KR101858816B1 - 유하 판정 방법, 유하 판정 장치 및 토출 장치 - Google Patents

Abstract

워크의 상방에 위치하는 노즐로부터 워크 상면을 향하여 유하되는 액체의 유하 상태를, 촬상된 화상으로부터 확실하게 판정할 수 있는 기술을 제공한다. 노즐로부터 워크의 상면에 이르는 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 공정 (스텝 S401) 과, 촬상된 화상 중 유하 경로에 대응하는 평가 영역 내에서 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 공정 (스텝 S402, S403) 과, 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서의 합계값의 변화 양태에 기초하여 액체의 유하의 유무를 판정하는 공정 (스텝 S405 ∼ S407) 을 구비한다.

Description

유하 판정 방법, 유하 판정 장치 및 토출 장치{FLOW-DOWN DETERMINATION METHOD, FLOW-DOWN DETERMINATION APPARATUS AND DISCHARGE APPARATUS}

본 발명은 워크의 상방에 위치하는 노즐로부터 워크 상면을 향하여 유하되는 액체의 유하 상태를 판정하는 기술에 관한 것이다.

기판 등의 처리 대상물 (워크) 에 대해 액체가 공급되어 처리가 실시되는 기술에 있어서는, 액체가 소정의 타이밍 및 양으로 공급되고 있는지의 여부를 감시하는 것이 필요한 경우가 있다. 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 상태를 판정하는 기술로는, 예를 들어 이하의 각 문헌에 기재된 것이 있다.

특허문헌 1 에 기재된 기술에서는, 노즐의 토출구가 카메라에 의해 촬상된다. 또, 카메라에서 봐서 노즐의 배경에 해당되는 위치에 배경판이 형성되고, 화상에 나타나는 농담의 변화에 의해 토출 개시의 순간이 검출된다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 기술은 노즐을 검사하는 기술이며, 노즐로부터 기둥상으로 토출되는 액기둥의 굵기를 광학적으로 검출하는 것이다. 구체적으로는, 액기둥을 향해 조사된 광의 반사광이 촬상되어, 화상의 휘도 평균값으로부터 토출량 (액기둥의 굵기) 이, 또 휘도의 변동량으로부터 토출량의 변동의 유무가 각각 판정된다. 또, 특허문헌 3 에 기재된 기술에서는, 조명광이 액기둥에서 반사됨으로써 발광하는 액기둥이 촬상된다. 그 화상과 미리 준비된 기준 정보를 비교함으로써, 토출의 유무나 토출량 등이 판정된다.

일본 공개특허공보 2002-316080호 일본 공개특허공보 2009-095826호 일본 공개특허공보 2012-009812호

상기 각 종래 기술에서는, 촬상되는 화상의 내용이 액체의 토출의 유무에 의해 변화하는 것을 이용하여 토출 판정이 실시된다. 그러나, 처리의 추가적인 고속화가 요구되므로, 이와 같은 판정 기술을 이용하는 것이 어려워지고 있다. 예를 들어 가동형의 노즐이 소정 위치에 위치 결정되고 나서 액체의 토출이 개시되는 구성이면, 노즐의 위치 결정 후로서 액체가 토출되기 전의 기준 화상과, 토출 개시 후의 화상 사이의 변화분을 검출함으로써, 액체의 토출 개시를 검지하는 것이 가능하다. 이에 대해, 최근에는 노즐의 이동 중이나 위치 결정 완료와 거의 동시에 액체가 토출되는 것도 필요해지고 있으며, 이와 같은 구성에서는 대비해야 할 기준 화상을 준비하는 것이 어렵다. 또, 처리의 고속화 및 처리액의 절약을 위해, 액토출의 시간도 짧아지고 있다.

이 때문에, 어느 시각에 있어서 촬상된 화상으로부터, 그 전후의 화상이나 기준 화상과의 비교에 관계없이 액체의 상태를 확실하게 판정할 수 있는 기술이 요구되게 되었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 워크의 상방에 위치하는 노즐로부터 워크 상면을 향하여 유하되는 액체의 유하 상태를, 촬상된 화상으로부터 확실하게 판정할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태는, 노즐로부터의 액체의 유하 상태를 판정하는 유하 판정 방법으로서, 워크의 상방에 배치된 노즐로부터 워크의 상면에 이르는 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 공정과, 촬상된 화상 중 유하 경로에 대응하는 평가 영역 내에서 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 공정과, 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서의 합계값의 변화 양태에 기초하여, 액체의 유하의 유무를 판정하는 공정을 구비하고 있다.

또, 본 발명의 다른 양태는, 노즐로부터의 액체의 유하 상태를 판정하는 유하 판정 장치로서, 워크의 상방에 배치된 노즐로부터 워크의 상면에 이르는 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 촬상 수단과, 촬상된 화상 중 유하 경로에 대응하는 영역 내에서 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 산출 수단과, 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서의 합계값의 변화 양태에 기초하여, 액체의 유하의 유무를 판정하는 판정 수단을 구비하고 있다.

이들 구성에서는, 촬상되는 화상 중 액체의 유하 경로에 대응하는 영역 (평가 영역) 에 있어서, 액체의 유하 방향을 따라 배열되는 화소의 화소값이 합계된다. 화상 중의 액체가 배경과는 상이한 특유의 휘도를 가지고 있으면, 화상으로부터 액체를 광학적으로 검출하는 것이 가능하다. 이 때, 액체의 유하 방향을 따라 배열되는 화소의 화소값이 누적 가산됨으로써, 당해 방향에 있어서 랜덤하게 존재하는 피촬상물의 영향이 저감된다. 한편, 유하 방향을 따른 액체의 흐름이 있으면 액체 특유의 휘도가 더해져 배경 부분과의 차이가 강조된다. 이와 같은 차이를 검출함으로써, 액체의 유하 상태를 판정하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 유하 방향을 따른 화소열마다 구해진 화소값의 합계값이, 유하 방향과 직교하는 직교 방향에 있어서 어떠한 변화 양태를 나타내는가에 의해 액체의 유하 상태를 판정하는 것이 가능하다. 예를 들어 액체가 전혀 없는 경우, 유하 경로에 대응하는 부분의 화상은 배경과 변함없어, 직교 방향에 있어서 유의한 합계값의 변동은 나타나지 않는다. 이에 대해, 예를 들어 노즐로부터 액체가 연속적으로 토출되어 기둥상으로 유하되고 있는 경우, 직교 방향에 있어서는, 당해 액기둥이 차지하는 부분의 합계값과 그 이외의 부분의 합계값 사이에 큰 차가 나타난다.

이와 같이, 액체의 유하에 수반하는 화상의 특징적 변화는, 액체의 유하 방향을 따라 현저하게 나타난다. 이와 같은 특질을 기초로 하여, 본 발명에서는, 유하 방향을 따른 화소열에 있어서 화소값을 합계함으로써 액체의 유하에 수반하여 나타나는 특징이 강조된다. 그리고, 유하 방향과 직교하는 방향에 있어서의 합계값의 변화를 평가함으로써, 본 발명에서는 액체의 유무를 적확하게 판정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 화상에 있어서 액체의 유하 방향을 따라 배열되는 화소의 화소값의 합계값의 직교 방향에서의 변화 양태에 주목하고 있다. 이렇게 함으로써, 본 발명에서는, 당해 화상의 전후에 촬상된 화상이나 기준 화상을 사용하지 않아도, 액체의 유하 상태를 확실하게 판정하는 것이 가능하다.

또, 본 발명의 또 다른 양태는, 워크를 유지하는 유지 수단과, 워크의 상방에 배치되어 액체를 토출하는 노즐과, 노즐로부터 워크의 상면에 이르는 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 촬상 수단, 촬상된 화상 중 유하 경로에 대응하는 영역 내에서 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 산출 수단, 및 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서의 합계값의 변화 양태에 기초하여, 액체의 유하의 유무를 판정하는 판정 수단을 갖는 유하 판정부를 구비하는 토출 장치이다. 이와 같은 구성에서는, 상기한 원리에 의해 노즐로부터 워크를 향하여 토출되는 액체의 유하 상태를 판정할 수 있다. 그 때문에, 액체의 토출이 적정하게 실시되고 있는지의 여부를 판정하는 것이 가능하다.

상기와 같이, 본 발명에 의하면, 액체의 유하 방향을 따른 화소의 열에 있어서 화소값이 합계되어, 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서의 합계값의 변화 양태에 기초하는 판정이 실시된다. 이렇게 함으로써, 촬상된 화상으로부터 액체의 유하 상태를 확실하게 판정할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태인 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 하나의 기판 처리 유닛의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3 은, A-A 화살표에서 본 단면 및 기판 처리 유닛의 제어부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 기판 처리 유닛의 동작의 개략을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5 는, 노즐 위치 판정 처리의 원리를 설명하는 도면이다.
도 6 은, 토출 판정 처리의 원리를 설명하는 도면이다.
도 7 은, 판정 처리를 실행하기 위해서 필요한 기능 블록을 나타내는 블록도이다.
도 8 은, 기판 처리 유닛의 판정 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 9 는, 각 처리의 실행 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 10 은, 준비 처리의 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.
도 11a, 도 11b, 도 11c 는, 토출 판정 영역의 화상 내용의 예를 나타내는 도면이다.
도 12a, 도 12b 는, 토출 판정 처리에 있어서의 데이터 처리를 설명하는 도면이다.
도 13a, 도 13b, 도 13c 는, 평가값과 임계값의 관계를 예시하는 도면이다.
도 14 는, 토출 판정 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 15a, 도 15b 는, 프레임마다의 평가값의 변화를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 적용 가능한 기판 처리 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 개요에 대해 설명한다. 이하에 있어서, 기판이란, 반도체 기판, 포토마스크용 유리 기판, 액정 표시용 유리 기판, 플라즈마 표시용 유리 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판 등의 각종 기판을 말한다. 이하에서는 주로 반도체 기판의 처리에 사용되는 기판 처리 시스템을 예로 도면을 참조하여 설명하지만, 상기에서 예시한 각종 기판의 처리에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태인 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는, 도 1 은 본 발명을 바람직하게 적용 가능한 토출 장치를 포함하는 기판 처리 시스템의 일 양태의 평면도이다. 이 기판 처리 시스템 (1) 은, 기판 처리 유닛 (1A, 1B, 1C, 1D) 과, 인덱서부 (1E) 와, 제어부 (80) (도 3) 를 구비하고 있다. 기판 처리 유닛 (1A, 1B, 1C, 1D) 은, 각각이 서로 독립적으로 기판에 대해 소정의 처리를 실행 가능하다. 또, 인덱서부 (1E) 는, 이들 기판 처리 유닛 (1A ∼ 1D) 과 외부 사이에서 기판의 수수를 실시하기 위한 인덱서 로봇 (도시 생략) 이 배치되어 있다. 또, 제어부 (80) 는, 시스템 전체의 동작을 제어한다. 또한, 기판 처리 유닛의 배치 형성수는 임의이며, 또 이와 같이 수평 방향으로 배치된 4 개의 기판 처리 유닛을 1 단분 (段分) 으로 하여, 이것이 상하 방향으로 복수단 겹쳐 쌓여진 구성이어도 된다.

