JP2006061854A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の検出精度の低下を防止しつつ、作業者の負担を軽減することを目的とする。
【解決手段】基板処理装置に検出センサ４５０を構成する投光部４５０ａと受光部４５０ｂとを設ける。受光部４５０ｂを、投光部４５０ａから照射されるレーザー光の直接光を受光する位置から（＋Ｚ）方向にずらし、対象物によって反射される反射光を受光する位置に配置する。基板処理装置は、受光部４５０ｂがレーザー光を受光した場合には、対象物が存在すると判定して、スリットノズルの移動機構を制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ノズルから処理液を吐出しつつ基板を走査することにより、基板の表面に処理液を塗布する基板処理装置の技術に関する。より詳しくは、ノズルによる走査において、ノズルが異物（対象物）と干渉することを防止するために、対象物を高精度に検出する技術に関する。

液晶用ガラス角形基板、半導体ウエハ、フィルム液晶用フレキシブル基板、フォトマスク用基板、カラーフィルター用基板（以下、単に「基板」と略する）などの製造工程においては、基板の表面に処理液を塗布する塗布装置（基板処理装置）が用いられる。塗布装置としては、スリット状の吐出部を有するスリットノズルを用いてスリットコートを行うスリットコータや、一旦前述のスリットコートを施してから、基板を回転させるスリット・スピンコータなどが知られている。

このような塗布装置では、スリットノズルの先端と基板とを近接させた状態で、スリットノズルと基板とを相対移動させて処理液を塗布するため、基板の表面に異物が付着していたり、基板とステージとの間に異物が挟まることによって基板が盛り上がった状態となることにより、
（１）スリットノズルが損傷する
（２）基板が割れる、あるいは基板に傷がつく
（３）異物を引きずりながら塗布することにより、塗布不良の原因となる
などの問題が発生する。

そのため、従来より、スリットノズルを用いる塗布装置においては、異物検査を行うことにより、スリットノズルと接触する対象物（干渉物）が存在するか否かを判定して、スリットノズルと対象物との衝突を回避させる技術が提案されている。このような技術が、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されている塗布装置は、透過型のレーザーセンサー（透過してくるレーザー光を検出するセンサー）によって対象物の検出を行い、当該レーザーセンサーが対象物を検出した場合には、塗布処理を強制終了させることにより、スリットノズルと対象物とが接触することを防止する。

図１２ないし図１５は、特許文献１に記載されている塗布装置に用いられる透過型のレーザーセンサー１００が対象物を検出する原理を説明するための概念図である。透過型のレーザーセンサー１００は、投光部１０１から射出されたレーザー光を、光軸上に投光部１０１と対向して配置された受光部１０２で受光し、その受光量によって対象物の有無を検出するセンサーである。

レーザーセンサー１００では、図１２に示すように、何らかの物体（対象物）が光路上に存在する場合には、その対象物によって光路上でレーザー光が遮蔽される。そのため、図１３に示すように、受光部１０２におけるレーザー光の受光量が減少する。したがって、レーザーセンサー１００は、受光部１０２における受光量が所定の閾値Ｑよりも少ない場合に、光路上に対象物が存在すると判定することができる。

特開２００２−００１１９５公報

ところが、大型のＨｅ−Ｎｅガスレーザ等とは異なり、小型の半導体レーザでは、図１２および図１４に示すように、レーザー光は、ピントを合わせた位置（最も光束を絞った位置：ここで示す例においては投光部１０１の照射開始位置）から光軸方向にずれるにつれて、その径が広がってしまうという性質がある。そのため、図１４に示すように、対象物が投光部１０１から遠い位置（径が広がった位置）にある場合には、レーザー光がほとんど遮蔽されることなく受光部１０２に受光されることとなる。この場合には、受光部１０２におけるレーザー光の受光量は、図１５に示すように、閾値Ｑよりも多くなるため、本来検出すべき大きさの対象物が存在しているにもかかわらず、その対象物を検出することができないという事態が発生する。一般的な透過型のレーザーセンサーを用いた場合、塗布処理に必要な精度を維持することができる範囲は、投光部１０１と受光部１０２との間隔が最大５００ｍｍ程度までである。

すなわち、特許文献１に記載されている塗布装置では、例えば基板の大型化により、レーザーセンサー１００において、投光部１０１と受光部１０２とを比較的離して配置する必要が生じた場合（検出用のレーザー光の光路が長くなる場合）に、受光部１０２側の領域に対する検出精度が低下するという問題があった。

また、レーザーセンサー１００では減衰量によって検出を行う。したがって、投光部１０１と受光部１０２とを正確に対向配置しなければならず、レーザーセンサー１００の調整作業に時間を要するという問題があった。

また、レーザーセンサー１００の感度を向上させるためには、わずかな減衰に対しても異物を検出したと判断する必要がある。しかし、従来の装置では、移動の際の振動によって投光部１０１と受光部１０２とがずれてしまい、これによってレーザー光の受光量が減衰する場合がある。すなわち、従来の装置では、感度を上げると誤検出が発生するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対象物の検出精度の低下を防止しつつ、作業者の負担を軽減することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記基板に対して所定の処理液を吐出する吐出手段と、前記保持手段に保持された前記基板と前記吐出手段とを相対的に移動させ、前記基板に対する前記吐出手段による走査を実行させる移動手段と、前記吐出手段の走査中に前記吐出手段と干渉する可能性のある対象物を検出する少なくとも１つの検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段を制御する制御手段とを備え、前記検出手段が、レーザー光を照射する投光部と、前記投光部により照射されたレーザー光のうちの直接光を受光する位置から外れた位置に配置され、前記投光部により照射されたレーザー光のうち前記対象物により反射されたレーザー光を検出光として受光する受光部とを備え、前記検出手段は、前記受光部が前記検出光を受光した場合に、前記対象物を検出したとする検出結果を前記制御手段に伝達することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記受光部は、前記吐出手段の走査方向に対して略垂直方向にずれた位置に配置されることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置であって、前記投光部は、前記保持手段に保持された前記基板の表面に略平行方向に前記レーザー光を照射することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記吐出手段の走査中に前記吐出手段と干渉する可能性のある対象物を検出する補助検出手段をさらに備え、前記補助検出手段が、前記投光部または補助投光部と対向した位置に配置され、前記投光部または前記補助投光部から照射された前記レーザー光の直接光を受光する補助受光部とを備え、前記補助検出手段は、前記補助受光部における前記直接光の受光量が所定の閾値以下になった場合に、前記対象物を検出したとする検出結果を前記制御手段に伝達し、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果および前記補助検出手段の検出結果に応じて前記移動手段を制御することを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記少なくとも１つの検出手段を２以上備え、一の検出手段の前記投光部と、他の検出手段の前記投光部とが、それぞれ前記保持手段に保持された前記基板の両側に分かれて配置されることを特徴とする。

