(57)【要約】【課題】多数の液滴が対象物に当たる際に対象物が受ける衝撃力を容易に測定する。【解決手段】撃力測定装置は、多数の液滴を吐出可能なノズルが、水平に保持された基板の主面へと吐出した液滴が当該基板に与える衝撃力を測定する衝撃力測定装置であって、ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受ける液受部と、液受部が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定部と、を備える。各液滴が液受部に当たる際の各衝撃力をまとめて測定できるので、多数の液滴が基板に与える衝撃力を容易に測定できる。【選択図】図１
2018130654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の液滴を吐出可能なノズルが、水平に保持された基板の主面へと吐出した液滴が当該基板に与える衝撃力を測定する衝撃力測定装置であって、
前記ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受ける液受部と、
前記液受部が前記多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定部と、
を備える、衝撃力測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃力測定装置であって、
前記衝撃力の総和と前記多数の液滴の平均速度との対応関係を示す対応情報に基づいて、前記測定部により測定された前記衝撃力の総和から前記多数の液滴の平均速度を演算する演算部、
を更に備える、衝撃力測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の衝撃力測定装置であって、
前記演算部は、前記多数の液滴の平均速度の時間的変化を演算する、衝撃力測定装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の衝撃力測定装置であって、
前記対応情報が、前記ノズルの吐出穴径ごと、または前記多数の液滴の液の種類ごとに異なる、衝撃力測定装置。
【請求項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衝撃力測定装置であって、
前記測定部が、平面視において複数配置されており、
当該複数の測定部のそれぞれが、前記衝撃力の総和を測定し、
当該衝撃力測定装置は、
前記複数の測定部のそれぞれが受ける前記衝撃力の総和の水平分布を求める演算部をさらに備える、衝撃力測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定装置であって、
前記測定部は、前記液受部の下部に隣接する圧電素子である、衝撃力測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定装置であって、
前記液受部は、前記多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、前記傾斜面によって前記多数の液滴を受ける、衝撃力測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の衝撃力測定装置であって、
前記傾斜面の傾斜角度は、水平面に対して５度〜４５度である、衝撃力測定装置。
【請求項９】
請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定装置であって、
前記液受部は、
前記多数の液滴が入る入口開口が一端に形成された筒状の周壁部と、前記入口開口から前記周壁部に囲まれた空間に入った前記多数の液滴を受けるとともに、受けた多数の液滴からなる液体を前記空間に貯留可能なように前記周壁部の他端の開口を塞ぐ底壁部と、を含む容器を備え、
前記周壁部には、前記空間内の液体のうち前記底壁部から所定の高さを超える液体を前記容器から排出可能な排出口が設けられている、衝撃力測定装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定装置であって、
所定の基板が薄肉化された基部と、
一主面が、前記基部の一主面に対向して取り付けられているとともに、貫通孔が設けられている薄板状のスペーサーと、
をさらに備え、
前記測定部は、
前記基部の前記一主面の一部と、前記スペーサーの前記貫通孔の内周壁とによって囲まれる凹み部に設けられた歪みゲージと、
前記凹み部に設けられ、前記歪みゲージの出力を記憶可能なメモリと、
を含み、
当該衝撃力測定装置は、前記基部の周縁部に設けられ、前記メモリに記憶された前記歪みゲージの出力を外部に出力可能な端子をさらに備え、
前記液受部は、前記基板が薄肉化された薄板であるとともに、前記歪みゲージと接触して前記凹み部を塞ぎ、前記基部と重なり合うように前記スペーサーの他主面に接合されている、衝撃力測定装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定装置と、
基板を略水平姿勢で保持しつつ回転可能な回転保持機構と、
対象物の多数の箇所に当たるように処理液の多数の液滴を吐出可能なノズルと、
前記基板の主面における多数の箇所に当たるように前記ノズルが多数の液滴を吐出可能な第１位置と、前記衝撃力測定装置の前記液受部における多数の箇所に当たるように前記ノズルが多数の液滴を吐出可能な第２位置との間で前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、
を備える、基板処理装置。
【請求項１２】
多数の液滴を吐出可能なノズルが、水平に保持された基板の主面へと吐出した液滴が当該基板に与える衝撃力を測定する衝撃力測定方法であって、
前記ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受けることができる液受部によって多数の液滴を受ける液受ステップと、
前記液受部が前記多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定ステップと、
を備える、衝撃力測定方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の衝撃力測定方法であって、
前記衝撃力の総和と前記多数の液滴の平均速度との対応関係を示す対応情報に基づき、前記測定ステップにおいて測定された前記衝撃力の総和から前記多数の液滴の平均速度を演算する演算ステップ、
を更に備える、衝撃力測定方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の衝撃力測定方法であって、
前記演算ステップは、前記多数の液滴の平均速度の時間的変化を演算するステップである、衝撃力測定方法。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の衝撃力測定方法であって、
前記対応情報が、前記ノズルの吐出穴径ごと、または前記多数の液滴の液の種類ごとに異なる、衝撃力測定方法。
【請求項１６】
請求項１２から請求項１５の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定方法であって、
