WO2010055551A1

WO2010055551A1 - 処理液吐出検査方法、処理液吐出検査装置及びコンピュータ読取可能な記録媒体

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Publication number: WO2010055551A1
Application number: PCT/JP2008/070478
Authority: WO
Inventors: ヨングチャンイ; ヨングソックジョング; ヒョングジンイ
Original assignee: 東京エレクトロン株式会社
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2010-05-20
Also published as: KR101229529B1; KR20110094043A

Abstract

　ノズルと基板との間に輝度を検査する輝度検査領域と、イメージプロファイルを検査するイメージプロファイル検査領域と、が設定される。前記輝度検査領域で撮像されたイメージの輝度に基づいて、処理液の吐出が検査される。イメージプロファイル検査領域のイメージのプロファイルと、予め格納された処理液吐出イメージのプロファイルとが比較され、処理液の吐出が検査される。前記輝度検査領域とイメージプロファイルの検査領域との検査結果の組合せから、処理液の吐出時間が計算される。

Description

処理液吐出検査方法、処理液吐出検査装置及びコンピュータ読取可能な記録媒体

　本発明は、処理液吐出検査方法、処理液吐出検査装置及び処理液吐出検査方法を実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。より詳しくは、処理液の吐出を更に正確に検知して吐出の異常状態を検査する方法及びその装置に関する。

　一般に、半導体素子の製造工程において、半導体基板上に、特定の目的のために処理液を塗布する工程を必要とする。例えば、リソグラフィ工程では、半導体基板上にフォトレジストを塗布した後、露光及び現像の工程により、特定のパターンを形成する。

　一般に、処理液塗布装置は、基板上方に位置するノズルを通して処理液を吐出し、基板を回転させることにより、一定の厚さの膜で処理液を基板に塗布する。従って、処理液塗布装置は、処理液を貯蔵する貯蔵容器、処理液を吐出するために圧力を提供するポンプ、処理液の吐出を制御するためのバルブ、及び処理液を吐出するノズルを含んでいる。

　一方、半導体素子の製造工程は、極めて精密に行われる必要があるため、一定の膜厚で処理液を塗布するためには、正確な処理液の吐出は、極めて重要である。

　しかし、例えば処理液にバブルが入った場合には、一時的に処理液の吐出が中断する。従って、例えば処理液が持続的に吐出されるかを確認せず、吐出制御信号のみに依存して吐出量を制御する場合には、所望の品質で基板に処理液を塗布することができない。

　図９は、従来の技術において、処理液の吐出を検査するシステムの構成の概略を示す説明図である。

　従来の処理液吐出検査システムは、貯蔵容器１、フィルタ２、ポンプ３、バルブ４、ノズル５、及び光学装置６を含む。

　貯蔵容器１は、塗布される処理液を貯蔵している。フィルタ２は、必要に応じて処理液に対する化学的フィルタリングを行う。ポンプ３は、処理液の吐出のための圧力を提供し、バルブ４によって、吐出のための圧力と、サックバックのための圧力と、が制御される。光学装置６は、ノズル５を撮影したり、光学検知機能を用いて処理液の吐出を検知する。

　光学検知機能を利用する場合、従来の技術では、ノズル５と基板７との間の特定点に対するピクセルの輝度を測定して、ノズル５と基板７との間で処理液の吐出を検知する。

　しかし、従来の技術のように、ノズル５と基板７との間の輝度を用いて、吐出を検知する技術は、外部の光による外乱から影響を受けるため、輝度検出結果に誤差が生じる恐れがある。また、処理液の吐出と共に基板７が回転する場合、光学装置６の内部の照明から発生した光が基板７によって乱反射を発生させ得るため、輝度検出結果に誤差が生じる恐れがある。

　また、処理液の透明度が高い場合には、輝度を用いた吐出の検知が正確に行われないという問題が存在する。

　一方、処理液の吐出を制御する技術として、特許文献１は、理想的な吐出状態の画像データを記憶しておき、この記憶画像データとＣＣＤカメラによる撮影画像データとを比較解析し、撮影画像データが記憶画像データに近い値となるようにレジスト塗布装置を制御する制御信号を生成する技術を開示している。

　特許文献２は、感光液塗布装置において、ウエハ上に吐出される感光液量をカメラによって撮影し、カメラから得られたウエハに吐出される感光液量の映像信号を、予め格納された設定値と比較して、感光液の吐出完了信号を生成する構成を開示している。

　特許文献３は、処理液の吐出不良をモニタリングするため、基板処理装置がカメラと照明を備え、前記カメラに対向して配置された光反射の少ない背景板を用いて、外乱の影響を受けず、吐出される処理液を検知する技術を開示している。

　特許文献４は、基板上に吐出される処理液のイメージの特性と予め選択された特性とを比較した結果、予め定められた値の差がある場合、吐出プロセスの特性を調整する構成を開示している。例えば、基板上に処理液によって覆われた範囲の比率を、予め選択された特性と比較して、吐出プロセスの特性を調整する。

