KR100838431B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR100838431B1
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요시노리 다카기
겐타로 니시오카
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다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
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Abstract

물체의 검출 정밀도의 저하를 방지하는 동시에, 작업자의 부담을 경감시키는 것으로, 복수의 CCD 소자를 이차원적으로 배열한 수광 가능 영역(47)을 갖는 수광부에, 투광부로부터 직사각형의 레이저광(L)을 조사한다. 수광 가능 영역(47) 내에, 미리 수광 영역(48)을 설정해 둔다. 수광 영역(48)은, 레지스트액을 토출하는 슬릿 노즐의 주사 방향이 길이 방향이 되는 직사각형의 영역으로서 설정한다. 수광 영역(48) 내에 배치되어 있는 CCD 소자로부터의 출력 신호에 의거해, 물체가 존재하는지 여부를 판정한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
도 1은 본 발명에서의 기판 처리 장치의 정면도이다.
도 2는 기판 처리 장치에서의 투광부 주변부의 확대도이다.
도 3은 투광부가 수광부를 향해 레이저광을 조사하는 모습을 도시하는 개념도이다.
도 4는 복수의 CCD 소자에 의해서 형성되는 수광 가능 영역 및 수광 영역을 도시한 도면이다.
도 5는 투광부, 수광부 및 차폐판의 배치 관계를 도시하는 평면도이다.
도 6은 슬릿 노즐, 투광부 및 차폐판의 배치 관계를 도시하는 측면도이다.
도 7은 투광부의 위치 조정을 설명하는 도면이다.
도 8은 종래의 스폿 레이저광을 수광하는 수광부에서의 광량의 변화를 도시하는 개념도이다.
도 9는 본 실시의 형태에서의 수광부에서의 광량의 변화를 도시하는 개념도이다.
도 10은 비교적 작은 간섭물에 의한 수광부의 광량의 변화를 도시하는 개략도이다.
도 11은 노이즈에 의한 수광부의 광량의 변화를 도시하는 개략도이다.
도 12는 간섭 줄무늬가 발생한 경우의 수광 가능 영역 및 수광 영역의 광량 분포를 예시하는 도면이다.
도 13은 수광량 EVZ(z)에 대해서, 간섭물이 존재하는 경우와, 존재하지 않는 경우를 예시하는 도면이다.
도 14는 제2 실시 형태에서의 투광부, 수광부 및 차폐판의 배치 관계와, 동작 확인 영역, 차폐 영역 및 검사 영역을 도시하는 평면도이다.
도 15는 스테이지에 지지된 기판 및 차폐판의 배치 관계와, 동작 확인 영역, 차폐 영역 및 검사 영역을 도시하는 측면도이다.
도 16은 수광 영역이 동작 확인 영역에 포함되는 상태로부터 검사 영역에 포함되는 상태로 이동하기까지의 수광량 EV(t)의 변화를 예시하는 도면이다.
도 17은 도 16에 도시하는 예에서의 제어부에 의한 연산치 CV(t)의 변화를 예시하는 도면이다.
도 18은 차폐판이 존재하지 않는 경우에, 도 16과 동일하게 수광량 EV(t)의 변화를 예시하는 도면이다.
도 19는 도 18에서의 연산치 CV(t)의 변화를 예시하는 도면이다.
도 20은 제3 실시 형태에서의 수광 가능 영역 내의 명(明) 영역 및 암(暗) 영역을, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 존재하지 않는 경우에 대해서 도시한 도면이다.
도 21은 도 20에 도시하는 수광 가능 영역에 대해 설정되는 제1 수광 영역 및 제2 수광 영역을 도시한 도면이다.
도 22는 제3 실시 형태에서의 제어부의 기능 구성을 도시하는 블록도이다.
도 23은 주로 제1 검출부에 의해서 검출되는 검출체의 예를 도시하는 도면이다.
도 24는 도 23에 도시하는 검출체가 레이저광(L)의 광로 상에 존재하는 순간의 수광 가능 영역의 수광 상황을 도시하는 도면이다.
도 25는 도 23에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제1 수광 영역의 수광량 EV1(t)의 변화를 도시하는 도면이다.
도 26은 도 23에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제2 수광 영역의 수광량 EV2(t)의 변화를 도시하는 도면이다.
도 27은 주로 제2 검출부에 의해서 검출되는 검출체의 예를 도시하는 도면이다.
도 28은 도 27에 도시하는 검출체가 레이저광(L)의 광로 상에 존재하는 순간의 수광 가능 영역의 수광 상황을 도시하는 도면이다.
도 29는 도 27에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제1 수광 영역의 수광량 EV1(t)의 변화를 도시하는 도면이다.
도 30은 도 27에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제2 수광 영역의 수광량 EV2(t)의 변화를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판 처리 장치 3 : 스테이지
30 : 지지면 31 : 차폐판
4 : 가교 구조 41 : 슬릿 노즐
43, 44 : 승강 기구 45 : 투광부
46 : 수광부 47 : 수광 가능 영역
48 : 수광 영역 48a : 제1 수광 영역
48b : 제2 수광 영역 5 : 이동 기구
6 : 표시부 7 : 제어부
70 : 제1 검출부 71 : 제2 검출부
72 : 판정부 90 : 기판
본 발명은, 슬릿 노즐에 의해서 기판에 처리액을 도포할 때에, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 기술에 관한 것이다.
액정용 유리 각(角)형 기판, 반도체 웨이퍼, 필름 액정용 플렉서블 기판, 포토마스크용 기판, 컬러 필터용 기판(이하, 간단히「기판」으로 약칭한다) 등의 제조 공정에서는, 기판의 표면에 처리액을 도포하는 도포 장치(기판 처리 장치)가 이용된다. 도포 장치로는, 슬릿상의 토출부를 갖는 노즐을 이용해 도포(슬릿 코트)를 하는 슬릿 코터나, 일단 전술의 슬릿 코트를 실시하고 나서, 기판을 회전시키는 슬릿·스핀 코터 등이 알려져 있다.
이러한 도포 장치에서는, 노즐의 선단과 기판을 근접시킨 상태에서, 노즐과 기판을 상대 이동시켜 처리액을 도포하기 때문에, 기판의 표면에 이물이 부착되거나, 기판과 스테이지와의 사이에 이물이 낀 기판이 솟아오른 상태로 됨으로써,
(1) 슬릿 노즐이 손상된다.
(2) 기판이 갈라지거나, 혹은 기판에 손상이 생긴다.
(3) 이물을 끌면서 도포함으로써, 도포 불량의 원인이 된다.
(4) 이물 그 자체가 도포 불량의 원인이 되는 등의 문제가 발생한다.
이 때문에, 종래부터, 슬릿 코트를 행하는 도포 장치에서는, 소정의 검사 영역에서 이물 검사를 행함으로써, 노즐과 접촉하는 물체(혹은 도포 불량의 원인이 될 수 있는 물체)가 존재하는지 여부를 판정하는 기술이 제안되어 있다. 이러한 기술이, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재되어 있는 도포 장치는, 투과형의 레이저 센서(투과되어 오는 레이저광을 검출하는 센서)에 의해서 검출해야 할 대상물의 검출을 행하고, 상기 레이저 센서가 대상물을 검출한 경우에는, 도포 처리를 강제 종료시킴으로써, 노즐과 대상물의 접촉을 방지한다.
<특허문헌 1> 일본 특허공개 2002-001195공보
그런데, 대형의 He-Ne 가스 레이저 등과는 달리, 소형의 반도체 레이저에서는, 레이저광이, 핀트를 맞춘 위치(가장 광속을 좁힌 위치)로부터 광축 방향으로 어긋남에 따라서, 그 직경이 넓어지는 성질이 있다. 이 때문에, 대상물이 투광부로부터 먼 위치에 있는 경우에는, 레이저광이 거의 차폐되지 않고 수광되게 된다. 이 경우에, 수광부에서의 레이저광의 수광량은, 임계치보다도 많아지기 때문에, 원래 검출해야 할 크기의 물체가 존재하고 있음에도 불구하고, 그 대상물을 검출할 수 없는 사태가 발생한다. 일반적인 투과형의 레이저 센서를 이용한 경우, 도포 처리에 필요한 정밀도를 유지할 수 있는 범위는, 투광부와 수광부와의 간격이 최대 500㎜ 정도까지이다.
즉, 특허문헌 1에 기재되어 있는 도포 장치에서는, 기판의 대형화에 의해, 레이저 센서의 투광부와 수광부를 비교적 떨어트려 배치할 필요가 생긴 경우(검출용 레이저광의 광로가 길어지는 경우)에, 수광부측의 영역에 대한 검출 정밀도가 저하한다는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위해서는, 레이저 센서의 감도를 향상시켜, 수광량의 미소한 감쇠를 감지하여 이물을 검출하는 것도 가능하다. 그러나, 검출 감도를 올리면, 한쪽에서 노이즈에 의한 오류 검출이 많이 발생한다는 문제가 있다.
또한, 레이저 센서에서는, 투광부와 수광부를 정확하게 대향 배치시키지 않으면 안 되어, 레이저 센서의 조정 작업에 시간을 요한다는 문제가 있다.
또한, 슬릿 노즐에 의해서 도포 처리를 하면서, 간섭물을 검출하기 위해서는, 고속으로 연산을 하지 않으면 간섭물을 못 보고 놓칠 가능성이 있다. 즉, 검출 사이클 시간이 길어지면 검출 정밀도가 저하한다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재되어 있는 도포 장치에서는, 검출한 대상물의 종류를 판정하는 것은 불가능하다는 문제가 있다.
도포 장치에서 처리 불량의 원인이 되는 물체가 검출된 경우, 당연히, 이를 제거하는 처리(제거 처리)가 행해진다. 그러나, 대상물의 종류에 따라 적절한 제거 처리는 다르다. 따라서, 모든 제거 처리를 실행하는 것이 아니라, 적절한 제거 처리만을 선택하여 효율적으로 실행하고자 하면, 특허문헌 1에 기재되어 있는 도포 장치에서는, 어떠한 방법으로 물체의 종류를 별도 판정할 필요가 있다.
본 발명은, 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 대상물의 검출 정밀도의 저하를 방지하는 동시에, 작업자의 부담을 경감시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에서, 이후의 처리를 효율화하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1의 발명은, 기판에 소정의 처리액을 도포하는 기판 처리 장치로서, 기판을 지지하는 지지 수단과, 제1 방향으로 이동하면서 상기 지지 수단에 지지된 상기 기판에 소정의 처리액을 토출하는 슬릿 노즐과, 2차원적으로 배열된 수광 소자에 의해서 구성되는 2차원적인 수광 가능 영역을 갖는 수광 수단과, 상기 수광 수단과 대향하는 위치에 배치되고, 상기 수광 수단을 향해 레이저광을 조사하는 투광 수단과, 상기 수광 수단과 상기 투광 수단과의 위치 관계를 실질적으로 유지하면서, 상기 수광 수단과 상기 투광 수단을 이동시키는 이동 수단과, 상기 수광 가능 영역 내에 수광 영역을 설정하는 설정 수단과, 상기 설정 수단에 의해 설정된 제1 수광 영역에 배치되어 있는 수광 소자로부터의 출력 신호에 의거해, 검사 영역 내에 존재하는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 설정 수단은, 상기 수광 영역을, 상기 제1 방향의 폭이, 상기 제1 방향과 대략 수직 방향의 폭보다도 넓어지도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 3의 발명은, 청구항 2의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 설정 수단은, 상기 수광 영역을 직사각형으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 4의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 투광 수단은, 광축에 대략 수직인 단면 형상이 직사각형인 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 5의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 수광 수단으로부터의 출력 신호에 의거해, 상기 수광 수단의 수광 상황을 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 6의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 검출 수단은, 상기 수광 영역에서 수광되는 상기 레이저광의 광량이 소정의 임계치 미만으로 감소한 경우에, 상기 물체를 검출했다고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 7의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 검출 수단은, 상기 수광 수단에 의해서 소정의 주기로 생성되는 복수회 분의 출력 신호에 의거해, 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 8의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 투광 수단이 상기 이동 수단에 의해서 이동하는 경우에서, 상기 레이저광이 상 기 지지 수단에 지지된 상기 기판의 단부를 통과하게 되기까지 동안, 상기 레이저광이 상기 수광 영역에 배치되어 있는 수광 소자에 수광되지 않도록, 상기 레이저광을 차폐하는 차폐 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 9의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 수광 소자는, CCD 소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 10의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 검출 수단은, 상기 수광 영역에서의 광량 분포를 검출하고, 상기 물체가 존재하지 않을 때의 광량 분포에서의 피크 에지의 위치에 의거해 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 11의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 검사 영역에 인접하는 차폐 영역에서, 상기 투광 수단으로부터 조사된 레이저광 중 상기 수광 영역에 입사하는 레이저광을 차폐하는 차폐 수단을 더 구비하고, 상기 검출 수단은, 소정 시간 동안에 상기 수광 수단으로부터 출력된 수광량에 의거해, 상기 소정 시간 동안의 수광량의 감소 상태를 감시하면서, 상기 물체를 검출하는 제1 검출 수단을 구비하고, 상기 검사 영역과 상기 차폐 영역과의 경계는, 상기 지지 수단에 지지된 상기 기판의 단부 위치에 따라 결정되고, 상기 이동 수단은, 상기 수광 영역이 상기 차폐 영역에 포함되도록 배치되어 있는 상기 수광 수단을, 상기 수광 영역이 상기 검사 영역에 포함되도록 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 12의 발명은, 청구항 11의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 제1 검출 수단은, 상기 소정 시간 동안에, 상기 수광량이 소정 임계치 이상 감소한 것을 검출하여, 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 13의 발명은, 청구항 11의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 제1 검출 수단은, 상기 소정 시간 동안에, 상기 수광량의 감소가 소정 임계치 시간 이상 계속된 것을 검출하여, 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 14의 발명은, 청구항 11의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 슬릿 노즐을 상기 제1 방향으로 이동시키는 노즐 이동 수단과, 상기 제1 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 노즐 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 15의 발명은, 청구항 11의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 물체의 검출을 개시하기 전에, 상기 이동 수단은, 상기 수광 영역이 상기 차폐 수단에 의해서 차폐되지 않은 위치에 배치되어 있는 상기 수광 수단을, 상기 수광 영역이 상기 차폐 영역에 포함되도록 이동시키고, 상기 제1 검출 수단은, 상기 투광 수단 및 상기 수광 수단의 동작 상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 16의 발명은, 청구항 11의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 검출 수단은, 상기 수광 수단에 의해 출력되는 수광량과, 소정의 임계치를 비교함으로써, 상기 검사 영역 내에 존재하는 물체를 검출하는 제2 검출 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 17의 발명은, 청구항 1의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 설정 수단은, 상기 수광 가능 영역 내에 상기 수광 영역으로서 제1 수광 영역 및 제2 수광 영역을 설정하고, 상기 검출 수단은, 상기 제1 수광 영역으로부터 출 력되는 제1 수광량에 의거해, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 제3 검출 수단과, 상기 제2 수광 영역으로부터 출력되는 제2 수광량에 의거해, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 제4 검출 수단과, 상기 제3 검출 수단 및 상기 제4 검출 수단의 검출 결과에 따라, 검출된 물체의 종류를 판정하는 판정 수단을 구비하고, 상기 설정 수단은, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 존재하지 않는 상황에서, 상기 레이저광이 입사하지 않는 영역을 포함하도록 상기 제1 수광 영역을 설정하고, 상기 레이저광이 입사하는 영역을 포함하도록 상기 제2 수광 영역을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 18의 발명은, 청구항 17의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 제3 검출 수단은, 상기 제1 수광량이 상한 임계치보다 증가한 경우에, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 19의 발명은, 청구항 17의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 판정 수단은, 상기 제3 검출 수단에 의해서 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 상기 물체는 융기한 상기 기판이라고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 20의 발명은, 청구항 17의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 제4 검출 수단은, 상기 제2 수광량이 하한 임계치보다 감소한 경우에, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 21의 발명은, 청구항 17의 발명에 관한 기판 처리 장치로서, 상기 판정 수단은, 상기 제4 검출 수단에 의해서 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 상기 물체는 상기 기판의 표면에 존재하는 표면 이물이라고 판정하는 것을 특징으로 한다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명이 적합한 실시의 형태에 관해서, 첨부의 도면을 참조하면서, 상세히 설명한다.
<1. 제1 실시 형태>
<1.1 구성의 설명>
도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 정면도이다. 도 2는, 기판 처리 장치(1)에서의 투광부(45)의 주변부의 확대도이다. 또한, 도 1 및 도 2에서, 도시 및 설명의 형편상, Z축 방향이 연직(鉛直) 방향을 나타내고, XY 평면이 수평면을 나타내는 것으로 정의하는데, 이들은 위치 관계를 파악하기 위해서 편의상 정의하는 것이고, 이하에 설명하는 각 방향을 한정하는 것은 아니다. 이하의 도면에 대해서도 동일하다.
기판 처리 장치(1)는, 액정 표시 장치의 화면 패널을 제조하기 위한 각(角)형 유리 기판을 피처리 기판(90)으로 하고, 기판(90)의 표면에 형성된 전극층 등을 선택적으로 에칭하는 프로세스에서, 기판(90)의 표면에 레지스트액을 도포하는 도포 장치로 구성되어 있다. 따라서, 이 실시의 형태에서, 슬릿 노즐(41)은 기판(90)에 대해 레지스트액을 토출하도록 되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 액정 표시 장치용의 유리 기판뿐만 아니라, 일반적으로, 플랫 패널 디스플레이용의 다양한 기판에 처리액(약액)을 도포하는 장치로서 변형 이용할 수도 있다. 또한, 기판(90)의 형상은 각형인 것에 한정되지 않는다.
기판 처리 장치(1)는, 피처리 기판(90)을 얹어 지지하기 위한 지지대로서 기능하는 동시에, 부속하는 각 기구의 기대(基台)로서도 기능하는 스테이지(3)를 구비한다. 스테이지(3)는 직방체 형상의 일체의 석제(石製)이고, 그 상면(지지면(30)) 및 측면은 평탄면으로 가공되어 있다.
스테이지(3)의 상면은 수평면으로 되어 있고, 기판(90)의 지지면(30)으로 되어 있다. 지지면(30)에는 다수의 진공 흡착구(도시하지 않음)가 분포하여 형성되어 있다. 기판 처리 장치(1)에서 기판(90)을 처리하는 동안, 이 진공 흡착구가 기판(90)을 흡착함으로써, 스테이지(3)가 기판(90)을 소정의 수평 위치로 유지한다.
스테이지(3)의 윗쪽에는, 이 스테이지(3)의 양측 부분으로부터 대략 수평으로 걸쳐지는 가교 구조(4)가 설치된다. 가교 구조(4)는, 카본 화이버 수지를 골재로 하는 노즐 지지부(40)와, 그 양단을 지지하는 승강 기구(43, 44)와, 이동 기구(5)로 주로 구성된다. 노즐 지지부(40)에는, 슬릿 노즐(41)이 부착되어 있다.
수평 Y축 방향으로 뻗는 슬릿 노즐(41)에는, 슬릿 노즐(41)로 약액(레지스트액)을 공급하는 배관이나 레지스트용 펌프를 포함하는 토출 기구(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 슬릿 노즐(41)은, 레지스트용 펌프에 의해 레지스트액이 보내지고, 기판(90)의 표면을 주사함으로써, 기판(90)의 표면의 소정 영역(이하,「레지스트 도포 영역」으로 칭한다)에 레지스트액을 토출한다.
기판 처리 장치(1)에서는, 도포 처리에서, 도포 영역과 슬릿 노즐(41)이 가장 근접하기 때문에, 최저한, 도포 영역에 대해서 물체(처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체)의 검출을 행할 필요가 있다. 또한, 본 실시의 형태에서, 슬릿 노즐(41)은 (-X) 방향으로 이동하면서, 레지스트액을 토출한다. 즉, 기판 처리 장치(1)의 도포 방향은, (-X) 방향이다.