請求項１ないし５に記載の発明では、投光部により照射されたレーザー光のうちの直接光を受光する位置から外れた位置に配置され、投光部により照射されたレーザー光のうち対象物により反射されたレーザー光を検出光として受光する受光部を備え、受光部が検出光を受光した場合に、対象物を検出したとする検出結果を制御手段に伝達することにより、受光部の位置は比較的曖昧でよいため、調整作業における負担が軽減される。また、受光部がわずかでも検出光を受光すれば対象物を検出できるので、受光量の減衰量に応じて検出する場合に比べて誤検出が抑制されるので精度が向上する。

請求項２に記載の発明では、受光部は、吐出手段の走査方向に対して略垂直方向にずれた位置に配置されることにより、吐出手段による走査によって生じる振動の影響を抑制することができる。したがって、誤検出を抑制することができるので、正確な検出結果を得ることができる。

請求項４に記載の発明では、投光部または補助投光部と対向した位置に配置され、投光部または補助投光部から照射されたレーザー光の直接光を受光する補助受光部を備え、補助受光部における直接光の受光量が所定の閾値以下になった場合に、対象物を検出したとすることにより、検出可能な対象物の範囲が拡大する。

請求項５に記載の発明では、一の検出手段の投光部と、他の検出手段の投光部とが、それぞれ保持手段に保持された基板の両側に分かれて配置されることにより、基板の幅の影響を受けることなく対象物を検出することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。

＜１． 第１の実施の形態＞
＜１．１ 構成の説明＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における基板処理装置１の正面図である。図２は、基板処理装置１における検出部４５の周辺部の拡大図である。なお、図１および図２において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の図についても同様である。

基板処理装置１は、液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板を被処理基板９０としており、基板９０の表面に形成された電極層などを選択的にエッチングするプロセスにおいて、基板９０の表面にレジスト液を塗布する塗布装置として構成されている。したがって、この実施の形態では、スリットノズル４１は基板９０に対してレジスト液を吐出するようになっている。なお、基板処理装置１は、液晶表示装置用のガラス基板だけでなく、一般に、フラットパネルディスプレイ用の種々の基板に処理液（薬液）を塗布する装置として変形利用することもできる。また、基板９０の形状は角形のものに限られるものではない。

基板処理装置１は、被処理基板９０を載置して保持するための保持台として機能するとともに、付属する各機構の基台としても機能するステージ３を備える。ステージ３は直方体形状の一体の石製であり、その上面（保持面３０）および側面は平坦面に加工されている。

ステージ３の上面は水平面とされており、基板９０の保持面３０となっている。保持面３０には多数の真空吸着口（図示せず）が分布して形成されている。基板処理装置１において基板９０を処理する間、この真空吸着口が基板９０を吸着することにより、ステージ３が基板９０を所定の水平位置に保持する。

ステージ３の上方には、このステージ３の両側部分から略水平に掛け渡された架橋構造４が設けられている。架橋構造４は、カーボンファイバ樹脂を骨材とするノズル支持部４０と、その両端を支持する昇降機構４３，４４と、移動機構５とから主に構成される。

ノズル支持部４０には、スリットノズル４１とギャップセンサー４２とが取り付けられている。

水平Ｙ軸方向に伸びるスリットノズル４１には、スリットノズル４１へ薬液（レジスト液）を供給する配管やレジスト用ポンプを含む吐出機構（図示せず）が接続されている。スリットノズル４１は、レジスト用ポンプによりレジスト液が送られ、基板９０の表面を走査することにより、基板９０の表面の所定の領域（以下、「レジスト塗布領域」と称する。）にレジスト液を吐出する。

ギャップセンサー４２は、架橋構造４のノズル支持部４０に基板９０の表面と対向する位置に取り付けられ、所定の方向（−Ｚ方向）の存在物（例えば、基板９０やレジスト膜）との間の距離（ギャップ）を検出して、検出結果を制御部７に伝達する。

これにより、制御部７は、ギャップセンサー４２の検出結果に基づいて、基板９０の表面とスリットノズル４１との距離を検出することができる。なお、本実施の形態における基板処理装置１では２つのギャップセンサー４２を備えているが、ギャップセンサー４２の数はこれに限られるものではなく、さらに、多くのギャップセンサー４２を備えていてもよい。

昇降機構４３，４４はスリットノズル４１の両側に分かれて、ノズル支持部４０によりスリットノズル４１と連結されている。昇降機構４３，４４はスリットノズル４１を並進的に昇降させるとともに、スリットノズル４１のＹＺ平面内での姿勢を調整するためにも用いられる。

架橋構造４の両端部には、ステージ３の両側の縁側に沿って別れて配置された移動機構５が固設される。移動機構５は、主に一対のＡＣコアレスリニアモータ（以下、単に、「リニアモータ」と略する。）５０と、一対のリニアエンコーダ５１とから構成される。

リニアモータ５０は、それぞれ固定子および移動子（図示せず）を備え、固定子と移動子との電磁的相互作用によって架橋構造４（スリットノズル４１）をＸ軸方向に移動させるための駆動力を生成するモータである。また、リニアモータ５０による移動量および移動方向は、制御部７からの制御信号により制御可能となっている。

