JP2019081130A - 液滴撮像装置、液滴特性測定装置、液滴吐出装置、液滴撮像方法、液滴特性測定方法、および液滴吐出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液滴撮像装置では、投光部は、同一の飛翔経路上を飛翔方向の後方と前方とで隣り合って飛翔する第1液滴と第2液滴に、飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて光を照射する。撮像部は、第1時刻に光をそれぞれ照射された第1液滴および第2液滴と、第2時刻に光をそれぞれ照射された第1液滴および第2液滴とを、飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像する。第1時刻から第2時刻までの時間間隔は、第1時刻から第2時刻までに第1液滴が移動する第1距離が、第2時刻における第1液滴と第1時刻における第2液滴との間の第2距離よりも短くなる距離関係が満たされるように設定されている。
【選択図】図1
Description
液滴吐出装置(「基板処理装置」とも称する)1の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。図1、図2は、実施形態に係る液滴吐出装置1の構成を説明するための図である。図1、図2は、液滴吐出装置1の側面模式図、平面模式図である。図2では、液滴吐出装置1の構成要素のうち制御部130、飛散防止部4等の一部の構成要素の記載は省略されている。図3は、液滴吐出装置1が備える液滴撮像装置200(液滴特性測定装置300)の撮像機構100の平面模式図である。図4は、撮像機構100の斜視図である。図3、図4には、処理部5のノズル51も図示されている。図4では、撮像機構100の移動機構70の表示が省略されている。図4では、見やすくするためにノズル51の複数の吐出口53のうち一部の吐出口53が吐出する液滴L2の表示が省略されている。
<回転保持機構2>
回転保持機構2は、基板Wを、その一方の主面を上方に向けた状態で、略水平姿勢に保持しつつ回転可能な機構である。回転保持機構2は、基板Wを、主面の中心c1を通る鉛直な回転軸a1を中心に回転させる。回転保持機構2は、ノズル51が処理液L1を吐出しているときは、予め定められた回転速度で基板Wを回転させる。
ノズル移動機構3は、回転保持機構2による基板Wの保持位置よりも上方で略水平に延在するアーム35と、アーム35を移動させるアーム移動機構30とを備える。ノズル移動機構3は、基板Wの上面中央部の上方の位置(「第1位置」)と、液滴撮像装置200の撮像ヘッド60がノズル51から吐出される液滴L2を測定可能な退避位置(「第2位置」)との間でノズル51を移動させる。基板Wの主面が基板Wの下面である場合には、第1位置は、基板Wの下面中央部の下方の位置となる。
飛散防止部4は、基板Wに供給された処理液L1の飛散を抑制するためのスプラッシュガード41を備えている。スプラッシュガード41は、上端部分が上方に向かって縮径している筒状の部材である。スプラッシュガード41の上端の径は、基板Wおよびケーシング24の径よりも若干大きい。スプラッシュガード41は、図示しない昇降機構によって上端が基板Wよりも上方に位置する上方位置と、上端が基板Wよりも下方の退避位置との間で昇降される。
処理部5は、スピンチャック21上に保持された基板Wに対する処理を行う。具体的には、処理部5は、スピンチャック21上に保持された基板Wの上面の複数の箇所に当たるように、ノズル51から処理液L1の複数の液滴L2を吐出する。処理部5は、ノズル51と、ノズル51に処理液L1を供給する処理液供給機構55と、電圧印加機構57を備えている。
液滴特性測定装置300(液滴撮像装置200)の構成について、図1〜図4を参照しつつ説明する。
液滴吐出装置1は、その各部の制御のために制御部130を備えている。制御部130のハードウエアとしての構成は、例えば、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。すなわち、制御部130は、例えば、各種演算処理を行うCPU(「演算部」)11、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM(不図示)、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM(不図示)、操作者の入力を受け付ける入力部(不図示)、および各種処理に対応したプログラムPG、カメラ65が撮像した画像を表わす画像信号g1などを記憶しておく磁気ディスクなどの記憶装置14を不図示のバスラインに接続して構成されている。液滴撮像装置200が撮像した液滴画像等の画像をディスプレイ(不図示)に表示するときには、制御部130は、当該画像に対応する画像信号を画像メモリ(不図示)に格納する。
図6は、図5の原画像G1を二値化した二値画像G1Bを示す図である。原画像G1には、第1液滴91と第2液滴92とがそれぞれ第1時刻T1と第2時刻T2とに撮像された4つの液滴像が撮像されている。
100 撮像機構
200 液滴撮像装置
300 液滴特性測定装置
11 CPU
130 制御部
14 記憶装置
2 回転保持機構
3 ノズル移動機構
4 飛散防止部
5 処理部
51 ノズル
60 撮像ヘッド
61 LED光源(投光部)
65 カメラ(撮像部)
66 レンズ
67 撮像素子
68 制御処理回路
70 移動機構
71,72 支持部材
73 台座
75 XYステージ
76 ステージコントローラー
81 吐出口列
82 飛翔経路
91 第1液滴
92 第2液滴
T1 第1時刻
T2 第2時刻
W 基板
L1 処理液
L2 液滴
a1 回転軸
a3 回転軸線
c1 中心
FP ピント面
FV1 視野(撮像視野)
Claims (18)
- 線状の飛翔経路に沿って飛翔する第1液滴と、前記飛翔経路上を前記第1液滴の飛翔方向の前方において前記第1液滴と接触せず前記第1液滴と隣り合って飛翔する第2液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する投光部と、
前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴を撮像する撮像部と、