승강 기구(43, 44)는 슬릿 노즐(41)의 양측으로 분리되고, 노즐 지지부(40)에 의해 슬릿 노즐(41)과 연결되어 있다. 승강 기구(43, 44)는 슬릿 노즐(41)을 병진적(竝進的)으로 승강시키는 동시에, 슬릿 노즐(41)의 YZ 평면 내에서의 자세를 조정하기 위해서도 이용된다.
가교 구조(4)의 양단부에는, 스테이지(3)의 양측의 가장자리측에 따라 떨어져 배치된 이동 기구(5)가 고정 설치된다. 이동 기구(5)는, 주로 한쌍의 AC 코어리스 리니어 모터(이하, 간단히,「리니어 모터」라고 약칭한다)(50)와, 한쌍의 리니어 인코더(51)로 구성된다.
리니어 모터(50)는, 각각 고정자 및 이동자(도시하지 않음)를 구비하고, 고정자와 이동자의 전자적 상호 작용에 의해서 가교 구조(4)(슬릿 노즐(41))를 X축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 생성하는 모터이다. 또한, 리니어 모터(50)에 의한 이동량 및 이동 방향은, 제어부(7)로부터의 제어 신호에 의해 제어 가능하게 되어 있다.
리니어 인코더(51)는, 각각 스케일부 및 검출자(도시하지 않음)를 구비하고, 스케일부와 검출자의 상대적인 위치 관계를 검출하여, 제어부(7)에 전달한다. 각 검출자는 가교 구조(4)의 양 단부에 각각 고정 설치되고, 스케일부는 스테이지(3)의 양측에 각각 고정 설치되어 있다. 이에 따라, 리니어 인코더(51)는 가교 구조 (4)의 X축 방향의 위치 검출을 행하는 기능을 갖고 있다.
가교 구조(4)의 양측에 고정 설치된 이동 기구(5)에는, 또한 투광부(45) 및 수광부(46)가 부착되어 있다. 이러한 구조에 의해, 이동 기구(5)는, 슬릿 노즐(41), 투광부(45) 및 수광부(46)를 일체적으로 X축 방향으로 이동시킨다. 따라서, 투광부(45)와 수광부(46)와의 상대적인 위치 관계는 거의 일정하게 유지되고, 또한, 슬릿 노즐(41)의 도포 방향과, 투광부(45) 및 수광부(46)의 이동 방향과는 대략 평행(본 실시의 형태에서는 대략 동일한 방향)하게 된다.
도 3은 투광부(45)가 수광부(46)를 향해 레이저광(L)을 조사하는 모습을 도시하는 개념도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 수광부(46)는 투광부(45)와 (+Y)방향으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 도 3에 도시하는 굵은 선 화살표는, 레이저광(L)의 광축 방향을 나타낸다. 본 실시의 형태에서, 레이저광(L)의 광축 방향은, 거의 (+Y)방향으로 되어 있다.
투광부(45)는, 반도체 레이저를 구비하고, 이에 따라 레이저광(L)을 조사한다. 레이저광(L)은, 광축에 대략 수직인 면에서의 단면 S의 형상이, X축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형이다. 이러한 직사각형의 레이저광은, 스폿 형상의 레이저광에 비해서, 광축 거리에 대한 광속 밀도의 저하율이 낮고, 수광부(46)에서의 직경의 확대가 억제된다. 따라서, 직사각형의 레이저광(L)을 이용함으로써, 기판 처리 장치(1)는, 물체의 Y축 방향의 위치의 차이에 기인하는 검출 정밀도의 저하를 어느 정도 억제할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서, 단면 S의 사이즈는, 1.0(㎜)×5.0(㎜)로 하는데, 물론 이 사이즈에 한정되는 것은 아니다. 또한, 단면 S의 사이즈는, 수광 영역(48)의 사이즈보다도 큰 것이 바람직하다.
수광부(46)는, 복수의 CCD 소자(수광 소자)를 구비하고, 이들 CCD 소자가 2차원적으로 배열한 구조를 형성하고 있다. 각 CCD 소자는, 각각의 위치에서, 입사한 광을 수광하고, 수광한 광의 광량에 따른 전기 신호(출력 신호)를 제어부(7)를 향해 출력한다.
도 4는, 복수의 CCD 소자에 의해서 형성되는 수광 가능 영역(47) 및 수광 영역(48)을 도시하는 도면이다.
수광 가능 영역(47)은, 수광부(46)가 구비하는 모든 CCD 소자에 의해서 형성되는 영역이다. 즉, 수광부(46)는, 수광 가능 영역(47)에 입사하는 광을 CCD 소자군에 의해서 수광할 수 있다. 수광 가능 영역(47)의 Z축 방향의 폭은, 레이저광(L)의 단면 S의 Z축 방향의 폭에 비해서 충분한 넓이를 갖고 있다.
수광 영역(48)은, 오퍼레이터로부터의 입력에 따라서 제어부(7)에 의해, 수광 가능 영역(47) 내의 임의의 위치에 설정되는 영역이다. 즉, 제어부(7)는, 본 발명의 설정 수단의 기능을 가지고 있다. 도 4로부터 명백하듯이, 수광 영역(48)은, X축 방향의 폭이 Z축 방향의 폭보다도 넓어지도록 설정되는 직사각형의 영역이다.
또한, 상세한 것은 후술하는데, 기판 처리 장치(1)의 제어부(7)는, 수광 영역(48)에 배치되어 있는 CCD 소자로부터의 출력 신호에 의거해, 물체의 검출을 행한다. 즉, 제어부(7)는, 주로 본 발명의 검출 수단에 상당하는 기능을 가진다.
종래의 수광부는, 수광 가능 영역(47)에 상당하는 영역에 입사한 레이저광을 렌즈 등으로 집광하고, 집광한 광의 광량을 포토다이오드 등으로 검출했다. 이러한 구성에서는, 상기 영역에 입사한 광의 전체 광량은 검출할 수 있지만, 해당 영역내의 각 위치에서의 광량을 개별로 검출하는 것은 불가능하다. 그러나, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 수광부(46)가 CCD 소자군으로 구성되어 있으므로, 제어부(7)가 각 CCD 소자마다 출력 신호를 식별할 수 있다. 따라서, 제어부(7)가 수광 가능 영역(47) 내에 수광 영역(48)을 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 종래의 수광부를 구성하는 포토다이오드 등은 수광한 광량에 따른 출력 신호를 연속적으로 출력하는데, CCD 소자는 소정의 주기(이하,「주기 T」로 칭한다)마다 출력 신호를 출력한다. 본 실시의 형태에서, 주기 T는 16.7(ms)로 하는데 물론 이에 한정되는 것은 아니고, 주기 T는 제어부(7)의 연산 속도, 슬릿 노즐(41)의 주사 속도, 혹은 검출하고자 하는 간섭물의 크기 등에 따라 설정된다.
또한, 본 실시의 형태에서, 수광 가능 영역(47)의 사이즈는, Z축 방향이 3.2(㎜), X축 방향이 3.5(㎜)이다. 또한, 수광 영역(48)의 사이즈는, Z축 방향이 1.0(㎜), X축 방향이 3.5(㎜)이다. 단, 이 사이즈에 한정되는 것은 아니다.
도 5는, 투광부(45), 수광부(46) 및 차폐판(31)의 배치 관계를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 6은 슬릿 노즐(41), 투광부(45) 및 차폐판(31)의 배치 관계를 도시하는 측면도이다.
도 5에 도시하는 주사 범위(SE0)는, 기판(90) 상에 대한 슬릿 노즐(41)의 주사 범위이다. 보다 자세히 설명하면, 이동 기구(5)가 X축 방향으로 이동함으로써, 슬릿 노즐(41)의 하단(-Z 방향의 단부)이 그리는 궤적 영역(면상태의 영역이 된다) 중, 기판(90)과 슬릿 노즐(41)의 하단이 가장 접근한 상태(레지스트액을 도포할 때의 갭)에 대향하게 되는 영역이다. 즉, 주사 범위(SE0)는, 슬릿 노즐(41)에 의한 주사 중(도포 중)에, 슬릿 노즐(41)이 간섭물과 접촉할 가능성이 높은 영역이다.
기판 처리 장치(1)에서는, 이동 기구(5)에 의해서 슬릿 노즐(41)이 다양한 위치로 이동하는데, 승강 기구(43, 44)가 슬릿 노즐(41)을 충분한 높이 위치로 유지하여 이동하는 경우나, 슬릿 노즐(41)이 기판(90)과 대향하지 않는 위치로 이동하는 경우에는, 슬릿 노즐(41)이 간섭물과 접촉하지 않는다.
또한, 간섭물은, 주사 범위(SE0)(혹은 그 근방)에서 검출되는 물체로서, 슬릿 노즐(41)이 주사 범위(SE0)를 주사 중에 간섭할 가능성이 있는 물체이다. 즉, 간섭물이란, 현실에 슬릿 노즐(41)에 접촉하는 물체뿐만 아니라, 접촉할 가능성이 있는 물체도 포함하는 것이다. 접촉할 가능성이 있는 물체는, 예를 들어, 슬릿 노즐과 접촉하지 않더라도, 도포 처리에서의 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체이다. 간섭물로는, 파티클과 같은 이물질 이외에, 기판(90) 자체가 간섭물이 되는 경우도 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 스테이지(3)와 기판(90)과의 사이에 이물(NG)이 존재하면, 기판(90)이 솟아올라 슬릿 노즐(41)(주사 범위 SEO)과 간섭하기 때문이다.
차폐판(31)은, 레이저광(L)을 거의 완전히 차단하는 판상의 부재로서, 스테이지(3)의 지지면(30)에 부착되어 있다. 차폐판(31)은, 슬릿 노즐(41)과 간섭하지 않도록, 주사 범위(SE0)로부터 Y축 방향으로 벗어난 위치에 배치되어 있다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 차폐판(31)의 (-X)측의 단부와, 기판(90)의 (+X)측의 단부는, 그 X축 방향의 위치가 거의 같아지도록 배치되어 있다. 즉, 투광부(45)로부터 조사되는 레이저광(L)은, 투광부(45)가 이동함으로써, 기판(90)의 윗쪽을 통과하는 위치(기판(90)의 단부 위치보다 (-X)측)로 이동하기까지 사이는, 차폐판(31)에 의해서 차단된다. 따라서, 이 동안, 레이저광(L)은 수광부(46)에 입사하지 않는다. 그리고, 레이저광(L)이 기판(90)의 윗쪽을 통과하는 위치까지 이동하면, 이미 레이저광(L)은 차폐판(31)에 차단되지 않고, 수광부(46)에 수광된다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 투광부(45)(수광부(46))는, 슬릿 노즐(41)에 대해, 도포 방향(슬릿 노즐(41)이 레지스트액을 토출시키면서 이동하는 방향으로서, 슬릿 노즐(41)이 주사 범위(SE0)를 이동할 때의 이동 방향)의 전방 위치에 배치되어 있고, 슬릿 노즐(41)의 도포 방향의 이동에 따라, 동일한 방향으로 이동하면서 간섭물의 검출을 행한다.
또한, 투광부(45)와 슬릿 노즐(41)의 X축 방향의 상대 거리(P)는, 이동 기구(5)에 의해서 슬릿 노즐(41)이 이동하는 속도와, 제어부(7)의 연산 속도에 따라 설정된다. 즉, 수광부(46)로부터의 출력 신호에 따라 제어부(7)가 이동 기구(5)를 제어한 경우에, 간섭물과 슬릿 노즐(41)의 접촉을 충분히 회피할 수 있는 거리가 된다.
도 1로 되돌아가, 표시부(6)는, 터치 패널식의 액정 패널 디스플레이로서, 제어부(7)의 제어에 의해, 각종 데이터를 화면에 표시하는 동시에, 기판 처리 장치 (1)에 대한 오퍼레이터의 지시를 접수하는 기능도 갖는다. 특히, 본 실시의 형태에서의 표시부(6)는, 수광부(46)로부터의 출력 신호에 의거해, CCD 소자군의 수광 상황을 표시한다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 오퍼레이터의 지시를 접수하기 위한 조작부(키보드나 마우스 등)를 별도 구비하고 있다(도시하지 않음).
제어부(7)는, 프로그램에 따라서 각종 데이터를 처리한다. 제어부(7)는, 도시하지 않은 케이블에 의해 기판 처리 장치(1)의 각 기구와 접속되어 있고, 리니어 인코더(51) 및 수광부(46) 등으로부터의 입력에 따라, 스테이지(3), 승강 기구(43, 44), 이동 기구(5) 및 표시부(6) 등의 각 구성을 제어한다.
특히, 제어부(7)는, 수광부(46)의 출력 신호에 의거해, 간섭물의 검출의 유무를 판정한다. 또한, 간섭물을 검출한 경우에는, 수광부(46)의 수광 상태 및 경고 등을 표시부(6)에 표시하는 동시에, 이동 기구(5)를 정지시킴으로써, 슬릿 노즐(41)과 간섭물의 접촉을 회피한다.
이상이 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 구성 및 기능의 설명이다.
<1.2 조정 작업>
기판 처리 장치(1)에서는, 기판(90)에 대해 레지스트액을 도포하는 처리를 행하기 전에, 오퍼레이터에 의해서, 투광부(45) 및 수광부(46)의 Z축 방향의 위치 조정 작업 및 수광 영역(48)을 설정하는 작업이 행해진다.
도 7은 투광부(45)의 위치 조정을 설명하는 도면이다. 투광부(45)는, 조사하는 레이저광(L)이 기판(90)의 표면에 따르도록 Z축 방향의 위치 조정이 행해진 다. 이때, 도 7에 도시하는 바와 같이, 레이저광(L)은 기판(90)에 일부가 차폐되어도 된다. 따라서, 투광부(45)의 Z축 방향의 위치 조정은, 레이저광(L)의 Z축 방향의 폭과 거의 동일한 오차를 허용할 수 있어, 비교적 막연히 조정할 수 있다. 즉, 투광부(45)의 위치 맞춤에서, 엄밀한 조정 작업이 불필요해지므로, 오퍼레이터의 조정 작업의 부담이 경감된다.
또한, 이는 기판(90)의 두께가 레이저광(L)의 Z축 방향의 폭과 거의 같은 범위로 변화해도, 투광부(45)의 위치를 조정하지 않고 대응할 수 있는 것을 의미한다. 즉, 두께가 다른 기판(90)을 처리하는 경우라도, 그 두께의 변화가 소정의 범위 내이면 재조정이 불필요하므로, 조정 작업의 부담을 경감할 수 있다.
투광부(45)의 위치가 결정되면, 오퍼레이터는 수광부(46)의 조정을 행한다. 수광부(46)는, 투광부(45)로부터 조사된 레이저광(L)을 수광 가능 영역(47) 내에 수광하도록 세트된다. 구체적으로는, 수광부(46)의 출력 신호를 표시부(6)에 표시하고, 오퍼레이터는 이 화면을 보면서, 레이저광(L)이 수광 가능 영역(47) 내(중앙부인 것이 바람직하다)에 입사하도록 수광부(46)의 Z축 방향의 위치를 조정한다. 이때 수광부(46)는, 레이저광(L)을 수광 가능 영역(47)의 어딘가에서 수광하면 되므로, 수광부(46)의 Z축 방향의 위치 조정은 비교적 막연해도 된다. 이와 같이, 수광부(46)의 위치 조정 작업에서도, 종래의 장치에 비해서 작업의 부담은 경감된다.
투광부(45) 및 수광부(46)의 위치가 결정되면, 오퍼레이터는 수광 영역(48)의 설정을 행한다. 오퍼레이터는, 표시부(6)에 표시되어 있는 수광 가능 영역(47) 내의 광량 분포를 보면서, 레이저광(L)을 수광하는 CCD 소자가 가장 많이 포함되도록, 수광 영역(48)의 위치를 설정한다.
이와 같이, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 수광부(46)가 CCD 소자군으로 구성되어 있으므로, 수광 가능 영역(47) 내의 각각의 위치에서의 광량을 용이하게 취득하고, 수광 상황(수광 가능 영역(47) 내의 광량 분포)을 표시부(6)에 표시할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는, 수광 가능 영역(47) 내의 어느 영역에 레이저광(L)이 입사하고 있는지를 용이하게 판단할 수 있어, 용이하게 수광 영역(48)의 위치를 지정할 수 있다.
환언하면, 이러한 수법에 의해서, 수광 가능 영역(47) 내에 수광 영역(48)을 설정함으로써, 기판 처리 장치(1)에서는, 수광부(46)의 Z축 방향의 위치를, 비교적 막연하게 조정할 수 있다고도 할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 오퍼레이터가 수광 영역(48)의 Z축 방향의 위치를 지정함으로써, 제어부(7)가 수광 영역(48)의 위치를 설정한다.
또한, 수광 영역(48)을 임의로 설정할 수 있으므로, 레이저광(L)이 광축을 중심으로 다소 기울어지거나, 레이저광(L)의 일부가 기판(90)에 의해서 차폐되어도, 검출 정밀도에 대한 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 투광부(45)의 위치 조정을 엄밀하게 행할 필요가 없어, 오퍼레이터의 부담을 경감시킬 수 있다.
<1.3 동작의 설명>
다음에, 기판 처리 장치(1)의 동작에 관해서 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 각 부의 동작 제어는 특별히 양해를 얻지 않는 한 제어부(7)에 의해 행해진 다.
기판 처리 장치(1)에서는, 오퍼레이터 또는 도시하지 않은 반송 기구에 의해, 소정의 위치에 기판(90)이 반송됨으로써, 레지스트액을 기판(90)의 도포 영역에 도포하는 처리가 개시된다. 여기서, 도포 영역이란, 기판(90)의 표면 중에 레지스트액을 도포하고자 하는 영역으로서, 통상, 기판(90)의 전체 면적으로부터, 가장자리에 따른 소정폭의 영역을 제외한 영역이다.
또한, 처리를 개시하기 위한 지시는, 기판(90)의 반송이 완료한 시점에서, 오퍼레이터가 조작부를 조작함으로써 입력되어도 된다. 또한, 기판(90)이 반출입될 때, 슬릿 노즐(41)은 이동하는 기판(90)과 간섭하지 않도록, 퇴피 위치에 대기한다. 이에 따라, 투광부(45) 및 수광부(46)도 퇴피 위치에 대기(待機)한다.
우선, 스테이지(3)가 지지면(30) 상의 소정의 위치에 기판(90)을 흡착하여 지지한다. 다음에, 이동 기구(5)의 리니어 모터(50)가 투광부(45)(수광부(46))를 검출 개시 위치로 이동시킨다. 또한, 검출 개시 위치란, 투광부(45)와 수광부(46)와의 대향선(레이저광(L)이 조사된 경우의 광축이 되는 선)이 기판(90)의 윗쪽을 통과하지 않는 위치로서, 본 실시의 형태에서는 기판(90)의 (+X)측의 변보다도 투광부(45)가 (+X)측이 되는 위치이다.
앞서 기술한 바와 같이, 이동 기구(5)는, 슬릿 노즐(41), 투광부(45) 및 수광부(46)를 상대 위치를 바꾸지 않고, 일체적으로 X축 방향으로 이동시킨다. 따라서, 이동 기구(5)가, 투광부(45) 및 수광부(46)를 퇴피 위치로부터 검출 개시 위치까지 이동시키면, 동시에 가교 구조(4)도 X축 방향으로 이동한다. 그러나, 슬릿 노즐(41)은, 승강 기구(43, 44)에 의해서 충분한 고도를 유지하고 있으므로, 예를 들어, 이 동안에 슬릿 노즐(41)이 기판(90)의 윗쪽을 통과했다고 해도, 슬릿 노즐(41)과 간섭물이 접촉하는 일은 없다.
