図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１の正面図である。図２は、基板処理装置１の平面図である。図２では、基板処理装置１の向きを図１から変更している。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１では、基板９に対して液体が吐出されて所定の処理が行われる。本実施の形態では、基板９上に洗浄液の液滴を吐出することにより、基板９上からパーティクル等を除去する洗浄処理が行われる。
FIG. 1 is a front view of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the substrate processing apparatus 1. In FIG. 2, the orientation of the substrate processing apparatus 1 is changed from FIG. The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that processes semiconductor substrates 9 (hereinafter simply referred to as “substrates 9”) one by one. In the substrate processing apparatus 1, a liquid is discharged to the substrate 9 to perform a predetermined process. In the present embodiment, a cleaning process for removing particles and the like from the substrate 9 is performed by discharging droplets of the cleaning liquid onto the substrate 9.
図１および図２に示すように、基板処理装置１は、基板保持部２１と、カップ部２２と、基板回転機構２３と、処理液供給部３と、ヘッド移動機構３５と、待機ポッド４と、吐出検査部５と、チャンバ６と、制御ユニットとを備える。チャンバ６は、基板保持部２１、カップ部２２、基板回転機構２３、処理液供給部３、ヘッド移動機構３５、待機ポッド４および吐出検査部５等の構成を内部空間６０に収容する。チャンバ６は、外部から内部空間６０への光の入射を遮る遮光チャンバである。図１および図２では、チャンバ６を破線にて示し、チャンバ６の内部を図示している（図１８においても同様）。
As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate processing apparatus 1 includes a substrate holding unit 21, a cup unit 22, a substrate rotating mechanism 23, a processing liquid supply unit 3, a head moving mechanism 35, and a standby pod 4. , A discharge inspection unit 5, a chamber 6, and a control unit. The chamber 6 accommodates the configuration of the substrate holding unit 21, the cup unit 22, the substrate rotating mechanism 23, the processing liquid supply unit 3, the head moving mechanism 35, the standby pod 4, the discharge inspection unit 5, etc. in the internal space 60. The chamber 6 is a light shielding chamber that blocks light from entering the internal space 60 from the outside. 1 and 2, the chamber 6 is indicated by a broken line, and the inside of the chamber 6 is illustrated (the same applies to FIG. 18).
基板保持部２１は、チャンバ６内において基板９の一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を上側に向けた状態で基板９を保持する。基板９の上面９１には、回路パターン等の微細パターンが形成されている。カップ部２２は、基板９および基板保持部２１の周囲を囲む略円筒状の部材である。基板回転機構２３は、基板保持部２１の下方に配置される。基板回転機構２３は、基板９の中心を通るとともに基板９の上面９１に垂直な回転軸を中心として、基板９を基板保持部２１と共に水平面内にて回転する。
The substrate holding unit 21 holds the substrate 9 in a state where one main surface 91 (hereinafter referred to as “upper surface 91”) of the substrate 9 is directed upward in the chamber 6. A fine pattern such as a circuit pattern is formed on the upper surface 91 of the substrate 9. The cup portion 22 is a substantially cylindrical member surrounding the substrate 9 and the substrate holding portion 21. The substrate rotation mechanism 23 is disposed below the substrate holding unit 21. The substrate rotation mechanism 23 rotates the substrate 9 together with the substrate holder 21 in a horizontal plane around a rotation axis that passes through the center of the substrate 9 and is perpendicular to the upper surface 91 of the substrate 9.
処理液供給部３は、外部混合型の二流体ノズルである吐出部３４と、吐出部３４に処理液を供給する処理液配管３２と、吐出部３４に圧縮空気等の気体を供給する気体配管３３とを備える。図２では、処理液配管３２および気体配管３３の図示を省略する。処理液としては、純水（好ましくは、脱イオン水（ＤＩＷ：deionized water））、炭酸水、アンモニア水と過酸化水素水との混合液等の液体が利用される。
The processing liquid supply unit 3 includes a discharge unit 34 that is an external mixing type two-fluid nozzle, a processing liquid pipe 32 that supplies a processing liquid to the discharge unit 34, and a gas pipe that supplies a gas such as compressed air to the discharge unit 34. 33. In FIG. 2, illustration of the processing liquid pipe 32 and the gas pipe 33 is omitted. As the treatment liquid, a liquid such as pure water (preferably deionized water (DIW)), carbonated water, a mixed solution of ammonia water and hydrogen peroxide water is used.
吐出部３４は、上下方向に延びる中心軸Ｊ３を中心とする略円柱状である。吐出部３４は、カップ部２２の内側において基板保持部２１の上方に配置される。吐出部３４の下面は、カップ部２２の上部開口２２０と、基板９の上面９１との間に位置する。吐出部３４の下面からは、下方の基板９に向けて処理液が吐出され、基板９に上述の洗浄処理が行われる。
The discharge part 34 has a substantially cylindrical shape centered on a central axis J3 extending in the vertical direction. The discharge unit 34 is disposed above the substrate holding unit 21 inside the cup unit 22. The lower surface of the discharge part 34 is located between the upper opening 220 of the cup part 22 and the upper surface 91 of the substrate 9. The processing liquid is discharged from the lower surface of the discharge unit 34 toward the lower substrate 9, and the above-described cleaning process is performed on the substrate 9.
図３は、吐出部３４の下面３４１を示す底面図である。吐出部３４の下面３４１には、液体吐出口３４２と、気体吐出口３４３とが設けられる。液体吐出口３４２は、中心軸Ｊ３を中心とする略円環状かつスリット状である。気体吐出口３４３も、中心軸Ｊ３を中心とする略円環状かつスリット状である。液体吐出口３４２は、気体吐出口３４３の径方向内側（すなわち、中心軸Ｊ３に近い側）に位置する。
FIG. 3 is a bottom view showing the lower surface 341 of the ejection unit 34. A liquid discharge port 342 and a gas discharge port 343 are provided on the lower surface 341 of the discharge unit 34. The liquid discharge port 342 has a substantially annular shape and a slit shape with the central axis J3 as the center. The gas discharge port 343 is also substantially annular and slit-shaped around the central axis J3. The liquid discharge port 342 is located on the radially inner side of the gas discharge port 343 (that is, the side close to the central axis J3).
処理液供給部３では、処理液配管３２（図１参照）から吐出部３４に供給された処理液が、液体吐出口３４２から吐出される。また、気体配管３３（図１参照）から吐出部３４に供給された気体が、液体吐出口３４２の周囲の気体吐出口３４３から噴射される。気体吐出口３４３から噴射された気体が、液体吐出口３４２から吐出された処理液に衝突することにより、多数の処理液の液滴が生成される。当該液滴は、吐出部３４から基板９に向けてスプレー状に噴射される。吐出部３４から下方に向けて噴射される液滴の分布領域は、中心軸Ｊ３に垂直な平面（すなわち、水平面）において、中心軸Ｊ３を中心とする略円環状である。当該液滴の分布領域の内径および外径は、吐出部３４から下方に離れるに従って大きくなる。
In the processing liquid supply unit 3, the processing liquid supplied from the processing liquid pipe 32 (see FIG. 1) to the discharge unit 34 is discharged from the liquid discharge port 342. Further, the gas supplied from the gas pipe 33 (see FIG. 1) to the discharge unit 34 is jetted from the gas discharge ports 343 around the liquid discharge port 342. The gas ejected from the gas ejection port 343 collides with the processing liquid ejected from the liquid ejection port 342, thereby generating a large number of droplets of the processing liquid. The liquid droplets are sprayed from the discharge unit 34 toward the substrate 9. The distribution region of the droplets ejected downward from the discharge unit 34 is a substantially annular shape centering on the central axis J3 on a plane perpendicular to the central axis J3 (that is, a horizontal plane). The inner and outer diameters of the droplet distribution region increase as the distance from the discharge unit 34 decreases.
図１および図２に示すように、ヘッド移動機構３５は、アーム３５１と、回転軸３５２と、ヘッド回転機構３５３と、ヘッド昇降機構３５４とを備える。アーム３５１は、回転軸３５２から水平方向に延びる。アーム３５１の先端部には、吐出部３４が取り付けられる。ヘッド回転機構３５３は、吐出部３４をアーム３５１と共に回転軸３５２を中心として水平方向に回転移動する。ヘッド昇降機構３５４は、吐出部３４をアーム３５１と共に上下方向に移動する。ヘッド回転機構３５３は、例えば、電動モータを備える。ヘッド昇降機構３５４は、ボールねじ機構および電動モータを備えており、吐出部３４を精密に位置決めすることができる。ヘッド昇降機構３５４は、エアシリンダを備えるものであってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the head moving mechanism 35 includes an arm 351, a rotating shaft 352, a head rotating mechanism 353, and a head lifting mechanism 354. The arm 351 extends in the horizontal direction from the rotation shaft 352. A discharge unit 34 is attached to the tip of the arm 351. The head rotation mechanism 353 rotates the ejection unit 34 together with the arm 351 in the horizontal direction around the rotation shaft 352. The head lifting mechanism 354 moves the ejection unit 34 in the vertical direction together with the arm 351. The head rotation mechanism 353 includes, for example, an electric motor. The head lifting mechanism 354 includes a ball screw mechanism and an electric motor, and can accurately position the discharge unit 34. The head lifting mechanism 354 may include an air cylinder.
図４は、制御ユニット７の機能を示すブロック図である。図４では、制御ユニット７以外の構成も併せて描いてる。制御ユニット７は、処理制御部７１と、検査制御部７２と、検査演算部７３とを備える。処理制御部７１により、基板回転機構２３、処理液供給部３およびヘッド移動機構３５等が制御されることにより、基板９の処理が行われる。検査制御部７２により、処理液供給部３、ヘッド移動機構３５および吐出検査部５等が制御されることにより、吐出部３４からの処理液の吐出動作の検査が行われる。検査演算部７３は、吐出検査部５の一部であり、輪郭抽出部７６と、判定枠設定部７４と、判定部７５とを備える。輪郭抽出部７６、判定枠設定部７４および判定部７５は、上述の吐出動作の検査に利用される。
FIG. 4 is a block diagram showing functions of the control unit 7. In FIG. 4, the configuration other than the control unit 7 is also drawn. The control unit 7 includes a process control unit 71, an inspection control unit 72, and an inspection calculation unit 73. The processing of the substrate 9 is performed by controlling the substrate rotating mechanism 23, the processing liquid supply unit 3, the head moving mechanism 35, and the like by the processing control unit 71. The inspection control unit 72 controls the processing liquid supply unit 3, the head moving mechanism 35, the discharge inspection unit 5, and the like, thereby inspecting the discharge operation of the processing liquid from the discharge unit 34. The inspection calculation unit 73 is a part of the discharge inspection unit 5 and includes an outline extraction unit 76, a determination frame setting unit 74, and a determination unit 75. The contour extraction unit 76, the determination frame setting unit 74, and the determination unit 75 are used for the above-described ejection operation inspection.
