特許 6018528 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6018528

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20161020BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20161020BHJP

   B05C 11/08 20060101ALI20161020BHJP

   B05C 5/00 20060101ALN20161020BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 648G

   B05C11/00

   B05C11/08

   H01L21/304 643A

   !B05C5/00 101

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-49861(P2013-49861)

(22)【出願日】2013年3月13日

(65)【公開番号】特開2014-175629(P2014-175629A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 雅伸

(72)【発明者】

【氏名】屋敷 啓之

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０２６３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３３５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０６１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／３０４、Ｂ０５Ｃ１１／００、Ｂ０５Ｃ１１／０８、Ｂ０５Ｃ５／００、Ｈ０１Ｌ２１／３０６、Ｂ０８Ｂ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理装置であって、
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、
前記カップ部の内側にて前記基板保持部の上方に配置され、前記基板に向けて処理液を吐出する吐出ヘッドと、
前記カップ部の外側に配置され、前記吐出ヘッドの待機時に前記吐出ヘッドの下端部が収容される待機ポッドと、
前記吐出ヘッドを前記基板保持部の上方から前記待機ポッドの上方の検査位置へと移動する供給部移動機構と、
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、前記検査位置に位置する前記吐出ヘッドから前記待機ポッドに向けて吐出される処理液が前記光存在面を通過する際に前記処理液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処理液を撮像することにより、前記処理液上に現れる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吐出ヘッドの吐出動作の良否を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記光存在面が、前記検査位置に位置する前記吐出ヘッドの下端と前記待機ポットの上端との間の間隙を通過することを特徴とする基板処理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記撮像部の撮像方向前側の面を清掃する撮像部清掃部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記光出射部の光出射方向前側の面を清掃する光出射部清掃部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記撮像部の撮像軸を前記吐出ヘッドからの処理液の吐出方向に垂直な投影面上に前記吐出方向に投影した投影撮像軸と、前記光出射部の光軸を前記投影面上に前記吐出方向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基板処理装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記吐出ヘッド、前記光出射部および前記撮像部を内部空間に収容するとともに、外部から前記内部空間への光の入射を遮る遮光チャンバをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記吐出ヘッドが、前記処理液をそれぞれ吐出する複数の吐出口を有し、
前記光出射部により、前記複数の吐出口から吐出される前記処理液である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が照射され、
前記撮像部により、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体が撮像され、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む前記検査画像が取得され、
前記判定部により、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が判定されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、
前記判定部により前記吐出ヘッドの吐出動作の不良が検出された場合に、前記供給部移動機構および前記メンテナンス部を制御することにより、前記吐出ヘッドを前記検査位置から下降させて前記吐出ヘッドの前記下端部を前記待機ポッド内に収容した状態で前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス制御部と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項9】

請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記メンテナンス部が、前記待機ポッド内に貯溜された浸漬液に振動を付与する振動付与部であり、
前記吐出ヘッドの吐出動作の不良が検出された場合に、前記待機ポッド内において前記吐出ヘッドの前記下端部が前記待機ポッド内の前記浸漬液に浸漬され、前記振動付与部により、前記浸漬液に振動が付与されることにより前記吐出ヘッドの洗浄が行われることを特徴とする基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

特許文献１の基板洗浄装置では、洗浄ノズルの筒状体内の洗浄液に圧電素子により振動が付与されることにより、複数の吐出孔から基板に向けて洗浄液の液滴が吐出される。特許文献２の基板処理装置では、基板に向けて処理液の液滴を吐出するノズルにおいて、複数列の吐出口列が設けられる。特許文献３の基板処理装置では、複数列の吐出口列を有するノズルが、基板の回転中心を通る軌跡に沿って移動される。

【0004】

特許文献４では、直線状に１列に配列された１１本のノズルから基板上に処理液を供給する液処理装置が開示されている。当該装置では、これらのノズルの先端部から基板表面に至る領域にライン状のレーザ光が照射され、当該領域に向けられたカメラにより、各ノズルから吐出されるレジスト液の液柱が撮像される。そして、撮像結果を、ノズルから正常にレジスト液が吐出されている状態を予め撮像した基準情報と比較することにより、ノズルからのレジスト液の吐出の有無、および、吐出状態の変化の有無が判定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−５６３７６号公報