を備え、
前記投光部は、
前記第1液滴および前記第2液滴が前記光路に存在する第1時刻と、前記第1時刻後に第1液滴および前記第2液滴が前記光路に存在する第2時刻との少なくとも2つの時刻に前記光路を通る光を照射し、
前記撮像部は、
前記第1時刻に前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴と、前記第2時刻に前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴とを、前記飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像し、
前記第1時刻から前記第2時刻までの時間間隔は、
前記第1時刻から前記第2時刻までに前記第1液滴が移動する第1距離が、前記第2時刻における前記第1液滴と前記第1時刻における前記第2液滴との間の第2距離よりも短くなる距離関係が満たされるように予め設定されている、液滴撮像装置。 - 請求項1に記載の液滴撮像装置であって、
前記撮像部は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、
前記第1液滴と前記第2液滴との各光学像を前記第1時刻と前記第2時刻とにそれぞれ前記撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、前記第1時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像と、前記第2時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する、液滴撮像装置。 - 請求項2に記載の液滴撮像装置であって、
前記投光部は、前記第1時刻と前記第2時刻とのそれぞれにおいて前記光路を通るパルス光を照射し、
前記撮像部は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された前記第1液滴と前記第2液滴との各光学像を前記撮像素子に結像する、液滴撮像装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載の液滴撮像装置であって、
前記撮像部は、前記投光部より照射されて前記光路を経て前記第1液滴と前記第2液滴とを透過した光の光路上に設けられ、当該透過した光を撮像することによって、前記第1液滴と前記第2液滴とを撮像する、液滴撮像装置。 - 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載の液滴撮像装置と、
前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する特性演算部と、
を備え、
前記液滴撮像装置は、
前記第1時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像と、前記第2時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像とを含む1つまたは2つの画像を表わす1つまたは2つの画像信号を生成し、
前記特性演算部は、
前記1つまたは2つの画像信号により構成される前記1つまたは2つの画像に基づいて、前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する、液滴特性測定装置。 - 請求項5に記載の液滴特性測定装置であって、
前記特性演算部は、
前記距離関係に基づいて、前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴について、前記第1時刻における像の位置と、前記第2時刻における像の位置とを、前記1つまたは2つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する、液滴特性測定装置。 - 請求項6に記載の液滴特性測定装置であって、
前記特性演算部は、
前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴の像を前記1つまたは2つの画像において特定し、特定した像に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の径をさらに演算する、液滴特性測定装置。 - 吐出口を含み、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出するノズルと、
請求項5から請求項7の何れか1つの請求項に記載の液滴特性測定装置と、
を備え、
前記投光部は、前記複数の液滴のうち前記線状の飛翔経路に沿って飛翔する第1液滴と、前記飛翔経路上を前記第1液滴の飛翔方向の前方において前記第1液滴と接触せず前記第1液滴と隣り合って飛翔する第2液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射し、
前記撮像部は、前記投光部により前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴を撮像する、液滴吐出装置。 - 請求項8に記載の液滴吐出装置であって、
前記ノズルは、複数の吐出口列を含み、各吐出口列において、複数の吐出口が配列されており、
前記ノズルは、前記各吐出口列が含む複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出し、
当該液滴撮像装置は、
前記投光部と前記撮像部とを含む撮像ヘッドを、前記複数の吐出口列の各吐出口列における複数の吐出口の配列方向と、前記複数の吐出口列の配列方向とに前記ノズルに対して相対的に移動させる移動機構、をさらに備え、
前記移動機構は、
前記ノズルの前記各吐出口列が含む複数の吐出口に対応する複数の飛翔経路のそれぞれに対して、前記投光部が照射する光の前記光路を当該飛翔経路が横切るとともに、前記撮像部の視野に当該飛翔経路が入る位置に、前記撮像ヘッドを移動する、液滴吐出装置。 - 線状の飛翔経路に沿って飛翔する第1液滴と、前記飛翔経路上を前記第1液滴の飛翔方向の前方において前記第1液滴と接触せず前記第1液滴と隣り合って飛翔する第2液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する投光工程と、