　上述した特許文献１～特許文献４では、吐出の正常状態のイメージを用いて、処理液の吐出を制御する構成は開示されているが、吐出による処理液の落下が正常に行われるかを検出する構成については開示されていない。

　また、特許文献１～特許文献４に開示された技術における吐出量の正常状態の判断は、基板上に処理液が塗布された範囲に基づいたり、処理液の吐出が正常に検知されたことを前提にして、吐出量が正常であるか否かを判断している。

　このような特許文献１～特許文献４に開示された技術では、経験的に獲得されたイメージを用いて、吐出を制御しているが、吐出自体が正常に行われているかに対する検知が正確でなく、且つ、上述した輝度を用いて吐出の検知を行う従来の技術が有する問題点をそのまま持っている。

　従って、正確な処理液塗布を確保するためには、吐出時間の間に処理液が持続的に吐出されているかを正確に検知することができる技術が要求される。
日本国特開１９９３－１７６７３４号公報韓国登録特許第０２９０４１４号公報日本国特開２００３-２７３００３号公報米国登録特許第６，０８０，０７８号公報

　本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、外部の光または内部の照明によって発生する外乱の影響を最小化して処理液の吐出を正確に検知することができる装置及び方法を提供することにある。

　また、本発明の他の目的は、処理液が透明な場合にも、処理液の吐出を正確に検知することができる装置及び方法を提供することにある。

　上述の目的を達成するために、本発明の第１の側面による処理液の吐出を検査する方法は、ａ）処理液がノズルから基板に吐出される吐出位置における映像のイメージを獲得するステップと、ｂ）前記ノズルと前記基板との間に設定された輝度検査領域のイメージの輝度に基づいて、前記処理液の吐出の有無を検査するステップと、ｃ）前記ノズルと前記基板との間に設定されたプロファイル検査領域のイメージのプロファイルと、予め格納されたイメージのプロファイルとを比較して、前記処理液の吐出の有無を検査するステップと、ｄ）前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の検査結果を検査時間に対応させて、メモリに格納するステップと、ｅ）前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の検査結果を組合せて、前記処理液の吐出時間を計算するステップと、を含む。なお、ステップａ）で獲得されるイメージは、ステップｂ）の輝度検査領域のイメージとステップｃ）のプロファイル検査領域とを含んでいる。また、イメージのプロファイルとは、落下する処理液のイメージのプロファイルをいう。

　ここで、前記プロファイル検査領域は、落下する処理液の境界部分を含むように設定され、前記予め格納されたイメージのプロファイルは、落下する処理液の境界部分のイメージから生成される。なお、落下する処理液の境界部分とは、落下する処理液が形成する外郭線をいう。

　ここで、前記ステップｂ）は、前記輝度検査領域で測定された輝度が、予め定められた閾値以下の場合、処理液が吐出されていると判断するステップを含むことができる。

　ここで、前記ステップｃ）は、前記プロファイル検査領域で獲得されたイメージのプロファイルと、前記予め格納されたイメージのプロファイルとの一致度が、予め定められた他の閾値より大きい場合、処理液が吐出されていると判断するステップを含むことができる。

　なお、前記ステップｅ）は、前記輝度検査領域における検査結果と、前記プロファイル検査領域における検査結果とが共に処理液が吐出されていると判断された場合、処理液吐出として取り扱って、前記吐出時間を計算するステップを含むことができる。

　なお、上記処理液吐出検査方法は、ｆ）前記処理液の吐出を制御する処理液吐出開始信号を受信するステップを更に含み、前記ステップｅ）は、前記処理液吐出開始信号の受信から実際の処理液吐出までの吐出遅延時間を計算するステップを更に含むことができる。

　なお、上記処理液吐出方法は、ｇ）前記計算された処理液の吐出時間に基づいて吐出量の異常状態が検知された場合、アラームを発生させるステップを更に含むことができる。

　一方、本発明の第２の側面による処理液吐出検査装置は、ノズルから吐出される処理液の落下経路を含む検査領域を撮像する撮像部と、前記撮像部から受信した撮像信号に基づいて、前記検査領域に含まれている輝度検査領域とプロファイル検査領域のイメージを生成するイメージ処理部と、前記輝度検査領域のイメージの輝度及び前記プロファイル検査領域のイメージのプロファイルに基づいて処理液の吐出を検査する検査部と、前記検査部からの検査結果を出力し、前記検査領域を設定する入出力手段と、を含む。

　ここで、前記検査部は、前記プロファイル検査領域のイメージと比較されるイメージを格納しているイメージ格納部を含み、前記格納されたイメージは、正常に吐出されている処理液の境界部分を含むイメージになり得る。

　なお、前記検査部は、前記輝度領域のイメージの輝度に基づいて、処理液の吐出を検査する輝度検査部と、前記プロファイル検査領域のイメージと前記格納されたイメージのプロファイルに基づいて、処理液の吐出を検査するイメージプロファイル検査部と、前記輝度検査部及び前記イメージプロファイル検査部の検査結果を組合せて、処理液の吐出時間を計算する吐出時間計算部と、を更に含むことができる。