図１および図２に示す基板処理装置１において基板９の処理が行われる際には、まず、基板９がチャンバ６内に搬入されて基板保持部２１により保持される。基板９の搬入時には、吐出部３４は、図２に二点鎖線にて示すように、カップ部２２の外側に設けられた待機ポッド４上の待機位置にて待機している。図５は、待機位置に位置する吐出部３４を待機ポッド４と共に拡大して示す側面図である。待機ポッド４は、略直方体の容器であり、上部に開口が設けられる。待機位置では、吐出部３４の一部が、上記開口を介して待機ポッド４内に挿入される。また、後述する検査位置に位置する吐出部３４を二点鎖線にて示す。図１および図２に示すように、基板９が基板保持部２１により保持されると、処理制御部７１（図４参照）により基板回転機構２３が駆動され、基板９の回転が開始される。
When processing the substrate 9 in the substrate processing apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2, first, the substrate 9 is carried into the chamber 6 and is held by the substrate holding unit 21. When the substrate 9 is carried in, the discharge unit 34 stands by at a standby position on the standby pod 4 provided outside the cup unit 22 as indicated by a two-dot chain line in FIG. FIG. 5 is an enlarged side view showing the ejection unit 34 located at the standby position together with the standby pod 4. The standby pod 4 is a substantially rectangular parallelepiped container, and has an opening at the top. At the standby position, a part of the discharge unit 34 is inserted into the standby pod 4 through the opening. Moreover, the discharge part 34 located in the test | inspection position mentioned later is shown with a dashed-two dotted line. As shown in FIGS. 1 and 2, when the substrate 9 is held by the substrate holding unit 21, the substrate rotation mechanism 23 is driven by the processing control unit 71 (see FIG. 4), and the rotation of the substrate 9 is started.
続いて、処理制御部７１により、ヘッド回転機構３５３およびヘッド昇降機構３５４が駆動され、吐出部３４が待機位置から上昇し、カップ部２２の上方へと移動した後に下降する。これにより、吐出部３４が、カップ部２２の上部開口２２０を介してカップ部２２の内側かつ基板保持部２１の上方へと移動する。次に、吐出部３４から基板９の上面９１に向けて処理液の吐出（すなわち、液滴の噴射）が開始される。
Subsequently, the processing control unit 71 drives the head rotation mechanism 353 and the head lifting mechanism 354, and the ejection unit 34 rises from the standby position and moves downward above the cup unit 22. As a result, the ejection unit 34 moves to the inside of the cup unit 22 and above the substrate holding unit 21 through the upper opening 220 of the cup unit 22. Next, the discharge of the processing liquid from the discharge unit 34 toward the upper surface 91 of the substrate 9 (that is, droplet ejection) is started.
吐出部３４から基板９に向けて噴射された多数の液滴は、基板９の上面９１に衝突する。そして、基板９の上面９１に付着しているパーティクル等の異物が、処理液の液滴の衝突による衝撃により基板９上から除去される。
A large number of liquid droplets ejected from the ejection unit 34 toward the substrate 9 collide with the upper surface 91 of the substrate 9. Then, foreign matters such as particles adhering to the upper surface 91 of the substrate 9 are removed from the substrate 9 by the impact caused by the collision of the droplets of the processing liquid.
基板処理装置１では、処理液の吐出と並行して、ヘッド回転機構３５３による吐出部３４の回転移動が行われる。吐出部３４は、回転中の基板９の中央部の上方と基板９の外縁部の上方との間にて、水平に往復移動を繰り返す。これにより、基板９の上面９１全体に対して洗浄処理が行われる。基板９の上面９１に供給された処理液は、基板９の回転により、除去された異物と共に基板９のエッジへと移動し、基板９のエッジから外側へと飛散する。基板９から飛散した処理液は、カップ部２２により受けられて廃棄または回収される。
In the substrate processing apparatus 1, the ejection unit 34 is rotationally moved by the head rotation mechanism 353 in parallel with the ejection of the processing liquid. The discharge part 34 repeats reciprocating movement horizontally between the upper part of the rotating substrate 9 and the upper part of the outer edge part of the substrate 9. Thereby, the cleaning process is performed on the entire upper surface 91 of the substrate 9. The processing liquid supplied to the upper surface 91 of the substrate 9 moves to the edge of the substrate 9 together with the removed foreign matter by the rotation of the substrate 9 and scatters from the edge of the substrate 9 to the outside. The processing liquid splashed from the substrate 9 is received by the cup portion 22 and discarded or collected.
吐出部３４からの処理液による所定の処理（すなわち、基板９の洗浄処理）が終了すると、処理液の吐出が停止される。吐出部３４は、ヘッド昇降機構３５４によりカップ部２２の上部開口２２０よりも上側まで上昇し、ヘッド回転機構３５３により、基板９の上方から待機ポッド４の上方の検査位置へと回転移動する。検査位置は、上述の待機位置の上方の位置である。当該検査位置において、吐出検査部５により、定期的に、または、必要に応じて、吐出部３４からの処理液の吐出動作の検査が行われる。
When a predetermined process using the processing liquid from the discharge unit 34 (that is, the cleaning process for the substrate 9) is completed, the discharge of the processing liquid is stopped. The ejection unit 34 is raised to the upper side of the upper opening 220 of the cup unit 22 by the head lifting mechanism 354 and is rotationally moved from the upper side of the substrate 9 to the inspection position above the standby pod 4 by the head rotating mechanism 353. The inspection position is a position above the standby position described above. At the inspection position, the discharge inspection unit 5 inspects the processing liquid discharge operation from the discharge unit 34 periodically or as necessary.
図６は、検査位置における吐出部３４、および、吐出部３４の周囲に配置される吐出検査部５を示す斜視図である。吐出検査部５は、光出射部５１と、撮像部５２とを備える。光出射部５１および撮像部５２は、吐出部３４の真下を避けて、吐出部３４の斜め下方に配置される。光出射部５１および撮像部５２は、図４に示すように、制御ユニット７の検査制御部７２により制御される。
FIG. 6 is a perspective view showing the ejection unit 34 at the inspection position and the ejection inspection unit 5 disposed around the ejection unit 34. The discharge inspection unit 5 includes a light emitting unit 51 and an imaging unit 52. The light emitting unit 51 and the imaging unit 52 are disposed obliquely below the ejection unit 34, avoiding directly below the ejection unit 34. The light emission part 51 and the imaging part 52 are controlled by the inspection control part 72 of the control unit 7, as shown in FIG.
図６に示す光出射部５１は、光源と、当該光源からの光を略水平方向に延びる線状光に変換する光学系とを備える。光源としては、例えば、レーザダイオードやＬＥＤ（light emitting diode）素子が利用される。光出射部５１は、予め定められた仮想面である光存在面に沿って、吐出部３４の下方に向けて光を出射する。図６では、光出射部５１の光軸Ｊ１を一点鎖線にて描き、光出射部５１から出射される面状の光の輪郭を、符号５１０を付す二点鎖線にて示す。
The light emitting unit 51 illustrated in FIG. 6 includes a light source and an optical system that converts light from the light source into linear light extending in a substantially horizontal direction. As the light source, for example, a laser diode or an LED (light emitting diode) element is used. The light emitting unit 51 emits light toward the lower side of the ejection unit 34 along a light existence surface that is a predetermined virtual surface. In FIG. 6, the optical axis J <b> 1 of the light emitting portion 51 is drawn with a one-dot chain line, and the outline of the planar light emitted from the light emitting portion 51 is indicated with a two-dot chain line denoted by reference numeral 510.
光出射部５１からの面状光５１０は、吐出部３４の下面３４１近傍にて、吐出部３４の真下を通過する。基板処理装置１では、検査制御部７２から処理液供給部３に所定の駆動信号が送出され、吐出部３４から待機ポッド４（図５参照）の内部に向けて処理液が吐出される。そして、検査位置に位置する吐出部３４から吐出される処理液の複数の液滴である複数の飛翔体が、上述の光存在面を通過する（すなわち、面状光５１０を通過する）際に、光出射部５１から処理液（すなわち、上記複数の飛翔体）に光が照射される。面状光５１０は、吐出部３４からの処理液の設計上の吐出方向（すなわち、上下方向）におよそ垂直である。厳密には、面状光５１０（すなわち、光存在面）は、処理液の設計上の吐出方向に垂直な平面に対して、僅かな角度（例えば、５°〜１０°）だけ傾斜していることが好ましい。
The planar light 510 from the light emitting part 51 passes under the discharge part 34 in the vicinity of the lower surface 341 of the discharge part 34. In the substrate processing apparatus 1, a predetermined drive signal is sent from the inspection control unit 72 to the processing liquid supply unit 3, and the processing liquid is discharged from the discharge unit 34 toward the inside of the standby pod 4 (see FIG. 5). When a plurality of flying bodies that are a plurality of droplets of the processing liquid ejected from the ejection unit 34 located at the inspection position pass through the above-described light existence surface (that is, through the planar light 510). The light is emitted from the light emitting unit 51 to the processing liquid (that is, the plurality of flying objects). The planar light 510 is approximately perpendicular to the design discharge direction (that is, the vertical direction) of the processing liquid from the discharge unit 34. Strictly speaking, the planar light 510 (that is, the light existing surface) is inclined by a slight angle (for example, 5 ° to 10 °) with respect to a plane perpendicular to the discharge direction in the design of the processing liquid. It is preferable.
撮像部５２は、上記光存在面よりも下方にて、撮像軸Ｊ２を吐出部３４の下方に位置する面状光５１０に向けて配置される。撮像部５２における撮像方向（すなわち、撮像軸Ｊ２が向く方向）は、処理液の設計上の吐出方向に垂直な平面に対して傾斜している。撮像部５２としては、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）カメラが利用される。撮像部５２は、面状光５１０を通過する処理液を撮像することにより、処理液（すなわち、複数の飛翔体）上に現れる複数の輝点が分布する輝点分布領域を含む検査画像を取得する。吐出検査部５では、撮像部５２による撮像結果から、１フレームの静止画であるフレーム画像が検査画像として抽出される。
The imaging unit 52 is disposed below the light existence surface with the imaging axis J2 facing the planar light 510 positioned below the ejection unit 34. The imaging direction in the imaging unit 52 (that is, the direction in which the imaging axis J2 faces) is inclined with respect to a plane perpendicular to the designed ejection direction of the processing liquid. As the imaging unit 52, for example, a charge-coupled device (CCD) camera is used. The imaging unit 52 obtains an inspection image including a bright spot distribution region in which a plurality of bright spots appearing on the processing liquid (that is, a plurality of flying objects) are distributed by imaging the processing liquid that passes through the planar light 510. To do. In the ejection inspection unit 5, a frame image that is a still image of one frame is extracted as an inspection image from the imaging result obtained by the imaging unit 52.
