、上記受光用の光ファイバー２０では受光部分が所定の幅を有するため、受光部分に対する試験用液体３の液滴の大きさが小さくなり、試験用液体３が通過した場合と通過していない場合との信号の変化が微小になるので、検出感度を上げることが困難である。これに対して、受光用の光ファイバー２０の代わりに上記ＣＣＤ等のラインセンサを用いた場合、ラインセンサでは、試験用液体３が通過すると、どこかの画素が遮光されることになり、したがって、画素光量の感度の変化が大きく、検出感度を上げることができる。

また、上記第５の実施の形態では、投光手段として、レンズを内蔵した投光用の光ファイバー１８を用いたが、投光用の光ファイバー１８の代わりに、受光用の光ファイバー２０に向かってレーザー光３２を発するレーザー光源３１を設けてもよい。これによると、レーザー光３２は広がらずに直進性を保ったままで遠距離まで到達するため、受光用の光ファイバー２０までの距離が長い場合であっても、精度の良い検出が可能となる。

尚、上記第５の実施の形態では、両光ファイバー１８，２０の先端部分に内蔵されたレンズ（図示省略）によって光１９を帯状に広げているが、直線状の光１９を投光する投光用の光ファイバー１８を複数本束ねることにより、光１９を帯状に形成し、直線状の光１９を受光する受光用の光ファイバー２０を複数本束ねることにより、上記帯状の光１９を受光してもよい。

上記第１の実施の形態では、図２に示すように検出手段１７に光ファイバー１８，２０を用いたが、以下に説明する第６の実施の形態では、図１２〜図１４に示すように、検出手段４１にエリアカメラ４２を用いている。すなわち、上記エリアカメラ４２は、各吐出ノズル７から基板２上に滴下された後の試験用液体３を撮影するものであり、吐出ユニット６に１台設置されており、１枚の基板２の全範囲を撮影することができる。

また、制御部２１は、エリアカメラ４２で撮影された画像を処理して基板２上にスポットされた試験用液体３の直径（大きさ）と形状を求め、この直径と形状が適正になるように吐出条件を調整する機能を備えている。

これによると、上述した（３）吐出工程において、上記エリアカメラ４２により以下のような検出が行われる。
すなわち、各吐出ノズル７から基板２上に滴下された後の試験用液体３はエリアカメラ４２により撮影され、画像処理によって、基板２上にスポットされた試験用液体３の直径と形状とが求められる。

上記のようにして求められた試験用液体３の直径が正規の値に比べて許容範囲を外れて小さい場合、制御部２１は、上記の（３）吐出工程において、電磁弁１５を開く時間を長くする。これにより、試験用液体３の吐出量が増加して直径が正規の値に調整される。反対に、上記のようにして検出された試験用液体３の直径が正規の値に比べて許容範囲を外れて大きい場合、制御部２１は、上記の（３）吐出工程において、電磁弁１５を開く時間を短くする。これにより、試験用液体３の吐出量が減少して直径が正規の値に調整される。

また、上記のようにして求められた試験用液体３の形状が、正規の円形ではなく、楕円形や星形に変形している場合、制御部２１は、吐出ノズル７が汚れたり詰っていると判断し、上述した（１）洗浄工程を行って各吐出ノズル７を洗浄する。これにより、各吐出ノズル７の汚れや詰りが取除かれ、基板２上にスポットされた試験用液体３の形状が正規の円形になる。

尚、上記のように各吐出ノズル７を洗浄したにもかかわらず、試験用液体３の形状が楕円形や星形に変形している場合には、制御部２１が吐出ノズル７の交換をパソコンのモニター画面上などに表示する。これにより、作業者が吐出ノズル７を新品のものに交換する。

したがって、基板２上に滴下された試験用液体３の直径（大きさ）や形状の異常を迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。

上記第６の実施の形態では、検出された試験用液体３の直径が正規の値に比べて小さい場合、電磁弁１５を開く時間を長くし、検出された試験用液体３の直径が正規の値に比べて大きい場合、電磁弁１５を開く時間を短くしているが、検出された試験用液体３の直径が正規の値に比べて小さい場合、制御部２１は、圧力調整弁１６を制御して、空気源１１からタンク９内へ供給される空気の圧力を上げてもよい。これにより、タンク９内の蒸留水１０の水圧も上がり、この水圧によって吐出ノズル７内の試験用液体３が押出されて吐出するため、試験用液体３の吐出量が増加して直径が正規の値に調整される。反対に、検出された試験用液体３の直径が正規の値に比べて大きい場合、制御部２１は、圧力調整弁１６を制御して、空気源１１からタンク９内へ供給される空気の圧力を下げてもよい。これにより、タンク９内の蒸留水１０の水圧も下がり、この水圧によって吐出ノズル７内の試験用液体３が押出されて吐出するため、試験用液体３の吐出量が減少して直径が正規の値に調整される。