前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴を撮像する撮像工程と、
を備え、
前記投光工程は、
前記第1液滴および前記第2液滴が前記光路に存在する第1時刻と、前記第1時刻後に第1液滴および前記第2液滴が前記光路に存在する第2時刻との少なくとも2つの時刻に前記光路を通る光を照射する工程であり、
前記撮像工程は、
前記第1時刻に前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴と、前記第2時刻に前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴とを、前記飛翔経路の方向と異なる方向から同視野にて撮像する工程であり、
前記第1時刻から前記第2時刻までの時間間隔は、
前記第1時刻から前記第2時刻までに前記第1液滴が移動する第1距離が、前記第2時刻における前記第1液滴と前記第1時刻における前記第2液滴との間の第2距離よりも短くなる距離関係が満たされるように予め設定されている、液滴撮像方法。 - 請求項10に記載の液滴撮像方法であって、
前記撮像工程は、
前記第1液滴と前記第2液滴との各光学像を前記第1時刻と前記第2時刻とにそれぞれ撮像素子に結像する二重露光を行うことによって、前記第1時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像と、前記第2時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像とを含む一画像を表わす画像信号を生成する工程である、液滴撮像方法。 - 請求項11に記載の液滴撮像方法であって、
前記投光工程は、前記第1時刻と前記第2時刻とのそれぞれにおいて前記光路を通るパルス光を照射する工程であり、
前記撮像工程は、当該各パルス光によってそれぞれ照明された前記第1液滴と前記第2液滴との各光学像を前記撮像素子に結像する工程である、液滴撮像方法。 - 請求項10から請求項12の何れか1つの請求項に記載の液滴撮像方法であって、
前記撮像工程は、前記投光工程において照射されて前記光路を経て前記第1液滴と前記第2液滴とを透過した光を撮像することによって、前記第1液滴と前記第2液滴とを撮像する工程である、液滴撮像方法。 - 請求項10から請求項13の何れか1つの請求項に記載の液滴撮像方法と、
前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する特性演算工程と、
を備え、
前記撮像工程は、
前記第1時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像と、前記第2時刻における前記第1液滴と前記第2液滴との各像とを含む1つまたは2つの画像を表わす1つまたは2つの画像信号を生成する工程であり、
前記特性演算工程は、
前記1つまたは2つの画像信号により構成される前記1つまたは2つの画像に基づいて、前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴の所定の特性を演算する工程である、液滴特性測定方法。 - 請求項14に記載の液滴特性測定方法であって、
前記特性演算工程は、
前記距離関係に基づいて、前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴について、前記第1時刻における像の位置と、前記第2時刻における像の位置とを、前記1つまたは2つの画像に対応する画像領域において特定し、特定した各位置に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の飛翔速度を演算する工程である、液滴特性測定方法。 - 請求項15に記載の液滴特性測定方法であって、
前記特性演算工程は、
前記第1液滴と前記第2液滴との少なくとも一方の液滴の像を前記1つまたは2つの画像において特定し、特定した像に基づいて、前記少なくとも一方の液滴の径をさらに演算する工程である、液滴特性測定方法。 - 吐出口を含むノズルの当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出する吐出工程と、
請求項14から請求項16の何れか1つの請求項に記載の液滴特性測定方法と、
を備え、
前記投光工程は、前記複数の液滴のうち前記線状の飛翔経路に沿って飛翔する第1液滴と、前記飛翔経路上を前記第1液滴の飛翔方向の前方において前記第1液滴と接触せず前記第1液滴と隣り合って飛翔する第2液滴との双方の液滴に同時に当たる光を、前記飛翔経路の方向と異なる方向に沿う光路にて照射する工程であり、
前記撮像工程は、前記投光工程において前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴を撮像する工程である、液滴吐出方法。 - 請求項17に記載の液滴吐出方法であって、
前記ノズルは、複数の吐出口列を含み、各吐出口列において、複数の吐出口が配列されており、
前記吐出工程は、前記各吐出口列が含む複数の吐出口のそれぞれについて、当該吐出口から延びる線状の飛翔経路に沿って、当該吐出口から順次に複数の液滴を吐出する工程であり、
前記投光工程は、前記光路にて光を投光部によって照射する工程であり、
前記撮像工程は、前記光路を通る光をそれぞれ照射された前記第1液滴および前記第2液滴を撮像部によって撮像する工程であり、
当該液滴撮像方法は、
前記投光部と前記撮像部とを含む撮像ヘッドを、前記複数の吐出口列の各吐出口列における複数の吐出口の配列方向と、前記複数の吐出口列の配列方向とに前記ノズルに対して相対的に移動させる移動工程、をさらに備え、
前記移動工程は、
前記ノズルの前記各吐出口列が含む複数の吐出口に対応する複数の飛翔経路のそれぞれに対して、前記投光部が照射する光の前記光路を当該飛翔経路が横切るとともに、前記撮像部の視野に当該飛翔経路が入る位置に、前記撮像ヘッドを移動する工程である、液滴吐出方法。
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