図７は、検査画像８を示す図である。検査画像８では、略楕円環状の輝点分布領域８３に図示省略の複数の輝点が分布する。図７では、輝点分布領域８３の輪郭８３１，８３２を太実線にて示し、輝点分布領域８３に平行斜線を付す（図８ないし図１７においても同様）。以下の説明では、輝点分布領域８３の外側の輪郭８３１を「外輪郭８３１」と呼び、内側の輪郭８３２を「内輪郭８３２」と呼ぶ。外輪郭８３１および内輪郭８３２はそれぞれ、略楕円状である。内輪郭８３２は外輪郭８３１の内側に位置する。
FIG. 7 is a diagram showing the inspection image 8. In the inspection image 8, a plurality of bright spots (not shown) are distributed in a substantially elliptical annular bright spot distribution region 83. In FIG. 7, the outlines 831, 832 of the bright spot distribution region 83 are indicated by thick solid lines, and the bright spot distribution region 83 is indicated by parallel diagonal lines (the same applies to FIGS. 8 to 17). In the following description, the outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 is referred to as “outer contour 831”, and the inner contour 832 is referred to as “inner contour 832”. Each of the outer contour 831 and the inner contour 832 is substantially elliptical. The inner contour 832 is located inside the outer contour 831.
外輪郭８３１および内輪郭８３２は、上述のフレーム画像から輪郭抽出部７６（図４参照）により抽出される。輪郭抽出部７６では、上述のフレーム画像に対してラプラシアン処理を行って輪郭成分（すなわち、輪郭の候補）を抽出し、所定の閾値にて２値化処理を行うことにより、外輪郭８３１および内輪郭８３２が取得される。この場合、上記閾値として、背景のノイズ等を検知することなく、外輪郭８３１および内輪郭８３２を確実に抽出できる値を予め設定しておく。
The outer contour 831 and the inner contour 832 are extracted from the above-described frame image by the contour extracting unit 76 (see FIG. 4). The contour extraction unit 76 performs Laplacian processing on the above-described frame image to extract contour components (that is, contour candidates), and performs binarization processing with a predetermined threshold value, whereby the outer contour 831 and the inner contour 831 are processed. A contour 832 is obtained. In this case, a value that can reliably extract the outer contour 831 and the inner contour 832 without detecting background noise or the like is set in advance as the threshold value.
輪郭抽出部７６では、輪郭抽出時におけるノイズ等の影響を低減または防止するために、輪郭成分の抽出よりも前に、フレーム画像に対して平均化処理やメディアンフィルタ処理を行うことにより、フレーム画像からノイズを除去しておくことが好ましい。さらには、フレーム画像において輝点分布領域８３を含む監視領域を設定し、監視領域外を輪郭抽出の対象領域から除外することも好ましい。これにより、輪郭抽出部７６による外輪郭８３１および内輪郭８３２の抽出に要する時間が短縮される。その結果、吐出検査部５による吐出動作の良否判定に要する時間を短縮することができる。
The contour extraction unit 76 performs an averaging process and a median filter process on the frame image prior to the extraction of the contour component in order to reduce or prevent the influence of noise or the like during the contour extraction. It is preferable to remove noise from the above. Furthermore, it is also preferable to set a monitoring region including the bright spot distribution region 83 in the frame image and exclude the outside of the monitoring region from the contour extraction target region. As a result, the time required for the outer contour 831 and the inner contour 832 to be extracted by the contour extracting unit 76 is shortened. As a result, it is possible to shorten the time required for determining whether the ejection operation is good or not by the ejection inspection unit 5.
輪郭抽出部７６による外輪郭８３１および内輪郭８３２の抽出は、他の様々な方法により行われてもよい。例えば、上記輪郭成分は、フレーム画像に対して微分処理やソーベルフィルタ処理を行うことにより抽出されてもよい。また、外輪郭８３１および内輪郭８３２の抽出は、フレーム画像上における輝点分布領域８３の輪郭上の複数の点を、作業者が画面上等にてクリックして指示し、当該複数の点を結ぶことにより行われてもよい。換言すれば、外輪郭８３１および内輪郭８３２は、作業者により入力されてもよい。
The extraction of the outer contour 831 and the inner contour 832 by the contour extracting unit 76 may be performed by various other methods. For example, the contour component may be extracted by performing a differentiation process or a Sobel filter process on the frame image. In addition, the extraction of the outer contour 831 and the inner contour 832 is performed by an operator by clicking on the screen or the like on a plurality of points on the contour of the bright spot distribution region 83 on the frame image and specifying the plurality of points. It may be done by tying. In other words, the outer contour 831 and the inner contour 832 may be input by the operator.
続いて、図８に示すように、検査画像８上において輝点分布領域８３の外輪郭８３１に対応する正常吐出判定枠８５１と、内輪郭８３２に対応する正常吐出判定枠８５２とが、判定枠設定部７４（図４参照）により検査画像８上に設定される。以下の説明では、正常吐出判定枠８５１，８５２をそれぞれ「第１正常吐出判定枠８５１」および「第２正常吐出判定枠８５２」という。
Subsequently, as shown in FIG. 8, a normal discharge determination frame 851 corresponding to the outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 and a normal discharge determination frame 852 corresponding to the inner contour 832 on the inspection image 8 are determined. It is set on the inspection image 8 by the setting unit 74 (see FIG. 4). In the following description, the normal discharge determination frames 851 and 852 are referred to as “first normal discharge determination frame 851” and “second normal discharge determination frame 852”, respectively.
第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２はそれぞれ、略楕円環状である。第２正常吐出判定枠８５２は、第１正常吐出判定枠８５１の径方向内側に、第１正常吐出判定枠８５１から離間して配置される。第２正常吐出判定枠８５２の外縁は、第１正常吐出判定枠８５１の内縁よりも径方向内側に位置する。第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２はそれぞれ、吐出部３４から設計上の吐出方向へと、あるいは、当該吐出方向から許容範囲内のずれ量で僅かにずれた方向へと処理液が吐出された場合に、筒状のスプレー状の処理液の外側面および内側面が通過する面状光５１０上の領域を示す。
Each of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 is substantially elliptical. The second normal discharge determination frame 852 is disposed on the radially inner side of the first normal discharge determination frame 851 and spaced from the first normal discharge determination frame 851. The outer edge of the second normal ejection determination frame 852 is located radially inward from the inner edge of the first normal ejection determination frame 851. Each of the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 moves from the discharge unit 34 in the designed discharge direction, or in a direction slightly shifted from the discharge direction by a shift amount within an allowable range. An area on the planar light 510 through which the outer side surface and the inner side surface of the cylindrical spray-like processing liquid pass when the processing liquid is discharged is shown.
検査画像８上における第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の位置は、例えば、外輪郭８３１および内輪郭８３２の設計上の位置（以下、「設計輪郭位置」という。）に基づいて求められる。設計輪郭位置は、検査位置における吐出部３４の設計位置および向き、吐出部３４の下面３４１における液体吐出口３４２および気体吐出口３４３の形状および位置、設計上の処理液の吐出方向およびスプレー状の処理液の広がり、面状光５１０の位置、並びに、撮像部５２の位置および向きに基づいて、基板処理装置１において設定された３次元座標系における位置として求められる。換言すれば、吐出部３４、光出射部５１および撮像部５２の相対位置に基づいて、設計輪郭位置の座標が求められる。
The positions of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 on the inspection image 8 are, for example, design positions of the outer contour 831 and the inner contour 832 (hereinafter referred to as “design contour positions”). Based on. The design contour position includes the design position and orientation of the ejection unit 34 at the inspection position, the shape and position of the liquid ejection port 342 and the gas ejection port 343 on the lower surface 341 of the ejection unit 34, the design treatment liquid ejection direction and the spray-like shape. Based on the spread of the processing liquid, the position of the planar light 510, and the position and orientation of the imaging unit 52, the position is determined as a position in the three-dimensional coordinate system set in the substrate processing apparatus 1. In other words, the coordinates of the design contour position are obtained based on the relative positions of the ejection unit 34, the light emitting unit 51, and the imaging unit 52.
続いて、設計輪郭位置の座標を、ビュー変換行列を用いてビュー変換することにより、撮像部５２を原点とした３次元座標系における設計輪郭位置の座標が求められる。次に、ビュー変換された設計輪郭位置の座標を、透視投影変換することにより、検査画像８上の２次元座標系における設計輪郭位置の座標が取得される。なお、基板処理装置１では、撮像部５２に非テレセントリック光学系が利用されているため、上述のように、透視投影変換が行われるが、撮像部５２にテレセントリック光学系が利用される場合、ビュー変換された設計輪郭位置の座標を正射影（平行射影または平行投影ともいう。）することにより、検査画像８上における設計輪郭位置の座標が取得される。
Subsequently, the coordinates of the design contour position in the three-dimensional coordinate system with the imaging unit 52 as the origin are obtained by performing view conversion of the coordinates of the design contour position using the view conversion matrix. Next, the coordinates of the design contour position in the two-dimensional coordinate system on the inspection image 8 are acquired by performing perspective projection conversion on the coordinates of the design contour position subjected to view conversion. In the substrate processing apparatus 1, since the non-telecentric optical system is used for the imaging unit 52, perspective projection conversion is performed as described above, but when the telecentric optical system is used for the imaging unit 52, The coordinates of the design contour position on the inspection image 8 are acquired by orthogonally projecting the coordinates of the converted design contour position (also referred to as parallel projection or parallel projection).
第１正常吐出判定枠８５１は、外輪郭８３１に対応する設計輪郭位置の内側および外側に広がる略楕円環状の領域として設定される。第１正常吐出判定枠８５１のうち、外輪郭８３１に対応する設計輪郭位置よりも内側の部位の幅（すなわち、径方向の幅）は、当該設計輪郭位置よりも外側の部位の幅におよそ等しい。第２正常吐出判定枠８５２は、内輪郭８３２に対応する設計輪郭位置の内側および外側に広がる略楕円環状の領域として設定される。第２正常吐出判定枠８５２のうち、内輪郭８３２に対応する設計輪郭位置よりも内側の部位の幅は、当該設計輪郭位置よりも外側の部位の幅におよそ等しい。
The first normal ejection determination frame 851 is set as a substantially elliptical annular region that extends inside and outside the design contour position corresponding to the outer contour 831. In the first normal ejection determination frame 851, the width of the portion inside the design contour position corresponding to the outer contour 831 (that is, the width in the radial direction) is approximately equal to the width of the portion outside the design contour position. . The second normal ejection determination frame 852 is set as a substantially elliptical annular region that extends inward and outward of the design contour position corresponding to the inner contour 832. In the second normal ejection determination frame 852, the width of the portion inside the design contour position corresponding to the inner contour 832 is approximately equal to the width of the portion outside the design contour position.
図８に示すように、第１正常吐出判定枠８５１と第２正常吐出判定枠８５２とは、互いに重なることなく検査画像８上に配置される。なお、検査画像８上において第１正常吐出判定枠８５１と第２正常吐出判定枠８５２とが重なる場合は、第１正常吐出判定枠８５１と第２正常吐出判定枠８５２とが互いに重複しなくなるまで、撮像部５２の位置や向き、光出射部５１からの面状光５１０の位置や向き等が変更され、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の設定が繰り返される。
As shown in FIG. 8, the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 are arranged on the inspection image 8 without overlapping each other. When the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 overlap on the inspection image 8, the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 do not overlap each other. The position and orientation of the imaging unit 52, the position and orientation of the planar light 510 from the light emitting unit 51 are changed, and the settings of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 are repeated.