前記液受けステップが、平面視において前記液受部に定められる複数の領域の各領域における多数の箇所に向けて吐出される多数の液滴を各領域によって受けるステップであり、
前記測定ステップが、当該液受部の前記各領域が受ける衝撃力の総和を測定するステップであり、
当該衝撃力測定方法は、
前記各領域が受ける前記衝撃力の総和の水平分布を求める演算ステップをさらに備える、衝撃力測定方法。
【請求項１７】
請求項１２から請求項１６の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定方法であって、
前記測定ステップは前記液受部の下部に隣接する圧電素子によって、前記衝撃力の総和を測定するステップである、衝撃力測定方法。
【請求項１８】
請求項１２から請求項１７の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定方法であって、
前記液受ステップは、前記多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
によって前記多数の液滴を受けるステップである、衝撃力測定方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の衝撃力測定方法であって、
前記傾斜面の傾斜角度は、水平面に対して５度〜４５度である、衝撃力測定方法。
【請求項２０】
請求項１２から請求項１７の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定方法であって、
前記液受部は、
前記多数の液滴が入る入口開口が一端に形成された筒状の周壁部と、前記入口開口から前記周壁部に囲まれた空間に入った前記多数の液滴を受けるとともに、受けた前記多数の液滴からなる液体を前記空間に貯留可能なように前記周壁部の他端の開口を塞ぐ底壁部と、を含む容器を備え、
前記周壁部には、前記空間内の液体のうち前記底壁部から所定の高さを超える液体を前記容器から排出可能な排出口が設けられており、
前記液受ステップは、前記入口開口から前記周壁部に囲まれた前記空間に入った前記多数の液滴からなる液体のうち前記底壁部から所定の高さを超える液体を前記排出口から前記容器外に排出しつつ、残りの液体を前記容器に貯留するステップである、衝撃力測定方法。
【請求項２１】
請求項１２から請求項２０の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定方法であって、
前記測定ステップは、前記多数の液滴から前記液受部が受ける前記衝撃力の総和を測定部によって測定するステップであり、
前記液受部は、所定の基板が薄肉化された薄板であり、
前記液受ステップは、前記薄板の一主面によって前記多数の液滴を受けるステップであり、
前記測定ステップは、前記薄板の他主面に取り付けられた歪みゲージによって前記薄板が前記多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定するステップである、衝撃力測定方法。
【請求項２２】
請求項１２から請求項２１の何れか１つの請求項に記載の衝撃力測定方法を備える基板処理方法であって、
基板を略水平姿勢で保持しつつ回転させる回転ステップと、
対象物の多数の箇所に当たるように処理液の多数の液滴を吐出可能なノズルによって、前記基板の主面における多数の箇所に前記多数の液滴を吐出する吐出ステップと、
を備え、
前記液受ステップは、前記ノズルから吐出される前記多数の液滴を前記液受部によって受けるステップである、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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衝撃力を測定する衝撃力測定技術に関する。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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８２３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のノズルは、多数の吐出口を有し、多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多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、多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、多数の液滴の分布等が変化すると、多数の液滴が基板に与える衝撃力（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。
【０００５】
しかしながら、多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、基板が多数の液滴から受ける衝撃力を計測することが困難であるといった問題がある。
【０００６】
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、基板の主面へ吐出された多数の液滴が基板に与える衝撃力を容易に測定できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、第１の態様に係る衝撃力測定装置は、多数の液滴を吐出可能なノズルが、水平に保持された基板の主面へと吐出した液滴が当該基板に与える衝撃力を測定する衝撃力測定装置であって、前記ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受ける液受部と、前記液受部が前記多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定部と、を備える。
【０００８】
第２の態様に係る衝撃力測定装置は、第１の態様に係る衝撃力測定装置であって、前記衝撃力の総和と前記多数の液滴の平均速度との対応関係を示す対応情報に基づいて、前記測定部により測定された前記衝撃力の総和から前記多数の液滴の平均速度を演算する演算部、を更に備える。
【０００９】
第３の態様に係る衝撃力測定装置は、第２の態様に係る衝撃力測定装置であって、前記演算部は、前記多数の液滴の平均速度の時間的変化を演算する。
【００１０】
第４の態様に係る衝撃力測定装置は、第２または第３の態様に係る衝撃力測定装置であって、前記対応情報が、前記ノズルの吐出穴径ごと、または前記多数の液滴の液の種類ごとに異なる。
【００１１】
第５の態様に係る衝撃力測定装置は、第１から第４の何れか１つの態様に係る衝撃力測定装置であって、前記測定部が、平面視において複数配置されており、当該複数の測定部のそれぞれが、前記衝撃力の総和を測定し、当該衝撃力測定装置は、前記複数の測定部のそれぞれが受ける前記衝撃力の総和の水平分布を求める演算部をさらに備える。
【００１２】
第６の態様に係る衝撃力測定装置は、第１から第５の何れか１つの態様に係る衝撃力測定装置であって、前記測定部は、前記液受部の下部に隣接する圧電素子である。
【００１３】
第７の態様に係る衝撃力測定装置は、第１から第６の何れか１つの態様に係る衝撃力測定装置であって、前記液受部は、前記多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、前記傾斜面によって前記多数の液滴を受ける。
