JP6867271B2 - 荷重測定装置および荷重測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板等の対象物に液滴が当たる際に対象物が受ける荷重を測定する荷重測定技術に関する。測定対象の基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板、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およびフォトマスク用基板などの各種の基板が含まれる。

特許文献１には、基板を処理する処理液の液滴を吐出するノズルが開示されている。当該ノズルは、本体と圧電素子とを含む。本体は、処理液が供給される供給口と、処理液を吐出する複数の吐出口と、供給口と複数の吐出口とを接続する処理液流通路とを含む。処理液流通路は、複数の分岐流路を含む。複数の吐出口は、複数の分岐流路にそれぞれ対応する複数の列を構成している。複数の吐出口は、対応する分岐流路に沿って配列されていると共に、対応する分岐流路に接続されている。圧電素子は、複数の分岐流路を流れる処理液に振動を付与する。供給口に処理液が供給されると、処理液は、処理液流通路に導入されて複数の分岐流路を流れ、複数の吐出口から吐出される。各吐出口から吐出される処理液は、圧電素子によって与えられる振動によって分断される。これにより、複数の処理液の液滴がノズルから吐出される。

特開２０１２−１８２３２０号公報

特許文献１のノズルは、複数の吐出口を有し、複数の液滴を吐出する。各吐出口は、数μｍ〜数十μｍの直径を有する微細孔である。各分岐流路に対応する複数の吐出口のうち互いに隣り合う吐出口の中心間の距離は、数百ｕｍである。このため、各吐出口から吐出される液滴の径は、数十μｍであり、その吐出速度は、１０ｍ／ｓ〜６０ｍ／ｓの高速となる。液滴同士の最短距離は、数百μｍとなり、複数の液滴が吐出された空間における液滴の密度は高くなる。ノズルの故障等の不具合によって、複数の液滴の分布等が変化すると、複数の液滴が基板に与える荷重（洗浄力）が所望の状態からずれて、基板に形成された微細構造物がダメージを受けることがある。液滴から受ける荷重分布を検出できれば、このようなノズルの不具合の検出に有益である。

しかしながら、複数の液滴が吐出され、吐出される各液滴は、微細で、高速であるため、当該ノズルを備える基板処理装置が、使用現場にインストールされた後は、基板が複数の液滴から受ける荷重分布を計測することが困難であるといった問題がある。そして、これは、ノズルが液体だけでなく、複数の吐出口のそれぞれから流体を吐出する場合にも生じ得る問題である。

本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、複数の吐出口のそれぞれから吐出された流体が与える荷重分布を容易に測定できる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、第１の態様に係る荷重測定装置は、行列状に配列された複数の吐出口を備えるノズルが吐出する流体から受ける荷重を測定する荷重測定装置であって、前記複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向する受部を含む荷重センサーと、前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる相対移動機構と、を備え、前記荷重センサーは、前記相対移動機構が前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動する過程で、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する一部の吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重を測定する。

第２の態様に係る荷重測定装置は、第１の態様に係る荷重測定装置であって、前記荷重センサーの前記受部は、前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち一方向に延在しており、前記複数の吐出口の配列の当該一方向における長さよりも長く、前記複数の吐出口のうち当該一方向に沿って一列に並ぶ各吐出口のみに同時に対向可能な幅を有している。

第３の態様に係る荷重測定装置は、第１または第２の態様に係る荷重測定装置であって、前記相対移動機構は、前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向の各々に沿って前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる。

第４の態様に係る荷重測定装置は、第１から第３の何れか１つの態様に係る荷重測定装置であって、前記荷重センサーの前記受部は、前記複数の吐出口による前記流体の各吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面を有し、前記荷重センサーは、前記傾斜面が前記流体から受ける荷重を測定する。

第５の態様に係る荷重測定装置は、第１から第４の何れか１つの態様に係る荷重測定装置であって、前記相対移動機構が前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動する過程で、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重を前記荷重センサーが測定した測定結果に基づいて、前記ノズルの状態判断を行う制御部をさらに備える。

第６の態様に係る荷重測定装置は、第５の態様に係る荷重測定装置であって、前記制御部は、前記荷重センサーによる前記測定結果に所定の判定規則を適用することによって、前記ノズルに関する２種類以上の異常状態を区別する。

第７の態様に係る荷重測定方法は、行列状に配列された複数の吐出口を備えるノズルが吐出する流体から受ける荷重を測定する荷重測定方法であって、前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って、前記複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向する受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる相対移動工程と、前記相対移動工程と並行して、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する一部の吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重を測定する荷重測定工程と、を備える。

第８の態様に係る荷重測定方法は、第７の態様に係る荷重測定方法であって、前記受部は、前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち一方向に延在しており、前記複数の吐出口の配列の当該一方向における長さよりも長く、前記複数の吐出口のうち当該一方向に沿って一列に並ぶ各吐出口のみに同時に対向可能な幅を有している。

第９の態様に係る荷重測定方法は、第７または第８の態様に係る荷重測定方法であって、前記相対移動工程は、前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向に沿って前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる工程である。

第１０の態様に係る荷重測定方法は、第７から第９の何れか１つの態様に係る荷重測定方法であって、前記受部は、前記複数の吐出口による前記流体の各吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面を有し、前記荷重測定工程は、前記傾斜面が前記流体から受ける荷重を測定する工程である。

第１１の態様に係る荷重測定方法は、第７から第１０の何れか１つの態様に係る荷重測定方法であって、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重が、前記荷重測定工程において測定された測定結果に基づいて、前記ノズルの状態判断を行う状態判断工程をさらに備える。

第１２の態様に係る荷重測定方法は、第１１の態様に係る荷重測定方法であって、前記状態判断工程は、前記荷重測定工程において測定された前記測定結果に所定の判定規則を適用することによって、前記ノズルに関する２種類以上の異常状態を区別する工程である。

第１の態様に係る発明によれば、荷重測定装置は、複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向する受部を含む荷重センサーと、複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って受部をノズルに対して相対的に移動させる相対移動機構と、を備える。そして、荷重センサーは、相対移動機構が受部を移動する過程で、複数の吐出口のうち受部に面する一部の吐出口が吐出する流体から受部が受ける荷重を測定する。従って、複数の吐出口のそれぞれから吐出された流体が与える荷重分布を容易に測定できる。

第７の態様に係る発明によれば、相対移動工程は、複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って、複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向する受部をノズルに対して相対的に移動させ、荷重測定工程は、相対移動工程と並行して、複数の吐出口のうち受部に面する一部の吐出口が吐出する流体から受部が受ける荷重を測定する。従って、複数の吐出口のそれぞれから吐出された流体が与える荷重分布を容易に測定できる。

第４の態様に係る発明によれば、液受部は、複数の液滴の吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面を含み、傾斜面によって複数の液滴を受ける。これにより、吐出された複数の液滴が傾斜面の上に形成する液膜の厚みの変動を抑制できる。従って、液膜の厚みの変動によって荷重の測定結果が変動することを抑制できる。

実施形態に係る荷重測定装置を備える基板処理装置の構成例を説明するための側面模式図である。 図１の基板処理装置の構成例を説明するための平面模式図である。 図１の荷重測定装置の構成例を示す斜視図である。 図１の荷重測定装置の構成例を示す斜視図である。 測定対象外の吐出口が詰まる前後の測定荷重の一例をグラフ形式で示す図である。 測定対象の吐出口が液滴の斜め飛びを生ずる前後の測定荷重の一例をグラフ形式で示す図である。 実施形態に係る荷重測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る荷重測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る荷重測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る荷重測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 測定された荷重分布のデータの一例を示す図である。 測定された荷重分布のデータの一例を示す図である。 測定された荷重分布のデータの一例を示す図である。 測定された荷重分布のデータの一例を示す図である。 測定された荷重分布のデータの一例を示す図である。 実施形態に係る荷重測定装置の他の構成例を示す斜視図である。 測定対象となる他のノズルの下面を示す底面図である。 測定対象となる他のノズルを示す側面断面図である。

