JP6116312B2 - 吐出検査装置および基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置の複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置、および、当該吐出検査装置を備える基板処理装置に関する。

従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板処理装置を用いて酸化膜等の絶縁膜を有する基板に対して様々な処理が施される。例えば、基板の表面に洗浄液を供給することにより、基板の表面上に付着したパーティクル等を除去する洗浄処理が行われる。

一方、対象物に向けて液体を吐出する装置の１つとして、記録紙に向けてインクの液滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。特許文献１のインクジェット記録装置では、印字ヘッドからのインクの吐出状態を検出する液滴検出装置が設けられる。当該装置では、光源から光センサに向かう平行光ビーム中にインクを吐出し、光センサからの出力に基づいてインクの液滴の吐出状態が検出される。当該装置では、印字ヘッドにマトリクス状に配置されたノズルのうち、直線状に配列された１列のノズル列について、吐出状態の検出が同時に行われる。

また、特許文献２のインクジェット記録装置では、ノズルから吐出されたインクの液滴にレーザ光を照射して散乱光を発生させ、当該散乱光をフォトダイオード等の受光素子で受光し、受光素子からの出力電圧に基づいて吐出が正常か異常かが判定される。

特開２００５−２８０３５１号公報 特開２０１０−２５３７７１号公報

ところで、特許文献１の液滴検出装置において、マトリクス状に配置された複数のノズルの吐出状態を同時に検出しようとすると、インクの液滴が光軸方向にて重なってしまい、吐出状態を精度良く検出することが難しい。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板処理装置において、複数の吐出口からの吐出動作の良否を精度良く判定することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置であって、予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って同時に撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部とを備え、前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吐出検査装置であって、前記吐出方向に垂直な投影面上に前記吐出方向に投影された前記一の吐出口列、前記他の吐出口列および前記撮像軸をそれぞれ、一の投影吐出口列、他の投影吐出口列および投影撮像軸として、前記投影撮像軸が、前記撮像部から離れるに従って前記一の投影吐出口列から前記他の投影吐出口列へと向かい、前記一の投影吐出口列と前記他の投影吐出口列との間、かつ、前記投影撮像軸よりも前記配列方向の前記一方側において、前記投影撮像軸と前記一の投影吐出口列を通る直線との成す角度である水平撮像角度αが、ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ＋ΔＸ））である第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（２Ｐ−ΔＸ）））である第２水平角度θ２よりも小さく、ここにおいて、Ｐは前記配列ピッチであり、ΔＸは前記シフト距離であり、ΔＹは前記一の吐出口列と前記他の吐出口列との間の前記配列方向に垂直な方向の距離である列間距離である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の吐出検査装置であって、前記水平撮像角度αが、前記第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、ａｔａｎ（ΔＹ／ΔＸ）である第３水平角度θ３よりも小さく、または、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ−ΔＸ）））である第４水平角度θ４よりも大きく、かつ、前記第２水平角度θ２よりも小さい。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の吐出検査装置であって、前記水平撮像角度αが、ａｔａｎ（ΔＹ／ΔＸ）である第３水平角度θ３よりも大きく、かつ、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ−ΔＸ）））である第４水平角度θ４よりも小さい。

請求項５に記載の発明は、複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置であって、予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部とを備え、前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間し、前記吐出方向に垂直な投影面上に前記吐出方向に投影された前記一の吐出口列、前記他の吐出口列および前記撮像軸をそれぞれ、一の投影吐出口列、他の投影吐出口列および投影撮像軸として、前記投影撮像軸が、前記撮像部から離れるに従って前記一の投影吐出口列から前記他の投影吐出口列へと向かい、前記一の投影吐出口列と前記他の投影吐出口列との間、かつ、前記投影撮像軸よりも前記配列方向の前記一方側において、前記投影撮像軸と前記一の投影吐出口列を通る直線との成す角度である水平撮像角度αが、ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ＋ΔＸ））である第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（２Ｐ−ΔＸ）））である第２水平角度θ２よりも小さく、ここにおいて、Ｐは前記配列ピッチであり、ΔＸは前記シフト距離であり、ΔＹは前記一の吐出口列と前記他の吐出口列との間の前記配列方向に垂直な方向の距離である列間距離であり、前記水平撮像角度αが９０°以下の場合、前記撮像軸と前記投影撮像軸との成す角度である傾斜撮像角度βが、数１に示す第１傾斜角度φ１よりも大きく、

前記水平撮像角度αが９０°よりも大きい場合、前記傾斜撮像角度βが、数２に示す第２傾斜角度φ２よりも大きく、

ここにおいて、ｔは前記光出射部からの光の前記吐出方向の厚さである。

請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５のいずれかに記載の吐出検査装置であって、前記投影撮像軸と、前記光出射部の光軸を前記吐出方向に前記投影面上に投影した投影光軸とが交点を有し、前記投影撮像軸の前記交点と前記撮像部との間の部位と、前記投影光軸の前記交点と前記光出射部との間の部位との成す角度が、９０°よりも大きい。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の吐出検査装置であって、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む他の検査画像を取得する他の撮像部をさらに備え、前記判定部が、前記検査画像および前記他の検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の吐出検査装置であって、前記撮像部および前記他の撮像部が、前記吐出方向に垂直な一の面上に配置される。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の吐出検査装置であって、前記光存在面が、前記吐出方向に垂直な平面に対して傾斜している。

請求項１０に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置と、基板を保持する基板保持部と、基板保持部の周囲を囲むカップ部と、前記複数の吐出口を有し、前記カップ部の内側において前記基板保持部の上方に配置され、前記複数の吐出口から前記基板に向けて前記液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを前記基板保持部の上方から前記カップ部の外側の検査位置へと移動する供給部移動機構とを備え、前記吐出検査装置が、予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部とを備え、前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間し、前記吐出検査装置の前記撮像部による前記検査画像の取得が、前記吐出ヘッドが前記検査位置に位置した状態で行われる。

請求項１１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置と、基板を保持する基板保持部と、基板保持部の周囲を囲むカップ部と、前記複数の吐出口を有し、前記カップ部の内側において前記基板保持部の上方に配置され、前記複数の吐出口から前記基板に向けて前記液体を吐出する吐出ヘッドとを備え、前記吐出検査装置が、予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部とを備え、前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間し、前記吐出検査装置の前記光照射部が、前記カップ部の外側に配置され、前記カップ部の上部開口を介して前記カップ部の内側に向けて光を出射し、前記撮像部が、前記カップ部の外側に配置され、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を前記カップ部の前記上部開口を介して撮像する。