기판 처리 유닛 (1A ∼ 1D) 은, 기판 처리 시스템 (1) 에 있어서의 배치 형성 위치에 따라 각 부의 레이아웃이 일부 상이하지만, 각 유닛이 구비하는 구성 부품 및 그 동작은 서로 동일하다. 그래서, 이하에서는 이들 중 1 개의 기판 처리 유닛 (1A) 에 대해 그 구성 및 동작을 설명하고, 다른 기판 처리 유닛 (1B ∼ 1D) 에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.

도 2 는 하나의 기판 처리 유닛의 구조를 나타내는 평면도이다. 또, 도 3 은 도 2 의 A-A 화살표에서 본 단면 및 기판 처리 유닛의 제어부의 구성을 나타내는 도면이다. 기판 처리 유닛 (1A) 은, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 에 대해 처리액에 의한 세정이나 에칭 처리 등의 습식 처리를 실시하기 위한 매엽식 (枚葉式) 의 습식 처리 유닛이다. 이 기판 처리 유닛 (1A) 에서는, 챔버 (90) 의 천정 부분에 팬 필터 유닛 (FFU) (91) 이 배치 형성되어 있다. 이 팬 필터 유닛 (91) 은, 팬 (911) 및 필터 (912) 를 가지고 있다. 따라서, 팬 (911) 의 작동에 의해 도입된 외부 분위기가 필터 (912) 를 통하여 챔버 (90) 내의 처리 공간 (SP) 에 공급된다. 기판 처리 시스템 (1) 은 클린 룸 내에 설치된 상태로 사용되며, 처리 공간 (SP) 에는 항상 클린 에어가 보내진다.

챔버 (90) 의 처리 공간 (SP) 에는 기판 유지부 (10) 가 형성되어 있다. 이 기판 유지부 (10) 는, 기판 표면을 상방을 향한 상태로 기판 (W) 을 대략 수평 자세로 유지하여 회전시키는 것이다. 이 기판 유지부 (10) 는, 기판 (W) 보다 약간 큰 외경을 갖는 원반상의 스핀 베이스 (111) 와, 대략 연직 방향으로 연장되는 회전 지지축 (112) 이 일체적으로 결합된 스핀 척 (11) 을 가지고 있다. 회전 지지축 (112) 은 모터를 포함하는 척 회전 기구 (113) 의 회전축에 연결되어 있고, 제어부 (80) 의 척 구동부 (85) 로부터의 구동에 의해 스핀 척 (11) 이 회전축 (연직축) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 이들 회전 지지축 (112) 및 척 회전 기구 (113) 는, 원통상의 케이싱 (12) 내에 수용되어 있다. 또, 회전 지지축 (112) 의 상단부에는, 스핀 베이스 (111) 가 일체적으로 나사 등의 체결 부품에 의해 연결되고, 스핀 베이스 (111) 는 회전 지지축 (112) 에 의해 대략 수평 자세로 지지되어 있다. 따라서, 척 회전 기구 (113) 가 작동함으로써, 스핀 베이스 (111) 가 연직축 둘레로 회전한다. 제어부 (80) 는, 척 구동부 (85) 를 개재하여 척 회전 기구 (113) 를 제어하여, 스핀 베이스 (111) 의 회전 속도를 조정하는 것이 가능하다.

스핀 베이스 (111) 의 둘레 가장자리부 부근에는, 기판 (W) 의 둘레단부를 파지하기 위한 복수개의 척 핀 (114) 이 수직 형성되어 있다. 척 핀 (114) 은, 원형의 기판 (W) 을 확실하게 유지하기 위해 3 개 이상 형성되어 있으면 되고 (이 예에서는 6 개), 스핀 베이스 (111) 의 둘레 가장자리부를 따라 등각도 간격으로 배치되어 있다. 척 핀 (114) 의 각각은, 기판 (W) 의 외주 단면을 압압 (押壓) 하는 압압 상태와, 기판 (W) 의 외주 단면으로부터 떨어지는 해방 상태 사이를 전환 가능하게 구성되어 있다.

스핀 베이스 (111) 에 대해 기판 (W) 이 수수될 때에는, 복수의 척 핀 (114) 의 각각을 해방 상태로 하는 한편, 기판 (W) 을 회전시켜 소정의 처리를 실시할 때에는, 복수의 척 핀 (114) 의 각각을 압압 상태로 한다. 압압 상태로 함으로써, 척 핀 (114) 은 기판 (W) 의 둘레단부를 파지하여 그 기판 (W) 을 스핀 베이스 (111) 로부터 소정 간격을 두고 대략 수평 자세로 유지할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 은 그 표면을 상방을 향하고, 이면을 하방을 향한 상태로 지지된다. 또한, 척 핀 (114) 으로는, 공지된 구성, 예를 들어 일본 공개특허공보 2013-206983호에 기재된 것을 사용할 수 있다. 또, 기판을 유지하는 기구로는 척 핀에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 이면을 흡인하여 기판 (W) 을 유지하는 진공 척을 사용해도 된다.

케이싱 (12) 의 주위에는, 스핀 척 (11) 에 수평 자세로 유지되어 있는 기판 (W) 의 주위를 포위하도록, 스플래쉬 가드 (20) 가 스핀 척 (11) 의 회전축을 따라 자유롭게 승강할 수 있도록 형성되어 있다. 이 스플래쉬 가드 (20) 는 회전축에 대해 대략 회전 대칭인 형상을 가지고 있고, 각각 스핀 척 (11) 과 동심원상으로 배치되어 기판 (W) 으로부터 비산하는 처리액을 막는 복수단의 (이 예에서는 2 단의) 가드 (21) 와, 가드 (21) 로부터 유하되는 처리액을 받아들이는 액받이부 (22) 를 구비하고 있다. 그리고, 제어부 (80) 에 형성된 도시되지 않은 가드 승강 기구가 가드 (21) 를 단계적으로 승강시킴으로써, 회전하는 기판 (W) 으로부터 비산하는 약액이나 린스액 등의 처리액을 분별하여 회수하는 것이 가능하게 되어 있다.

스플래쉬 가드 (20) 의 주위에는, 에칭액 등의 약액, 린스액, 용제, 순수, DIW (탈이온수) 등 각종 처리액을 기판 (W) 에 공급하기 위한 액 공급부가 적어도 1 개 형성된다. 이 예에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 3 세트의 처리액 토출부 (30, 40, 50) 가 형성되어 있다. 처리액 토출부 (30) 는, 제어부 (80) 의 아암 구동부 (83) 에 의해 구동되어 연직축 둘레로 회동 (回動) 가능하게 구성된 회동축 (31) 과, 그 회동축 (31) 으로부터 수평 방향으로 연장 형성된 아암 (32) 과, 아암 (32) 의 선단 (先端) 에 하향으로 장착된 노즐 (33) 을 구비하고 있다. 아암 구동부 (83) 에 의해 회동축 (31) 이 회동 구동됨으로써, 아암 (32) 이 연직축 둘레로 요동한다. 이로써 노즐 (33) 은, 도 2 에 있어서 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 스플래쉬 가드 (20) 보다 외측의 퇴피 위치 (도 3 에 실선으로 나타내는 위치) 와 기판 (W) 의 회전 중심의 상방 위치 (도 3 에 점선으로 나타내는 위치) 사이를 왕복 이동한다. 노즐 (33) 은, 기판 (W) 의 상방에 위치 결정된 상태로, 제어부 (80) 의 처리액 공급부 (84) 로부터 공급되는 소정의 처리액을 토출하여, 기판 (W) 에 처리액을 공급한다.

동일하게, 처리액 토출부 (40) 는, 아암 구동부 (83) 에 의해 회동 구동되는 회동축 (41) 과, 이 회동축 (41) 에 연결된 아암 (42) 과, 아암 (42) 의 선단에 형성되어 처리액 공급부 (84) 로부터 공급되는 처리액을 토출하는 노즐 (43) 을 구비하고 있다. 또, 처리액 토출부 (50) 는, 아암 구동부 (83) 에 의해 회동 구동되는 회동축 (51) 과, 이 회동축 (51) 에 연결된 아암 (52) 과, 아암 (52) 의 선단에 형성되어 처리액 공급부 (84) 로부터 공급되는 처리액을 토출하는 노즐 (53) 을 구비하고 있다. 또한, 처리액 토출부의 수는 이것에 한정되지 않고, 필요에 따라 증감되어도 된다.

스핀 척 (11) 의 회전에 의해 기판 (W) 이 소정의 회전 속도로 회전한 상태에서, 이들 처리액 토출부 (30, 40, 50) 가 노즐 (33, 43, 53) 을 순차 기판 (W) 의 상방에 위치시켜 처리액을 기판 (W) 에 공급한다. 이로써, 기판 (W) 에 대한 습식 처리가 실행된다. 처리의 목적에 따라, 각 노즐 (33, 43, 53) 로부터는 서로 상이한 처리액이 토출되어도 되고, 동일한 처리액이 토출되어도 된다. 또, 1 개의 노즐로부터 2 종류 이상의 처리액이 토출되어도 된다. 기판 (W) 의 회전 중심 부근에 공급된 처리액은, 기판 (W) 의 회전에 수반하는 원심력에 의해 외측으로 퍼져, 최종적으로는 기판 (W) 의 둘레 가장자리부로부터 측방으로 떨쳐진다. 기판 (W) 으로부터 비산된 처리액은, 스플래쉬 가드 (20) 의 가드 (21) 에 의해 막혀 액받이부 (22) 에 의해 회수된다.