　一方、前記吐出時間計算部は、前記輝度検査部及び前記イメージプロファイル検査部の検査結果が全て処理液の吐出と検知された場合、処理液が吐出されていると判断することができる。

　なお、前記検査部は、処理液吐出開始信号をモニタリングすることができる制御信号検査部を更に含み、前記吐出時間計算部は、前記処理液吐出開始信号の受信から前記処理液吐出までの吐出遅延時間を計算することができる。

　また、前記検査部は、前記吐出時間計算部から計算された吐出時間が異常状態に該当する場合、アラームを発生させるアラーム部を更に含むことができる。

　前記入出力手段は、前記イメージ処理部で生成されたイメージを出力し、前記輝度領域及び前記プロファイル検査領域の設定を提供することができる。

　ここで、前記処理液吐出検査装置は、前記入出力手段に対してデータの送信及び受信を支援する通信インターフェースを更に含み、前記入出力手段は、処理液吐出検査装置の外部に配置され、ネットワークを介して前記通信インターフェースと連結されることができる。

　一方、本発明の第３の側面によれば、上記処理液吐出検査方法を実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読取可能な記録媒体が提供される。なお、このプログラムは、上記処理液吐出検査方法を実行させるために、ａ）落下する処理液の境界部分を含むイメージを格納することと、ｂ）輝度検査領域で撮像されたイメージの輝度を第１の閾値と比較することと、ｃ）プロファイル検査領域で撮像されたイメージと前記格納されたイメージのプロファイルとを比較して生成された検査値を第２の閾値と比較することと、ｄ）前記ｂ）及びｃ）の比較結果を組合せて、前記処理液の吐出時間を計算することと、を行うことができる。

　本発明によれば、外部の光または内部の照明によって生じる外乱の影響を最小化して、処理液の吐出を正確に検知することができる。

　なお、処理液が透明な場合にも、処理液の吐出を正確に検知することができる。

　さらに、輝度を用いる検査とイメージプロファイルを用いる検査によって、それぞれの検査から発生し得る問題を補完することにより、更に正確に処理液の吐出を検査することができる。

　従って、処理液の吐出において、バブルなどによって吐出の中断が発生した場合、これを正確に検知し、アラームを発生させて、吐出の不良を通報することにより、製造工程上の不良率を最小化することができる。

本発明の一実施の形態による処理液吐出検査装置の構成の概略を示す説明図である。本発明の一実施の形態による処理液吐出検査装置の検査部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施の形態によるイメージと検査領域を示す説明図である。本発明の一実施の形態による処理液吐出検査方法を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態によってノズル位置を検知する方法を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態による輝度検査方法の流れを示すフローチャートである。本発明の一実施の形態によるプロファイル検査方法を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態による吐出時間の計算方法を説明するための説明図である。従来の技術において、処理液の吐出を検査するシステムの構成の概略を示す説明図である。

符号の説明

　１０　　第１輝度検査領域
　２０、２１　　プロファイル検査領域
　３０　　検査領域
　４０　　第２輝度検査領域
　５０　　ノズル
　５１　　内部通路
　６０　　基板
　１００　処理液吐出検査装置
　１１０　塗布部
　１２０　カメラ
　１３０　検査部
　１４０　イメージ処理部
　１５０　通信インターフェース
　１６０　内部入出力手段
　２００　外部入出力手段
　１３１　検査領域設定部
　１３２　イメージ獲得部
　１３３　輝度検査部
　１３４　イメージプロファイル検査部
　１３５　イメージ格納部
　１３６　制御信号検査部
　１３７　吐出時間計算部
　１３８　データ入力部
　１３９　アラーム部

　以下、添付図面を参照して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、本発明の実施の形態を説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。

　図１は、本発明の一実施の形態による処理液吐出検査装置の構成の概略を示す説明図である。

　処理液吐出装置１００は、塗布部１１０、撮像部としてのカメラ１２０、検査部１３０、イメージ処理部１４０、通信インターフェース１５０、及び内部入出力手段１６０を含む。ここで、複数の処理液吐出検査装置１００は、ネットワークを介して、外部入出力手段２００と連結され得る。

　塗布部１１０は、処理液を塗布する一般的な構成を含む。塗布部１１０は、処理液を吐出するノズル５０を含み、その他、例えば、貯蔵容器、ポンプ、バルブ、ノズルアーム、チャック（図示せず）などを含むことができる。そして、基板６０がチャック上に載置されると、ノズルアームに設けられたノズル５０は、吐出位置に移動して、処理液を基板６０に吐出し、吐出が完了すると、退避位置に移動する。