【特許文献2】特開２０１２−１８２３２０号公報

【特許文献3】特開２０１２−２０９５１３号公報

【特許文献4】特開２０１２−９８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１ないし３のような基板処理装置において、特許文献４のように、ノズルから基板に向けて吐出される処理液を観察しようとすると、基板からの反射光がカメラに入射するおそれがある。また、基板に衝突した処理液の飛沫やミスト等が、検査精度に影響を与える懸念もある。さらには、基板から飛散する処理液を受けるカップ部等、基板の周囲に配置される様々な構造により、カメラや光源を適切な位置に配置することが難しい場合も考えられる。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、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、前記カップ部の内側にて前記基板保持部の上方に配置され、前記基板に向けて処理液を吐出する吐出ヘッドと、前記カップ部の外側に配置され、前記吐出ヘッドの待機時に前記吐出ヘッドの下端部が収容される待機ポッドと、前記吐出ヘッドを前記基板保持部の上方から前記待機ポッドの上方の検査位置へと移動する供給部移動機構と、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、前記検査位置に位置する前記吐出ヘッドから前記待機ポッドに向けて吐出される処理液が前記光存在面を通過する際に前記処理液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処理液を撮像することにより、前記処理液上に現れる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吐出ヘッドの吐出動作の良否を判定する判定部とを備える。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記光存在面が、前記検査位置に位置する前記吐出ヘッドの下端と前記待機ポットの上端との間の間隙を通過する。

【0010】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記撮像部の撮像方向前側の面を清掃する撮像部清掃部をさらに備える。

【0011】

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか記載の基板処理装置であって、前記光出射部の光出射方向前側の面を清掃する光出射部清掃部をさらに備える。

【0012】

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記撮像部の撮像軸を前記吐出ヘッドからの処理液の吐出方向に垂直な投影面上に前記吐出方向に投影した投影撮像軸と、前記光出射部の光軸を前記投影面上に前記吐出方向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。

【0013】

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記吐出ヘッド、前記光出射部および前記撮像部を内部空間に収容するとともに、外部から前記内部空間への光の入射を遮る遮光チャンバをさらに備える。

【0014】

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基板処理装置であって、前記吐出ヘッドが、前記処理液をそれぞれ吐出する複数の吐出口を有し、前記光出射部により、前記複数の吐出口から吐出される前記処理液である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が照射され、前記撮像部により、前記光存在面を通過する前記複数の飛翔体が撮像され、前記複数の飛翔体上に現れる複数の輝点を含む前記検査画像が取得され、前記判定部により、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が判定される。

【0015】

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、前記判定部により前記吐出ヘッドの吐出動作の不良が検出された場合に、前記供給部移動機構および前記メンテナンス部を制御することにより、前記吐出ヘッドを前記検査位置から下降させて前記吐出ヘッドの前記下端部を前記待機ポッド内に収容した状態で前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス制御部とをさらに備える。

【0016】

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の基板処理装置であって、前記メンテナンス部が、前記待機ポッド内に貯溜された浸漬液に振動を付与する振動付与部であり、前記吐出ヘッドの吐出動作の不良が検出された場合に、前記待機ポッド内において前記吐出ヘッドの前記下端部が前記待機ポッド内の前記浸漬液に浸漬され、前記振動付与部により、前記浸漬液に振動が付与されることにより前記吐出ヘッドの洗浄が行われる。

【発明の効果】

【0017】

本発明では、吐出動作の良否を精度良く判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一の実施の形態に係る基板処理装置の正面図である。

【図2】基板処理装置の平面図である。

【図3】吐出ヘッドの底面図である。

【図4】吐出ヘッドの断面図である。

【図5】制御ユニットの機能を示すブロック図である。

【図6】ヘッド待機部、光出射部および撮像部の平面図である。

【図7】ヘッド待機部、光出射部および撮像部の斜視図である。

【図8】ヘッド待機部および吐出検査部の平面図である。

【図9】ヘッド待機部および吐出ヘッドを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、本発明の一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に対して処理液が吐出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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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に処理液を供給する処理液配管３２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。

【0023】

図３は、吐出ヘッド３１の下面３１１を示す底面図である。吐出ヘッド３１の下面３１１には、複数の吐出口３１４が設けられる。以下、吐出ヘッド３１の下面３１１を「吐出面３１１」という。複数の吐出口３１４は、それぞれが図３中の左右方向に略直線状に延びる４つの吐出口列を備える。各吐出口列では、複数の吐出口３１４が所定の配列ピッチにて配列される。各吐出口３１４の直径は、およそ５μｍ〜１０μｍである。図３では、各吐出口３１４を実際よりも大きく、吐出口３１４の個数を実際よりも少なく描いている。