以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。上下方向は鉛直方向であり、スピンチャックに対して基板側が上である。

＜１．基板処理装置１の全体構成＞
基板処理装置１の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１、図２は、実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図である。基板処理装置１は、実施形態に係る荷重測定装置１００を備えている。図１、図２は、基板処理装置１の側面模式図、平面模式図である。図２では、基板処理装置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１、図２では、ノズル５１が退避位置（「第２位置」）に配置された状態で、荷重測定装置１００の本体部７０の上方からノズル５１が本体部７０に複数の液滴Ｌ２を吐出している状態が示されている。また、図１、図２では、ノズル５１が基板９の上面中央部の上方の位置に配置された状態で、スピンチャック２１によって回転軸ａ１周りに所定の回転方向（矢印ＡＲ１の方向）に回転している基板９の主面に複数の液滴Ｌ２を吐出している状態が仮想線で示されている。当該ノズル５１は、処理液Ｌ１の複数の液滴Ｌ２を基板９の主面である上面に吐出している。ノズル５１が基板９に対して液滴Ｌ２を吐出する際には、通常、ノズル移動機構３が、基板９の上面中央部の上方の位置と、基板９の周縁部の上方の位置との間で、経路Ｔ１に沿ってノズル５１を走査する。基板９の主面は、回転保持機構２に保持された基板９の上面である場合に限られず、下面であってもよい。基板９の主面が下面である場合には、ノズル移動機構３が、基板９の下面中央部の下方の位置と、基板９の周縁部の下方の位置との間で、所定の経路に沿ってノズル５１を走査し、ノズル５１は、上向きに液滴Ｌ２を吐出する。

基板９の表面形状は略円形である。基板９の基板処理装置１への搬入搬出は、ノズル５１がノズル移動機構３によって待避位置に配置された状態で、ロボット等により行われる。基板処理装置１に搬入された基板９は、スピンチャック２１により着脱自在に保持される。

基板処理装置１は、回転保持機構２、ノズル移動機構３、飛散防止部４、処理部５、荷重測定装置１００および制御部１３０を備える。これら各部２〜５は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０からの指示に応じて動作する。荷重測定装置１００は、本体部７０を含む。処理部５のノズル５１は、行列状に配列された複数の吐出口を備えており、荷重測定装置１００は、ノズル５１が吐出する処理液の液滴（流体）から受ける荷重を本体部７０によって測定する。本体部７０は、制御部１３０と電気的に接続されており、本体部７０が測定した荷重は、制御部１３０に供給されて、制御部１３０によって処理される。制御部１３０は、荷重測定装置１００の演算部としても動作する。

＜２．基板処理装置１の各部の構成＞
＜回転保持機構２＞
回転保持機構２は、基板９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９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、例えば、２００ｒｐｍ〜４００ｒｐｍの回転速度で基板９を回転させる。

回転保持機構２は、スピンチャック（「保持部材」、「基板保持部」）２１を備える。スピンチャック２１は、基板９より若干大きい円板状の部材であるスピンベース２１ａと、スピンベース２１ａの周縁部付記に設けられた複数のチャックピン２１ｂとを備える。チャックピン２１ｂは、円形の基板９を確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース２１ａの周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。各チャックピン２１ｂは、基板９の周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された周縁部をその側方から基板９の中心側に押圧して基板９を保持する周縁保持部とを備えている。各チャックピン２１ｂは、周縁保持部が基板９の周縁部を押圧する押圧状態と、周縁保持部が周縁部から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。

スピンベース２１ａに対して基板９が受渡しされる際には、基板処理装置１は、複数個のチャックピン２１ｂを解放状態とし、基板９に対して処理液による処理を行う際には、複数個のチャックピン２１ｂを押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン２１ｂは、基板９の周縁部を把持して基板９をスピンベース２１ａから所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板９はその表面（パターン形成面）を上方に向け、下面を下方に向けた状態で上面、下面の中心を回転軸ａ１が通るように支持される。チャックピン２１ｂの動作は、制御部１３０によって制御される。

スピンベース２１ａは、その上面が略水平となり、その中心軸が回転軸ａ１に一致するように設けられている。スピンベース２１ａの下面には、円筒状の回転軸部２２が連結されている。回転軸部２２は、その軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢で配置される。回転軸部２２の軸線は、回転軸ａ１と一致する。また、回転軸部２２には、回転駆動部（例えば、サーボモータ）２３が接続される。回転駆動部２３は、回転軸部２２をその軸線まわりに回転駆動する。従って、スピンチャック２１は、回転軸部２２とともに回転軸ａ１を中心に回転可能である。回転駆動部２３と回転軸部２２とは、スピンチャック２１を、回転軸ａ１を中心に回転させる回転機構２３１である。回転保持機構２は、回転機構２３１も備えている。回転軸部２２および回転駆動部２３は、筒状のケーシング２４内に収容されている。

この構成において、スピンチャック２１が基板９を保持した状態で、回転駆動部２３が回転軸部２２を回転すると、スピンチャック２１が鉛直方向に沿った軸線周りで回転される。これによって、スピンチャック２１上に保持された基板９が、その面内の中心ｃ１を通る鉛直な回転軸ａ１を中心に矢印ＡＲ１方向に回転される。スピンチャック２１として、基板９の下面を吸着保持する真空チャック式のスピンチャックが採用されてもよい。

＜ノズル移動機構３＞
ノズル移動機構３は、回転保持機構２による基板９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９の主面における複数の箇所に当たるようにノズル５１が複数の液滴Ｌ２を吐出可能な基板９の上面中央部の上方の位置（「第１位置」）と、荷重測定装置１００の液受部７１における複数の箇所に当たるようにノズル５１が複数の液滴Ｌ２を吐出可能な退避位置（「第２位置」）との間でノズル５１を移動させる。基板９の主面が基板９の下面である場合には、第１位置は、基板９の下面中央部の下方の位置となる。

アーム移動機構３０は、アーム３５の一端を支持して鉛直方向に延設されているアーム支持軸３３と、アーム支持軸３３に結合された昇降駆動機構３１および回転駆動機構３２とを備えている。アーム３５の他端（先端）からロッド３６が下方に向けて延設されている。ロッド３６の先端には、ノズル５１が取り付けられている。アーム移動機構３０は、アーム３５を移動することによって、アーム３５と一体的にノズル５１を移動させる。

昇降駆動機構３１は、アーム３５を昇降可能に構成されている。昇降駆動機構３１の駆動力をアーム支持軸３３に伝達してアーム支持軸３３を昇降させることにより、アーム３５とノズル５１とを一体的に昇降させる。昇降駆動機構３１は、例えば、サーボモーターと、その回転を直線運動に変換してアーム支持軸３３に伝達するボールネジなどを備えて構成される。

回転駆動機構３２は、その駆動力をアーム支持軸３３に伝達してアーム支持軸３３を、回転軸線ａ３を中心に回転させる。回転軸線ａ３は、アーム支持軸３３に沿って上下方向に延在する。アーム３５は、回転軸線ａ３を中心に水平面に沿って回転可能に構成されている。アーム３５の回転により、ノズル５１は、回転軸線ａ３を中心にアーム３５と一体的に回転する。図２は、ノズル５１が、基板９の上面中央部の上方の位置から基板９の回転範囲外に設定されたノズル５１の待機位置の上方を通る略円弧状の経路Ｔ１に沿って移動させられる例を示している。荷重測定装置１００の本体部７０は、基板９の回転範囲外に設けられている。回転駆動機構３２は、例えば、サーボモーターと、その回転をアーム支持軸３３に伝達するギア機構などを備えて構成される。

ノズル移動機構３は、ノズル５１が基板９の上面の複数の箇所に当たるように処理液Ｌ１の複数の液滴Ｌ２を吐出している状態において、ノズル５１を水平面内で移動させることができる。これにより、ノズル５１による基板９の上面の処理が行われる。