本発明では、基板処理装置において、複数の吐出口からの吐出動作の良否を精度良く判定することができる。

第１の実施の形態に係る基板処理装置の正面図である。 基板処理装置の平面図である。 吐出ヘッドの底面図である。 吐出ヘッドの断面図である。 制御ユニットの機能を示すブロック図である。 吐出ヘッドおよび待機ポッドの側面図である。 ヘッド待機部、光出射部および撮像部の斜視図である。 投影面上に投影された吐出口列および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された吐出口列および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された吐出口列および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された吐出口列および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された吐出口列および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された光出射部および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された吐出口列および撮像部を示す図である。 投影面上に投影された光出射部および撮像部を示す図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置の正面図である。 基板処理装置の平面図である。

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に対して処理液が供給されて所定の処理が行われる。本実施の形態では、処理液である洗浄液の液滴を基板９上に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。基板処理装置１では、例えば、直径約２０μｍの液滴が、基板９に向けてスプレー状に吐出される。

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、供給部移動機構３５と、保護液供給部３６と、ヘッド待機部４と、吐出検査部５と、チャンバ６と、後述する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、供給部移動機構３５、保護液供給部３６、ヘッド待機部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。

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。

処理液供給部３は、処理液を下方に向けて吐出する吐出ヘッド３１と、吐出ヘッド３１に接続される処理液配管３２と、基板処理装置１の外部の処理液供給源から供給される処理液を処理液配管３２を介して吐出ヘッド３１に向けて圧送するポンプ３３とを備える。処理液配管３２は、吐出ヘッド３１への処理液の供給を行う処理液供給配管３１８（図４参照）と、吐出ヘッド３１からの処理液の回収を行う処理液回収配管３１９（図４参照）とを備える。

吐出ヘッド３１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。換言すれば、吐出ヘッド３１の下面３１１（以下、「吐出面３１１」という。）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。吐出ヘッド３１は、後述する複数の吐出口から相互に分離した微小な液滴を連続的に吐出する装置である。吐出ヘッド３１により、基板９の上面９１に向けて処理液の微小液滴が吐出される。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。吐出ヘッド３１からの処理液の設計上の吐出方向は、上下方向（すなわち、重力方向）におよそ平行である。

図３は、吐出ヘッド３１の吐出面３１１を示す底面図である。吐出ヘッド３１の吐出面３１１は、上下方向におよそ垂直である。吐出ヘッド３１の吐出面３１１には、複数の吐出口が設けられる。当該複数の吐出口は、それぞれが図３中の左右方向に略直線状に延びる４つの吐出口列３１３ａ〜３１３ｄを含む。吐出口列３１３ａ〜３１３ｄはそれぞれ、図３中の左右方向に所定の配列ピッチにて直線状に配列される吐出口群を含む。

以下の説明では、図３中の左右方向を「配列方向」という。また、図３中の上側から下側に向かって配列される吐出口列３１３ａ〜３１３ｄをそれぞれ、「第１吐出口列３１３ａ」、「第２吐出口列３１３ｂ」、「第３吐出口列３１３ｃ」および「第４吐出口列３１３ｄ」という。さらに、第１吐出口列３１３ａの複数の吐出口を「第１吐出口３１４ａ」といい、第２吐出口列３１３ｂの複数の吐出口を「第２吐出口３１４ｂ」という。第３吐出口列３１３ｃの複数の吐出口を「第３吐出口３１４ｃ」といい、第４吐出口列３１３ｄの複数の吐出口を「第４吐出口３１４ｄ」という。第１吐出口３１４ａ〜第４吐出口３１４ｄをまとめて「吐出口３１４ａ〜３１４ｄ」ともいう。

各吐出口３１４ａ〜３１４ｄの直径は、およそ５μｍ〜１０μｍである。図３では、各吐出口３１４ａ〜３１４ｄを実際よりも大きく、吐出口３１４ａ〜３１４ｄの個数を実際よりも少なく描いている。吐出ヘッド３１では、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄのそれぞれから、処理液の微小液滴が噴射される。

第１吐出口列３１３ａ、第２吐出口列３１３ｂ、第３吐出口列３１３ｃおよび第４吐出口列３１３ｄは、それぞれが上述の配列方向に延びる略直線状であり、吐出面３１１上において互いに平行に配置される。配列方向に垂直な方向（すなわち、図３中の上下方向）において、第１吐出口列３１３ａと第２吐出口列３１３ｂとの間の距離は、第３吐出口列３１３ｃと第４吐出口列３１３ｄとの間の距離に等しく、第２吐出口列３１３ｂと第３吐出口列３１３ｃとの間の距離よりも小さい。

第１吐出口列３１３ａと第３吐出口列３１３ｃとは、配列方向に関して同じ位置に配置される。第２吐出口列３１３ｂと第４吐出口列３１３ｄとも、配列方向に関して同じ位置に配置される。第２吐出口列３１３ｂおよび第４吐出口列３１３ｄはそれぞれ、第１吐出口列３１３ａおよび第３吐出口列３１３ｃに対し、配列方向の一方側である図３中の右側に所定のシフト距離だけずれて配置される。換言すれば、複数の吐出口列３１３ａ〜３１３ｄはそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、配列方向にシフト距離だけずれて配置される。当該シフト距離は、上述の配列ピッチよりも小さい距離であり、例えば、配列ピッチの半分の距離である。

吐出ヘッド３１では、配列方向に垂直、かつ、吐出面３１１に平行な方向から見た場合、複数の第１吐出口３１４ａと複数の第２吐出口３１４ｂとが配列方向に交互に並び、複数の第３吐出口３１４ｃと複数の第４吐出口３１４ｄとが配列方向に交互に並ぶ。また、複数の第１吐出口３１４ａと複数の第３吐出口３１４ｃとがそれぞれ重なり、複数の第２吐出口３１４ｂと複数の第４吐出口３１４ｄとがそれぞれ重なる。

図４は、図３中のＡ−Ａの位置にて吐出ヘッド３１を切断した縦断面図である。吐出ヘッド３１は、ヘッド本体部３１２と、圧電素子３１５とを備える。ヘッド本体部３１２の内部には、処理液を保持する空間である処理液保持部３１６が設けられる。処理液保持部３１６の一方の端部は、処理液供給配管３１８を介して吐出ヘッド３１に処理液を供給する処理液供給源およびポンプ３３に接続される。処理液保持部３１６の他方の端部は、処理液回収配管３１９を介して吐出ヘッド３１からの処理液を回収する処理液回収部に接続される。当該処理液回収部は、基板処理装置１の外部に設けられる。

