CN110299302B - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基板处理装置及基板处理方法，可正确地测量各位置的膜厚，而且可编入成膜工序中的膜厚测量技术。本发明的基板处理装置(1)将由测距部(6)所测量的至基板主面(Sa)为止的第1距离、及至形成在基板主面(Sa)上的膜为止的第2距离与由位置检测部(55)所得的测距部(6)的位置检测结果建立对应来取得。基于这些信息，根据相对于基板(S)的测距部(6)的位置彼此相同时的第1距离与第2距离的差来算出对应于此位置的膜的厚度。

Description

基板处理装置及基板处理方法

技术领域

本发明涉及一种利用涂布液在基板的主面上形成膜的基板处理装置及基板处理方法，且特别涉及一种测量所述膜的膜厚的技术。另外，所述基板包括：半导体基板、光掩模用基板、液晶显示用基板、有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示用基板、等离子体显示用基板、场发射显示器(Field Emission Display，FED)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板等。

背景技术

在半导体装置或液晶显示装置等电子零件等的制造步骤中，广泛地进行将含有成膜材料的液体涂布在基板的主面上来成膜。例如，以在基板主面上形成抗蚀剂膜、绝缘膜、保护膜等为目的而实施此种成膜。在此种涂布装置中，例如有为了确认膜的状态并使成膜条件最佳化，而设置有用于测量刚形成后的膜厚的机构者。

例如在专利文献1中记载的技术中，先测量形成涂布膜前的基材的表面高度，并从成膜后的表面高度减去基材的表面高度，由此求出膜厚。另外，在专利文献2中记载的技术中，在相对于基材进行扫描移动的喷嘴的前后设置光学传感器，且将膜厚作为喷嘴前方侧的光学传感器所检测的基材表面的高度与喷嘴后方侧的光学传感器所检测的膜表面的高度的差来求出。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2011-255260号公报

专利文献2：日本专利特开2006-181566号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

基板的表面高度及膜的厚度未必固定，在各位置上不同。因此，如所述现有技术那样仅取得膜表面的高度与基板的高度的差的方法虽然可求出平均的膜厚，但存在无法正确地检测各位置的膜厚这一问题。

另外，有时为了确保涂布后的膜的品质而要求全数检查，在此情况下，必须不对成膜的生产性造成影响来测量膜厚。但是，在专利文献1中记载的技术中，通过基材与高度检测器的相对移动而首先测量基材的表面高度后，必须从原来的位置再次执行相对移动来测量膜的表面高度。这使成膜的生产性下降，因此并非可编入连续的成膜工序中的技术。

本发明是鉴于所述课题而成者，其目的在于提供一种在利用涂布液在基板的主面上形成膜的基板处理装置及基板处理方法中，可正确地测量各位置的膜厚，而且可编入成膜工序中的膜厚测量技术。

[解决问题的技术手段]

本发明的一方式是将流体喷出至基板的主面上的基板处理装置，为了达成所述目的，在将涂布液的膜形成在基板的主面上的基板处理装置中包括：喷嘴，一面从狭缝状的喷出口喷出所述涂布液，一面相对于所述基板相对移动来将所述涂布液涂布在所述主面上而形成所述膜；测距部，面对所述主面来配置，测量至所述主面为止的第1距离及至涂布在所述主面上的所述膜的表面为止的第2距离；移动部，使所述基板与所述测距部在沿着所述主面的移动方向上相对移动；位置检测部，在所述移动方向上，检测相对于所述基板的所述测距部的位置；信息取得部，取得将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在此位置上所测量的所述第1距离建立了对应的第1信息、及将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在此位置上所测量的所述第2距离建立了对应的第2信息；以及膜厚算出部，基于所述第1信息及所述第2信息，根据相对于所述基板的所述测距部的位置彼此相同时的所述第1距离与所述第2距离的差来算出对应于此位置的所述膜的厚度。

另外，本发明的另一方式是使从狭缝状的喷出口中喷出涂布液的喷嘴相对于基板相对移动，而将所述涂布液涂布在所述基板的主面上来形成所述涂布液的膜的基板处理方法，为了达成所述目的，使面对所述主面来配置的测距部相对于所述基板在沿着所述主面的移动方向上相对移动，通过位置检测部来检测所述移动方向上的相对于所述基板的所述测距部的位置，并且所述测距部测量至所述主面为止的第1距离及至涂布在所述主面上的所述膜的表面为止的第2距离，并取得将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在此位置上所测量的所述第1距离建立了对应的第1信息、及将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在此位置上所测量的所述第2距离建立了对应的第2信息，且基于所述第1信息及所述第2信息，根据相对于所述基板的所述测距部的位置彼此相同时的所述第1距离与所述第2距离的差来算出对应于此位置的所述膜的厚度。

在如此构成的发明中，在基板与测距部的相对移动时检测相对于基板的测距部的位置。根据其结果，将由测距部所测量的至主面为止的第1距离与此时的测距部的位置作为第1信息来建立对应。另外，将由测距部所测量的至膜表面为止的第2距离与此时的测距部的位置作为第2信息来建立关联。因此，可经由第1信息及第2信息而将在相同位置上测量的第1距离与第2距离建立关联。因此，通过求出第1距离与第2距离的差，可正确地求出此位置上的膜的厚度。

而且，由于如所述那样将第1距离及第2距离的测量结果与测距部的位置建立对应，因此各自的测量可在个别的时机执行。因此，可不对成膜的节拍时间(takt time)造成影响，而将膜厚的测量编入成膜工序中。

[发明的效果]