투광부(45)(수광부(46))가 검출 개시 위치로 이동하면, 투광부(45)는 레이저광(L)의 조사를 개시한다. 그리고, 제어부(7)는 이동 기구(5)를 제어하고, 투광부(45)(수광부(46))를 (-X) 방향으로 이동시키면서, 간섭물의 검출 처리를 개시한다. 단, 이때 조사된 레이저광(L)은 차폐판(31)에 차폐되므로, 수광부(46)에는 입사하지 않는다.
검출 처리가 개시됨으로써, 투광부(45)(수광부(46))와 함께 가교 구조(4)(슬릿 노즐(41))도 (-X) 방향으로 이동한다. 그러나, 이 동안, 슬릿 노즐(41)은 충분한 고도(높이 위치)를 유지하여 이동하기 때문에, 간섭물과 접촉하는 일은 없다.
투광부(45)(수광부(46))와 함께 가교 구조(4)가 (-X) 방향으로 이동함으로써, 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치까지 이동하면, 제어부(7)는, 리니어 모터(50)를 정지시켜, 가교 구조(4)를 일단 정지시킨다.
또한, 도포 개시 위치란, 슬릿 노즐(41)이 도포 영역의 (+X)측의 단부 윗쪽에 거의 맞는 위치이다. 또한, 리니어 모터(50)가 정지하여, 투광부(45) 및 수광부(46)가 X축 방향으로 이동하지 않고 정지하는 동안, 본 실시의 형태에서의 검출 처리도 정지한다.
다음에, 제어부(7)는, 슬릿 노즐(41)의 YZ 평면에서의 자세가 적정 자세가 되도록, 승강 기구(43, 44)를 제어하고, 노즐 지지부(40)의 위치를 조정한다. 또 한, 적정 자세란, 슬릿 노즐(41)과 도포 영역과의 간격이 레지스트를 도포하기 위해 적절한 간격(본 실시의 형태에서는 50∼200㎛)이 되는 자세이다. 즉, 이에 따라, 슬릿 노즐(41)이 하강하여, 슬릿 노즐(41)의 하단이 주사 범위(SE0)에 도달하게 된다.
기판 처리 장치(1)에서는, 검출 처리에서, 제어부(7)가 간섭물을 검출했다고 판정한 경우에는, 리니어 모터(50)를 정지시킴으로써 슬릿 노즐(41)의 (-X) 방향으로의 이동 동작을 정지시키는 동시에, 표시부(6)에 경보를 출력한다.
따라서, 검출 처리가 개시되고 나서 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치로 이동하기까지 사이에 간섭물이 검출되지 않으면, 기판(90)의 (+X)측의 단부로부터, 투광부(45)(수광부(46))의 위치(도포 개시 위치보다 (-X) 방향으로 상대 거리 P만큼 진행한 위치)까지 사이에서, 간섭물을 발견할 수 없는 것을 의미한다. 따라서, 도포 개시 위치에서, 슬릿 노즐(41)을 적정 자세로 하기 위해서, 슬릿 노즐(41)을 하강시켜도, 슬릿 노즐(41)이 간섭물과 접촉할 위험성은 거의 없다.
슬릿 노즐(41)의 자세 조정이 종료되면, 레지스트용 펌프(도시하지 않음)에 의해 슬릿 노즐(41)에 레지스트액이 보내지고, 슬릿 노즐(41)이 도포 영역에 레지스트액을 토출한다. 그 토출 동작과 동시에, 리니어 모터(50)가 슬릿 노즐(41)을 (-X) 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 기판(90)의 도포 영역이 슬릿 노즐(41)에 의해서 주사되어, 레지스트액이 도포된다.
또한, 레지스트액의 토출은, 자세 조정이 종료하고 나서가 아니어도 된다. 예를 들면, 슬릿 노즐(41)로부터 소량의 레지스트액을 토출시킴으로써 슬릿 노즐 (41)의 선단부에 적절한 액 저장소를 생성하고 나서, 슬릿 노즐(41)을 적정 위치에 강하시켜도 된다. 또한, 슬릿 노즐(41)에 의한 주사의 개시와 동시에, 검출 처리가 재개된다. 즉, 이 이후는, 슬릿 노즐(41)에 의해서 레지스트액이 도포되는 동작과 병행하여, 검출 처리가 행해진다.
이와 같이 기판 처리 장치(1)에서는, 슬릿 노즐(41)의 도포 중(주사 중)에, 검출 처리가 실행됨으로써, 간섭물이 검출된 경우에, 즉시 슬릿 노즐(41)의 이동을 정지시킨다. 이에 따라 기판 처리 장치(1)는 슬릿 노즐(41)과 간섭물과의 접촉을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 슬릿 노즐(41)이나 기판(90) 등이 접촉에 의해 파손되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
또한, 앞서 기술과 같이, 경보를 출력함으로써, 오퍼레이터에게 이상을 알릴 수 있으므로, 복구 작업 등을 효율적으로 할 수 있다. 또한, 경보는 오퍼레이터에게 이상 사태의 발생을 알릴 수 있는 것이면 어떠한 수법이어도 되고, 스피커 등으로부터 경보음을 출력하도록 해도 된다.
또한, 간섭물을 검출한 경우, 제어부(7)는, 레지스트용 펌프를 정지하여 레지스트액의 토출을 정지하고, 리니어 모터(50) 및 승강 기구(43, 44)에 의해 슬릿 노즐(41)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다. 그 후, 기판(90)은 기판 처리 장치(1)로부터 반출된다. 단, 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치로 이동하기까지 사이에 간섭물이 검출된 경우에는, 레지스트액의 토출은 아직 개시되지 않으므로, 레지스트액의 토출을 정지시키는 처리는 행해지지 않는다.
또한, 간섭물이 검출된 경우에 반출되는 기판(90)은, 다른 기판(90)(정상으 로 처리된 기판(90))과 구별하여, 오퍼레이터 또는 반송 기구가 재처리 공정에 반송된다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 이물(NG)이 스테이지(3)에 부착해 있는 경우도 생각할 수 있으므로, 스테이지(3)의 클리닝을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 간섭물이 검출된 경우, 제어부(7)는 검출의 과정(CCD 소자군의 출력)을 표시부(6)에 표시시킨다. 이에 따라, 오퍼레이터는 이후부터 간섭물을 화면으로 확인할 수 있으므로, 적절한 회복 처리를 행할 수 있다.
한편, 검출 처리에서 간섭물이 검출되지 않은 경우, 제어부(7)는 리니어 인코더(51)의 출력에 의거해 슬릿 노즐(41)의 위치를 확인하면서, 슬릿 노즐(41)이 도포 종료 위치로 이동하기까지 도포 처리를 계속한다. 도포 종료 위치란, 슬릿 노즐(41)이 도포 영역의 (-X)측의 단부 윗쪽에 맞는 위치이다.
이와 같이, 대상물이 존재하지 않는 경우에는, 슬릿 노즐(41)에 의한 주사가 도포 영역 전체영역에 대해 행해져, 해당 도포 영역의 전체영역에서의 기판(90)의 표면상에 레지스트액의 층이 형성된다.
슬릿 노즐(41)이 도포 종료 위치로 이동하면, 제어부(7)가 레지스트용 펌프을 정지시켜 슬릿 노즐(41)로부터의 레지스트액의 토출을 정지시키는 동시에, 리니어 모터(50)를 정지시켜 슬릿 노즐(41)의 (-X) 방향으로의 이동을 정지한다. 또한, 이와 병행하여 투광부(45)가 레이저광(L)의 조사를 정지하여, 검출 처리가 종료한다.
레지스트액의 토출이 정지하면, 제어부(7)는, 리니어 모터(50) 및 승강 기구(43, 44)를 제어하여, 슬릿 노즐(41)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다.
슬릿 노즐(41)이 퇴피 위치로 퇴피한 후, 스테이지(3)는 기판(90)의 흡착을 정지하고, 오퍼레이터 또는 반송 기구가 기판(90)을 지지면(30)으로부터 끌어올려, 기판(90)을 다음 처리 공정에 반출한다. 이에 따라, 기판(90)에 대한 도포 처리가 종료한다.
<1.4 검출 처리의 원리>
이상에서 설명한 구성 및 동작에 의해 얻어지는 정보에 의거해, 기판 처리 장치(1)는, 어떠한 경우에 간섭물을 검출했다고 판정하는지를 설명한다. 또한, 검출 처리로서 채용 가능한 수법은 복수 존재하는데, 우선 기판 처리 장치(1)에서의 검출 처리의 이점을 설명한다.
도 8은 종래의 스폿 레이저광을 수광하는 수광부에서의 광량(F)의 변화를 도시하는 개념도이다. 도 9는, 본 실시의 형태에 있어서의 수광부(46)에서의 광량(F)의 변화를 도시하는 개념도이다. 또한, 도 8 및 도 9에서의 시간 △T는 간섭물이 통과하는 시간이고, 변화량 △F는 광량(F)의 변화량이다. 또한, 도 8 및 도 9에서, 간섭물의 조건은, 거의 동일하게 나타나 있다.
스폿 레이저를 이용하는 경우, 레이저광의 단면에서의 주사 방향(X축 방향)의 폭이 좁기 때문에, 간섭물이 비교적 단시간에 통과해 버린다(도 8에서의 시간 △T가 짧다). 예를 들면, 주사 속도를 200(mm/sec)로 한 경우, 1(mm)의 간섭물은 0.005(sec)로 통과해 버린다. 이와 같이, 광량 F가 저하한 상태는 비교적 단시간에 진정되므로, 단시간에 이를 검출하지 않으면 안되고, 종래의 장치에서는, 검출 사이클 시간(CT)을 단축하지 않으면, 간섭물을 놓쳐 버린다는 문제가 있다. 환언 하면, 검출 처리에서, 검출 사이클 시간(CT)이 길어지는 복잡한 연산, 혹은 연산 속도가 느린 제어부(7)를 채용할 수 없다는 문제가 있다.
한편, 본 실시의 형태에 있어서의 기판 처리 장치(1)에서는, 수광 영역(48)의 형상이 주사 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형이다(도 4). 이 때문에, 간섭물이 통과하기까지 시간이 걸려, 광량(F)이 저하한 상태가 비교적 장시간 계속된다. 이에 따라, 기판 처리 장치(1)는, 검출 사이클 시간(CT)을 비교적 길게 할 수 있어, 검출 사이클 시간(CT)이 길어지는 복잡한 연산, 혹은 연산 속도가 느린 제어부(7)를 검출 처리에서 채용할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(1)에서, 수광 영역(48)(수광 가능 영역(47))의 X축 방향의 폭(W)을 결정하는 수법의 일례를 설명한다. 우선, 채용하는 연산 수법 및 제어부(7)의 연산 속도에 따라서, 필요한 검출 사이클 시간(CT)을 결정하고, CT<△T0를 만족하는 △T0를 결정한다. 그리고 슬릿 노즐(41)의 주사 속도(V)로서, W≥V×△T0를 만족하도록 폭(W)을 결정한다. 또한, 슬릿 노즐(41)의 주사 속도(V)는 도포 처리의 조건에 따라 미리 정해지는 값이다.
종래의 이물 검사에서, 레이저광이 기판의 윗쪽을 통과하지 않는 상태에서는, 레이저광은 간섭물에 차폐되지 않고, 수광되는 광량은 최대값이 된다. 그러나, 레이저광이 수평 방향으로 이동하고, 기판의 단부에 도달하면, 레이저광은 기판에 차폐된 상태로 변화하기 때문에, 수광되는 광량은 저하한다. 따라서, 현재의 광량뿐만 아니라, 과거의 광량을 고려하는 수법을 검출 처리에 이용하면, 기판의 단부를 간섭물로 오인하는 문제가 발생한다.
그러나, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 레이저광(L)이 기판(90)의 윗쪽을 통과하지 않는 상태에서는, 차폐판(31)에 의해서 레이저광(L)이 차단된다(광량 F≒0). 이러한 구조로 되어 있으므로, 레이저광(L)이 기판(90)의 단부에 도달했을 때, 광량(F)은 과거의 광량(F)보다 증가한다.
또한, 기판 처리 장치(1)는, 광량(F)의 증가에 의해서, 간섭물을 검출했다고 판정하지 않는다. 따라서, 기판 처리 장치(1)는, 과거의 광량에 의거해 간섭물을 검출하는 수법을 이용한 경우라도, 차폐판(31)을 구비함으로써, 기판(90)의 단부를 간섭물로서 오인하는 일은 없다.
다음에, 검출 처리로서 채용 가능한 수법을 몇 개의 예시로 설명한다. 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 앞서 기술과 같이, 검출 사이클 시간(CT)을 비교적 길게 할 수 있으므로, 복수의 연산 수법을 조합하여 간섭물을 검출하도록 하는 것이 가능하다. 단, 어느쪽 수법이나 수광부(46)로부터의 출력 신호에 의거해, 제어부(7)가 연산에 의해 구하는 값에 의해서, 간섭물의 유무를 판정한다.
<1.4.1 단순 비교법>
수광 영역(48)을 구성하는 CCD 소자로부터의 출력 신호를 합산함으로써, 광량(F)을 구하고, 이를 미리 설정해 놓은 임계치(Q)와 비교하여 판정하는 방법이다. CCD 소자의 순간적 출력에 의해서만 판정 가능하므로, 시간 경과가 문제가 되지 않고, 판정에 요하는 시간이 다른 수법에 비해서 짧다는 이점이 있다.
또한, 단순 비교법에서의 임계치(Q)는, 광량(F)과 비교되는 값이므로, 간섭물이 존재하지 않는 경우의 광량(F)(이하,「기준 광량 F0」으로 칭한다)을 기준으 로 하여 정할 필요가 있다. 한편, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 기판(90)의 두께가 기판(90)마다 변화하고, 이에 따라 레이저광(L)의 차폐량이 변화한다. 따라서, 기준 광량(F0)은 기판(90)의 두께에 따라 변화하는 값이다. 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 단순 비교법을 이용하는 경우, 오퍼레이터가 수광 영역(48)을 설정했을 때에 광량(F)을 측정하고, 이를 기준 광량(F0)으로 하여, 이를 기준(100%)으로 임계치(Q)를 설정하는 것으로 한다. 이와 같이, 기판(90)마다 기준 광량(F0)을 측정함으로써, 기판(90)의 두께의 변화에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 검출 개시 위치로부터 레이저광(L)의 조사가 개시되는데, 이때 레이저광(L)은 차폐판(31)에 차폐되므로, 수광부(46)에는 수광되지 않는다. 즉, 이때의 광량(F)은 거의「0」이므로, 검출 개시 위치로부터 단순 비교법을 실행하면 차폐판(31)을 간섭물로 오인한다. 따라서, 기판 처리 장치(1)에서 단순 비교법을 이용하는 경우, 레이저광(L)의 조사를 개시한 시점에서가 아니라, 수광부(46)에 의해서 레이저광(L)을 검출하고 나서(일단 광량(F)의 값이「0」보다 커지고 나서), 단순 비교법에 의한 검출 처리를 개시한다.
<1.4.2 지연 비교법>
단순 비교법과 마찬가지로 광량(F)을 구하고, 소정 시간 전에 구한 광량(F1)과 비교하여, 광량(F)이 과거의 광량(F1)보다 임계치(Q) 이상 작은 경우(F1-F≤Q)에, 간섭물을 검출했다고 판정하는 방법이다.
본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서, CCD 소자로부터의 출력 신호 는 주기(T)로 생성되기 때문에, 광량(F)은 주기(T) 마다 연산된다. 즉, 본 실시의 형태에서, 지연 비교법을 이용하는 경우, 구체적으로 광량(F)과, 시간(NT)(N은 자연수)만큼 전에 연산된 광량(F1)을 비교한다.
지연 비교법에서의 임계치(Q)는, 광량(F)의 변화량 △F(F1-F)와 비교되는 값이므로, 기준 광량(F0)을 고려하지 않고, 검출하고 싶은 간섭물의 크기에 따라 설정할 수 있다. 따라서, 지연 비교법을 이용하는 경우에는, 기판(90)마다 기준 광량(F0)을 미리 측정할 필요가 없다. 본래, 오퍼레이터에 의한 수광 영역(48)의 설정은, 기판(90)의 가공 정밀도 오차 정도에서는, 설정하여 고칠 필요가 없는 사항이다. 따라서, 지연 비교법을 이용함으로써, 두께에 관해서 동일 규격(가공 정밀도 오차는 존재한다)의 기판(90)을 처리하는 동안은 기준 광량(F0)을 측정할 필요가 없으므로, 오퍼레이터의 부담은 경감된다.
<1.4.3 2단계 비교법>
단순 비교법 혹은 지연 비교법에 의해서, 일단 간섭물이 존재한다고 판정된 후에, 이때의 광량(F)과, 소정 시간 후의 광량(F2)을 비교하여, 광량(F)이 광량(F2) 이상인 경우에, 실제로 간섭물을 검출했다고 판정하는 방법이다.
도 10은 비교적 작은 간섭물에 의한 수광부(46)의 광량(F)의 변화를 도시하는 개략도이다. 도 11은 노이즈에 의한 수광부(46)의 광량(F)의 변화를 도시하는 개략도이다.
도 10과 도 11을 비교하면 명백한 바와 같이, 작은 간섭물이나 노이즈가 존재한 경우, 어느 것이나 변화량 △F가 작다는 특성이 있다. 따라서, 단순 비교법 이나 지연 비교법에서, 작은 간섭물을 검출하고자 하면, 노이즈에 의한 오류 검출이 빈발한다. 즉, 단순 비교법이나 지연 비교법에서는, 작은 간섭물과 노이즈를 구별할 수 없다.
그러나, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 수광 영역(48)이 주사 방향으로 긴 직사각형이므로, 광량(F)이 저하한 상태가 비교적 장시간 계속된다(도 10에서의 시간 △T는 도 11에 비해서 길다).
시간 △T는 간섭물의 X축 방향의 크기에 따라 변화하는데, 그 최단 시간(이하, 「시간 △T0」로 칭한다)은, 레이저광(L)의 주사 속도와 수광 영역(48)의 주사 방향의 폭에 의해 보증된다. 이는, 아무리 작은 간섭물의 경우라도, 레이저광(L)을 가로지르는 동안은 광량(F)이 저하하기 때문이다.
이에 대해, 순간적으로 발생하는 노이즈에 의해서 광량(F)이 저하하는 경우는, 광량(F)의 저하 상태는 그다지 장시간 지속되지 않는다(도 11에서의 시간 △T는 짧다).
그래서, 2단계 비교법에서는, 작은 간섭물을 놓치지 않도록 임계치(Q)를 엄격히 설정하는 동시에, 소정 시간 후(시간 △T0 이내)의 광량(F)과 비교하여, 광량(F)이 저하한 상태가 계속되는 경우에는, 노이즈가 아니라, 간섭물을 검출했다고 판정한다.
또한, 간섭물이 수광부(46)에 가까운 위치에 존재하는 경우, 전술과 같이, 레이저광(L)의 차폐량이 저하하기 때문에, 간섭물이 작은 경우와 마찬가지로 변화량 △F의 값이 작아진다. 그러나, 이 경우에도, 간섭물인 한, 시간 △T0은 보증되 므로, 검출가능하다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)에서는, 시간 △T가 비교적 장시간이 되도록 구성함으로써, 감도를 향상시켜도, 노이즈에 의한 오류 검출을 억제할 수 있다. 따라서, 간섭물이 작은 경우나, 간섭물이 수광부(46)에 가까운 위치에 있는 경우라도 검출 가능하고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 소정 시간 후에 광량(F2)을 연산하여 광량(F)과 비교하는 것이 아니라, 단순 비교법에서, 2회 연속으로 간섭물을 검출했다고 판정한 경우에만, 정말로 간섭물을 검출했다고 판정해도 된다.