ヘッド本体部３１２の外面の一部である下面は、上述の吐出面３１１である。複数の第１吐出口３１４ａはそれぞれ処理液保持部３１６に接続される。吐出口３１４ｂ〜３１４ｄ（図３参照）についても、第１吐出口３１４ａと同様である。圧電素子３１５は、ヘッド本体部３１２の上面に取り付けられる。圧電素子３１５により、ヘッド本体部３１２を介してヘッド本体部３１２内の処理液に振動が付与されることにより、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄのそれぞれから処理液の微小液滴が吐出される。

図１および図２に示すように、供給部移動機構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、吐出ヘッド３１が取り付けられる。ヘッド回転機構３５３は、吐出ヘッド３１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する。ヘッド昇降機構３５４は、吐出ヘッド３１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、例えば、ボールねじ機構および電動モータを備える。後述するように、吐出ヘッド３１は供給部移動機構３５により、基板９に対向する位置と、ヘッド待機部４に対向する位置との間で移動するが、吐出ヘッド３１の吐出面３１１は当該移動にかかわらず、ほぼ水平に維持される。

保護液供給部３６は、吐出ヘッド３１に直接的または間接的に固定され、保護液を斜め下方に向けて吐出する。図１および図２に示す例では、保護液供給部３６はアーム３５１に取り付けられ、吐出ヘッド３１に間接的に固定される。保護液としては、上述の処理液と同様に、純水（好ましくは、脱イオン水）、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。保護液は処理液と同じ種類の液体でもよく、異なる種類の液体でもよい。

基板処理装置１では、保護液供給部３６から基板９の上面９１に向けて液柱状に吐出された保護液が、吐出ヘッド３１の下方において基板９上に広がることにより、吐出ヘッド３１の真下に所定の厚さの保護液の膜（以下、「保護液膜」という。）が形成される。保護液供給部３６は、ヘッド回転機構３５３およびヘッド昇降機構３５４により、吐出ヘッド３１と共に移動する。

図５は、制御ユニット７の機能を示すブロック図である。図５では、制御ユニット７以外の構成も併せて描いている。制御ユニット７は、処理制御部７１と、検査制御部７２と、判定部７５とを備える。判定部７５は、上述の吐出検査部５の一部でもある。判定部７５は、その判定結果に基づいて、モニタ等の報知部７８を制御する。

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、チャンバ６の開閉可能な遮光扉（図示省略）が開放され、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、吐出ヘッド３１は、図２に二点鎖線にて示すように、カップ部２２の外側に配置されたヘッド待機部４の待機ポッド４１上の待機位置にて待機している。

図６は、待機位置に位置する吐出ヘッド３１をヘッド待機部４の待機ポッド４１と共に拡大して示す側面図である。待機ポッド４１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、吐出ヘッド３１の一部が、上記開口を介して待機ポッド４１内に挿入される。なお、図６では、保護液供給部３６の図示を省略している。また、後述する検査位置に位置する吐出ヘッド３１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、上記遮光扉が閉鎖される。そして、処理制御部７１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。続いて、処理制御部７１により供給部移動機構３５のヘッド回転機構３５３およびヘッド昇降機構３５４が駆動され、吐出ヘッド３１および保護液供給部３６が、待機位置から待機ポッド４１の上方へと上昇して回転し、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、吐出ヘッド３１および保護液供給部３６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、保護液供給部３６から基板９上への保護液の供給が開始され、基板９の上面９１の一部を覆う保護液膜が形成される。また、吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄ（図３参照）から、保護液膜が形成された基板９の上面９１に向けて処理液の吐出（すなわち、微小液滴の噴射）が開始される。保護液膜は、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄからの処理液の基板９上における設計上の複数の着液点（すなわち、微小液滴の着弾点）を覆う。

吐出ヘッド３１から保護液膜に向けて噴射された多数の微小液滴は、基板９の上面９１上の保護液膜に衝突し、保護液膜を介して基板９の上面９１に間接的に衝突する。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、処理液の微小液滴の衝突による衝撃により基板９上から除去される。換言すれば、処理液の微小液滴により保護液膜を介して基板９に間接的に付与される運動エネルギーにより、基板９の上面９１の洗浄処理が行われる。

このように、処理液の微小液滴が保護液膜を介して基板９に衝突することにより、微小液滴が直接的に基板に衝突する場合に比べて、基板９の上面９１に形成されたパターン等にダメージを与えることを防止または抑制しつつ、基板９の洗浄処理を行うことができる。また、基板９上の洗浄処理が行われる部位が保護液により覆われているため、基板９上から除去されたパーティクル等が、基板９の上面９１に再付着することを防止または抑制することができる。

基板処理装置１では、保護液および処理液の吐出と並行して、ヘッド回転機構３５３による吐出ヘッド３１および保護液供給部３６の回動が行われる。吐出ヘッド３１および保護液供給部３６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に供給された保護液および処理液は、基板９の回転により、基板９のエッジから外側へと飛散する。基板９から飛散した保護液および処理液は、カップ部２２により受けられて廃棄または回収される。

吐出ヘッド３１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、保護液および処理液の吐出が停止される。吐出ヘッド３１および保護液供給部３６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する。そして、ヘッド回転機構３５３により、基板保持部２１および基板９の上方からカップ部２２の外側の検査位置（図６参照）へと移動する。検査位置は、待機ポッド４１の上方の位置、すなわち、上述の待機位置の上方の位置である。吐出ヘッド３１の検査位置では、吐出検査部５により、定期的に、または、必要に応じて、吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄからの処理液の吐出動作の検査が行われる。

図７は、検査位置における吐出ヘッド３１、および、吐出ヘッド３１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、吐出ヘッド３１の真下を避けて、吐出ヘッド３１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５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。

図７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、吐出ヘッド３１の下方に向けて光を出射する。図５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。

光出射部５１からの面状光５１０は、吐出ヘッド３１の吐出面３１１近傍にて、吐出ヘッド３１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、吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄ（図３参照）から待機ポッド４１の内部に向けて処理液が吐出される。そして、吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄから吐出される処理液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から当該複数の飛翔体に光が照射される。面状光５１０は、吐出ヘッド３１からの処理液の設計上の吐出方向（すなわち、複数の飛翔体の予め定められた所定の吐出方向）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、複数の飛翔体の所定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。