第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の設定が終了すると、判定部７５（図４参照）により、第１正常吐出判定枠８５１内における輝点分布領域８３の外輪郭８３１の存否情報、すなわち、第１正常吐出判定枠８５１内に外輪郭８３１が存在するか否かを示す情報が取得される。判定部７５では、外輪郭８３１について、ラスタスキャン等の通常の輪郭追跡が行われ、外輪郭８３１と第１正常吐出判定枠８５１との位置関係が取得される。そして、外輪郭８３１の全体が第１正常吐出判定枠８５１内に存在する、外輪郭８３１の一部のみが第１正常吐出判定枠８５１内に存在する、あるいは、第１正常吐出判定枠８５１内には外輪郭８３１が全く存在しない等の存否情報が取得される。
When the setting of the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 is completed, the determination unit 75 (see FIG. 4) sets the outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 in the first normal discharge determination frame 851. Existence information, that is, information indicating whether or not the outer contour 831 exists in the first normal ejection determination frame 851 is acquired. The determination unit 75 performs normal contour tracking such as raster scanning on the outer contour 831 and acquires the positional relationship between the outer contour 831 and the first normal ejection determination frame 851. Then, the entire outer contour 831 exists in the first normal ejection determination frame 851, only a part of the outer contour 831 exists in the first normal ejection determination frame 851, or the first normal ejection determination frame 851. The presence / absence information indicating that no outer contour 831 exists is acquired.
また、判定部７５により、第２正常吐出判定枠８５２内における輝点分布領域８３の内輪郭８３２の存否情報、すなわち、第２正常吐出判定枠８５２内に内輪郭８３２が存在するか否かを示す情報が取得される。判定部７５では、内輪郭８３２について、ラスタスキャン等の通常の輪郭追跡が行われ、内輪郭８３２と第２正常吐出判定枠８５２との位置関係が取得される。そして、内輪郭８３２の全体が第２正常吐出判定枠８５２内に存在する、内輪郭８３２の一部のみが第２正常吐出判定枠８５２内に存在する、あるいは、第２正常吐出判定枠８５２内には内輪郭８３２が全く存在しない等の存否情報が取得される。
In addition, the determination unit 75 determines whether or not the inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 in the second normal ejection determination frame 852 exists, that is, whether or not the inner contour 832 exists in the second normal ejection determination frame 852. The information shown is acquired. The determination unit 75 performs normal contour tracking such as raster scanning for the inner contour 832, and acquires the positional relationship between the inner contour 832 and the second normal ejection determination frame 852. Then, the entire inner contour 832 is present in the second normal ejection determination frame 852, only a part of the inner contour 832 is present in the second normal ejection determination frame 852, or in the second normal ejection determination frame 852. The presence / absence information indicating that no inner contour 832 exists is acquired.
検査演算部７３では、第１正常吐出判定枠８５１内における外輪郭８３１の存否情報、および、第２正常吐出判定枠８５２内における内輪郭８３２の存否情報に基づいて、吐出部３４における吐出動作の良否が、判定部７５により判定される。判定部７５による検査画像８に基づく当該吐出動作の良否判定の具体例については、図８ないし図１７を参照しつつ以下に説明する。
In the inspection calculation unit 73, based on the presence / absence information of the outer contour 831 in the first normal discharge determination frame 851 and the presence / absence information of the inner contour 832 in the second normal discharge determination frame 852, the discharge operation of the discharge unit 34 is performed. Pass / fail is determined by the determination unit 75. A specific example of the quality determination of the ejection operation based on the inspection image 8 by the determination unit 75 will be described below with reference to FIGS.
図８に示すように、輝点分布領域８３の外輪郭８３１全体が第１正常吐出判定枠８５１内に存在し、内輪郭８３２全体が第２正常吐出判定枠８５２内に存在する場合、吐出部３４における処理液の吐出動作は良好であると判定される。一方、図９に示すように、第１正常吐出判定枠８５１内および第２正常吐出判定枠８５２内に外輪郭８３１および内輪郭８３２が存在しておらず、かつ、検査画像８上の他の領域にも外輪郭８３１および内輪郭８３２が存在しない場合、すなわち、検査画像８上に輝点分布領域８３が存在しない場合、吐出部３４から処理液が吐出されない不吐出の吐出不良が発生していると判定される。吐出不良の発生は、報知部７９（図４参照）を通じて作業者等に通知される。以下の様々な吐出不良の場合においても同様に、吐出不良の発生は報知部７９を通じて作業者等に通知される。
As shown in FIG. 8, when the entire outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists in the first normal ejection determination frame 851, and the entire inner contour 832 exists in the second normal ejection determination frame 852, the ejection unit It is determined that the treatment liquid discharge operation at 34 is good. On the other hand, as shown in FIG. 9, the outer contour 831 and the inner contour 832 do not exist in the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852, and the other on the inspection image 8 When the outer contour 831 and the inner contour 832 do not exist in the region, that is, when the bright spot distribution region 83 does not exist on the inspection image 8, a non-ejection failure in which the processing liquid is not ejected from the ejection unit 34 occurs. It is determined that The occurrence of the ejection failure is notified to an operator or the like through the notification unit 79 (see FIG. 4). Similarly, in the case of various ejection failures described below, the occurrence of the ejection failure is notified to the operator or the like through the notification unit 79.
図１０の場合、輝点分布領域８３の外輪郭８３１全体は、第１正常吐出判定枠８５１内に存在する。しかしながら、輝点分布領域８３の内輪郭８３２の一部は、第２正常吐出判定枠８５２よりも径方向外側の領域に存在し、内輪郭８３２の他の一部は、第２正常吐出判定枠８５２よりも径方向内側の領域に存在する。したがって、処理液の複数の液滴の分布が周方向において許容できる程度よりも大きく偏る吐出不良が発生していると判定される。当該吐出不良は、例えば、液体吐出口３４２からの処理液の吐出、または、気体吐出口３４３からの気体の噴出が、周方向において不均一である場合に発生する（図１１の場合も同様）。
In the case of FIG. 10, the entire outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists within the first normal ejection determination frame 851. However, a part of the inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 exists in a region radially outside the second normal ejection determination frame 852, and the other part of the inner contour 832 is a second normal ejection determination frame. It exists in a region radially inward of 852. Therefore, it is determined that a discharge failure has occurred in which the distribution of the plurality of droplets of the processing liquid deviates more than is acceptable in the circumferential direction. The ejection failure occurs when, for example, the treatment liquid is ejected from the liquid ejection port 342 or the gas ejection from the gas ejection port 343 is non-uniform in the circumferential direction (the same applies to FIG. 11). .
図１１の場合、輝点分布領域８３の内輪郭８３２全体は、第２正常吐出判定枠８５２内に存在する。しかしながら、輝点分布領域８３の外輪郭８３１の一部は、第１正常吐出判定枠８５１よりも径方向外側の領域に存在し、外輪郭８３１の他の一部は、第１正常吐出判定枠８５１よりも径方向内側の領域に存在する。したがって、処理液の複数の液滴の分布が周方向において許容できる程度よりも大きく偏る吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 11, the entire inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 exists within the second normal ejection determination frame 852. However, a part of the outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists in a region radially outside the first normal ejection determination frame 851, and the other part of the outer contour 831 is a first normal ejection determination frame. It exists in the region radially inward of 851. Therefore, it is determined that a discharge failure has occurred in which the distribution of the plurality of droplets of the processing liquid deviates more than is acceptable in the circumferential direction.
図１２の場合、輝点分布領域８３の外輪郭８３１全体は、第１正常吐出判定枠８５１内に存在する。しかしながら、輝点分布領域８３の内輪郭８３２の一部が径方向内側に突出し、第２正常吐出判定枠８５２よりも径方向内側の領域に存在する。したがって、吐出部３４から噴出された一部の液滴が、他の液滴とは大きく異なる方向へと飛翔する吐出不良が発生していると判定される。当該吐出不良は、例えば、液体吐出口３４２からの処理液の吐出、または、気体吐出口３４３からの気体の噴出が、周方向の一部において径方向内側に大きく傾いて行われる場合に発生する（図１４の場合も同様）。
In the case of FIG. 12, the entire outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists within the first normal ejection determination frame 851. However, a part of the inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 protrudes radially inward and exists in a region radially inward of the second normal ejection determination frame 852. Therefore, it is determined that an ejection failure has occurred in which some of the droplets ejected from the ejection unit 34 fly in a direction significantly different from other droplets. The ejection failure occurs, for example, when the treatment liquid is ejected from the liquid ejection port 342 or the gas is ejected from the gas ejection port 343 while being largely inclined radially inward in a part of the circumferential direction. (The same applies to FIG. 14).
図１３の場合、輝点分布領域８３の内輪郭８３２全体は、第２正常吐出判定枠８５２内に存在する。しかしながら、輝点分布領域８３の外輪郭８３１の一部が径方向外側に突出し、第１正常吐出判定枠８５１よりも径方向外側の領域に存在する。したがって、吐出部３４から噴出された一部の液滴が、他の液滴とは大きく異なる方向へと飛翔する吐出不良が発生していると判定される。当該吐出不良は、例えば、液体吐出口３４２からの処理液の吐出、または、気体吐出口３４３からの気体の噴出が、周方向の一部において径方向外側に大きく傾いて行われる場合に発生する（図１５の場合も同様）。
In the case of FIG. 13, the entire inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 exists within the second normal ejection determination frame 852. However, a part of the outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 protrudes outward in the radial direction, and exists in the outer region in the radial direction than the first normal ejection determination frame 851. Therefore, it is determined that an ejection failure has occurred in which some of the droplets ejected from the ejection unit 34 fly in a direction significantly different from other droplets. The ejection failure occurs, for example, when the treatment liquid is ejected from the liquid ejection port 342 or the gas is ejected from the gas ejection port 343 while being largely inclined radially outward in a part of the circumferential direction. (The same applies to FIG. 15).
図１４の場合、輝点分布領域８３の外輪郭８３１全体が第１正常吐出判定枠８５１内に存在し、内輪郭８３２全体が第２正常吐出判定枠８５２内に存在する。しかしながら、当該輝点分布領域８３と離間する略円形のもう１つの輝点分布領域８３０が存在し、輝点分布領域８３０の輪郭８３３が、内輪郭８３２および第２正常吐出判定枠８５２よりも径方向内側に存在する。したがって、吐出部３４から噴出された一部の液滴が、他の液滴とは大きく異なる方向へと飛翔する吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 14, the entire outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists in the first normal ejection determination frame 851, and the entire inner contour 832 exists in the second normal ejection determination frame 852. However, there is another substantially circular bright spot distribution region 830 that is separated from the bright spot distribution region 83, and the contour 833 of the bright spot distribution region 830 is larger in diameter than the inner contour 832 and the second normal ejection determination frame 852. Present inside the direction. Therefore, it is determined that an ejection failure has occurred in which some of the droplets ejected from the ejection unit 34 fly in a direction significantly different from other droplets.