如以上那样，根据本发明，将测距部所测量的至基板的主面及膜的表面为止的距离与相对于基板的测距部的位置检测结果建立了对应，因此可根据同一位置上的距离的差而在各位置上正确地测量膜的厚度，另外，可不对成膜的节拍时间造成影响而在成膜工序中执行膜厚的测量。

附图说明

图1是表示作为本发明的基板处理装置的第1实施方式的涂布装置的立体图。

图2是表示此涂布装置的主要结构与其动作的概要的侧面图。

图3是表示高度传感器的结构的图。

图4是表示此涂布装置的控制部的电气结构的方块图。

图5(a)至图5(e)是表示此涂布装置的涂布动作的图。

图6是表示此涂布装置的动作的流程图。

图7(a)至图7(c)是表示膜厚算出的原理的图。

图8(a)至图8(c)是说明对于响应时间的应对的原理的图。

图9是表示本发明的基板处理装置的第2实施方式的主要部分的侧面图。

[符号的说明]

1：涂布装置(基板处理装置)

2：狭缝喷嘴(喷嘴)

4：平台

5：涂布处理部

6：高度传感器(测距部)(光学传感器)

6a、6b：高度传感器(测距部)

8：控制部

21：喷出口

22：喷嘴升降机构

25：涂布液供给部

41：保持面(平台4的上表面)

42：吸附控制部

51：喷嘴支撑体(支撑部)

51a：梁构件

51b：柱构件(升降机构)

52：导轨

53：喷嘴移动部(移动部)

54：线性马达

54a：定子

54b：动子

55：位置传感器(位置检测部)

55a：标尺部

55b：检测部

61：投光部

62：驱动器

63：光接收部

64：信号处理部

81：CPU(信息取得部、膜厚算出部)

82：内存

83：存储器

84：接口

811：信息取得部

812：膜厚算出部

A、A(k)、A(k－1)、A(k+1)、B、B(k)、B(k－1)、B(k+1)：高度测量值

F：膜

L：光束

S：基板

Sa：基板S的上表面(基板主面)(基板S的表面)

T：测量对象物

T(k)：膜厚

ΔT：时间延迟(时间差、偏移量)

Y(k)、Y(k－1)、Y(k+1)：测量位置

ΔYa、ΔYb：位移量(偏移量)

X、Y、Z：方向

S101～S115：步骤

具体实施方式

图1是表示作为本发明的基板处理装置的第1实施方式的涂布装置的立体图。另外，在图1及以后的各图中，为了使这些图的方向关系变得明确，适宜附加将Z方向设为垂直方向，将XY平面设为水平面的XYZ正交坐标系。另外，为了容易理解，视需要将各部的尺寸或数量夸张或简化来描绘。

涂布装置1是使用狭缝喷嘴2将涂布液涂布在基板S的表面上的被称为狭缝涂布机的涂布装置。涂布装置1可使用抗蚀液，彩色滤光片用液，包含聚酰亚胺、聚酰亚胺前体、硅、纳米金属油墨、导电性材料的浆料等各种涂布液作为其涂布液。另外，关于成为涂布对象的基板S，也可以应用于矩形玻璃基板、半导体基板、膜液晶用柔性基板、光掩模用基板、彩色滤光片用基板、太阳电池用基板、有机EL用基板等各种基板。尤其，涂布装置1适合于将高粘度的液体用作涂布液。另外，在本说明书中，所谓“基板S的表面Sa”，是指基板S的两主面中的涂布有涂布液之侧的主面。如后述那样，在此涂布装置1中，在将基板S载置在水平的平台(stage)4上的状态下进行涂布动作，此时的基板S的上表面相当于表面Sa。

涂布装置1包括：平台4，能够以水平姿势吸附保持基板S；涂布处理部5，使用狭缝喷嘴2对由平台4保持的基板S实施涂布处理；喷嘴清洗装置(省略图示)，在涂布处理之前对狭缝喷嘴2实施清洗处理；预分配装置(省略图示)，在涂布处理之前对狭缝喷嘴2实施预分配处理；以及控制部8，对所述各部进行控制。

狭缝喷嘴2具有作为在X方向上延长的长条状的开口部的喷出口。而且，狭缝喷嘴2可从喷出口朝由平台4保持的基板S的表面Sa喷出涂布液。

平台4包含具有大致长方体的形状的花岗岩等石材，在其上表面(+Z侧)中的(-Y)侧包括被加工成大致水平的平坦面来保持基板S的保持面41。未图示的多个真空吸附口分散地形成在保持面41上。通过这些真空吸附口来吸附基板S，由此在涂布处理时将基板S在规定的位置上保持成大致水平状态。另外，基板S的保持形态并不限定于此，例如也能够以机械式地保持基板3的方式构成。

在本实施方式的涂布装置1中，使狭缝喷嘴2在Y方向上移动的移动机构设置在涂布处理部5上。移动机构具有桥梁结构的喷嘴支撑体51与喷嘴移动部53作为主要的结构，所述喷嘴支撑体51在平台4的上方横贯X方向来支撑狭缝喷嘴2，所述喷嘴移动部53使喷嘴支撑体51及由其支撑的狭缝喷嘴2沿着在Y方向上延长的一对导轨52水平移动。喷嘴支撑体51具有将X方向作为长边方向来支撑狭缝喷嘴2的梁构件51a、及分别支撑梁构件51a的X方向端部的一对柱构件51b。

在梁构件51a的(-X)侧侧面上设置有高度传感器6。虽然详细情况将后述，但高度传感器6向下射出光束并接收其反射光，测量至位于高度传感器6的下方的相向面为止的距离。例如可将公知的激光位移计用作高度传感器6。