このように、ノズル移動機構３は、ノズル５１を昇降させることができるとともに、水平面内で経路Ｔ１に沿って移動させることもできる。

＜飛散防止部４＞
飛散防止部４は、基板９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（「カップ」）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９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９よりも上方に位置する上方位置と、上端が基板９よりも下方の退避位置との間で昇降される。ノズル５１が基板９の上面に向けて処理液Ｌ１を吐出するときは、スプラッシュガード４１は、上方位置に配置されて、基板９の周縁から排出される処理液Ｌ１を内壁面によって受け止める。受け止められた処理液Ｌ１は、スプラッシュガード４１の下方に設けられた図示しないドレイン配管を介して定められた容器等に回収される。

＜処理部５＞
処理部５は、スピンチャック２１上に保持された基板９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９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。

ノズル５１は、処理液供給機構５５から供給される処理液Ｌ１をノズル５１の内部に導く流路５２と、流路５２に連通し、流路５２に導入された処理液Ｌ１を複数の液滴Ｌ２として吐出するための複数の管状の吐出口５３を含む。流路５２は、処理液Ｌ１を供給する配管５６によって処理液供給機構５５と接続されている。各吐出口５３は、鉛直方向に延在している。吐出口５３の一端は、ノズル５１の下端面５９に開口しており、他端は、流路５２に連通している。複数の吐出口５３は、ノズル５１の下端面５９において行列状に配列されている。すなわち、ノズル５１は、行列状に配列された複数の吐出口５３を備えている。

処理液供給機構５５は、ノズル５１に処理液Ｌ１を供給する。処理液供給機構５５は、具体的には、配管５６に連通する処理液供給源（不図示）と、処理液供給源から配管５６への処理液Ｌ１の流出を制御する開閉弁（不図示）とを含む。開閉弁の開閉は、制御部１３０により制御される。開閉弁が開くと処理液供給機構５５から配管５６に処理液Ｌ１が供給され、開閉弁が閉じると、処理液Ｌ１の供給が停止される。

処理液Ｌ１として、例えば、純水（deionized water：脱イオン水）炭酸水、水素水などの洗浄液が用いられる。処理液Ｌ１として、ＳＰＭ、ＳＣ１、ＤＨＦ、ＳＣ２などの薬液が用いられてもよい。

ノズル５１は、また、その内部に配置された圧電素子５４を含んでいる。圧電素子５４は、配線５８を介して電圧印加機構５７に接続されている。電圧印加機構５７は、たとえば、インバータを含む機構である。電圧印加機構５７は、交流電圧を圧電素子５４に印加する。交流電圧が圧電素子５４に印加されると、印加された交流電圧の周波数に対応する周波数で圧電素子５４が振動する。制御部１３０は、電圧印加機構５７を制御することにより、圧電素子５４に印加される交流電圧の周波数を任意の周波数（たとえば、数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚ）に変更することができる。

処理液供給機構５５がノズル５１に処理液Ｌ１を供給している状態で、電圧印加機構５７が圧電素子５４に交流電圧を印加すると、圧電素子５４が振動し、流路５２を流れる処理液Ｌ１に圧電素子５４の振動が付与される。各吐出口５３から吐出される処理液Ｌ１は、この振動によって分断されて、液滴Ｌ２として各吐出口５３から吐出される。これにより、ノズル５１は、複数の吐出口５３から粒径が均一な複数の液滴Ｌ２を均一な速度で同時に吐出できる。ノズル５１は、基板９（「対象物」）の複数の箇所に当たるように複数の液滴Ｌ２を吐出可能である。

基板処理装置１が、ノズル５１による基板９の上面への複数の液滴Ｌ２の吐出と並行して、純水をカバーリンスとして基板９の上面に吐出するノズルをさらに備えてもよい。

＜荷重測定装置１００＞
荷重測定装置１００の構成について、図１〜図４を参照しつつ説明する。図３、図４は、荷重測定装置１００の構成例を示す斜視図である。図３、図４において、斜視図の上方にはノズル５１と液受部７１とを、ノズル５１の上端面６０の上方から見た平面図も付されている。当該平面図には、下端面５９に設けられた複数の吐出口５３が隠れ線によって示されている。

荷重測定装置１００は、本体部７０と、相対移動機構７５とを備える。本体部７０は、液受部７１と、測定部７２とを備える。液受部（「受部」とも称する）７１は、扁平な板状部材である。液受部７１は、ノズル５１の複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向した状態で、液受部７１が面している各吐出口から吐出される各液滴Ｌ２を受ける。測定部７２は、液受部７１が当該各液滴Ｌ２から受ける荷重を測定する。測定部７２としては、例えば、歪みゲージ式ロードセルなどが採用される。液受部７１が受けた荷重は、測定部７２に伝達され、測定部７２に歪みが発生する。測定部７２は、当該歪みを電気信号に変換する。測定部７２が測定した測定結果は、不図示の配線を介して制御部１３０のＣＰＵ１１に供給される。測定部７２として、液受部７１の下部に隣接する圧電素子が採用されてもよい。

相対移動機構７５は、複数の吐出口５３の配列の行方向(矢印Ｒの方向)および列方向(矢印Ｃの方向)の各々に沿って本体部７０（液受部７１）をノズル５１に対して相対的に移動させる。当該行方向は、行列状に配列された複数の吐出口５３の各行に沿う方向であり、当該列方向は、複数の吐出口５３の各列に沿う方向である。

相対移動機構７５は、例えば、本体部７０を載置し、本体部７０を水平なＸ方向と、これに直交する水平なＹ方向との各々に移動可能な２軸駆動のＸＹステージと、当該ＸＹステージを鉛直な回転軸を中心に回転させる回転ステージとの組合せ等によって構成される。当該ＸＹステージと回転ステージとのうちＸＹステージが、一軸駆動のＸステージであってもよい。また、基板処理装置１が、例えば、ロッド３６を中心にノズル５１を回転させることによってノズル５１の向きを変更可能である場合には、相対移動機構７５が回転ステージを備えていなくてもよい。

本体部（「荷重センサー」）７０は、相対移動機構７５により移動される過程で、複数の吐出口５３のうち当該液受部７１に面している一部の吐出口が吐出する流体から液受部７１が受ける荷重を測定する。

液受部７１は、複数の吐出口５３の配列の行方向および列方向のうち一方向に延在する棒状の形状を有している。液受部７１は、複数の吐出口５３の配列の当該一方向における長さよりも長く、複数の吐出口吐出口５３のうち当該一方向に沿って一列に並ぶ各吐出口のみに同時に対向可能な幅を有している。

図１に示される例では、液受部７１と測定部７２とは、取り付け部材７３を介して、例えば、ネジ止め等によって、互いに取り付けられている。本体部７０の測定部７２が出力する測定結果を制御部１３０のＣＰＵ１１が処理する場合には、荷重測定装置１００は、制御部１３０を含む。

図３では、荷重測定装置１００の液受部７１の長手方向は、複数の吐出口５３の行方向に一致しており、相対移動機構７５は、複数の吐出口５３の列方向に液受部７１を走査させている。本体部７０の測定部７２は、液受部７１が複数の液滴Ｌ２から受ける荷重を測定している。

図４では、液受部７１の長手方向は、複数の吐出口５３の各列に沿う列方向に一致しており、相対移動機構７５は、液受部７１を行方向に走査させている。本体部７０の測定部７２は、液受部７１が複数の液滴Ｌ２から受ける荷重を測定している。