撮像部５２は、上記光存在面よりも下方にて、撮像軸Ｊ２を吐出ヘッド３１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が延びる方向）は、複数の飛翔体の所定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、吐出ヘッド３１が検査位置に位置した状態で面状光５１０を通過する処理液（すなわち、複数の飛翔体）を、撮像軸Ｊ２に沿って撮像することにより、当該複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する。換言すれば、撮像部５２により、上記複数の飛翔体の飛翔状態が観測される。吐出検査部５では、撮像部５２による撮像結果から、１フレームの静止画が検査画像として抽出される。撮像部５２は、図３中の４つの吐出口列３１３ａ〜３１３ｄのうち、第１吐出口列３１３ａが最も手前側に見える位置に配置される。

基板処理装置１において吐出ヘッド３１の吐出動作の検査が行われる際には、まず、検査制御部７２（図５参照）により、処理液供給部３が制御されることにより、図７に示す待機ポッド４１の上方の検査位置に位置する吐出ヘッド３１から、待機ポッド４１に向けて処理液が吐出される。また、検査制御部７２により、光出射部５１および撮像部５２が制御されることにより、上述のように、面状光５１０を通過する処理液である複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像が取得される。検査画像は、判定部７５に送られる。

判定部７５では、撮像部５２からの検査画像に基づいて、吐出ヘッド３１における複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄ（図３参照）のそれぞれの吐出動作の良否が判定される。判定部７５による判定は、例えば、吐出ヘッド３１から正常に吐出された処理液上の複数の輝点を含む基準画像を予め準備しておき、当該基準画像と検査画像とを比較することにより行われる。基準画像上の輝点に対応する輝点が検査画像上に存在しない場合、あるいは、対応する輝点の位置が大きくずれている場合、判定部７５では、検査画像上の当該輝点に対応する吐出口３１４ａ〜３１４ｄからの処理液の吐出に異常が生じていると判定される。吐出動作の異常（すなわち、吐出不良）は、例えば、吐出口３１４ａ〜３１４ｄから処理液が吐出されない不吐出や、吐出口３１４ａ〜３１４ｄからの液滴が所定の吐出方向からずれて吐出される斜め吐出である。なお、判定部７５による吐出ヘッド３１の吐出動作の良否判定は、基準画像と検査画像との比較以外の様々な方法により行われてもよい。

判定部７５により吐出ヘッド３１の吐出動作の不良が検出された場合、吐出検査部５の報知部７８（図５参照）が制御され、吐出不良の発生が作業者等に通知される。そして、必要に応じて、図示省略のメンテナンス部により吐出ヘッド３１のメンテナンスが行われたり、作業者による吐出ヘッド３１の交換が行われる。その後、上述の吐出検査が再度行われ、判定部７５により吐出ヘッド３１の吐出動作が正常であると判定された場合、吐出ヘッド３１が、検査位置から待機位置へと下降して待機する。

図８は、吐出ヘッド３１からの処理液の設計上の吐出方向に垂直な投影面（すなわち、吐出面３１１に平行な水平面）を示す図である。図８では、図３に示す第１吐出口列３１３ａおよび第２吐出口列３１３ｂを、上記投影面上に吐出方向に投影した第１投影吐出口列３１６ａおよび第２投影吐出口列３１６ｂを示す。また、図７に示す撮像部５２の撮像軸Ｊ２を、上記投影面上に吐出方向に投影した投影撮像軸Ｊ４を示す。さらに、撮像部５２の投影面上への投影図を二点鎖線にて併せて示す。投影撮像軸Ｊ４は、投影面上において撮像部５２から離れるに従って第１投影吐出口列３１６ａへと向かい、第１投影吐出口列３１６ａの一の第１投影吐出口３１７ａを通って、第１投影吐出口列３１６ａから第２投影吐出口列３１６ｂへと向かう。

図８では、第１投影吐出口列３１６ａの複数の第１投影吐出口３１７ａを通って投影面上における配列方向（実際の配列方向と一致する方向であり、以下、単に「配列方向」という。）に延びる直線に符号Ｌ１を付し、第２投影吐出口列３１６ｂの複数の第２投影吐出口３１７ｂを通って配列方向に延びる直線に符号Ｌ２を付す。また、第１投影吐出口列３１６ａと第２投影吐出口列３１６ｂとの間、かつ、投影撮像軸Ｊ４よりも配列方向の上記一方側（すなわち、第２吐出口列３１３ｂが第１吐出口列３１３ａに対してずれる方向であり、図８中の右側）において、投影撮像軸Ｊ４と第１投影吐出口列３１６ａを通る直線Ｌ１との成す角度である水平撮像角度に符号αを付す。図８に関する上記説明は、後述する図９〜１２においても同様である。

好ましくは、水平撮像角度αは、図９に示すように、第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、第２水平角度θ２よりも小さい。第１水平角度θ１は、第１投影吐出口列３１６ａと第２投影吐出口列３１６ｂとの間、かつ、直線Ｌ５よりも配列方向の上記一方側（すなわち、図９中の右側）において、当該直線Ｌ５と直線Ｌ１との成す角度である。直線Ｌ５は、一の第１投影吐出口３１７ａと、当該第１投影吐出口３１７ａに配列方向の上記一方側にて隣接する第２投影吐出口３１７ｂのさらに上記一方側にて隣接する第２投影吐出口３１７ｂとを結ぶ直線である。

第２水平角度θ２は、第１投影吐出口列３１６ａと第２投影吐出口列３１６ｂとの間、かつ、直線Ｌ６よりも配列方向の上記一方側において、当該直線Ｌ６と直線Ｌ１との成す角度である。直線Ｌ６は、一の第１投影吐出口３１７ａと、当該第１投影吐出口３１７ａに配列方向の他方側（すなわち、図９中の左側）にて隣接する第２投影吐出口３１７ｂのさらに上記他方側にて隣接する第２投影吐出口３１７ｂとを結ぶ直線である。

ここにおいて、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂの配列ピッチ（すなわち、吐出面３１１上における配列ピッチ）を「Ｐ」とし、上述のシフト距離を「ΔＸ」とし、第１吐出口列３１３ａと第２吐出口列３１３ｂとの間の配列方向に垂直な方向の距離である列間距離（すなわち、吐出面３１１上における列間距離）を「ΔＹ」とする。上述のように、投影面は、吐出面３１１に平行な水平面であるため、複数の第１投影吐出口３１７ａおよび複数の第２投影吐出口３１７ｂの配列ピッチ、すなわち、投影面上における配列ピッチも「Ｐ」である。また、投影面上におけるシフト距離も「ΔＸ」である。さらに、第１投影吐出口列３１６ａと第２投影吐出口列３１６ｂとの間の配列方向に垂直な方向の距離、すなわち、投影面上における列間距離も「ΔＹ」である。したがって、第１水平角度θ１は、ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ＋ΔＸ））であり、第２水平角度θ２は、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（２Ｐ−ΔＸ）））である。