如此构成的喷嘴支撑体51如图1所示，具有沿着X轴方向架设在平台4的左右两端部，并横跨保持面41的架桥结构。喷嘴移动部53作为相对移动部件发挥功能，所述相对移动部件使作为所述架桥结构体的喷嘴支撑体51与固定保持在其上的狭缝喷嘴2相对于保持在平台4上的基板S，沿着Y轴方向相对移动。

喷嘴移动部53在±X侧分别包括：在Y轴方向上引导狭缝喷嘴2的移动的导轨52、作为驱动源的线性马达54、及用于检测狭缝喷嘴2的喷出口的位置的位置传感器55。

两个导轨52分别以包含从喷嘴清洗位置(喷嘴清洗装置的配设位置)至涂布结束位置(保持面41的-Y侧端部位置)为止的区间的方式，沿着Y轴方向延设在平台4的X轴方向的两端部。因此，通过喷嘴移动部53而沿着所述两个导轨52引导两个柱构件51b的下端部，由此狭缝喷嘴2在喷嘴清洗位置和与保持在平台4上的基板S相向的位置之间移动。

在本实施方式中，各线性马达54作为具有定子54a与动子54b的交流(AlternatingCurrent，AC)无芯线性马达来构成。定子54a沿着Y轴方向设置在平台4的X轴方向的两侧面上。另一方面，动子54b相对于升降机构51b的外侧固定设置。线性马达54通过所述定子54a与动子54b之间产生的磁力而作为喷嘴移动部53的驱动源发挥功能。

另外，各位置传感器55具有所谓的线性编码器(linear encoder)的结构，分别具有标尺部55a与检测部55b。标尺部55a沿着Y轴方向设置在平台4上所固定设置的线性马达54的定子54a的下部。另一方面，检测部55b固定设置在升降机构51b上所固定设置的线性马达54的动子54b的更外侧，并与标尺部55a相向配置。在标尺部55a中以固定间隔设置有方格刻度，每当相对于标尺部55a相对移动的检测部55b读取刻度时，从检测部55b中输出脉冲信号。检测部55b的输出信号被输入至控制部8中。如后述那样，根据标尺部55a与检测部55b的相对的位置关系，检测Y轴方向上的狭缝喷嘴2的喷出口的位置。

图2是表示此涂布装置的主要结构与其动作的概要的侧面图。喷嘴支撑体51的梁构件51a是具有大致U字型剖面，并使开口部向下的通道型的构造物。例如可由不锈钢等金属或碳纤维强化树脂等来构成梁构件51a。在梁构件51a的开口部分中收容有狭缝喷嘴2。更具体而言，狭缝喷嘴2经由喷嘴升降机构22而安装在梁构件51a中。喷嘴升降机构22使狭缝喷嘴2在垂直方向(Z方向)上升降。由此，狭缝喷嘴2可在相对于平台4上的基板S接近及分离的方向上移动。

狭缝喷嘴2的下端与平台4上的基板S的表面Sa相向，在所述下端设置有将X方向作为长边方向的狭缝状的喷出口21。通过狭缝喷嘴2的升降，可变更喷出口21与基板S的距离。在将喷出口21相对于基板S的表面Sa隔开规定的间隙相向配置的状态下从喷出口21中喷出涂布液，由此将涂布液涂布在基板S的表面Sa上。

进而，喷嘴移动部53使喷嘴支撑体51在Y方向上移动，由此相对于基板S，狭缝喷嘴2的喷出口21沿着表面Sa扫描移动，由此利用涂布液在基板S的表面Sa上形成膜F。

当喷嘴移动部53使狭缝喷嘴2在水平方向(Y方向)上移动时，位置传感器55的检测部55b与其一体地移动，每当读取设置在标尺部55a中的方格刻度时，即每当狭缝喷嘴2前进固定距离时输出脉冲信号。控制部8对从检测部55b中输出的脉冲数进行计数，由此检测从规定的基准位置起的检测部55b的位移量，由此检测狭缝喷嘴2的位置。狭缝喷嘴2与高度传感器6在水平方向上经由喷嘴支撑体51而一体地移动。因此，位置传感器55的输出信号是表示狭缝喷嘴2的水平位置的信号，同时也是表示高度传感器6的水平方向位置的信号。

图3是表示高度传感器的结构的图。高度传感器6包括：投光部61，朝测量对象物T向下射出激光光束L；驱动器62，驱动投光部61；光接收部63，检测来自测量对象物T的反射光；以及信号处理部64，对从光接收部63中输出的信号进行处理。在此实施方式中，测量对象物T是基板S的表面Sa或形成在此表面Sa上的膜F的表面。高度传感器6具有利用下述的原理，测量从此高度传感器6至测量对象物T为止的距离，即以高度传感器6的配设位置为基准时的测量对象物T在垂直方向上的高度的功能。

从投光部61中射出的光L由测量对象物T的表面反射，反射光由光接收部63接收。光接收部63为一维图像传感器，如图中由虚线箭头所示那样，朝向光接收部63的反射光的射入位置对应于高度传感器6与测量对象物T的距离而变化。信号处理部64可利用此点，检测高度传感器6与正下方位置的测量对象物T的距离。高度传感器6固定在梁构件51a上。因此，追随狭缝喷嘴2的朝水平方向的移动，但垂直方向位置被固定，而不追随狭缝喷嘴2的升降。因此，高度传感器6可检测位于正下方位置上的基板S的表面Sa的垂直方向高度、或形成在基板S上的膜F的表面的垂直方向高度。另外，作为高度传感器6，只要是可检测与相向面的距离者即可，并不限定于利用所述原理者。

图4是表示此涂布装置的控制部的电气结构的方块图。控制部8包括：中央处理器(Central Processing Unit，CPU)81，执行规定的控制程序来使装置各部执行规定的动作；内存(memory)82，短期地存储通过CPU81的动作而生成的数据；存储器(storage)83，存储CPU81应执行的控制程序或各种数据；以及接口(interface)84，用于与外部装置及操作员的信息的交换。