또한 기판 처리 유닛 (1A) 에는, 처리 공간 (SP) 내를 조명하는 조명부 (71) 와, 챔버 내를 촬상하는 카메라 (72) 가 인접하여 형성되어 있다. 도면의 예에서는 조명부 (71) 와 카메라 (72) 가 수평 방향으로 인접하여 배치되어 있지만, 상하 방향으로 인접하는 구성, 즉 조명부 (71) 가 카메라 (72) 의 바로 위 또는 바로 아래 위치에 형성된 구성이어도 된다. 조명부 (71) 는 예를 들어 LED 램프를 광원으로 하는 것이며, 카메라 (72) 에 의한 촬상을 가능하게 하기 위해서 필요한 조명광을 처리 공간 (SP) 내에 공급한다. 카메라 (72) 는 연직 방향에 있어서 기판 (W) 보다 높은 위치에 형성되어 있다. 카메라 (72) 의 촬상 방향 (즉 촬상 광학계의 광축 방향) 은, 기판 (W) 의 상면을 촬상하기 위해, 기판 (W) 표면의 대략 회전 중심을 향해 경사 하향으로 설정되어 있다. 이로써, 카메라 (72) 는 스핀 척 (11) 에 의해 유지된 기판 (W) 의 표면 전체를 그 시야에 포함한다. 수평 방향에는, 도 2 에 있어서 파선으로 둘러싸인 범위가 카메라 (72) 의 시야에 포함된다.

카메라 (72) 의 촬상 방향과, 조명부 (71) 로부터 조사되는 조명광의 광 중심의 방향은 대체로 일치하고 있다. 그 때문에, 노즐 (33, 43, 53) 및 그것들로부터 토출되는 처리액이 조명부 (71) 에 의해 조명될 때, 카메라 (72) 는 노즐이나 처리액 중 조명부 (71) 로부터의 직접 광이 닿는 부분을 촬상하게 된다. 이로써, 고휘도의 화상을 얻을 수 있다. 이 때, 조명부 (71) 및 카메라 (72) 는 노즐을 약간 상방에서 내려다보는 위치에 형성되므로, 처리액으로부터의 정반사광이 카메라 (72) 에 입사하여 헐레이션을 일으키는 것은 회피되고 있다. 또한, 단순히 처리액의 유하의 유무를 판정하는 목적에 있어서는 헐레이션은 문제가 되지 않기 때문에, 처리액으로부터의 정반사광이 카메라 (72) 에 입사하는 구성이어도 된다. 또한 배경에 대해 처리액을 식별 가능한 콘트라스트가 얻어지는 한, 조명부 (71) 의 배치 형성 위치는 임의이다.

또한, 조명부 (71) 및 카메라 (72) 는, 챔버 (90) 내에 형성되어도 되고, 또 챔버 (90) 의 외측에 형성되어 챔버 (90) 에 형성된 투명창을 개재하여 기판 (W) 에 대해 조명 또는 촬상을 실시하도록 구성되어도 된다. 처리액이 조명부 (71) 및 카메라 (72) 에 부착되는 것을 방지한다는 관점에서는, 챔버 (90) 외에 형성되는 것이 바람직하다.

카메라 (72) 에 의해 취득된 화상 데이터는 제어부 (80) 의 화상 처리부 (86) 에 제공된다. 화상 처리부 (86) 는, 화상 데이터에 대해, 후술하는 보정 처리나 패턴 매칭 처리 등의 화상 처리를 실시한다. 후술하는 바와 같이, 이 실시형태에 있어서는, 카메라 (72) 에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 각 노즐 (33, 43, 53) 의 위치 결정 상태 및 각 노즐 (33, 43, 53) 로부터의 처리액의 유하 상태가 판정된다.

상기 외에, 이 기판 처리 시스템 (1) 의 제어부 (80) 에는, CPU (81) 와, 메모리 (82) 와, 사용자 인터페이스 (UI) 부 (87) 가 형성되어 있다. CPU (81) 는, 미리 정해진 처리 프로그램을 실행하여 각 부의 동작을 제어한다. 메모리 (82) 는, CPU (81) 에 의해 실행되는 처리 프로그램이나 처리 중에 생성되는 데이터 등을 기억 보존한다. UI 부 (87) 는, 사용자에 의한 조작 입력을 접수하는 입력 기능 및 처리의 진행 상황이나 이상의 발생 등을 필요에 따라 사용자에게 알리는 출력 기능을 갖는다. 또한, 제어부 (80) 는 각 기판 처리 유닛 (1A ∼ 1D) 마다 개별적으로 형성되어도 되고, 또 기판 처리 시스템 (1) 에 1 세트만 형성되어 각 기판 처리 유닛 (1A ∼ 1D) 을 통괄적으로 제어하도록 구성되어도 된다. 또, CPU (81) 가 화상 처리부로서의 기능을 겸비하고 있어도 된다.

다음으로, 이상과 같이 구성된 기판 처리 유닛 (1A) 의 동작에 대해 설명한다. 또한, 설명을 생략하지만, 다른 기판 처리 유닛 (1B ∼ 1D) 도 동일하게 동작한다. 기판 처리 유닛 (1A) 은, 인덱서부 (1E) 를 개재하여 외부로부터 반입되는 기판 (W) 을 받아들여, 기판 (W) 을 회전시키면서 각종 처리액을 공급하여 습식 처리를 실행한다. 습식 처리로는 각종 처리액을 사용한 많은 공지 기술이 있으며, 그들의 임의의 것을 적용 가능하다. 또한, 이하에 설명하는 동작의 각각은, CPU (81) 가 미리 정해진 처리 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

도 4 는 기판 처리 유닛의 동작의 개략을 나타내는 플로우 차트이다. 기판 (W) 이 기판 처리 유닛 (1A) 에 반입되면, 기판 (W) 은 스핀 척 (11), 보다 구체적으로는 스핀 베이스 (111) 의 둘레 가장자리부에 형성된 복수의 척 핀 (114) 에 재치 (載置) 된다 (스텝 S101). 기판 (W) 이 반입될 때에는 스핀 베이스 (111) 에 형성된 척 핀 (114) 은 해방 상태로 되어 있고, 기판 (W) 이 재치된 후, 척 핀 (114) 이 압압 상태로 전환되어 기판 (W) 이 척 핀 (114) 에 의해 유지된다.

계속해서, 스핀 척 (11) 이 기판 처리를 위한 소정의 회전 속도로 회전된다 (스텝 S102). 그리고, 아암 구동부 (83) 가 작동하여 복수의 노즐 중 어느 것이 기판 (W) 과 대향하는 소정의 처리 위치에 위치 결정된다 (스텝 S103). 이하에서는 노즐 (43) 을 사용한 처리에 대해 설명하지만, 다른 노즐 (33, 53) 을 사용하는 경우에도 동작은 동일하다. 또 동시에 복수의 노즐이 처리에 사용되어도 된다.

노즐 (43) 이 처리 위치, 예를 들어 기판 (W) 의 회전 중심의 상방 위치에 도달하면, 습식 처리가 실시된다 (스텝 S104). 즉, 처리 위치에 위치 결정된 노즐 (43) 로부터 처리액이 토출된다. 처리액은 소정 속도로 회전하는 기판 (W) 상면을 향하여 유하되고, 기판 (W) 상면의 회전 중심 부근에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 반경 방향 외향으로 퍼져 기판 (W) 상면을 덮는다. 이렇게 하여 기판 (W) 상면의 전체가 처리액에 의해 처리된다.

처리액이 소정 시간 공급되어 습식 처리가 종료하면, 후처리가 실행된다 (스텝 S105). 즉, 처리액의 토출을 정지한 노즐 (43) 이 퇴피 위치로 이동하여, 스핀 척 (11) 의 회전이 정지된다. 또한, 스핀 척 (11) 의 회전을 계속한 채로, 다른 노즐을 사용한 습식 처리나, 기판 (W) 에 잔류하는 처리액을 떨쳐내기 위한 처리가 후처리로서 실행되어도 된다.

습식 처리에서는, 양호한 처리 결과를 안정적으로 얻기 위해, 노즐이 처리 위치에 적정하게 위치 결정되고, 처리액이 적절한 타이밍에 기판 (W) 에 공급될 필요가 있다. 이것을 가능하게 하기 위해, 기판 처리 유닛 (1A) 에서는, 카메라 (72) 에 의해 촬상되는 화상에 기초하여, 처리 위치 근방에서의 노즐의 위치 및 노즐로부터 토출되는 처리액의 유하 상태가 판정된다. 이하, 이 목적을 위해서 실행되는 판정 처리에 대해, 그 원리와 구체적인 처리 내용을 순서대로 설명한다.

도 5 는 노즐 위치 판정 처리의 원리를 설명하는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 5 는, 노즐 (43) 이 적정한 처리 위치, 예를 들어 노즐 (43) 의 개구 중심이 기판 (W) 의 회전 중심의 바로 위에 오는 위치에 위치 결정된 상태로 촬상된 기준 화상 (Iref) 의 예를 나타내고 있다. 이 때의 노즐 (43) 의 이미지가 레퍼런스 패턴 (RP) 으로서 잘라내어져, 그 좌표 위치가 기억되어 있다.

기판 (W) 에 대한 처리가 실행될 때, 기준 화상 (Iref) 에 있어서의 노즐 (43) 의 위치를 목표 위치로 하여, 노즐 (43) 의 위치 결정 제어가 실행된다. 노즐 (43) 의 위치 결정이 완료하면, 그 때의 화상으로부터 레퍼런스 패턴 (RP) 과 거의 일치하는 영역이 패턴 매칭 처리에 의해 탐색됨으로써 노즐 (43) 의 위치가 검출된다. 이 때의 노즐 (43) 의 위치가 기준 화상 (Iref) 에 있어서의 노즐 (43) 의 위치와 비교된다. 화상 사이에서의 위치 어긋남량이 미리 정해진 임계값 이하이면, 노즐 (43) 의 위치가 적정한 것으로 판정된다. 한편, 어긋남량이 임계값을 초과하고 있는 경우에는 노즐 위치가 이상 (異常) 인 것으로 판정된다.

도 6 은 토출 판정 처리의 원리를 설명하는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 6 은, 처리 위치에 위치 결정된 노즐 (43) 로부터 처리액이 연속적으로 토출되고 있을 때에 촬상되는 화상 (Im) 의 예를 나타내고 있다. 노즐 (43) 의 바로 아래 위치, 보다 구체적으로는 노즐 (43) 로부터 토출되어 기판 (W) 상면을 향하여 유하되는 처리액 (Lq) 의 유하 경로가 되는 위치를 포함하는 화상 (Im) 의 부분 영역이 토출 판정 영역 (Rj) 으로서 설정된다. 후술하는 바와 같이, 이 토출 판정 영역 (Rj) 의 화상 내용에 기초하여, 노즐 (43) 로부터 처리액 (Lq) 이 토출되고 있는지의 여부가 판정된다.

또한, 여기서는 레퍼런스 패턴 (RP) 및 토출 판정 영역 (Rj) 의 형상을 사각형으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 이들을 사각형으로 한 경우에는, 예를 들어 대각선 상의 2 정점의 위치, 원점 위치와 변의 길이의 조합 등, 그 위치 표현을 간단한 것으로 할 수 있다.