【0024】

図４は、吐出ヘッド３１の縦断面図である。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、吐出ヘッド３１に処理液を供給する処理液供給部に接続される。処理液保持部３１６の他方の端部は、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。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。複数の吐出口３１４はそれぞれ処理液保持部３１６に接続される。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３１４のそれぞれから処理液の微小液滴が吐出される。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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、メンテナンス制御部７６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、メンテナンス制御部７６、および、モニタ等の報知部７８を制御する。

【0029】

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上にて待機している。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。

【0030】

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、ヘッド待機部４上から上昇して回転し、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３１４（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３１４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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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の上方からヘッド待機部４の上方へと移動する。

【0035】

図６は、ヘッド待機部４および吐出検査部５を拡大して示す平面図である。図７は、ヘッド待機部４の上部近傍を拡大して示す斜視図である。ヘッド待機部４は、待機ポッド４１と、メンテナンス部４２とを備える。待機ポッド４１は、カップ部２２の外側に配置される略直方体状の容器であり、内部に液体を貯溜することができる。具体的には、待機ポッド４１の内部空間４０に配置される貯溜槽４４内に液体が貯溜される。待機ポッド４１の内部空間４０の上部は蓋部４３により覆われる。蓋部４３には、吐出ヘッド３１および保護液供給部３６にそれぞれ対応する第１開口４３１および第２開口４３２が設けられる。図６では、待機ポッド４１上に位置する吐出ヘッド３１および保護液供給部３６を二点鎖線にて示す。貯溜槽４４は、第１開口４３１の下方に位置する。メンテナンス部４２は、待機ポッド４１内の貯溜槽４４の側面に取り付けられ、吐出ヘッド３１のメンテナンスに利用される。メンテナンス部４２は、貯溜槽４４内に貯溜された液体に振動を付与する振動付与部である。メンテナンス部４２として、例えば、超音波振動子が利用される。

【0036】

図７では、吐出ヘッド３１の吐出面３１１が、待機ポッド４１の蓋部４３から上方に離間している。図７に示す位置に吐出ヘッド３１が位置している状態で、後述する吐出ヘッド３１の吐出動作の検査が行われる。吐出ヘッド３１の検査は、例えば、新たな基板９のロットに対する処理が開始される前に行われる。以下の説明では、図７に示す吐出ヘッド３１の位置を「検査位置」という。

【0037】

図６に示すように、吐出検査部５は、光出射部５１と、撮像部５２と、光出射部清掃部５３と、撮像部清掃部５４とを備える。図７に示すように、光出射部５１および撮像部５２は、検査位置に位置する吐出ヘッド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。図７では、光出射部清掃部５３および撮像部清掃部５４の図示を省略している。

【0038】

図６および図７に示すように、光出射部５１は、光出射部本体５１１と、光出射部カバー５１２とを備える。光出射部カバー５１２は、光出射部本体５１１の周囲を囲み、光出射部本体５１１を内部に収容する。換言すれば、光出射部本体５１１は光出射部カバー５１２により被覆される。光出射部カバー５１２は、透光性を有する材料（例えば、透明なポリ塩化ビニル）により形成される。光出射部本体５１１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。

【0039】

光出射部本体５１１は、予め定められた仮想面である光存在面に沿って、検査位置に位置する吐出ヘッド３１の下方に向けて光を出射する。光出射部本体５１１からの光は、光出射部カバー５１２を介して出射される。図７では、光出射部本体５１１の光軸Ｊ１を一点鎖線にて描き、光出射部本体５１１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と待機ポッド４１の蓋部４３との間の間隙を通過する。換言すれば、上述の光存在面は、検査位置に位置する吐出ヘッド３１の下端と待機ポッド４１の上端との間の間隙を通過する。

【0040】

基板処理装置１では、検査位置に位置する吐出ヘッド３１の複数の吐出口３１４（図３参照）から、待機ポッド４１の第１開口４３１に向けて、基板９上に吐出する場合と同様に処理液が吐出される。そして、複数の吐出口３１４から吐出された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。これにより、複数の飛翔体上に、より明瞭な輝点（後述）を発生させることができる。

