CN102192915A - 背面异物检测方法、背面异物检测装置以及涂布装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背面异物检测方法、背面异物检测装置以及涂布装置，在浮动方式的无旋转涂布法中高精度地可靠检测有可能使基板上表面与狭缝喷嘴摩擦而造成损伤的有害背面异物。该抗蚀剂涂布装置具备背面异物检测装置，该背面异物检测装置能够在比狭缝喷嘴更靠基板输送方向即X方向上游侧可靠地检测有害即有可能使基板G上表面与狭缝喷嘴摩擦而造成损伤的背面异物Q。并且，响应于背面异物检测装置检测到这种有害背面异物Q时产生的警报信号WS，主控制部通过喷嘴升降机构使狭缝喷嘴立即上升移动，由此狭缝喷嘴能够躲避即避免摩擦或者碰撞基板G的凸起部分GQ，从而防止狭缝喷嘴受损伤。

Description

背面异物检测方法、背面异物检测装置以及涂布装置
技术领域
本发明涉及一种在浮动支承台上对被处理基板涂布处理液的涂布装置，特别是涉及一种用于检测附着于基板背面的不期望的异物的背面异物检测方法以及背面异物检测装置。
背景技术
广泛使用一种无旋转涂布法，该无旋转涂布法在LCD等平板显示器(FPD)的制造工艺中的光刻步骤中，使用具有狭缝状的喷射口的纵长状狭缝喷嘴(slit nozzle)对被处理基板(玻璃基板等)上涂布抗蚀剂液。
作为这种无旋转涂布法的一个方式，已知如下浮动方式：对用于支承基板的支承台上安装基板浮动机构，在该浮动支承台上使基板在空中浮动以在水平的一个方向(支承台长度方向)上输送基板，利用在输送途中的规定位置上设置于支承台上方的狭缝喷嘴朝向通过喷嘴正下方的基板来带状地喷射抗蚀剂液，由此从基板上的一端至另一端涂布抗蚀剂液。
在上述浮动方式的无旋转涂布法中，当以设定的膜厚均匀地在基板上形成抗蚀剂液的涂布膜时，要求使设置于狭缝喷嘴的喷射口与基板之间的通常100μm左右的微小间隙精确地维持为设定值或者接近设定值。
为了满足该要求条件，采用浮动方式的无旋转涂布法的抗蚀剂涂布装置并非在浮动支承台的大致整个区域内以规定密度设置多个喷出高压或者正压的气体例如空气的喷出口，而是在浮动支承台上设定为在狭缝喷嘴正下方以及其前后的区域的涂布区域内混合配置利用负压吸进空气的吸引口和喷出口。并且，在该涂布区域内，针对通过该涂布区域的基板，得到从喷出口施加的垂直向上的压力以及从吸引口施加的垂直向下的压力的平衡，精确地控制对基板施加的浮动压力，使基板的浮动高度与设定值(通常50μm以下)一致(例如专利文献1)。
专利文献1：日本特开2007-190483号
发明内容
发明要解决的问题
在上述浮动方式的无旋转涂布法中，也与其它无旋转涂布法同样地，紧接在进行涂布处理之前的基板上有时会附着异物，在狭缝喷嘴的前端(喷射口)与异物或者基板上表面摩擦时，有时狭缝喷嘴受损伤。当狭缝喷嘴的喷射口稍微损伤时，带状喷射流变得不均匀，而直接影响到涂布膜的膜质降低。狭缝喷嘴的价格非常昂贵，不能以低成本简单地进行其部件更换，因此提前检测附着于基板的异物成为重要问题。
基板上的异物有两种，即附着于基板表面(上表面)的表面异物以及附着于基板背面(下表面)的背面异物。其中，关于表面异物，使用光传感器根据光束的遮挡量或者受光量减少量的大小来能够容易地检测有害(即有可能与狭缝喷嘴直接摩擦而造成损伤)异物，其中，上述光传感器使光束以掠过基板上表面的方式横贯。因而，能够对应于以往的异物检测装置。
但是，背面异物在浮动方式的无旋转涂布法中较难对付。即，如果是利用将基板载置在支承台上来吸引固定的方式的无旋转涂布法，则会将由于背面异物而产生的基板凸起同样视为表面异物，将上述光束的遮挡量或者受光量减少量与规定阈值进行比较，从而能够容易地检测有害(即有可能使基板上表面与狭缝喷嘴摩擦而造成损伤)异物。
然而，在浮动方式的无旋转涂布法中，因为由基板的浮动输送引起的基板的抖动、由周围的振动引起的噪声成分以接近1的SN比混合到光传感器的输出信号，所以无法通过将光束的遮挡量或者受光量减少量与规定阈值进行比较的以往技术方法来高精度地提取(检测)有害(有可能使基板上表面与狭缝喷嘴摩擦而造成损伤)背面异物。
本发明是为了解决上述以往技术的问题点而完成的，提供一种背面异物检测方法、背面异物检测装置以及使用它们的涂布装置，在浮动方式的无旋转涂布法中能够高精度地可靠地检测有可能使基板上表面与长条状喷嘴摩擦而造成损伤的有害背面异物。
用于解决问题的方案
本发明的背面异物检测方法用于在涂布装置中在比长条状喷嘴更靠基板输送方向上游侧的位置处检测附着在上述基板的背面且对上述长条状喷嘴有害的有害背面异物，其中，上述涂布装置输送被处理基板，使被处理基板以规定的浮动高度通过混合设置有多个喷出口和多个吸引口的浮动区域，利用配置在上述浮动区域上方的长条状喷嘴向通过该长条状喷嘴下方的上述基板提供处理液来在上述基板上形成上述处理液的涂布膜，该背面异物检测方法具有以下步骤：第一步骤，在光发射部与光接收部之间发射和接收从通过上述浮动区域的上述基板的上表面掠过而水平地横穿的光束，利用上述光接收部获取表示上述光束的受光量的受光量信号，其中，隔着浮动支承台而在该浮动支承台的两侧相向地配置上述光发射部与上述光接收部；以及第二步骤，根据上述受光量信号，将上述光束的受光量的波形在时间轴上呈倒山形的轮廓作为监视对象，在上述光束的受光量的波形中检测到尺寸大于规定的基准尺寸的倒山形轮廓时，产生表示检测到上述有害背面异物的警报信号。