　塗布部１１０内には、カメラ１２０が配置される。カメラ１２０は、吐出位置に移動したノズル５０付近を撮像することができる。このカメラ１２０により撮像される領域は、後述する輝度検査領域及びプロファイル検査領域を含む検査領域を含んでいる。カメラ１２０は、高解像度のＣＣＤカメラが採択され得る。カメラ１２０からの撮像信号は、イメージ処理部１４０に転送されて、検査領域に対するイメージとして生成される。なお、塗布部１１０は、カメラ１２０の撮像を補助するために、照明装置を含むことができる。

　イメージ処理部１４０は、カメラ１２０から転送されたノズル５０付近の撮像信号をイメージに復元し、内部入出力手段１６０または外部入出力手段２００のディスプレイ部に復元されたイメージを出力する。

　検査部１３０は、内部入出力手段１６０または外部入出力手段２００から受信した入力命令に基づいて、イメージに検査領域を設定し、前記検査領域の一部の輝度とイメージプロファイルを検査して、処理液の吐出を検知する。また、検査部１３０は、内部入出力手段１６０または外部入出力手段２００の入力によって落下する処理液のイメージを格納し、処理液の吐出を検査する際に、該当イメージを読出して、吐出を検知するのに用いる。検査部１３０の具体的な構成は後述する。

　内部入出力手段１６０は、イメージ処理部１４０で復元された映像のイメージや検査部１３０の検査結果が出力されるディスプレイ部を含む出力手段と、検査領域を設定する入力手段とを含む。内部入出力手段１６０は、処理液吐出検査装置１００に設けられ、処理液の吐出検査のための入力だけでなく、塗布部１１０における処理液塗布のための入力を共に行うことができるように実現され得る。また、入力手段は、タッチスクリーンとして実現され、出力手段と一体化して実現されることもできる。内部入出力手段１６０は、ティーチングモードを提供し、落下する処理液のイメージプロファイルを読出して、検査領域に前記イメージプロファイルを反映させることもできる。

　外部入出力手段２００は、ネットワークを介して処理液吐出検査装置１００と連結され、内部入出力手段１６０と同じ機能を有している。外部入出力手段２００として、プログラムが搭載されたパーソナルコンピュータまたは専用端末を用いることができる。

　通信インターフェース１５０は、外部入出力手段２００との通信を提供する。通信インターフェース１５０としてハブのような集線装置を用いる場合には、多数の処理液吐出検査装置１００と１つの外部入出力手段２００が通信を行うことができるため、オペレーターは、遠距離から多数の処理液吐出検査装置１００の処理液の吐出を検査することができる。

　図２は、本発明の一実施の形態による処理液吐出検査装置の検査部の構成を示すブロック図である。

　検査部１３０は、検査領域設定部１３１、イメージ獲得部１３２、輝度検査部１３３、イメージプロファイル検査部１３４、イメージ格納部１３５、制御信号検査部１３６、吐出時間計算部１３７、データ入力部１３８、及びアラーム部１３９を含む。

　検査領域設定部１３１は、撮像されたイメージ上に、検査を行う検査領域を設定する。検査領域は、輝度検査領域、プロファイル検査領域を含んでいる。輝度検査領域とプロファイル検査領域の設定、移動及び制御は、内部入出力手段１６０または外部入出力手段２００を通して行われる。

　イメージ獲得部１３２は、イメージ格納部１３５からプロファイル検査領域に撮像されたイメージと比較するイメージを獲得する。イメージ格納部１３５は、処理液が正常に吐出されているときのイメージを格納する。格納されたイメージは、吐出されている処理液の境界部分、すなわち処理液の外郭線を含むイメージになり得、複数の撮像イメージから学習アルゴリズムによって生成されたイメージまたは該当処理液吐出検査装置１００から撮像されたイメージを含む。イメージ格納部１３５に格納されるイメージは、内部入出力手段１６０または外部入出力手段２００からデータ入力部１３８を経てイメージ格納部１３５に入力される。

　輝度検査部１３３は、検査領域の一部である輝度検査領域のイメージの輝度を測定し、予め定められた値との比較を行い、処理液の吐出を検査する。

　イメージプロファイル検査部１３４は、検査領域の一部であるプロファイル検査領域のイメージのプロファイルと、イメージ格納部１３５に格納されたイメージのプロファイルとの比較を行い、処理液の吐出を検査する。

　制御信号検査部１３６は、処理液の吐出開始、吐出完了、ノズルの移動などの制御信号をモニタリングする。

　吐出時間計算部１３７は、輝度検査部１３３、イメージプロファイル検査部１３４、制御信号検査部１３６の検査結果に基づいて、実際の処理液の吐出時間を計算する。例えば、輝度検査部１３３及びイメージプロファイル検査部１３４の検査結果が、共に処理液吐出と検知された場合、処理液が吐出されていると判断して、吐出時間を計算することができる。また、吐出時間計算部１３７は、処理液吐出開始信号から実際の処理液の吐出が検知された瞬間までを吐出遅延時間として計算することができる。