図１５の場合、輝点分布領域８３の外輪郭８３１全体が第１正常吐出判定枠８５１内に存在し、内輪郭８３２全体が第２正常吐出判定枠８５２内に存在する。しかしながら、当該輝点分布領域８３と離間する略円形のもう１つの輝点分布領域８３０が存在し、輝点分布領域８３０の輪郭８３３が、外輪郭８３１および第１正常吐出判定枠８５１よりも径方向外側に存在する。したがって、吐出部３４から噴出された一部の液滴が、他の液滴とは大きく異なる方向へと飛翔する吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 15, the entire outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists in the first normal ejection determination frame 851, and the entire inner contour 832 exists in the second normal ejection determination frame 852. However, there is another substantially circular bright spot distribution area 830 that is separated from the bright spot distribution area 83, and the outline 833 of the bright spot distribution area 830 has a diameter larger than that of the outer outline 831 and the first normal ejection determination frame 851. Exists outside the direction. Therefore, it is determined that an ejection failure has occurred in which some of the droplets ejected from the ejection unit 34 fly in a direction significantly different from other droplets.
図１６の場合、輝点分布領域８３の外輪郭８３１全体が第１正常吐出判定枠８５１内に存在し、内輪郭８３２全体が第２正常吐出判定枠８５２内に存在する。しかしながら、輝点分布領域８３内に、輝点が存在しないある程度の大きさの領域である非分布領域８４が存在する。非分布領域８４は略円形の領域であり、非分布領域８４の輪郭８４１は、第１正常吐出判定枠８５１と第２正常吐出判定枠８５２との間の領域に存在する。したがって、液体吐出口３４２の一部が詰まる等して、処理液の液滴が飛翔すべき領域の一部において液滴が存在しない吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 16, the entire outer contour 831 of the bright spot distribution region 83 exists in the first normal ejection determination frame 851, and the entire inner contour 832 exists in the second normal ejection determination frame 852. However, in the bright spot distribution area 83, there is a non-distribution area 84 that is an area of a certain size where no bright spot exists. The non-distribution region 84 is a substantially circular region, and the outline 841 of the non-distribution region 84 exists in a region between the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852. Therefore, it is determined that a discharge failure has occurred in which a droplet does not exist in a part of a region where a droplet of the treatment liquid should fly due to a part of the liquid discharge port 342 being clogged.
なお、非分布領域８４の輪郭８４１全体が、第１正常吐出判定枠８５１内または第２正常吐出判定枠８５２内に存在する場合であっても、判定部７５では吐出不良と判定されることが好ましい。この場合、吐出検査部５では、輪郭抽出部７６により外輪郭８３１および内輪郭８３２の双方から離間した他の輪郭が検出されると、判定部７５により吐出不良と判断される。
Even if the entire outline 841 of the non-distributed region 84 exists in the first normal discharge determination frame 851 or the second normal discharge determination frame 852, the determination unit 75 may determine that the discharge is defective. preferable. In this case, in the discharge inspection unit 5, if another contour separated from both the outer contour 831 and the inner contour 832 is detected by the contour extraction unit 76, the determination unit 75 determines that the discharge is defective.
図１７の場合、輝点分布領域８３の周方向の一部が欠けているため、外輪郭８３１および内輪郭８３２も略楕円環状ではなく、略楕円弧状である。外輪郭８３１の両端と内輪郭８３２の両端とはそれぞれ、略径方向に延びる他の輪郭８３５により接続される。このように、外輪郭８３１および内輪郭８３２が非環状である場合、判定部７５では、液体吐出口３４２の一部が詰まる等して、周方向の一部において液滴が噴出されない吐出不良が発生していると判定される。図１７において、輪郭８３５を外輪郭８３１の一部と捉えると、外輪郭８３１の一部が第１正常吐出判定枠８５１よりも径方向内側に位置する。また、輪郭８３５を内輪郭８３２の一部と捉えると、内輪郭８３２の一部が第２正常吐出判定枠８５２よりも径方向外側に位置する。
In the case of FIG. 17, since a part in the circumferential direction of the bright spot distribution region 83 is missing, the outer contour 831 and the inner contour 832 are not substantially elliptical, but are substantially elliptical arcs. Both ends of the outer contour 831 and both ends of the inner contour 832 are connected to each other by another contour 835 extending in a substantially radial direction. As described above, when the outer contour 831 and the inner contour 832 are non-annular, the determination unit 75 may cause a discharge failure in which liquid droplets are not ejected in a part in the circumferential direction, such as part of the liquid ejection port 342 being clogged. It is determined that it has occurred. In FIG. 17, when the contour 835 is regarded as a part of the outer contour 831, a part of the outer contour 831 is located radially inward from the first normal ejection determination frame 851. Further, when the contour 835 is regarded as a part of the inner contour 832, a part of the inner contour 832 is located on the outer side in the radial direction than the second normal ejection determination frame 852.
ところで、吐出部における吐出動作の良否を判定する吐出検査部として、上記と同様の検査画像を取得し、検査画像上の輝点分布領域の面積を測定するものが考えられる。このような吐出検査部（以下、「比較例の吐出検査部」という。）では、輝点分布領域の面積が所定の面積におよそ等しければ吐出部における吐出動作が良好と判定される。一方、輝点分布領域の面積が所定の面積よりもある程度以上大きい場合、または、ある程度以上小さい場合、吐出部における吐出不良が発生していると判定される。
By the way, as a discharge inspection unit for determining the quality of the discharge operation in the discharge unit, it is possible to acquire an inspection image similar to the above and measure the area of the bright spot distribution region on the inspection image. In such a discharge inspection section (hereinafter referred to as a “discharge inspection section of a comparative example”), it is determined that the discharge operation in the discharge section is good if the area of the bright spot distribution region is approximately equal to a predetermined area. On the other hand, when the area of the bright spot distribution region is larger than a predetermined area to some extent or smaller than the predetermined area, it is determined that a discharge defect has occurred in the discharge section.
しかしながら、比較例の吐出検査部では、輝点分布領域８３の径方向の幅が周方向において不均一である吐出不良（図１０および図１１参照）や、輝点分布領域８３の一部が変形する吐出不良（図１２および図１３参照）等については、輝点分布領域８３の面積が大きく変化しない限り検出することはできない。また、図１４および図１５のようにもう１つの輝点分布領域８３０が存在する場合であっても、当該もう１つの輝点分布領域８３０の面積が小さいと、吐出不良を検出することはできない。さらに、図１６のように輝点分布領域８３内に非分布領域８４が存在する場合であっても、非分布領域８４の面積が小さいと、吐出不良を検出することはできない。
However, in the discharge inspection part of the comparative example, the discharge defect (see FIGS. 10 and 11) in which the radial width of the bright spot distribution region 83 is not uniform in the circumferential direction, or a part of the bright spot distribution region 83 is deformed. The ejection failure (see FIGS. 12 and 13) and the like to be detected cannot be detected unless the area of the bright spot distribution region 83 changes greatly. Further, even when another bright spot distribution region 830 exists as shown in FIGS. 14 and 15, if the area of the other bright spot distribution region 830 is small, it is not possible to detect a discharge failure. . Further, even if the non-distributed region 84 exists in the bright spot distribution region 83 as shown in FIG. 16, if the area of the non-distributed region 84 is small, it is not possible to detect a discharge failure.
これに対し、基板処理装置１の吐出検査部５では、判定枠設定部７４により、輝点分布領域８３の外輪郭８３１および内輪郭８３２にそれぞれ対応する第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２が、検査画像８上に設定される。そして、判定部７５により、第１正常吐出判定枠８５１内における外輪郭８３１の存否情報、および、第２正常吐出判定枠８５２内における内輪郭８３２の存否情報が取得され、これらの存否情報に基づいて吐出部３４における吐出動作の良否が判定される。これにより、吐出部３４における吐出動作の良否を精度良く判定することができる。その結果、吐出不良による基板９に対する処理への悪影響を抑制または防止することができる。当該悪影響としては、例えば、処理液の部分的な不吐出による基板９に対する処理の質の低下や、処理液の斜め吐出による基板９上のパターンの損傷が考えられる。
In contrast, in the discharge inspection unit 5 of the substrate processing apparatus 1, the determination frame setting unit 74 causes the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge to correspond to the outer contour 831 and the inner contour 832 of the bright spot distribution region 83, respectively. A discharge determination frame 852 is set on the inspection image 8. Then, the determination unit 75 acquires the presence / absence information of the outer contour 831 in the first normal discharge determination frame 851 and the presence / absence information of the inner contour 832 in the second normal discharge determination frame 852, and based on the presence / absence information. Thus, the quality of the ejection operation in the ejection unit 34 is determined. Thereby, the quality of the discharge operation in the discharge part 34 can be determined with high accuracy. As a result, it is possible to suppress or prevent an adverse effect on processing on the substrate 9 due to ejection failure. As the adverse effect, for example, the quality of processing on the substrate 9 may be deteriorated due to partial non-ejection of the processing liquid, and the pattern on the substrate 9 may be damaged due to oblique ejection of the processing liquid.
また、吐出検査部５では、上述のように、外輪郭８３１および内輪郭８３２以外の輪郭が検査画像８上に存在する場合、吐出不良が発生していると判定される。これにより、吐出部３４における吐出動作の良否をさらに精度良く判定することができる。
Further, as described above, the discharge inspection unit 5 determines that a discharge failure has occurred when a contour other than the outer contour 831 and the inner contour 832 exists on the inspection image 8. Thereby, the quality of the discharge operation in the discharge unit 34 can be determined with higher accuracy.
吐出検査部５では、撮像部５２における撮像方向が、吐出部３４からの処理液の設計上の吐出方向に垂直な平面に対して傾斜している。これにより、撮像部５２を吐出口直下に配置することなく、全ての吐出口３１４ａ〜３１４ｄからの液滴に対応する輝点８１を含む検査画像８を、撮像部５２により確実に取得することができる。さらに、検査画像８上において、第１正常吐出判定枠８５１と第２正常吐出判定枠８５２とが互いに重なることを抑制することができる。その結果、吐出部３４における吐出動作の良否判定精度を向上することができる。このような吐出検査部５の構造は、輝点分布領域８３内に多数の輝点が分布する二流体ノズルである吐出部３４における吐出動作の良否判定に適している。特に、液体吐出口３４２が略円環状であり、輝点分布領域８３が環状となる二流体ノズルである吐出部３４における吐出動作の良否判定に適している。
In the ejection inspection unit 5, the imaging direction in the imaging unit 52 is inclined with respect to a plane perpendicular to the designed ejection direction of the processing liquid from the ejection unit 34. Accordingly, the imaging unit 52 can reliably acquire the inspection image 8 including the bright spots 81 corresponding to the liquid droplets from all the ejection ports 314a to 314d without arranging the imaging unit 52 immediately below the ejection port. it can. Furthermore, it is possible to suppress the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 from overlapping each other on the inspection image 8. As a result, it is possible to improve the pass / fail judgment accuracy of the discharge operation in the discharge unit 34. Such a structure of the discharge inspection unit 5 is suitable for determining the quality of the discharge operation in the discharge unit 34 that is a two-fluid nozzle in which a large number of bright spots are distributed in the bright spot distribution region 83. In particular, the liquid discharge port 342 has a substantially annular shape, and is suitable for determining the quality of the discharge operation in the discharge unit 34 that is a two-fluid nozzle in which the bright spot distribution region 83 has a ring shape.