도 7 은 판정 처리를 실행하기 위해서 필요한 기능 블록을 나타내는 블록도이다. 카메라 (72) 에 의해 촬상된 화상에 대해, 화상 처리부 (86) 가 적절한 화상 처리, 예를 들어 노이즈 제거 처리나 패턴 매칭 등의 화상 해석을 실행한다. 처리 결과에 기초하여 연산부 (811) 가 소정의 연산 처리를 실시하고, 판정부 (812) 가 판정을 실시한다. 연산부 (811) 및 판정부 (812) 등의 각 기능 블록은, CPU (81) 가 소정의 제어 프로그램을 실행하여 화상 처리부 (86), 메모리 (82) 등과 협동함으로써 실현된다.

도 8 은 기판 처리 유닛의 판정 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 또, 도 9 는 각 처리의 실행 타이밍을 나타내는 도면이다. 기판 처리 유닛 (1A) 에 기판 (W) 이 반입되어 처리가 개시되고 (스텝 S201), 노즐 (43) 의 이동이 개시된다 (스텝 S202). 보다 구체적으로는, CPU (81) 로부터 아암 구동부 (83) 에 대해 노즐 이동 지시, 즉 노즐 (43) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시키는 취지의 제어 지령이 부여된다. 이로써, 아암 구동부 (83) 가 회동축 (41) 을 회동시켜, 노즐 (43) 이 처리 위치를 향해 이동한다.

이 때, 카메라 (72) 에 의한 연속 촬상이 개시된다 (스텝 S203). 카메라 (72) 는, 일정한 프레임 레이트 (예를 들어 100 fps) 로 정기적으로 촬상을 실시함으로써, 일정 시간 간격으로 연속적으로 화상을 취득한다. 카메라 (72) 에 의한 촬상은, 노즐 (43) 이 처리 위치에 도달하기 전에 개시될 필요가 있다. 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같이, CPU (81) 로부터 아암 구동부 (83) 로 노즐을 이동시키는 취지의 지시가 이루어진 것을 가지고, 촬상을 개시하도록 구성할 수 있다.

카메라 (72) 에 의한 촬상이 개시되면, 노즐 (43) 의 이동 정지 판정이 실시된다 (스텝 S204). 노즐 이동 정지 판정은, 노즐 (43) 이 이동 중인지 정지하고 있는지를 판정하기 위한 처리이다. 노즐 (43) 이 이동하고 있는 동안, 촬상되는 화상의 내용은 프레임마다 변화하고 있다. 노즐 (43) 이 정지하면, 화상의 변화도 없어진다. 이런 점에서, 예를 들어, 연산부 (811) 가 촬상 시각의 인접하는 프레임 사이에서 화상의 차분을 산출하고, 판정부 (812) 는 그 차분이 일정값 이하로 되어 있는지의 여부에 의해 노즐 (43) 이 정지했는지의 여부를 판정할 수 있다. 차분의 산출은, 예를 들어 2 개의 화상에서 서로 동일 위치에 해당하는 화소의 휘도값의 차의 절대값을, 전체 화소에 대해 적산함으로써 실현 가능하다. 또한, 노이즈 등에 의한 오판정을 피하기 위해, 연속하는 3 프레임 이상의 화상을 사용하여 판정이 실시되어도 된다.

노즐 (43) 이 정지한 것으로 판정되면, 연속 촬상된 복수의 화상으로부터, 정지했다고 간주할 수 있는 시각에 촬상된 1 개의 화상이 특정된다 (스텝 S205). 구체적으로는 예를 들어, 연속하는 2 프레임의 화상의 차분이 일정값 이하가 되어 노즐 (43) 이 정지한 것으로 판정되었을 때, 그들의 화상 중 먼저 촬상된 화상을 정지시의 화상으로 할 수 있다.

정지시의 화상에 기초하여, 노즐 위치 이상 판정이 실시된다 (스텝 S206). 노즐 위치 이상 판정은, 노즐 (43) 이 미리 정해진 처리 위치에 올바르게 위치 결정되어 있는지를 판정하는 처리이다. 정지시의 화상과, 기판 (W) 에 대한 처리에 앞서 실행되는 준비 처리에 있어서 노즐 (43) 이 적정 위치에 위치 결정된 상태에서 촬상된 기준 화상 (Iref) 의 비교에 의해, 노즐 위치가 적정한지의 여부가 판정된다.

도 10 은 준비 처리의 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다. 준비 처리에 있어서는, 기판 처리시의 노즐 (43) 의 위치, 즉 처리 위치가 오퍼레이터에 의해 교시 (티칭) 된다. 제어부 (80) 는 그 때의 노즐 (43) 의 위치를 적정한 처리 위치로서 기억해 두고, 기판 처리의 실행시에는 당해 처리 위치를 목표 위치로 하여 노즐 (43) 의 위치 결정 제어를 실시한다.

구체적으로는, 먼저 오퍼레이터의 조작에 의해, 노즐 (43) 이 본래의 처리 위치, 예를 들어 노즐 (43) 의 개구 중심이 기판 (W) 의 회전 중심의 바로 위가 되는 위치에 위치 결정된다 (스텝 S301). 오퍼레이터에 의해 지정된, 이 때의 노즐 (43) 의 위치를 「티칭 위치」 라고 칭한다. 그리고, 카메라 (72) 가 노즐 (43) 을 촬상 시야에 포함하는 화상을 촬상한다 (스텝 S302). 이 때의 화상은 1 프레임의 정지 화상이어도 된다. 이 화상이 노즐 (43) 의 적정 위치를 나타낸 기준 화상 (Iref) 으로서 사용된다.

계속해서, 기준 화상 (Iref) 으로부터, 노즐 (43) 의 이미지에 상당하는 일부 영역이 레퍼런스 패턴 (RP) 으로서 잘라내진다 (스텝 S303). 이 잘라냄은, 예를 들어 UI 부 (87) 가 접수하는 조작 입력에 의해 오퍼레이터가 지정하는, 기준 화상 (Iref) 중의 노즐 (43) 의 이미지를 포함하는 사각형 영역을 추출함으로써 실시할 수 있다. 또 예를 들어, 화상 처리부 (86) 가 패턴 매칭 처리를 실시하여, 미리 준비된 노즐 (43) 의 화상과 일치하는 영역을 기준 화상 (Iref) 중에서 탐색함으로써도, 레퍼런스 패턴 (RP) 의 잘라냄을 실시할 수 있다. 잘라내어진 레퍼런스 패턴 (RP) 은, 화상 내에 있어서의 그 좌표 위치와 함께 메모리 (82) 에 기억된다 (스텝 S304).

다음으로, 오퍼레이터에 의해 설정되는 위치 이상 판정용의 임계값이 UI 부 (87) 에 의해 접수되고 (스텝 S305), 메모리 (82) 에 기억된다. 위치 이상 판정용의 임계값은, 정지시의 화상에 있어서의 노즐 (43) 의 위치와, 기준 화상 (Iref) 에 있어서의 레퍼런스 패턴 (RP) 의 위치 사이에서 허용되는 최대 어긋남량을 규정하는 것이다. 양자의 위치가 완전히 일치하고 있지 않아도, 어긋남량이 임계값 이하이면 노즐 (43) 은 적정 위치에 위치 결정된 것으로 간주된다. 한편, 임계값을 초과하는 위치 어긋남이 있으면, 노즐 위치의 이상으로 판정된다. 임계값이 작을수록 판정으로는 엄격해진다. 임계값의 수치는, 처리의 목적에 따라 오퍼레이터가 적절히 설정할 수 있다.

계속해서, 토출 판정용의 임계값과 토출 판정 영역 (Rj) 이 설정된다 (스텝 S306, S307). 상세하게는 후술하는 바와 같이, 토출 판정 처리에서는, 토출 판정 영역 (Rj) 을 구성하는 화소 각각이 갖는 휘도값으로부터 산출한 평가값에 기초하여, 노즐 (43) 로부터 처리액 (Lq) 이 토출되고 있는지의 여부가 판정된다. 이 판정을 위한 평가값의 임계값이 토출 판정용 임계값으로서 오퍼레이터에 의해 설정된다. 또, 오퍼레이터는, 노즐 (43) 이 적정 위치에 위치 결정되어 있는 기준 화상 (Iref) 을 사용하여, 처리액 (Lq) 의 유하 경로에 대응하는 위치에 토출 판정 영역 (Rj) 을 설정한다. 이들의 설정 입력은 UI 부 (87) 에 의해 접수되고, 메모리 (82) 에 기억된다.

상기한 스텝 S301 ∼ S307 이 모든 노즐에 대해 순차 실시됨으로써 (스텝 S308), 준비 처리가 완료한다. 이로써, 각 노즐 (33, 43, 53) 에 대해, 레퍼런스 패턴 (RP), 위치 이상 판정용 임계값, 토출 판정 영역 (Rj) 및 토출 판정용 임계값이 각각 설정된다.

도 8 로 되돌아와 판정 처리의 설명을 계속한다. 준비 처리에서 설정된 레퍼런스 패턴 (RP) 및 위치 이상 판정용 임계값에 기초하는 노즐 위치 이상 판정이 실시되어 (스텝 S206), 노즐 (43) 이 처리 위치에 적정하게 위치 결정되어 있는지의 여부가 판정된다. 구체적으로는, 기준 화상 (Iref) 과 비교했을 때의 노즐 (43) 의 위치 어긋남량이 연산부 (811) 에 의해 산출된다. 어긋남량이 임계값 이하이면, 판정부 (812) 는 노즐 (43) 이 적정 위치에 있는 것으로 판정한다. 이 경우, 기판 (W) 에 대한 처리는 속행된다.

한편, 위치 어긋남량이 임계값을 초과하고 있는 것으로 판정된 경우에는, 노즐 (43) 의 위치가 이상이라는 취지가 UI 부 (87) 를 통하여 오퍼레이터에게 알려진다. 이 경우, 처리 에러로 하여 처리가 정지되도록 해도 되고, 또 에러를 기록한 후에 처리가 속행되도록 해도 된다. 나아가서는, 처리의 속행 또는 정지를 오퍼레이터가 지시할 수 있도록 해도 된다.

처리가 속행되는 경우, 노즐 (43) 의 위치와 본래의 처리 위치 사이에 어긋남이 있으면, 그 어긋남량에 따라 토출 판정 영역 (Rj) 이 시프트된다 (스텝 S207). 이로써, 노즐 (43) 의 위치가 다소 어긋나 있다고 해도, 토출 판정 영역 (Rj) 을 처리액 (Lq) 의 유하 경로에 적절히 설정하는 것이 가능해진다. 이 상태로 처리액의 토출 판정이 실행된다.