<1.4.4 적분 비교법>
광량(F)을 소정 시간 분(分)만큼 적분하여, 그 값(Σ)을 임계치(Q)와 비교하고, Σ의 값이 임계치(Q) 이하인 경우에, 간섭물을 검출했다고 판정하는 방법이다.
본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서, CCD 소자로부터의 출력 신호는 주기(T)로 생성되므로, 광량(F)은 주기(T) 마다 연산된다. 즉, 본 실시의 형태에서, 적분 비교법을 이용하는 경우에는, 광량(F)을 소정 회수(N회분: N은 자연수)만큼 합산하여 Σ의 값을 구하여, 임계치(Q)와 비교한다.
Σ의 값은, 변화량 △F가 크고, 또한, 시간 △T가 장기간일수록 작아진다. 전술과 같이, 작은 간섭물이나 수광부(46)에 가까운 간섭물은, 변화량 △F에 의해서 노이즈와 구별하는 것은 어렵다. 그러나, Σ의 값에는 시간 △T의 값이 반영되므로, 임계치(Q)를 적절히 설정함으로써, 노이즈와 간섭물을 구별할 수 있다.
또한, 2단계 비교법은, 가끔 소정 시간 후에도 노이즈가 발생하면 오검출이 발생하는데, 적분 비교법은 회수(N)를 늘림으로써, 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다. 따라서, 회수(N)를 3이상(시간 △T0 내에 취득되는 회수가 바람직하다)으로 하면, 2단계 비교법보다도 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)에서는, 시간 △T가 비교적 장시간이 되도록 구성함으로써, 적분 비교법을 이용해 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 개념적으로, 적분 비교법은, 2단계 비교법을 다단계로 확장함으로써 검출 정밀도를 향상시키는 수법이라고도 할 수 있다.
<1.4.5 미분 비교법>
광량(F)을 미분하여, 그 값(δ)을 임계치(Q)와 비교함으로써 간섭물의 유무를 판정하는 수법이다. 간섭물을 검출하는 경우는, 광량(F)이 감소할 때를 검출하면 충분하므로, 임계치(Q)로는 음수가 설정된다. δ의 값이 이 임계치(Q) 이하인 경우에 간섭물을 검출했다고 판정한다.
노이즈는 다양한 원인으로 발생하는데, 예를 들면 각 CCD 소자마다의 노이즈는, 어느 일정한 발생 확률로 발생하는 것이고, 또한, 그 노이즈의 값도 CCD 소자 1개분이므로, 극히 미소하다. 즉, 그와 같은 노이즈에 의한 광량(F)에의 영향은, 통상, 비교적 완만한 변동으로서 나타나기 때문에, δ의 값은「0」에 가까운 값이 된다. 따라서, 미분 비교법에서는, 이러한 노이즈의 영향은 배제된다.
한편, 간섭물에 의해서 차폐되는 영역의 넓이는, CCD 소자 1개에 의해서 커버되는 영역의 넓이에 비해서 충분히 크기 때문에, 간섭물에 의한 광량(F)의 변화 는 비교적 급격히 발생한다. 따라서, 광량(F)을 미분한 δ의 값에는, 간섭물의 영향이 반영되기 때문에, 간섭물과 노이즈를 구별하여 검출할 수 있다.
<1.4.6 분할 영역 비교법>
수광 영역(48)을 주사 방향으로, M 분할(M은 자연수)하여 소(小)영역을 설정하고, M개의 소영역에 대해서, 각각 포함되는 CCD 소자의 출력 신호를 합산하여 광량(σ)을 구한다(광량(σ)은 M개 구한다). 인접하는 소영역에 대해서 광량(σ)을 비교하여, 그 차 △σ가 임계치(Q)보다 큰 경우에 간섭물이 존재한다고 판정하는 수법이다.
각 CCD 소자마다의 노이즈는, 어느 일정한 발생 확률로 발생하는 것이므로, 수광 영역(48) 내에서의 노이즈 분포는 균등하다고 간주할 수 있다. 따라서, 노이즈가 발생하는 경우라도, 각 소영역에서의 광량(σ)은 거의 일정하다(차 △σ의 값은 작다).
한편, 간섭물이 존재하는 경우에는, 간섭물에 의해서 레이저광(L)이 차폐되어 있는 소영역에서의 광량(σ)과, 레이저광(L)이 차폐되지 않은 소영역에서의 광량(σ)과의 사이에서, 차 △σ는 비교적 큰 값이 된다.
분할 영역 비교법은, 소위 간섭물의 에지가 수광 영역(48) 내에 존재하는 경우에, 이를 검출하는 데 적합하다. 작은 간섭물은, 수광 영역(48)을 완전히 차폐하지 않고, 항상 에지가 수광 영역(48) 내에 존재하게 되므로, 분할 영역 비교법은, 작은 간섭물이라도 검출 가능하다.
또한, 미분 비교법은, 가끔 노이즈가 급격히 발생한 경우에 오류 검출할 가 능성이 있다. 그러나, 미분 비교법에 의해서 간섭물이 존재한다고 판정한 경우에, 또한 분할 영역 비교법을 이용한 판정을 하면, 노이즈와 간섭물을 구별할 수 있으므로, 오류 검출을 억제할 수 있다.
이와 같이, 수광부(46)로서 CCD 소자군을 이용하므로, 각 CCD 소자의 출력 신호를 식별할 수 있다. 따라서, 수광 영역(48) 내에 임의의 소영역을 설정할 수 있으므로, 기판 처리 장치(1)에서는 분할 영역 비교법을 이용해 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<1.4.7 광량 분포 검출법>
간섭물이 존재하는 경우에 수광부(46)(수광 영역(48))에 입사하는 광량이 감소하는 것을 전제로 검출 처리를 행하면, 간섭물을 놓칠 가능성이 있다. 즉, 간섭물이 존재하더라도, 수광 영역(48)에서의 레이저광(L)의 광량이 감소하지 않는 경우도 있다.
예를 들면, 간섭물의 높이(Z축 방향의 사이즈)가, 레이저광(L)의 단면(S)의 Z축 방향의 사이즈보다 작은 경우, 레이저광(L)은, 간섭물에 의해서 차폐되어 반사되는 부분(반사광)과, 간섭물에 영향받지 않고서 직진하는 부분(직접광)으로 분리된다. 그리고, 광로 길이가 다른 광(예를 들면, 반사광과 직접광)이 서로 간섭하면, 수광 영역(48)에 광의 간섭 줄무늬가 형성된다.
도 12는, 간섭 줄무늬가 발생한 경우의 수광 가능 영역(47) 및 수광 영역(48)의 광량 분포를 예시하는 도면이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 광의 간섭 현상이 발생하면, 레이저광(L)의 광도가 강화되는 영역이 형성되므로, 간섭물이 존 재함에도 불구하고, 수광 영역(48) 전체에 입사하는 광량은 충분히 감소하지 않은 상태로 된다.
이러한 상태를 더욱 상세히 설명한다. 이하, 수광 영역(48)은, X축 방향으로 X개의 CCD 소자, Z축 방향으로 Z개의 CCD 소자가 배열되어 배치되는 구조이고, (X×Z)개의 CCD 소자로 구성되어 있는 것으로 설명한다. 또한, 수광 영역(48)을 구성하는 CCD 소자 중, Z축 방향의 위치가 z의 X개의 CCD 소자로부터의 출력을 합산한 값을, 수광량 EVZ(z)로 한다. 수광량 EVZ(z)는, 수광 영역(48)에서의 Z축 방향의 광량 분포를 반영한 값이 된다.
도 13은, 수광량 EVZ(z)에 대해서, 간섭물이 존재하는 경우와, 존재하지 않는 경우를 예시하는 도면이다. 도 13에 도시하는, 그래프 G1은 간섭물이 존재하지 않는 경우의 수광량 EVZ(z)를 나타내고, 그래프 G2는 간섭물이 존재하는 경우의 수광량 EVZ(z)를 나타낸다.
그래프 G1를 보면 명백한 바와 같이, 간섭물이 존재하지 않는 경우, 수광량 EVZ(z)의 값은, z1 부근에서 급격히 상승한다(이하, z1과 같은 위치를「수광량 EVZ(z)의 피크 에지 위치」로 칭한다).
수광 영역(48)에서 Z축 방향의 위치가 낮은 영역(z의 값이 비교적 작은 영역)에서는, 레이저광(L)이 기판(90)에 의해서 차폐되므로, 수광량 EVZ(z)의 값은 비교적 작은 값이 된다. 또한, Z축 방향의 위치가 높은 영역(z의 값이 비교적 큰 영역)에서는, 레이저광(L)이 차폐되지 않고 수광 영역(48)에 입사하므로, 수광량 EVZ(z)의 값은 비교적 큰 값이 된다.
따라서, Z축 방향에서의 수광량 EVZ(z)의 에지 위치는, 간섭물이 존재하지 않는 상태에서는, 기판(90)의 표면의 Z축 방향의 위치에 따라 거의 정해진다. 즉, 수광 영역(48)이 일단 설정되면, 기판(90)의 두께가 변화하지 않고, 또한, 간섭물이 존재하지 않는 한, 수광량 EVZ(z)의 에지 위치는 변화하지 않는다.
한편, 간섭물에 의해서 간섭 줄무늬가 발생하는 상태의 그래프 G2를 보면, 광의 간섭에 의해서, 수광량 EVZ(z)의 값에 복수의 피크(도 13에서는 z3, z4, z5의 위치)가 출현한다. 이들 피크에서는, 간섭물이 존재하지 않는 상태에서의 수광량 EVZ(z)의 최대치를 넘기 때문에, 결과적으로, 수광 영역(48) 전체에서의 수광량(수광량 EVZ(z)의 총량)은, 그래프 G1의 경우와 거의 변하지 않는다(간섭물이 존재함에도 불구하고 충분히 저하하지 않는다).
그래서, 기판 처리 장치(1)의 제어부(7)는, 다른 검출 방법과 병행하여, 광량 분포 검출법을 이용한 검출도 한다. 광량 분포 검출법이란, 수광 영역(48)에서의 광량 분포를 검출하여, 간섭물이 존재하지 않는 경우의 광량 분포와 비교함으로써 간섭물을 검출하는 수법이다.
존재하는 간섭물의 크기나 형상 등에 따라 간섭 줄무늬의 폭은 변화하기 때문에, 수광량 EVZ(z)의 피크 위치를 미리 예측할 수는 없다. 그러나, 간섭 줄무늬가 형성되는 경우, 기판(90)의 표면에 인접하는 영역에는, 반드시 암(暗) 줄무늬가 형성된다. 바꿔 말하면, 광의 간섭에 의해서 명암의 줄무늬가 형성되는 경우, 간섭물이 어떠한 것이라도, 수광량 EVZ(z)의 에지 위치는, (+Z) 방향으로 이동한다. 도 13에 도시하는 예에서는, 간섭물이 존재하지 않는 상태에서 z1에 있던 에지가, 간섭 줄무늬의 발생에 의해서 z2로 이동한다.
즉, 기판 처리 장치(1)에서는, 수광량 EVZ(z)를 연산하고, 그 에지 위치를 검출함으로써, 수광 영역(48)의 광량 분포를 검출한다. 그리고, 광량 분포의 검출 결과에 의거해, 간섭 줄무늬가 발생하는 것을 검출함으로써 간섭물을 검출한다.
구체적으로는, 우선, 간섭물이 존재하지 않는 경우의 수광량 EVZ(z)의 최대치에 따라서 임계치(Q)를 설정하고, Q<EVZ(z)가 되는 최소의 z를 구함으로써, 수광량 EVZ(z)의 피크 에지의 위치를 구한다(도 13에 도시하는 예에서의 z1). z1 및 임계치(Q)의 값은, 예를 들면, 수광 영역(48)을 설정할 때에 미리 구해 둘 수 있다.
또한, 피크 에지의 위치가 예를 들면 z2로 검출되고, z1과 다른 위치에 있을 때에 간섭물을 검출했다고 판정해도 된다.
제어부(7)는, 간섭물이 존재하지 않는 경우의 에지 위치(z1)에서의 수광량 EVZ(z1)를 연산하면서 임계치(Q)와 비교하여, EVZ(z1)＜Q가 된 경우에, 수광량 EVZ(z)의 에지 위치가 간섭 줄무늬에 의해서 이동했다고 판정하고, 간섭물을 검출했다고 판정한다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 광량 분포 검출법을 다른 수법과 별도로 실행하면서, 말하자면 2중으로 검출 처리를 행하므로, 간섭 줄무늬가 발생하는 경우와 같이, 수광 영역(48)에서의 수광량이 감소하지 않는 경우라도, 간섭물을 놓치지 않고 검출할 수 있다.
또한, 광량 분포 검출법에서 광량 분포(간섭 줄무늬가 생기는 것)를 검출하 는 수법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 간섭의 발생에 의해서 수광량 EVZ(z)의 최대치가, 간섭이 발생하지 않는 상태의 최대치 이상으로 상승한 것을 검출해도 된다. 혹은, 검출 중에 실제의 에지 위치(도 13에서의 z2)를 검출하고, z1과 비교해도 된다.
이상과 같이, 기판 처리 장치(1)는, 2차원적인 수광 가능 영역(47)을 가지는 수광부(46)와, 수광부(46)와 대향하는 위치에 배치되고, 수광부(46)를 향해 레이저광(L)을 조사하는 투광부(45)와, 수광 가능 영역(47) 내에 수광 영역(48)을 설정하는 제어부(7)를 구비하고 있고, 제어부(7)가, 수광부(46)로부터의 출력 신호에 의거해, 이동 기구(5)에 의해 슬릿 노즐(41)이 이동할 때에, 슬릿 노즐(41)과 간섭할 가능성이 있는 물체를 검출함으로써, 투광부(45) 및 수광부(46)의 위치 조정이 용이하다. 또한, 수광부(46)가 촬상 소자인 CCD 소자에 의해서 구성되어 있으므로, 수광 가능 영역(47) 내의 각 위치에서의 광량을 식별할 수 있어, 임의의 수광 영역(48)을 설정할 수 있다.
또한, 제어부(7)는, 수광 영역(48)을, 주사 방향의 폭이, Z축 방향의 폭보다도 넓어지도록 설정함으로써, 검출 사이클 시간이 길어져도, 검출 누설을 방지할 수 있다.
또한, 표시부(6)가, 수광부(46)로부터의 출력 신호에 의거해, 수광부(46)의 수광 상황을 표시함으로써, 간섭물의 검출 결과를 오퍼레이터가 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 투광부(45)가 이동 기구(5)에 의해서 이동하는 경우에서, 레이저광(L) 이 기판(90)의 단부를 통과하게 되기까지 동안, 레이저광(L)이 수광부(46)에 수광되지 않도록, 레이저광(L)을 차폐하는 차폐판(31)을 구비함으로써, 기판(90)의 단부를, 슬릿 노즐(41)에 간섭할 가능성이 있는 물체로서 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 승강 기구(43, 44)는, 슬릿 노즐(41)을, 투광부(45) 및 수광부(46)와 독립하여, Z축 방향으로 이동시킨다. 이에 따라 기판 처리 장치(1)는, 슬릿 노즐(41)을 충분한 높이 위치로 퇴피시킨 채로 검출 처리만을 행하는 것이 가능하다. 일반적으로, 기판(90)의 단부 부근은, 기판(90)의 중앙부에 비해서, 간섭물을 놓치기 쉽다. 그러나, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 기판(90)의 단부로부터 도포 개시 위치까지의 사이에서, 슬릿 노즐(41)을, 기판(90)에 근접시키지 않고 이동시킬 수 있다. 따라서, 슬릿 노즐(41)과 간섭물과의 접촉을 억제할 수 있다.
또한, 수광 영역(48)의 Z축 방향의 폭은, 주사 방향으로 균일한 쪽이 바람직하다. 따라서, 본 실시의 형태에서의 수광 영역(48)과 같이, 그 형상은 직사각형인 것이 바람직하다. 그러나, 시간 △T을 길게 한다는 효과는, 수광 영역(48)의 주사 방향의 폭이, 슬릿 노즐(41)의 주사 속도에 대해 충분히 넓으면 되므로, 수광 영역(48)의 형상은 직사각형에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 장축을 주사 방향으로 하는 타원 등이어도 된다.
<2. 제2 실시 형태>
기판 처리 장치에서의 간섭물(검출체)을 검출하는 수법은, 상기 제1 실시 형 태에 기재한 수법에 한정되는 것이 아니라, 이하에 설명하는 제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)가 채용하는 수법이어도 된다.
또한, 제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 제1 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)와 거의 동일한 구성(도 1)을 구비한다. 따라서, 제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 설명에서, 제1 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)와 동일한 구성에 대해서는 같은 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.
<2.1 구성의 설명>
제2 실시 형태에서도, 수광 영역(48)에 배치되어 있는 CCD 소자는, 수광된 레이저광의 광량(수광량)을 제어부(7)에 출력한다. 제2 실시 형태에서는, 이하, 시각 t에서, 수광 영역(48)에 배치되어 있는 CCD 소자로부터 출력되는 수광량의 합산치를,「수광량 EV(t)」로 칭한다. 즉, CCD 소자는 소정의 주기(이하,「주기 T」라고 칭한다)마다 수광량 EV(nT)를 출력한다(n은 0 이상의 정수).
도 14는, 제2 실시 형태에서의 투광부(45), 수광부(46) 및 차폐판(31)의 배치 관계와, 동작 확인 영역(E0), 차폐 영역(E1) 및 검사 영역(E2)을 도시하는 평면도이다. 도 5는, 스테이지(3)에 지지된 기판(90) 및 차폐판(31)의 배치 관계와, 동작 확인 영역(E0), 차폐 영역(E1) 및 검사 영역(E2)을 나타내는 측면도이다.
또한, 차폐판(31)은, 기판(90)의 (+X) 방향 단부의 위치(기판(90)의 사이즈나 지지 위치 등에 따라 변화한다)에 따라, X축 방향의 단부 위치가 조정 가능(v)가 있다. 즉, 도 14에 도시하는 바와 같이, 차폐판(31)의 (-X)측의 단부와, 기판(90)의 (+X)측의 단부는, 그 X축 방향의 위치가 거의 동일하게 되도록 조정되어 있 다.
후술하는 검사 영역(E2)은 기판(90) 윗쪽의 영역이므로, 이러한 조정에 의해, 검사 영역(E2)과 차폐 영역(E1)은 경계에서 서로 인접하는 영역이 된다.
수광부(46)가 이동 기구(5)에 의해서 X축 방향으로 이동함으로써, 수광 영역(48)은, 동작 확인 영역(E0), 차폐 영역(E1) 및 검사 영역(E2)을 순차 이동한다. 바꿔 말하면, 수광 영역(48)은, 동작 확인 영역(E0), 차폐 영역(E1) 및 검사 영역(E2) 중 어느 것을 통과한 레이저광(L)을 수광한다.
동작 확인 영역(E0)이란, 물체의 검출을 개시하기 전에, 수광 영역(48)이 배치되는 영역이다. 상세한 것은 후술하는데, 본 실시의 형태에서는, 동작 확인 영역(E0)을 향해 레이저광(L)을 조사함으로써, 투광부(45)에 의한 레이저광(L)의 조사가 개시된다.
동작 확인 영역(E0)은, 도 14 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 차폐판(31)보다 (+X) 방향으로 어긋난 위치에 있으므로, 동작 확인 영역(E0)을 향해 조사된 레이저광(L)은 차폐판(31)에 의해서 차폐되는 일은 없다. 따라서, 동작 확인 영역(E0)을 향해 조사된 레이저광(L)은, 수광부(46)의 수광 영역(48)에 입사한다.