リニアエンコーダ５１は、それぞれスケール部および検出子（図示せず）を備え、スケール部と検出子との相対的な位置関係を検出して、制御部７に伝達する。各検出子は架橋構造４の両端部にそれぞれ固設され、スケール部はステージ３の両側にそれぞれ固設されている。これにより、リニアエンコーダ５１は架橋構造４のＸ軸方向の位置検出を行う機能を有している。

架橋構造４の両側に固設された移動機構５には、さらに検出部４５が取り付けられている。本実施の形態における基板処理装置１は、対象物を検出する検出部４５は、２つの検出センサー４５０，４５１および１つの補助検出センサー４５２を備えている。

図３は、スリットノズル４１の走査範囲Ｅ０と検出部４５の配置関係を示す平面図である。図４は、スリットノズル４１と検出部４５との配置関係を示す右側面図であり、図５は、スリットノズル４１と検出部４５との配置関係を示す左側面図である。

なお、走査範囲Ｅ０とは、基板上に対するスリットノズル４１の走査範囲である。より詳しく説明すると、移動機構５がＸ軸方向に移動することにより、スリットノズル４１の下端（−Ｚ方向の端部）が描く軌跡領域（面状の領域となる）のうち、基板９０とスリットノズル４１の下端とが最も接近した状態（レジスト液を塗布する際のギャップ）で対向することとなる領域である。すなわち、走査範囲Ｅ０とは、スリットノズル４１による走査中に、スリットノズル４１が対象物と接触する可能性のある領域である。基板処理装置１では、移動機構５によってスリットノズル４１がさまざまな位置に移動するが、昇降機構４３，４４がスリットノズル４１を十分な高さ位置に維持して移動する場合や、スリットノズル４１が基板９０と対向しない位置を移動する場合には、スリットノズル４１が対象物と干渉することはない。

また、対象物とは、走査範囲Ｅ０において検出される物体であって、スリットノズル４１が走査範囲Ｅ０を走査中に干渉する可能性のある物体である。実際にはパーティクルのような異物以外に、基板９０自体が対象物となる場合もある。ステージ３と基板９０との間に異物が存在すると、基板９０が盛り上がってスリットノズル４１の対象物となるからである。

検出部４５は、スリットノズル４１に対して、走査方向（スリットノズル４１が走査範囲Ｅ０を移動する際の移動方向であって、本実施の形態においては（−Ｘ）方向）の前方位置に配置されており、スリットノズル４１のＸ軸方向の移動に伴って、同じ方向に移動しつつ対象物の検出を行う。なお、検出部４５とスリットノズル４１との相対距離は、移動機構５によってスリットノズル４１が移動する速度と、制御部７の演算速度とに応じて設定される。すなわち、検出部４５の検出結果に応じて制御部７が移動機構５を制御した場合に、対象物とスリットノズル４１との接触を十分に回避できる距離とされる。

検出部４５の検出方向はＹ軸方向とされており、検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２はＸ軸方向に配列されている。また、検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２のＺ軸方向の位置はオペレータによってそれぞれ調整可能とされている。

検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２は、それぞれが投光部（投光部４５０ａ，４５１ａ，４５２ａ）と受光部（受光部４５０ｂ，４５１ｂ，４５２ｂ）とを備えている。本実施の形態における各投光部４５０ａ，４５１ａ，４５２ａは、スポット型のレーザー光を照射する小型の半導体レーザーを用いるが、これに限られるものではない。例えば、スリット型のレーザー光を照射するものを用いてもよい。

検出センサー４５０，４５１は、投光部４５０ａ，４５１ａから照射したレーザー光を受光部４５０ｂ，４５１ｂが受光したか否かによって、対象物を検出するセンサーである。

図３に示すように、投光部４５０ａは基板９０の（−Ｙ）側に配置され、受光部４５０ｂは基板９０の（＋Ｙ）側に配置されている。一方で、投光部４５１ａは基板９０の（＋Ｙ）側に配置され、受光部４５１ｂは基板９０の（−Ｙ）側に配置されている。すなわち、本実施の形態における基板処理装置１では、検出センサー４５０の投光部４５０ａと、検出センサー４５１の投光部４５１ａとが、それぞれ基板９０の両側に分かれて配置されている。これにより、検出センサー４５０は（＋Ｙ）方向に向けてレーザー光を照射し、検出センサー４５１は（−Ｙ）方向に向けてレーザー光を照射する。

検出センサー４５０，４５１の各受光部４５０ｂ，４５１ｂは、図４および図５に示すように、各投光部４５０ａ，４５１ａのＺ軸方向の高さ位置よりも（＋Ｚ）方向にずれて配置されている。投光部４５０ａ，４５１ａは、レーザー光をそれぞれＹ軸に沿った方向（若干（−Ｚ）方向に傾いていてもよい）に照射する。

図６は、検出センサー４５０による検出の際に、対象物が存在しない場合のレーザー光の軌跡を示す図である。図７は、検出センサー４５０による検出の際に、対象物が存在する場合のレーザー光の軌跡を示す図である。図６および図７によって、本実施の形態における検出センサー４５０が対象物を検出する原理を説明する。なお、検出センサー４５１についても、レーザー光の照射方向が異なるだけで、対象物を検出する原理は検出センサー４５０とほぼ同様であるため、説明を省略する。

図６に示すように、受光部４５０ｂは、投光部４５０ａにより照射されたレーザー光のうちの直接光を受光する位置から（＋Ｚ）方向に外れた位置に配置されている。すなわち、対象物がない場合において、投光部４５０ａから照射されたレーザー光は、受光部４５０ｂには入射しない。一方、図７に示すように、対象物が存在する場合、投光部４５０ａにより照射されたレーザー光の一部は対象物により反射され、受光部４５０ｂはこの反射光を受光する。