水平撮像角度αは、より好ましくは、図１０に示すように、第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、第３水平角度θ３よりも小さい。第３水平角度θ３は、第１投影吐出口列３１６ａと第２投影吐出口列３１６ｂとの間、かつ、直線Ｌ７よりも配列方向の上記一方側（すなわち、図１０中の右側）において、当該直線Ｌ７と直線Ｌ１との成す角度である。直線Ｌ７は、一の第１投影吐出口３１７ａと、当該第１投影吐出口３１７ａに配列方向の上記一方側にて隣接する第２投影吐出口３１７ｂとを結ぶ直線である。第３水平角度θ３は、ａｔａｎ（ΔＹ／ΔＸ）である。

このように、基板処理装置１では、水平撮像角度αが、第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、第３水平角度θ３よりも小さい鋭角となるように、撮像部５２の吐出ヘッド３１に対する相対位置が決定される。これにより、吐出ヘッド３１の第１吐出口列３１３ａに含まれる各第１吐出口３１４ａの撮像方向の射影（すなわち、撮像方向に垂直な面への射影）が、第１吐出口列３１３ａに隣接する第２吐出口列３１３ｂに含まれる複数の第２吐出口３１４ｂ（すなわち、吐出口群）の撮像方向の射影群と互いに離間する。このため、撮像部５２により取得される検査画像において、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点と、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点とが重複することを抑制することができる。その結果、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂからの吐出動作の良否を精度良く判定することができる。例えば、水平撮像角度αは約５０°に設定される。

図１１は、撮像部５２を吐出ヘッド３１に対して他の好ましい相対位置に配置した場合の投影面を示す図である。図１１に示す例では、水平撮像角度αは、第４水平角度θ４よりも大きく、かつ、第２水平角度θ２よりも小さい。第４水平角度θ４は、第１投影吐出口列３１６ａと第２投影吐出口列３１６ｂとの間、かつ、直線Ｌ８よりも配列方向の上記一方側（すなわち、図１１中の右側）において、当該直線Ｌ８と直線Ｌ１との成す角度である。直線Ｌ８は、一の第１投影吐出口３１７ａと、当該第１投影吐出口３１７ａに配列方向の上記他方側（すなわち、図１１中の左側）にて隣接する第２投影吐出口３１７ｂとを結ぶ直線である。第４水平角度θ４は、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ−ΔＸ）））である。

このように、基板処理装置１では、水平撮像角度αが、第４水平角度θ４よりも大きく、かつ、第２水平角度θ２よりも小さい鈍角となるように、撮像部５２の吐出ヘッド３１に対する相対位置が決定される。これにより、各第１吐出口３１４ａの撮像方向の射影が、複数の第２吐出口３１４ｂ（すなわち、吐出口群）の撮像方向の射影群と互いに離間する。このため、検査画像において、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点と、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点とが重複することを抑制することができる。その結果、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂからの吐出動作の良否を精度良く判定することができる。

図１２は、撮像部５２を吐出ヘッド３１に対してさらに他の好ましい相対位置に配置した場合の投影面を示す図である。図１２に示す例では、水平撮像角度αは、第３水平角度θ３よりも大きく、かつ、第４水平角度θ４よりも小さい。これにより、各第１吐出口３１４ａの撮像方向の射影が、複数の第２吐出口３１４ｂ（すなわち、吐出口群）の撮像方向の射影群と互いに離間する。このため、検査画像において、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点と、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点とが重複することを抑制することができる。その結果、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂからの吐出動作の良否を精度良く判定することができる。

図１０ないし図１２に示すように、基板処理装置１では、水平撮像角度αが第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、第２水平角度θ２よりも小さくなるように、撮像部５２の吐出ヘッド３１に対する相対位置が決定される。また、水平撮像角度αは、第３水平角度θ３および第４水平角度θ４におよそ等しくなることを避けて決定される。これにより、各第１吐出口３１４ａの撮像方向の射影が、複数の第２吐出口３１４ｂ（すなわち、吐出口群）の撮像方向の射影群と互いに離間する。その結果、輝点の重複を抑制して、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂからの吐出動作の良否を精度良く判定することができる。

基板処理装置１では、図１２のように撮像部５２を配置することにより、図１０または図１１のように撮像部５２を配置する場合に比べて、投影撮像軸Ｊ４と配列方向との成す角度が９０°に近くなる。これにより、検査画像において、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点と、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点とが重複することを、より一層抑制することができる。一方、図１０または図１１のように撮像部５２を配置することにより、図１２のように撮像部５２を配置する場合に比べて、検査画像における第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点が、第２吐出口列３１３ｂよりも奥側に位置する第３吐出口列３１３ｃおよび第４吐出口列３１３ｄからの処理液上の輝点と重複することを、より一層抑制することができる。

図１３は、投影撮像軸Ｊ４、および、光出射部５１の光軸Ｊ１を吐出方向に投影面上に投影した投影光軸Ｊ３を示す図である。図１３では、光出射部５１および撮像部５２の投影面上への投影図を二点鎖線にて併せて示す。図１３に示すように、投影撮像軸Ｊ４と投影光軸Ｊ３とは交点Ｋ１を有する。投影撮像軸Ｊ４の交点Ｋ１と撮像部５２との間の部位と、投影光軸Ｊ３の交点Ｋ１と光出射部５１との間の部位との成す角度γは、９０°よりも大きい。このため、面状光５１０が照射された処理液からの前方散乱光を、撮像部５２により十分に取り込むことができる。これにより、検査画像上における輝点が明るくなり、輝点を容易に抽出することが可能となる。その結果、吐出ヘッド３１の吐出動作の良否を、より精度良く判定することができる。

なお、一部の吐出口からの処理液の前方散乱光が、撮像部５２により十分に取り込むことが難しい場合等、上記光出射部５１に加えて、光出射部５１とは異なる方向から処理液に面状光を照射する他の光出射部が設けられてもよい。この場合、光出射部５１から面状光５１０が照射された処理液の撮像部５２による撮像後、他の光出射部からの面状光が照射された処理液が、撮像部５２により撮像される。そして、２つの検査画像に基づいて、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄのそれぞれの吐出動作の良否判定が行われる。各吐出口３１４ａ〜３１４ｄに対応する輝点は、当該２つの検査画像のうち少なくとも一方の検査画像において十分に明るく、容易に検出される。これにより、吐出ヘッド３１の吐出動作の良否を、より精度良く判定することができる。