【００１４】
第８の態様に係る衝撃力測定装置は、第７の態様に係る衝撃力測定装置であって、前記傾斜面の傾斜角度は、水平面に対して５度〜４５度である。
【００１５】
第９の態様に係る衝撃力測定装置は、第１から第６の何れか１つの態様に係る衝撃力測定装置であって、前記液受部は、前記多数の液滴が入る入口開口が一端に形成された筒状の周壁部と、前記入口開口から前記周壁部に囲まれた空間に入った前記多数の液滴を受けるとともに、受けた多数の液滴からなる液体を前記空間に貯留可能なように前記周壁部の他端の開口を塞ぐ底壁部と、を含む容器を備え、前記周壁部には、前記空間内の液体のうち前記底壁部から所定の高さを超える液体を前記容器から排出可能な排出口が設けられている。
【００１６】
第１０の態様に係る衝撃力測定装置は、第１から第８の何れか１つの態様に係る衝撃力測定装置であって、所定の基板が薄肉化された基部と、一主面が、前記基部の一主面に対向して取り付けられているとともに、貫通孔が設けられている薄板状のスペーサーと、をさらに備え、前記測定部は、前記基部の前記一主面の一部と、前記スペーサーの前記貫通孔の内周壁とによって囲まれる凹み部に設けられた歪みゲージと、前記凹み部に設けられ、前記歪みゲージの出力を記憶可能なメモリと、を含み、当該衝撃力測定装置は、前記基部の周縁部に設けられ、前記メモリに記憶された前記歪みゲージの出力を外部に出力可能な端子をさらに備え、前記液受部は、前記基板が薄肉化された薄板であるとともに、前記歪みゲージと接触して前記凹み部を塞ぎ、前記基部と重なり合うように前記スペーサーの他主面に接合されている。
【００１７】
第１１の態様に係る基板処理装置は、第１から第１０の何れか１つの態様に係る衝撃力測定装置と、基板を略水平姿勢で保持しつつ回転可能な回転保持機構と、対象物の多数の箇所に当たるように処理液の多数の液滴を吐出可能なノズルと、前記基板の主面における多数の箇所に当たるように前記ノズルが多数の液滴を吐出可能な第１位置と、前記衝撃力測定装置の前記液受部における多数の箇所に当たるように前記ノズルが多数の液滴を吐出可能な第２位置との間で前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、を備える。
【００１８】
第１２の態様に係る衝撃力測定方法は、多数の液滴を吐出可能なノズルが、水平に保持された基板の主面へと吐出した液滴が当該基板に与える衝撃力を測定する衝撃力測定方法であって、前記ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受けることができる液受部によって多数の液滴を受ける液受ステップと、前記液受部が前記多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定ステップと、を備える。
【００１９】
第１３の態様に係る衝撃力測定方法は、第１２の態様に係る衝撃力測定方法であって、前記衝撃力の総和と前記多数の液滴の平均速度との対応関係を示す対応情報に基づき、前記測定ステップにおいて測定された前記衝撃力の総和から前記多数の液滴の平均速度を演算する演算ステップ、を更に備える。
【００２０】
第１４の態様に係る衝撃力測定方法は、第１３の態様に係る衝撃力測定方法であって、前記演算ステップは、前記多数の液滴の平均速度の時間的変化を演算するステップである。
【００２１】
第１５の態様に係る衝撃力測定方法は、第１３または第１４の態様に係る衝撃力測定方法であって、前記対応情報が、前記ノズルの吐出穴径ごと、または前記多数の液滴の液の種類ごとに異なる。
【００２２】
第１６の態様に係る衝撃力測定方法は、第１２から第１５の何れか１つの態様に係る衝撃力測定方法であって、前記液受けステップが、平面視において前記液受部に定められる複数の領域の各領域における多数の箇所に向けて吐出される多数の液滴を各領域によって受けるステップであり、前記測定ステップが、当該液受部の前記各領域が受ける衝撃力の総和を測定するステップであり、当該衝撃力測定方法は、前記各領域が受ける前記衝撃力の総和の水平分布を求める演算ステップをさらに備える。
【００２３】
第１７の態様に係る衝撃力測定方法は、第１２から第１６の何れか１つの態様に係る衝撃力測定方法であって、前記測定ステップは前記液受部の下部に隣接する圧電素子によって、前記衝撃力の総和を測定するステップである。
【００２４】
第１８の態様に係る衝撃力測定方法は、第１２から第１７の何れか１つの態様に係る衝撃力測定方法であって、前記液受ステップは、前記多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によって前記多数の液滴を受けるステップである。
【００２５】
第１９の態様に係る衝撃力測定方法は、第１８の態様に係る衝撃力測定方法であって、前記傾斜面の傾斜角度は、水平面に対して５度〜４５度である。
【００２６】
第２０の態様に係る衝撃力測定方法は、第１２から第１７の何れか１つの態様に係る衝撃力測定方法であって、前記液受部は、前記多数の液滴が入る入口開口が一端に形成された筒状の周壁部と、前記入口開口から前記周壁部に囲まれた空間に入った前記多数の液滴を受けるとともに、受けた前記多数の液滴からなる液体を前記空間に貯留可能なように前記周壁部の他端の開口を塞ぐ底壁部と、を含む容器を備え、前記周壁部には、前記空間内の液体のうち前記底壁部から所定の高さを超える液体を前記容器から排出可能な排出口が設けられており、前記液受ステップは、前記入口開口から前記周壁部に囲まれた前記空間に入った前記多数の液滴からなる液体のうち前記底壁部から所定の高さを超える液体を前記排出口から前記容器外に排出しつつ、残りの液体を前記容器に貯留するステップである。
【００２７】
第２１の態様に係る衝撃力測定方法は、第１２から第２０の何れか１つの態様に係る衝撃力測定方法であって、前記測定ステップは、前記多数の液滴から前記液受部が受ける前記衝撃力の総和を測定部によって測定するステップであり、前記液受部は、所定の基板が薄肉化された薄板であり、前記液受ステップは、前記薄板の一主面によって前記多数の液滴を受けるステップであり、前記測定ステップは、前記薄板の他主面に取り付けられた歪みゲージによって前記薄板が前記多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定するステップである。
【００２８】
第２２の態様に係る基板処理方法は、第１２から第２１の何れか１つの態様に係る衝撃力測定方法を備える基板処理方法であって、基板を略水平姿勢で保持しつつ回転させる回転ステップと、対象物の多数の箇所に当たるように処理液の多数の液滴を吐出可能なノズルによって、前記基板の主面における多数の箇所に前記多数の液滴を吐出する吐出ステップと、を備え、前記液受ステップは、前記ノズルから吐出される前記多数の液滴を前記液受部によって受けるステップである。
【発明の効果】
【００２９】
第１の態様に係る発明によれば、衝撃力測定装置は、ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受ける液受部と、液受部が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定部と、を備える。従って、各液滴が液受部に当たる際の各衝撃力をまとめて測定できるので、多数の液滴が基板に与える衝撃力を容易に測定できる。