すなわち、本実施の形態における検出センサー４５０，４５１は、対象物によって反射されたレーザー光を検出光とするレーザーセンサーであって、受光部４５０ｂ，４５１ｂによって受光された検出光の光量を示す信号を制御部７に伝達する。

詳細は後述するが、制御部７は、検出センサー４５０，４５１から伝達された当該受光量が「０」である場合に対象物は検出できなかったと判断し、受光量が「０」より大きい場合に対象物を検出したと判断する。

図７に示すように、対象物が存在していて、レーザー光の一部が対象物に当たって乱反射されたとしても、通常対象物はレーザー光のスポット径に比べて微小であるので、その大半は直接光としての軌跡をたどる。したがって、従来の透過型レーザーセンサーでは、対象物が存在していた場合であっても受光部が直接光を比較的多く受光する。そのため、直接光が対象物に遮蔽されることによる受光量の減衰量は微小である。また、基板９０のサイズが大型化して、投光部と受光部との距離が遠くなると、レーザー光のスポット径は広くなる（図１２および図１４参照）。この場合、対象物に遮蔽されることによる受光量の減衰量はさらに小さくなる。

一方、センサーは、スリットノズルとともに移動するため、移動に伴う振動によってレーザー光のビームは僅かながら振れてしまう。これによって、投光部からのレーザー光（直接光）が受光部を外れると、受光部における受光量が減衰し、従来の装置では対象物を検出したと判断してしまう。すなわち、対象物が存在していた場合の減衰量が微小であるために、対象物に遮蔽されたために生じる受光量の減衰と、センサーの移動（振動）によって生じる受光量の減衰と区別がつかず、従来の装置では誤検出を生じる可能性がある。誤検出が頻発すると、その都度、スリットノズルが停止するため、スループットが低下するという問題がある。

しかし、本実施の形態における基板処理装置１では、受光部４５０ｂ，４５１ｂがレーザー光の直接光を受光する位置から外れた位置に配置されており、検出光の有無によって対象物の有無を検出する。すなわち、受光量の減衰量によって対象物の有無を検出する従来の手法に比べて、誤検出を抑制することができる。

また、受光部４５０ｂは、投光部４５０ａによって照射されるレーザー光の直接光を受光する位置から、スリットノズル４１の走査方向（Ｘ軸方向）に対して略垂直方向にずれた位置に配置されている。振動によるレーザー光の振れは、主にスリットノズル４１の走査方向に生じ、Ｚ軸方向の振動は比較的少ない。したがって、受光部４５０ｂがこのような位置に配置されることによって、振動による誤検出はさらに抑制される。

図８は、検出センサー４５０が受光部４５０ｂに近い位置の対象物を検出する場合を説明する図である。対象物が受光部４５０ｂに近い位置に存在している場合、投光部４５０ａから射出されたレーザー光の反射光ＬＦＬは、受光部４５０ｂの位置では、比較的Ｚ軸方向の低い位置を通過する。特に基板９０が大型である場合、投光部４５０ａと受光部４５０ｂとの距離が遠いので、この反射光ＬＦＬを受光するためは受光部４５０ｂを比較的低い位置に調整しなければならず、投光部４５０ａから射出されたレーザー光の直接光ＤＲＬを受光してしまう。検出センサー４５０は、直接光ＤＲＬと反射光ＬＦＬとを区別できないので、このような場合には対象物の検出ができないおそれがある。

これを防止するためには、基板９０の端部から比較的（＋Ｙ）方向に離れた位置に受光部４５０ｂを配置すればよい。しかし、基板処理装置１のフットプリントを考慮すれば、受光部４５０ｂは基板９０の端部付近に設置することが好ましい。

そこで本実施の形態における基板処理装置１では、図８に示すような位置に対象物が存在している場合には、（＋Ｙ）方向からレーザー光を照射する検出センサー４５１によって検出する。（＋Ｙ）側に存在する対象物と受光部４５１ｂとは充分に距離があるため、受光部４５１ｂは、直接光を受光しない充分な高さ位置に設置されていても、（＋Ｙ）側に存在する対象物に反射されたレーザー光を受光することができる。

このように、検出センサー４５０の投光部４５０ａと、検出センサー４５１の投光部４５１ａとが、それぞれステージ３に保持された基板９０の両側に分かれて配置されることにより、検出センサー４５０と検出センサー４５１とが相補的に機能し、基板９０の幅の影響を受けることなく、走査範囲Ｅ０内の対象物を検出することができる。

補助検出センサー４５２は、図４および図５に示すように、投光部４５２ａと受光部４５２ｂとがほぼ同じ高さ位置（Ｚ軸方向の位置）に配置され、投光部４５２ａと受光部４５２ｂとが対向するように配置されている。本実施の形態における補助検出センサー４５２は、投光部４５２ａが照射するレーザー光が対象物に遮蔽されることによって、受光部４５２ｂが受光するレーザー光の受光量の減衰量に基づいて対象物を検出する透過型のレーザーセンサーである。すなわち、対象物を検出する原理は従来の装置に用いられるレーザーセンサー１００（図１２および図１３参照）と同様である。ただし、従来の装置と異なり、対象物を検出するための閾値が比較的低く（減衰量は多く）設定されており、振動による減衰程度では誤検出しないように設定されている。すなわち、補助検出センサー４５２は、比較的大型の対象物を検出するセンサーであって、小さな対象物を検出することはできず、検出精度の粗いセンサーとして機能する。

検出センサー４５０は、受光部４５０ｂが配置されている側（＋Ｙ側）に、レーザー光が到達しなければ、対象物を検出することができない。同様に、検出センサー４５１は、受光部４５１ｂが配置されている側（−Ｙ側）に、レーザー光が到達しなければ、対象物を検出することができない。例えば、レーザー光を完全に遮蔽してしまうような大型の対象物が存在している場合、投光部４５０ａ，４５１ａのいずれから照射されたレーザー光も受光部４５０ｂ，４５１ｂに到達しない。このように、予測される以上に大きな対象物が存在する場合、制御部７は対象物が存在しないと誤認する可能性がある。