ところで、光出射部５１からの面状光５１０は、上下方向に僅かながら厚さを有しているため、検査画像上の各輝点は、上下方向に対応する方向に長い略楕円形となる。また、上述のように、撮像部５２は吐出ヘッド３１の斜め下方に配置されており、検査画像上の各輝点は、撮像方向に垂直な面に投影された形状として検査画像上に現れる。図１４は、撮像部５２から見た各輝点、すなわち、撮像方向に垂直な面に投影された見かけ上の輝点８１ａ，８１ｂを示す図である。見かけ上の輝点８１ａは、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点に対応し、見かけ上の輝点８１ｂは、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点に対応する。以下、見かけ上の輝点８１ａ，８１ｂを、単に「輝点８１ａ，８１ｂ」という。

図１４では、１つの第１吐出口３１４ａに対応する輝点８１ａと、当該第１吐出口３１４ａに隣接する１つの第２吐出口３１４ｂに対応する輝点８１ｂを図示し、他の第１吐出口３１４ａおよび第２吐出口３１４ｂに対応する輝点の図示を省略する。他の第１吐出口３１４ａおよび第２吐出口３１４ｂについては、撮像方向に垂直な面に投影された見かけ上の各吐出口を同符号を付して示す。また、図１４では、撮像部５２の吐出ヘッド３１に対する相対位置は、図１０に示す相対位置に等しく、水平撮像角度α（図１０参照）は、第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、第３水平角度θ３よりも小さい鋭角である。

輝点８１ａと輝点８１ｂとが重複すると、上述のように、吐出動作の良否判定の精度が低下する可能性がある。したがって、輝点８１ａの撮像方向の長さを「ｄ」とし、図１４中の左右方向である配列方向にて隣接する見かけ上の第１吐出口３１４ａと第２吐出口３１４ｂとの間の撮像方向の距離を「ＰＤ」とすると、輝点長さｄは距離ＰＤ未満であることが好ましい。

ここにおいて、光出射部５１からの面状光５１０の上下方向の厚さ（すなわち、吐出方向の厚さ）を「ｔ」とし、投影撮像軸Ｊ４と撮像軸Ｊ２との成す角度である傾斜撮像角（すなわち、仰角）を「β」とすると、輝点長さｄは、（ｔ×ｃｏｓ（β））である。また、距離ＰＤは、以下の数３のように表される。

したがって、上述のように輝点長さｄが距離ＰＤ未満となるためには、傾斜撮像角度βは、以下の数４に示される第１傾斜角度φ１よりも大きい必要がある。

傾斜撮像角度βを第１傾斜角度φ１よりも大きくすることにより、検査画像において、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点と、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点とが重複することを、より一層抑制することができる。その結果、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂからの吐出動作の良否を、さらに精度良く判定することができる。基板処理装置１では、水平撮像角度αが、第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、第３水平角度θ３よりも小さい角度である場合のみならず、水平撮像角度αが９０°以下であれば、傾斜撮像角度βを第１傾斜角度φ１よりも大きくすることにより、上記と同様に、検査画像上における輝点の重複を抑制することができ、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。例えば、傾斜撮像角度βは約４０°に設定される。

一方、水平撮像角度αが、９０°よりも大きい場合、距離ＰＤは、以下の数５のように表される。

したがって、上述のように輝点長さｄが距離ＰＤ未満となるためには、傾斜撮像角度βは、以下の数６に示される第２傾斜角度φ２よりも大きい必要がある。

水平撮像角度αが、９０°よりも大きい場合、傾斜撮像角度βを第２傾斜角度φ２よりも大きくすることにより、上記と同様に、検査画像において、第１吐出口３１４ａからの処理液上の輝点と、第２吐出口３１４ｂからの処理液上の輝点とが重複することを、より一層抑制することができる。その結果、複数の第１吐出口３１４ａおよび複数の第２吐出口３１４ｂからの吐出動作の良否を、さらに精度良く判定することができる。

以上、吐出ヘッド３１の第１吐出口列３１３ａおよび第２吐出口列３１３ｂに注目して、撮像部５２の吐出ヘッド３１に対する相対位置について説明したが、上記説明は、複数の吐出口列３１３ａ〜３１３ｄに含まれる一の吐出口列と、当該一の吐出口列に隣接する他の吐出口列について同様である。例えば、第３吐出口列３１３ｃおよび第４吐出口列３１３ｄに注目し、第３吐出口列３１３ｃに含まれる各第３吐出口３１４ｃの撮像方向の射影が、第４吐出口列３１３ｄに含まれる複数の第４吐出口３１４ｄの撮像方向の射影群と互いに離間するように、第３吐出口列３１３ｃ、第４吐出口列３１３ｄおよび撮像部５２が配置されてもよい。また、第２吐出口列３１３ｂおよび第３吐出口列３１３ｃに注目し、第２吐出口列３１３ｂに含まれる各第２吐出口３１４ｂの撮像方向の射影が、第３吐出口列３１３ｃに含まれる複数の第３吐出口３１４ｃの撮像方向の射影群と互いに離間するように、第２吐出口列３１３ｂ、第３吐出口列３１３ｃおよび撮像部５２が配置されてもよい。このように、基板処理装置１では、一の吐出口列に含まれる各吐出口の撮像方向の射影が、当該一の吐出口列に隣接する他の吐出口列に含まれる吐出口群の撮像方向の射影群と互いに離間することにより、これらの吐出口列に含まれる複数の吐出口からの吐出動作の良否を精度良く判定することができる。

上述のように、基板処理装置１では、吐出ヘッド３１がカップ部２２の外側の検査位置に位置した状態で、撮像部５２による検査画像の取得が行われる。これにより、光出射部５１や撮像部５２等、吐出ヘッド３１の吐出検査に係る構成を容易に配置することができる。また、吐出検査部５では、光存在面が処理液の所定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、検査画像上において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、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄにおける吐出動作の良否判定精度をさらに向上することができる。

基板処理装置１では、図１５に示すように、撮像部５２に加えて他の撮像部５２ａがさらに設けられてもよい。撮像部５２ａは、好ましくは、撮像部５２と同様の構造を有する。撮像部５２ａは、撮像部５２と同様に、吐出ヘッド３１の斜め下方に配置される。好ましくは、撮像部５２および撮像部５２ａは、上述の吐出方向に垂直な一の面上に配置される。撮像部５２ａの撮像軸を上記投影面上に吐出方向に投影した投影撮像軸Ｊ５は、投影撮像軸Ｊ４とは異なる角度にて光出射部５１の投影光軸Ｊ３と交差する。したがって、吐出ヘッド３１の吐出口列３１３ａ〜３１３ｄ（図３参照）に対する投影撮像軸Ｊ５の向きは、撮像部５２の投影撮像軸Ｊ４の向きと異なる。