本发明的背面异物检测装置用于在涂布装置中比长条状喷嘴更靠基板输送方向上游侧的位置处检测附着在上述基板的背面且对上述长条状喷嘴有害的有害背面异物，其中，上述涂布装置输送被处理基板，使被处理基板以规定的浮动高度通过混合设置有多个喷出口和多个吸引口的浮动区域，利用配置在上述浮动区域上方的长条状喷嘴向通过该长条状喷嘴下方的上述基板提供处理液来在上述基板上形成上述处理液的涂布膜，该背面异物检测装置具有：光传感器，其具有光发射部和光接收部，光发射部和光接收部隔着浮动支承台而在该浮动支承台的两侧相向地配置，上述光传感器在上述光发射部与上述光接收部之间发射和接收从通过上述浮动区域的上述基板的上表面掠过而水平地横穿的光束，并利用上述光接收部输出表示上述光束的受光量的受光量信号；以及信号处理部，其根据由上述光传感器输出的上述受光量信号，将上述光束的受光量的波形在时间轴上呈倒山形的轮廓设为监视对象，在上述光束的受光量的波形中检测到尺寸大于规定的基准尺寸的倒山形轮廓时，产生表示检测到上述有害背面异物的警报信号。
根据本发明的背面异物检测方法以及背面异物检测装置，将由光传感器得到的光束的受光量的波形在时间轴上呈倒山形的轮廓设为监视对象，因此不会受到受光量信号所含的噪声成分的影响，能够正确地判断作为引起该倒山形轮廓的原因的背面异物是否为对长条状喷嘴有害(即有可能使基板上表面与长条状喷嘴摩擦而造成损伤)异物。
本发明的涂布装置具有：浮动支承台，其具有第一浮动区域，该第一浮动区域混合设置有多个喷出口和多个吸引口；输送机构，其将浮在空中的上述基板保持在上述浮动支承台上，并输送上述基板通过上述第一浮动区域；处理液供给部，其具有配置于上述第一浮动区域上方的长条状喷嘴，利用上述长条状喷嘴向通过上述第一浮动区域的上述基板上提供处理液；以及本发明的背面异物检测装置，其用于在基板输送方向上比上述长条状喷嘴更靠上游侧位置处检测附着在通过上述第一浮动区域的上述基板的背面并对上述长条状喷嘴有害的有害背面异物。
发明的效果
根据本发明的背面异物检测方法以及背面异物检测装置，通过上述结构以及作用，能够高精度地可靠检测在浮动方式的无旋转涂布法中有可能导致基板上表面与长条状喷嘴摩擦而造成损伤的有害背面异物。
另外，根据本发明的涂布装置，具备本发明的背面异物检测装置，由此不仅能够可靠地防止长条状喷嘴的损伤，还能够避免由于背面异物引起的涂布处理动作不必要的中断，因此能够实现维修成本的降低以及涂布处理效果的提高。
附图说明
图1是表示能够应用本发明的背面异物检测方法以及背面异物检测装置的抗蚀剂涂布装置的主要结构的概要俯视图。
图2是示意性地表示上述抗蚀剂涂布装置中的涂布处理动作的主视图。
图3是用于说明在上述抗蚀剂涂布装置中背面异物成为问题时的截面图。
图4是用于说明在上述抗蚀剂涂布装置中背面异物成为问题时的截面图。
图5是用于说明上述抗蚀剂涂布装置中的背面异物检测装置的作用的图。
图6是表示实施方式中的背面异物检测装置的结构的框图。
图7是表示实施方式的背面异物检测装置中的光传感器的配置结构的侧视图。
图8是表示由背面异物引起的基板的凸起以及上述光传感器的作用的局部放大主视图。
图9是表示在上述光传感器中得到的光束受光量的波形的图。
图10是表示上述背面异物检测装置中的A/D变换器的作用的图。
图11是表示上述背面异物检测装置的信号处理部中的计算部的结构的框图。
图12是用于说明上述信号处理部的计算部所包含的取样值提取部的作用的图。
图13是用于说明上述信号处理部的计算部所包含的减少量计算部和累计部的作用的图。
图14是表示上述信号处理部的作用(应用例)的图。
图15是表示一个变形例中的信号处理部的结构的框图。
图16是表示上述变形例的信号处理部的作用(应用例)的图。
图17是光束高度位置的设定的说明图。
图18是光束高度位置的设定的说明图。
图19是光束光接收部的受光状态的说明图。
附图标记说明
10：浮动支承台；12：输送机构；14：狭缝喷嘴；16：喷出口；18：吸引口；40：抗蚀剂供给机构；50：背面异物检测装置；52：光传感器；54：信号处理部。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的优选实施方式。
图1表示能够应用本发明的背面异物检测方法以及背面异物检测装置的抗蚀剂涂布装置的主要结构。
该抗蚀剂涂布装置采用浮动方式的无旋转涂布法，如图1所示，具备：浮动支承台10，其通过气体的压力使被处理基板例如FPD用玻璃基板G浮在空中；输送机构12，其在浮动支承台长度方向(X方向)上输送在该浮动支承台10上空中浮动的基板G；以及狭缝喷嘴14，其对在浮动支承台10上被输送的基板G上表面提供抗蚀剂液。
将浮动支承台10上表面沿基板输送方向(X方向)划分为三个区域即搬入区域MIN、涂布区域MCOT以及搬出区域MOUT。其中，在搬入区域MIN以及搬出区域MOUT中以规定密度仅设置有多个喷出口16，在涂布区域MCOT中以规定密度混合设置有多个喷出口16和吸引口18。