　アラーム部１３９は、吐出時間計算部１３７によって計算された吐出時間が正常状態ではないと判断される場合、アラームを発生させる。

　図３は、本発明の一実施の形態によるイメージと検査領域を示す説明図である。

　図３に示すように、撮像された映像のイメージは、ノズル５０のイメージを含む。ノズル５０は、通常、透明な材質で実現され得、処理液を吐出する内部通路５１を有している。

　検査領域３０は、ノズル５０の先端部分の一部とノズル５０の先端部分の外部を含み、且つノズル５０から吐出される処理液の落下経路を含むように設定され得る。検査領域３０は、第１輝度検査領域１０、プロファイル検査領域２１、２２、第２輝度検査領域４０を含んでいる。なお、検査領域３０は、設計に応じて、第２輝度検査領域４０を除いて、ノズルと基板６０との間の空間に対して設定されることもできる。

　第１輝度検査領域１０では、当該第１輝度検査領域１０のイメージから測定された輝度に基づいて、処理液の吐出を検知する。第１輝度検査領域１０の輝度が予め定められた値以下である場合は、処理液が吐出されていると判断する。または、第１輝度検査領域１０の輝度の経時的な変化量が予め定められた値以上である場合には、処理液が吐出されていると判断してもよい。

　プロファイル検査領域２１、２２で撮像されたイメージのプロファイルは、予めイメージ格納部１３５に格納されたイメージのプロファイルと比較される。処理液が透明であっても、処理液が吐出されている場合には、処理液の境界部分は、イメージ上で識別可能である。予め格納されたイメージは、処理液が吐出されるイメージのプロファイルを有している。よって、プロファイル検査領域２１、２２のイメージプロファイルと、予め格納されたイメージのプロファイルとを比較した値、例えば、２つのイメージを互いに相関（ｃｏ－ｒｅｌａｔｉｏｎ）させた値が、予め定められた値以上である場合、処理液が吐出されていると判断する。

　第２輝度検査領域４０は、ノズル５０が吐出位置にあるか、退避位置にあるかを判断する。ノズル５０が退避位置にある場合、第２輝度検査領域４０で獲得された輝度値は、第１輝度検査領域１０で処理液が吐出されていない場合の基準輝度値として利用することができる。

　上述したように、輝度に基づいて吐出を検知することは、外部の光または照明からの光の影響を受けて、輝度検出結果に誤差が生じる可能性がある。また、処理液が透明であれば透明であるほど、輝度の変化が少ないため、輝度に基づいて処理液の吐出を検知することにもエラーが発生する可能性がある。

　この点、本発明の一実施の形態によれば、第１輝度検査領域１０で発生し得る誤差やエラーを、プロファイル検査領域２１、２２におけるプロファイル検査によって補完することができる。

　また、プロファイル検査では、吐出正常と検知されたが、吐出の不良が発生する場合は、輝度検査によって、このような検知エラーを補完することができる。例えば、処理液の吐出が正常ではなくても、処理液の落下曲線が撮像されれば、プロファイル検査では、吐出正常と検知されることもある。このような場合には、輝度検査によって、プロファイルの検査のエラーを補完することができる。

　吐出不良の検査を強化するために、第１輝度検査領域１０の検査結果とプロファイル検査領域２１、２２の検査結果をＡＮＤ演算する場合には、それぞれの検査結果から発生し得るエラーを修正した処理液の吐出検査を行うことができる。

　図４は、本発明の一実施の形態による処理液吐出検査方法を示すフローチャートである。この処理液吐出検査方法を実施する際、例えば上述した処理液吐出検査装置１００が用いられる。

　ステップＳ１００では、ノズルの吐出位置における映像（映像のイメージ）を獲得する。吐出位置を撮像するカメラ１２０は、処理液の吐出開始から吐出完了までの映像を撮像することができる。以後、撮像された映像を構成するそれぞれのイメージに基づいて、処理液の吐出が検査される。

　ステップＳ２００では、ノズル位置を検知する。ノズル５０は、処理液を塗布するために、吐出位置に移動することになり、このとき、処理液吐出検査装置１００は、ノズル５０の制御信号またはカメラ１２０から撮像されたイメージに基づいて、ノズル５０の位置を検知することができる。

　ステップＳ３００では、処理液の吐出開始信号を検査する。処理液の吐出開始信号は、処理液の吐出を制御する信号の１つである。処理液の吐出開始信号が発生した時間から実際の処理液の吐出が検知された時間までを吐出遅延時間と定義する。

　ステップＳ４００では、第１輝度検査領域１０のイメージから、第１輝度検査領域１０の輝度を検査する。詳細には、第１輝度検査領域１０において、処理液が吐出されていない状態の基準輝度を設定し、持続的に第１輝度検査領域１０の輝度をモニタリングする。第１輝度検査領域１０において、輝度が変化して処理液の吐出が検知されれば、処理液の吐出を識別するＴＲＵＥ値を検査時間に対応させて記録する。若し、第１輝度検査領域１０の輝度検査結果から処理液の吐出が検知されなければ、処理液の吐出の中断を識別するＦＡＬＳＥ値を検査時間に対応させて記録する。