【0041】

図６および図７に示すように、撮像部５２は、撮像部本体５２１と、撮像部カバー５２２とを備える。撮像部カバー５２２は、撮像部本体５２１の周囲を囲み、撮像部本体５２１を内部に収容する。換言すれば、撮像部本体５２１は撮像部カバー５２２により被覆される。撮像部カバー５２２は、透光性を有する材料（例えば、透明なポリ塩化ビニル）により形成される。撮像部本体５２１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。撮像部本体５２１における撮像方向（すなわち、撮像軸Ｊ２が向く方向）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。撮像部本体５２１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、面状光５１０を通過する処理液（すなわち、複数の飛翔体）を撮像部カバー５２２を介し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。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。

【0042】

図８は、図６と同様に、ヘッド待機部４および吐出検査部５を拡大して示す平面図である。符号Ｊ４を付す一点鎖線は、撮像部５２の撮像軸Ｊ２（図７参照）を、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、水平面）上に当該吐出方向に投影した投影撮像軸である。符号Ｊ３を付す一点鎖線は、光出射部５１の光軸Ｊ１を、当該投影面上に吐出方向に投影した投影光軸である。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αは、９０°よりも大きい。

【0043】

図６に示す光出射部清掃部５３は、光出射部カバー５１２の外面のうち、検査位置に位置する吐出ヘッド３１を向く前面５１３（すなわち、光出射部５１の光出射方向前側の面）の側方に配置される。光出射部清掃部５３から光出射部カバー５１２の前面５１３に向けてガス（例えば、窒素ガス）が噴射される。光出射部カバー５１２の前面５１３には、吐出ヘッド３１から基板９に向けて吐出された処理液、保護液供給部３６から基板９に向けて吐出された保護液、または、基板処理装置１にて利用される他の液体の飛沫やミスト等が付着することがある。光出射部清掃部５３から噴射されるガスにより、光出射部カバー５１２の前面５１３に付着した飛沫やミスト等が除去され、光出射部カバー５１２の前面５１３が清掃される。

【0044】

撮像部清掃部５４は、撮像部カバー５２２の外面のうち、検査位置に位置する吐出ヘッド３１を向く前面５２３（すなわち、撮像部カバー５２２の撮像方向前側の面）の側方に配置される。撮像部清掃部５４から撮像部カバー５２２の前面５２３に向けてガス（例えば、窒素ガス）が噴射される。撮像部カバー５２２の前面５２３には、光出射部カバー５１２と同様に、上記処理液や保護液、または、基板９の処理に利用される他の液体の飛沫やミスト等が付着することがある。撮像部清掃部５４から噴射されるガスにより、撮像部カバー５２２の前面５２３に付着した飛沫やミスト等が除去され、撮像部カバー５２２の前面５２３が清掃される。

【0045】

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の第１開口４３１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。

【0046】

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３１４（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３１４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３１４から処理液が吐出されない不吐出や、吐出口３１４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。

【0047】

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、メンテナンス制御部７６により、供給部移動機構３５のヘッド昇降機構３５４が制御されることにより、吐出ヘッド３１が検査位置から下降する。そして、吐出ヘッド３１の下端部が、蓋部４３の第１開口４３１を介して待機ポッド４１に挿入され、図９に示すように、待機ポッド４１内に収容される。第１開口４３１は、吐出ヘッド３１の下端部が挿入される挿入口である。図９では、図の理解を容易にするために、待機ポッド４１の外壁等を断面にて示す。

【0048】

吐出ヘッド３１の下端部は、待機ポッド４１内において、貯溜槽４４内に貯溜された液体４１９（以下、「浸漬液４１９」という。）に浸漬される。例えば、吐出ヘッド３１の吐出面３１１から約５ｍｍ上側の部位までが浸漬液４１９に浸漬される。以下の説明では、図９に示す吐出ヘッド３１の位置を「待機位置」という。待機位置における吐出ヘッド３１の上下方向の位置、すなわち、吐出ヘッド３１の吐出面３１１が浸漬液４１９に浸漬された状態における吐出ヘッド３１の上下方向の位置は、基板９に向けて処理液を吐出する際の吐出ヘッド３１の上下方向の位置と等しい。