制御部１３０のＣＰＵ１１は、例えば、対応情報１９９に基づいて、測定部７２により測定された荷重から液受部７１に当たる各液滴Ｌ２の平均速度を演算することができる。対応情報１９９は、液受部７１に当たる各液滴Ｌ２から液受部７１が受ける荷重と、液受部７１に当たる各液滴Ｌ２の平均速度との対応関係を示す情報である。対応情報１９９は、予め設定されて、記憶装置１４に予め記憶されている。ＣＰＵ１１は、当該各液滴Ｌ２の平均速度を演算する際に、記憶装置１４から対応情報１９９を読み出す。また、ＣＰＵ１１は、演算した平均速度をＲＡＭなどに順次に記憶することによって、複数の液滴Ｌ２の平均速度の時間的変化を演算することもできる。ノズル５１の吐出穴径ごと、または複数の液滴Ｌ２の液の種類ごとに異なった複数の対応情報１９９が記憶装置１４に記憶されてもよい。記憶装置１４に対応情報１９９が記憶されず、ＣＰＵ１１が各液滴Ｌ２の平均速度の演算機能を備えていなくてもよい。

また、本体部７０が相対移動機構７５により移動される過程で、荷重測定装置１００は、複数の吐出口５３のうち液受部７１に面する一部の吐出口５３が吐出する液滴から液受部７１が受ける荷重を測定する。当該制御部１３０は、当該測定結果に基づいて、ノズル５１の状態判断を行う。

制御部１３０は、本体部７０による測定結果に所定の判定規則１９７を適用することによって、ノズル５１に関する２種類以上の異常状態を区別することができる。２種類以上の異常状態とは、例えば、吐出口５３の孔詰まりと、吐出口５３から吐出される液滴Ｌ２の斜め飛びなどである。

液受部７１は、複数の液滴Ｌ２の吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面７１ａを含む。傾斜面７１ａの傾斜角度は、好ましくは、例えば、水平面に対して５度〜４５度に設定される。荷重測定装置１００は、傾斜面７１ａに面する各吐出口から吐出される各液滴Ｌ２を傾斜面７１ａによって受ける。傾斜面７１ａは、液受部７１の長手方向を横切る幅方向において傾斜していることが好ましい。

傾斜面７１ａが採用された場合には、傾斜面７１ａ上に吐出された各液滴Ｌ２が形成する液膜の厚みが安定し、その結果、液滴Ｌ２の吐出速度の変化を荷重の変化として精度良く測定できる。なお、液受部７１が水平姿勢で保持されて、液受部７１が各液滴Ｌ２から受ける荷重の測定が行われてもよい。すなわち、液受部７１が傾斜面７１ａを備えていなくてもよい。

＜制御部１３０＞
基板処理装置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、判定規則１９７、対応情報１９９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。

制御部１３０において、プログラムＰＧに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵ１１が演算処理を行うことにより、基板処理装置１の各部を制御若しくは、荷重測定装置１００の本体部７０の測定結果の処理を行う各種の機能部が実現される。

回転保持機構２、ノズル移動機構３、飛散防止部４、処理部５などの基板処理装置１の各部は、制御部１３０の制御に従って動作を行う。

図１の例では、１つの制御部１３０が液滴の吐出動作を行う各部２〜５と、荷重測定装置１００とを制御するが、例えば、各部２〜５を制御する制御部と、荷重測定装置１００を制御する制御部とが、異なっていてもよい。

＜３．孔詰まり、斜め飛びの発生による測定荷重の変化＞
図５、図６のグラフは、液受部７１がノズル５１の複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向している状態で荷重測定装置１００が測定する荷重を示している。

図５の左側のグラフは、ノズル５１の有する全ての吐出口が正常な場合に荷重測定装置１００が測定する荷重を示す。図５の右側のグラフは、液受部７１が対向していない複数の吐出口のうち一部の吐出口に孔詰まりが生じている場合に荷重測定装置１００が測定する荷重を示す。

図５のグラフから、ノズル５１の複数の吐出口の一部に孔詰まりが生じた場合、他の吐出口から吐出される液滴による荷重が増加することが判る。また、ノズル５１の複数の吐出口のうち１つの吐出口が詰まっている場合でも、他の吐出口から吐出される液滴による荷重の増加を荷重測定装置１００によって検出できる。

図６の左側のグラフは、ノズル５１の有する全ての吐出口５３が正常な場合に荷重測定装置１００が測定する荷重を示している。図６の右側のグラフは、液受部７１が対向している複数の吐出口５３の一部に斜め飛びが生じている状態で荷重測定装置１００が測定する荷重を示している。ただし、測定は、斜め飛びした液滴Ｌ２が液受部７１に当たらない条件で行われている。

図６のグラフから、測定対象の吐出口５３から液滴Ｌ２が斜め飛びをして、液受部７１に当たらない場合には、荷重の測定結果が減少することが判る。また、測定対象の吐出口５３のうち１つの吐出口５３に斜め飛びが生じた場合でも、測定荷重の減少を荷重測定装置１００によって検出できる。

また、液受部７１が対向する１つの吐出口５３が正常な吐出方向に対して斜めに液滴Ｌ２を吐出し、吐出された液滴Ｌ２が、正常時の着液箇所とは液受部７１の長手方向において異なる箇所で液受部７１に当たる場合がある。この場合、液滴Ｌ２は、液受部７１の長手方向に対して斜めの方向に飛翔して液受部７１に当たる。一方、当該吐出口５３が正常である場合には、液滴Ｌ２は、液受部７１の長手方向に対して略垂直な方向に飛翔して液受部７１に当たる。これらの２つの場合の何れにおいても、液受部７１に対向する各吐出口５３が吐出する各液滴Ｌ２は、全て液受部７１に当たるが、当該１つの吐出口５３が液滴Ｌ２を上述のように斜めに吐出する場合には、当該吐出口５３からの液滴Ｌ２が液受部７１の長手方向に対して斜めに液受部７１に当たることによって、液受部７１が受ける荷重が減少する。荷重測定装置１００の測定部７２は、これらの２つの場合において液受部７１が受ける荷重の差異を検出することができる。

＜４．荷重測定装置１００の動作＞
＜４−１．ノズル５１の状態判断動作の全体について＞
図７〜図１０は、荷重測定装置１００（基板処理装置１）がノズル５１の状態を判断する動作の一例を示すフローチャートである。図７は、当該動作の全体を示すフローチャートである。図８〜図１１は、図７のステップＳ９０の動作の詳細を示すフローチャートである。

図１１〜図１５を適宜参照しつつ、図７〜図１０のフローチャートに沿って、荷重測定装置１００（基板処理装置１）の動作の一例について説明する。

以下では、ノズル５１がｍ行ｎ列の行列状に配列された複数の吐出口５３を有しているとして説明を行う。

図７のステップＳ１０では、相対移動機構７５は、行列状（ｍ行ｎ列）に配列された複数の吐出口５３の配列の行方向（図３、図４の矢印Ｒの方向、以下、単に、「行方向」とも称する）に液受部７１の長手方向を合わせる。当該方向合わせは、ノズル５１、荷重測定装置１００の本体部７０の設計データ等に基づいて行われる。

ステップＳ２０では、基板処理装置１がノズル５１の複数の吐出口５３から処理液Ｌ１（液滴Ｌ２）の吐出を開始する。

ステップＳ３０では、相対移動機構７５は、本体部７０を複数の吐出口５３の配列の列方向（図３、図４の矢印Ｃの方向、以下、単に、「列方向」とも称する）に本体部７０を走査させる。相対移動機構７５は、当該配列の行方向および列方向の少なくとも一方向（ここでは、列方向）に沿って、複数の吐出口５３のうち一部の吐出口に対向する液受部７１をノズル５１に対して相対的に移動させる。当該移動と並行して、荷重測定装置１００の本体部７０は、複数の吐出口５３のうち液受部７１に面する一部の吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２から液受部７１が受ける荷重を測定する。

列方向への本体部７０の走査が終了すると、ステップＳ４０で、基板処理装置１は、ノズル５１からの処理液Ｌ１の吐出を停止する。

ステップＳ５０では、相対移動機構７５は、複数の吐出口５３の配列の列方向に液受部７１の長手方向を合わせる。相対移動機構７５は、吐出口５３に対する液受部７１の相対的な向きの変更を、例えば、回転ステージ上のＸＹステージの向きを回転ステージで回転させることなどによって行う。