　ステップＳ５００では、プロファイル検査領域２１、２２のイメージのプロファイルを検査する。詳細には、プロファイル検査領域２１、２２を撮像したイメージのプロファイルを、予め格納された処理液の境界部分に対応するイメージのプロファイルと比較する。処理液が落下する場合、処理液の境界部分は外郭線のようなイメージが発生し、これは、イメージのプロファイルとして表現が可能である。処理液が吐出されていない場合、落下する処理液のイメージプロファイルとの比較値は、相対的に極めて低い値が算出される。一方、処理液が吐出されている場合には、落下する処理液のイメージプロファイルとの比較値は高く算出される。プロファイル検査領域２１、２２において比較値が相対的に高く算出されて処理液の吐出が検知されれば、処理液の吐出を識別するＴＲＵＥ値を検査時間に対応させて記録する。若し、プロファイル検査領域２１、２２のプロファイル検査結果から処理液の吐出が検知されなければ、処理液の吐出の中断を識別するＦＡＬＳＥ値を検査時間に対応させて記録する。

　ステップＳ６００では、ステップＳ４００及びステップＳ５００の検査値を検査時間に対応させてメモリに格納する。格納された検査値は、ディスプレイを備えた出力手段によって、オペレーターに提供されることができる。

　ステップＳ７００では、検査値に基づいて、処理液が異常なく吐出された吐出の時間を計算する。計算された吐出の時間に基づいて、オペレーターは、吐出の異常の有無を判断することができる。若し、時間当りの吐出量が一定であると仮定すれば、計算された吐出の時間を用いて、吐出量の異常状態を判断することができる。

　なお、図４には示されていないが、本発明の一実施の形態は、吐出量の異常状態が検知されれば、オペレーターにアラームを発生させるステップを更に含むことができる。

　図５は、本発明の一実施の形態によって、ノズル位置を検知する方法を示すフローチャートである。このノズル位置の検知は、上述した図４のステップＳ２００で行われる検知である。

　ステップＳ２１０において、第２輝度検査領域４０のイメージから、第２輝度検査領域４０の輝度を検査する。第２輝度検査領域４０の輝度は、ノズル５０が退避位置にあるときと、吐出位置にあるときの両時とも検査されることができる。

　ステップＳ２２０では、検査された輝度が閾値Ｋ１より大きいか否かを判断する。閾値Ｋ１は、塗布部１１０の内部でカメラ１２０と撮像対象との間に何らの物体がない場合に得られる輝度として設定されることができる。

　若し、検査された輝度が閾値Ｋ１以下の場合には、ノズル５０があると検知する（ステップＳ２３０）。ノズル５０があると検知されれば、ノズル５０が吐出位置に移動したものであり、後に処理液の吐出を検査する。

　若し、検査された輝度が閾値Ｋ１より大きい場合には、ノズル５０がないと検知する（ステップＳ２４０）。

　第２輝度検査領域４０の輝度に基づいた結果値と、ノズル５０の移動を制御する制御信号の結果値が異なる場合には、ノズル５０の制御が正常に行われていないと検出することができる。

　ここで、ノズル５０がない場合に獲得された第２輝度検査領域４０において、輝度は以後の処理液吐出の有無を判断する基準輝度として用いられることもできる。

　図６は、本発明の一実施の形態による輝度検査方法の流れを示すフローチャートである。この輝度検査は、上述した図４のステップＳ４００で行われる検査である。

　ステップＳ４１０では、第１輝度検査領域１０のイメージから、第１輝度検査領域１０の輝度を測定する。測定された輝度は、第１輝度検査領域１０で含まれたピクセルの輝度の平均値になり得る。

　ステップＳ４２０では、測定された第１輝度検査領域１０の輝度が閾値Ｋ２より大きいか否かを判断する。ここで、閾値Ｋ２は、処理液の吐出を識別することができる輝度に対応する値である。

　測定された輝度が閾値Ｋ２以下の場合は、処理液が吐出されていると検知し、これに対応するＴＲＵＥ値を検査時間に対応させて出力する（ステップＳ４３０）。

　測定された輝度が閾値Ｋ２より大きい場合は、処理液が吐出されていないと検知し、これに対応するＦＡＬＳＥ値を検査時間に対応させて出力する（ステップＳ４４０）。

　ここで、閾値Ｋ２の代わりに、処理液が吐出されない閾値Ｋ１を採択して、第１輝度検査領域１０で測定された輝度が閾値Ｋ１以下の場合に処理液が吐出されると判断することもできる。

　図７は、本発明の一実施の形態によるプロファイル検査方法を示すフローチャートである。このプロファイル検査は、上述した図４のステップＳ５００で行われる検査である。

　ステップＳ５１０では、プロファイル検査領域２１、２２のイメージのプロファイルを測定する。測定対象のイメージのプロファイルは、落下する処理液の境界部分のイメージから求められることができる。