토출 판정은 노즐 (43) 로부터 기판 (W) 상면을 향하는 처리액 (Lq) 의 유하가 있는지의 여부를 판정하는 처리이지만, 보다 상세하게는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 토출 타이밍 및 토출 시간을 계측하는 처리와, 낙액 판정 처리를 포함하고 있다. 이하에 설명하는 바와 같이, 토출 판정의 처리 알고리즘은, 촬상된 1 프레임분의 화상에 있어서, 토출 판정 영역 (Rj) 내에 처리액 (Lq) 의 유하가 관찰되는지의 여부를 판정하는 것이다. 이 판정 결과를 사용하여, 토출 타이밍 및 토출 시간을 계측하는 처리 그리고 낙액 판정 처리를 실시할 수 있다.

구체적으로는, 연속적으로 촬상되는 복수 프레임의 화상 각각에 대해 토출 판정을 실시함으로써, 노즐 (43) 로부터의 처리액 (Lq) 의 토출 타이밍, 즉 토출이 개시된 시각 및 정지된 시각을 특정할 수 있어, 이들로부터 토출이 계속된 토출 시간을 산출할 수 있다. 또, 토출이 실시되어서는 안 되는 타이밍에 발생한 처리액의 유하를 검출함으로써, 예를 들어 노즐 (43) 에 잔류하는 처리액 (Lq) 이 불규칙하게 기판 (W) 에 낙하하는 「낙액 현상」 의 유무를 판정할 수 있다.

토출 판정은 늦어도 토출이 개시되는 것보다도 전에 개시되어 있을 필요가 있다. 이 때문에, 예를 들어 CPU (81) 로부터 처리액 공급부 (84) 에 대해 처리액의 토출을 개시해야 하는 취지의 지시가 있었을 때, 토출 판정을 개시하도록 할 수 있다. 토출 개시의 지시가 있고 나서 실제로 노즐 (43) 로부터 처리액 (Lq) 이 토출될 때까지 약간의 시간 지연이 있다. 또, 토출 종료의 타이밍을 검출하기 위해서는, CPU (81) 로부터 처리액 공급부 (84) 에 대해 처리액의 토출을 종료해야 하는 취지의 지시가 있고 나서 한 동안, 토출 판정을 계속할 필요가 있다. 또, 토출 종료가 검출된 후에도 계속해서 토출 판정을 실시함으로써, 토출 종료 후의 낙액 현상을 검출하는 낙액 판정을 실시할 수 있다.

다음으로, 토출 판정의 처리 내용에 대해 설명한다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 토출 판정 처리는, 1 프레임분의 화상 (정지 화상) 에 기초하여, 노즐 (43) 로부터의 처리액 (Lq) 의 유하가 있는지의 여부를 판정하는 처리이다. 즉 이 처리는, 비교 대상으로서의 기준 화상이나 다른 프레임의 화상을 필요로 하지 않는다. 이하, 토출 판정 처리의 보다 자세한 원리 및 구체적인 처리 내용에 대해 순서대로 설명한다.

도 11a, 도 11b 및 도 11c 는 토출 판정 영역의 화상 내용의 예를 나타내는 도면이다. 이하의 화상에 있어서의 X 방향 및 Y 방향이 다음과 같이 정의된다. 2 차원 화상은 미소한 다수의 화소를 직교하는 2 개의 방향에 매트릭스 배열함으로써 표현된다. 이와 같은 2 차원 화상에 있어서, 1 개의 배열 방향을 X 방향, 이것과 직교하는 또 하나의 배열 방향을 Y 방향으로 한다. 여기서는, 화상의 왼쪽 위 귀퉁이를 원점으로 하여 가로 방향을 X 방향, 세로 방향을 Y 방향으로 한다. 후술하는 바와 같이, X 방향, Y 방향 중 어느 방향이 실제의 촬상 대상물에 있어서의 연직 방향과 대체로 일치하고 있는 것이 바람직하다. 이 실시형태에서는, Y 방향이 연직 방향과 일치하도록 카메라 (72) 가 설치된다.

도 5 의 기준 화상 (Iref) 과 도 6 의 화상 (Im) 의 대비로부터 알 수 있는 바와 같이, 노즐 (43) 로부터 처리액이 토출되어 있지 않을 때, 노즐 (43) 바로 아래 위치에서는 유하 경로 배후의 기판 (W) 의 상면이 보이고 있다. 한편, 노즐 (43) 로부터 처리액이 토출되어 있을 때, 노즐 (43) 바로 아래 위치에서는 유하 경로를 액체 (Lq) 가 차지하여, 기판 (W) 은 액체 (Lq) 에 의해 차폐된다. 따라서, 임의의 촬상 타이밍에 토출 판정 영역 (Rj) 내에 나타나는 이미지는, 처리액 (Lq) 및 기판 (W) 상면 중 어느 것이다. 바꿔 말하면, 이와 같은 촬상 시야가 되도록, 카메라 (72) 의 배치 형성 위치가 설정되는 것이 바람직하다.

처리액의 유하가 없을 때의 토출 판정 영역 (Rj) 에는 기판 (W) 상면만이 나타나고, 도 11a 왼쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 영역 내에서 현저한 휘도 변화는 없다. 도 11a 오른쪽 도면은 토출 판정 영역 (Rj) 을 X 방향으로 횡단하는 직선 (L) 상에서의 휘도 분포의 예를 나타내고 있다. 동 도면과 같이, 기판 (W) 상에 형성된 패턴에 의한 난반사나 챔버 (90) 내의 부품의 비침에 의한 휘도의 변동이 있지만, 비교적 고른 휘도 분포가 된다.

한편, 노즐 (43) 로부터 처리액 (Lq) 이 연속적으로 토출되고 있는 경우, 도 11b 왼쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 기둥상으로 유하되는 처리액 (Lq) 의 이미지가 토출 판정 영역 (Rj) 에 나타난다. 카메라 (72) 의 촬상 방향과 대체로 동일한 방향에서 조명광이 입사하는 경우, 처리액 (Lq) 에 의한 액기둥의 표면이 밝게 빛나 보인다. 즉, 도 11b 오른쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 액기둥에 상당하는 부분에서는 주위보다 고휘도가 된다.

조명 방향이 상이한 경우, 혹은 처리액 (Lq) 가 농색인 경우에는, 도 11c 에 나타내는 바와 같이, 액기둥 부분이 주위보다 저휘도가 될 수도 있다. 이 경우에도, 액기둥에 상당하는 부분에서는 주위 부분과는 분명하게 상이한 휘도 분포를 볼 수 있다. 단, 기판 처리에 사용되는 일반적인 처리액은 투명 또는 백색에 가까워, 도 11b 에 나타내는 바와 같이 주위보다 고휘도가 되는 케이스가 많다.

이와 같이, 토출 판정 영역 (Rj) 내에 처리액 (Lq) 이 존재할 때에 특징적으로 나타나는 휘도를 검출하면, 처리액의 유무를 판정하는 것이 가능하다. 이 실시형태의 토출 판정에서는, 다른 화상과 비교하지 않고 1 프레임분의 화상으로부터 확실하게 처리액의 유하의 유무를 판정하기 위해, 이하와 같은 데이터 처리에 의해 토출 판정 영역 (Rj) 내의 휘도 변화가 검출된다.

도 12a 및 도 12b 는 토출 판정 처리에 있어서의 데이터 처리를 설명하는 도면이다. 도 12a 에 나타내는 바와 같이, 토출 판정 영역 (Rj) 의 왼쪽 위 귀퉁이 화소를 좌표 (0, 0), 오른쪽 아래 귀퉁이 화소를 좌표 (x, y) 에 의해 나타내는 것으로 한다. 토출 판정 영역 (Rj) 은, X 방향에는 (x + 1) 화소, Y 방향에는 (y + 1) 화소로 이루어지고, Y 방향은 촬상시의 연직 방향과 일치한다. 토출 판정 영역 (Rj) 을 구성하는 화소 중 X 좌표값이 공통되고 Y 방향을 따라 일렬로 배열되는 복수의 화소로 이루어지는 화소열을 생각하여, 당해 화소열에 속하는 화소 각각의 휘도값이 합계된다. 이것은, X 좌표값이 i (0 ≤ i ≤ x) 인 모든 화소 (도면에 있어서 사선을 부여한 화소) 의 휘도값을 Y 방향으로 적산하는 것과 등가이다. 이하에서는, 이 합계값을 「휘도 적산값」 이라고 칭한다. 좌표 (i, j) 에 있는 화소의 휘도값을 Pij 로 하면, X 좌표값이 i 인 화소열에 있어서의 휘도 적산값 S(i) 는, 하기의 (식 1) 에 의해 나타낸다.

여기서, Y 방향은 연직 방향, 요컨대 노즐 (43) 로부터 토출된 처리액 (Lq) 이 기판 (W) 을 향하여 유하되는 방향과 일치한다. 따라서, 처리액 (Lq) 이 노즐 (43) 로부터 연속적으로 토출되어 기둥상으로 유하될 때, 토출 판정 영역 (Rj) 에는 Y 방향, 요컨대 화소열의 방향을 따라 연장되는 액기둥이 나타난다. 따라서, 당해 화소열이 액기둥 내에 상당하는 위치에 있는 경우에는, 많은 화소가 처리액 (Lq) 특유의 휘도값을 갖는 것이 된다. 한편, 당해 화소열이 액기둥의 주위의 배경 부분에 상당하는 위치에 있는 경우에는, 배경의 기판 (W) 의 휘도값을 갖는 것이 된다.

이 때문에, 화소열마다 Y 방향으로 적산되는 휘도 적산값 S(i) 에서는, 당해 화소열이 액기둥 내에 상당하는 위치에 있는 경우에는 처리액 (Lq) 특유의 휘도값이 보다 강조된다. 이에 대해, 당해 화소열이 배경 부분에 상당하는 위치에 있는 경우에는, Y 방향을 따른 농담의 변화가 상쇄되어, 휘도 적산값 S(i) 는 기판 (W) 의 평균적인 휘도값을 적산한 것에 가까운 값이 된다.

도 12b 에 나타내는 바와 같이, 휘도 적산값 S(i) 를 값 i, 요컨대 화소열의 X 방향 위치에 대해 플롯한 프로파일을 생각하면, 도 11a 오른쪽 도면 및 도 11b 오른쪽 도면에 나타낸 휘도 프로파일의 차이가 보다 강조된다. 즉, 토출 판정 영역 (Rj) 에 액기둥이 존재할 때, 도 12b 에 실선으로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 도 11b 오른쪽 도면에 나타내는 휘도 프로파일 중 액기둥에 상당하는 부분의 휘도값이 보다 강조되어 큰 피크 (처리액이 농색인 경우에는 딥) 가 되어 나타나, 배경 부분과의 차이가 명료해진다. 한편, 토출 판정 영역 (Rj) 에 액기둥이 존재하지 않으면, 도 12b 에 점선으로 나타내는 바와 같이, 현저한 피크는 나타나지 않는다.