控制部8对所述装置各部进行控制，具体而言，除对喷嘴升降机构22、喷嘴移动部53进行控制以外，对视需要朝设置在平台4上的吸附口供给用于吸附基板S的负压的吸附控制部42、朝狭缝喷嘴2中供给涂布液的涂布液供给部25等进行控制。

另外，CPU81执行存储在存储器83中的控制程序，以软件(software)方式实现信息取得部811及膜厚算出部812等功能块。信息取得部811对从位置传感器55中输出的脉冲信号进行计数，并根据其计数值来制作表示相对于基板S的高度传感器6的Y方向的相对位置的位置信息。另外，虽然详细情况将后述，但信息取得部811根据从高度传感器6及位置传感器55中输出的信号，取得将由高度传感器6所检测的基板S或膜F的表面的高度信息与根据检测到此高度时的位置传感器55的输出的位置信息建立了对应的对应信息。膜厚算出部812根据所取得的对应信息，在Y方向各位置上算出形成在基板S的表面Sa上的膜F的厚度。由此，求出表示膜F的各位置的厚度分布的膜厚轮廓。可通过根据位置传感器55的输出所制作的位置信息来掌握所求出的膜厚是基板S上的哪个位置的膜厚。

图5(a)至图5(e)是表示此涂布装置的涂布动作的图。图5(a)表示涂布处理部5的初期位置。涂布处理部5的初期位置是在水平方向上比平台4上的基板S更偏向(+Y)侧的位置，此时，狭缝喷嘴2变成退避至上方的状态。当开始涂布动作时，喷嘴移动部53使狭缝喷嘴2从初期位置朝涂布开始位置移动。

图5(b)表示涂布开始位置。涂布开始位置是在水平方向上，狭缝喷嘴2比基板S的(+Y)侧端部略微偏向基板S的内侧的位置。在狭缝喷嘴2的从初期位置起的水平移动后，如图5(b)所示，喷嘴移动部53使狭缝喷嘴2下降，将喷出口21定位在相对于基板S的表面Sa隔开规定的间隙相向的位置上。此时的狭缝喷嘴2的位置为涂布开始位置。

从此状态开始来自喷出口21的涂布液的喷出，并且如图5(c)所示，开始狭缝喷嘴2的朝(-Y)方向的扫描移动。在相对于基板S的表面Sa保持固定的间隙的状态下，狭缝喷嘴2沿着基板S的表面Sa以固定速度扫描移动，由此利用涂布液在基板S的表面Sa上形成膜F。

如图5(d)所示，若狭缝喷嘴2到达基板S的(-Y)侧端部附近的涂布结束位置为止，则停止来自喷出口21的涂布液的喷出，如图中由虚线所示那样，狭缝喷嘴2退避至上方。至此为止是涂布动作。然后，如图5(e)所示，狭缝喷嘴2朝(+Y)方向移动，最终返回至图5(a)中所示的初期位置。以下将此动作称为“返回动作”。

另外，在所述动作中，狭缝喷嘴2在从初期位置至涂布结束位置为止之间往返移动，其中，将狭缝喷嘴2从初期位置移动至涂布结束位置为止的涂布动作时的路径称为“去路”，将从涂布结束位置移动至初期位置为止的返回动作的路径称为“归路”。

在将膜F依次形成在多个基板S上的连续成膜工序中，针对每一片基板S重复执行所述处理。另外，所述返回动作是为了开始对于下一个基板S的涂布动作，用于在不从喷出口21中喷出涂布液的状态下、且在狭缝喷嘴2已退避至上方的状态下使狭缝喷嘴2返回至初期位置的动作。此动作不对成膜作出贡献，因此可将此时的狭缝喷嘴2的移动速度设为比涂布动作中的移动速度高的速度。

在所述一连串的动作中，在此实施方式中，对成为处理对象的所有基板S测量形成在其表面Sa上的膜F的厚度。若所测量的膜厚脱离规定范围，则停止动作。由此，针对经处理的基板S可保持固定的成膜品质，另外，对应于检测结果随时执行成膜条件的最佳化，由此可稳定地执行品质良好的成膜。以下，对其处理内容进行说明。

图6是表示此涂布装置的动作的流程图。此动作通过控制部8的CPU81执行存储在存储器83中的控制程序而使装置各部进行规定的动作来执行。另外，关于使用狭缝喷嘴2将涂布液涂布在基板S上的涂布动作、及涂布结束后的狭缝喷嘴2的返回动作，之前对概要进行了说明，因此此处主要对与膜厚测量相关的动作进行说明。

在涂布动作之前，开始利用高度传感器6的高度测量及利用位置传感器55的位置测量(步骤S101)。其后，开始所述涂布动作的执行(步骤S102)。在涂布动作的开始时间点，高度传感器6朝平台4的上表面41上照射光束L，并检测以高度传感器6的位置为基准时的上表面41的高度。若喷嘴移动部53为了使狭缝喷嘴2水平移动而使喷嘴支撑体51移动，则在基板S的(+Y)侧端部到达高度传感器6的正下方位置的时间点所检测的高度急剧地变化，由此检测基板S的端部位置。信息取得部811始终监视高度传感器6的输出，由此可检测相对于狭缝喷嘴2相对移动的基板S的端部。