在搬入区域MIN中设置有基板搬入部(未图示)，该基板搬入部以利用分选设备(未图示)从前段的外部装置进行平流输送的方式或者通过从输送机器人(未图示)传递的方式来搬入涂布处理前的基板G。在搬出区域MOUT中设置有基板搬出部(未图示)，该基板搬出部以利用分选设备(未图示)平流输送到后段的外部装置的方式或者通过向输送机器人(未图示)传递的方式来搬出涂布处理后的基板G。
在涂布区域MCOT中以在支承台上方可升降移动的方式设置有狭缝喷嘴14，并且以可与基板输送方向(X方向)平行地水平移动的方式设置有喷嘴更新部24，该喷嘴更新部24在涂布处理的间隙中更新狭缝喷嘴14。
如图1所示，输送机构12具备：一对导轨26A、26B，其隔着浮动支承台10在X方向上延伸；一对滑块28，其能够沿着这些导轨26A、26B往返移动；吸盘等基板保持部件(未图示)，其被设置于滑块28上，以在浮动支承台10上可装卸地保持基板G的两侧端部，输送机构12构成为：利用直进移动机构(未图示)使滑块28在基板输送方向(X方向)上移动，由此在浮动支承台10上通过搬入区域MIN至涂布区域MCOT直到搬出区域MOUT为止对基板G进行浮动输送。
狭缝喷嘴14在与基板输送方向正交的水平方向(Y方向)上横穿浮动支承台10上方，利用狭缝状的喷射口将抗蚀剂液R带状地喷射到通过该狭缝喷嘴14正下方的基板G上表面(被处理面)。另外，狭缝喷嘴14构成为：利用安装在门形架30上的例如包括滚珠丝杠机构、导向部件等的喷嘴升降机构36来能够与支承该喷嘴14的喷嘴支承部件38一体地在铅垂方向(Z方向)上移动(升降)，其中，上述门形架30与狭缝喷嘴14平行地(Y方向)横跨设置在浮动支承台10上。另外，狭缝喷嘴14经由抗蚀剂供给管42连接于由抗蚀剂液容器、送液泵等构成的抗蚀剂供给机构40(图2、图5)。
在此，说明该抗蚀剂涂布装置中的抗蚀剂涂布动作。首先，从前段的基板处理装置(未图示)经由分选设备或者输送机器人将基板G搬入到浮动支承台10的搬入区域MIN，在此处待机的滑块28保持并接受基板G。在浮动支承台10上利用从喷出孔16喷射的空气压力(升力)而使基板G浮在空中。
这样，在基板G水平地浮动于浮动支承台10上的状态下，利用输送机构12向基板输送方向(X方向)输送基板G，在通过支承台中央部的涂布区域MCOT时，狭缝喷嘴14以规定流量带状地向基板G喷射抗蚀剂液R，由此如图2所示那样从基板G的前端侧向后端侧形成膜厚均匀的抗蚀剂液的涂布膜RM。
当基板G的后端通过狭缝喷嘴14下方时，在基板一面形成抗蚀剂涂布膜RM。接着，之后仍利用滑块28在浮动支承台10上浮动输送基板G，从设定于浮动支承台10后端的搬出区域MOUT经由分选设备或者输送机器人将基板G输送到后段的单元(未图示)。
如图2所示，浮动支承台10的搬入区域MIN和搬出区域MOUT中的搬入用的浮动高度HIN和搬出用的浮动高度HOUT不需要特别高的精度，例如保持在250～350μm的范围内即可。
与此相对，浮动支承台10的涂布区域MCOT是在基板G通过此处时接受从上方的狭缝喷嘴14提供抗蚀剂液R的位置。涂布区域MCOT中的浮动高度HCOT规定狭缝喷嘴14下端(喷射口)与基板上表面(被处理面)之间的涂布间隙K(例如100μm)。
该涂布间隙K是控制抗蚀剂涂布膜RM的膜厚、抗蚀剂消耗量的重要参数，需要高精度地维持为固定。由此，在涂布区域MCOT的支承台上表面，为了以期望浮动高度HCOT使基板G浮动而混合设置有喷出高压或正压的压缩空气的喷出口16以及以负压吸入空气的吸引口18(图1)。并且，对于基板G的通过涂布区域MCOT内的部分，从喷出口16施加由高压空气产生的垂直向上的力的同时从吸引口18施加由负压吸引力产生的垂直向下的力，控制相互对抗的两个方向的力的平衡，由此将涂布区域MCOT中的浮动高度HCOT高精度地维持为接近设定值(例如40μm)。
此外，关于基板输送方向(X方向)中的涂布区域MCOT的尺寸，其具有的余量在狭缝喷嘴14正下方能够稳定地形成上述那样狭窄的涂布间隙K即可，涂布区域MCOT的尺寸通常小于基板G的尺寸，例如是基板G的1/3～1/4左右即可。
在此，根据图2～图4说明在该抗蚀剂涂布装置中附着于基板G背面的异物成为问题的情况。
作为例子考虑以下情况：搬入到浮动支承台10的基板G背面附着异物Q，该异物Q的高度方向的尺寸HQ小于搬入区域MIN的浮动高度HIN(250～350μm)而大于涂布区域MCOT的浮动高度HCOT(40μm)。
如图2所示，该背面异物Q处于搬入区域MIN期间，基板G不会因异物Q受到任何影响从而直接被浮动输送。但是，如图3所示，当该背面异物Q进入涂布区域MCOT时被夹持在基板G背面与浮动支承台10上表面之间，由此基板G上表面在附着有背面异物Q的位置GQ处凸起。该凸起GQ的大小(上升量)相当于背面异物Q的高度方向尺寸HQ与浮动高度HCOT(40μm)的差(HQ-HCOT)。因而，在该差(HQ-HCOT)大于等于涂布间隙K(100μm)的情况下，即在背面异物Q的高度方向尺寸HQ为大于等于140μm的情况下，当背面异物Q通过狭缝喷嘴14正下方时，在其上方基板G的凸起部分GQ与狭缝喷嘴14的喷射口摩擦。这样，狭缝喷嘴14的喷射口受损伤、狭缝喷嘴14报废的概率相当高。