따라서, 하나의 화상 중에서 Y 방향에 있어서의 휘도 적산값 S(i) 의 X 방향에 있어서의 변화 양태를 조사하면, 다른 화상과 비교할 필요도 없이, 토출 판정 영역 (Rj) 에 처리액 (Lq) 의 유하가 있는지의 여부를 판정하는 것이 가능하다. 처리액 (Lq) 의 유하 방향을 따른 화소열에서의 휘도 적산값 S(i) 를 사용함으로써, 액체의 유하에 수반하는 휘도 변화가 작은 경우에도 이것을 보다 양호한 정밀도로 검출하여, 보다 확실한 판정으로 연결할 수 있다.

토출 판정 영역 (Rj) 은, 처리액 (Lq) 의 유무로 휘도가 변화하는 영역을 포함할 필요가 있지만, 처리액 (Lq) 의 유하 경로의 전체를 포함할 필요가 반드시 있는 것은 아니다. 도 11b 에 나타내는 바와 같이, Y 방향에 있어서는 처리액 (Lq) 에 의한 액기둥이 토출 판정 영역 (Rj) 의 상단에서 하단까지 달하고 있는 것이 바람직하고, 이 의미에서는 유하 경로의 일부만을 포함하는 것이어도 된다. 또, X 방향에는, 액기둥의 주위에 배경 부분이 다소 포함되는 것이 바람직하고, 이렇게 함으로써 배경 부분과 대비하여 액기둥 부분의 휘도를 보다 효과적으로 강조할 수 있다.

또한, 촬상 방향과 대략 일치하는 방향으로부터의 조명에서는, X 방향에 있어서 액기둥의 중앙 부분이 특히 고휘도가 되고, 둘레 가장자리부에서 이것보다 저휘도가 된다. 즉, 토출 판정 영역 (Rj) 중 액기둥에 상당하는 영역의 중앙부에서 X 방향으로 특징적인 휘도 프로파일이 나타난다. 그 때문에, 이 특징적인 휘도를 검출에 이용하는 경우에는 반드시 배경 부분을 필요로 하는 것은 아니다. 후술하는 바와 같이 액기둥 부분과 배경 부분에서 명확한 휘도값의 차가 있는 경우도 동일하다.

또한, 예를 들어 낙액 현상과 같이 처리액 (Lq) 이 연속적이지 않고 액적이 되어 유하되는 경우에는, 토출 판정 영역 (Rj) 중의 유하 경로의 일부에 액적의 이미지가 나타나게 된다. 이 경우에도, 액적의 이미지는 유하 방향을 따른 Y 방향에 어느 정도의 퍼짐을 갖는다. 그 때문에, Y 방향의 휘도값을 합계하여 처리액 특유의 휘도값을 강조함으로써, 액적의 위치에 관계없이, 화소열 중에 액적을 포함하는 경우와 포함하지 않는 경우의 휘도 적산값의 차이를 확실하게 파악하는 것이 가능해진다. 단, 휘도 적산값의 프로파일에 있어서 나타나는 피크의 크기는, 액기둥의 경우보다 작아질 것으로 예상된다.

구체적인 판정 프로세스에서는, 예를 들어, X 방향 좌표값 i 에 대한 휘도 적산값 S(i) 의 프로파일에 있어서 그 변화 양태를 정량적으로 나타내는 적절한 평가값이 도입되고, 평가값의 값과 미리 정해진 임계값의 대소 관계에 의해, 처리액의 유무가 판정된다. 화상에 있어서 처리액이 배경보다 고휘도가 되는 경우에는, 예를 들어 다음과 같이 할 수 있다.

도 13a, 도 13b, 도 13c 는 평가값과 임계값의 관계를 예시하는 도면이다. 도 13a 에 나타내는 바와 같이, 처리액 (Lq) 이 갖는 휘도 적산값의 범위 (Rlq) 와 배경 부분이 갖는 휘도 적산값의 범위 (Rbg) 를 사전에 알 수 있으며, 또한 이들이 명확하게 분리 가능할 때에는, 휘도 적산값 S(i) 그 자체를 평가값으로서 사용할 수 있다. 즉, 배경으로부터의 휘도 적산값의 범위 (Rbg) 보다 약간 고휘도측에 치우친 값을 임계값 (Sth) 으로 하면 된다. 기본적으로, 임계값 (Sth) 은 처리액 (Lq) 의 휘도 적산값 범위 (Rlq) 와 배경 부분의 휘도 적산값 범위 (Rbg) 사이이면 어느 값으로 설정되어도 되게 된다. 그러나, 상기한 바와 같이 연속이 아닌 액적까지를 포함하여 검출하기 위해서는, 휘도 적산값 S(i) 가 배경의 휘도값 범위 (Rbg) 를 초과하는 경우에는 처리액의 유하 있음으로 판정되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 임계값 (Sth) 은 배경의 휘도값 범위 (Rbg) 의 상한에 가까운 값으로 설정된다.

또, 도 13b 에 나타내는 바와 같이, 휘도 적산값 S(i) 의 프로파일에 있어서의 최대값 (Smax) 과 최소값 (Smin) 의 차 (ΔS) 가 평가값으로서 사용되어도 된다. 처리액의 유하에 수반하는 현저한 피크가 존재하는 경우, 이 차 (ΔS) 는 큰 값이 된다. 한편, 처리액의 유하가 없으면 이 차 (ΔS) 는 매우 작은 값이 된다. 이런 점에서, 휘도 적산값 S(i) 의 최대값 (Smax) 과 최소값 (Smin) 의 차 (ΔS) 를 평가값으로 하여, 이에 대한 임계값이 설정되도록 해도 된다.

또, 토출 판정 영역 (Rj) 에 있어서 처리액 (Lq) 에 의한 액기둥이 차지하는 위치와 배경 부분이 차지하는 위치를 미리 알고 있으면, 각각의 위치에 있는 화소열의 사이에서 휘도 적산값 S(i) 를 비교하는 것도 유효하다. 예를 들어, 유하 경로가 X 방향에 있어서의 중앙부에 위치하도록 토출 판정 영역 (Rj) 이 설정되는 경우에는, X 방향에 있어서 토출 판정 영역 (Rj) 의 중앙부에 위치하는 화소열에 있어서의 휘도 적산값과, X 방향에 있어서 주변부에 위치하는 화소열에 있어서의 휘도 적산값의 차를 평가값으로 할 수 있다. 또 예를 들어, 토출 판정 영역 (Rj) 의 좌단의 화소열이 액기둥 부분에 대응하고, 우단의 화소열이 배경 부분에 상당하는 경우에는, 좌단의 화소열의 휘도 적산값 S(0) 와 우단의 화소열의 휘도 적산값 S(x) 의 차를 평가값으로 할 수 있다. 이들의 경우, 1 개의 화소열의 휘도 적산값 대신에, 서로 근방에 있는, 예를 들어 연속하는 복수의 화소열의 휘도 적산값의 합계값 또는 평균값이 사용되어도 된다.

또, 도 13c 에 나타내는 바와 같이, 화소열마다 구한 복수의 휘도 적산값 S(i) 를 모집단으로 했을 때의 표준 편차 (σ) 를 평가값으로 해도 된다. 도 12b 에 나타낸 바와 같이, 토출 판정 영역 (Rj) 에 처리액의 이미지가 포함되지 않는 경우에는 휘도 적산값 S(i) 의 편차가 비교적 작고, 처리액의 이미지가 포함되는 경우에는 휘도 적산값 S(i) 가 좌표값 i 에 의해 크게 변동된다. 따라서, 화소열마다의 휘도 적산값 S(i) 의 사이에서의 표준 편차 (σ) 는, 토출 판정 영역 (Rj) 에 처리액의 이미지가 포함되는 경우에 큰 값이 되고, 포함되지 않는 경우에는 작은 값이 된다. 따라서, 이 표준 편차 (σ) 의 값은, 휘도 적산값 S(i) 의 변화 양태를 정량적으로 나타내는 평가값이 될 수 있다. 휘도 적산값 S(i) 를 모집단으로 하는 표준 편차 (σ) 는, 하기의 (식 2) 에 의해 나타낸다. (식 2) 에 있어서, m 은 휘도 적산값 S(i) 의 평균값을 나타낸다.

다음에 설명하는 토출 판정 처리에서는, 표준 편차의 값을 평가값으로 한 케이스가 사용되고 있지만, 평가값은 이것에 한정되지 않는다. 전술한 준비 처리가, 채용되는 평가값에 따른 임계값 (토출 판정용 임계값) 이 적절히 설정되도록 구성되면 된다.

도 14 는 토출 판정 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 최초로, 카메라 (72) 에 의해 1 프레임분의 화상이 취득된다 (스텝 S401). 화상 처리부 (86) 는, 취득된 화상으로부터 토출 판정 영역 (Rj) 에 상당하는 부분 영역을 잘라낸다 (스텝 S402). 연산부 (811) 는, 토출 판정 영역 (Rj) 을 구성하는 각 화소에 대해, 화소열마다 휘도값을 적산한다 (스텝 S403). 연산부 (811) 는 또한, 평가값으로서 휘도 적산값의 표준 편차 (σ) 를 산출한다 (스텝 S404).

판정부 (812) 는, 평가값인 표준 편차 (σ) 의 값을 사전에 준비 처리에서 설정된 토출 판정용 임계값과 비교한다 (스텝 S405). 표준 편차 (σ) 의 값이 토출 판정용 임계값 이상이면, 노즐 (43) 로부터의 처리액의 유하 있음으로 판정된다 (스텝 S406). 평가값이 토출 판정용 임계값 미만이면, 노즐 (43) 로부터의 처리액의 유하가 없음으로 판정된다 (스텝 S407). 이로써, 당해 프레임의 화상에 있어서 처리액의 유하가 있는지의 여부가 판정된다. 토출 판정을 종료해야 할 타이밍이 올 때까지 상기 처리가 반복되고 (스텝 S408), 각 프레임의 화상 각각에 대해 토출 판정이 실시된다.

도 15a 및 도 15b 는 프레임마다의 평가값의 변화를 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는, 도 15a 는 프레임마다 구한 평가값으로서의 표준 편차 (σ) 의 값과 시각 (프레임수) 의 관계를 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 15b 는 그 실측예를 나타내는 도면이다.