【００３０】
第２の態様に係る発明によれば、演算部は、衝撃力の総和と多数の液滴の平均速度との対応関係を示す対応情報に基づいて、測定部により測定された衝撃力の総和から多数の液滴の平均速度を演算することができる。
【００３１】
第３の態様に係る発明によれば、演算部は、多数の液滴の平均速度の時間的変化を演算することができる。
【００３２】
第４の態様に係る発明によれば、対応情報が、ノズルの吐出穴径ごと、または多数の液滴の液の種類ごとに異なるので、多数の液滴の平均速度を、ノズルの吐出穴径、または多数の液滴の液の種類に応じて、より正確に演算することができる。
【００３３】
第５の態様に係る発明によれば、演算部が、複数の測定部のそれぞれが受ける衝撃力の総和の水平分布を求めることができる。
【００３４】
第７の態様に係る発明によれば、液受部は、多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、傾斜面によって多数の液滴を受ける。これにより、吐出された多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衝撃力の総和の測定結果が変動することを抑制できる。
【００３５】
第９の態様に係る発明によれば、液受部は、多数の液滴が入る入口開口が一端に形成された筒状の周壁部と、周壁部の他端の開口を塞ぐ底壁部と、を含む容器を備える。周壁部には、周壁部に囲まれた空間内の液体のうち底壁部から所定の高さを超える液体を容器から排出可能な排出口が設けられている。これにより、容器に溜まる液体の量を一定に保ちつつ、容器に溜まった当該液体を介して容器が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定することができる。従って、容器に溜まる処理液の量の変動によって、衝撃力の総和の測定結果が変動することを抑制できる。
【００３６】
第１０の態様に係る発明によれば、衝撃力測定装置の液受部と測定部とを含む部分の形状および大きさを、所定の基板の形状および大きさと同じにすることができる。従って、衝撃力測定装置の液受部が多数の液滴から衝撃力を受けている状態を、所定の基板が多数の液滴から衝撃力を受けている状態に近づけて、液受部が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定できる。
【００３７】
第１１の態様に係る発明によれば、基板処理装置は、基板の主面における多数の箇所に当たるようにノズルが多数の液滴を吐出可能な第１位置と、衝撃力測定装置の液受部における多数の箇所に当たるようにノズルが多数の液滴を吐出可能な第２位置との間でノズルを移動させることができる。従って、ノズルを基板処理装置から取り外すことなく、基板が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定できる。
【００３８】
第１２の態様に係る発明によれば、衝撃力測定方法は、ノズルが多数の箇所に向けて吐出した多数の液滴を受けることができる液受部によって多数の液滴を受ける液受ステップと、液受部が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定する測定ステップと、を備える。従って、各液滴が液受部に当たる際の各衝撃力をまとめて測定できるので、多数の液滴が基板に与える衝撃力を容易に測定できる。
【００３９】
第２２の態様に係る発明によれば、基板処理方法は、基板の主面における多数の箇所にノズルから多数の液滴を吐出する吐出ステップと、ノズルから吐出される多数の液滴を液受部によって受ける液受ステップとを備える。従って、ノズルを基板処理装置から取り外すことなく、基板が多数の液滴から受ける衝撃力の総和を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係る衝撃力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２】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３】液滴の吐出速度と、図１の衝撃力測定装置による衝撃力の測定結果との関係の一例をグラフ形式で示す図である。
【図４】図３に示されるグラフの一部の拡大図である。
【図５】多数の液滴の欠落の有無と、図１の衝撃力測定装置による衝撃力の測定結果との関係の一例をグラフ形式で示す図である。
【図６】図１の衝撃力測定装置の液受部を水平姿勢にしたときの、液滴の吐出速度と、衝撃力測定装置による衝撃力の測定結果との関係の一例をグラフ形式で示す図である。
【図７】実施形態に係る衝撃力測定装置の他の構成例を説明するための側面模式図である。
【図８】実施形態に係る衝撃力測定装置の他の構成例を説明するための平面模式図である。
【図９】図８の衝撃力測定装置の側面断面図の一部を拡大して示す図である。
【図１０】実施形態に係る基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る衝撃力測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態に係る衝撃力測定装置の動作の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
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。
【００４２】
＜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、実施形態に係る衝撃力測定装置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。
【００４３】
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、衝撃力測定装置１００の本体部７０の上方からノズル５１が本体部７０に多数の液滴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の主面に多数の液滴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の多数の液滴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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、衝撃力測定装置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。衝撃力測定装置１００は、本体部７０を含む。本体部７０は、処理部５のノズル５１が本体部７０に向けて多数の液滴Ｌ２を吐出する際に、多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定する。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が測定した衝撃力は、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、衝撃力測定装置１００の演算部としても動作する。