如图5所示，在本实施方式中，通过具备本发明的背面异物检测装置50，如后述那样能够在比狭缝喷嘴14更靠基板输送方向(X方向)的上游侧可靠地检测上述有害(即有可能使基板G上表面与狭缝喷嘴14摩擦而造成损伤)背面异物Q。并且，响应于背面异物检测装置50检测出这样的有害背面异物Q时产生的警报信号WS，主控制部52通过喷嘴升降机构36使狭缝喷嘴14立即上升移动，由此狭缝喷嘴14能够躲避基板G的凸起部分GQ(避免摩擦或者碰撞)，从而防止狭缝喷嘴14受损伤。
此外，优选响应于上述报警信号WS，主控制部52控制抗蚀剂供给机构40来使狭缝喷嘴14的抗蚀剂喷射动作停止，并且也可以控制输送机构12来临时停止基板G的输送。
另外，在本实施方式中，如后述那样，对于与有害背面异物Q相比高度方向尺寸较小的实质上无害(即不可能使基板G上表面与狭缝喷嘴14摩擦)背面异物q，背面异物检测装置50不产生上述警报信号WS。由此，避免不必要地中断执行中的涂布处理动作的情况，极力避免因背面异物引起的装置运转效率降低。
下面，根据图5～图16详细说明本发明的一个实施方式中的背面异物检测装置50的结构以及作用。
如图5以及图6所示，本实施方式中的背面异物检测装置50具有光传感器54以及信号处理部56，该光传感器54被配置于基板输送方向(X方向)上比狭缝喷嘴14更靠上游侧的位置，该信号处理部56根据从该光传感器54输出的受光量信号AS，通过规定的信号处理来检测附着于基板G的有害背面异物Q。
光传感器54具有光发射部58和光接收部60。如图5以及图7所示，与狭缝喷嘴14隔着适当的距离(例如60～80mm)，在基板输送方向(X方向)的上游侧配置光发射部58和光接收部60，将光发射部58和光接收部60相向地配置在浮动支承台10(涂布区域MCOT)两侧。
光发射部58可以是一个LD(半导体激光)，但优选包括纵横矩阵状地配置多个LD而成的二维LD阵列，从发光驱动电路(未图示)接收驱动电流的供给并发光，例如发射束截面尺寸为纵长1mm/横宽5mm的光束LB。此时，可如下设定或者调整束光路的高度位置，即从光发射部58发射的光束LB的下端部被基板G的一侧面遮断光路，只有在高于基板G上表面的空间内水平传播的光束部分到达光接收部60的受光面。
光接收部60包括在固定尺寸(例如纵长1mm/横宽5mm)的全光接收区域中纵横矩阵状地配置多个受光单元而成的二维CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合设备)，光接收部60在固定循环周期内对由各个受光单元接收到的光进行光电变换来生成表示其受光量AE的信号电荷或者模拟受光量信号AS，并通过规定的传送方法以时间序列串行输出受光量信号AS。
如图8所示，在有害背面异物Q(或者无害背面异物q)通过光传感器54时，由基板G的凸起部GQ(Gq)导致光束LB的遮挡量增大，即光接收部60中的光束LB的受光量减少，在受光量AE的波形中出现图9示出的倒山形状(锥形状)轮廓AEQ(AEq)。
在图6中，信号处理部56具有模拟数字(A/D)变换器62、受光量数据存储器64、计算处理部66、设定部68以及输出部70。其中，受光量数据存储器64、计算处理部66、设定部68以及输出部70例如由微型计算机构成。
如图10所示，A/D变换器62在规定周期Δt(例如，1.5msec)内将来自光传感器54(光接收部60)的受光量信号AS变换为数字信号即受光量数据··A0、A1、A2、··。受光量数据存储器64以从当前时刻起至固定时间为止(固定数据量)进行覆盖的方式，来临时保存从A/D变换器62输出的受光量数据··A0、A1、A2、··。
如图11所示，计算部66具备取样值提取部72、减少量计算部74、累计部76以及判断部78。
根据图12说明取样值提取部72的作用。在图12中，[1]、[2]、[3]、[4]表示提取点。取样值提取部72从受光量数据存储器64中所保存的受光量数据中提取间隔固定时间(p*Δt)的多个(n个)例如四个受光量数据(Ai-3p、Ai-2p、Ai-p、Ai)。例如当设为p＝10时，在紧接着受光量数据存储器64中保存受光量数据A30之后，取样值提取部72同时提取该受光量数据A30、十个量(10Δt量)之前的受光量数据A20、又十个量(10Δt量)之前的受光量数据A10以及再十个量(10Δt量)之前的受光量数据A0。
并且，当受光量数据A30的下一个受光量数据A31被保存在受光量数据存储器64中时，紧接着，取样值提取部72通过与上述相同的方法提取间隔固定时间(10Δt量)的四个受光量数据(A1、A11、A21、A31)。并且，当受光量数据A31的下一个受光量数据A32被保存在受光量数据存储器64中时，紧接着，取样值提取部72仍然通过与上述相同的方法提取间隔固定时间(10Δt量)的四个受光量数据(A2、A12、A22、A32)。
此外，由判断部68(图6)提供取样值提取部72所使用的提取点的个数n(优选3以上)以及间隔p。