そこで、本実施の形態における基板処理装置１では、補助検出センサー４５２を設けて、レーザー光を遮断してしまうような大型の対象物を検出するようにしている。このように対象物の見落としを防止することにより、基板処理装置１は対象物をより高精度に検出することができる。なお、補助検出センサー４５２の閾値は、比較的低く設定されていると説明したが、極端には、受光部４５２ｂにおける受光量が「０」となった場合（完全に遮蔽された場合）のみ、対象物を検出したと判断するようにしてもよい。

図１に戻って、制御部７は、プログラムに従って各種データを処理する。制御部７は、図示しないケーブルにより基板処理装置１の各機構と接続されており、ギャップセンサー４２、リニアエンコーダ５１および検出部４５などからの入力に応じて、ステージ３、昇降機構４３，４４および移動機構５などの各構成を制御する。

特に、制御部７は、検出センサー４５０，４５１からの入力に基づいて、各受光部４５０ｂ，４５１ｂがレーザー光を受光したか否かを監視しつつ、いずれかがレーザー光を受光した場合に対象物を検出したと判定する。

また、制御部７は、補助検出センサー４５２からの入力に基づいて、受光部４５２ｂにおけるレーザー光の受光量を演算し、演算により求めた受光量が予め設定された閾値より小さい場合に、走査範囲Ｅ０内に対象物が存在すると判定する。

本実施の形態における基板処理装置１において、制御部７は、対象物が存在すると判定した場合には、当該対象物をスリットノズル４１に接触する干渉物であるとみなす。そして当該対象物とスリットノズル４１との接触を回避するために移動機構５（リニアモータ５０）を制御して、スリットノズル４１による走査を停止させる。なお、対象物を検出した場合の制御部７の制御動作については後述する。

また、制御部７は、図示しない操作部（操作パネル、キーボードなど）および表示部（液晶ディスプレイや表示ボタンなど）と接続されており、操作部を介してオペレータからの指示を受け付けるとともに、表示部に必要なデータを表示することによってオペレータに基板処理装置１の状態などを通知する。

以上が本実施の形態における基板処理装置１の構成および機能の説明である。

＜１．２ 調整作業＞
基板処理装置１では、基板９０に対してレジスト液を塗布する処理を行う前に、オペレータによって、検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２のＺ軸方向の位置調整作業が行われる。この位置調整は、１０μｍ以下の位置決め精度を持つマイクロゲージを用いて行う。

検出センサー４５０，４５１の投光部４５０ａ，４５１ａは、照射するレーザー光が基板９０の表面に沿うようにＺ軸方向の位置調整が行われる。この場合、レーザー光は基板９０に一部が遮蔽されていてもよいので、Ｚ軸方向の位置調整はレーザー光のスポット径の分だけ誤差を許容することができ、比較的曖昧に調整することができる。すなわち、厳密な調整作業が不要となるので、調整作業の負担が軽減される。

また、これは検出センサー４５０，４５１では、スポット径の分だけ基板９０の厚みが変化しても対応できることを意味する。すなわち、厚みの異なる基板９０を処理する場合でも、その厚みの変化が所定の範囲内であれば再調整が不要であるため、調整作業の負担を軽減することができる。

投光部４５０ａ，４５１ａの位置が決定されると、検出センサー４５０，４５１の受光部４５０ｂ，４５１ｂは、投光部４５０ａ，４５１ａから照射されたレーザー光の直接光を受光する位置に、一旦セットされる。このとき受光部４５０ｂ，４５１ｂは、レーザー光（直接光）の一部を受光すればよいので、この位置調整は比較的曖昧でよい。次に、受光部４５０ｂ，４５１ｂを徐々に（＋Ｚ）方向に移動させて、レーザー光を受光しなくなった位置で、受光部４５０ｂ，４５１ｂを固定する。このように、受光部４５０ｂ，４５１ｂの位置調整作業においても、従来の装置に比べて作業の負担は軽減される。

補助検出センサー４５２の投光部４５２ａは、ステージ３に正常な状態で保持されている基板９０を対象物として誤検出しないように、そのレーザー光の光路が基板９０の表面より（＋Ｚ）方向の位置となるように位置調整される。すなわち、基板９０の厚みを考慮しつつ、ステージ３の保持面３０を基準に位置調整が行われる。このとき、基板９０の厚みの均一性（通常、設計厚みの±１％以内）や、保持面３０の平坦加工精度などを考慮して調整することが好ましい。これにより、レーザー光の光路が基板９０の表面よりも（＋Ｚ）側となるように調整される。

また、基板処理装置１において、スリットノズル４１と対象物との接触を防止するためには、走査範囲Ｅ０よりも（−Ｚ）側に存在する対象物を検出しなければならない。したがって、レーザー光の走査する範囲が走査範囲Ｅ０よりも（−Ｚ）側の領域を含むように、投光部４５２ａのＺ軸方向の位置が調整される。

投光部４５２ａの位置が決定されると、補助検出センサー４５２の受光部４５２ｂは、投光部４５２ａのＺ軸方向の位置とほぼ同じになるように調整される。ただし、本実施の形態における基板処理装置１では、補助検出センサー４５２の検出精度は粗く設定される。したがって、従来の装置のように投光部４５２ａから照射されるレーザー光のほぼ１００％が受光されるように受光部４５２ｂの位置を厳密に調整する必要はない。すなわち、当該レーザー光のスポットの一部が受光部４５２ｂに受光されるように調整されていれば充分であり、調整作業の負担は従来に比べて軽減される。

＜１．３ 動作の説明＞
次に、基板処理装置１の動作について説明する。図９および図１０は、基板処理装置１の塗布処理における動作を示す流れ図である。なお、以下に示す各部の動作制御は特に断らない限り制御部７により行われる。

基板処理装置１では、オペレータまたは図示しない搬送機構により、所定の位置に基板９０が搬送されることによって、レジスト液の塗布処理が開始される。なお、処理を開始するための指示は、基板９０の搬送が完了した時点で、オペレータが操作部を操作することにより入力されてもよい。