若基板S的端部得到检测(步骤S103)，则以此端部为基准，每当根据来自位置传感器55的输出脉冲所检测的高度传感器6的位置到达事先决定的测量位置时(步骤S104)，取得高度传感器6的输出信号(步骤S105)。例如，可从基板S的端部起每隔一毫米执行高度测量。安装在CPU81中的信息取得部811在各位置上取得由高度传感器6所测量的基板S上表面Sa的高度信息、及表示检测到此高度信息时的高度传感器6的水平方向位置的位置传感器55的位置信息，并使将这些信息一对一地建立了对应的“第1信息”存储保存在内存82中(步骤S106)。

若狭缝喷嘴2到达基板S的(-Y)侧端部为止且涂布动作结束(步骤S107)，则执行用于使狭缝喷嘴2返回至初期位置的返回动作(步骤S108)。如图5(d)所示，在涂布动作结束时间点，高度传感器6到达比基板S的(-Y)侧端部更(-Y)侧为止。因此，根据高度传感器6的输出，也可以对基板S的(-Y)侧端部位置进行检测。

在返回动作中也继续进行利用高度传感器6的高度测量。即，在检测到基板S的(-Y)侧端部后(步骤S109)，每当根据位置传感器55的输出所求出的高度传感器6的水平方向位置到达规定的测量位置时(步骤S110)，取得高度传感器6的输出信号(步骤S111)，将此时的位置传感器55的位置信息与高度信息作为“第2信息”建立对应并存储保存在内存82中(步骤S112)。此时，由高度传感器6测量的是形成在基板S的表面Sa上的膜F的表面的高度。

在返回动作结束且狭缝喷嘴2返回至初期位置之前(步骤S113)，继续执行高度测量。在返回动作的结束时间点，狭缝喷嘴2返回至图5(a)所示的初期位置为止，此时高度传感器6移动至比基板S的(+Y)侧端部更(+Y)侧为止。因此，在返回动作中，也可以根据高度传感器6的输出信号来掌握基板S的(+Y)侧端部位置。

若如所述那样在去路中取得将涂布前的基板S的表面Sa的高度信息与位置信息建立了对应的第1信息，另外在归路中取得将涂布后的膜F表面的高度信息与位置信息建立了对应的第2信息，则膜厚算出部812在两者之间进行对位后(步骤S114)，求出表示膜F的各位置上的厚度的膜厚轮廓(步骤S115)。通过以上方式而完成对于一片基板S的处理。当继续对新的基板S进行处理时，在更换基板S后重复所述动作。

图7(a)至图7(c)是表示膜厚算出的原理的图。图7(a)表示在涂布动作中所求出的将高度信息与位置信息建立了对应的“第1信息”的例子。另外，图7(b)表示在返回动作中所求出的将高度信息与位置信息建立了对应的“第2信息”的例子。此处，将基板S的Y方向尺寸设为1000毫米，其(+Y)侧端部在相对于狭缝喷嘴2的相对移动中成为基板S的最前侧，因此将其称为基板S的“前端”或“基板前端”。同样地，有时将相反侧即(-Y)侧的端部称为“后端”。

如图7(a)所示，在涂布动作时所制作的第1信息中，从基板前端起每隔Y方向的一毫米，依次取得基板S的表面Sa的高度测量值A。另一方面，在返回动作中，如图7(b)所示，从离基板前端最远的位置起，依次取得膜F表面的高度测量值B。在所述测量值A、测量值B中，可能产生由基板S及膜F的厚度的偏差所引起的变动。

根据这些测量结果，如图7(c)所示，取得与基板前端的距离相同的位置的基板高度测量值A与膜高度测量值B的差，由此可求出此位置上的膜厚。在各位置上进行相同的运算，由此可求出表示各位置的膜厚的膜厚轮廓。

如此，在此实施方式中，在相对于基板S的狭缝喷嘴2的往返动作中的去路中测量涂布前的基板表面Sa的高度，另外在归路中测量涂布后的膜F表面的高度。将高度测量值与此时的高度传感器6的位置建立对应并存储在内存82中，因此进行在去路与归路之间相互对应的位置彼此的高度测量值的减法，由此即便当在基板S或膜F的厚度中存在变动时，也可以正确地求出各位置的膜厚。

为了对多个基板S连续地进行涂布，对于一片基板S的处理中的狭缝喷嘴2的往返动作是不论是否需要膜厚测量均必需的步骤。本实施方式中的膜厚测量并非对此种连续的成膜工序的节拍时间造成影响者，不会成为降低生产性的原因。因此，本实施方式的膜厚测量方法适合作为连续成膜工序中的在线膜厚测量方法。

另外，如所述那样存在狭缝喷嘴2的移动速度在去路与归路之间不同的情况，但通过先将高度测量值与测量位置的信息建立对应来取得，不论移动速度，均可进行去路与归路之间的测量位置的适当的对位。因此，即便当在去路或归路的任一者中喷嘴移动速度在扫描移动中变化时，也可以正确地测量膜厚。若仅按时间序列顺序记录测量数据，则无法获得此种效果。

然而，在所述实施方式的说明中，成为前提的是根据位置传感器55的输出来求出并与由高度传感器6所得的高度信息建立了对应的位置信息表示高度传感器6进行了高度测量的时刻的高度传感器6的相对于基板S的水平方向位置。但是，在实际的装置中，可能存在所记录的位置信息未表示高度传感器6的正确的位置的情况。其原因在于：在根据位置传感器55的输出的位置检测及利用高度传感器6的高度检测中，在物理的现象的变化作为信号被探测之前分别存在时间延迟，另外，在判断高度传感器6已到达测量位置后此信息传递至各部，实际取入高度传感器6的输出信号之前的期间内也存在时间延迟。

当在狭缝喷嘴2的同一方向、同一速度的移动时执行基板S的高度测量与膜F的高度测量时，在两测量中产生等量的时间延迟，因此在求出差分方面不会特别成为问题。但是，在狭缝喷嘴2的移动方向及移动速度的至少一者不同的情况下，可能产生无法忽视由此时间延迟(响应时间)所引起的误差的情况。继而，说明对于此问题的应对。