【００４６】
＜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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
この構成において、スピンチャック２１が基板９を吸着保持した状態で、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。
【００５１】
＜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の主面における多数の箇所に当たるようにノズル５１が多数の液滴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、衝撃力測定装置１００の液受部７１における多数の箇所に当たるようにノズル５１が多数の液滴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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。衝撃力測定装置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。
【００５５】
ノズル移動機構３は、ノズル５１が基板９の上面の多数の箇所に当たるように処理液Ｌ１の多数の液滴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。
【００５６】
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。
【００５７】
＜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。
【００５８】
＜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の上面の多数の箇所に当たるように、ノズル５１から処理液Ｌ１の多数の液滴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。
【００５９】
ノズル５１は、処理液供給機構５５から供給される処理液Ｌ１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を多数の液滴として吐出するための多数の管状の吐出口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の下端面に開口しており、他端は、流路５２に連通している。
【００６０】
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。
【００６１】
処理液Ｌ１として、例えば、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、ＳＣ−１、ＤＨＦ、ＳＣ−２などの薬液が用いられてもよい。
【００６２】
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。
【００６３】
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、多数の吐出口５３から粒径が均一な多数の液滴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」）の多数の箇所に当たるように多数の液滴Ｌ２を吐出可能である。
【００６４】
基板処理装置１が、ノズル５１による基板９の上面への多数の液滴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。
【００６５】
＜衝撃力測定装置１００＞
衝撃力測定装置１００は、本体部７０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７１は、扁平な板状部材である。液受部７１は、その多数の箇所に向けて吐出される多数の液滴Ｌ２を受ける。測定部７２は、液受部７１が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定する。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が受けた衝撃力は、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。
【００６６】
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、衝撃力測定装置１００は、制御部１３０を含む。
【００６７】
制御部１３０のＣＰＵ１１は、例えば、対応情報１９９に基づいて、測定部７２により測定された衝撃力の総和から多数の液滴Ｌ２の平均速度を演算する。対応情報１９９は、衝撃力の総和と多数の液滴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、多数の液滴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、多数の液滴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、または多数の液滴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。また、測定部７２が測定した衝撃力の総和と、多数の液滴Ｌ２の平均速度と、多数の液滴Ｌ２が与える平均の衝撃力との三者間の相互の対応関係を予め取得して対応情報１９９として記憶装置１４に記憶しておき、ＣＰＵ１１が、測定部７２が測定した衝撃力の総和から多数の液滴Ｌ２の平均速度を演算するのみならず、多数の液滴Ｌ２が与える平均の衝撃力を演算してもよい。
【００６８】
液受部７１は、多数の液滴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。衝撃力測定装置１００は、傾斜面７１ａによって多数の液滴Ｌ２を受ける。なお、液受部７１が水平姿勢で保持されて、液受部７１が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の測定が行われてもよい。
【００６９】
＜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や、後述する対応情報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。
【００７０】
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、衝撃力測定装置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。
【００７１】
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。
【００７２】
＜３．液滴Ｌ２の吐出速度と、衝撃力の測定結果＞
図３は、ノズル５１が吐出する液滴Ｌ２の吐出速度と、衝撃力測定装置１００による衝撃力の測定結果との関係の一例をグラフ形式で示す図である。図４は、図３に示されるグラフの一部の拡大図である。
【００７３】
図５は、多数の液滴Ｌ２の欠落の有無と、衝撃力測定装置１００による衝撃力の測定結果との関係の一例をグラフ形式で示す図である。