【0049】

吐出ヘッド３１が検査位置から待機位置へと下降する際には、保護液供給部３６も吐出ヘッド３１と共に下降する。保護液供給部３６は、図６に示す蓋部４３の第２開口４３２を介して待機ポッド４１に挿入されて待機ポッド４１内に収容される。待機ポッド４１内では、吐出ヘッド３１の下端部が収容される空間と、保護液供給部３６が収容される空間とは隔壁４１１により隔離される。保護液供給部３６が収容される空間には、液体は貯溜されない。

【0050】

吐出ヘッド３１が待機位置に位置すると、メンテナンス制御部７６（図５参照）によりメンテナンス部４２が制御されることにより、図９に示す浸漬液４１９に振動が付与される。これにより、浸漬液４１９に浸漬された吐出ヘッド３１の吐出面３１１等の洗浄が行われ、吐出口３１４の詰まり等が解消される。換言すれば、メンテナンス部４２により、吐出ヘッド３１のメンテナンスが行われる。基板処理装置１では、吐出ヘッド３１の待機位置は、吐出ヘッド３１のメンテナンスが行われるメンテナンス位置でもある。

【0051】

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も、吐出ヘッド３１は、検査位置から待機位置へと下降する。そして、吐出ヘッド３１の下端部が浸漬液４１９に浸漬された状態で、処理液供給部３は待機する。

【0052】

以上に説明したように、基板処理装置１では、吐出ヘッド３１が、カップ部２２の外側に配置される待機ポッド４１の上方の検査位置に配置され、吐出ヘッド３１から吐出される処理液に光出射部５１から面状光５１０が照射される。そして、撮像部５２により、処理液上に現れる輝点を含む検査画像が取得され、判定部７５により、当該検査画像に基づいて吐出ヘッド３１の吐出動作の良否が判定される。

【0053】

これにより、基板９上にて吐出ヘッド３１から処理液を吐出して吐出動作の検査を行う場合に比べて、基板９からの反射光、および、基板９に衝突した処理液の飛沫やミスト等による影響を排除して、吐出ヘッド３１の吐出動作の良否を精度良く判定することができる。特に、半導体基板のように反射率が高い基板の上方にて吐出動作の検査が行われる場合、基板から強い反射光が生じることが考えられるが、上述の基板処理装置１では、このような強い反射光が撮像部５２に入射する可能性を排除することができる。また、吐出ヘッド３１を利用しない他の処理（例えば、基板回転機構２３により基板９を回転させて基板９上の液体を除去する乾燥処理）と並行して、吐出ヘッド３１の吐出動作の検査を行うことができる。その結果、基板処理装置１の生産性を向上することができる。

【0054】

上述のように、基板処理装置１では、吐出ヘッド３１の吐出動作の良否を精度良く判定することができる。このため、基板処理装置１の構造は、検査画像に複数の輝点が含まれ、吐出動作の良否判定が比較的難しい吐出ヘッド、すなわち、処理液をそれぞれ吐出する複数の吐出口を有する吐出ヘッドの吐出動作の良否判定に特に適している。

【0055】

基板処理装置１では、上述の光存在面が、検査位置に位置する吐出ヘッド３１の下端と待機ポッド４１の上端との間の間隙を通過する。したがって、面状光５１０により処理液上に現れる輝点は、待機ポッド４１よりも上方に位置する。このため、当該輝点が待機ポッド４１の内部空間４０に位置する場合等に比べて、撮像部５２による検査画像の取得を容易とすることができる。また、吐出ヘッド３１から待機ポッド４１内に吐出される処理液の飛沫やミスト等の影響を低減しつつ検査画像を取得することができるため、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。さらに、待機ポッド４１の内部空間４０の上部が蓋部４３により覆われることにより、待機ポッド４１内に吐出される処理液の飛沫やミスト等の影響をより一層低減することができる。その結果、吐出ヘッド３１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。

【0056】

吐出検査部５では、光出射部本体５１１が光出射部カバー５１２内に収容され、撮像部本体５２１が撮像部カバー５２２内に収容される。これにより、基板処理装置１にて使用される様々な処理液が、光出射部本体５１１および撮像部本体５２１に付着して悪影響を及ぼすことを防止することができる。

【0057】

また、光出射部清掃部５３により、光出射部カバー５１２の前面５１３が清掃されることにより、光出射部５１に付着した飛沫やミスト等による光照射への悪影響を防止することができる。さらに、撮像部清掃部５４により、撮像部カバー５２２の前面５２３が清掃されることにより、撮像部５２に付着した飛沫やミスト等による撮像への悪影響を防止することができる。その結果、吐出ヘッド３１の吐出動作の良否を、より一層精度良く判定することができる。