차폐 영역(E1)이란, 수광 영역(48)에 입사하는 레이저광(L)이 차폐판(31)에 의해서 차폐되는 영역이다. 바꿔 말하면, 투광부(45)에 의해서 차폐 영역(E1)을 향해 조사되는 레이저광(L)은, 차폐판(31)에 의해서 차폐된다.
본 실시의 형태에서는, 차폐판(31)의 X축 방향 및 Z축 방향의 사이즈는, 수광 영역(48)의 X축 방향 및 Z축 방향의 사이즈보다도 커지도록 설계되어 있다. 따 라서, 차폐 영역(E1)에서, 레이저광(L)은 수광부(46)에 의해서 수광되는 일은 없다.
검사 영역(E2)이란, 기판(90)의 표면을 포함하는 영역이다. 본래, 검출해야 할 물체는, 정상적인 상태의 기판(90)의 표면보다도 (+Z) 방향의 영역에 존재한다. 그러나, 본 실시의 형태에서는, 기판(90)의 표면보다도 (-Z) 방향에 존재하는 영역도 검사 영역(E2)에 포함하도록 수광 영역(48)이 설정된다.
이와 같이 설정하는 주요 이유는 오퍼레이터의 작업 부담을 경감하기 위함이다. 즉, 수광 영역(48)이 기판(90)의 표면에 따르도록 엄밀히 설정하고자 하면, 수광 영역(48)의 설정(수광부(46)의 높이 조정)을 고정밀도로 해야하므로, 오퍼레이터의 부담이 증대하기 때문이다. 또한, 두께가 다른 기판(90)을 처리하고자 할 때에, 오퍼레이터는 수광 영역(48)을 재설정해야하므로, 오퍼레이터의 부담이 증대하기 때문이다.
본 실시의 형태에서의 제어부(7)는, 소정의 시간 간격 △t마다, 연산치 CV(t)를 구한다. 구체적으로는, 시각 t에서의 수광량 EV(t)과, △t 시간 전의 수광량 EV(t-△t)에 의거해, CV(t)= EV(t-△t)-EV(t)에 의해 연산치 CV(t)를 구한다. 단, EV(t-△t)-EV(t)≤0일 때는, CV(t)=0으로 한다.
이에 따라, 시간 △t의 동안에 수광량 EV(t)가 감소한 경우에 연산치 CV(t)는 그 감소량에 따른 양의 값이 되어, 시간 △t의 동안에 수광량 EV(t)가 감소하지 않은 경우에 연산치 CV(t)는 「0」이 된다. 즉, 연산치 CV(t)는 시간 △t 동안의 수광량 EV(t)의 감소 상태를 나타내는 값이고, 시간 △t 간격으로 연산된다.
이와 같이, 시간 △t 간격으로 연산되는 연산치 CV(t)를 이용해 검출 처리를 하는 이점은, 노이즈의 영향을 억제하는 것에 있다. 일반적으로 노이즈는 일순간에만 생기는 것이므로, 연산치 CV(t)를 연산하는 순간에 노이즈가 발생하지 않으면, 그 이외의 순간에서 노이즈가 발생했다고 해도, 연산치 CV(t)가 노이즈의 영향을 받는 일은 없기 때문이다.
한편, 검출해야 할 검출체는 X축 방향으로 반드시 폭이 있기 때문에, 수광 영역(48)이 이를 통과하는 동안(이하, 「통과 시간 △PT」로 칭한다), 레이저광(L)은 검출체에 의해서 차폐된다. 따라서, 검출체에 의해서 수광량 EV(t)가 감소하는 경우는, 노이즈에 의해 수광량 EV(t)가 감소하는 경우와 달리, 통과 시간 △PT의 동안, 수광량 EV(t)가 감소한 그대로의 상태로 된다.
즉, △PT＞△t가 되도록 시간 △t을 미리 설정해 놓으면, 연산치 CV(t)는 수광량 EV(t)가 감소하고 있는 동안에 연산된다. 따라서, 제어부(7)는 검출체에 의한 수광량 EV(t)의 감소 상태를 놓치지 않고 검출할 수 있다.
또한, 통과 시간 △PT의 값은, 검출하고자 하는 최소의 검출체의 X축 방향의 사이즈와, 수광 영역(48)의 X축 방향의 사이즈와, 이동 기구(5)에 의한 이동 속도에 따라 구할 수 있다. 이동 속도는 도포 처리에서의 다양한 조건에 의해서 결정되기 때문에, 여기서는 소정치라고 간주할 수 있다. 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 수광 영역(48)의 X축 방향의 사이즈가 비교적 커지도록, 직사각형 레이저를 이용한다. 이에 따라, 스폿 레이저를 이용하는 경우에 비해서 통과 시간 △PT가 길어진다.
통과 시간 △PT가 길어지면, 기판 처리 장치(1)는, 시간 △t를 비교적 큰 값으로 할 수 있다. 시간 △t는, 연산치 CV(t)를 연산하지 않으면 안되는 간격을 나타내는 값이므로, 이 값이 큰 쪽이 연산 빈도가 내려가, 연산을 위한 처리 시간을 충분히 확보할 수 있으므로, 연산 시간 초과에 의해 놓치는 비율이 저하한다.
또한, 시간 △t의 값이 클수록, 노이즈 발생 시각과, 연산치 CV(t)를 연산하는 시각이 일치할 확률이 저하하기 때문에, 연산치 CV(t)에 대한 노이즈의 영향도 저하한다.
즉, 기판 처리 장치(1)는, 단면 S의 형상이 직사각형의 레이저광(L)을 채용함으로써, 스폿 레이저를 이용하는 경우에 비해서, 검출 정밀도가 향상된다.
제어부(7)는, 연산치 CV(t)를 연산할 때에, 연산치 CV(t)와 임계치(후술하는 임계치(b))를 비교하여, 수광량 EV(t)가 임계치(b) 이상 감소한 것을 검출한다. 기판 처리 장치(1)에서, 투광부(45)로부터 떨어진 위치의 검출체를 검출하기 위해서, 검출 감도를 올린다고 해도(임계치(b)의 값을 저하시켰다), 연산치 CV(t)에서의 노이즈의 영향이 억제되어 있으므로, 노이즈에 의한 오류 검출을 억제할 수 있다.
여기서, 수광량 EV(t)가 임계치(b) 이상 감소했는지 여부에 따라, 검출체의 유무를 판정하는 것도 물론 가능하다.
그러나, 이 경우, 연산치 CV(t)를 연산했을 시에, 가끔 노이즈도 발생하면 오검출될 가능성이 있다.
또한, 이 경우, 검출 가능한 검출체의 사이즈를 작게 하고자 하면, 시간 △t 의 값을 작은 값으로 설정해야 하므로, 검출 정밀도가 저하하는 문제가 있다. 그 이유를 이하에 설명한다.
통과 시간 △PT는, 엄밀하게는, 수광량 EV(t)가 감소중인 시간 △DT와, 수광량 EV(t)가 감소한 채로 일정한 상태인 시간 △CT과, 수광량 EV(t)가 상승 중인 시간 △IT와의 합계이다.
여기서, 시간 △DT 및 시간 △IT는, 서로 거의 동일하게, 주로 검출체의 X축 방향의 사이즈와 이동 기구(5)에 의한 이동 속도에 따라 결정되는 값이다. 또한, 시간 △CT는 주로 수광 영역(48)의 X축 방향의 사이즈와 이동 기구(5)에 의한 이동 속도에 따라 정해지는 값이다.
이동 기구(5)에 의한 이동 속도는 전술과 같이 소정치로 간주할 수 있으므로, 수광량 EV(t)가 감소 중인 시간 △DT, 및 수광량 EV(t)가 상승 중인 시간 △IT는 작은 검출체일수록 작은 값이 된다.
한편, 연산치 CV(t)는, 시간 △t의 동안의 수광량 EV(t)의 감소량이므로, 대체로 시간 △DT의 동안 이외는 「0」이 된다. 즉, 수광 영역(48)의 X축 방향의 사이즈를 크게 함으로써 시간 △CT를 길게 했다고 해도, 이 동안, 수광량 EV(t)는 변화하지 않으므로, 연산치 CV(t)는 「0」이다. 따라서, 적어도 시간 △DT의 동안에, 연산치 CV(t)를 연산하지 않으면, 수광량 EV(t)의 감소 상태를 놓치게 된다.
즉, 시간 △t에 대해서는, △PT>△DT>△t의 관계인 것이 바람직하고, 작은 검출체는 시간 △DT가 짧기 때문에, 작은 검출체를 검출하고자 하면 시간 △t의 값도 작은 값인 것이 요구된다. 바꿔 말하면, 검출 정밀도를 향상시키기 위해서 작 은 검출체를 검출하고자 하면, 연산치 CV(t)를 연산하는 간격인 시간 △t을 짧게 설정할 필요가 있고, 이에 따라 반대로 연산치 CV(t)에 관해서 노이즈의 영향이 증대하는 것이다.
그래서, 기판 처리 장치(1)의 제어부(7)는, 시간 △t의 값을 비교적 작은 값으로 설정하고, 시간 △t의 동안에 수광량 EV(t)가 임계치(b) 이상으로 감소한 것을, 노이즈에 의한 경우도 포함시켜 검출한다. 그 대신, 상기 감소 상태의 계속 상황에 의거해, 수광량 EV(t)의 감소 상태가 노이즈에 의해서 생긴 것인지, 검출체에 의해서 생긴 것인지를 판정하여, 검출체를 검출한다.
본 실시의 형태에서의 제어부(7)는, 연산치 CV(t)가 임계치(b) 이상인 것을 검출하면, 이때의 수광량 EV(t)를 기억 장치에 기억한다. 그리고, 그 시각(t)에서 시간 △T만큼 경과했을 시의 수광량 EV(t+△T)이, 기억해 놓은 수광량 EV(t) 이하인 경우에, 수광량 EV(t)의 감소 상태가 계속된다고 판정하여, 검출체를 검출했다고 판정한다.
전술과 같이, 시간 △t의 값을 비교적 작은 값으로 설정하면, 노이즈에 의해, 시간 △t의 동안에 수광량 EV(t)가 임계치(b) 이상으로 감소하는 상태가 빈발하는데, 이를 검출체로 오인하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 처리 장치(1)는, 시간 △t를 비교적 작은 값으로 설정함으로써, 비교적 작은 검출체를 검출할 수 있도록 한 경우라도, 오류 검출을 증가시키지 않는다. 이하, 설명의 형편 상, 이렇게 하여 검출체를 검출하는 처리를 「제1 검출 처리」라고 칭한다.
즉, 제어부(7)는, 본 발명에서의 제1 검출 수단에 상당하는 기능을 갖고 있 다. 또한, 수광량 EV(t)의 감소 상태의 계속 상황은, 시간 △CT가 경과하기 전(수광량 EV(t)가 상승을 시작하기 전)에 확인하는 것이 바람직하므로, 시간 △T의 값은, △CT>△T를 만족하는 값으로서 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 시간 △T는, 연산 간격이므로, 비교적 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 단면 S의 형상이 직사각형의 레이저광(L)을 이용하고 있으므로, 시간 △CT가 스폿 레이저에 비해서 길다. 따라서, 시간 △T의 값으로서 비교적 큰 값을 설정할 수 있으므로, 검출 정밀도가 향상된다.
또한, 수광량 EV(t)의 감소 상태의 계속 상황은, 연산치 CV(t)가 임계치(b) 이상이 되고 나서 시간 △T의 동안에 출력되는 수광량 EV(t)를 적분한 값과, 소정의 임계치를 비교함으로써 판정해도 된다. 혹은, 수광량이 감소하기 전의 수광량 EV(t-△t)과, 수광량 EV(t+△T)를 비교해도 된다. 혹은, 연산치 CV(t)가 임계치(b) 이상으로 되었을 시의 수광량 EV(t)와 수광량 EV(t+△T)를 직접 비교하는 것이 아니라, 연산치 CV(t)가 임계치(b) 이상으로 되었을 시의 수광량 EV(t)의 값에 따라 설정되는 임계치와 비교해도 된다.
또한, 연산치 CV(t)의 값은, 수광량 EV(t)가 일정, 혹은 상승하는 동안은 「0」이다. 즉, 수광량 EV(t)가 변화하는 경우에는, 수광량 EV(t)가 증가하는 경우도 생각할 수 있지만, 이 경우도 연산치 CV(t)는「0」이다. 따라서, 제어부(7)가 연산치 CV(t)를 감시했다고 해도, 이에 따라 수광량 EV(t)의 값이 상승하는 경우를 검출하는 것은 불가능하다. 그러나, 수광량 EV(t)에 의해서 검출체의 검출을 행하 는 수법에서는, 검출체가 존재하면 레이저광(L)은 해당 검출체에 의해서 차폐되어, 수광량 EV(t)는 감소한다고 생각되므로, 반대로 수광량 EV(t)가 상승하는 상태를 검출할 필요는 없다.
제어부(7)는, 수광량 EV(t)를 소정의 임계치(후술하는 임계치(c))와 비교함으로써, 수광량 EV(t)가 임계치(c)보다도 작은 경우에도, 검출체를 검출했다고 판정한다. 이하, 설명의 형편상, 이와 같이 하여 검출체를 검출하는 처리를 「제2 검출 처리」라고 칭한다.
즉, 제어부(7)는, 본 발명에서의 제2 검출 수단에 상당하는 기능을 갖고 있다.
여기서, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서는, 임계치(c)의 값을 비교적 작은 값으로 설정한다. 이에 따라 수광량 EV(t)가 크게 감소하지 않는 한, 수광량 EV(t)는 임계치(c)보다도 작아지는 일은 없으므로, 통상의 노이즈 정도에서는, 임계치(c)에 의해서, 오검출이 발생하는 일이 없다.
제어부(7)가 제1 검출 처리에 의해서 검출체를 검출하는 경우, 보지 못하고 놓치는 것을 방지하기 위해서는, 전술과 같이 △DT＞△t인 것이 필요하다. 그러나, 검출체의 X축 방향의 사이즈가, 검출 가능 사이즈보다 작은 경우, 실제의 시간 △DT는 예측보다도 작아지고, 미리 설정되어 있는 시간 △t에 대해, △DT＜△t로 되는 일도 있다. 이 경우, 예를 들어, 검출체의 Z축 방향의 사이즈가 크더라도 못보고 놓칠 가능성이 있어, 슬릿 노즐(41)과 검출체의 간섭을 회피하는 데에 있어서 문제가 될 수 있다.
그래서, 제어부(7)는, 제1 검출 처리와 제2 검출 처리를 병행하여 실행함으로써, 제1 검출 처리에 의해서 검출체를 검출하는 것이 불가능한 경우라도, 수광 영역(48)이 충분히 차폐되어, 수광량 EV(t)가 노이즈에 의해서 감소하는 경우에 비해서 작아진 경우에는, 검출체를 검출했다고 판정한다.
이에 따라, X축 방향의 사이즈는 작지만, Z축 방향의 사이즈가 큰 물체를, 놓치지 않고, 검출할 수 있다. 따라서, 검출 정밀도가 향상된다.
제어부(7)는, 검출체를 검출한 경우에는, 수광부(46)의 수광 상태 및 경고 메시지 등을 표시부(6)에 표시하는 동시에, 이동 기구(5)를 제어함으로써, 슬릿 노즐(41)과 간섭물(검출체)과의 접촉을 회피하거나, 혹은 도포 처리가 불량 처리로 되는 것을 방지한다.
이상이 제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 구성 및 기능의 설명이다.
<2.2 조정 작업>
제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 제1 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)와 동일한 순서에 의해서 조정하는 것이 가능하므로, 설명을 생략한다.
<2.3 동작의 설명>
다음에, 제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 동작에 관해서 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 각 부의 동작 제어는 특별히 양해를 얻지 않는 한 제어부(7)에 의해 행해진다.
기판 처리 장치(1)에서는, 오퍼레이터 또는 도시하지 않은 반송 기구에 의해, 소정의 위치에 기판(90)이 반송됨으로써, 레지스트액을 기판(90)의 도포 영역 에 도포하는 처리가 개시된다. 여기서, 도포 영역이란, 기판(90)의 표면 중에 레지스트액을 도포하고자 하는 영역으로서, 통상, 기판(90)의 전체 면적으로부터, 가장자리에 따른 소정폭의 영역을 제외한 영역이다.
또한, 기판(90)이 반출입될 때, 슬릿 노즐(41)은 반송되는 기판(90)과 간섭하지 않도록, 퇴피 위치에 대기한다. 이에 따라, 투광부(45) 및 수광부(46)도 퇴피 위치에 대기한다.
또한, 처리를 개시하기 위한 지시는, 기판(90)의 반송이 완료한 시점에서, 오퍼레이터가 조작부를 조작함으로써 입력되어도 된다.
처리가 개시되면, 스테이지(3)가 지지면(30) 상의 소정의 위치에 반입된 기판(90)을 흡착하여 지지한다. 다음에, 이동 기구(5)의 리니어 모터(50)가 투광부(45) 및 수광부(46)를 처리 개시 위치에 이동시킨다. 또한, 처리 개시 위치란, 투광부(45)와 수광부(46)의 대향선(레이저광(L)이 조사된 경우의 광축이 되는 선)이 기판(90)의 윗쪽을 통과하지 않는 위치로서, 본 실시의 형태에서는, 수광부(46)의 수광 영역(48)이 동작 확인 영역(E0)에만 포함되는 위치이다.
전술과 같이, 이동 기구(5)는, 슬릿 노즐(41), 투광부(45) 및 수광부(46)를 상대 위치를 바꾸지 않고, 일체적으로 X축 방향으로 이동시킨다. 따라서, 이동 기구(5)가, 투광부(45) 및 수광부(46)를 퇴피 위치로부터 처리 개시 위치까지 이동시키면, 동시에 가교 구조(4)도 X축 방향으로 이동한다.
그러나, 이때의 슬릿 노즐(41)은, 승강 기구(43, 44)에 의해서 충분한 고도를 유지하고 있으므로, 예를 들어, 이 동안에 슬릿 노즐(41)이 기판(90)의 윗쪽을 통과하였다고 해도, 슬릿 노즐(41)이 검출체와 접촉하는 일은 없다.
투광부(45) 및 수광부(46)가 처리 개시 위치에 이동하면, 투광부(45)는 레이저광(L)의 조사를 개시한다. 이 이후, 조사를 정지하기까지, 투광부(45)에 의한 레이저광(L)의 조사는 계속된다.
처리 개시 위치에서 조사된 레이저광(L)은, 동작 확인 영역(E0)에만 조사되므로, 차폐판(31)에 차폐되지 않고 수광 영역(48)에 입사한다. 또한, 이때의 레이저광(L)은 기판(90)에 의해서 차폐되지도 않으므로, 수광 영역(48)에 입사하는 레이저광(L)의 광량(수광량 EV(t))은 최대치가 된다.
제어부(7)는, 이때의 수광량 EV(t)를, 미리 설정한 임계치(a)와 비교함으로써, 투광부(45)와 수광부(46)가 어느 것이나 정상으로 동작하고 있는지 여부를 판정한다. 구체적으로, 수광량 EV(t)가 임계치(a) 이상인 경우에는「정상」으로 판정하고, 수광량 EV(t)가 임계치(a)보다도 작은 경우에는「동작 이상」으로 판정한다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 검사를 개시하기 전에, 말하자면 초기값(EV1)을 확인하는 처리를 실행함으로써, 투광부(45) 및 수광부(46)의 동작 상태를 판정한다.
이에 따라 투광부(45)로부터 레이저광(L)이 조사되지 않는 경우(예를 들면 반도체 레이저가 고장난 경우)나, 투광부(45)와 수광부(46)와의 위치 관계가 어긋나버린 경우, 혹은 수광부(46)의 CCD 소자의 고장 등의 이상 상태를 검출할 수 있다. 따라서, 기판 처리 장치(1)는, 검사 환경이 이상한 상태 그대로 검사가 행해 지는 것을 방지할 수 있으므로, 검출 정밀도가 향상된다.