【００７４】
図６は、衝撃力測定装置１００の液受部７１を水平姿勢にしたときの、液滴Ｌ２の吐出速度と、衝撃力測定装置１００による衝撃力の測定結果との関係の一例をグラフ形式で示す図である。
【００７５】
図３（図４）、図６のグラフは、ノズル５１が吐出する液滴Ｌ２の吐出速度を複数の速度に変更し、各速度において、多数の液滴Ｌ２から液受部７１が受けた衝撃力の総和を測定部７２によって測定した結果を示したものである。
【００７６】
図３、図４に示されるように、測定部７２が傾斜面７１ａを備えて、液滴Ｌ２を傾斜面７１ａで受ける場合には、液受部７１が各液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和と、液滴の吐出速度との関係は、吐出速度が増加すれば、衝撃力の総和も増加する関係となっている。また、図４に示されるように、吐出速度が、僅か１ｍ／ｓ変化した場合であっても、その変化は、衝撃力の差として測定できている。なお、図３、図４のグラフを得るための測定実験を３回繰り返したところ、各実験において測定された衝撃力の測定精度は、０．５ｍＮ以下であった。
【００７７】
また、図５のグラフは、ノズル５１の多数の吐出口５３のうち一部の吐出口５３が詰まったことにより、ノズル５１が吐出する多数の液滴Ｌ２のうち一部が欠落した場合に、その欠落を測定される衝撃力の差として検出できるか否かを確認した結果を示している。当該測定時には、２〜３個の液滴Ｌ２が欠落したときと、欠落していないときとで測定結果の比較を行っている。図５に示されるように、同時に吐出される多数の液滴のうち２〜３個の液滴が欠落した場合においても、衝撃力の差として検出できている。このことから、傾斜面７１ａが採用された場合には、傾斜面７１ａ上に吐出された多数の液滴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衝撃力の変化として精度良く測定できていることが判る。
【００７８】
図６のグラフは、上述のように、液受部７１を水平姿勢にしたときの、液滴Ｌ２の吐出速度と、液受部７１が受けた衝撃力の測定結果を示している。図６に示されるように液滴Ｌ２の吐出速度が速い場合には、吐出速度の変化に対する、測定された衝撃力の変化が不安定となっている。これは、水性姿勢の液受部７１上に、多数の液滴Ｌ２が形成する液膜の厚みが、吐出速度が高速になると、不安定になっていることの影響である。しかしながら、液受部７１を水平姿勢にした場合においても、各液滴Ｌ２が液受部７１に当たる際の各衝撃力をまとめて測定できるので、多数の液滴Ｌ２が液受部７１に当たる際に液受部７１が受ける衝撃力を容易に測定できている。従って、液受部７１を水平姿勢にしたとしても、本発明の有用性を損なうものではない。
【００７９】
＜４．衝撃力測定装置１００の他の構成例について＞
図７は、衝撃力測定装置１００の本体部７０の他の構成例として、本体部８０の構成例を説明するための側面模式図である。図７は、本体部８０の動作を説明するための図でもある。衝撃力測定装置１００の本体部７０に代えて、本体部８０が採用されてもよい。
【００８０】
本体部８０は、液受部８１と、測定部８２とを備える。液受部８１は、多数の液滴Ｌ２が入る入口開口８１ｃが一端に形成された筒状の周壁部８１ａと、入口開口８１ｃから周壁部８１ａに囲まれた空間（「収容空間」）８９に入った多数の液滴Ｌ２を受けるとともに、受けた多数の液滴Ｌ２からなる液体を空間８９に貯留可能なように周壁部８１ａの他端の開口を塞ぐ底壁部８１ｂと、を含む容器を備える。周壁部８１ａには、当該空間８９内の液体のうち底壁部８１ｂから所定の高さを超える液体を容器から排出可能な排出口８１ｄが設けられている。測定部８２は、例えば、液受部８１の下部に隣接する圧電素子である。
【００８１】
液受部８１の空間８９には、配管８５を介して純水供給源８４が連通されている。配管８５の経路途中には、開閉弁８６が設けられている。開閉弁８６の開閉動作は、制御部１３０によって制御される。開閉弁８６が開かれると、純水供給源８４から純水が空間８９に供給される。開閉弁８６が閉じられると、空間８９への純水の供給が停止される。
【００８２】
また、液受部８１の周壁部８１ａのうち、入口開口８１ｃと底壁部８１ｂとの間の部分には、ドレイン管８７が接続されて空間８９と連通している。ドレイン管８７の周壁部８１ａにおける開口は、排出口８１ｄである。ドレイン管８７の経路途中には、開閉弁８８が設けられている。開閉弁８８の開閉動作は、制御部１３０によって制御される。
【００８３】
開閉弁８８が開かれると、空間８９に溜まった多数の液滴Ｌ２からなる液体のうち排出口８１ｄの高さ、すなわち底壁部８１ｂから所定の高さを超える液体は、排出口８１ｄからドレイン管８７を通って外部に排出される。開閉弁８８が閉じられると、空間８９内に溜まった液体は、入口開口８１ｃから液受部８１の外部に溢れ出ない限り、空間８９に貯留される。
【００８４】
以下に図７を参照して、衝撃力測定装置１００の本体部８０の動作を説明する。本体部８０は、好ましくは、ノズル５１の退避位置に設置される。開閉弁８８は閉じられて、液受部８１の空間８９には、ドレイン管８７の排出口８１ｄよりも高い位置まで、純水供給源８４から予め供給された純水が貯留されている。開閉弁８６も閉じられている。
【００８５】
ノズル５１が退避位置に移動された場合において、ノズル５１が吐出する多数の液滴Ｌ２によって液受部８１が受ける衝撃力の測定が行われない場合には、ノズル５１の先端部は、空間８９内の純水に浸漬される（図７のステップＳ２０１）。
【００８６】
この状態から、液受部８１が受ける衝撃力の測定が行われる場合には、開閉弁８８が開かれる。これにより、排出口８１ｄを越えて空間８９に貯留されている純水は、ドレイン管８７から排出される。この結果、貯留された純水の水位は、排出口８１ｄの高さまで低下する（ステップＳ２０２）。
【００８７】
次に、ノズル５１が処理液Ｌ１の多数の液滴Ｌ２の吐出を開始する。開閉弁８８が開かれているので、ノズル５１が多数の液滴Ｌ２を吐出している間も、空間８９内の液体の高さは、排出口８１ｄの高さに維持される。当該液体の表面に多数の液滴Ｌ２が当たると、液面が受けた衝撃が振動となって底壁部８１ｂに到達し、測定部８２によって振動の大きさ（衝撃力の大きさ）に応じた電気信号に変換される（ステップＳ２０３）。当該電気信号は、制御部１３０のＣＰＵ１１に供給され、ＣＰＵ１１による処理に用いられる。
【００８８】
衝撃力の測定中においても、空間８９内の液面の高さは排出口８１ｄの高さに維持されるので、液面の高さの変動によって、測定部８２による衝撃力の測定結果が変動することを抑制できる。測定部８２として、圧電素子に代えて、例えば、マイクロホンが採用されてもよい。この場合には、マイクロホンは、空間８９内の液面に対向する位置に保持され、マイクロホンの出力が制御部１３０に供給される。
【００８９】
また、空間８９内に貯留される液体の高さを一定に維持可能な他の手法として、開閉弁８６、８８を閉じた状態で、ノズル５１から液滴Ｌ２を吐出し、空間８９内の液体が入口開口８１ｃから溢れでるのを待ってから、液受部８１がうける衝撃力の測定を開始してもよい。
【００９０】