图8(a)至图8(c)是说明对于响应时间的应对的原理的图。图8(a)是表示去路中的响应时间的时序图。将高度传感器6的输出信号设为以固定的采样周期始终输出者。另外，由符号Y(k)表示高度传感器6应执行测量的第k个(k＝1、2、…)测量位置。例如，若将测量位置间的间隔设为对应于作为线性编码器的位置传感器55的输出脉冲数10者，则如图所示，每从位置传感器55中输出十个脉冲，取入一次高度传感器6的输出。此时，脉冲计数值达到规定值，对应于此取入高度传感器6的输出之前的期间内产生时间延迟量ΔT。

图中，圆形符号表示将高度传感器6的信号作为有效的信号取入的样品的取得时机。如此，根据位置传感器55的输出来检测已到达测量位置，对应于此取得高度测量值之前存在时间差ΔT，在此期间内高度传感器6也移动。因此，高度测量值已确定时的高度传感器6的位置并非原本的位置Y(k)，而变成从位置Y(k)仅朝基板S的后端侧偏移了由时间差ΔT与移动速度的积所表示的位移量ΔYa的位置。

若考虑归路，则如图8(b)所示，高度传感器6的采样周期与所述相同，但由于狭缝喷嘴2的移动速度高，因此位置传感器55的脉冲输出周期变短，另外，狭缝喷嘴2(及光学传感器6)的移动方向变成与所述相反的从基板S的后端侧朝向前端侧的方向。

与去路同样地，当位置传感器55的输出脉冲的计数值已达到规定值时进行高度测量。可认为由装置的响应时间所产生的时间延迟量ΔT不变，因此对应于测量位置Y(k)的高度测量值变成在从测量位置Y(k)仅朝基板前端侧偏移了ΔYb的位置上取得的值。此偏移量ΔYb是时间差ΔT乘以狭缝喷嘴2的移动速度所得的值，若移动速度与去路不同，则偏移量也不同。

如此，对应于测量位置Y(k)的实际的高度取得位置在去路中仅偏移ΔYa，在归路中仅偏移ΔYb，且其偏移方向相反。因此，去路及归路之间的位置偏移量变成(ΔYa+ΔYb)。因此，对应于相同的测量位置Y(k)的高度测量值A、高度测量值B的比较可能包含误差。

消除此问题的一个方法是在取得高度测量值的时间点进行加入所述偏移量的时间或测量位置的改变。即，可事先实验性求出所述偏移量ΔT、偏移量ΔYa、偏移量ΔYb等。因此，在去路及归路的至少一者中，使测量位置的设定或高度测量值的取入时机仅改变将此偏移估计在内的量，由此可使去路与归路之间的实际有效的测量位置一致。

图8(c)表示消除所述问题的另一方法。在此例中，将高度测量本身设为与所述实施方式相同而不进行改变。作为替代，采用根据将在测量位置Y(k)上取得的高度测量值的前后的测量值对所述高度测量值进行内插的方法。如图所示，对应于测量位置Y(k)所取得的基板表面Sa的高度测量值A(k)实际是在从原本的位置Y(k)仅朝后端侧偏移了ΔYa的位置上取得的值。

关于原本的位置Y(k)上的基板S的高度，可根据在夹持此位置的前后的位置Y(k－1)及位置Y(k)上分别取得的值A(k－1)及值A(k)来推断。例如，通过两测量值之间的线性内插，可推断测量位置Y(k)上的基板高度。同样地，关于测量膜F的高度所得的高度测量值B，可根据在原本的测量位置Y(k)的前后的位置Y(k)及位置Y(k+1)上分别取得的值B(k)与值B(k+1)，通过内插来推断。另外，此处将线性内插作为最简单的例子进行了说明，但内插的方法并不限定于此，也可以是曲线近似等其他公知的方法。

根据以所述方式求出的测量位置Y(k)上的高度测量值A、高度测量值B的推断值计算两者的差，由此可求出此位置上的膜厚T(k)。如此，由装置的响应时间所引起的测量位置的偏移在去路与归路中在相反方向上产生，因此可能存在相对的偏移变大而成为测量误差的原因的情况。尤其若提高狭缝喷嘴2的移动速度，则偏移量也变大。因此，理想的是采取利用如上所述的方法消除偏移的手段。

在所述实施方式中，使用单一的高度传感器6，在狭缝喷嘴2的往返动作中的去路中测量基板表面Sa的高度，在归路中测量膜F的高度，并计算同一位置上的测量结果的差，由此求出膜厚。另一方面，如以下所说明那样，也可以在喷嘴的前后设置高度传感器，通过这些高度传感器来个别地检测基板的高度与膜的高度。

图9是表示本发明的基板处理装置的第2实施方式的主要部分的侧面图。如图9所示，在此实施方式中，在喷嘴支撑体51的梁构件51a的(-Y)侧侧面上设置有高度传感器6a，另外在(+Y)侧侧面上设置有高度传感器6b。所述高度传感器6a、高度传感器6b的结构及动作与第1实施方式的高度传感器6相同。另外，除此以外的结构也可以设为与第1实施方式相同，因此对与第1实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略图示及详细的说明。

在此实施方式中，与未涂布有涂布液的基板S的表面Sa相向的高度传感器6a测量基板S的高度，另外，与形成在涂布后的基板S上的膜F的表面相向的高度传感器6b测量膜F的高度。而且，通过测量位置相同的基板高度测量值与膜高度测量值的差来求出膜厚。