또한, 임계치(a)는, 예를 들면, 수광 영역(48)을 설정했을 시에, 수광부(46)로부터 출력되는 수광량에 의거해 설정하고, 기억시켜 둘 수 있다.
처리 개시 위치에서, 동작 상태 「정상」으로 판정하면, 제어부(7)는, 이동 기구(5)를 제어하고, 투광부(45) 및 수광부(46)의 (-X) 방향으로의 이동을 개시시킨다. 이에 따라, 수광 영역(48)은, (-X) 방향으로 연속적으로 이동한다. 또한, 이 이동을 개시하는 시각을 이하,「시각 t0」으로 표시한다.
또한, 제어부(7)는, 이 이동의 개시와 함께, 제1 검출 처리를 개시한다. 즉, 제어부(7)는, 제1 검출 처리를 시각 t0에 개시한다. 단, 실제 검사를 개시하는 시각(이하,「시각 ts」로 표시한다)까지는, 예를 들어, 제1 검출 처리에 의해서 검출체를 검출한 경우라도, 후술하는 바와 같이 이를 검출체로 간주하지 않는다. 또한, 시각 ts는, 시각 t0으로부터의 경과 시간에 의거해 결정되는 시각으로서, 이동이 개시된 시점(시각 t0이 결정된 시점)에서, 필요한 조건에 따라, 미리 정확하게 예정되는 시각이다.
도 16은 수광 영역(48)이 동작 확인 영역(E0)에 포함되는 상태로부터 검사 영역(E2)에 포함되는 상태로 이동하기까지의 수광량 EV(t)의 변화를 예시하는 도면이다. 여기에 나타내는 예에서는, 수광량 EV(t)의 최대치를「EV1」, 동작 확인을 종료하는 시각을「te」로 한다.
시각 t0으로부터 시각 t1까지의 동안, 수광 영역(48)은 동작 확인 영역(E0)에만 포함된다. 이 동안, 레이저광(L)은 차폐되지 않고 수광부(46)에 입사하므로, 수광량 EV(t)는 최대치「EV1」에서 일정하다.
시각 t1으로부터 시각 t2까지의 사이(시간 △DT에 상당한다), 수광 영역(48)은 동작 확인 영역(E0)과 차폐 영역(E1)의 양쪽에 포함된다. 이 동안, 차폐되는 부분이 서서히 증가하기 때문에, 수광량 EV(t)는 서서히 저하한다.
시각 t2로부터 시각 t3까지의 사이(시간 △CT에 상당한다), 수광 영역(48)은 차폐 영역(E1)에만 포함된다. 이 동안, 레이저광(L)은 수광 영역(48)의 모든 위치에서 차폐되기 때문에, 수광량 EV(t)는 최저치「0」에서 일정하다.
또한, 기판 처리 장치(1)에서는, 차폐판(31)의 위치와 사이즈, 및 이동 기구(5)에 의한 이동 속도에 의거해, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 사이에, 시각(te) 및 시각(ts)이 경과하도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면, 수광 영역(48)의 전체가 차폐판(31)에 의해서 차폐된 상태로 되고 나서 동작 확인 처리를 종료하고, 수광 영역(48)이 검사 영역(E2)에 포함되는 상태로 되기 전에, 검사를 개시한다. 차폐판(31)은 수광 영역(48)에 비해서 충분히 X축 방향의 사이즈가 크기 때문에, 이러한 조건을 만족하는 시각(te) 및 시각(ts)은 용이하게 결정할 수 있다.
도 16으로 되돌아가, 시각 t3으로부터 시각 t4까지의 사이(시간 △IT에 상당한다), 수광 영역(48)은 차폐 영역(E1)과 검사 영역(E2)의 양쪽에 포함된다. 이 동안, 차폐되는 부분이 서서히 감소하기 때문에, 수광량 EV(t)은 서서히 상승한다.
시각 t4 이후, 수광 영역(48)은 검사 영역(E2)에만 포함된다. 따라서, 검출체가 존재하지 않는 정상 상태이면, 수광량 EV(t)은 일정하게 된다. 단, 검사 영역(E2)에서는, 수광 영역(48)이 기판(90)에 의해서 일부 차폐되기 때문에, 수광 량 EV(t)는 최대치 「EV1」보다 낮은 값 「EV2」으로 된다.
도 17은 도 16에 도시하는 예에서의 제어부(7)에 의한 연산치 CV(t)의 변화를 예시하는 도면이다. 전술과 같이, 제어부(7)는, 시각 t0에 제1 검출 처리를 개시하므로, 시각 t0(보다 자세히는, 시각 t0+△t) 이후, 제어부(7)에 의해서 연산치 CV(t)가 연산된다.
도 16에서 명백한 바와 같이, 수광 영역(48)이, 동작 확인 영역(E0)으로부터 차폐 영역(E1)으로 이동하는 사이(시각 t1으로부터 시각 t2의 사이)에, 수광량 EV(t)는 감소한다. 따라서, 이 동안, 연산치 CV(t)는 양의 값을 취한다.
차폐판(31)은 충분한 사이즈를 갖고 있다. 따라서, 투광부(45), 수광부(46) 및 제어부(7)에 의한 제1 검출 처리가 정상으로 동작하면, 차폐판(31)은, 시각(te)까지 반드시 검출된다.
제어부(7)는, 시각(ts)까지는 실제의 검사를 개시하지 않으므로, 시각(te)(시각(ts))까지의 사이에, 제1 검출 처리에 의해서 검출체를 검출해도, 이를 검출체로 간주하지 않는다. 즉, 차폐판(31)에 의해서 도포 처리가 정지하는 일은 없다.
한편, 제어부(7)는, 시각(te)까지 제1 검출 처리에 의해서 검출체가 검출되지 않는 경우는, 존재하고 있을 차폐판(31)을 정상으로 검출할 수 없다고 판정하고, 동작 상태를「이상」으로 판정한다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 검사를 개시하기 전에, 차폐판(31)에 의한 유사 검출 처리를 실행함으로써, 검사 환경이 이상한 상태 그대로 검사가 행해지는 것을 방지할 수 있으므로, 검출 정밀도가 향상된다.
또한, 기판 처리 장치(1)에서, 검출체를 검출한 것을 나타내는 신호는, 시각(te)(소정의 시간 경과한 후로서, 수광 영역(48)이 검사 영역(E2)에 도달하는 것보다 전)을 경과한 시점에서 강제적으로 정지시킨다.
이에 따라, 차폐판(31)에 대한 검출 신호와, 검사가 개시된 후(시각(ts) 이후)의 검출 신호를 명확히 구별할 수 있으므로, 오검출 혹은 보지 못하고 놓치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 16으로부터 명백하듯이, 시각(te)으로부터 시각(ts)의 사이, 수광량 EV(t)가 감소하는 일은 없으므로, 제1 검출 처리를 계속해도 검출체가 검출되지 않는다.
여기서, 수광 영역(48)이 차폐 영역(E1)을 통과하도록 구성함에 의한 효과에 관해서 설명한다.
도 18은 차폐판(31)이 존재하지 않는 경우에, 도 16과 동일하게 수광량 EV(t)의 변화를 예시하는 도면이다. 도 19는, 도 18에서의 연산치 CV(t)의 변화를 예시하는 도면이다.
도 18에 도시하는 예에서는, 차폐 영역(E1)에 상당하는 영역이 형성되지 않으므로, 시각(t1)으로부터 시각(t3)의 사이에서, 레이저광(L)이 차폐되는 일은 없다. 따라서, 이 동안, 수광량 EV(t)는 최대치 「EV1」이다.
이러한 상태에서는, 처리 개시 위치(시각 t0)에서의 임계치(a)를 이용한 동작 상태의 확인 처리(초기치 확인 처리)는 가능하지만, 차폐판(31)을 검출함에 의한 동작 상태의 확인 처리(유사 검출 처리)는 행할 수 없다. 이 때문에, 차폐판(31)에 상당하는 구성이 없고, 차폐 영역(E1)에 상당하는 영역이 형성되지 않는 경 우에는, 검출체의 검출 정밀도는 저하한다.
도 18로부터 명백하듯이, 시각(t3)으로부터 시각(t4)의 사이에, 레이저광(L)이 기판(90)에 의해서 차폐되기 때문에, 수광량 EV(t)은 「EV1」으로부터「EV2」로 감소한다. 이 때문에, 도 19에 도시하는 바와 같이, 연산치 CV(t)가 양의 값이 되고, 임계치(b)를 넘는 상태가 된다. 이때, 기판(90)의 X축 방향의 사이즈가 충분히 크기 때문에, 수광량 EV(t)의 감소 상태는, 노이즈의 경우와 달리, 시간 △T을 넘어 계속된다. 즉, 기판(90)의 단부를 노이즈와 같이 시간 경과 관찰에 의해서 분별하는 것은 불가능하다.
이러한 상태에서, 제어부(7)는, 기판(90)의 단부를 검출체로 오인한다. 기판(90)의 단부는 반드시 존재하기 때문에, 기판(90)의 단부를 검출체로 판정해 버리면, 도포 처리를 개시할 수 없다. 따라서, 수광량의 감소를 감시함으로써 검출체를 검출하는 수법에서는, 기판(90)의 단부를 오인하지 않는 것이 필수 조건이다.
이를 회피하기 위해서는, 우선, 임계치(b)를 높게 설정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 기판(90)에 의한 레이저광(L)의 차광량은, 검출해야 할 검출체에 의한 차광량에 비해서 충분히 크기 때문에, 기판(90)의 단부를 검출하지 않기 위해 임계치(b)를 높게 설정하면, 검출체를 놓치는 일이 많아, 실용적이지 않다.
또한, 기판(90)의 단부가 존재하는 위치(본 실시의 형태에서는, X축 방향의 위치)를 예측하고, 이 위치로부터 충분히 센서(투광부(45) 및 수광부(46))가 이동한 위치부터 검사를 개시하는 것도 가능하다. 즉, 시각(ts)에 상당하는 시각을, 시각(t4)에 대해 충분히 지연시킴으로써, 오검출을 방지할 수 있다.
그러나, 이는 기판(90)의 단부로부터, 검사를 개시하는 위치까지의 사이를 검출 불능 영역으로 하는 것을 의미한다. 또한, 기판(90)의 단부를 센서가 통과하는 시각을 정확히 검출할 수 없으므로, 검사 개시 시간을 지연시켜, 검출 불능 영역을 비교적 넓게 설정할 필요가 있어, 이에 의해서도 검출 정밀도가 저하한다.
이에 대해, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 차폐판(31)을 설치함으로써, 검사 영역(E2)에 인접하도록 차폐 영역(E1)을 형성한다. 즉, 수광 영역(48)이 기판(90)의 단부를 주사할 때에, 수광량 EV(t)가 증가하도록 구성되어 있으므로, 이 동안, 연산치 CV(t)는「0」이 된다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 차폐판(31)을 구비하고 있으므로, 검출 정밀도를 저하시키지 않고, 기판(90)의 단부를 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
시각(t0) 이후, 투광부(45)(수광부(46))와 함께 가교 구조(4)(슬릿 노즐(41))도 (-X) 방향으로 이동한다. 그러나, 이 동안, 슬릿 노즐(41)은 충분한 고도(높이 위치)를 유지하여 이동하므로, 간섭물과 접촉하는 일은 없다.
투광부(45)(수광부(46))와 함께 가교 구조(4)가 (-X) 방향으로 이동함으로써, 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치까지 이동하면, 제어부(7)는, 리니어 모터(50)를 정지시켜, 가교 구조(4)를 일단 정지시킨다.
또한, 리니어 모터(50)가 정지하여, 투광부(45) 및 수광부(46)가 X축 방향으로 이동하지 않고 정지해 있는 동안, 본 실시의 형태에서의 검출처리도 일단 정지한다.
다음에, 제어부(7)는, 슬릿 노즐(41)의 YZ 평면에서의 자세가 적정 자세가 되도록, 승강 기구(43, 44)를 제어하고, 노즐 지지부(40)의 위치를 조정한다. 이에 따라, 슬릿 노즐(41)이 하강하여, 슬릿 노즐(41)의 하단이 기판(90)에 근접한다.
기판 처리 장치(1)에서는, 제어부(7)가 검출체를 검출했다고 판정한 경우에, 리니어 모터(50)를 정지시킴으로써 슬릿 노즐(41)의 (-X) 방향으로의 이동 동작을 정지시키는 동시에, 표시부(6)에 경보를 출력하여 대기 상태로 된다.
따라서, 시각(ts)에 검사가 개시되고 나서 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치로 이동하기까지의 사이에 검출체가 검출되지 않으면, 기판(90)의 (+X)측의 단부로부터, 투광부(45)(수광부(46))의 위치(도포 개시 위치보다 (-X) 방향에 상대 거리(P)만큼 진행한 위치)까지의 사이에서, 검출체를 발견할 수 없는 것을 의미한다. 따라서, 도포 개시 위치에서, 슬릿 노즐(41)을 적정 자세로 하기 위해서, 슬릿 노즐(41)을 하강시켜도, 슬릿 노즐(41)이 간섭물과 접촉할 위험성은 거의 없다.
슬릿 노즐(41)의 자세 조정이 종료하면, 레지스트용 펌프(도시하지 않음)에 의해 슬릿 노즐(41)에 레지스트액이 보내지고, 슬릿 노즐(41)이 도포 영역에 레지스트액을 토출한다. 그 토출 동작과 함께, 리니어 모터(50)가 슬릿 노즐(41)을 (-X) 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 기판(90)의 도포 영역이 슬릿 노즐(41)에 의해서 주사되어, 레지스트액이 도포된다.
또한, 레지스트액의 토출은, 자세 조정이 종료하고 나서가 아니어도 된다. 예를 들면, 슬릿 노즐(41)로부터 소량의 레지스트액을 토출시킴으로써, 슬릿 노즐(41)의 선단부에 적절한 액체 저장소를 생성하고 나서, 슬릿 노즐(41)을 적정 위치 로 강하시켜도 된다.
또한, 슬릿 노즐(41)에 의한 주사의 개시와 함께, 검사(검출 처리)가 재개된다. 즉, 이 이후는, 슬릿 노즐(41)에 의해서 레지스트액이 도포되는 동작과 병행하여, 검사가 행해진다.
제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)에서, 검출체가 검출된 경우의 동작 및 검출체가 검출되지 않고 정상으로 도포 처리를 종료하는 경우의 동작은, 제1 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
이상과 같이, 제2 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 소정 시간(△t+△T) 동안에 수광부(46)로부터 출력된 수광량에 의거해, 소정 시간(△t+△T) 동안의 수광량의 감소 상태를 감시하면서, 검사 영역(E2) 내에 존재하는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출함으로써, 임계치(b)를 비교적 낮게 설정하여 검출 감도를 향상시키면서 노이즈의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 수광 영역(48)이 차폐 영역(E1)에 포함되도록 배치되어 있는 수광부(46)를, 수광 영역(48)이 검사 영역(E2)에 포함되도록 이동시킨다. 이에 따라, 스테이지(3)에 지지된 기판(90)의 단부 근방에서 물체를 검출할 때에, 수광부(46)로부터 출력되는 수광량이 상승하기 때문에, 정상 기판(90)을 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체로서 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(7)의 검출 결과에 따라, 이동 기구(5)를 제어함으로써, 슬릿 노즐과 물체의 충돌을 회피할 수 있다. 즉, 사전에 이상 처리를 방지하는 것이 가능하다.
또한, 물체의 검출을 개시하기 전에, 이동 기구(5)는, 수광 영역(48)이 차폐판(31)에 의해서 차폐되지 않는 위치(동작 확인 영역(E0)에 포함되는 위치)에 배치되어 있는 수광부(46)를, 수광 영역(48)이 차폐 영역(E1)에 포함되도록 이동시키는 동시에, 이 동안, 제어부(7)가 제1 검출 처리를 행하여, 투광부(45) 및 수광부(46)의 동작 상태를 판정함으로써, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 수광부(46)의 수광 영역(48)을 구성하는 CCD 소자에 의해 출력되는 수광량 EV(t)과, 임계치(c)를 비교함으로써, 검사 영역(E2) 내에 존재하는 검출체를 검출하는 제2 검출 처리를 행함으로써, 검출 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서의 승강 기구(43, 44)는, 슬릿 노즐(41)을, 투광부(45) 및 수광부(46)와 독립하여, Z축 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 기판 처리 장치(1)는, 슬릿 노즐(41)을 충분한 높이 위치에 퇴피시킨 그대로 검출 처리만을 행하는 것이 가능하다. 일반적으로, 기판(90)의 단부 부근은, 기판(90)의 중앙부에 비해서, 간섭물을 놓치기 쉽다. 그러나, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 기판(90)의 단부로부터 도포 개시 위치까지의 사이에서, 슬릿 노즐(41)을, 기판(90)에 근접시키지 않고 이동시킬 수 있다. 따라서, 슬릿 노즐(41)과 간섭물의 접촉을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 시각(t4)보다 후의 시각을 제2 검출 처리의 개시 시각으로 설정하고, 제2 검출 처리에 의해서 검출체가 검출된 경우는, 제1 검출 처리의 결과에 관계없이, 검출체를 검출했다고 판정한다. 이와 같이, 제1 검출 처리와 제2 검출 처리가 병행하여 실행되는 동안은, 제2 검출 처리에 의해서, 검출체를 놓치는 일을 방지할 수 있으므로, 검출 정밀도가 향상된다.
또한, 수광 영역(48)의 Z축 방향의 폭은, 주사 방향으로 균일한 쪽이 바람직하다. 따라서, 본 실시의 형태에서의 수광 영역(48)과 같이, 그 형상은 직사각형인 것이 바람직하다. 그러나, 시간 △CT를 길게 하는 효과는, 수광 영역(48)의 주사 방향의 폭이, 슬릿 노즐(41)의 주사 속도에 대해 충분히 넓으면 되므로, 수광 영역(48)의 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 예를 들면 장축을 주사 방향으로 하는 타원 등이어도 된다.
<3. 제3 실시 형태>
기판 처리 장치에서의 간섭물(검출체)을 검출하는 수법은, 상기 실시의 형태에 기재한 수법에 한정되지 않고, 이하에 설명하는 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)가 채용하는 수법이어도 된다.
또한, 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 제1 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)와 거의 동일한 구성(도 1)을 구비한다. 따라서, 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 설명에서, 제1 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 적절히, 설명을 생략한다.
<3.1 구성의 설명>
도 20은 제3 실시 형태에서의 수광 가능 영역(47) 내의 명 영역(470) 및 암 영역(471, 472)을, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체(검출체)가 존재하지 않는 경우에 대해서 도시하는 도면이다. 바꿔 말하면, 투광부(45) 및 수광부(46)는, 검 출체가 존재하지 않는 경우에서, 도 20에 도시하는 상태가 되도록 위치 조정된다.
검출체가 존재하지 않는 상태에서, 명 영역(470)은, 레이저광(L)이 차폐되지 않고 직접 입사하기 때문에, CCD 소자로부터 출력되는 수광량의 값이 커지는 영역이다. 또한, 암 영역(471)은, 레이저광(L)의 광로로부터 벗어난 영역이므로, 검출체가 존재하지 않는 상태에서, 레이저광(L)이 입사하지 않고, CCD 소자로부터 출력되는 수광량의 값이 낮아지는 영역이다. 또한, 암 영역(472)은, 레이저광(L)이 스테이지(3)에 지지된 기판(90)에 의해서 차폐되기 때문에, 검출체의 유무에 관계없이 CCD 소자로부터 출력되는 수광량의 값이 낮아지는 영역이다.
도 21은 도 20에 도시하는 수광 가능 영역(47)에 대해 설정되는 제1 수광 영역(48a) 및 제2 수광 영역(48b)을 도시한 도면이다.