図８は、衝撃力測定装置１００の本体部７０の他の構成例として、本体部９０の構成例を説明するための平面模式図である。図９は、衝撃力測定装置１００の本体部９０の側面断面図の一部を拡大して示す図である。図８は、スペーサー９８の上に液受部９１が接合される前の状態を示している。衝撃力測定装置１００の本体部７０に代えて、本体部９０が採用されてもよい。
【００９１】
本体部９０は、液受部９１と、測定部９２と、スペーサー９８と、基部９４とを備えている。液受部９１は、基板が薄肉化された薄板状の部材である。基部９４も所定の基板が薄肉化された薄板状の部材である。スペーサー９８は、樹脂等によって成型された薄板状の円形の部材である。スペーサー９８には、スペーサー９８の一主面から他主面に向けてスペーサー９８を貫通する少なくとも１つ（図示の例では、１３個）の貫通孔が設けられている。液受部９１、基部９４、およびスペーサー９８の径は同じ大きさである。
【００９２】
スペーサー９８は、その一主面が、基部９４の一主面に対向して接触し、基部９４とスペーサー９８とが重なり合うように、接着剤などによって、基部９４に取り付けられている。これにより、基部９４の一主面の一部と、スペーサー９８の貫通孔の内周壁９８ａとによって囲まれた凹み部９４ａが形成されている。測定部９２は、当該凹み部９４ａに収容されるように設けられる。
【００９３】
測定部９２は、歪みゲージ９５と、歪みゲージ９５の出力を記憶可能なメモリ９６と、を含む。これらは、１つのチップとされてもよい。測定部９２は、歪みゲージ９５と、メモリ９６との位置を安定させるとともに、歪みゲージ９５を液受部９１の下面に当接させるためのスペーサーとしても機能する緩衝材９７も含んでいる。
【００９４】
具体的には、凹み部９４ａの底面を成している基部９４の一主面に、メモリ９６と緩衝材９７とが設けられる。そして、当該緩衝材９７の上に、歪みゲージ９５が設けられ、緩衝材９７の上に他の緩衝材９７が設けられている。スペーサー９８の貫通孔は、歪みゲージ９５と、メモリ９６と、２つの緩衝材９７とによって、隙間なく埋められている。歪みゲージ９５の上面の高さは、スペーサー９８の他主面（上面）と同じか、若しくは、若干高くなるように設定される。スペーサー９８の凹み部９４ａに測定部９２が設けられた状態で、スペーサー９８の他主面に接着剤が塗布される。
【００９５】
接着剤を塗布されたスペーサー９８の他主面の上に、スペーサー９８の他主面と基部９４の一主面とが重なり合うように液受部９１が載置されて、スペーサー９８に接合される。液受部９１は、歪みゲージ９５の一主面と接触して凹み部９４ａを塞ぎ、スペーサー９８と測定部９２とを間に挟んで基部９４と重なり合うようにスペーサー９８の他主面に接合される。製造された本体部９０の厚みＤ１は、例えば、直径３００ｍｍの基板９の厚みである７７５μｍとなる。
【００９６】
歪みゲージ９５とメモリ９６とは電気的に接続され、歪みゲージ９５の出力信号がメモリ９６に蓄積される。また、基部９４の周縁部には、メモリ９６から延びる配線を介して端子９９が設けられている。端子９９は、メモリ９６に記憶された歪みゲージ９５の出力を外部に出力可能である。
【００９７】
本体部９０は、本体部７０、８０と同様に、ノズル５１の退避位置に設置されて使用されてもよいが、スピンチャック２１に保持されている基板９に代えて、本体部９０が保持された状態で、液受部９１が受ける衝撃力の測定が行われてもよい。また、測定部９２の歪みゲージ９５に代えて、液受部９１の下部に隣接する圧電素子が採用されてもよい。
【００９８】
また、図８、図９に示されるように、本体部９０が平面視において、複数の測定部９２を備えている場合には、複数の測定部９２のそれぞれが、各液受部９１が受ける衝撃力の総和を測定をそれぞれ測定する。測定された各測定結果は、各測定部９２に対応した各端子９９から制御部１３０のＣＰＵ１１に供給される。この際、各メモリ９６は、各測定部９２の位置情報も各端子９９を経てＣＰＵ１１に供給することができる。ＣＰＵ１１は、複数の測定部９２の位置情報と液受部９１が受けた衝撃力の総和とに基づいて、複数の測定部９２のそれぞれが受けた衝撃力の総和の水平分布を求めることができる。
【００９９】
＜基板処理装置１の動作＞
図１０は、基板処理装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、基板９がスピンチャック２１に載置されていない状態で、先ず、ノズル５１の吐出状態を確認した後に、基板９をスピンチャック２１に載置して基板９に対する処理を行う場合の動作フローの一例を示している。以下に、図１０のフローチャートについて説明する。
【０１００】
衝撃力測定装置１００による衝撃力の測定に行う場合には、ノズル移動機構３は、衝撃力測定装置１００の液受部７１の上方にノズル５１を配置し（図１０のステップＳ１０）、その後、ノズル５１が処理液Ｌ１の多数の液滴Ｌ２を液受部７１に吐出する（ステップＳ２０）。ノズル５１による多数の液滴Ｌ２の吐出が継続されている状態で、衝撃力測定装置１００の本体部７０は、液受部７１が受ける衝撃力の測定処理を行う（ステップＳ３０）。当該測定処理については、図１１、図１２を参照して後述する。ステップＳ３０の測定処理が終了すると、ノズル５１は、処理液Ｌ１の多数の液滴Ｌ２の吐出を停止し（ステップＳ４０）、不図示のロボットが未処理の基板９を回転保持機構２のスピンチャック２１に搬送して載置する（ステップＳ５０）。
【０１０１】
その後、ノズル移動機構３は、ノズル５１を基板９の上方に配置し（ステップＳ６０）、回転保持機構２は、スピンチャック２１の回転を開始して、基板９の回転を開始させる（ステップＳ７０）。処理部５は、ノズル５１に処理液Ｌ１を供給してノズル５１から多数の液滴Ｌ２を基板９の上面に吐出する（ステップＳ８０）。基板９の処理が終了すると、処理部５は、ノズル５１からの液滴Ｌ２の吐出を停止し（ステップＳ９０）、回転保持機構２は、スピンチャック２１の回転を停止して基板９の回転を停止する（ステップＳ１００）。
【０１０２】
＜衝撃力測定装置１００の動作＞
図１１は、衝撃力測定装置１００による衝撃力の測定処理の動作の一例を示すフローチャートである。図１２は衝撃力測定装置１００の動作の他の例を示すフローチャートである。以下に、図１１、図１２のフローチャートについて説明する。
【０１０３】
図１１のフローチャートにおいては、衝撃力測定装置１００は、ノズル５１が吐出している多数の液滴Ｌ２を液受部７１によって受けて（図１１のステップＳ１０１）、測定部７２によって、液受部７１が多数の液滴Ｌ２から受けた衝撃力の総和を測定する（ステップＳ１０２）。測定結果は、制御部１３０のＣＰＵ１１に供給される。
【０１０４】
ＣＰＵ１１は、記憶装置１４に記憶されている衝撃力の総和と多数の液滴Ｌ２の平均速度との対応関係を示す対応情報１９９を記憶装置１４から読み出して、対応情報１９９に基づいて、測定部７２により測定された衝撃力の総和から多数の液滴Ｌ２の平均速度を演算する（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ１１は、例えば、測定開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０４）、該判定の結果、所定の時間が経過していなければ、処理をステップＳ１０１に戻して、衝撃力の測定を繰り返す。該判定の結果、所定時間が経過していれば、ＣＰＵ１１は、時間的に順次に計算された各平均速度に基づいて、液滴Ｌ２の平均速度の時間的変化を演算する（ステップＳ１０５）。