上述のように、吐出検査部５では、光存在面が吐出部３４からの処理液の吐出方向に垂直な平面に対して傾斜している。これにより、検査画像８上において輝点分布領域８３内の複数の輝点が互いに重なることを抑制することができる。また、検査画像８上において、第１正常吐出判定枠８５１と第２正常吐出判定枠８５２とが互いに重なることを抑制することができる。その結果、吐出部３４における吐出動作の良否判定精度を向上することができる。このような吐出検査部５の構造は、輝点分布領域８３内に多数の輝点が分布する二流体ノズルである吐出部３４における吐出動作の良否判定に適している。特に、液体吐出口３４２が略円環状であり、輝点分布領域８３が環状となる二流体ノズルである吐出部３４における吐出動作の良否判定に適している。
As described above, in the discharge inspection unit 5, the light existence surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the discharge direction of the processing liquid from the discharge unit 34. Thereby, it is possible to suppress a plurality of bright spots in the bright spot distribution region 83 from overlapping each other on the inspection image 8. Further, it is possible to suppress the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 from overlapping each other on the inspection image 8. As a result, it is possible to improve the pass / fail judgment accuracy of the discharge operation in the discharge unit 34. Such a structure of the discharge inspection unit 5 is suitable for determining the quality of the discharge operation in the discharge unit 34 that is a two-fluid nozzle in which a large number of bright spots are distributed in the bright spot distribution region 83. In particular, the liquid discharge port 342 has a substantially annular shape, and is suitable for determining the quality of the discharge operation in the discharge unit 34 that is a two-fluid nozzle in which the bright spot distribution region 83 has a ring shape.
基板処理装置１では、吐出部３４が検査位置へと移動した際に、設計上の検査位置から少しずれて配置される可能性がある。吐出部３４の検査位置がずれると、吐出部３４に対する光出射部５１および撮像部５２の相対位置もずれる。検査画像８上における第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の位置は、吐出部３４が設計上の検査位置に位置することを前提に設定される。このため、吐出部３４の検査位置がずれると、吐出部３４から噴射された処理液の液滴による輝点分布領域８３と、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２との検査画像８上における位置関係も変化する。その結果、処理液が設計上の吐出方向に正常に吐出されているにも拘わらず、輝点分布領域８３の外輪郭８３１および内輪郭８３２が、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の外部に位置し、吐出異常と判定される可能性がある。
In the substrate processing apparatus 1, when the ejection unit 34 moves to the inspection position, there is a possibility that the substrate processing apparatus 1 is arranged slightly deviated from the designed inspection position. When the inspection position of the ejection unit 34 is shifted, the relative positions of the light emitting unit 51 and the imaging unit 52 with respect to the ejection unit 34 are also shifted. The positions of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 on the inspection image 8 are set on the assumption that the ejection unit 34 is located at the designed inspection position. For this reason, when the inspection position of the discharge unit 34 is shifted, the bright spot distribution region 83 formed by the droplets of the processing liquid ejected from the discharge unit 34, and the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 The positional relationship on the inspection image 8 also changes. As a result, the outer contour 831 and the inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 become the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection although the processing liquid is ejected normally in the designed ejection direction. It is located outside the determination frame 852, and there is a possibility that it is determined that there is a discharge abnormality.
そこで、基板処理装置１では、吐出部３４の検査位置のずれが懸念される場合等、判定枠設定部７４による第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の設定の際に、検査画像８上の輝点分布領域８３の実際の位置に基づいて、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の位置が設定されてもよい。具体的には、例えば、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の中心が、検査画像８上における輝点分布領域８３の内輪郭８３２の中心、または、外輪郭８３１の中心と一致するように、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の位置が設定される。
Therefore, in the substrate processing apparatus 1, when there is a concern about the displacement of the inspection position of the discharge unit 34, when the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 are set by the determination frame setting unit 74, The positions of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 may be set based on the actual position of the bright spot distribution region 83 on the inspection image 8. Specifically, for example, the center of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 is the center of the inner contour 832 of the bright spot distribution region 83 on the inspection image 8 or the center of the outer contour 831. The positions of the first normal ejection determination frame 851 and the second normal ejection determination frame 852 are set so as to match.
このように、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２の位置が、輝点分布領域８３の検査画像８上の位置に基づいて設定されることにより、吐出部３４の検査位置が設計上の検査位置からずれた場合であっても、吐出部３４における吐出動作の良否判定を高精度に行うことができる。
As described above, the positions of the first normal discharge determination frame 851 and the second normal discharge determination frame 852 are set based on the positions on the inspection image 8 of the bright spot distribution region 83, whereby the inspection position of the discharge unit 34 is determined. Even when the inspection position deviates from the designed inspection position, it is possible to determine the quality of the ejection operation in the ejection unit 34 with high accuracy.
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａの正面図である。基板処理装置１ａでは、図１に示す吐出部３４に代えて、吐出部３４とは構造が異なる吐出部３４ａが設けられる。基板処理装置１ａのその他の構成は図１に示す基板処理装置１と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
FIG. 18 is a front view of a substrate processing apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention. In the substrate processing apparatus 1a, a discharge unit 34a having a structure different from that of the discharge unit 34 is provided instead of the discharge unit 34 shown in FIG. The other structure of the substrate processing apparatus 1a is the same as that of the substrate processing apparatus 1 shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding structures in the following description.
図１９は、吐出部３４ａの下面３４１を示す底面図である。吐出部３４ａの下面３４１には、略円形の吐出口３４６が設けられる。吐出部３４ａでは、処理液配管３２（図１８参照）から吐出部３４ａに供給された処理液が、吐出口３４６から下方の基板９に向けて柱状に吐出される。吐出部３４ａからの処理液の設計上の吐出方向は、上下方向に平行である。
FIG. 19 is a bottom view showing the lower surface 341 of the discharge section 34a. A substantially circular discharge port 346 is provided on the lower surface 341 of the discharge portion 34a. In the discharge part 34a, the process liquid supplied from the process liquid pipe 32 (see FIG. 18) to the discharge part 34a is discharged in a column shape from the discharge port 346 toward the substrate 9 below. The design discharge direction of the processing liquid from the discharge unit 34a is parallel to the vertical direction.
図２０は、吐出検査部５の撮像部５２（図６参照）により取得される検査画像８ａを示す図である。検査画像８ａでは、略楕円状の輝点分布領域８３ａに図示省略の複数の輝点が分布する。図２０では、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６を太実線にて示し、輝点分布領域８３ａに平行斜線を付す（図２１ないし図２８においても同様）。輝点分布領域８３ａ内の複数の輝点は、吐出部３４ａから吐出された柱状の処理液に含まれる多数の気泡にて、光出射部５１（図６参照）からの光が乱反射することにより生じる。輪郭８３６は、輪郭抽出部７６（図４参照）により、上述の外輪郭８３１および内輪郭８３２と同様の手法により抽出される。
FIG. 20 is a diagram illustrating an inspection image 8a acquired by the imaging unit 52 (see FIG. 6) of the ejection inspection unit 5. In the inspection image 8a, a plurality of bright spots (not shown) are distributed in a substantially elliptic bright spot distribution area 83a. In FIG. 20, the outline 836 of the bright spot distribution region 83a is shown by a thick solid line, and the bright spot distribution region 83a is shaded in parallel (the same applies to FIGS. 21 to 28). The plurality of bright spots in the bright spot distribution region 83a is caused by irregular reflection of light from the light emitting section 51 (see FIG. 6) by a large number of bubbles contained in the columnar processing liquid discharged from the discharge section 34a. Arise. The contour 836 is extracted by the contour extraction unit 76 (see FIG. 4) in the same manner as the outer contour 831 and the inner contour 832 described above.
続いて、図２１に示すように、判定枠設定部７４（図４参照）により、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６に対応する正常吐出判定枠８５３が検査画像８ａ上に設定される。正常吐出判定枠８５３は、略楕円環状である。正常吐出判定枠８５３は、吐出部３４ａから設計上の吐出方向へと、あるいは、当該吐出方向から許容範囲内のずれ量で僅かにずれた方向へと処理液が吐出された場合に、柱状の処理液が通過する面状光５１０上の領域を示す。
Subsequently, as shown in FIG. 21, a normal discharge determination frame 853 corresponding to the outline 836 of the bright spot distribution region 83a is set on the inspection image 8a by the determination frame setting unit 74 (see FIG. 4). The normal discharge determination frame 853 is substantially elliptical. The normal discharge determination frame 853 has a columnar shape when the processing liquid is discharged from the discharge unit 34a in the designed discharge direction or in a direction slightly shifted from the discharge direction by a shift amount within an allowable range. An area on the planar light 510 through which the processing liquid passes is shown.
検査画像８ａ上における正常吐出判定枠８５３の位置は、例えば、輪郭８３６の設計上の位置（以下、「設計輪郭位置」という。）に基づいて求められる。設計輪郭位置は、検査位置における吐出部３４ａの設計位置および向き、吐出部３４ａの下面３４１における吐出口３４６の形状および位置、設計上の処理液の吐出方向、面状光５１０の位置、並びに、撮像部５２の位置および向きに基づいて、基板処理装置１ａにおいて設定された３次元座標系における位置として求められる。換言すれば、吐出部３４ａ、光出射部５１および撮像部５２の相対位置に基づいて、設計輪郭位置の座標が求められる。
The position of the normal ejection determination frame 853 on the inspection image 8a is obtained based on, for example, the design position of the contour 836 (hereinafter referred to as “design contour position”). The design contour position includes the design position and orientation of the ejection unit 34a at the inspection position, the shape and position of the ejection port 346 on the lower surface 341 of the ejection unit 34a, the design treatment liquid ejection direction, the position of the planar light 510, and Based on the position and orientation of the imaging unit 52, the position in the three-dimensional coordinate system set in the substrate processing apparatus 1a is obtained. In other words, the coordinates of the design contour position are obtained based on the relative positions of the ejection unit 34 a, the light emitting unit 51, and the imaging unit 52.
続いて、設計輪郭位置の座標を、ビュー変換行列を用いてビュー変換することにより、撮像部５２を原点とした３次元座標系における設計輪郭位置の座標が求められる。次に、ビュー変換された設計輪郭位置の座標を、透視投影変換することにより、検査画像８ａ上の２次元座標系における設計輪郭位置の座標が取得される。なお、基板処理装置１ａでは、撮像部５２に非テレセントリック光学系が利用されているため、上述のように、透視投影変換が行われるが、撮像部５２にテレセントリック光学系が利用される場合、ビュー変換された設計輪郭位置の座標を正射影（平行射影または平行投影ともいう。）することにより、検査画像８ａ上における設計輪郭位置の座標が取得される。
Subsequently, the coordinates of the design contour position in the three-dimensional coordinate system with the imaging unit 52 as the origin are obtained by performing view conversion of the coordinates of the design contour position using the view conversion matrix. Next, the coordinates of the design contour position in the two-dimensional coordinate system on the inspection image 8a are acquired by performing perspective projection conversion on the coordinates of the design contour position subjected to view conversion. In the substrate processing apparatus 1a, since the non-telecentric optical system is used for the imaging unit 52, the perspective projection conversion is performed as described above, but when the telecentric optical system is used for the imaging unit 52, the view processing is performed. The coordinates of the design contour position on the inspection image 8a are acquired by orthogonally projecting the coordinates of the converted design contour position (also referred to as parallel projection or parallel projection).