제1 수광 영역(48a) 및 제2 수광 영역(48b)은, 오퍼레이터부터의 입력에 따라서 제어부(7)에 의해, 수광 가능 영역(47) 내에 설정되는 영역이다. 본 실시의 형태에서, 제1 수광 영역(48a) 및 제2 수광 영역(48b)은, X축 방향의 폭이 Z축 방향의 폭보다도 넓은 직사각형의 영역으로서 설정된다.
제1 수광 영역(48a)은, 암 영역(471)을 포함하도록 설정되는 영역으로서, 보다 자세히는, 암 영역(471)만 포함하고, 명 영역(470)을 포함하지 않는 영역으로서 설정되는 영역이다. 따라서, 검출체가 존재하지 않는 경우, 제1 수광 영역(48a) 내에는 레이저광(L)이 입사하지 않고, 수광량의 값은 비교적 낮은 값이 된다. 바꿔 말하면, 검출체가 존재하지 않는 경우의 제1 수광 영역(48a)에서의 수광량의 값은, 거의 최저치이다.
제2 수광 영역(48b)은, 명 영역(470)과 암 영역(472)을 포함하고, 암 영역(471)을 포함하지 않도록 설정되는 영역이다. 제2 수광 영역(48b)은, 암 영역(472)을 포함하고 있으므로, 레이저광(L)의 일부가 기판(90)에 차폐된다. 그러나, 기판(90)의 두께가 얇아지지 않는 한, 기판(90)에 차폐되는 영역은 좁아지지 않는다. 따라서, 제2 수광 영역(48b)의 수광량의 값은, 검출체가 존재하지 않는 경우에는 비교적 높은 값이 된다.
또한, 상세한 것은 후술하지만, 기판 처리 장치(1)의 제어부(7)는, 제1 수광 영역(48a) 및 제2 수광 영역(48b)에 배치되어 있는 CCD 소자로부터의 출력 신호에 의거해, 검출체의 검출을 행한다. 제3의 실시 형태에서는, 이하, 제1 수광 영역(48a)에 배치되어 있는 CCD 소자로부터의 출력 신호의 시각(t)에서의 합산치를 수광량 EV1(t)으로 표시한다. 또한, 제2 수광 영역(48b)에 배치되어 있는 CCD 소자로부터의 출력 신호의 시각(t)에서의 합산치를 EV2(t)로 표시한다.
본 실시의 형태에서, 수광 가능 영역(47)의 사이즈는, Z축 방향이 3.2(㎜), X축 방향이 3.5(㎜)이다. 또한, 제1 수광 영역(48a) 및 제2 수광 영역(48b)의 사이즈는, Z축 방향이 1.0(㎜), X축 방향이 3.5(㎜)이다. 단, 이 사이즈에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 수광 영역(48a)은 제2 수광 영역(48b)과 동일한 사이즈로 하고 있지만, 이들은 서로 다른 사이즈여도 된다.
도 22는, 제3 실시 형태에서의 제어부(7)의 기능 구성을 도시하는 블록도이다. 도 22에 도시하는 제1 검출부(70), 제2 검출부(71) 및 판정부(72)는, 제어부(7)가 프로그램에 따라서 동작함으로써 실현되는 기능 구성이다.
제1 검출부(70)는, 수광부(46)의 제1 수광 영역(48a)을 구성하는 CCD 소자로부터의 신호에 의거해, 수광량 EV1(t)을 연산한다. 또한, 수광량 EV1(t)과, 상한 임계치(Q1)를 비교하여, EV1(t)＞Q1이 된 경우에, 검출체를 검출했다고 판정하고, 판정부(72)에 전달한다. 이와 같이, 제1 검출부(70)는, 제1 수광 영역(48a)에 입사하는 레이저광(L)의 광량이 상한 임계치(Q1)보다도 증가한 경우에 검출체를 검출했다고 판정한다. 따라서, 제1 검출부(70)는, 본원의 제3 검출 수단에 상당하는 기능을 가진다.
제2 검출부(71)는, 수광부(46)의 제2 수광 영역(48b)을 구성하는 CCD 소자로부터의 신호에 의거해, 수광량 EV2(t)를 연산한다. 또한, 수광량 EV2(t)와, 하한 임계치(Q2)를 비교하여, EV2(t)<Q2가 된 경우에, 검출체를 검출했다고 판정하고, 판정부(72)에 전달한다. 이와 같이, 제2 검출부(71)는, 제2 수광 영역(48b)에 입사하는 레이저광(L)의 광량이 하한 임계치(Q2)보다도 감소한 경우에 검출체를 검출했다고 판정한다. 따라서, 제2 검출부(71)는, 본원의 제4 검출 수단에 상당하는 기능을 가진다.
다음에, 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)가, 제1 검출부(70) 및 제2 검출부(71)를 구비하는 의미를 설명한다.
도 23은, 주로 제1 검출부(70)에 의해서 검출되는 검출체의 예를 도시하는 도면이다. 도 23에 도시하는 예에서는, 기판(90)이 검출체가 된다.
도 23에 도시하는 바와 같이, 기판(90)의 이면(裏面), 혹은 스테이지(3)의 지지면(30)에 이물(이면 이물(91))이 존재하면, 기판(90)이 융기하므로, 기판(90) 은 슬릿 노즐(41)과 간섭한다. 또한, 예를 들어, 기판(90)이 슬릿 노즐(41)과 간섭하는 높이 위치까지 융기하지 않아도, 이 위치에서 형성되는 박막의 막두께는 다른 위치에 비해서 얇아진다. 이 경우에, 융기한 기판(90)은 도포 얼룩의 원인이라고 할 수 있다. 따라서, 도포 처리에서는, 융기한 기판(90)을 검출할 필요가 있다.
도 24는, 도 23에 도시하는 검출체가 레이저광(L)의 광로 상에 존재하는 순간의 수광 가능 영역(47)의 수광 상황을 도시하는 도면이다. 또한, 도 25는, 도 23에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제1 수광 영역(48a)의 수광량 EV1(t)의 변화를 도시한 도면이다. 또한, 도 26은, 도 23에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제2 수광 영역(48b)의 수광량 EV2(t)의 변화를 도시하는 도면이다.
기판(90)이 융기하는 경우, 기판(90)의 표면 위치는 비교적 완만하게 변화하므로, 기판(90)의 표면에 의해서 반사된 레이저광(L)(반사광)의 일부는, 난반사되지 않고, 수광부(46)에 도달한다. 이 반사광은, 기판(90)의 표면에 의해서 반사되어 있으므로, 그 광로가 원래의 위치보다도 (+Z) 방향으로 밀린다.
이에 따라 암 영역(471) 내에 설정되어 있던 제1 수광 영역(48a)에도, 도 24에 도시하는 바와 같이, 레이저광(L)(반사광)이 입사한다. 제1 수광 영역(48a)에 입사하는 반사광의 광량이 증가하면, 도 25에 도시하는 바와 같이, 수광량 EV1(t)의 값이 상승하여 상한 임계치(Q1)를 넘는 상태가 된다.
전술과 같이, 제1 검출부(70)는, 수광량 EV1(t)가 상한 임계치(Q1)를 넘은 경우, 검출체를 검출한 것을 나타내는 신호를 판정부(72)에 전달한다. 따라서, 제 1 검출부(70)는, 도 23에 도시하는 예에서, 기판(90)을 검출체로서 검출할 수 있다.
본래, 제1 수광 영역(48a)은, 레이저광(L)의 광로 상에서 벗어나므로, 검출체가 존재하지 않는 경우에는 수광량 EV1(t)가 거의「0」이다. 따라서, 제1 검출부(70)는, 수광량 EV1(t)가 상한 임계치(Q1) 이하인 경우에는, 검출체가 존재하지 않는 것으로 간주한다.
한편, 기판(90)이 융기한 경우, 반사나 광의 간섭 등이 생겨, 레이저광(L)이 융기한 기판(90)에 의해서 완전히 차폐되지 않는 경우가 있다. 이러한 현상이 발생하면, 도 24에 도시하는 바와 같이, 제2 수광 영역(48b)에서도 레이저광(L)이 수광된다. 따라서, 제2 수광 영역(48b)에 입사하는 레이저광(L)은 검출체가 존재하지 않는 경우에 비해서 감소하지만, 도 26에 도시하는 바와 같이, 수광량 EV2(t)는 하한 임계치(Q2)에 비해서 충분히 감소하지 않는다.
제2 검출부(71)는, 전술과 같이, 수광량(EV2)이 하한 임계치(Q2) 이하로 된 경우에, 검출체를 검출했다고 판정한다. 따라서, 도 24에 도시하는 현상이 발생한 경우에는, 검출체의 사이즈가 비교적 커도, 이를 검출할 수 없어, 못보고 놓칠 가능성이 있다.
이러한 놓침을 방지하기 위해서는, 하한 임계치(Q2)의 값을, 미리 비교적 큰 값으로서 설정함으로써, 검출 감도를 올리는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우, 제2 검출부(71)는, 수광량 EV2(t)가 조금 감소한 것만으로 검출체를 검출했다고 판정하므로, 노이즈에 의한 오검출이 빈발하게 된다.
이와 같이 기판 처리 장치(1)는, 제1 검출부(70)를 구비하고 있으므로, 제2 검출부(71)의 검출 정밀도에 관계없이, 제2 검출부(71)가 못보고 놓칠 가능성이 있는 검출체를 검출할 수 있다. 즉, 노이즈에 의한 오검출을 억제하면서, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체(기판(90))를 검출할 수 있으므로, 기판 처리 장치(1)의 검출 정밀도가 향상된다.
도 27은, 주로 제2 검출부(71)에 의해서 검출되는 검출체의 예를 도시하는 도면이다.
기판(90)의 표면에 이물(표면 이물(92))이 존재하면, 표면 이물(92)은 슬릿 노즐(41)과 간섭한다. 또한, 표면 이물(92)이 슬릿 노즐(41)과 간섭하는 높이보다 낮아도, 예를 들면, 이 위치에서 형성되는 박막의 막 두께는 다른 위치에 비해서 얇아진다. 이러한 경우, 표면 이물(92)은 도포 얼룩의 원인이라고 할 수 있다. 따라서, 도포 처리에서는, 표면 이물(92)을 검출할 필요가 있다.
도 28은, 도 27에 도시하는 검출체가 레이저광(L)의 광로 상에 존재하는 순간의 수광 가능 영역(47)의 수광 상황을 도시한 도면이다. 또한, 도 29는, 도 27에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제1 수광 영역(48a)의 수광량 EV1(t)의 변화를 도시한 도면이다. 또한, 도 30은 도 27에 도시하는 검출체가 존재하는 경우에서의 제2 수광 영역(48b)의 수광량 EV2(t)의 변화를 도시한 도면이다.
표면 이물(92)이 존재하는 경우, 표면 이물(92)의 표면에 의해서 반사된 레이저광(L)(반사광)은, 난반사되어, 수광부(46)에는 거의 도달하지 않는다. 이 때문에, 암 영역(471) 내에 설정되어 있던 제1 수광 영역(48a)에는, 도 28에 도시하 는 바와 같이, 레이저광(L)이 거의 입사하지 않는다. 따라서, 수광량 EV1(t)은, 도 29에 도시하는 바와 같이, 거의「0」의 상태 그대로 된다.
전술과 같이, 제1 검출부(70)는, 수광량 EV1(t)가 상한 임계치(Q1) 이하인 경우, 검출체는 존재하지 않는 것으로 간주한다. 바꿔 말하면, 제1 검출부(70)는, 조사된 레이저광(L)을, 제1 수광 영역(48a)에 입사하는 방향 이외의 방향으로 반사(혹은 흡수)하는 검출체를 검출할 수는 없다. 따라서, 제1 검출부(70)는, 도 27에 도시하는 예에서, 표면 이물(92)을 검출체로서 검출하는 것은 불가능하고, 표면 이물(92)을 못보고 놓치게 된다.
한편, 표면 이물(92)이 존재하는 경우, 레이저광(L)은 표면 이물(92)에 의해서 거의 완전히 차폐된다. 이 경우, 도 28에 도시하는 바와 같이, 제2 수광영역(48b)에 표면 이물(92)의 그림자가 형성된 상태로 되어, 이 그림자 부분에는 레이저광(L)이 입사하지 않는다. 따라서, 표면 이물(92)의 사이즈가 충분히 큰 경우에는, 제2 수광 영역(48b)에 입사하는 레이저광(L)은 검출체가 존재하지 않는 경우에 비해서 충분히 감소하여, 도 30에 도시하는 바와 같이, 수광량 EV2(t)는 하한 임계치(Q2)보다 작아진다.
제2 검출부(71)는, 전술과 같이, 수광량(EV2)이 하한 임계치(Q2) 이하가 된 경우에, 검출체를 검출했다고 판정하고, 검출체를 검출한 것을 나타내는 신호를 판정부(72)에 전달한다. 따라서, 기판 처리 장치(1)는, 도 27에 도시하는 표면 이물(92)을 검출체로서 검출할 수 있다.
이와 같이 기판 처리 장치(1)는, 제2 검출부(71)를 구비하고 있으므로, 제1 검출부(70)의 검출 정밀도에 관계없이, 제1 검출부(70)가 못보고 놓칠 가능성이 있는 검출체를 검출할 수 있다.
도 22로 되돌아가, 제3 실시 형태에서의 제어부(7)의 판정부(72)는, 제1 검출부(70) 및 제2 검출부(71)의 검출 결과에 따라, 검출된 검출체의 종류를 판정한다.
구체적으로, 제1 검출부(70)에 의해서 검출체가 검출되었다고 판정된 경우에, 검출된 검출체는 이면 이물(91)에 의해서 융기한 기판(90)으로 판정한다. 한편, 제2 검출부(71)에 의해서 검출체가 검출되었다고 판정된 경우에, 검출된 검출체는 기판(90)의 표면에 존재하는 표면 이물(92)이라고 판정한다.
제어부(7)는, 판정부(72)의 판정 결과에 의거해, 전술과 같이, 스테이지(3), 승강 기구(43, 44), 이동 기구(5) 및 표시부(6) 등의 각 구성을 제어하는데, 상세한 것은 후술한다.
이상이 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 구성 및 기능의 설명이다.
<3.2 동작의 설명>
다음에, 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 부의 동작 제어는 특별히 양해를 얻지 않는 한 제어부(7)에 의해 행해진다.
기판 처리 장치(1)에서, 오퍼레이터 또는 도시하지 않은 반송 기구에 의해, 소정의 위치에 기판(90)이 반송됨으로써, 레지스트액을 기판(90)의 도포 영역에 도포하기 위한 처리가 개시된다.
또한, 기판(90)이 반입될 때, 슬릿 노즐(41)은 반송되는 기판(90)과 간섭하지 않는 위치(퇴피 위치)에 대기한다. 이에 따라, 투광부(45) 및 수광부(46)도 퇴피 위치에 대기한다. 또한, 처리를 개시하기 위한 지시는, 기판(90)의 반송이 완료한 시점에서, 오퍼레이터가 조작부를 조작함으로써 입력되어도 된다.
처리가 개시되면, 스테이지(3)가 지지면(30) 상의 소정의 위치에 반입된 기판(90)을 흡착하여 지지한다. 다음에, 이동 기구(5)의 리니어 모터(50)가 투광부(45) 및 수광부(46)를 검사 개시 위치에 이동시킨다. 또한, 검사 개시 위치란, 투광부(45)와 수광부(46)와의 대향선(레이저광(L)이 조사된 경우의 광축이 되는 선)이, 기판(90)의 윗쪽을 통과하는 위치로서, 기판(90)의 (+X) 방향의 단부에 거의 따르는 위치이다.
전술과 같이, 이동 기구(5)는, 슬릿 노즐(41), 투광부(45) 및 수광부(46)를 상대 위치를 바꾸지 않고, 일체적으로 X축 방향으로 이동시킨다. 따라서, 이동 기구(5)가, 투광부(45) 및 수광부(46)를 퇴피 위치로부터 검사 개시 위치까지 이동시키면, 동시에 가교 구조(4)도 X축 방향으로 이동한다.
그러나, 이때의 슬릿 노즐(41)은, 승강 기구(43, 44)에 의해서 충분한 고도를 유지하고 있으므로, 예를 들어, 이 사이에 슬릿 노즐(41)이 기판(90)의 윗쪽을 통과했다고 해도, 슬릿 노즐(41)이 검출체와 접촉하지 않는다.
투광부(45) 및 수광부(46)가 검사 개시 위치로 이동하면, 투광부(45)는 레이저광(L)의 조사를 개시한다. 이 이후, 조사를 정지할 때까지, 투광부(45)에 의한 레이저광(L)의 조사는 계속된다.
다음에, 제어부(7)는 이동 기구(5)를 제어하여, 투광부(45) 및 수광부(46)를 (-X) 방향으로 이동시키면서, 검출체의 검출 처리를 개시한다.
검출 처리가 개시되면, 투광부(45) 및 수광부(46)와 함께 가교 구조(4)(슬릿 노즐(41))도 (-X) 방향으로 이동한다. 그러나, 이 동안, 슬릿 노즐(41)은 충분한 고도(높이 위치)를 유지하여 이동하므로, 검출체와 접촉하지 않는다.
투광부(45) 및 수광부(46)와 함께 가교 구조(4)가 (-X) 방향으로 이동함으로써, 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치까지 이동하면, 제어부(7)는, 리니어 모터(50)를 정지시켜, 가교 구조(4)를 일단 정지시킨다.
또한, 리니어 모터(50)가 정지하고, 투광부(45) 및 수광부(46)가 X축 방향으로 이동하지 않고 정지하는 동안, 본 실시의 형태에서의 검출 처리도 일단 정지한다.
다음에, 제어부(7)는, 슬릿 노즐(41)의 YZ 평면에서의 자세가 적정 자세가 되도록, 승강 기구(43, 44)를 제어하고, 노즐 지지부(40)의 위치를 조정한다. 이에 따라, 슬릿 노즐(41)이 하강하여, 슬릿 노즐(41)의 하단이 기판(90)에 근접한다.
기판 처리 장치(1)에서는, 검출 처리에서, 제어부(7)가 검출체를 검출했다고 판정한 경우에는, 리니어 모터(50)를 정지시킴으로써 슬릿 노즐(41)의 (-X) 방향으로의 이동 동작을 정지시키는 동시에, 표시부(6)에 경보를 출력한다.
따라서, 검출 처리가 개시되고 나서 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치로 이동하기까지의 사이에 검출체가 검출되지 않으면, 기판(90)의 (+X)측의 단부로부터, 투광부(45)(수광부(46))의 위치(도포 개시 위치보다 (-X) 방향으로 진행한 위치)까 지의 사이에서, 검출체를 발견할 수 없는 것을 의미한다. 따라서, 도포 개시 위치에서, 슬릿 노즐(41)을 적정 자세로 하기 위해서, 슬릿 노즐(41)을 하강시켜도, 슬릿 노즐(41)이 검출체와 접촉할 위험성은 거의 없다.
슬릿 노즐(41)의 자세 조정이 종료하면, 레지스트용 펌프(도시하지 않음)에 의해 슬릿 노즐(41)에 레지스트액이 보내지고, 슬릿 노즐(41)이 도포 영역에 레지스트액을 토출한다. 그 토출 동작과 함께, 리니어 모터(50)가 슬릿 노즐(41)을 (-X) 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 기판(90)의 도포 영역이 슬릿 노즐(41)에 의해서 주사되어, 도포 영역에 레지스트액이 도포된다.
슬릿 노즐(41)에 의한 주사의 개시와 함께, 일단 정지해 있던 검출 처리가 재개된다. 즉, 이 이후는, 슬릿 노즐(41)에 의해서 레지스트액이 도포되는 동작과 병행하여, 검출 처리가 행해진다.