根据图13说明减少量计算部74的作用。减少量计算部74根据从取样值提取部72提取出的四个受光量数据(Ai-3p、Ai-2p、Ai-p、Ai)来分别求出受光量减少量(δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)。在此，δi-3p＝N-Ai-3p、δi-2p＝N-Ai-2p、δi-p＝N-Ai-p、δi＝NAE-Ai，NAE为受光量基准值。因而，例如在时间t30内得到的受光量减少量(δ0、δ10、δ20、δ30)为δ0＝NAE-A0、δ10＝NAE-A10、δ20＝NAE-A20、δ30＝NAE-A30。
受光量基准值NAE优选为，在基板输送方向(X方向)上基板G的开头部分通过光传感器54时由光接收部60得到的光束受光量的值；或者，与在比四个提取点[1]、[2]、[3]、[4]中时间最早的提取点[4]还提前固定时间(例如10msec)的时刻由光接收部60得到的光束受光量的值相当并被设定为100％的值。
减少量计算部74以百分比(％)表示的方式来对受光量数据(A2、A12、A22、A32)进行标准化，以百分比(％)表示的方式求出受光量减少量(δ0、δ10、δ20、δ30)。因而，例如(A2、A12、A22、A32)＝(100、98、95、97)时，(δ0、δ10、δ20、δ30)＝(0、2、5、3)。
累计部76对由减少量计算部74汇总输出或者以一组(1set)FL的方式输出的四个受光量减少量(δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)进行乘法运算，输出计算结果Ii。例如在由减少量计算部74输出的(δ0、δ10、δ20、δ30)为(0、2、5、3)的情况下，进行0×2×5×3这样的乘法运算，作为计算结果而输出Ii＝0。
判断部78将从累计部76输出的计算结果Ii与来自设定部68(图6)的判断阈值Is进行比较，判断它们的大小关系，在Ii≤Is时将判断输出信号W例如设为逻辑值L，在Ii＞Is时将判断输出信号W例如设为逻辑值H。当由判断部78输出逻辑值H的判断输出信号W时，由输出部70(图6)输出警报信号WS。
如上所述，在信号处理部56中，由取样值提取部72和减少量计算部74进行第一计算，利用在时间轴上隔着规定间隔(p*Δt)而设定的多个(n个)例如四个提取点[1]、[2]、[3]、[4]来求出光束受光量AE相对于规定的受光量基准值NAE的减少量(δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)。并且，累计部76进行第二计算，对分别从这些提取点[1]、[2]、[3]、[4]得到的受光量减少量(δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)进行乘法运算。最后，在判断部78中进行第三计算，将受光量减少量的累计值Ii与规定阈值Is进行比较，在累计值Ii大于上述阈值Is时，输出逻辑值H的判断结果W。
在此，判断部78输出逻辑值H的判断结果W是指该背面异物检测装置50判断为在光束受光量AE的波形中包含有尺寸大于基准尺寸的倒山形轮廓。
在此，根据有害背面异物Q的高度方向的尺寸HQ为下限值(即将浮动高度HCOT与涂布间隙K相加而得到的值)时出现在受光量AE的波形中的倒山形轮廓的基准尺寸(直径尺寸DQ、受光量减少峰值δQ)，来将提取点[1]、[2]、[3]、[4]的开头[1]至末尾[4]的时间幅度Ts以及上述阈值Is设定为最佳或者适当的值。
例如在基板G的厚度TG为700μm、浮动高度HCOT为40μm、涂布间隙K为100μm的情况下，当高度方向尺寸HQ为140μm的有害背面异物Q附着于基板G的背面时，基板G的凸起部GQ到达狭缝喷嘴14的喷射口的高度。此时，出现在受光量AE的波形中的倒山形轮廓的直径尺寸为70μm、受光量减少峰值δQ为7％。根据实验得到这些值(70μm、7％)。
此外，基板输送速度v是固定的，因此受光量信号AS和受光量AE的波形中的时间轴t能够根据固定的比例关系(X＝vt)被替换为基板输送方向的X轴。
因而，在理论上，例如如果与5％～7％的阈值进行比较，则应该能够检测大部分有害背面异物Q。但是，实际上，在由光传感器54输出的受光量信号AS中，由于浮动输送中的基板G的抖动、光传感器54本身的振动等而以几乎接近于1的SN比混入有噪声成分，因此这样的判断法无效。
因此，在本实施方式中，如上所述，对分别从多个(n个)提取点[1]、[2]、[3]、[4]得到的一组FL的受光量减少量(δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)进行乘法运算(或者加法运算)，根据其计算结果(累计值)Ii来计算倒山形轮廓的大小。
在该方法中，提取点的整体时间幅度Ts经过距离换算DTs换算后得到的值适当地(优选1/2DQ＜DTs＜DQ)小于基准(下限)直径尺寸DQ(70μm)是重要的，例如设定为DTs＝60μm。由此，对于直径尺寸小于DTs的倒山形轮廓，累计值Ii始终为零或者接近零的值，因此能够可靠地判断为不是有害背面异物Q。另外，对于直径尺寸大于Ts的倒山形轮廓，倒山形轮廓的尺寸被反映于累计值Ii，因此能够根据设为适当的值的上述阈值Is来可靠地判断为是有害背面异物Q。