在此实施方式中，也先将由高度传感器6a、高度传感器6b分别测量的高度测量值与进行了测量时的高度传感器6a、高度传感器6b的相对于基板S的位置信息建立对应来取得，由此可通过在相同位置上取得的高度测量值彼此的运算来正确的求出此位置上的膜厚。另外，关于所求出的膜厚对应于基板S的哪个位置，也可以通过将所求出的膜厚与位置信息建立对应来掌握。另外，在此情况下，可通过相对于基板S的狭缝喷嘴2的朝一个方向的扫描移动来测量膜厚，因此例如也可以应用于如将多个基板朝一个方向依次搬送至与喷嘴的相向位置上进行涂布的装置、或对长条片材连续地进行涂布的装置那样，不将喷嘴的往返移动作为前提的成膜工序中。

如以上所说明那样，在所述实施方式中，涂布装置1作为本发明的“基板处理装置”发挥功能，狭缝喷嘴2、喷嘴支撑体51及喷嘴移动部53分别作为本发明的“喷嘴”、“支撑部”及“移动部”发挥功能。另外，位置传感器55作为本发明的“位置检测部”发挥功能。另外，在所述第1实施方式、第2实施方式中，高度传感器6、高度传感器6a、高度传感器6b作为本发明的“测距部”发挥功能。

另外，在所述实施方式中，高度测量值A相当于本发明的“第1距离”，另一方面，高度测量值B相当于本发明的“第2距离”。另外，将高度测量值A与位置信息建立了对应的信息(图7(a))相当于本发明的“第1信息”，将高度测量值B与位置信息建立了对应的信息(图7(b))相当于本发明的“第2信息”。

另外，本发明并不限定于所述实施方式，只要不脱离其主旨，则除所述实施方式以外可进行各种变更。例如，所述实施方式的涂布装置1通过狭缝喷嘴2相对于固定在平台4上基板S进行移动，而实现两者的相对移动，但在通过基板相对于经固定的喷嘴进行移动来实现相对移动的装置中也可以应用本发明。

另外，在所述实施方式中，使高度传感器6与X方向上的基板S的中央部分相向来配置，并在此位置上进行膜厚测量，但X方向上的高度传感器的配设位置并不限定于此而任意，另外，也可以在X方向上配置多个高度传感器。在此情况下，通过各个高度传感器执行所述处理，而可进行膜内的各位置上的膜厚测量。

另外，作为可用作本发明的“测距部”的光学传感器，可分别个别地检测来自膜F的表面的反射光与透过膜F后由基板表面Sa反射的反射光者已制品化。当膜F具有充分的透光性时，通过使用此种光学传感器，可不在如上所述的针对基板上表面Sa的测量高度与针对膜F的测量高度之间进行对位，而直接测量膜厚。但是，作为形成在基板S上的膜F，并不限定于透明的膜，因此优选在安装有此种光学传感器的装置中也可以执行所述处理。由此，不仅是透明膜，对于不透明的膜也可以进行正确的膜厚测量。另外，为了使所测量的膜厚是基板S的哪个位置的膜厚变得明确，先将根据位置传感器55的输出的位置信息与膜厚测量结果建立对应也有效。

另外，在所述实施方式中，狭缝喷嘴2与高度传感器6均安装在喷嘴支撑体51上，当狭缝喷嘴2在Y方向上移动时高度传感器6也成为一体来移动。但是，狭缝喷嘴与高度传感器也可以是通过个别的移动机构来移动的结构。当如所述实施方式那样设为朝Y方向一体移动的结构时，不需要个别的移动机构，因此在装置的尺寸及成本方面有利，另外，可使狭缝喷嘴与高度传感器个别地移动时可能产生的干涉的问题避免于未然。

另外，在所述实施方式中，高度传感器6安装在喷嘴支撑体51上，不追随狭缝喷嘴2的升降。作为替代，例如也可以是高度传感器与狭缝喷嘴一体地升降的结构。当在第1实施方式中实现所述结构时，另外需要用于修正去路与归路中的高度传感器的垂直方向的位置的差异的处理。另一方面，在作为第2实施方式所示的结构中，两个高度传感器(6a、6b)与狭缝喷嘴2一体地升降且两高度传感器的位置关系不变化，因此只要事先适当地校正垂直方向的位置，则并不特别产生修正的必要性。

以上，如例示具体的实施方式进行了说明那样，在本发明的基板处理装置中，也可以是喷嘴相对于基板与移动方向平行地相对移动，且测距部与喷嘴联动而相对于基板相对移动的结构。在此情况下，也可以进而设置支撑喷嘴及测距部并相对于基板在移动方向上相对移动的支撑部。根据此种结构，移动部只要可使测距部与喷嘴一体地移动即可，可避免移动部的结构变得复杂。另外，也不产生测距部与喷嘴个别地移动时的干涉的问题。

另外，测距部也可以是如下的结构：相对于涂布液的涂布前的主面相对移动并在互不相同的多个位置上测量第1距离，进而相对于涂布后的主面相对移动并在互不相同的多个位置上测量第2距离。根据此种结构，可在沿着测距部的移动方向的多个位置上分别测量膜厚，并取得此方向上的膜厚轮廓。

在此情况下，例如也能够以如下方式构成：喷嘴从规定的移动开始位置起相对于基板在一个方向上相对移动来将涂布液涂布在主面上后，相对于基板在相反方向上相对移动至移动开始位置为止，且测距部在一个方向上配置在喷嘴的前方并相对于基板与喷嘴一体地移动，当在一个方向上移动时测量第1距离，当在相反方向上移动时测量第2距离。

根据此种结构，可通过单一的测距部来测量第1距离与第2距离，因此可将装置结构简化。当将此种喷嘴的往返移动作为一连串的成膜工序中必需者而编入时，测距部与此往返移动联动来进行测量，由此可不使成膜工序的生产性下降而进行膜厚的测量。