撮像部５２ａは、撮像部５２と同様に、吐出ヘッド３１が検査位置に位置した状態で面状光５１０を通過する処理液（すなわち、光存在面を通過する複数の飛翔体）を撮像することにより、当該複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する。上述のように、投影撮像軸Ｊ５の向きは投影撮像軸Ｊ４の向きと異なるため、撮像部５２ａにより取得される検査画像は、撮像部５２により取得される上述の検査画像とは、輝点の配置等が異なる他の検査画像である。

判定部７５では、撮像部５２により取得された検査画像、および、撮像部５２ａにより取得された他の検査画像に基づいて、吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄのそれぞれの吐出動作の良否が判定される。このように、撮像方向が互いに異なる複数の撮像部５２，５２ａにより複数の検査画像を取得することにより、各吐出口３１４ａ〜３１４ｄに対応する輝点を、他の輝点と重複しない状態で検出できる可能性を高めることができる。その結果、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄにおける吐出動作の良否判定精度をさらに向上することができる。

また、撮像部５２，５２ａが、吐出方向に垂直な一の面上に配置されることにより、撮像部５２ａの吐出ヘッド３１および光出射部５１に対する相対位置を、撮像部５２の吐出ヘッド３１および光出射部５１に対する相対位置に基づいて、容易に所望のものとすることができる。これにより、基板処理装置１の製造を容易とすることができる。

図１６および図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａの正面図および平面図である。基板処理装置１ａでは、吐出検査部５の光出射部５１および撮像部５２が、カップ部２２の周囲に配置される。その他の構造は、図１および図２に示す基板処理装置１とほぼ同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。

図１６および図１７に示すように、光出射部５１および撮像部５２は、カップ部２２の外側において、カップ部２２の上部開口２２０よりも上方に配置される。したがって、光出射部５１および撮像部５２は、カップ部２２の内側にて基板９に対する処理を行う場合と同様の位置（以下、「処理位置」という。）に位置する吐出ヘッド３１の斜め上方に位置する。

光出射部５１は、カップ部２２の上部開口２２０を介してカップ部２２の内側に向けて光存在面に沿う面状光を照射する。光出射部５１からの面状光は、処理位置に位置する吐出ヘッド３１の下方を通過し、吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄ（図３参照）から吐出される処理液である複数の飛翔体に照射される。撮像部５２は、面状光を通過する（すなわち、上記光存在面を通過する）複数の飛翔体をカップ部２２の上部開口２２０を介して撮像する。撮像部５２により取得された検査画像は、基板処理装置１と同様に、判定部７５（図５参照）に送られる。そして、判定部７５により、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄにおける吐出動作の良否が判定される。

基板処理装置１ａでは、図１および図２に示す基板処理装置１と同様に、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄ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。基板処理装置１ａでは、カップ部２２内において処理位置に位置する吐出ヘッド３１の吐出動作を検査することができる。このため、基板９に対する処理が行われる直前の状態の吐出ヘッド３１の吐出動作を検査することができる。また、基板９に対する吐出ヘッド３１による処理と並行して、吐出ヘッド３１の吐出動作を検査することもできる。これにより、基板９に対する処理中に吐出異常が発生した場合であっても、当該吐出異常を迅速に検出することができる。

上述の基板処理装置１，１ａでは、様々な変更が可能である。

例えば、基板処理装置１，１ａでは、第１吐出口列３１３ａの一の第１吐出口３１４ａの撮像方向の射影が、第１吐出口列３１３ａに隣接する第２吐出口列３１３ｂの複数の第２吐出口３１４ｂ（すなわち、吐出口群）の撮像方向の射影群と互いに離間するのであれば、上述の水平撮像角度αは、第１水平角度θ１よりも小さくてもよく、あるいは、第２水平角度θ２よりも大きくてもよい。隣接する他の２つの吐出口列においても同様である。

光出射部５１では、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、当該光がポリゴンミラー等の光走査手段により光存在面に沿って走査されてもよい。これにより、複数の吐出口３１４ａ〜３１４ｄから吐出された処理液である複数の飛翔体が光存在面を通過する際に、当該複数の飛翔体に光が照射される。また、光存在面は、吐出ヘッド３１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。

吐出ヘッド３１から吐出される処理液は、必ずしも、液滴状には限定されず、液柱状に連続する処理液が吐出ヘッド３１から吐出されてもよい。

基板処理装置１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。

上述の光出射部５１、撮像部５２、判定部７５を備える装置は、基板処理装置１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。上記吐出検査装置は、例えば、上述の様々な基板に対して複数の吐出口から液体を吐出する装置において、複数の吐出口からの液体の吐出動作の検査に利用される。

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。

１，１ａ 基板処理装置
９ 基板
２１ 基板保持部
２２ カップ部
３１ 吐出ヘッド
３５ 供給部移動機構
５１ 光出射部
５２，５２ａ 撮像部
７５ 判定部
３１１ 吐出面
３１３ａ〜３１３ｄ 吐出口列
３１４ａ〜３１４ｄ 吐出口
３１６ａ 第１投影吐出口列
３１６ｂ 第２投影吐出口列
５１０ 面状光
Ｊ１ 光軸
Ｊ２ 撮像軸
Ｊ３ 投影光軸
Ｊ４，Ｊ５ 投影撮像軸
Ｋ１ 交点
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５〜Ｌ８ 直線
α 水平撮像角度
β 傾斜撮像角度
θ１ 第１水平角度
θ２ 第２水平角度
θ３ 第３水平角度
θ４ 第４水平角度

Claims (11)