まず、ステージ３が保持面３０上の所定の位置に基板９０を吸着して保持する。次に、スリットノズル４１を移動させることによって、ギャップセンサー４２を基板９０とのギャップを測定するための測定開始位置に移動させる（ステップＳ１１）。この動作は、昇降機構４３，４４がスリットノズル４１の高さ位置を測定高度に調整するとともに、リニアモータ５０が架橋構造４をＸ軸方向に調整することにより行われる。

ギャップセンサー４２の測定開始位置への移動が完了すると、リニアモータ５０が架橋構造４を（＋Ｘ）方向に移動させる。これにより、ギャップセンサー４２が所定の測定高度を保ちながら、基板９０表面の塗布領域における基板９０表面とスリットノズル４１とのギャップを測定する（ステップＳ１２）。なお、塗布領域とは、基板９０の表面のうちでレジスト液を塗布しようとする領域であって、通常、基板９０の全面積から、端縁に沿った所定幅の領域を除いた領域である。また、ギャップセンサー４２による測定が行われている間に、スリットノズル４１が基板９０や異物といった対象物と接触することのないように、基板処理装置１において、測定高度におけるスリットノズル４１と保持面３０との間のＺ軸方向の距離は十分に確保されている。

ギャップセンサー４２の測定結果は制御部７に伝達される。そして、制御部７は、伝達されたギャップセンサー４２の測定結果を、リニアエンコーダ５１によって検出される水平位置（Ｘ軸方向の位置）と関連づけて記憶部に保存する。

ギャップセンサー４２による走査（測定）が終了すると、リニアモータ５０が架橋構造４をＸ軸方向に移動させ、検出部４５を基板９０の端部位置に移動させる（ステップＳ１３）。なお、端部位置とは、検出部４５のうち最も（−Ｘ）側に存在するセンサー（本実施の形態においては検出センサー４５０）の光軸が、基板９０の（＋Ｘ）側の辺にほぼ沿う位置である。また、ギャップセンサー４２による測定によって、基板９０の厚さが指定範囲以内にないと判定された場合、基板処理装置１は、表示部などに警報を表示し、スリットノズル４１を待機位置に移動させるとともに、異常が検出された基板９０を排出する。

検出部４５が端部位置に移動すると、制御部７は、リニアモータ５０を停止させることにより、架橋構造４を停止させる。さらに、ギャップセンサー４２からの測定結果に基づいて、スリットノズル４１のＹＺ平面における姿勢が、適切な姿勢（スリットノズル４１と塗布領域との間隔がレジストを塗布するために適切な間隔（本実施の形態においては５０〜２００μｍ）となる姿勢。以下、「適正姿勢」と称する。）となるノズル支持部４０の位置を算出し、算出結果に基づいて、それぞれの昇降機構４３，４４を制御しスリットノズル４１を適正姿勢に調整する。

基板処理装置１の検出部４５は、スリットノズル４１よりも（−Ｘ）側に配置されているため、検出部４５が端部位置にある状態では、スリットノズル４１は基板９０と対向しない位置に移動している。したがって、検出部４５が端部位置にある状態でスリットノズル４１を（−Ｚ）方向に移動させて適正姿勢に調整したとしても、スリットノズル４１が対象物と接触する危険性はほとんどない。

スリットノズル４１の姿勢調整が終了すると、制御部７は、検出部４５による対象物の検出を開始する（ステップＳ１４）。さらに、リニアモータ５０を駆動し、架橋構造４を（−Ｘ）方向に移動させつつ（ステップＳ２１）、検出部４５からの出力に基づいて、対象物を検出したか否かを判定する（ステップＳ２２）。いずれかの検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２によって対象物を検出したと判定した場合には、ステップＳ２７以降の処理を行い、スリットノズル４１が対象物に接触することを防止するが詳細は後述する。

一方、対象物を検出しない場合には、リニアエンコーダ５１の出力に基づいて、制御部７がスリットノズル４１の位置を確認しつつ、スリットノズル４１が吐出開始位置に移動するまでステップＳ２１ないしＳ２３の処理を繰り返す（ステップＳ２３）。なお、吐出開始位置とは、塗布領域の（＋Ｘ）側の辺にスリットノズル４１がほぼ沿う位置である。

スリットノズル４１が吐出開始位置まで移動すると、レジスト用ポンプ（図示せず）によりスリットノズル４１にレジスト液が送られ、スリットノズル４１が塗布領域にレジスト液を吐出する。その吐出動作とともに、リニアモータ５０がスリットノズル４１を（−Ｘ）方向に移動させる（ステップＳ２４）。これにより、基板９０の塗布領域がスリットノズル４１によって走査され、レジスト液が塗布される。ステップＳ２４の移動動作と並行して、ステップＳ２２と同様に制御部７により、対象物が検出されたか否かの判定が行われる（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５において、制御部７が対象物を検出したと判定した場合には（ステップＳ２５においてＹｅｓ）、制御部７がリニアモータ５０を停止させることによりスリットノズル４１の（−Ｘ）方向への移動動作を停止するとともに、表示部などに警報を出力する（ステップＳ２７）。なお、ステップＳ２２において、制御部７が対象物を検出したと判定した場合もほぼ同様にステップＳ２７が実行される。

このように、基板処理装置１では、スリットノズル４１の移動中（走査中）に、検出部４５によって対象物が検出された場合に、直ちにスリットノズル４１の移動を停止することにより、スリットノズル４１と対象物との接触を防止することができる。したがって、スリットノズル４１や基板９０などが接触により破損することを有効に防止することができる。

また、警報を出力することにより、オペレータに異常を知らせることができることから、復旧作業等を効率的に行うことができる。なお、警報はオペレータに異常事態の発生を知得させることができるものであればどのような手法であってもよく、スピーカなどから警報音を出力するようにしてもよい。