上記第６の実施の形態では、１台のエリアカメラ４２で基板２の全範囲を撮影しているが、複数台のエリアカメラ４２で基板２の全範囲を撮影してもよい。また、第７の実施の形態として、図１５，図１６に示すように、複数台の顕微鏡カメラ４３（又はＣＣＤカメラでもよい）を複数本の各吐出ノズル７ごとに１対１で対応させて設け、１本の吐出ノズル７から基板２上にスポットされた試験用液体３を１台の顕微鏡カメラ４３で撮影してもよい。

上記第１の実施の形態では、図２に示すように検出手段１７に投光用および受光用の光ファイバー１８，２０を用い、上記第６の実施の形態では、図１３に示すように検出手段４１にエリアカメラ４２を用いたが、以下に説明する第８の実施の形態では、図１７に示すように、検出手段４５として、投光用および受光用の光ファイバー１８，２０とエリアカメラ４２との両方を用いている。

これによると、各吐出ノズル７から吐出される試験用液体３の吐出量の異常と基板２上に滴下された試験用液体３の直径や形状の異常とを迅速かつ確実に把握することができ、上記のような異常に対処するために要する時間と手間とを大幅に縮小できる。

上記各実施の形態では、電磁弁１５を用いて各吐出ノズル７と切換弁１２との間の管路を開閉しているが、上記電磁弁１５の代わりにピエゾバルブ等を用いてもよい。

本発明の第１の実施の形態におけるスポッタ装置の構成を示す図である。同、スポッタ装置に設けられた検出手段の側面図である。図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。同、スポッタ装置に設けられた検出手段の側面図であり、試験用液体が滴下された状態を示す。同、スポッタ装置に設けられた検出手段で試験用液体を検出する際の時間と受光量との関係を示すグラフである。本発明の第２の実施の形態におけるスポッタ装置に設けられた検出手段の側面図である。本発明の第３の実施の形態におけるスポッタ装置に設けられた検出手段の正面図である。図７におけるＸ−Ｘ矢視図である。本発明の第４の実施の形態におけるスポッタ装置に設けられた検出手段の正面図である。図９におけるＸ−Ｘ矢視図である。本発明の第５の実施の形態におけるスポッタ装置に設けられた検出手段の平面図である。本発明の第６の実施の形態におけるスポッタ装置の構成を示す図である。同、スポッタ装置に設けられた検出手段の斜視図である。同、スポッタ装置に設けられた検出手段の正面図である。本発明の第７の実施の形態におけるスポッタ装置に設けられた検出手段の正面図である。同、スポッタ装置に設けられた検出手段の側面図である。本発明の第８の実施の形態におけるスポッタ装置に設けられた検出手段の斜視図である。従来のスポッタ装置の図である。

符号の説明

１スポッタ装置
２基板
３試験用液体
７吐出ノズル
１７検出手段
１８発光用の光ファイバー
１９光
２０，２０ａ〜２０ｈ受光用の光ファイバー
２１制御部
４１検出手段
４２エリアカメラ
４３顕微鏡カメラ
４５検出手段
Ｔ減少時間（変動時間）

Claims

基板上に試験用液体を滴下するスポッタ装置であって、上記試験用液体を微少量吐出する吐出ノズルと、試験用液体を検出する検出手段と、試験用液体を吐出ノズルから吐出する際の吐出条件を調整する制御部とが設けられ、上記検出手段は、吐出ノズルから吐出されて基板へ落下する途中の試験用液体に向かって投光する投光手段と、投光手段から発せられた光を受光する受光手段とで構成され、上記制御部は、受光手段で受光される受光量の変動とその変動時間とに基づいて、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無および吐出量を求め、この吐出量が適正になるように吐出条件を調整することを特徴とするスポッタ装置。
基板上に試験用液体を滴下するスポッタ装置であって、上記試験用液体を微少量吐出する吐出ノズルと、試験用液体を検出する検出手段と、上記試験用液体を吐出ノズルから吐出する際の吐出条件を調整する制御部とが設けられ、上記検出手段は吐出ノズルから基板上に滴下された後の試験用液体を撮影するカメラで構成され、上記制御部は、カメラで撮影された画像を処理して基板上の試験用液体の大きさと形状を求め、この大きさと形状が適正になるように吐出条件を調整することを特徴とするスポッタ装置。
基板上に試験用液体を滴下するスポッタ装置であって、上記試験用液体を微少量吐出する吐出ノズルと、試験用液体を検出する検出手段と、試験用液体を吐出ノズルから吐出する際の吐出条件を調整する制御部とが設けられ、上記検出手段は、吐出ノズルから吐出されて基板へ落下する途中の試験用液体に向かって投光する投光手段と、投光手段から発せられた光を受光する受光手段と、吐出ノズルから基板上に滴下された後の試験用液体を撮影するカメラとで構成され、上記制御部は、受光手段で受光される受光量の変動とその変動時間とに基づいて、吐出ノズルから吐出された試験用液体の有無および吐出量を求めるとともに、カメラで撮影された画像を処理して基板上の試験用液体の大きさと形状を求め、上記試験用液体の吐出量と大きさと形状が適正になるように吐出条件を調整することを特徴とするスポッタ装置。