1. 複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置であって、
   予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、
   前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って同時に撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、
   前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部と、
   を備え、
   前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、
   前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、
   前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、
   前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間することを特徴とする吐出検査装置。
2. 請求項１に記載の吐出検査装置であって、
   前記吐出方向に垂直な投影面上に前記吐出方向に投影された前記一の吐出口列、前記他の吐出口列および前記撮像軸をそれぞれ、一の投影吐出口列、他の投影吐出口列および投影撮像軸として、
   前記投影撮像軸が、前記撮像部から離れるに従って前記一の投影吐出口列から前記他の投影吐出口列へと向かい、
   前記一の投影吐出口列と前記他の投影吐出口列との間、かつ、前記投影撮像軸よりも前記配列方向の前記一方側において、前記投影撮像軸と前記一の投影吐出口列を通る直線との成す角度である水平撮像角度αが、ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ＋ΔＸ））である第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（２Ｐ−ΔＸ）））である第２水平角度θ２よりも小さく、
   ここにおいて、Ｐは前記配列ピッチであり、ΔＸは前記シフト距離であり、ΔＹは前記一の吐出口列と前記他の吐出口列との間の前記配列方向に垂直な方向の距離である列間距離であることを特徴とする吐出検査装置。
3. 請求項２に記載の吐出検査装置であって、
   前記水平撮像角度αが、
   前記第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、ａｔａｎ（ΔＹ／ΔＸ）である第３水平角度θ３よりも小さく、
   または、
   （１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ−ΔＸ）））である第４水平角度θ４よりも大きく、かつ、前記第２水平角度θ２よりも小さいことを特徴とする吐出検査装置。
4. 請求項２に記載の吐出検査装置であって、
   前記水平撮像角度αが、ａｔａｎ（ΔＹ／ΔＸ）である第３水平角度θ３よりも大きく、かつ、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ−ΔＸ）））である第４水平角度θ４よりも小さいことを特徴とする吐出検査装置。
5. 複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置であって、
   予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、
   前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、
   前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部と、
   を備え、
   前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、
   前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、
   前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、
   前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間し、
   前記吐出方向に垂直な投影面上に前記吐出方向に投影された前記一の吐出口列、前記他の吐出口列および前記撮像軸をそれぞれ、一の投影吐出口列、他の投影吐出口列および投影撮像軸として、
   前記投影撮像軸が、前記撮像部から離れるに従って前記一の投影吐出口列から前記他の投影吐出口列へと向かい、
   前記一の投影吐出口列と前記他の投影吐出口列との間、かつ、前記投影撮像軸よりも前記配列方向の前記一方側において、前記投影撮像軸と前記一の投影吐出口列を通る直線との成す角度である水平撮像角度αが、ａｔａｎ（ΔＹ／（Ｐ＋ΔＸ））である第１水平角度θ１よりも大きく、かつ、（１８０°−ａｔａｎ（ΔＹ／（２Ｐ−ΔＸ）））である第２水平角度θ２よりも小さく、
   ここにおいて、Ｐは前記配列ピッチであり、ΔＸは前記シフト距離であり、ΔＹは前記一の吐出口列と前記他の吐出口列との間の前記配列方向に垂直な方向の距離である列間距離であり、
   前記水平撮像角度αが９０°以下の場合、前記撮像軸と前記投影撮像軸との成す角度である傾斜撮像角度βが、数７に示す第１傾斜角度φ１よりも大きく、
   

   

   前記水平撮像角度αが９０°よりも大きい場合、前記傾斜撮像角度βが、数８に示す第２傾斜角度φ２よりも大きく、
   

   

   ここにおいて、ｔは前記光出射部からの光の前記吐出方向の厚さであることを特徴とする吐出検査装置。
6. 請求項２ないし５のいずれかに記載の吐出検査装置であって、
   前記投影撮像軸と、前記光出射部の光軸を前記吐出方向に前記投影面上に投影した投影光軸とが交点を有し、
   前記投影撮像軸の前記交点と前記撮像部との間の部位と、前記投影光軸の前記交点と前記光出射部との間の部位との成す角度が、９０°よりも大きいことを特徴とする吐出検査装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の吐出検査装置であって、
   前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む他の検査画像を取得する他の撮像部をさらに備え、
   前記判定部が、前記検査画像および前記他の検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定することを特徴とする吐出検査装置。
8. 請求項７に記載の吐出検査装置であって、
   前記撮像部および前記他の撮像部が、前記吐出方向に垂直な一の面上に配置されることを特徴とする吐出検査装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の吐出検査装置であって、
   前記光存在面が、前記吐出方向に垂直な平面に対して傾斜していることを特徴とする吐出検査装置。
10. 基板を処理する基板処理装置であって、
    複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置と、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部の周囲を囲むカップ部と、
    前記複数の吐出口を有し、前記カップ部の内側において前記基板保持部の上方に配置され、前記複数の吐出口から前記基板に向けて前記液体を吐出する吐出ヘッドと、
    前記吐出ヘッドを前記基板保持部の上方から前記カップ部の外側の検査位置へと移動する供給部移動機構と、
    を備え、
    前記吐出検査装置が、
    予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、
    前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、
    前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部と、
    を備え、
    前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、
    前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、
    前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、
    前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間し、
    前記吐出検査装置の前記撮像部による前記検査画像の取得が、前記吐出ヘッドが前記検査位置に位置した状態で行われることを特徴とする基板処理装置。
11. 基板を処理する基板処理装置であって、
    複数の吐出口から吐出される液体を基板に供給して基板を処理する基板処理装置において、前記複数の吐出口から所定の吐出方向に吐出される液体である複数の飛翔体の飛翔状態を観測し、前記複数の吐出口からの液体の吐出動作を検査する吐出検査装置と、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部の周囲を囲むカップ部と、
    前記複数の吐出口を有し、前記カップ部の内側において前記基板保持部の上方に配置され、前記複数の吐出口から前記基板に向けて前記液体を吐出する吐出ヘッドと、
    を備え、
    前記吐出検査装置が、
    予め定められた光存在面に沿って光を出射することにより、前記複数の飛翔体が前記光存在面を通過する際に前記複数の飛翔体に光を照射する光出射部と、
    前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を所定の撮像方向に延びる撮像軸に沿って撮像することにより、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む検査画像を取得する撮像部と、
    前記検査画像に基づいて前記複数の吐出口のそれぞれの吐出動作の良否を判定する判定部と、
    を備え、
    前記複数の吐出口が、前記吐出方向に垂直な吐出面上に互いに平行に配置されるとともにそれぞれが所定の配列方向に直線状に延びる複数の吐出口列を含み、
    前記複数の吐出口列がそれぞれ、前記配列方向に所定の配列ピッチにて配列される吐出口群を含み、
    前記複数の吐出口列がそれぞれ、隣接する吐出口列に対し、前記配列方向に前記配列ピッチよりも小さいシフト距離だけずれて配置され、
    前記複数の吐出口列に含まれる一の吐出口列の一の吐出口の前記撮像方向の射影が、前記一の吐出口列に隣接するとともに前記一の吐出口列に対して前記配列方向の一方側に前記シフト距離だけずれて配置される他の吐出口列の吐出口群の前記撮像方向の射影群と互いに離間し、
    前記吐出検査装置の前記光照射部が、前記カップ部の外側に配置され、前記カップ部の上部開口を介して前記カップ部の内側に向けて光を出射し、
    前記撮像部が、前記カップ部の外側に配置され、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体を前記カップ部の前記上部開口を介して撮像することを特徴とする基板処理装置。

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