正常吐出判定枠８５３は、輪郭８３６に対応する設計輪郭位置の内側および外側に広がる略楕円環状の領域として設定される。正常吐出判定枠８５３のうち、輪郭８３６に対応する設計輪郭位置よりも内側の部位の幅（すなわち、径方向の幅）は、当該設計輪郭位置よりも外側の部位の幅におよそ等しい。
The normal discharge determination frame 853 is set as a substantially elliptical annular region extending inside and outside the design contour position corresponding to the contour 836. In the normal ejection determination frame 853, the width of the portion inside the design contour position corresponding to the contour 836 (that is, the width in the radial direction) is approximately equal to the width of the portion outside the design contour position.
正常吐出判定枠８５３の設定が終了すると、判定部７５（図４参照）により、正常吐出判定枠８５３内における輝点分布領域８３ａの輪郭８３６の存否情報、すなわち、正常吐出判定枠８５３内に輪郭８３６が存在するか否かを示す情報が取得される。判定部７５では、輪郭８３６について、ラスタスキャン等の通常の輪郭追跡が行われ、輪郭８３６と正常吐出判定枠８５３との位置関係が取得される。そして、輪郭８３６の全体が正常吐出判定枠８５３内に存在する、輪郭８３６の一部のみが正常吐出判定枠８５３内に存在する、あるいは、正常吐出判定枠８５３内には輪郭８３６が全く存在しない等の存否情報が取得される。
When the setting of the normal discharge determination frame 853 is completed, the determination unit 75 (see FIG. 4) causes the presence / absence information of the outline 836 of the bright spot distribution region 83a in the normal discharge determination frame 853, that is, the outline in the normal discharge determination frame 853. Information indicating whether or not 836 exists is acquired. The determination unit 75 performs normal contour tracking such as raster scanning on the contour 836 and acquires the positional relationship between the contour 836 and the normal ejection determination frame 853. The entire contour 836 is present in the normal ejection determination frame 853, only a part of the contour 836 is present in the normal ejection determination frame 853, or no contour 836 is present in the normal ejection determination frame 853. Etc. presence / absence information is acquired.
検査演算部７３では、正常吐出判定枠８５３内における輪郭８３６の存否情報に基づいて、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否が、判定部７５により判定される。判定部７５による検査画像８ａに基づく当該吐出動作の良否判定の具体例については、図２１ないし図２８を参照しつつ以下に説明する。
In the inspection calculation unit 73, the determination unit 75 determines the quality of the discharge operation in the discharge unit 34a based on the presence / absence information of the contour 836 in the normal discharge determination frame 853. A specific example of the quality determination of the ejection operation based on the inspection image 8a by the determination unit 75 will be described below with reference to FIGS.
図２１に示すように、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６全体が正常吐出判定枠８５３内に存在する場合、吐出部３４ａにおける処理液の吐出動作は良好であると判定される。一方、図２２に示すように、正常吐出判定枠８５３内に輪郭８３６が存在しない場合、すなわち、検査画像８ａ上に輝点分布領域８３ａが存在しない場合、吐出部３４ａから処理液が吐出されない不吐出の吐出不良が発生していると判定される。吐出不良の発生は、報知部７９（図４参照）を通じて作業者等に通知される。以下の様々な吐出不良の場合においても同様に、吐出不良の発生は報知部７９を通じて作業者等に通知される。
As shown in FIG. 21, when the entire outline 836 of the bright spot distribution region 83a exists within the normal discharge determination frame 853, it is determined that the treatment liquid discharge operation in the discharge unit 34a is good. On the other hand, as shown in FIG. 22, when the outline 836 does not exist in the normal ejection determination frame 853, that is, when the bright spot distribution region 83a does not exist on the inspection image 8a, the processing liquid is not ejected from the ejection unit 34a. It is determined that a discharge failure has occurred. The occurrence of the ejection failure is notified to an operator or the like through the notification unit 79 (see FIG. 4). Similarly, in the case of various ejection failures described below, the occurrence of the ejection failure is notified to the operator or the like through the notification unit 79.
図２３の場合、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６の一部は、正常吐出判定枠８５３よりも径方向外側の領域に存在し、輪郭８３６の他の一部は、正常吐出判定枠８５３よりも径方向内側の領域に存在する。したがって、処理液の吐出方向が、設計上の吐出方向から許容できる程度よりも大きく離れる斜め吐出の吐出不良が発生していると判定される。当該吐出不良は、例えば、吐出口３４６に異物が付着して吐出方向が変化した場合に発生する。
In the case of FIG. 23, a part of the outline 836 of the bright spot distribution region 83a exists in a region radially outside the normal discharge determination frame 853, and the other part of the outline 836 is more than the normal discharge determination frame 853. Present in the radially inner region. Therefore, it is determined that a discharge failure of oblique discharge occurs in which the discharge direction of the treatment liquid is far away from the design discharge direction to an allowable level. The ejection failure occurs, for example, when a foreign matter adheres to the ejection port 346 and the ejection direction changes.
図２４の場合、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６全体が、正常吐出判定枠８５３よりも径方向内側の領域に位置する。したがって、液柱状の処理液が、設計上の処理液よりも細くなる吐出不良が発生していると判定される。また、図２５の場合、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６全体が、正常吐出判定枠８５３よりも径方向外側の領域に位置する。したがって、液柱状の処理液が、設計上の処理液よりも太くなる吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 24, the entire outline 836 of the bright spot distribution region 83a is located in a region radially inward of the normal ejection determination frame 853. Therefore, it is determined that a discharge failure has occurred in which the liquid columnar processing liquid is thinner than the designed processing liquid. In the case of FIG. 25, the entire outline 836 of the bright spot distribution region 83a is located in a region radially outside the normal ejection determination frame 853. Therefore, it is determined that a discharge failure has occurred in which the liquid columnar processing liquid is thicker than the designed processing liquid.
図２６の場合、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６の一部が径方向外側に突出し、正常吐出判定枠８５３よりも径方向外側の領域に存在する。また、図２７の場合、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６全体は正常吐出判定枠８５３内に存在するが、輝点分布領域８３ａと離間する略円形のもう１つの輝点分布領域８３０が存在する。輝点分布領域８３０の輪郭８３３は、輪郭８３６および正常吐出判定枠８５３よりも径方向外側に存在する。図２６および図２７の場合、吐出部３４ａから吐出された処理液の一部が、他の処理液とは異なる方向へと向かう吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 26, a part of the outline 836 of the bright spot distribution region 83a protrudes outward in the radial direction, and exists in the outer region in the radial direction than the normal ejection determination frame 853. In the case of FIG. 27, the entire outline 836 of the bright spot distribution area 83a exists in the normal ejection determination frame 853, but there is another bright spot distribution area 830 that is substantially circular and is separated from the bright spot distribution area 83a. . The outline 833 of the bright spot distribution region 830 exists outside the outline 836 and the normal ejection determination frame 853 in the radial direction. In the case of FIG. 26 and FIG. 27, it is determined that a discharge failure has occurred in which a part of the processing liquid discharged from the discharge unit 34a is directed in a different direction from the other processing liquids.
図２８の場合、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６全体は正常吐出判定枠８５３内に存在するが、輝点分布領域８３ａ内に、輝点が存在しないある程度の大きさの領域である非分布領域８４が存在する。非分布領域８４は略円形の領域であり、非分布領域８４の輪郭８４１は、正常吐出判定枠８５３よりも径方向内側の領域に存在する。したがって、吐出口３４６の一部が詰まる等して、処理液が吐出される領域の一部において処理液が存在しない吐出不良が発生していると判定される。
In the case of FIG. 28, the entire outline 836 of the bright spot distribution area 83a exists in the normal ejection determination frame 853, but the non-distribution area that is an area of a certain size in which no bright spot exists in the bright spot distribution area 83a. 84 exists. The non-distributed region 84 is a substantially circular region, and the outline 841 of the non-distributed region 84 exists in a region radially inward of the normal ejection determination frame 853. Therefore, it is determined that a discharge failure in which the processing liquid does not exist occurs in a part of the region where the processing liquid is discharged due to, for example, part of the discharge port 346 being clogged.
なお、非分布領域８４の輪郭８４１全体が、正常吐出判定枠８５３内に存在する場合であっても、判定部７５では吐出不良と判定されることが好ましい。この場合、吐出検査部５では、輪郭抽出部７６により輪郭８３６から離間した他の輪郭が検出されると、判定部７５により吐出不良と判断される。
Even if the entire outline 841 of the non-distributed region 84 exists within the normal ejection determination frame 853, it is preferable that the determination unit 75 determine that the ejection is defective. In this case, in the discharge inspection unit 5, when another contour separated from the contour 836 is detected by the contour extraction unit 76, the determination unit 75 determines that the discharge is defective.
ところで、上述の比較例の吐出検査部では、斜め吐出により輝点分布領域８３ａの位置が変化する吐出不良（図２３参照）、輝点分布領域８３ａの一部が変形する吐出不良（図２６参照）等については、輝点分布領域８３ａの面積が大きく変化しない限り検出することはできない。また、図２７のようにもう１つの輝点分布領域８３０が存在する場合であっても、当該もう１つの輝点分布領域８３０の面積が小さいと、吐出不良を検出することはできない。さらに、図２８のように輝点分布領域８３ａ内に非分布領域８４が存在する場合であっても、非分布領域８４の面積が小さいと、吐出不良を検出することはできない。
By the way, in the discharge inspection part of the above-mentioned comparative example, the discharge failure in which the position of the bright spot distribution region 83a is changed by oblique discharge (see FIG. 23), and the discharge failure in which a part of the bright spot distribution region 83a is deformed (see FIG. 26). ) And the like cannot be detected unless the area of the bright spot distribution region 83a changes significantly. In addition, even when another bright spot distribution region 830 exists as shown in FIG. 27, if the area of the other bright spot distribution region 830 is small, a discharge failure cannot be detected. Furthermore, even when the non-distributed region 84 exists in the bright spot distribution region 83a as shown in FIG. 28, if the area of the non-distributed region 84 is small, it is not possible to detect a discharge failure.
これに対し、基板処理装置１ａの吐出検査部５では、判定枠設定部７４により、輝点分布領域８３ａの輪郭８３６に対応する正常吐出判定枠８５３が、検査画像８上に設定される。そして、判定部７５により、正常吐出判定枠８５３内における輪郭８３６の存否情報が取得され、これらの存否情報に基づいて吐出部３４ａにおける吐出動作の良否が判定される。これにより、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否を精度良く判定することができる。その結果、吐出不良による基板９に対する処理への上述のような悪影響を抑制または防止することができる。
On the other hand, in the discharge inspection unit 5 of the substrate processing apparatus 1a, the determination frame setting unit 74 sets a normal discharge determination frame 853 corresponding to the outline 836 of the bright spot distribution region 83a on the inspection image 8. Then, the presence / absence information of the contour 836 in the normal discharge determination frame 853 is acquired by the determination unit 75, and the quality of the discharge operation in the discharge unit 34a is determined based on the presence / absence information. Thereby, the quality of the discharge operation in the discharge part 34a can be determined with high accuracy. As a result, it is possible to suppress or prevent the above-described adverse effects on processing on the substrate 9 due to ejection failure.