ステップＳ２７の実行後は、レジスト用ポンプを停止してレジスト液の吐出を停止し、リニアモータ５０および昇降機構４３，４４によりスリットノズル４１を待機位置に退避させる（ステップＳ２８）。さらに、基板９０を基板処理装置１から搬出する（ステップＳ２９）。なお、ステップＳ２２において対象物が検出された場合には、レジスト液の吐出は未だ開始されていないため、レジスト液の吐出を停止させる処理は行われない。また、ステップＳ２７が実行された結果搬出する基板９０は、他の基板９０と区別して、オペレータまたは搬送機構が再処理工程に搬送する。また、図４および図５に示すように、異物ＮＧはステージ３に付着している場合も考えられるため、ステップＳ２７が実行された場合は、ステージ３のクリーニングを行うことが好ましい。

一方、ステップＳ２５において対象物が検出されない場合には（ステップＳ２５においてＮｏ）、リニアエンコーダ５１の出力に基づいて、制御部７がスリットノズル４１の位置を確認しつつ、スリットノズル４１が吐出終了位置に移動するまでステップＳ２４ないしＳ２６の処理を繰り返す（ステップＳ２６）。このように、対象物が存在しない場合には、スリットノズル４１による走査が塗布領域全域に対して行われ、当該塗布領域の全域における基板９０の表面上にレジスト液の層が形成される。

スリットノズル４１が吐出終了位置に移動すると、制御部７は、レジスト用ポンプを停止してレジスト液の吐出を停止し、リニアモータ５０および昇降機構４３，４４によりスリットノズル４１を待機位置に退避させる（ステップＳ２８）。この動作と並行して、制御部７は検出部４５による対象物の検出を停止する。

さらに、ステージ３は基板９０の吸着を停止し、オペレータまたは搬送機構が基板９０を保持面３０から取り上げ、基板９０を次の処理工程に搬出する（ステップＳ２９）。

なお、塗布処理が終了した時点で、レジスト液の膜厚の検査処理を行ってもよい。すなわち、昇降機構４３，４４がノズル支持部４０を（＋Ｚ）方向に移動させることにより、ギャップセンサー４２を測定高度に移動させる。さらに、リニアモータ５０が架橋構造４を（＋Ｘ）方向に移動させることでギャップセンサー４２が塗布領域を走査し、基板９０上に形成されたレジスト膜とのギャップを測定して制御部７に伝達する。制御部７は、レジスト液を塗布する前に測定したギャップの値（基板９０の表面との距離）と、レジスト塗布後に測定したギャップの値（レジスト膜の表面との距離）とを比較することにより、基板９０上のレジスト膜の厚さを算出し、算出結果を表示部などに表示する。

基板９０の搬出処理（ステップＳ２９）が終了すると、さらに連続して複数枚の基板９０に対して処理を行う場合にはステップＳ１１に戻って処理を繰り返し実行し、処理すべき基板９０が存在しない場合には処理を終了する（ステップＳ３０）。

以上のように、本実施の形態における基板処理装置１は、投光部４５０ａ，４５１ａにより照射されたレーザー光のうちの直接光を受光する位置から外れた位置に配置され、投光部４５０ａ，４５１ａにより照射されたレーザー光のうち対象物により反射されたレーザー光を検出光として受光する受光部４５０ｂ，４５１ｂを備え、受光部４５０ｂ，４５１ｂが検出光を受光した場合に、対象物を検出したとすることにより、受光部４５０ｂ，４５１ｂの位置は比較的曖昧でよいため、調整作業における負担が軽減される。また、受光部４５０ｂ，４５１ｂがわずかでも検出光を受光すれば対象物を検出できるので、基板９０の幅の影響を抑制することができ、精度が向上する。

また、受光部４５０ｂ，４５１ｂは、レーザー光の直接光を受光する位置から、スリットノズル４１の走査方向に対して略垂直方向にずれた位置に配置されることにより、スリットノズルによる走査によって生じる振動の影響を抑制することができる。したがって、誤検出を抑制することができるので、正確な検出結果を得ることができる。

また、スリットノズル４１の走査中にスリットノズル４１と干渉する可能性のある対象物を検出する補助検出センサー４５２を備え、補助検出センサー４５２の受光部４５２ｂは、投光部４５２ａと対向した位置に配置され、投光部４５２ａから照射されたレーザー光の直接光を受光し、受光部４５２ｂにおける直接光の受光量が所定の閾値以下になった場合に、対象物を検出したとすることにより、検出可能な対象物の範囲が拡大する。

また、検出センサー４５０の投光部４５０ａと、検出センサー４５１の投光部４５１ａとが、それぞれステージ３に保持された基板９０の両側に分かれて配置されることにより、基板の幅の影響を受けることなく対象物を検出することができる。

また、検出部４５が、移動機構５に取り付けられていることにより、スリットノズル４１を交換した場合であっても、検出部４５の位置調整を再度行う必要がなく、作業を効率化することができる。

＜２． 第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、検出部４５を移動機構５に取り付けるように構成したが、検出部４５の取り付け位置はこれに限られるものではなく、対象物を検出することができる位置であればどこに取り付けられていてもよい。

図１１は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における基板処理装置１ａの検出部４５の周辺部における拡大図である。基板処理装置１ａは、図１１に示すように、検出部４５がノズル支持部４０に取り付けられている。スリットノズル４１は、上記実施の形態と同様にノズル支持部４０に固設されており、スリットノズル４１はノズル支持部４０と一体的に移動する。ノズル支持部４０にはスリットノズル４１が固設されている。したがって、検出部４５は、スリットノズル４１との相対距離を保った状態で一体的に移動する。

なお、基板処理装置１ａは、検出部４５がノズル支持部４０に取り付けられていることを除いて、第１の実施の形態における基板処理装置１とほぼ同様の構成を有している。また、基板処理装置１ａの動作についても、基板処理装置１とほぼ同様である。ただし、基板処理装置１では、ステージ３の保持面３０の位置を基準に検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２のＺ軸方向の位置調整作業が行われるが、基板処理装置１ａでは、スリットノズル４１の（−Ｚ）側の端部を基準にこれらのＺ軸方向の位置調整作業が行われる。