ステップＳ６０では、基板処理装置１がノズル５１の複数の吐出口５３から処理液Ｌ１の吐出を開始する。

ステップＳ７０では、対移動機構７５は、本体部７０を複数の吐出口５３の配列の行方向に本体部７０を走査させる。当該移動と並行して、荷重測定装置１００の本体部７０は、複数の吐出口５３のうち液受部７１に面する一部の吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２から液受部７１が受ける荷重を測定する。

列方向への本体部７０の走査が終了すると、ステップＳ８０で、基板処理装置１は、ノズル５１からの処理液Ｌ１の吐出を停止する。

本体部７０の測定部７２が測定した荷重分布のデータは、例えば、１方向への走査が終了する毎、若しくは、全ての走査が終了した後に、制御部１３０へ転送される。制御部１３０は、当該転送された荷重分布のデータを記憶装置１４に記憶する。

ステップＳ９０では、制御部１３０は、ステップＳ７０において測定された荷重の測定結果に基づいて、予め定められた判定規則を用いてノズル５１の状態判断を行う。ステップＳ９０の処理の詳細については、後述する。ステップＳ９０の処理が終了すると、荷重測定装置１００は、図９に示される動作を終了する。

＜４−２．荷重分布データについて＞
図１１〜図１５は、ノズル５１について荷重測定装置１００が測定した荷重分布のデータの一例をそれぞれ示す図である。図１１〜図１５の例では、ノズル５１は、４行５列の行列状に配列された複数の吐出口５３を下端面５９に有している。

荷重分布のデータは、図１１〜図１５の下部にグラフ形式で示されている。各グラフの上方には、液滴Ｌ２を吐出しているノズル５１の側面図（図１４では正面図）が示され、さらにその上方には、ノズル５１の平面図が示されている。平面図には、複数の吐出口５３が隠れ線で示されている。側面図（正面図）と、平面図には、液受部７１が仮想線で示され、液受部７１の走査方向（矢印Ｒ、または矢印Ｃの方向）が付されている。矢印Ｒ（Ｃ）の方向は、複数の吐出口５３の配列の行方向（列方向）である。

また、各平面図には、複数の吐出口５３の配列の行番号ｊ（ｊ＝１，…，４）と列番号ｋ（ｋ＝１，…，５）も付されている。

図１１〜図１５の荷重分布のグラフの横軸は、走査方向における液受部７１の各位置を示し、縦軸は、液受部７１が受けた荷重を示す。太線の実線にて示されるグラフは、液受部７１の各位置に対して、当該位置で液受部７１が受けた荷重をプロットしたものである。図１１〜図１３、図１５のグラフには、列番号ｋ（ｋ＝１，…，５）に対応する各吐出口５３の行方向における各位置が各列番号ｋによって示されている。図１４のグラフには、行番号ｊ（ｊ＝１，…，４）に対応する各吐出口５３の列方向における各位置が、各行番号ｊによって示されている。

図１１〜図１３、図１５のグラフには、複数の吐出口５３の配列の複数(５個)の列にそれぞれ対応した複数(５個)の荷重ＷＣ_１〜ＷＣ_５の座標が黒丸印によって示されている。荷重ＷＣ_１〜ＷＣ_５は、列方向に延在する液受部７１がノズル５１に対して行方向に相対的に走査される過程で、５列に並んだ吐出口５３の各列の配列のうちの第ｋ列の吐出口５３の配列に液受部７１が正対するとき、換言すれば、第ｋ列の吐出口５３の配列の真下に液受部７１が到達したときに、本体部７０が測定した荷重である。

図１４のグラフには、複数の吐出口５３の配列の複数(４個)の行にそれぞれ対応した複数(４個)の荷重ＷＲ_１〜ＷＲ_４の座標が黒丸印によって示されている。荷重ＷＲ_１〜ＷＲ_４は、行方向に延在する液受部７１がノズル５１に対して列方向に相対的に走査される過程で、４行に並んだ吐出口５３の各行の配列のうちの第ｊ行の吐出口５３の配列に液受部７１が正対するとき、換言すれば、第ｊ行の吐出口５３の配列の真下に液受部７１が到達したときに、本体部７０が測定した荷重である。

図１１は、ノズル５１の複数の吐出口５３に不具合がない場合において、列方向に延在する液受部７１が行方向に相対的に移動される過程で、液受部７１が受ける荷重を荷重測定装置１００が測定した荷重分布のグラフと、荷重ＷＣ_ｋ（ｋ＝１，…，５）とを示している。

図１２は、行列状に配列された複数の吐出口５３のうち第２行第３列の吐出口５３が孔詰まりを起こして液滴Ｌ２を吐出できない場合において、図１１と同様に荷重測定装置１００が測定した荷重分布のグラフと、荷重ＷＣ_ｋ（ｋ＝１，…，５）とを示している。なお、図１１〜図１５において孔詰まりしている吐出口５３が存在する場合、各図の上面図において、Ｘ印を付して当該吐出口５３を示している。

図１３は、第３行第３列の吐出口５３が液滴Ｌ２の斜め飛びを生じて、当該液滴Ｌ２が第４列の吐出口５３の配列の下方に飛翔している場合において、図１１と同様に荷重測定装置１００が測定した荷重分布のデータと、荷重ＷＣ_ｋ（ｋ＝１，…，５）とを示している。なお、図１１〜図１５において液滴Ｌ２の斜め飛びを生じている吐出口５３が存在する場合、各図の上面図において、斜線を付して当該吐出口５３を示している。

図１４の例では、第４行第１列の吐出口５３が孔詰まりを生ずるとともに、第４行第３列の吐出口５３が、第４行第４列の吐出口５３の下方に向けて液滴Ｌ２の斜め飛びを生じている。図１４は、行方向に延在する液受部７１が列方向に相対的に移動される過程で、液受部７１が受ける荷重を荷重測定装置１００が測定した荷重分布のグラフと、荷重ＷＲ_ｊ（ｊ＝１，…，４）とを示している。

図１５は、図１４に示されるノズル５１に対して、図１１の場合と同様に、列方向に延在する液受部７１が行方向に相対的に移動される過程で、液受部７１が受ける荷重を荷重測定装置１００が測定した荷重分布のグラフと、荷重ＷＣ_ｋ（ｋ＝１，…，５）とを示している。

＜閾値ＷＣｒｅｆ１、ＷＣｒｅｆ２、ＷＲｒｅｆ１、ＷＲｒｅｆ２について＞
図１１のグラフに示される閾値ＷＣｒｅｆ１（ＷＣｒｅｆ２）は、列方向に延在する液受部７１が行方向に走査される過程で各列の吐出口５３の配列に対向するときに、液受部７１が液滴Ｌ２から受ける荷重ＷＣ_ｋの分布範囲の下限値（上限値）を規定する。閾値ＷＣｒｅｆ１，ＷＣｒｅｆ２は、例えば、当該下限値（上限値）の実測値等に基づいて予め設定されて記憶装置１４に記憶されている。図１２、図１３、図１５の各グラフにおいても閾値ＷＣｒｅｆ１、ＷＣｒｅｆ２が示されている。

図１１に示されるように、複数の吐出口５３の何れにも不具合がない場合には、荷重ＷＣ_ｋは（図１１ではｋ＝１，…，５）は、（１）式を満たす。

図１４のグラフに示される閾値ＷＲｒｅｆ１（ＷＲｒｅｆ２）は、行方向に延在する液受部７１が列方向に走査される過程で各行の吐出口５３の配列に正対するときに、液受部７１が液滴Ｌ２から受ける荷重ＷＲ_ｊの分布範囲の下限値（上限値）を規定する。閾値ＷＲｒｅｆ１，ＷＲｒｅｆ２は、例えば、当該下限値（上限値）の実測値等に基づいて予め設定されて記憶装置１４に記憶されている。複数の吐出口５３の何れにも不具合がない場合には、荷重ＷＲ_ｊは、（２）式を満たす。