例如，如上所述，在高度方向尺寸HQ为140μm的最小有害背面异物Q附着于基板G的背面时，在受光量AE的波形中出现图14的(a)示出的倒山形轮廓的情况下，累计值Ii为1×4.5×6×2.5＝67.5。该累计值Ii为几乎不会受到噪声成分的影响的该倒山形轮廓固有的属性值。因而，通过将上述阈值Is例如设定为60，能够正确地且可靠地判断该背面异物为有害背面异物Q的情况。
另外，在高度方向尺寸HQ为190μm的有害背面异物Q附着于基板G的背面的情况下，在受光量AE的波形中出现图14的(b)示出的倒山形轮廓。在这种情况下，累计值Ii为8.5×9×5×2＝765，远大于上述阈值Is(60)，因此仍然能够可靠地判断为有害背面异物Q。
另外，在高度方向尺寸HQ为100μm的实质上无害背面异物q附着于基板G的背面的情况下，在受光量AE的波形中出现图14的(c)示出的倒山形轮廓。在这种情况下，累计值Ii为0×1×3×0.2＝0，能够明确地判断该背面异物并非有害背面异物Q。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式，在其技术思想的范围内能够进行各种变形或者变更。
例如图15所示，能够由取样值提取部72、图案比较部80以及判断部82构成信号处理部56的计算部66。在此，如图16所示，图案比较部80针对时间轴上光束受光量的波形，分配具有基准尺寸(基准直径尺寸DQ、基准受光量减少峰值δQ)或者比上述基准尺寸小一圈的尺寸的倒山形轮廓的模型图案MP作为标准，在多个位置(例如五个位置)[1]～[5]处将倒山形轮廓的受光量减少量(δi-4p、δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)与模型图案MP进行比较，并以+/-的2值输出其大小关系。此外，模型图案MP的数据由设定部68(图6)提供。
例如在高度方向尺寸HQ为140μm的最小有害背面异物Q附着于基板G的背面时，形成图16的(a)示出的情况，在所有比较位置[1]～[5]处倒山形轮廓的受光量减少量(δi-4p、δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)大于模型图案MP，因此由图案比较部80得到(+、+、+、+、+)的比较结果输出。在这种情况下，由于比较结果输出全部为+，因此判断部82输出表示检测出有害背面异物Q的意思的逻辑值H的判断结果W。
另外，在高度方向尺寸HQ为190μm的有害背面异物Q附着于基板G的背面的情况下，形成图16的(b)示出的情况，仍然在所有比较位置[1]～[5]处倒山形轮廓的受光量减少量(δi-4p、δi-3p、δi-2p、δi-p、δi)大于模型图案MP，因此由图案比较部80得到(+、+、+、+、+)的比较结果输出，判断部82输出表示检测出有害背面异物Q的意思的逻辑值H的判断结果W。
但是，在高度方向尺寸HQ为100μm的实质上无害背面异物q附着于基板G的背面的情况下，形成图16的(c)示出的情况，在比较位置[4]、[5]处倒山形轮廓的受光量减少量(δi-4p、δi-3p)大于模型图案MP，但是在比较位置[1]、[2]、[3]中倒山形轮廓的受光量减少量(δi-2p、δi-p、δi)小于模型图案MP。在这种情况下，由图案比较部80得到(+、+、-、-、-)的比较结果输出。由此，由于比较结果输出的一部分为-，因此判断部82输出表示并非有害背面异物Q的意思的逻辑值L的判断结果W。
此外，可如上所述设定或者调整束光路的高度位置，使得从光发射部58发射的光束LB的下端部被基板G的一侧面遮断光路，只有在高于基板G上表面的空间内水平传播的光束部分到达光接收部60的受光面，接着说明其理由。
设定光束LB的光路高度位置时考虑以下三种情况。第一，如图17所示，设定为基板G上表面与光束LB的下端一致的情况。在这种情况下，例如当基板G稍微降落时，在基板G上表面与光束LB的下端之间产生间隙，导致无法高精度地检测基板G的有害背面异物的情况，这样设定不理想。
第二，如图18所示，在光束LB中配置基板G，即基板G的侧面全部被配置在光束LB中的情况。在这种情况下，在基板下表面与浮动支承台10之间也通过光束LB。使用图19来说明光接收部60的受光状态。光接收部60以2值(白色、黑色)进行检测。白色为光束LB到达的区域，将面积设为S1、S2。黑色为没有接收到光束LB的区域。另外，ΔS为基板背面(下表面)与浮动支承台10之间夹持异物、基板G表面(上表面)凸起而没有接收到光束LB的区域，将面积设为ΔS。光接收部60将光束LB的检测结果发送到计算部66，使用面积S1、S2、ΔS来计算以下公式。
R(％)＝{(S1+S2-ΔS)/(S1+S2)}×100…①
便于理解而简单地进行说明，应该根据上述R的值检测基板背面的异物，但是在基板下表面与浮动支承台10之间也存在光束LB，因此在假设存在基板背面异物的情况下，R的值的变化也较小，因此这样设定光束LB不理想。