【0058】

基板処理装置１では、吐出ヘッド３１、光出射部５１および撮像部５２を内部空間６０に収容するチャンバ６が、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。これにより、光出射部５１からの面状光５１０以外の光が、カップ部２２等にて反射して検査画像に含まれることを防止することができる。その結果、検査画像中の輝点を容易に判別することができ、吐出ヘッド３１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。

【0059】

吐出検査部５では、投影光軸Ｊ３と投影撮像軸Ｊ４との間の角度αが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の撮像部本体５２１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。

【0060】

上述のように、基板処理装置１では、吐出ヘッド３１の吐出動作の不良が検出された場合、吐出ヘッド３１の下端部が待機ポッド４１に収容された状態でメンテナンス部４２によるメンテナンスが行われる。これにより、吐出不良の検出時に、吐出ヘッド３１のメンテナンスを迅速に行うことができる。また、メンテナンスの際に発生する可能性がある飛沫やミスト等が、待機ポッド４１の外部へと飛散することを抑制することができる。さらに、基板処理装置１では、待機ポッド４１内において吐出ヘッド３１の下端部が浸漬液４１９に浸漬され、メンテナンス部４２により浸漬液４１９に振動が付与されることにより、吐出ヘッド３１の洗浄を効率良く行うことができる。

【0061】

基板処理装置１では、様々な変更が可能である。

【0062】

例えば、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３１４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。光出射部５１および撮像部５２は、検査位置に位置する吐出ヘッド３１の斜め下方以外の位置、例えば、吐出ヘッド３１の斜め上方に配置されてもよい。

【0063】

吐出検査部５では、光出射部清掃部５３からのガスの噴射以外の様々な方法により、光出射部カバー５１２の前面５１３の清掃が行われてもよい。例えば、光出射部清掃部が、板状のゴム等の払拭部と、当該払拭部を移動する移動機構とを備え、払拭部により光出射部カバー５１２の前面５１３が払拭されることにより、前面５１３の清掃が行われてもよい。撮像部カバー５２２の前面５２３の清掃も、撮像部清掃部５４からのガスの噴射以外の様々な方法により行われてよい。例えば、上述のように、払拭部による払拭により、撮像部カバー５２２の前面５２３の清掃が行われてもよい。

【0064】

吐出検査部５では、光出射部カバー５１２および撮像部カバー５２２は必ずしも設けられる必要はない。光出射部カバー５１２が設けられない場合、光出射部清掃部５３により、光出射部５１の光出射方向前側の面である光出射部本体５１１の前面が清掃される。また、撮像部カバー５２２が設けられない場合、撮像部清掃部５４により、撮像部５２の撮像方向前側の面である撮像部本体５２１の前面が清掃される。

【0065】

基板処理装置１では、吐出ヘッド３１の圧電素子３１５が、吐出ヘッド３１のメンテナンスを行うメンテナンス部として利用されてもよい。例えば、吐出ヘッド３１の下端部が浸漬液４１９に浸漬された状態で圧電素子３１５が駆動されることにより、浸漬液４１９に振動が付与されて吐出ヘッド３１の下端部の洗浄が行われる。また、基板処理装置１では、吐出ヘッド３１の吐出不良が検出された場合、判定部７５から吐出検査部５の報知部７８を通じて、吐出不良の発生が作業者等に通知されてもよい。さらに、作業者等により、吐出ヘッド３１が新たな吐出ヘッドに交換されてもよい。

【0066】

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の構造は、吐出口が１つのみ設けられた吐出ヘッドを備える基板処理装置に適用されてもよい。

【0067】

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。

【0068】

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。

【符号の説明】

【0069】

１ 基板処理装置
６ チャンバ
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
４１ 待機ポッド
４２ メンテナンス部
５１ 光出射部
５２ 撮像部
５３ 光出射部清掃部
５４ 撮像部清掃部
６０ 内部空間
７５ 判定部
７６ メンテナンス制御部
３１４ 吐出口
４１９ 浸漬液
５１０ 面状光
５１３ （光出射部カバーの）前面
５２３ （撮像部カバーの）前面
Ｊ１ 光軸
Ｊ２ 撮像軸
Ｊ３ 投影光軸
Ｊ４ 投影撮像軸
Ｋ１ 交点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】