또한, 레지스트액의 토출은, 자세 조정이 종료하고 나서가 아니어도 된다. 예를 들면, 슬릿 노즐(41)로부터 소량의 레지스트액을 토출시킴으로써 슬릿 노즐(41)의 선단부에 적절한 액체 저장소를 생성하고 나서, 슬릿 노즐(41)을 적정 위치에 강하시켜도 된다.
이와 같이 기판 처리 장치(1)에서는, 슬릿 노즐(41)에 의한 도포 처리 중(주사 중)에, 검출 처리가 실행됨으로써, 판정부(72)에 의해서 검출체가 검출된 경우에, 즉시 슬릿 노즐(41)의 이동을 정지시킨다. 이에 따라 기판 처리 장치(1)는 슬릿 노즐(41)과 검출체와의 접촉을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 슬릿 노즐(41)이나 기판(90) 등이 접촉에 의해 파손되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
또한, 판정부(72)가 검출체를 검출한 경우, 제어부(7)는, 레지스트용 펌프를 정지하여 레지스트액의 토출을 정지하고, 리니어 모터(50) 및 승강 기구(43, 44)에 의해 슬릿 노즐(41)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다. 단, 슬릿 노즐(41)이 도포 개시 위치로 이동하기까지의 사이에 검출체가 검출된 경우에는, 레지스트액의 토출은 아직 개시되지 않으므로, 레지스트액의 토출을 정지시키는 처리는 하지 않는다.
또한, 제어부(7)는, 전술과 같이, 표시부(6)에 경보를 출력함으로써, 오퍼레이터에게 이상 사태가 발생한 것을 알린다. 이에 따라, 오퍼레이터는 복구 작업의 필요와 불필요를 용이하게 판단할 수 있다. 또한, 경보는 오퍼레이터에게 알릴 수 있는 것이면 어떠한 수법이라도 되고, 스피커 등으로부터 경보음을 출력해도 되고, 라이트 등을 점등시켜도 된다.
또한, 제1 검출부(70)에 의해서 검출체가 검출된 경우에, 판정부(72)는, 기판(90)이 융기해 있다고 판정하고, 검출된 검출체의 종별이「융기한 기판」인 것을 나타내는 정보를 표시부(6)에 표시시킨다. 또한, 기판(90)의 이면 세정과 지지면(30)의 세정을 재촉하는 메시지를 표시부(6)에 표시시킨다.
한편, 제2 검출부(71)에 의해서 검출체가 검출된 경우에는, 판정부(72)는, 기판(90)의 표면에 표면 이물이 존재한다고 판정하고, 검출된 검출체의 종별이「표면 이물」인 것을 나타내는 정보를 표시부(6)에 표시시킨다. 또한, 기판(90)의 표면 세정을 재촉하는 메시지를 표시부(6)에 표시시킨다.
또한, 검출체가 검출된 경우, 제어부(7)는 검출의 과정(CCD 소자군의 출력)을 표시부(6)에 표시시킨다. 이에 따라, 오퍼레이터는 이후에 검출체를 화면으로 확인할 수 있으므로, 보다 적절한 회복 처리를 행할 수 있다.
판정부(72)에 의해서 검출체가 검출되고, 슬릿 노즐(41)이 퇴피 위치로 이동하면, 기판(90)은 다른 기판(90)(정상으로 처리된 기판(90))과 구별하여, 재처리 공정을 향해 반송된다.
이때, 오퍼레이터는 표시부(6)에 표시되어 있는 내용을 확인하고, 이면 이물(91)이 원인이라고 표시되는 경우는, 이면 세정을 행하는 장소에 기판(90)을 반송하여, 해당 기판(90)의 이면 세정을 행한다. 또한, 이 경우, 이면 이물(91)은 스테이지(3)의 지지면(30)에 부착하고 있는 것도 생각할 수 있으므로, 기판 처리 장치(1)의 지지면(30)을 세정한다.
한편, 표시부(6)에 표면 이물(92)이 원인이라고 표시되는 경우는, 표면 세정을 하는 장소에 기판(90)을 반송하여, 해당 기판(90)의 표면 세정을 행한다.
이와 같이, 오퍼레이터는, 검출체가 검출된 경우에, 적절한 회복 처리(리커버리 처리)를 용이하게 판단할 수 있으므로, 오퍼레이터의 부담이 경감된다. 또한, 적절한 회복 처리를 선택하기 위해서, 별도 검사 등을 행할 필요가 없으므로, 처리 효율도 향상된다.
검출 처리에서 검출체가 검출되지 않은 경우, 제어부(7)는 리니어 인코더(51)의 출력에 의거해 슬릿 노즐(41)의 위치를 확인하면서, 슬릿 노즐(41)이 도포 종료 위치로 이동할 때까지 도포 처리를 계속한다. 도포 종료 위치란, 슬릿 노즐(41)이 도포 영역의 (-X)측의 단부 윗쪽에 따르는 위치이다.
이와 같이, 검출체가 존재하지 않는 경우에는, 슬릿 노즐(41)에 의한 주사가 도포 영역 전역에 대해 행해져, 해당 도포 영역의 전체영역에서의 기판(90)의 표면 상에 레지스트액의 층이 형성된다.
슬릿 노즐(41)이 도포 종료 위치에 이동하면, 제어부(7)가 레지스트용 펌프를 정지시켜 슬릿 노즐(41)로부터의 레지스트액의 토출을 정지시키는 동시에, 리니어 모터(50)를 정지시켜 슬릿 노즐(41)의 (-X)방향으로의 이동을 정지한다. 또한, 이와 병행하여 투광부(45)는 레이저광(L)의 조사를 정지하여, 검출 처리가 종료한다.
레지스트액의 토출이 정지하면, 제어부(7)는, 리니어 모터(50) 및 승강 기구(43, 44)를 제어하여, 슬릿 노즐(41)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다.
슬릿 노즐(41)이 퇴피 위치로 퇴피한 후, 스테이지(3)는 기판(90)의 흡착을 정지하고, 오퍼레이터 또는 반송 기구가 기판(90)을 지지면(30)으로부터 끌어올려, 기판(90)을 다음 처리 공정에 반출한다. 이에 따라, 기판(90)에 대한 도포 처리가 종료한다.
이상과 같이, 제3 실시 형태에서의 기판 처리 장치(1)는, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 존재하지 않는 상태에서, 레이저광(L)이 입사하지 않는 영역을 포함하도록 제1 수광 영역(48a)을 설정하고, 레이저광(L)이 입사하는 영역을 포함하도록 제2 수광 영역(48b)을 설정한다. 그리고, 검출 처리에서, 제1 검출부(70)는 제1 수광 영역(48a)으로부터 출력되는 수광량 EV1(t)에 의거해 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하고, 제2 검출부(71)는 제2 수광 영역(48b)으로부터 출력되는 수광량 EV2(t)에 의거해 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출 한다. 또한, 판정부(72)는 제1 검출부(70) 및 제2 검출부(71)의 검출 결과에 따라, 검출된 물체의 종류를 판정한다. 이에 따라, 기판 처리 장치(1)의 검출 정밀도가 향상될 뿐만 아니라, 검출된 물체의 종류에 따라 오퍼레이터가 적절히 대처할 수 있으므로, 메인티넌스 효율이 향상된다.
수광량 EV1(t)가 상한 임계치(Q1)보다 증가한 경우에, 제1 검출부(70)는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정함으로써, 수광량 EV2(t)에 의거해 검출하는 것이 곤란한 물체를 검출할 수 있다.
제1 검출부(70)에 의해서 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 검출된 물체는 이면 이물(91)에 의해서 융기한 기판(90)이라고 판정함으로써, 적절한 회복 처리를 용이하게 선택할 수 있다.
수광량 EV2(t)가 하한 임계치(Q2)보다 감소한 경우에, 제2 검출부(71)는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정함으로써, 수광량 EV1(t)에 의거해 검출하는 것이 곤란한 물체를 검출할 수 있다.
제2 검출부(71)에 의해서 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 검출된 물체는 기판(90)의 표면에 존재하는 표면 이물(92)이라고 판정함으로써, 적절한 회복 처리를 용이하게 선택할 수 있다.
<4. 변형예>
이상, 본 발명의 실시 형태에 관해서 설명했는데, 본 발명은 상기 실시의 형태에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면, 제1 실시 형태에서는, 차폐판(31)을 설치함으로써, 기판(90)의 단부에서의 오검출을 억제했는데, 이러한 차폐판(31)은 설치되지 않아도 된다. 즉, 검출 개시 위치로부터 단순 비교법에 의한 검출 처리를 행하면서, 기판(90)의 단부에 의한 광량(F)의 저하를 검출하고 나서 다른 수법에 의한 검출 처리를 개시하도록 해도 된다. 단순 비교법은, 기준 광량(F0)(기판(90)에 차폐된 상태에서 측정된다)에 의거해 설정되는 임계치(Q)에 의해서 간섭물을 판정하기 때문에, 단지 광량(F)이 저하한 것만으로는 간섭물을 검출했다고 판정하지 않고, 기판(90)의 단부를 간섭물로서 오인하는 일이 없기 때문이다.
또한, 슬릿 노즐(41)에 투광부(45) 및 수광부(46)를 장착해도 된다. 이 경우, 투광부(45) 및 수광부(46)도 승강 기구(43, 44)에 의해서 슬릿 노즐(41)과 함께 승강한다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 차폐판(31)이 레이저광(L)을 완전히 차폐한다고 설명했는데, 스모크 부재와 같이 일부 레이저광(L)을 투과하는 부재여도 되고, 완전히 레이저광(L)을 차폐하는 부재에 한정되는 것은 아니다. 기판 처리 장치(1)에서는, 차폐 영역(E1)으로부터 검사 영역(E2)으로 이동할 때에, 수광량 EV(t)가 상승하도록 구성되어 있으면 되므로, 적어도 기판(90)의 단부에 의해서 차폐되는 광량보다도 많은 광량을 차폐하면 된다.
또한, 수광 영역(48)을 수광 가능 영역(47)에 대해 설정하기 위해서는, 수광부(46)를 구성하는 소자는, CCD 소자가 아니어도 된다. 예를 들면, C-MOS 등의 촬상 소자여도 된다.
청구항 1 내지 10에 기재된 발명은, 2차원적으로 배열된 수광 소자에 의해서 구성되는 2차원적인 수광 가능 영역을 갖는 수광 수단과, 수광 수단과 대향하는 위치에 배치되어, 수광 수단을 향해 레이저광을 조사하는 투광 수단과, 수광 가능 영역 내에 수광 영역을 설정하는 설정 수단과, 설정 수단에 의해 설정된 제1 수광 영역에 배치되어 있는 수광 소자로부터의 출력 신호에 의거해, 검사 영역 내에 존재하는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 검출 수단을 구비함으로써, 수광 수단과 투광 수단의 위치 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 수광 가능 영역 내의 각 위치에서의 광량을 식별할 수 있으므로, 임의의 수광 영역을 설정할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명에서, 설정 수단은, 수광 영역을, 제1 방향의 폭이, 제1 방향과 대략 수직 방향의 폭보다도 넓어지도록 설정함으로써, 검출 사이클 시간이 길어져도, 검출 누설을 방지할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명에서는, 수광 수단으로부터의 출력 신호에 의거해, 수광 수단의 수광 상황을 표시하는 표시 수단을 더 구비함으로써, 검출 결과를 오퍼레이터가 용이하게 확인할 수 있다.
청구항 6에 기재된 발명에서, 검출 수단은, 수광 영역에서 수광되는 레이저광의 광량이 소정의 임계치 미만으로 감소한 경우에, 물체를 검출했다고 판정함으로써, 물체의 검출에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
청구항 7에 기재된 발명에서, 검출 수단은, 수광 수단에 의해서 소정의 주기로 생성되는 복수회분의 출력 신호에 의거해, 물체를 검출함으로써, 노이즈의 영향 을 억제하고, 물체의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
청구항 8에 기재된 발명에서는, 투광 수단이 이동 수단에 의해서 이동하는 경우에서, 레이저광이 지지 수단에 지지된 기판의 단부를 통과하게 되기까지 동안, 레이저광이 수광 영역에 배치되어 있는 수광 소자에 수광되지 않도록, 레이저광을 차폐하는 차폐 수단을 더 구비함으로써, 기판의 단부를, 물체로서 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
청구항 10에 기재된 발명에서는, 수광 영역에서의 광량 분포를 검출하고, 물체가 존재하지 않을 때의 광량 분포에서의 피크 에지의 위치에 의거해 물체를 검출함으로써, 예를 들면, 광의 간섭 현상에 의해서, 레이저광의 광량이 감소하지 않는 경우라도, 물체를 검출할 수 있다.
청구항 11 내지 16에 기재된 발명에서는, 소정 시간 동안에 상기 수광 수단으로부터 출력된 수광량에 의거해, 소정 시간 동안의 수광량의 감소 상태를 감시하면서, 검사 영역 내에 존재하는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출함으로써, 검출 정밀도를 향상시켜도 노이즈의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 수광 영역이 차폐 영역에 포함되도록 배치되어 있는 수광 수단을, 수광 영역이 검사 영역에 포함되도록 이동시킴으로써, 지지 수단에 지지된 기판의 단부 근방에서 물체를 검출할 때에, 수광 수단으로부터 출력되는 수광량이 상승하기 때문에, 정상 기판을 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체로서 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
청구항 14에 기재된 발명에서는, 검출 결과에 따라, 노즐 이동 수단을 제어 함으로써, 슬릿 노즐과 물체와의 충돌을 회피할 수 있다.
청구항 15에 기재된 발명에서는, 물체의 검출을 개시하기 전에, 수광 영역이 차폐 수단에 의해 차폐되지 않는 위치에 배치되어 있는 수광 수단을, 수광 영역이 차폐 영역에 포함되도록 이동시키면서, 투광 수단 및 수광 수단의 동작 상태를 판정함으로써, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
청구항 16에 기재된 발명에서는, 수광 수단에 의해 출력되는 수광량과, 소정의 임계치를 비교하여, 상기 검사 영역 내에 존재하는 물체를 검출함으로써, 2종류의 검출 수법을 병행하여 실행하므로, 검출 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
청구항 17 내지 21에 기재의 발명에서는, 제3 검출 수단 및 제4 검출 수단의 검출 결과에 따라서, 검출된 물체의 종류를 판정함으로써, 검출 정밀도가 향상될 뿐만 아니라, 검출된 물체의 종류에 따라 적절히 대처할 수 있으므로, 메인티넌스 효율이 향상된다.
청구항 18에 기재된 발명에서는, 제1 수광량이 상한 임계치보다 증가한 경우에, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정함으로써, 제2 수광량에 의거해 검출하는 것이 곤란한 물체를 검출할 수 있다.
청구항 19에 기재된 발명에서는, 제3 검출 수단에 의해서 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 검출된 물체는 이면 이물에 의해서 융기된 기판이라고 판정함으로써, 적절한 회복 처리를 용이하게 선택할 수 있다.
청구항 20에 기재된 발명에서는, 제2 수광량이 하한 임계치보다 감소한 경우에, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정함으로써, 제1 수광량 에 의거해 검출하는 것이 곤란한 물체를 검출할 수 있다.
청구항 21에 기재된 발명에서는, 제4 검출 수단에 의해서 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 검출된 물체는 기판의 표면에 존재하는 표면이물이라고 판정함으로써, 적절한 회복 처리를 용이하게 선택할 수 있다.

Claims (21)

  1. 기판에 소정의 처리액을 도포하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 지지하는 지지 수단과,
    상기 지지 수단에 지지된 상기 기판에 소정의 처리액을 토출하는 슬릿 노즐과,
    수광 영역에 입사하는 레이저 광의 수광량을 출력하는 수광 수단과,
    상기 수광 수단의 상기 수광 영역을 향해 레이저광을 조사하는 투광 수단과,
    상기 투광 수단과 상기 수광 수단의 위치 관계를 실질적으로 유지하면서, 상기 투광 수단과 상기 수광 수단을 이동시키는 이동 수단과,
    소정 시간 동안에 상기 수광 수단으로부터 출력된 수광량에 의거해, 상기 소정 시간 동안의 수광량의 감소 상태를 감시하면서, 검사 영역 내에 존재하는 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 제1 검출 수단과,
    상기 검사 영역에 인접하는 차폐 영역에서, 상기 수광 영역에 입사하는 레이저광을 차폐하는 차폐 수단을 구비하고,
    상기 검사 영역과 상기 차폐 영역의 경계는, 상기 지지 수단에 지지된 상기 기판의 단부 위치에 따라 결정되고,
    상기 이동 수단은, 상기 수광 영역이 상기 차폐 영역에 포함되도록 배치되어 있는 상기 수광 수단을, 상기 수광 영역이 상기 검사 영역에 포함되도록 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 검출 수단은, 상기 소정 시간 동안에, 상기 수광량이 소정 임계치 이상 감소한 것을 검출하여, 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 검출 수단은, 상기 소정 시간 동안에, 상기 수광량의 감소가 소정 임계치 시간 이상 계속된 것을 검출하여, 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿 노즐을 상기 제1 방향으로 이동시키는 노즐 이동 수단과,
    상기 제1 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 노즐 이동 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    물체의 검출을 개시하기 전에, 상기 이동 수단은, 상기 수광 영역이 상기 차폐 수단에 의해 차폐되지 않는 위치에 배치되어 있는 상기 수광 수단을, 상기 수광 영역이 상기 차폐 영역에 포함되도록 이동시키고,
    상기 제1 검출 수단은, 상기 투광 수단 및 상기 수광 수단의 동작 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 수단에 의해 출력되는 수광량과, 소정의 임계치를 비교함으로써, 상기 검사 영역 내에 존재하는 물체를 검출하는 제2 검출 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 수단은, 상기 투광 수단과 상기 수광 수단을 제1 방향으로 이동시키고,
    상기 수광 영역은, 상기 제1 방향의 폭이, 상기 제1 방향과 수직한 방향의 폭보다도 넓어지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수광 영역이 직사각형인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 투광 수단은, 광축에 수직인 단면 형상이 직사각형인 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 수단으로부터의 출력 신호에 의거해, 상기 수광 수단의 수광 상황을 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 검출 수단은, 상기 수광 영역에서 수광되는 상기 레이저광의 광량이 소정의 임계치 미만으로 감소한 경우에, 상기 물체를 검출했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 검출 수단은, 상기 수광 수단에 의해서 소정의 주기로 생성되는 복수회 분의 출력 신호에 의거해, 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 영역은, 2차원적으로 배열된 복수의 수광 소자에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수의 수광 소자는, 복수의 CCD 소자인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 검출 수단은, 상기 수광 영역에서의 광량 분포를 검출하고, 상기 물체가 존재하지 않을 때의 광량 분포에서의 피크 에지의 위치에 의거해 상기 물체를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광 영역으로서,
    처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 존재하지 않는 경우에 상기 레이저광이 입사하지 않는 영역을 포함하는 제1 수광 영역과,
    처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 존재하지 않는 경우에 상기 레이저광이 입사하는 영역을 포함하는 제2 수광 영역이 설정되고,
    상기 제1 검출 수단이,
    상기 제1 수광 영역으로부터 출력되는 제1 수광량에 의거해, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 제1 검출 요소와,
    상기 제2 수광 영역으로부터 출력되는 제2 수광량에 의거해, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출하는 제2 검출 요소를 구비하고,
    상기 기판 처리 장치가,
    상기 제1 검출 요소 및 상기 제2 검출 요소의 검출 결과에 따라서, 검출된 물체의 종류를 판정하는 판정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 검출 요소는, 상기 제2 수광량이 하한 임계치보다 감소한 경우에, 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체를 검출했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 판정 수단은, 상기 제2 검출 요소에 의해 처리 불량의 원인이 될 수 있는 물체가 검출된 경우에, 상기 물체는 상기 기판의 표면에 존재하는 표면 이물이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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