第三，如图7所示，如上所述，设定为光束LB的下端部被基板G的一侧面遮断光路，只有在高于基板G上表面的空间内水平传播的光束部分到达光接收部60的受光面的情况。在这种情况下，ΔS稍微发生变化上述公式①的计算值就会大大不同，因此这样设定最理想。
此外，在上述实施方式中，使用狭缝喷嘴14进行了说明。但是，当然可取代在喷嘴下设置喷射涂布液的狭缝的狭缝喷嘴14，而使用例如在喷嘴下设置多个微细喷射孔的长条状喷嘴，也能够得到相同的作用效果。
作为本发明的涂布装置中的处理液，除了抗蚀剂液以外，例如还能够使用层间绝缘材料、电介质材料、布线材料等涂布液，还能够使用各种药液、显影液、冲洗液等。本发明中的被处理基板并不限于LCD基板，还能够使用其它平板显示用基板、半导体晶圆、CD基板、光掩模、印刷基板等。本发明的背面异物检测方法以及背面异物检测装置特别是能够优选应用于平流方式的涂布装置，但是还能够应用于采用平流方式的其它种类的基板处理装置。

Claims (30)

1.一种背面异物检测方法，用于在涂布装置中在比长条状喷嘴更靠基板输送方向上游侧的位置处检测附着在上述基板的背面且对上述长条状喷嘴有害的有害背面异物，其中，上述涂布装置输送被处理基板，使被处理基板以规定的浮动高度通过混合设置有多个喷出口和多个吸引口的浮动区域，利用配置在上述浮动区域上方的长条状喷嘴向通过该长条状喷嘴下方的上述基板提供处理液来在上述基板上形成上述处理液的涂布膜，该背面异物检测方法具有以下步骤：
第一步骤，在光发射部与光接收部之间发射和接收从通过上述浮动区域的上述基板的上表面掠过而水平地横穿的光束，利用上述光接收部获取表示上述光束的受光量的受光量信号，其中，隔着浮动支承台而在该浮动支承台的两侧相向地配置上述光发射部与上述光接收部；以及
第二步骤，根据上述受光量信号，将上述光束的受光量的波形在时间轴上呈倒山形的轮廓作为监视对象，在上述光束的受光量的波形中检测到尺寸大于规定的基准尺寸的倒山形轮廓时，产生表示检测到上述有害背面异物的警报信号。
2.根据权利要求1所述的背面异物检测方法，其特征在于，
上述基准尺寸包括高度方向上的基准受光量减少峰值以及横方向上的基准直径尺寸。
3.根据权利要求2所述的背面异物检测方法，其特征在于，
上述基准受光量减少峰值以及上述基准直径尺寸依赖于上述基板的厚度、上述浮动高度、以及上述长条状喷嘴与上述基板之间的涂布间隙，并根据测试值来设定上述基准受光量减少峰值以及上述基准直径尺寸。
4.根据权利要求3所述的背面异物检测方法，其特征在于，
以将上述浮动高度与上述涂布间隙相加而得到的值为基准，设定上述有害背面异物的高度方向尺寸的下限值。
5.根据权利要求2所述的背面异物检测方法，其特征在于，
上述第二步骤包括以下步骤：
第三步骤，在时间轴上隔着规定间隔而设定的多个提取点处求出上述光束的受光量相对于规定受光量基准值的减少量；
第四步骤，累计分别从上述多个提取点得到的受光量的减少量；以及
第五步骤，将上述受光量减少量的累计值与规定阈值进行比较，在上述累计值大于上述阈值时，判断为在上述光束的受光量的波形中含有尺寸大于上述基准尺寸的倒山形轮廓。
6.根据权利要求5所述的背面异物检测方法，其特征在于，
在上述第三步骤中以百分比表示的方式求出上述光束的受光量的减少量，在上述第四步骤中通过乘法运算来对上述受光量减少量进行累计。
7.根据权利要求5或者6所述的背面异物检测方法，其特征在于，
上述受光量基准值是上述基板的开头部分沿上述基板输送方向通过上述光发射部和上述光接收部时、由上述光接收部得到的光束受光量的值。
8.根据权利要求5或者6所述的背面异物检测方法，其特征在于，
上述受光量基准值是在比上述多个提取点中时间最早的提取点提前固定时间的时刻、由上述光接收部得到的光束受光量的值。
9.根据权利要求5或者6所述的背面异物检测方法，其特征在于，
从上述多个提取点的开头至结束的时间长度小于上述基准直径尺寸而大于上述基准直径尺寸的一半。
10.根据权利要求5或者6所述的背面异物检测方法，其特征在于，
将上述多个提取点设置为三个位置以上。
11.根据权利要求1至6中的任一项所述的背面异物检测方法，其特征在于，
在上述第二步骤中，针对时间轴上的上述光束的受光量的波形，分配具有上述基准尺寸或者比上述基准尺寸小一圈的尺寸的倒山形轮廓的模型图案作为标准，如果发现有倒山形轮廓在多个位置处尺寸大于上述模型图案，则判断为该倒山形轮廓是尺寸大于上述基准尺寸的倒山形轮廓。
12.一种背面异物检测装置，用于在涂布装置中比长条状喷嘴更靠基板输送方向上游侧的位置处检测附着在上述基板的背面且对上述长条状喷嘴有害的有害背面异物，其中，上述涂布装置输送被处理基板，使被处理基板以规定的浮动高度通过混合设置有多个喷出口和多个吸引口的浮动区域，利用配置在上述浮动区域上方的长条状喷嘴向通过该长条状喷嘴下方的上述基板提供处理液来在上述基板上形成上述处理液的涂布膜，该背面异物检测装置具有：
光传感器，其具有光发射部和光接收部，光发射部和光接收部隔着浮动支承台而在该浮动支承台的两侧相向地配置，上述光传感器在上述光发射部与上述光接收部之间发射和接收从通过上述浮动区域的上述基板的上表面掠过而水平地横穿的光束，并利用上述光接收部输出表示上述光束的受光量的受光量信号；以及