或者，例如也可以是如下的结构：喷嘴相对于基板在一个方向上相对移动来将涂布液涂布在主面上，且在一个方向上夹持喷嘴而配置一对测距部，在一个方向上配置在喷嘴的前方的测距部测量第1距离，配置在喷嘴的后方的测距部测量第2距离。根据此种结构，在喷嘴的前后分别测量第1距离与第2距离，因此不需要用于膜厚测量的往返移动。在将相对于基板的喷嘴的相对移动限定成一个方向的装置中，利用此结构的膜厚测量有效。

另外，例如膜厚算出部也能够以对由利用位置检测部的位置检测与利用测距部的距离测量之间的响应时间所引起的位置偏移进行修正的方式构成。根据此种结构，可对应于第1距离与第2距离的测量位置因装置的响应时间而偏移这一问题，正确地求出膜厚。

另外，例如测距部也可以是具有朝被测定面照射光的投光部、及检测来自被测定面的反射光的光接收部的结构。作为如所述那样以光学方式检测与被测定面的距离的传感器制品，可到手对应于各种测量距离及分辨率的制品。从这些制品中，对应于测量的目的而选择具有适宜的特性者，由此可容易地实现以所需的精度测量膜厚。

[产业上的可利用性]

本发明是对将涂布液涂布在基板上所形成的膜厚进行测量时有效者，尤其作为被编入成膜工序中的在线型的膜厚测量有效地发挥功能。

Claims (4)

1.一种基板处理装置，其是在基板的主面上形成涂布液的膜的基板处理装置，其包括：

喷嘴，一面从狭缝状的喷出口喷出所述涂布液，一面相对于所述基板相对移动来将所述涂布液涂布在所述主面上而形成所述膜；

测距部，面对所述主面来配置，测量至所述主面为止的第1距离及至涂布在所述主面上的所述膜的表面为止的第2距离；

移动部，使所述测距部在沿着所述主面的移动方向上相对于所述基板而与所述喷嘴一体地相对移动；

位置检测部，在所述移动方向上，检测相对于所述基板的所述测距部的位置；

信息取得部，取得将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在所述位置上所测量的所述第1距离建立了对应的第1信息、及将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在所述位置上所测量的所述第2距离建立了对应的第2信息；以及

膜厚算出部，基于所述第1信息及所述第2信息，根据相对于所述基板的所述测距部的位置彼此相同时的所述第1距离与所述第2距离的差来算出对应于所述位置的所述膜的厚度，

其中所述喷嘴从规定的移动开始位置起相对于所述基板在一个方向上相对移动来将所述涂布液涂布在所述主面上后，相对于所述基板在与所述一个方向相反方向上，且以比所述一个方向的相对移动更高的相对速度，相对移动至所述移动开始位置为止，且

所述测距部在所述一个方向上配置在所述喷嘴的前方，并当在所述一个方向上相对于所述涂布液的涂布前的所述主面相对移动时，沿着所述相对移动的方向上在互不相同的多个位置上测量所述第1距离；以及当在相反方向上相对于涂布后的所述主面相对移动时，沿着所述相对移动的方向上在互不相同的多个位置上测量所述第2距离，

所述膜厚算出部对应于所述测距部相对于所述基板朝所述一个方向及所述相反方向上的所述相对移动的相对移动速度，对由利用所述位置检测部的位置检测与利用所述测距部的距离测量之间的响应时间所引起的位置偏移进行修正。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其包括支撑部，支撑所述喷嘴及所述测距部，并相对于所述基板在所述移动方向上相对移动。

3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中所述测距部包括朝被测定面照射光的投光部、及检测来自所述被测定面的反射光的光接收部。

4.一种基板处理方法，其是使从狭缝状的喷出口中喷出涂布液的喷嘴相对于基板相对移动，而将所述涂布液涂布在所述基板的主面上来形成所述涂布液的膜的基板处理方法，其包括：

使面对所述主面来配置的测距部相对于所述基板在沿着所述主面的移动方向上与所述喷嘴一体地相对移动，通过位置检测部来检测所述移动方向上的相对于所述基板的所述测距部的位置，并且所述测距部测量至所述主面为止的第1距离及至涂布在所述主面上的所述膜的表面为止的第2距离，

取得将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在所述位置上所测量的所述第1距离建立了对应的第1信息、及将所述位置检测部所检测的所述测距部的位置与所述测距部在所述位置上所测量的所述第2距离建立了对应的第2信息，且

膜厚算出部基于所述第1信息及所述第2信息，根据相对于所述基板的所述测距部的位置彼此相同时的所述第1距离与所述第2距离的差来算出对应于所述位置的所述膜的厚度，

其中所述喷嘴从规定的移动开始位置起相对于所述基板在一个方向上相对移动来将所述涂布液涂布在所述主面上后，相对于所述基板在与所述一个方向相反方向上，且以比所述一个方向的相对移动更高的相对速度，相对移动至所述移动开始位置为止，且

所述测距部在所述一个方向上配置在所述喷嘴的前方，并当在所述一个方向上相对于所述涂布液的涂布前的所述主面相对移动时，沿着所述相对移动的方向上在互不相同的多个位置上测量所述第1距离；以及当在相反方向上相对于涂布后的所述主面相对移动时，沿着所述相对移动的方向上在互不相同的多个位置上测量所述第2距离，

所述膜厚算出部对应于所述测距部相对于所述基板朝所述一个方向及所述相反方向上的所述相对移动的相对移动速度，对由利用所述位置检测部的位置检测与利用所述测距部的距离测量之间的响应时间所引起的位置偏移进行修正。

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