【０１０５】
図１２のフローチャートは、衝撃力測定装置１００の本体部９０のように、衝撃力測定装置１００が複数の測定部（測定部９２など）を備える場合の動作の例を示している。
【０１０６】
図１２のフローチャートにおいては、衝撃力測定装置１００は、ノズル５１が吐出している多数の液滴Ｌ２を本体部９０の液受部９１によって受ける（図１２のステップＳ１１０）。本体部９０の複数の測定部９２は、それぞれ、液受部７１が多数の液滴Ｌ２から受けた衝撃力の総和を測定する（ステップＳ１２０）。各測定結果は、本体部９０の各端子９９から制御部１３０のＣＰＵ１１に供給される。この際、各測定部９２のメモリ９６は、当該測定部９２の位置情報もＣＰＵ１１に供給する。
【０１０７】
ＣＰＵ１１は、供給された各測定部９２の位置情報と、各測定部９２が測定した衝撃力とに基づいて、液受部９１が各測定部９２の部位において多数の液滴Ｌ２から受けた衝撃力の総和の水平分布を演算する（ステップＳ１３０）。ＣＰＵ１１は、記憶装置１４から対応情報１９９を読み出して、対応情報１９９に基づいて、各測定部９２により測定された衝撃力の総和の水平分布から多数の液滴Ｌ２の平均速度の水平分布を演算する（ステップＳ１４０）。
【０１０８】
以上のように構成された本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、多数の箇所に向けて吐出される多数の液滴Ｌ２を受ける液受部７１と、液受部７１が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定する測定部７２と、を備える。従って、各液滴Ｌ２が対象物に当たる際の各衝撃力をまとめて測定できるので、多数の液滴Ｌ２が対象物に当たる際に対象物が受ける衝撃力を容易に測定できる。
【０１０９】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、ＣＰＵ１１は、衝撃力の総和と多数の液滴Ｌ２の平均速度との対応関係を示す対応情報１９９に基づいて、測定部７２により測定された衝撃力の総和から多数の液滴Ｌ２の平均速度を演算することができる。
【０１１０】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、ＣＰＵ１１は、多数の液滴Ｌ２の平均速度の時間的変化を演算することができる。
【０１１１】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、対応情報１９９が、ノズル５１の吐出穴径ごと、または多数の液滴Ｌ２の液の種類ごとに異なるので、多数の液滴Ｌ２の平均速度を、ノズル５１の吐出穴径、または多数の液滴Ｌ２の液の種類に応じて、より正確に演算することができる。
【０１１２】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、ＣＰＵ１１は、複数の測定部９２のそれぞれが受ける衝撃力の総和の水平分布を求めることができる。
【０１１３】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、液受部７１は、多数の液滴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によって多数の液滴Ｌ２を受ける。これにより、吐出された多数の液滴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衝撃力の総和の測定結果が変動することを抑制できる。
【０１１４】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、液受部８１は、多数の液滴Ｌ２が入る入口開口８１ｃが一端に形成された筒状の周壁部８１ａと、周壁部８１ａの他端の開口を塞ぐ底壁部８１ｂと、を含む容器を備える。周壁部８１ａには、周壁部８１ａに囲まれた空間内の液体のうち底壁部８１ｂから所定の高さを超える液体を容器から排出可能な排出口８１ｄが設けられている。これにより、容器に溜まる処理液の量を一定に保ちつつ、容器が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定することができる。従って、容器に溜まる処理液の量の変動によって、衝撃力の総和の測定結果が変動することを抑制できる。
【０１１５】
また、本実施形態に係る衝撃力測定装置によれば、液受部９１と測定部９２とを含む本体部９０の形状および大きさを、所定の基板９の形状および大きさと同じにすることができる。従って、衝撃力測定装置の液受部９１が多数の液滴Ｌ２から衝撃力を受けている状態を、所定の基板９が多数の液滴Ｌ２から衝撃力を受けている状態に近づけて、液受部９１が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定できる。
【０１１６】
また、以上のように構成された本実施形態に係る基板処理装置によれば、基板９の主面における多数の箇所に当たるようにノズル５１が多数の液滴Ｌ２を吐出可能な第１位置と、衝撃力測定装置の液受部７１における多数の箇所に当たるようにノズル５１が多数の液滴Ｌ２を吐出可能な第２位置との間でノズル５１を移動させることができる。従って、ノズル５１を基板処理装置から取り外すことなく、基板９が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定できる。
【０１１７】
また、以上のような本実施形態に係る衝撃力測定方法によれば、多数の箇所に向けて吐出される多数の液滴Ｌ２を受けることができる液受部７１によって多数の液滴Ｌ２を受ける液受ステップと、液受部７１が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定する測定ステップと、を備える。従って、各液滴Ｌ２が対象物に当たる際の各衝撃力をまとめて測定できるので、多数の液滴Ｌ２が対象物に当たる際に対象物が受ける衝撃力を容易に測定できる。
【０１１８】
また、以上のような本実施形態に係る基板９処理方法によれば、基板９の主面における多数の箇所にノズル５１から多数の液滴Ｌ２を吐出する吐出ステップと、ノズル５１から吐出される多数の液滴Ｌ２を液受部７１によって受ける液受ステップとを備える。従って、ノズル５１を基板処理装置から取り外すことなく、基板９が多数の液滴Ｌ２から受ける衝撃力の総和を測定できる。
【０１１９】
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。
【符号の説明】
【０１２０】
１  基板処理装置
１００  衝撃力測定装置
１１  ＣＰＵ
１３０  制御部
１４  記憶装置
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
７１，８１，９１  液受部
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
【図１】
2018130654.tif 000003
【図２】
2018130654.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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