　ステップＳ５２０では、測定されたプロファイル検査領域２１、２２のプロファイル検査値を計算する。ここで、プロファイル検査値は、プロファイル検査領域２１、２２のイメージプロファイルと、予め格納されたイメージのプロファイルとを比較して計算され得る。ここで、予め格納されたイメージのプロファイルは、処理液が落下する曲線または直線を含むイメージのプロファイルになり得る。ここで、プロファイル検査値は、比較する２つのイメージのプロファイルの一致度が高ければ高いほど、高い値を示すものとする。プロファイル検査値は、映像処理分野で２つの映像を比較する任意のアルゴリズムを採択して算出され得る。

　ステップＳ５３０では、計算されたプロファイル検査値が閾値Ｋ３より大きいか否かを判断する。

　計算されたプロファイル検査値が閾値Ｋ３より大きい場合には、処理液が吐出されていると検知し、これに対応するＴＲＵＥ値を検査時間に対応させて出力する（ステップＳ５４０）。

　計算されたプロファイル検査値が閾値Ｋ３以下の場合には、処理液が吐出されていないと検知し、これに対応するＦＡＬＳＥ値を検査時間に対応させて出力する（ステップＳ５５０）。

　イメージプロファイルの検査を利用する場合には、処理液の吐出検査において、外部の光や照明の乱反射などによって発生する外乱の影響を補完することができる。

　図８は、本発明の一実施の形態による吐出時間の計算方法を説明するための説明図である。この吐出時間の計算は、上述した図４のステップＳ７００で行われる計算である。

　図８は、輝度検査結果とプロファイル検査結果を、Ｔ(ＴＲＵＥ)とＦ(ＦＡＬＳＥ)のパルス形態で示している。吐出時間は、輝度検査結果とプロファイル検査結果をＡＮＤ演算した結果に該当する。

　処理液吐出開始信号を受信し、吐出遅延時間が経過した後から輝度検査及びプロファイル検査によって、処理液の吐出が検知される。吐出の遅延時間は、ポンプ動作の遅延または処理液の管内の移動によって発生する。

　処理液が吐出中であっても、処理液中にバブルが含まれた場合には、処理液の吐出が一時中断する場合が存在する。

　吐出が一時中断された場合、第１輝度検査領域１０では、行われた輝度検査の結果によって、一時的に吐出が中断されたことを検知することができる。また、プロファイル検査領域２１、２２で行われたプロファイル検査によっても、一時的に吐出が中断されたことを検知することができる。

　上述したように、外部の光や機器内の乱反射によって、輝度検査結果に誤差が発生する可能性がある。また、落下曲線に基づいて検査を行ったプロファイル検査結果、落下曲線のイメージで発見できない誤差が発生し得る。

　図８に示す実施の形態では、このように発生し得る誤差を全て考慮して、輝度の検査結果とプロファイルの検査結果をＡＮＤ演算して、２種類の検査結果が全て正常と示された時間に対するのみ吐出時間として取り扱う。

　時間当りの吐出量が一定であれば、上述した実施の形態で計算された吐出時間を用いて、全吐出量を計算することができる。

　また、処理液の吐出中に発生する吐出の中断は、異常状態に見なされて、オペレーターにアラームを発生させることができる。

　図８に示す実施の形態では、輝度検査とプロファイル検査をＡＮＤ演算した場合を示しているが、プロファイルの検査結果または輝度の検査結果を他の１つの検査結果の補助データとして活用することができる。

　本発明の一実施の形態は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのような、コンピュータにより実行可能な命令語を含む記録媒体の形態で実現されることができる。コンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の可溶媒体であり得、揮発性及び非揮発性媒体、分離型及び非分離型媒体を全て含む。また、コンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータ格納媒体及び通信媒体を全て含むことができる。コンピュータ格納媒体は、コンピュータ読取可能な命令語、情報構造、プログラムモジュール又はその他の情報のような情報の格納のための任意の方法又は技術で実現された揮発性及び非揮発性、分離型及び非分離型媒体を全て含む。通信媒体は、典型的にコンピュータ読取可能な命令語、情報構造、プログラムモジュール、又は搬送波のような変調された情報信号のその他の情報、又はその他の伝送メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。

　本発明の方法及び装置は、特定の実施の形態に関して説明したが、それらの構成要素または動作の一部または全部は、汎用ハードウェアアーキテクチャーを有するコンピュータシステムを用いて実現することができる。

　以上、本発明の好適な実施の形態を参照して説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する当業者ならば下記の請求範囲に記述された本発明の技術的思想及びカテゴリ内で本発明を様々に修正や変形させることができることは明らかである。