閾値ＷＲｒｅｆ１，ＷＲｒｅｆ２（閾値ＷＣｒｅｆ１、ＷＣｒｅｆ２）は、行方向（列方向）に並ぶ吐出口５３の個数が増加すれば増加し、減少すれば減少する。行方向における吐出口５３の個数と、列方向における吐出口５３の個数とが同じであれば、閾値ＷＲｒｅｆ１、ＷＣｒｅｆ１は、通常、互いに同じ値になるとともに、閾値ＷＲｒｅｆ２、ＷＣｒｅｆ２も、通常、互いに同じ値になる。

また、図１２に示されるように、ノズル５１の複数の吐出口５３のうち１以上の吐出口５３に孔詰まりが生じている場合には、図５を参照しつつ上述したように、全ての吐出口５３が正常である場合に比べて、各吐出口５３が吐出する液滴Ｌ２によって液受部７１が受ける荷重が増加する。このため、孔詰まりした吐出口５３と、液滴Ｌ２の斜め飛びを生ずる吐出口５３の双方を含まない列方向の配列に対応した荷重ＷＣ_ｋ（図１２ではｋ＝１，２，４，５）は、（３）式を満たす。

同様に、図１２に示されるノズル５１について、荷重ＷＲ_ｊ（図１２ではｊ＝１，…，４）を測定したとすると、孔詰まりした吐出口５３と液滴Ｌ２の斜め飛びを生ずる吐出口５３の双方を含まない行方向の配列に対応した荷重ＷＲ_ｊ（図１２ではｊ＝１，３，４）は、（４）式を満たす。

また、第ｊ行の配列が、孔詰まりしている吐出口５３、若しくは、液滴Ｌ２を斜め方向に吐出する吐出口５３を含む場合には、荷重ＷＲ_ｊは、（５）式を満たす。

また、第ｋ列の配列が孔詰まりしている吐出口５３、若しくは、液滴Ｌ２を斜め方向に吐出する吐出口５３を含む場合には、荷重ＷＣ_ｋは、（６）式を満たす。

なお、第ｊ行（第ｋ列）の吐出口５３の配列が、液滴Ｌ２を斜め方向に吐出する吐出口５３を含む場合において、斜めに吐出された液滴Ｌ２が第ｊ行（第ｋ列）の吐出口５３の配列の下方に向けて斜めに飛翔する場合でも荷重ＷＲ_ｊ（荷重ＷＣ_ｋ）は（５）式（（６）式）を満たす。この場合、液滴Ｌ２は、液受部７１の長手方向と斜めに交差する方向に飛翔して、液受部７１に当たるため液受部７１が受ける荷重が減少するためである。

＜閾値ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＲ１、ＴＲ２について＞
図１３の例では、第３行第３列の吐出口５３から斜め飛びした液滴Ｌ２は、第４列の各吐出口５３の配列の下方に向けて飛翔する。第４列の各吐出口５３は正常である。このため、第２列の吐出口５３に対応した荷重ＷＣ_２は当該斜め飛びによって増加せず、第４列に対応した荷重ＷＣ_４は、当該斜め飛びによって増加し、荷重ＷＣ_４は荷重ＷＣ_２よりも大きくなる。なお、第４列の荷重ＷＣ_４の増加量は、斜め飛びを生ずる吐出口５３が斜め飛びではなく孔詰まりを生じた場合の荷重ＷＣ_４の増加量よりも十分に大きくなる。

また、図１３の第３行第３列の吐出口５３から斜め飛びした液滴Ｌ２が第２行の正常な各吐出口５３の配列の下方に向けて飛翔する場合、第２行に対応した荷重ＷＲ_２は、十分に増加し、第４行に対応した荷重ＷＲ_４は、増加しない。このため、荷重ＷＲ_２は、荷重ＷＲ_４よりも大きくなる。

従って、第ｘ行（ｘは、両端の行を除く、ある１つの行）に含まれる吐出口５３が他の行の吐出口５３の配列の下方に向けて斜めに液滴Ｌ２を吐出する場合、第ｘ行の両隣の第［ｘ−１］行と第［ｘ＋１］行に対応する荷重ＷＲ_ｘ−１、ＷＲ_ｘ＋１とは、（７）式を満たす。これらの荷重が（７）式を満たすか否かを調べることによって、液滴Ｌ２を斜めに吐出する吐出口５３を含む第ｘ行の吐出口５３の配列を検出できる。

（７）式における閾値ＴＲ１は、当該荷重ＷＲ_ｘ−１と当該荷重ＷＲ_ｘ＋１との差の絶対値よりも小さくなるように、荷重ＷＲ_ｊの実測値に基づいて予め設定されて記憶装置１４に記憶されている。

また、第ｙ列（ｙは、両端の列を除く、ある１つの列）に含まれる吐出口５３が他の列の吐出口５３の配列の下方に向けて斜めに液滴Ｌ２を吐出する場合第ｙ列の両隣の第［ｙ−１］列と第［ｙ＋１］列に対応する荷重ＷＣ_ｙ−１とＷＣ_ｙ＋１とは、（８）式を満たす。これらの荷重が（８）式を満たすか否かを調べることによって、第ｙ列の吐出口５３の配列を検出できる。

（８）式における閾値ＴＣ１は、当該荷重ＷＣ_ｙ−１と当該荷重ＷＣ_ｙ＋１との差の絶対値よりも小さくなるように、荷重ＷＣ_ｋの実測値に基づいて予め設定されて記憶装置１４に記憶されている。

また、第ｘ行が両端の何れか行である場合には、第ｘ行の隣の行に対応した荷重ＷＲ_ｘ−１が（９）式を満たすか、若しくは、ＷＲ_ｘ＋１が（１０）式を満たす場合には、第ｘ行が液滴Ｌ２を斜めに吐出する吐出口５３を含むと判定できる。閾値ＴＲ２は、第［ｘ−１］行または第［ｘ＋１］行の各吐出口５３が全て正常であって、さらに、第ｘ行の吐出口５３から第［ｘ−１］行または第［ｘ＋１］行の吐出口５３の配列の下方に向けて液滴Ｌ２が斜めに吐出される場合における荷重ＷＲ_ｘ−１、ＷＲ_ｘ＋１の下限値を規定する。

また、第ｙ列が両端の何れか列である場合には、第ｙ列の隣の列に対応した荷重ＷＣ_y−１が（１１）式を満たすか、若しくは、ＷＣ_ｙ＋１が（１２）式を満たす場合には、第ｙ列が液滴Ｌ２を斜めに吐出する吐出口５３を含むと判定できる。閾値ＴＣ２は、第［ｙ−１］列または第［ｙ＋１］列の各吐出口５３が全て正常であって、さらに、第ｙ列の吐出口５３から第［ｙ−１］列または第［ｙ＋１］列の吐出口５３の配列の下方に向けて液滴Ｌ２が斜めに吐出される場合における荷重ＷＣ_y−１、ＷＣ_ｙ＋１の下限値を規定する。

＜４−３．ノズル５１の状態判断の詳細＞
ステップＳ９０のノズルの状態判断処理が開始されると、処理は、図８のステップＳ２１０に移される。

ステップＳ２１０では、制御部１３０のＣＰＵ１１は、本体部７０が測定した荷重分布の測定データを、例えば、記憶装置１４から読み出すことなどによって取得する。具体的には、ＣＰＵ１１は、図７のステップＳ３０において、行方向に延在する液受部７１を列方向に走査させて得た荷重分布のデータから複数の吐出口５３の配列の複数（ｍ個）の行にそれぞれ対応した複数（ｍ個）の荷重ＷＲ_ｊ(ｊ＝１，…，ｍ）を読み出して取得する。