また、吐出検査部５では、上述のように、輪郭８３６以外の輪郭が検査画像８ａ上に存在する場合、吐出不良が発生していると判定される。これにより、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否をさらに精度良く判定することができる。
Further, as described above, the discharge inspection unit 5 determines that a discharge failure has occurred when a contour other than the contour 836 exists on the inspection image 8a. Thereby, the quality of the discharge operation in the discharge part 34a can be determined with higher accuracy.
吐出検査部５では、撮像部５２における撮像方向が、吐出部３４ａからの処理液の設計上の吐出方向に垂直な平面に対して傾斜している。これにより、撮像部５２を吐出口直下に配置しなくても、撮像部５２は輪郭８３６を含む検査画像８ａを確実に取得することができる。さらに、検査画像８ａ上において輝点分布領域８３ａ内の複数の輝点が互いに重なることを抑制することができる。その結果、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否判定精度を向上することができる。
In the ejection inspection unit 5, the imaging direction in the imaging unit 52 is inclined with respect to a plane perpendicular to the designed ejection direction of the processing liquid from the ejection unit 34a. Accordingly, the imaging unit 52 can reliably acquire the inspection image 8a including the contour 836 without arranging the imaging unit 52 immediately below the discharge port. Furthermore, it is possible to suppress a plurality of bright spots in the bright spot distribution region 83a from overlapping each other on the inspection image 8a. As a result, it is possible to improve the pass / fail judgment accuracy of the discharge operation in the discharge section 34a.
また、吐出検査部５では、光存在面が吐出部３４ａからの処理液の吐出方向に垂直な平面に対して傾斜している。これにより、検査画像８ａ上において輝点分布領域８３ａ内の複数の輝点が互いに重なることを抑制することができる。その結果、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否判定精度を向上することができる。
Further, in the discharge inspection unit 5, the light existence surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the discharge direction of the processing liquid from the discharge unit 34a. Thereby, it is possible to suppress a plurality of bright spots in the bright spot distribution region 83a from overlapping each other on the inspection image 8a. As a result, it is possible to improve the pass / fail judgment accuracy of the discharge operation in the discharge section 34a.
基板処理装置１ａでは、基板処理装置１と同様に、吐出部３４ａの検査位置のずれが懸念される場合等、判定枠設定部７４による正常吐出判定枠８５３の設定の際に、検査画像８ａ上の輝点分布領域８３ａの実際の位置に基づいて、正常吐出判定枠８５３の位置が設定されてもよい。具体的には、例えば、正常吐出判定枠８５３の中心が、検査画像８ａ上における輝点分布領域８３ａの輪郭８３６の中心と一致するように、正常吐出判定枠８５３の位置が設定される。
In the substrate processing apparatus 1 a, as in the case of the substrate processing apparatus 1, when there is a concern about the displacement of the inspection position of the discharge unit 34 a, when the normal discharge determination frame 853 is set by the determination frame setting unit 74, The position of the normal ejection determination frame 853 may be set based on the actual position of the bright spot distribution region 83a. Specifically, for example, the position of the normal ejection determination frame 853 is set so that the center of the normal ejection determination frame 853 coincides with the center of the outline 836 of the bright spot distribution region 83a on the inspection image 8a.
このように、正常吐出判定枠８５３の位置が、輝点分布領域８３ａの検査画像８ａ上の位置に基づいて設定されることにより、吐出部３４ａの検査位置が設計上の検査位置からずれた場合であっても、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否判定を高精度に行うことができる。ただし、先に図２３を用いて説明した斜め吐出検出を行う場合はこの限りではない。
As described above, when the position of the normal ejection determination frame 853 is set based on the position on the inspection image 8a of the bright spot distribution region 83a, the inspection position of the ejection unit 34a is deviated from the design inspection position. Even so, it is possible to determine the quality of the ejection operation in the ejection unit 34a with high accuracy. However, this is not the case when the oblique discharge detection described above with reference to FIG. 23 is performed.
上記基板処理装置１，１ａでは、様々な変更が可能である。
Various modifications can be made in the substrate processing apparatuses 1 and 1a.
図１に示す基板処理装置１では、第１正常吐出判定枠８５１および第２正常吐出判定枠８５２を利用することなく、吐出部３４における吐出動作の検査が行われてもよい。例えば、上述の検査画像８と正常な吐出状態に対応する参照画像とを重ね合わせて比較し、検査画像８と参照画像との差に基づいて、吐出部３４における吐出動作の良否が判定されてもよい。なお、参照画像は、基板処理装置１において、吐出部３４から処理液が正常に吐出されている状態で、光出射部５１から面状光５１０を出射しつつ撮像部５２により取得された画像である。比較の結果、検査画像８と参照画像との差が大きい（すなわち、両画像間で一部の領域が重なり合わない）ことが判明した場合、吐出部３４の吐出動作は不良であると判定される。
In the substrate processing apparatus 1 shown in FIG. 1, the ejection operation in the ejection unit 34 may be inspected without using the first normal ejection judgment frame 851 and the second normal ejection judgment frame 852. For example, the above-described inspection image 8 and the reference image corresponding to the normal ejection state are overlapped and compared, and the quality of the ejection operation in the ejection unit 34 is determined based on the difference between the inspection image 8 and the reference image. Also good. The reference image is an image acquired by the imaging unit 52 while emitting the planar light 510 from the light emitting unit 51 in a state where the processing liquid is normally ejected from the ejection unit 34 in the substrate processing apparatus 1. is there. As a result of the comparison, when it is found that the difference between the inspection image 8 and the reference image is large (that is, some areas do not overlap between the two images), it is determined that the ejection operation of the ejection unit 34 is defective. The
図１８に示す基板処理装置１ａでも同様に、正常吐出判定枠８５３を利用することなく、吐出部３４ａにおける吐出動作の検査が行われてもよい。例えば、上述の検査画像８ａと正常な吐出状態に対応する参照画像とを重ね合わせて比較し、検査画像８ａと参照画像との差に基づいて、吐出部３４ａにおける吐出動作の良否が判定されてもよい。
Similarly, in the substrate processing apparatus 1a shown in FIG. 18, the ejection operation in the ejection unit 34a may be inspected without using the normal ejection determination frame 853. For example, the above-described inspection image 8a and the reference image corresponding to the normal discharge state are overlapped and compared, and the quality of the discharge operation in the discharge unit 34a is determined based on the difference between the inspection image 8a and the reference image. Also good.
図１に示す基板処理装置１では、様々な構造の二流体ノズルが吐出部３４として利用されてよい。例えば、図３に示す吐出部３４の下面３４１において、液体吐出口３４２は略円形であってもよい。あるいは、略円環状の液体吐出口３４２の径方向外側だけでなく径方向内側にも気体吐出口が設けられてもよい。この場合、液体吐出口３４２の径方向内側に設けられる気体吐出口は、略円形であってもよく、略円環状かつスリット状であってもよい。吐出部３４として利用される二流体ノズルは、内部混合型の二流体ノズルであってもよい。
In the substrate processing apparatus 1 illustrated in FIG. 1, two-fluid nozzles having various structures may be used as the discharge unit 34. For example, in the lower surface 341 of the discharge unit 34 shown in FIG. 3, the liquid discharge port 342 may be substantially circular. Alternatively, the gas discharge ports may be provided not only on the radially outer side of the substantially annular liquid discharge port 342 but also on the radially inner side. In this case, the gas discharge port provided on the radially inner side of the liquid discharge port 342 may be substantially circular, or may be substantially annular and slit-shaped. The two-fluid nozzle used as the discharge unit 34 may be an internal mixing type two-fluid nozzle.
基板処理装置１，１ａでは、光出射部５１により必ずしも面状に光が出射される必要はなく、光存在面に沿って光出射部５１から前方に直線状に延びる光が出射され、当該光が光存在面に沿ってポリゴンミラー等の光走査手段により走査されてもよい。これにより、吐出部３４，３４ａから吐出された処理液が光存在面を通過する際に、処理液に光が照射される。また、光存在面は、吐出部３４，３４ａからの処理液の設計上の吐出方向に垂直であってもよく、撮像部５２における撮像方向は、当該設計上の吐出方向に垂直な平面に平行であってもよい。
In the substrate processing apparatuses 1 and 1a, it is not always necessary to emit light in a planar shape by the light emitting unit 51, and light extending linearly forward from the light emitting unit 51 along the light existing surface is emitted. May be scanned by an optical scanning means such as a polygon mirror along the light existing surface. Thereby, when the processing liquid discharged from the discharge units 34 and 34a passes through the light existence surface, the processing liquid is irradiated with light. Further, the light existence surface may be perpendicular to the designed ejection direction of the processing liquid from the ejection units 34 and 34a, and the imaging direction in the imaging unit 52 is parallel to a plane perpendicular to the designed ejection direction. It may be.
光出射部５１および撮像部５２は、吐出部３４，３４ａの斜め下方以外の位置、例えば、吐出部３４，３４ａの斜め上方に配置されてもよい。上述の検査位置は、待機ポッド４の上方以外の領域に設定されてもよい。この場合、光出射部５１および撮像部５２は、当該検査位置の近傍に配置される。
The light emitting unit 51 and the imaging unit 52 may be disposed at a position other than the obliquely lower side of the ejection units 34 and 34a, for example, the obliquely upper side of the ejection units 34 and 34a. The above-described inspection position may be set in an area other than the upper side of the standby pod 4. In this case, the light emitting unit 51 and the imaging unit 52 are disposed in the vicinity of the inspection position.
基板処理装置１，１ａは、基板９の洗浄以外の様々な処理に利用されてよい。また、基板処理装置１，１ａでは、半導体基板以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（field emission display）等の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。あるいは、基板処理装置１は、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。
The substrate processing apparatuses 1 and 1a may be used for various processes other than the cleaning of the substrate 9. Moreover, in the substrate processing apparatuses 1 and 1a, you may utilize for the process of the glass substrate used for display apparatuses, such as a liquid crystal display device, a plasma display, and FED (field emission display) other than a semiconductor substrate. Alternatively, the substrate processing apparatus 1 may be used for processing of an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, a photomask substrate, a ceramic substrate, a solar cell substrate, and the like.
上述の光出射部５１、撮像部５２および判定部７５を備える装置は、基板処理装置１，１ａの他の構成から独立する吐出検査装置として使用されてもよい。当該吐出検査装置は、例えば、上述の様々な基板に対して吐出部から液体を吐出する装置において、吐出部からの液体の吐出動作の検査に利用される。
The apparatus including the light emitting unit 51, the imaging unit 52, and the determination unit 75 described above may be used as a discharge inspection apparatus that is independent from other configurations of the substrate processing apparatuses 1 and 1a. The ejection inspection apparatus is used for, for example, inspecting a liquid ejection operation from the ejection section in an apparatus that ejects liquid from the ejection section to the various substrates described above.
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