以上のように、第２の実施の形態における基板処理装置１ａのように、ノズル支持部４０に検出部４５を取り付けた場合であっても、第１の実施の形態における基板処理装置１とほぼ同様の効果を得ることができる。

また、検出センサー４５０，４５１および補助検出センサー４５２が、スリットノズル４１との相対距離を保った状態で一体的に移動するように取り付けられていることにより、一旦、検出部４５とスリットノズル４１との相対距離の調整が行われた後は、スリットノズル４１の姿勢（主にＺ軸方向の位置）に関わらず、その相対距離が一定となるため、検出精度を向上させることができる。また、基板処理装置１ａにおいて、処理する基板９０の厚みなどが変更された場合であっても再度位置調整作業を行う必要がなく、作業の効率化を図ることができる。

＜３． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

例えば、第２の実施の形態における基板処理装置１ａでは、検出部４５がノズル支持部４０に取り付けられると説明したが、例えば、スリットノズル４１に直接検出部４５が取り付けられていてもよい。

上記実施の形態では、補助検出センサー４５２は、投光部４５２ａおよび受光部４５２ｂをそれぞれ備えていた。しかし、補助検出センサー４５２は受光部４５２ｂのみ備える構成であっても実現可能である。図１６は、このような原理に基づいて構成した変形例における検出センサー４５０と補助検出センサー４５２とを示す図である。図１６に示すように、補助検出センサー４５２の受光部４５２ｂを、検出センサー４５０の投光部４５０ａと対向する位置に配置する。すなわち、投光部４５０ａと受光部４５２ｂとの位置において、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の位置がほぼ等しくなるように配置する。このように配置すれば、受光部４５２ｂは、投光部４５０ａから照射されたレーザー光の直接光を受光することとなる。このように構成することによっても、補助検出センサー４５２は、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、補助検出センサー４５２が検出センサー４５０の投光部４５０ａを兼用することにより、装置構成を簡素化することができる。なお、補助検出センサー４５２が使用する投光部は、投光部４５０ａに限られるものではなく、投光部４５１ａであってもよい。

本発明の第１の実施の形態における基板処理装置の正面図である。 基板処理装置における検出部の周辺部の拡大図である。 スリットノズルの走査範囲と検出センサーの配置関係を示す平面図である。 スリットノズルと検出センサーとの配置関係を示す右側面図である。 スリットノズルと検出センサーとの配置関係を示す左側面図である。 検出センサーによる検出の際に、対象物が存在しない場合のレーザー光の軌跡を示す図である。 検出センサーによる検出の際に、対象物が存在する場合のレーザー光の軌跡を示す図である。 検出センサーが受光部に近い位置の対象物を検出する場合を説明する図である。 基板処理装置の動作を示す流れ図である。 基板処理装置の動作を示す流れ図である。 第２の実施の形態における基板処理装置の検出センサーの周辺部における拡大図である。 従来の塗布装置に用いられる透過型のレーザーセンサーが干渉物を検出する原理を説明するための概念図である。 従来の塗布装置に用いられる透過型のレーザーセンサーが干渉物を検出する原理を説明するための概念図である。 従来の塗布装置に用いられる透過型のレーザーセンサーが干渉物を検出する原理を説明するための概念図である。 従来の塗布装置に用いられる透過型のレーザーセンサーが干渉物を検出する原理を説明するための概念図である。 変形例における検出センサーと補助検出センサーとを示す図である。

符号の説明

１，１ａ 基板処理装置
３ ステージ
３０ 保持面
４１ スリットノズル
４３，４４ 昇降機構
４５ 検出部
４５０，４５１ 検出センサー
４５０ａ，４５１ａ 投光部
４５０ｂ，４５１ｂ 受光部
４５２ 補助検出センサー
４５２ａ 投光部（補助投光部）
４５２ｂ 受光部（補助受光部）
５ 移動機構
５０ リニアモータ
７ 制御部
９０ 基板
ＤＲＬ 直接光
Ｅ０ 走査範囲
ＬＦＬ 反射光
ＮＧ 異物

Claims (5)

1. 基板に所定の処理液を塗布する基板処理装置であって、
   基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された前記基板に対して所定の処理液を吐出する吐出手段と、
   前記保持手段に保持された前記基板と前記吐出手段とを相対的に移動させ、前記基板に対する前記吐出手段による走査を実行させる移動手段と、
   前記吐出手段の走査中に前記吐出手段と干渉する可能性のある対象物を検出する少なくとも１つの検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記検出手段が、
   レーザー光を照射する投光部と、
   前記投光部により照射されたレーザー光のうちの直接光を受光する位置から外れた位置に配置され、前記投光部により照射されたレーザー光のうち前記対象物により反射されたレーザー光を検出光として受光する受光部と、
   を備え、
   前記検出手段は、前記受光部が前記検出光を受光した場合に、前記対象物を検出したとする検出結果を前記制御手段に伝達することを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記受光部は、前記吐出手段の走査方向に対して略垂直方向にずれた位置に配置されることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
   前記投光部は、前記保持手段に保持された前記基板の表面に略平行方向に前記レーザー光を照射することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記吐出手段の走査中に前記吐出手段と干渉する可能性のある対象物を検出する補助検出手段をさらに備え、
   前記補助検出手段が、
   前記投光部または補助投光部と対向した位置に配置され、前記投光部または前記補助投光部から照射された前記レーザー光の直接光を受光する補助受光部と、
   を備え、
   前記補助検出手段は、前記補助受光部における前記直接光の受光量が所定の閾値以下になった場合に、前記対象物を検出したとする検出結果を前記制御手段に伝達し、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果および前記補助検出手段の検出結果に応じて前記移動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記少なくとも１つの検出手段を２以上備え、
   一の検出手段の前記投光部と、他の検出手段の前記投光部とが、それぞれ前記保持手段に保持された前記基板の両側に分かれて配置されることを特徴とする基板処理装置。

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