荷重ＷＲ_ｊは、行方向に延在する液受部７１がノズル５１に対して列方向に相対的に走査される過程で、ｍ行（図１１では４行）の第ｊ行における吐出口５３の配列の下方に液受部７１が到達したときに、本体部７０が測定した荷重である。

ステップＳ２２０では、ＣＰＵ１１は、複数の吐出口５３の配列の複数（ｎ個）の列にそれぞれ対応した複数（ｎ個）の荷重ＷＣ_ｋ（ｋ＝１，…，ｎ）を読み出して取得する。

荷重ＷＣ_ｋは、列方向に延在する液受部７１が、ノズル５１に対して行方向に相対的に走査される過程で、ｎ列（図１１では５列）の第ｋ列における吐出口５３の配列の下方に液受部７１が到達したときに、本体部７０が測定した荷重である。

ステップＳ２３０では、ＣＰＵ１１は、複数の吐出口５３の配列の全ての行について、（５）式を満たす行を探索する。

ステップＳ２４０では、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２３０における探索の結果に基づいて、（５）式を満たす行が存在するか否かを判定する。

ステップＳ２４０の判定の結果、（５）式を満たす行が存在しない場合には、処理はステップＳ２７０に移される。

ステップＳ２７０では、ノズル５１は、孔詰まりしている吐出口５３も、液滴Ｌ２を斜めに吐出する吐出口５３も有さないので、ＣＰＵ１１は、ノズル２５１の全ての吐出口５３が不具合のない正常状態であると判定し、処理を図１０のステップＳ３５０に移す。

ステップＳ２４０の判定の結果、（５）式を満たす行が存在する場合には、ステップＳ２５０において、ＣＰＵ１１は、複数の吐出口５３の配列の全ての列について、（６）式を満たす列を探索する。

ステップＳ２６０では、ＣＰＵ１１は、（１３）式を満たす１つの第ｘ行と、（１４）式を満たす１つの第ｙ列との１つの組合せを選択し、処理を図９のステップＳ２８０に移す。

ステップＳ２８０では、ＣＰＵ１１は、（７）式、若しくは（８）式が満たされるか否か判定する。

ステップＳ２８０の判定の結果、（７）式、若しくは（８）式が満たされる場合には、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３１０に移す。

ステップＳ２８０の判定の結果、（７）式と（８）式の何れもが満たされない場合には、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ２９０に移す。

ステップＳ２９０では、ＣＰＵ１１は、（９）式、（１０）式、（１１）式、または（１２）式が満たされるか否かを判定する。

ステップＳ２９０の判定の結果、（９）式、（１０）式、（１１）式、または（１２）式が満たされる場合には、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３１０に移す。

ステップＳ２９０の判定の結果、（９）式、（１０）式、（１１）式、および（１２）式の何れもが満たされない場合には、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３００に移す。

ステップＳ３００では、ＣＰＵ１１は、（１５）式、（１６）式、（１７）式、又は（１８）式が満たされるか否かを判定する。

ステップＳ３００の判定の結果、（１５）式、（１６）式、（１７）式、又は（１８）式が満たされる場合には、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３１０に移す。

ステップＳ３１０では、ＣＰＵ１１は、x行y列要素の吐出口５３が、処理液を斜め飛びしていると判定し、処理を図１０のステップＳ３３０に移す。

ステップＳ３００の判定の結果、（１５）式、（１６）式、（１７）式、および（１８）式の何れの式も満たされない場合には、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３２０に移す。

ステップＳ３２０では、ＣＰＵ１１は、x行y列要素の吐出口５３が孔詰まりしていると判定し、処理を図１０のステップＳ３３０に移す。

ステップＳ３３０では、ＣＰＵ１１は、（１３）式を満たす１つのｘ行と、（１４）式を満たす１つのｙ列との全ての組合せについて、ノズル状態の判定が終了したか否かを判定する。

ステップＳ３３０の判定の結果、ｘ行とｙ列との全ての組合せについてノズル状態の判定が終了していなければ、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３４０に移す。

ステップＳ３４０では、ＣＰＵ１１は、（１３）式を満たす１つのｘ行と、（１４）式を満たす１つのｙ列との未判定の組合せを選択し、処理を図９のステップＳ２８０に移して、ステップＳ２８０以下の処理を再度行う。

ステップＳ３３０の判定の結果、ｘ行とｙ列との全ての組合せについてノズル状態の判定が終了していれば、ＣＰＵ１１は、処理をステップＳ３５０に移す。

ステップＳ３５０では、ＣＰＵ１１は、ノズル２５１の状態判断の結果を出力し、図７のステップＳ９０のノズルの状態を判断する処理を終了する。ＣＰＵ１１は、モニター等の不図示の表示部に判断の結果を表示することなどによって、結果の出力を行う。

図８〜図１０に示されるノズル５１の状態判断のフローチャートに示されるように、荷重測定装置１００は、当該フローチャートによって示される判定規則に基づいて、ノズル５１の状態判断を行っている。当該判定規則は、例えば、図８〜図１０の動作を実現するプログラムなどの判定規則１９７として記憶装置１４に格納されている。

上述のように、図７〜図１０に示されるフローチャートでは、基板処理装置１（荷重測定装置１００）は、行列状に配列された複数の吐出口５３について、行方向と、列方向との両方の方向に液受部７１を走査させて、それぞれの方向における荷重分布のデータを測定し、各吐出孔について孔詰まりと液滴Ｌ２の斜め飛びの有無を判定している。

しかしながら、基板処理装置１（荷重測定装置１００）は、行列状に配列された複数の吐出口５３について、行方向と列方向との一方向のみに液受部７１を走査させて、当該一方向における荷重分布のデータを測定してもよい。この場合、図８〜図１０に示される状態判断のフローチャートの各処理ステップにおいては、ＣＰＵ１１は、各行の荷重ＷＲ_ｊと、各列の荷重ＷＣ_ｋとのうち、測定された荷重に関係する処理のみを行う。また、測定された荷重データが荷重ＷＲ_ｊのみである場合には、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２５０の処理を行わない。測定された荷重データが荷重ＷＣ_ｋのみである場合には、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２３０においてステップＳ２５０の処理を行い、ステップＳ２４０において、（６）式を満たす列が存在するか否かを判定する。これにより、ＣＰＵ１１は、複数の吐出口５３の配列について行単位、または列単位で、当該行（列）を構成する吐出口５３の配列に孔詰まりしている吐出口５３、液滴Ｌ２を斜めに吐出する吐出口５３が存在するか否かを判定できる。

図８〜図１０に示される判定処理を、図１４、図１５に示される荷重分布のデータに適用した場合には、第４行第１列の吐出口５３については、ＣＰＵ１１は、図９のステップＳ３００の判定において、（１５）式、（１６）式、（１７）式、および（１８）式の何れの式も満たされないと判定する。ＣＰＵ１１は、その後、ステップＳ３２０において、第４行第１列の吐出口５３が孔詰まりしていると判定する。

また、第４行第３列の吐出口５３については、ＣＰＵ１１は、図９のステップＳ２８０の判定処理において、（７）式と（８）式のうち（８）式が満たされると判定する。その後、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３１０において、第４行第３列の吐出口５３は、処理液（液滴Ｌ２）が斜め飛びしていると判定する。

＜５．荷重測定装置の他の構成例＞
図１６は、実施形態に係る他の荷重測定装置１００Ａの構成例を示す斜視図である。荷重測定装置１００Ａは、荷重測定装置１００の液受部７１に代えて、液受部７１Ａを備えることを除いて荷重測定装置１００と同様に構成されている。

液受部７１Ａは、棒状に延在している液受部７１に比べて短く形成されている。液受部７１Ａは、複数の吐出口５３Ａのうち１つの吐出口５３Ａのみに同時に対向可能である。荷重測定装置１００Ａは、当該小さな液受部７１Ａによって、１つの吐出口５３単位で吐出口５３が吐出する液滴により与えられる荷重を測定する。