도 15a 에 나타내는 바와 같이, 평가값인 휘도 적산값의 표준 편차 (σ) 에 대해, 토출 판정용 임계값 (Sth) 이 설정되어 있다. 시각 (t1) 에 있어서 평가값이 임계값 (Sth) 에 이르고, 이 시점에서 처리액의 토출이 개시된 것으로 판정된다. 처리액의 유하가 계속되는 동안, 평가값은 임계값 (Sth) 을 초과한 상태가 계속된다. 처리액의 유하량이 감소하면 평가값도 작아지고, 시각 (t2) 에 있어서 임계값 (Sth) 을 하회하면, 토출이 정지된 것으로 판정된다. 이들로부터, 처리액의 토출 타이밍과, 그 계속 시간 (토출 시간) 이 구해진다. 즉, 시각 (t1, t2) 은 각각 처리액의 토출 개시 시각, 정지 시각을 나타내고, 그들의 차 (Δt) 가 토출 시간을 나타낸다.

이들의 값으로부터, 기판 (W) 에 대한 처리액의 공급이 적절히 실시되었는지의 여부를 판정할 수 있다. 즉, 토출 개시 지시로부터 소정 시간이 경과해도 토출 개시가 검지되지 않는 경우, 토출 종료 지시 전에 토출 정지가 검지된 경우, 토출 종료 지시로부터 소정 시간이 경과해도 토출이 종료하지 않는 경우 등에는, 처리액 공급부 (84), 노즐 (43) 을 포함하는 송액계에 있어서 어떠한 이상 (예를 들어, 토출 개시가 검출되지 않는 경우에는 노즐 막힘) 이 일어나고 있는 것으로 생각된다. 이러한 경우, 판정부 (812) 는 토출 이상으로 판정하고, 제어부 (80) 는 그 취지를 오퍼레이터에게 알리거나, 처리를 정지시키거나 하는 적절한 예외 처리를 실행한다. 또한, 이상이 검지된 것을 기록한 후에 처리를 속행하도록 구성되어도 된다.

또한 기판 처리를 위한 처리액 토출이 종료한 후에도, 토출 판정 처리는 계속해서 실행된다. 이 동안, 처리액의 유하는 검출되지 않을 것이지만, 파선으로 나타내는 바와 같이, 짧은 기간 (시각 t3 ∼ t4) 에 있어서 평가값이 임계값 (Sth) 을 초과하여 처리액의 유하가 검출되는 경우가 있을 수 있다. 이와 같은 유하를 검출함으로써, 예정되지 않은 타이밍에서의 노즐 (43) 로부터의 처리액의 낙하, 즉 낙액 현상의 발생을 검출하는 것이 가능해진다.

도 15b 에 나타내는 실측예에서는, 부호 A 에 의해 나타내는 바와 같이, 평가값이 높은 상태가 계속되는 기간이 있다. 이것은, 기판 처리를 위한 처리액 토출에 의해, 노즐 (43) 로부터 기판 (W) 을 향한 액기둥이 형성된 상태에 대응하고 있다. 그 후, 부호 B 에 의해 나타내는 바와 같이, 평가값이 낮은 상태가 계속된다. 이 동안, 노즐 (43) 로부터의 처리액의 토출이 정지되어 있다. 또한 부호 C 에 의해 나타내는 바와 같이, 단시간이지만 평가값의 증대를 볼 수 있으며, 이것이 낙액 현상에 대응하고 있다.

낙액 현상의 경우, 그 지속 시간은 불규칙하고, 예를 들어 1 프레임분의 화상에밖에 액적이 나타나지 않는 경우도 있을 수 있다. 본 실시형태의 토출 판정 처리는 개개의 프레임 화상으로부터 처리액 유하의 유무를 판정하기 위해, 적어도 1 프레임의 화상에 액적을 촬상할 수 있으면, 확실하게 그 발생을 검지하는 것이 가능하다.

이와 같이, 이 실시형태의 토출 판정 처리에서는, 단일 프레임의 화상, 연속 촬상되는 화상의 각 프레임 중 어느 것에 있어서도 처리액의 유하의 유무를 판정할 수 있다. 또 복수의 프레임 사이에서의 판정 결과를 종합하여, 처리액의 유하 상태의 변화를 파악할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 이 실시형태에서는, 토출 판정 처리에 본 발명의 「유하 판정 방법」 이 적용되어 있다. 또, 기판 처리 유닛 (1A ∼ 1D) 이 본 발명의 「토출 장치」 에 상당하고 있고, 이 중 제어부 (80) 가 본 발명의 「유하 판정부」, 「유하 판정 장치」 및 「제어 수단」 으로서의 기능을 가지고 있다. 보다 상세하게는, 제어부 (80) 에 형성되는 연산부 (811) 및 판정부 (812) 가 본 발명의 「산출 수단」 및 「판정 수단」 으로서 각각 기능하고 있다. 또, 조명부 (71) 및 카메라 (72) 가 각각 본 발명의 「조명 수단」 및 「촬상 수단」 으로서 기능하고 있다. 또, 노즐 (33, 43, 53) 이 본 발명의 「노즐」 로서 기능하고 있고, 스핀 척 (11) 이 본 발명의 「유지 수단」 으로서 기능하고 있다.

또 상기 실시형태에서는, 기판 (W) 이 본 발명의 「워크」 에 상당하고 있고, 처리액 (Lq) 이 본 발명의 「액체」 에 상당한다. 또, 토출 판정 영역 (Rj) 이 본 발명의 「평가 영역」 에 상당하고 있다. 또, 상기 실시형태에 있어서의 휘도 적산값 S(i) 가, 본 발명에 있어서의 「화소값의 합계값」 에 상당한다. 또, 상기 실시형태에서는, X 방향, Y 방향이 각각 본 발명의 「직교 방향」, 「유하 방향」 에 대응하고 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한 상기 서술한 것 이외에 여러 가지 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태의 카메라 (72) 는 일정한 프레임 레이트로 연속적으로 촬상을 실시한다. 그러나, 예를 들어 단순히 어느 시각에 있어서 처리액의 유하가 있는지의 여부를 판정할 목적이면, 당해 시각에 있어서의 정지 화상이 1 개 있으면 되고, 연속적으로 촬상을 실시하는 것을 필요로 하지 않는다.

또, 상기 실시형태에서는, 노즐 (43) 로부터 처리액 (Lq) 이 토출 개시되는 시점에서 노즐 (43) 의 위치 결정이 종료하고 있는 것으로 하고 있지만, 토출 판정 영역 (Rj) 을 설정하기 위해서 필요한 노즐 (43) 의 위치를 특정할 수 있으면, 노즐 (43) 이 정지하고 있지 않아도 토출 판정은 가능하다.

또, 상기 실시형태에서는, 화상을 구성하는 화소의 배열 방향의 하나인 Y 방향을 액체의 유하 방향, 요컨대 연직 방향과 일치시키고 있다. 이렇게 함으로써, Y 방향으로 배열되는 화소에 대해 휘도 적산값을 산출할 수 있어, 연산 처리를 간단하게 할 수 있다. 그러나, 화소의 배열 방향과 액체의 유하 방향이 일치하지 않는 화상이어도, 유하 방향을 따라 열상 (列狀) 으로 배열되는 화소를 추출하여 휘도값의 합계값을 구함으로써, 상기와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.

또, 상기 실시형태에서는, 화상의 Y 방향이 액체의 유하 방향과 일치하고, 또한 토출 판정 영역 (Rj) 이 X 방향 및 Y 방향을 변의 방향으로 하는 사각형이기 때문에, Y 방향을 따른 화소열의 각각을 구성하는 화소의 수가 X 방향 위치에 관계없이 일정하다. 따라서, 단순하게 각 화소열의 휘도 적산값을 X 방향에 비교할 수 있다. 한편, 화소열을 구성하는 화소의 수가 일정하지 않은 경우에는, 예를 들어 휘도 적산값을 화소수로 나누어 정규화하는 등의 수정이 필요하다.

또, 상기 실시형태에서는, 처리의 스루풋을 향상시키기 위해, CPU (81) 로부터 발해지는 노즐의 이동 지시나 처리액 토출 지시는 미리 정해진 시퀀스를 따라 실행되고 있다. 이 대신에, 예를 들어 노즐의 위치를 확인한 후에 토출 지시를 실시하는 것과 같이, 공정마다 장치의 상태를 확인하면서 다음의 공정으로 진행되는 프로세스도 생각할 수 있다. 본 발명에 관련된 유하 판정 방법은, 이와 같은 프로세스에 있어서도 유효하게 기능하는 것이다.

또, 상기 실시형태의 기판 처리 유닛 (1A) 등은, 워크인 기판 (W) 을 유지하는 스핀 척 (11) 이나 노즐 (43) 등을 구비하고, 기판 (W) 에 대한 습식 처리를 실행 가능한 것이다. 그러나, 본 발명의 「유하 판정 장치」 로는 이들을 필수의 요건으로 하는 것은 아니다.

또, 상기 실시형태의 기판 처리 유닛 (1A) 등은, 본 발명에 관련된 유하 판정 방법을 적용한 토출 판정 처리가 미리 도입된 것이다. 그러나, 이와 같은 토출 판정 처리를 갖지 않는 기판 처리 장치에 대해, 토출 판정 처리의 각 프로세스를 기술한 제어 프로그램을 새롭게 실장함으로써, 당해 기판 처리 장치에 본 발명이 적용되도록 할 수도 있다. 이 목적을 위해서, 본 발명에 관련된 유하 판정 방법은, 그 각 공정을 컴퓨터에 실행시키도록 기술된 제어 프로그램, 또는 당해 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 제공되어도 된다.

이상, 구체적인 실시형태를 예시하여 설명해 온 바와 같이, 본 발명에 관련된 유하 판정 방법에 있어서의 평가 영역은, 유하 방향에 있어서 유하 경로의 적어도 일부를 포함하고, 또한 직교 방향에 있어서 유하 경로보다 넓은 영역을 포함하도록 구성되어도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 유하 경로를 유하하는 액체가 있을 때, 그것에서 기인하는 휘도 변화가 확실하게 평가 영역 내에 나타난다.

또, 직교 방향에 있어서, 유하 경로의 외측의 배경 부분이 평가 영역에 포함되기 때문에, 액체의 유하가 있을 때의 휘도 변화를 배경 부분과의 대비에 의해 보다 확실하게 검출할 수 있다. 이들에 의해, 액체의 유하의 유무를 보다 확실하게 판정하는 것이 가능해진다.