　本発明は、処理液の吐出を検査する際に有用である。

Claims

処理液の吐出を検査する方法であって、
　ａ）処理液がノズルから基板に吐出される吐出位置における映像のイメージを獲得するステップと、
　ｂ）前記ノズルと前記基板との間に設定された輝度検査領域のイメージの輝度に基づいて、前記処理液の吐出の有無を検査するステップと、
　ｃ）前記ノズルと前記基板との間に設定されたプロファイル検査領域のイメージのプロファイルと、予め格納されたイメージのプロファイルとを比較して、前記処理液の吐出の有無を検査するステップと、
　ｄ）前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の検査結果を検査時間に対応させて、メモリに格納するステップと、
　ｅ）前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の検査結果を組合せて、前記処理液の吐出時間を計算するステップと、
　を含む。
請求項１に記載の処理液吐出検査方法であって、
　前記プロファイル検査領域は、落下する処理液の境界部分を含むように設定され、前記予め格納されたイメージのプロファイルは、落下する処理液の境界部分のイメージから生成される。
請求項２に記載の処理液吐出検査方法であって、
　前記ステップｂ）は、前記輝度検査領域で測定された輝度が、予め定められた閾値以下の場合、処理液が吐出されていると判断するステップを含む。
請求項２に記載の処理液吐出検査方法であって、
　前記ステップｃ）は、前記プロファイル検査領域で獲得されたイメージのプロファイルと、前記予め格納されたイメージのプロファイルとの一致度が、予め定められた他の閾値より大きい場合、処理液が吐出されていると判断するステップを含む。
請求項１に記載の処理液吐出検査方法であって、
　前記ステップｅ）は、前記輝度検査領域における検査結果と、前記プロファイル検査領域における検査結果とが共に処理液が吐出されていると判断された場合、処理液吐出として取り扱って、前記吐出時間を計算するステップを含む。
請求項５に記載の処理液吐出検査方法であって、
　ｆ）前記処理液の吐出を制御する処理液吐出開始信号を受信するステップ、
を更に含み、
　前記ステップｅ）は、前記処理液吐出開始信号の受信から実際の処理液吐出までの吐出遅延時間を計算するステップを更に含む。
請求項６に記載の処理液吐出検査方法であって、
　ｇ）前記計算された処理液の吐出時間に基づいて吐出量の異常状態が検知された場合、アラームを発生させるステップ、
を更に含む。
処理液吐出検査装置であって、
　ノズルから吐出される処理液の落下経路を含む検査領域を撮像する撮像部と、
　前記撮像部から受信した撮像信号に基づいて、前記検査領域に含まれている輝度検査領域とプロファイル検査領域のイメージを生成するイメージ処理部と、
　前記輝度検査領域のイメージの輝度及び前記プロファイル検査領域のイメージのプロファイルに基づいて処理液の吐出を検査する検査部と、
　前記検査部からの検査結果を出力し、前記検査領域を設定する入出力手段と、
　を含む。
請求項８に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記検査部は、
　前記プロファイル検査領域のイメージと比較されるイメージを格納しているイメージ格納部を含み、
　前記格納されたイメージは、正常に吐出されている処理液の境界部分を含むイメージである。
請求項９に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記検査部は、
　前記輝度領域のイメージの輝度に基づいて、処理液の吐出を検査する輝度検査部と、
　前記プロファイル検査領域のイメージと前記格納されたイメージのプロファイルに基づいて、処理液の吐出を検査するイメージプロファイル検査部と、
　前記輝度検査部及び前記イメージプロファイル検査部の検査結果を組合せて、処理液の吐出時間を計算する吐出時間計算部と、
　を更に含む。
請求項１０に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記吐出時間計算部は、前記輝度検査部及び前記イメージプロファイル検査部の検査結果が全て処理液の吐出と検知された場合、処理液が吐出されていると判断する。
請求項１０に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記検査部は、
　処理液吐出開始信号をモニタリングすることができる制御信号検査部を更に含み、
　前記吐出時間計算部は、前記処理液吐出開始信号の受信から前記処理液吐出までの吐出遅延時間を計算する。
請求項１０に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記検査部は、
　前記吐出時間計算部から計算された吐出時間が異常状態に該当する場合、アラームを発生させるアラーム部を更に含む。
請求項１０に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記入出力手段は、前記イメージ処理部で生成されたイメージを出力し、前記輝度領域及び前記プロファイル検査領域の設定を提供する。
請求項１４に記載の処理液吐出検査装置であって、
　前記入出力手段に対してデータの送信及び受信を支援する通信インターフェースを更に含み、
　前記入出力手段は、処理液吐出検査装置の外部に配置され、ネットワークを介して前記通信インターフェースと連結される。
処理液吐出検査方法を実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読取可能な記録媒体であって、
　前記処理液吐出検査方法は、
　ａ）処理液がノズルから基板に吐出される吐出位置における映像のイメージを獲得するステップと、
　ｂ）前記ノズルと前記基板との間に設定された輝度検査領域のイメージの輝度に基づいて、前記処理液の吐出の有無を検査するステップと、
　ｃ）前記ノズルと前記基板との間に設定されたプロファイル検査領域のイメージのプロファイルと、予め格納されたイメージのプロファイルとを比較して、前記処理液の吐出の有無を検査するステップと、
　ｄ）前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の検査結果を検査時間に対応させて、メモリに格納するステップと、
　ｅ）前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の検査結果を組合せて、前記処理液の吐出時間を計算するステップと、
　を含む。