＜６．他のノズル＞
図１７は、測定対象となる他のノズル５１Ｂの下面５９Ｂを示す底面図である。ノズル５１Ｂは、特開２００８−６０５０８号公報に、「プッシュプルノズル」として開示されている。ノズル５１Ｂの下面５９Ｂには行列状に配列された複数の吐出口５３Ｂが形成されている。当該複数の吐出口５３Ｂは、処理液を吐出する複数の吐出口および当該吐出口から吐出される処理液を吸引する複数の吸引口を有している。複数の吐出口５３Ｂの配列の行方向と列方向とがなす角度θは、９０°よりも小さい。

荷重測定装置１００の測定対象となるノズルの複数の吐出口は、好ましくは「行列状」に配列されるが、この「行列状」については、行と列とがなす角度は９０°に限定されない。図１７のノズル５１Ｂの複数の吐出口５３Ｂが示す「ハニカム状」配列のように、例えば、当該角度が９０°とは異なる場合も、「行列状」に含まれる。

図１８は、測定対象の他のノズルの一例としてバッチ式の基板処理装置１Ｃのノズル５１Ｃを示す側面断面図である。基板処理装置１Ｃは、薬液を処理槽６１に貯留し、貯留された薬液に、予めバッチ組みされた複数の基板Ｗをリフタ６８により浸漬することで、複数の基板Ｗに対して一括して薬液を用いた処理を施す。

基板Ｗの下方には、基板の配列方向に沿って互いに平行に延在する２つのノズル５１Ｃが配設されている。各ノズル５１Ｃには、２列に配列された複数の吐出口５３Ｃが基板Ｗに対向するように形成されており、配管５６Ｃから供給される薬液を複数の吐出口５３から吐出する。

荷重測定装置１００、１００Ａは、ノズルから吐出される液滴から受ける荷重だけでなく、ノズルから吐出される連続流から受ける荷重を測定することもできる。

また、荷重測定装置１００、１００Ａは、ノズルから吐出される液体から受ける荷重だけでなく、ノズルから吐出される気体から受ける荷重を測定することもできる。すなわち、荷重測定装置１００、１００Ａは、ノズルから吐出される流体から受ける荷重を測定する。

以上のように構成された本実施形態に係る荷重測定装置によれば、複数の吐出口５３のうち一部の吐出口５３に対向する液受部７１を含む本体部７０と、複数の吐出口５３の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って液受部７１をノズル５１に対して相対的に移動させる相対移動機構７５と、を備える。そして、本体部７０は、相対移動機構７５が液受部７１をノズル２５１に対して相対的に移動する過程で、複数の吐出口５３のうち液受部７１に面する吐出口５３が吐出する流体から液受部７１が受ける荷重を測定する。従って、複数の吐出口５３のそれぞれから吐出された流体が与える荷重分布を容易に測定できる。

また、以上のような本実施形態に係る荷重測定方法によれば、相対移動工程は、複数の吐出口５３の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って、複数の吐出口５３のうち一部の吐出口５３に対向する液受部７１を含む本体部７０をノズル５１に対して相対的に移動させ、荷重測定工程は、相対移動工程と並行して、複数の吐出口のうち液受部７１に面する吐出口が吐出する流体から液受部７１が受ける荷重を測定する。従って、複数の吐出口のそれぞれから吐出された流体が与える荷重分布を容易に測定できる。

また、本実施形態に係る荷重測定装置によれば、液受部７１は、複数の液滴Ｌ２の吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面７１ａを含み、傾斜面７１ａによって複数の液滴Ｌ２を受ける。これにより、吐出された複数の液滴Ｌ２が傾斜面７１ａの上に形成する液膜の厚みの変動を抑制できる。従って、液膜の厚みの変動によって荷重の測定結果が変動することを抑制できる。

本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 基板処理装置
１００ 荷重測定装置
１１ ＣＰＵ
１３０ 制御部
１４ 記憶装置
１９７ 判定規則
１９９ 対応情報
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
７０，８０，９０ 本体部（荷重センサー）
７１，８１，９１ 液受部（受部）
７１ａ 傾斜面
７２，８２，９２ 測定部
９ 基板
Ｌ１ 処理液
Ｌ２ 液滴
Ｔ１ 経路
ａ１ 回転軸
ａ３ 回転軸線
ｃ１ 中心

Claims (12)

1. 行列状に配列された複数の吐出口を備えるノズルが吐出する流体から受ける荷重を測定する荷重測定装置であって、
   前記複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向する受部を含む荷重センサーと、
   前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる相対移動機構と、
   を備え、
   前記荷重センサーは、
   前記相対移動機構が前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動する過程で、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重を測定する、荷重測定装置。
2. 請求項１に記載の荷重測定装置であって、
   前記荷重センサーの前記受部は、
   前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち一方向に延在しており、前記複数の吐出口の配列の当該一方向における長さよりも長く、前記複数の吐出口のうち当該一方向に沿って一列に並ぶ各吐出口のみに同時に対向可能な幅を有している、荷重測定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の荷重測定装置であって、
   前記相対移動機構は、
   前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向の各々に沿って前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる、荷重測定装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の荷重測定装置であって、
   前記荷重センサーの前記受部は、前記複数の吐出口による前記流体の各吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面を有し、前記荷重センサーは、前記傾斜面が前記流体から受ける荷重を測定する、荷重測定装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の荷重測定装置であって、
   前記相対移動機構が前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動する過程で、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重を前記荷重センサーが測定した測定結果に基づいて、前記ノズルの状態判断を行う制御部をさらに備える、荷重測定装置。
6. 請求項５に記載の荷重測定装置であって、
   前記制御部は、
   前記荷重センサーによる前記測定結果に所定の判定規則を適用することによって、前記ノズルに関する２種類以上の異常状態を区別する、荷重測定装置。
7. 行列状に配列された複数の吐出口を備えるノズルが吐出する流体から受ける荷重を測定する荷重測定方法であって、
   前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち少なくとも一方向に沿って、前記複数の吐出口のうち一部の吐出口に対向する受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる相対移動工程と、
   前記相対移動工程と並行して、前記複数の吐出口のうち前記受部に面する吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重を測定する荷重測定工程と、
   を備える、荷重測定方法。
8. 請求項７に記載の荷重測定方法であって、
   前記受部は、
   前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向のうち一方向に延在しており、前記複数の吐出口の配列の当該一方向における長さよりも長く、前記複数の吐出口のうち当該一方向に沿って一列に並ぶ各吐出口のみに同時に対向可能な幅を有している、荷重測定方法。
9. 請求項７または請求項８に記載の荷重測定方法であって、
   前記相対移動工程は、
   前記複数の吐出口の配列の行方向および列方向に沿って前記受部を前記ノズルに対して相対的に移動させる工程である、荷重測定方法。
10. 請求項７から請求項９の何れか１つの請求項に記載の荷重測定方法であって、
    前記受部は、前記複数の吐出口による前記流体の各吐出方向に対して斜めに傾斜する扁平な傾斜面を有し、前記荷重測定工程は、前記傾斜面が前記流体から受ける荷重を測定する工程である、荷重測定方法。
11. 請求項７から請求項１０の何れか１つの請求項に記載の荷重測定方法であって、
    前記複数の吐出口のうち前記受部に面する吐出口が吐出する前記流体から前記受部が受ける荷重が、前記荷重測定工程において測定された測定結果に基づいて、前記ノズルの状態判断を行う状態判断工程をさらに備える、荷重測定方法。
12. 請求項１１に記載の荷重測定方法であって、
    前記状態判断工程は、
    前記荷重測定工程において測定された前記測定結果に所定の判定規則を適用することによって、前記ノズルに関する２種類以上の異常状態を区別する工程である、荷重測定方法。

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