또 예를 들어, 직교 방향에 있어서의 합계값의 변동량을 지표하는 평가값이 소정의 임계값보다 크면 액체의 유하가 있는 것으로 판정되고, 평가값이 임계값보다 작으면 액체의 유하가 없는 것으로 판정되도록 구성되어도 된다. 유하 방향을 따른 화소값의 합계값의 변동을 평가값에 의해 나타내고, 그 값과 임계값의 비교로 판정을 실시함으로써, 정량적이고 또한 안정적인 판정을 실시하는 것이 가능해진다.

이 경우, 예를 들어, 화소열의 각각에 대해 구해진 합계값으로 이루어지는 모집단의 표준 편차의 값을 평가값으로 할 수 있다. 화소열마다의 화소값의 합계값이 직교 방향에 있어서 크게 변동될 때, 그들의 값 사이의 표준 편차가 커진다. 한편, 큰 변동이 없는 경우, 표준 편차의 값이 작아진다. 이와 같이, 화소열마다의 화소값의 합계값을 모집단으로 하여 구한 표준 편차의 값은, 직교 방향에 있어서의 합계값의 변화 양태를 정량적으로 나타내는 지표이며, 평가값으로서 유용한 것이다.

또 본 발명은, 다른 기준 화상을 사용하지 않고 1 개의 화상으로부터 직접적으로 액체의 유하 상태를 판정할 수 있는 것이다. 그래서, 예를 들어, 1 프레임의 정지 화상인 화상에 기초하여, 당해 화상이 촬상된 시각에 있어서의 액체의 유하의 유무를 판정하도록 구성되어도 된다. 이와 같은 구성에서는, 임의의 타이밍에 촬상된 정지 화상으로부터, 당해 촬상 시각에 있어서의 액체의 유하 상태를 판정할 수 있다.

또 예를 들어, 서로 상이한 시각에 있어서 촬상된 복수의 화상에 기초하여, 액체의 유하 상태의 변화를 판정하도록 구성되어도 된다. 복수의 화상 각각에 있어서 액체의 유하 상태를 판정하고, 그 결과를 화상 사이에서 비교함으로써, 액체의 유하 상태가 시간 경과적으로 어떻게 변화했는지를 알 수 있다.

또 예를 들어, 유하 경로에 조명광을 조사하면서 촬상을 실시하고, 노즐로부터 액체가 유하될 때, 액체 중 조명광에 의해 조명되는 부분이 촬상 시야에 포함되도록, 조명광의 출사 방향이 설정되는 구성이어도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 유하 경로에 액체가 존재하는 경우에는 조명광에 비추어져 밝게 빛나기 때문에, 액체가 없는 경우와의 휘도의 차를 보다 현저한 것으로 하여, 유하의 유무를 보다 확실하게 검출할 수 있다.

또 예를 들어, 촬상 수단은, 서로 직교하는 2 개의 방향을 따라 각각 복수의 화소가 매트릭스 배열된 화상을 촬상하고, 2 개의 방향 중 하나를 유하 방향과 일치시키도록 구성되어도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 화소값을 합계해야 할 화소열의 방향이 화상에 있어서의 화소의 배열을 따른 것이 된다. 그 때문에, 화소값을 합계할 때의 연산 처리를 간단한 것으로 할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 토출 장치에서는, 1 프레임분의 화상으로부터 액체의 유하 상태를 판정하기 위해, 촬상시에 노즐이 정지하고 있지 않아도 판정이 가능하다. 따라서, 노즐이 워크의 상방에서 이동 가능한 구성인 경우에, 본 발명은 특히 유효하게 기능한다.

이 경우, 노즐로부터의 액체의 토출을 제어하는 제어 수단을 구비하고, 제어 수단은, 유하 판정부의 판정 결과에 기초하여 노즐의 이상 판정을 실시하도록 구성되어도 된다. 본 발명에 의해 노즐로부터의 액체의 유하 상태를 판정할 수 있기 때문에, 그 판정 결과로부터, 노즐의 동작이 적정한 것으로 되고 있는지의 여부를 판정하는 것이 가능하다.

본 발명은, 예를 들어 기판에 처리액을 공급하여 습식 처리를 실행하는 처리 장치에 대해 바람직하게 적용할 수 있다. 그러나, 기판에 한정되지 않고 임의의 워크를 향하여 유하되는 액체의 유하 상태를 판정하기 위해서, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

1A, 1B, 1C, 1D 기판 처리 유닛 (토출 장치)
11 스핀 척 (유지 수단)
33, 43, 53 노즐
71 조명부 (조명 수단)
72 카메라 (촬상 수단)
80 제어부 (유하 판정 장치, 제어 수단)
81 CPU
811 연산부 (산출 수단)
812 판정부 (판정 수단)
Lq 처리액 (액체)
Rj 토출 판정 영역 (평가 영역)
S(i) 휘도 적산값 (화소값의 합계값)
W 기판 (워크)

Claims (13)

1. 노즐로부터의 액체의 유하 상태를 판정하는 유하 판정 방법에 있어서,
   워크의 상방에 배치된 상기 노즐로부터 상기 워크의 상면에 이르는 상기 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 공정과,
   촬상된 화상 중 상기 유하 경로에 대응하는 평가 영역 내에서 상기 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 복수의 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 공정과,
   상기 평가 영역 내의 복수의 상기 화소열에 대해 산출된 복수의 상기 합계값이 상기 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서 나타내는 변화 양태에 기초하여, 상기 액체의 유하의 유무를 판정하는 공정을 구비하고,
   상기 판정하는 공정은, 상기 직교 방향에 있어서의 상기 합계값의 변동량을 지표하는 평가값이 소정의 임계값보다 크면 상기 액체의 유하가 있는 것으로 판정하고, 상기 평가값이 상기 임계값보다 작으면 상기 액체의 유하가 없는 것으로 판정하고, 1 프레임의 정지 화상인 상기 화상에 기초하여 당해 화상이 촬상된 시각에 있어서의 상기 액체의 유하의 유무를 판정하고,
   상기 평가값은, 상기 화소열의 각각에 대해 구해진 상기 합계값으로 이루어지는 모집단의 표준 편차의 값인, 유하 판정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 평가 영역은, 상기 유하 방향에 있어서 상기 유하 경로 중 적어도 일부를 포함하고, 또한 상기 직교 방향에 있어서 상기 유하 경로보다 넓은 영역을 포함하는, 유하 판정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 촬상된 화상은, 직교하는 2 개의 방향 각각에 복수의 화소가 배열된 이차원 화상인, 유하 판정 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 상이한 시각에 있어서 촬상된 복수의 상기 화상에 기초하여, 상기 액체의 유하 상태의 변화를 판정하는, 유하 판정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유하 경로에 조명광을 조사하면서 상기 촬상을 실시하고, 상기 노즐로부터 상기 액체가 유하될 때, 상기 액체 중 상기 조명광에 의해 조명되는 부분이 상기 촬상 시야에 포함되도록, 상기 조명광의 출사 방향이 설정되는, 유하 판정 방법.
6. 노즐로부터의 액체의 유하 상태를 판정하는 유하 판정 장치에 있어서,
   워크의 상방에 배치된 상기 노즐로부터 상기 워크의 상면에 이르는 상기 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 촬상 수단과,
   촬상된 화상 중 상기 유하 경로에 대응하는 평가 영역 내에서 상기 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 복수의 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 산출 수단과,
   상기 평가 영역 내의 복수의 상기 화소열에 대해 산출된 복수의 상기 합계값이 상기 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서 나타내는 변화 양태에 기초하여, 상기 액체의 유하의 유무를 판정하는 판정 수단을 구비하고,
   상기 판정 수단은, 상기 직교 방향에 있어서의 상기 합계값의 변동량을 지표하는 평가값이 소정의 임계값보다 크면 상기 액체의 유하가 있는 것으로 판정하고, 상기 평가값이 상기 임계값보다 작으면 상기 액체의 유하가 없는 것으로 판정하고, 1 프레임의 정지 화상인 상기 화상에 기초하여 당해 화상이 촬상된 시각에 있어서의 상기 액체의 유하의 유무를 판정하고,
   상기 평가값은, 상기 화소열의 각각에 대해 구해진 상기 합계값으로 이루어지는 모집단의 표준 편차의 값인, 유하 판정 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   조명광을 출사하여 상기 유하 경로를 조명하는 조명 수단을 구비하고,
   상기 노즐로부터 유하되는 액체 중 상기 조명광에 의해 조명되는 부분이 상기 촬상 시야에 포함되도록, 상기 조명광의 출사 방향이 설정되는, 유하 판정 장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 촬상 수단은, 서로 직교하는 2 개의 방향을 따라 각각 복수의 화소가 매트릭스 배열된 상기 화상을 촬상하고, 상기 2 개의 방향의 일방을 상기 유하 방향과 일치시키는, 유하 판정 장치.
9. 워크를 유지하는 유지 수단과,
   상기 워크의 상방에 배치되어 액체를 토출하는 노즐과,
   상기 노즐로부터 상기 워크의 상면에 이르는 상기 액체의 유하 경로를 촬상 시야에 포함하여 촬상을 실시하는 촬상 수단, 촬상된 화상 중 상기 유하 경로에 대응하는 평가 영역 내에서 상기 액체의 유하 방향을 따라 1 열로 배열되는 복수의 화소로 이루어지는 화소열의 각각에 대해, 당해 화소열에 속하는 화소의 화소값의 합계값을 산출하는 산출 수단, 및 상기 평가 영역 내의 복수의 상기 화소열에 대해 산출된 복수의 상기 합계값이 상기 유하 방향에 직교하는 직교 방향에 있어서 나타내는 변화 양태에 기초하여, 상기 액체의 유하의 유무를 판정하는 판정 수단을 갖는 유하 판정부를 구비하고,
   상기 유하 판정부는, 상기 직교 방향에 있어서의 상기 합계값의 변동량을 지표하는 평가값이 소정의 임계값보다 크면 상기 액체의 유하가 있는 것으로 판정하고, 상기 평가값이 상기 임계값보다 작으면 상기 액체의 유하가 없는 것으로 판정하고, 1 프레임의 정지 화상인 상기 화상에 기초하여 당해 화상이 촬상된 시각에 있어서의 상기 액체의 유하의 유무를 판정하고,
   상기 평가값은, 상기 화소열의 각각에 대해 구해진 상기 합계값으로 이루어지는 모집단의 표준 편차의 값인, 토출 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 노즐이 상기 워크의 상방에서 이동 가능한, 토출 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 노즐로부터의 상기 액체의 토출을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은, 상기 유하 판정부의 판정 결과에 기초하여 상기 노즐의 이상 판정을 실시하는, 토출 장치.
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