信号处理部，其根据由上述光传感器输出的上述受光量信号，将上述光束的受光量的波形在时间轴上呈倒山形的轮廓设为监视对象，在上述光束的受光量的波形中检测到尺寸大于规定的基准尺寸的倒山形轮廓时，产生表示检测到上述有害背面异物的警报信号。
13.根据权利要求12所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述基准尺寸包括高度方向上的基准受光量减少峰值以及横方向上的基准直径尺寸。
14.根据权利要求13所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述信号处理部使用的上述基准受光量减少峰值以及上述基准直径尺寸依赖于上述基板的厚度、上述浮动高度、以及上述长条状喷嘴与上述基板之间的涂布间隙并根据测试值而设定。
15.根据权利要求14所述的背面异物检测装置，其特征在于，
以将上述浮动高度与上述涂布间隙相加而得到的值为基准，设定上述有害背面异物的高度方向尺寸的下限值。
16.根据权利要求13所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述信号处理部包括：
第一计算部，其在时间轴上隔着规定间隔而设定的多个提取点求出上述光束的受光量相对于规定受光量基准值的减少量；
第二计算部，其累计分别从上述多个提取点得到的受光量减少量；以及
第三计算部，其将上述受光量减少量的累计值与规定阈值进行比较，在上述累计值大于上述阈值时，判断为在上述光束的受光量的波形中含有尺寸大于上述基准尺寸的倒山形轮廓。
17.根据权利要求16所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述第一计算部以百分比表示的方式求出上述光束的受光量的减少量，上述第二计算部通过乘法运算来对上述受光量的减少量进行累计。
18.根据权利要求16或者17所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述受光量基准值是上述基板的开头部分沿上述基板输送方向通过上述光发射部和上述光接收部时、由上述光接收部得到的光束受光量的值。
19.根据权利要求16或者17所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述受光量基准值是在比上述多个提取点中时间最早的提取点提前固定时间的时刻、由上述光接收部得到的光束受光量的值。
20.根据权利要求16或者17所述的背面异物检测装置，其特征在于，
从上述多个提取点的开头至结束的时间长度小于上述基准直径尺寸而大于上述基准直径尺寸的一半。
21.根据权利要求16或者17所述的背面异物检测装置，其特征在于，
将上述多个提取点设置为三个位置以上。
22.根据权利要求12至15中的任一项所述的背面异物检测装置，其特征在于，
上述信号处理部还具有计算部，该计算部针对时间轴上的上述光束的受光量的波形分配具有上述基准尺寸或者比上述基准尺寸小一圈的尺寸的倒山形轮廓的模型图案作为标准，如果发现有倒山形轮廓在多个位置尺寸大于上述模型图案，则判断为该倒山形轮廓为尺寸大于上述基准尺寸的倒山形轮廓。
23.一种涂布装置，具有：
浮动支承台，其具有第一浮动区域，该第一浮动区域混合设置有多个喷出口和多个吸引口；
输送机构，其将浮在空中的上述基板保持在上述浮动支承台上，并输送上述基板通过上述第一浮动区域；
处理液供给部，其具有配置于上述第一浮动区域上方的长条状喷嘴，利用上述长条状喷嘴向通过上述第一浮动区域的上述基板上提供处理液；以及
权利要求12至17中的任一项所述的背面异物检测装置，其用于在基板输送方向上比上述长条状喷嘴更靠上游侧的位置处检测附着在通过上述第一浮动区域的上述基板的背面并对上述长条状喷嘴有害的有害背面异物。
24.根据权利要求23所述的涂布装置，其特征在于，
还具有用于使上述长条状喷嘴升降移动的升降机构，并响应于由上述背面异物检测装置产生的上述警报信号来通过上述升降机构使上述长条状喷嘴上升移动。
25.根据权利要求23或者24所述的涂布装置，其特征在于，
响应于由上述背面异物检测装置产生的上述警报信号来使上述处理液供给部中的处理液喷射动作停止。
26.根据权利要求23或者24所述的涂布装置，其特征在于，
响应于由上述背面异物检测装置产生的上述警报信号来使上述输送机构中的基板输送动作停止。
27.根据权利要求23或者24所述的涂布装置，其特征在于，
上述浮动支承台还具有第二浮动区域，该第二浮动区域设置有沿基板输送方向在上述第一浮动区域上游侧用于使上述基板浮动的多个喷出口。
28.根据权利要求27所述的涂布装置，其特征在于，
在上述第二浮动区域内还设置有用于搬入上述基板的搬入部。
29.根据权利要求23或者24所述的涂布装置，其特征在于，
上述浮动支承台还具有第三浮动区域，该第三浮动区域设置有沿基板输送方向在上述第一浮动区域下游侧用于使上述基板浮动的多个喷出口。
30.根据权利要求29所述的涂布装置，其特征在于，
在上述第三浮动区域内还设置有用于搬出上述基板的搬出部。
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