JP3853685B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スリットノズルにより角形基板に対して処理液を塗布する基板処理装置における技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
角形基板(液晶用ガラス角形基板、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など)の表面にフォトレジストなどの処理液を塗布する基板処理装置において、スリット状の吐出部を有するスリットノズルを用いて処理液を塗布する技術(スリットコート)が知られている。スリットコートでは、水平に保持された基板に対してスリットノズルが移動しながら、当該基板上に処理液を塗布する。
【0003】
このような基板処理装置では、図8に示すようなスジ状のカスレによる塗布不良が発生する場合がある。これは、スリットノズルが待機している間にノズル先端の処理液が乾燥し、処理液の吐出開始時に、正常にノズルから処理液が吐出されないために発生することが多い。従来より、このような塗布不良は、基板処理装置における一連の処理が終了した後に、基板を検査する検査工程を設けて検出していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、処理終了後の検査工程において基板に対する塗布不良を検出する場合、塗布不良の原因が発生してから塗布不良が検出されるまでにタイムラグがあり、この間に処理された基板は、同様の塗布不良により無駄になる可能性が高いという問題があった。
【0005】
また、塗布不良の基板も検査工程までの間に行われる後工程処理に搬送されるため、無駄な処理が行われるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、塗布不良を早期に検出して、塗布不良により生ずる無駄を削減することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、角形の基板を所定方向に走査しつつ前記基板の表面に処理液を塗布する塗布ユニットと、前記塗布ユニットによって前記処理液が塗布された基板を前記塗布ユニットから搬出して、所定の搬送経路に沿って次工程に搬送する搬送手段とを備える基板処理装置において、前記塗布ユニットは処理液を吐出するスリットノズルを備え、前記塗布ユニットから、前記次工程への前記基板の受け渡し位置までの区間のいずれかに設けられ、前記処理液が塗布された前記基板の表面画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像出力に基づいて、前記基板上の前記処理液に関して、前記所定方向に沿ったスジ状の塗布不良の有無を判定する判定手段とをさらに備え、前記撮像手段の撮像範囲は前記基板の表面のうちの一部である一方、前記撮像範囲が、前記所定方向と直交する方向については前記基板の全範囲を覆っている。
【0008】
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において、処理中の前記基板を一時的に格納するためのバッファをさらに備え、前記判定手段の判定結果に応じて、前記処理中の基板を前記バッファに格納する。
【0009】
また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係る基板処理装置において、複数の前記バッファを備え、前記処理中の基板の処理状況に応じて、前記複数のバッファのうちから前記処理中の基板を格納するバッファを選択する。
【0011】
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において、前記撮像範囲は、前記塗布ユニットにおける前記処理液の走査塗布の開始端を含む。
【0012】
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において、前記撮像範囲は、前記基板の端部付近を含む。
【0013】
また、請求項6の発明は、請求項5の発明に係る基板処理装置において、前記撮像範囲は、前記端部付近のほかに、前記基板の中央部側を含む。
【0014】
また、請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記撮像手段は、前記塗布ユニット内において、前記基板の保持位置の上方に配置されている。
【0015】
また、請求項8の発明は、角形の基板を保持する保持台と、略水平方向に伸びるスリットノズルを保持して、前記保持台の上方に略水平に掛け渡された架橋構造と、前記架橋構造を前記基板の表面に沿って略水平方向に移動させる移動手段とを備え、前記基板の表面に沿って前記架橋構造を所定方向に移動させつつ、前記スリットノズルから所定の処理液を前記基板の表面に吐出することにより、前記表面に前記処理液の層を形成する基板処理装置において、前記保持台の上方に設けられ、前記基板上の表面画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像出力に基づいて、前記処理液に関して、前記所定方向に沿ったスジ状の塗布不良の有無を判定する判定手段とをさらに備え、前記撮像手段の撮像範囲は前記基板の表面のうちの一部である一方、前記撮像範囲が、前記所定方向と直交する方向については前記基板の全範囲を覆っている。
【0017】
また、請求項9の発明は、請求項8の発明に係る基板処理装置において、前記撮像範囲は、前記塗布ユニットにおける前記処理液の走査塗布の開始端を含む。
【0018】
また、請求項10の発明は、請求項8または9の発明に係る基板処理装置において、前記撮像範囲は、前記基板の端部付近を含む。
【0019】
また、請求項11の発明は、請求項10の発明に係る基板処理装置において、前記撮像範囲は、前記端部付近のほかに、前記基板の中央部側を含む。
【0020】
また、請求項12の発明は、請求項1ないし11のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記判定手段により前記スジ状の塗布不良が検出された場合に、前記スリットノズルを洗浄する洗浄機構をさらに備える。
また、請求項13の発明は、請求項1ないし12のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記撮像手段による撮像が行われるときに、基板の表面に塗布された処理液が感光しないように、前記基板の表面を照明する照明手段をさらに備える。
また、請求項14の発明は、請求項1ないし13のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記基板がフラットパネルディスプレイ用の基板であり、前記処理液がレジスト液である。
【0021】
【発明の実施の形態】
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。
【0022】
<1. 第1の実施の形態>
図1は、本実施の形態における基板処理装置1の構成を示す概念的平面図である。基板処理装置1は、基板処理システムSYSの一部として与えられており、装置内の各構成を制御する制御部2、装置内に被処理基板を取り込むローダ10、洗浄機11、基板を所定の搬送経路に沿って搬送する搬送ロボット12、13、基板に対する熱処理を行う熱処理ユニットHP、基板の冷却を行う冷却ユニットCP、処理中の基板を一時的に格納するバッファBF1ないしBF4、基板の表面にレジストを塗布する塗布ユニット14、レジストの予備乾燥(例えば、送風乾燥、減圧乾燥など)を行う乾燥ユニット15、基板に管理番号などのタイトルを打つためのタイトラー16、現像機19、熱処理を行うポストベーク装置20、および装置外に処理済み基板を搬出するアンローダ21を備える。
【0023】
基板処理装置1は、選択的露光によって基板上に回路パターンなどを形成する露光装置(ステッパー)17と隣接している。後述するレジストの塗布などが完了した基板はステッパー17に与えられ、このステッパー17で露光を終えた後の基板はコンベア18によって搬送されることにより基板処理装置1に戻って現像処理を受けるようになっている。なお、制御部2は、図示を省略しているが、基板処理装置1における各構成と信号の送受信が可能なように接続されている。
【0024】
基板処理装置1では、まず、ローダ10が被処理基板を取り込み、洗浄機11によって基板を洗浄することにより、基板表面に付着した汚れなどを除去する。次に、搬送ロボット12が基板を熱処理ユニットHPに搬送する。熱処理ユニットHPでは、基板を加熱して洗浄液を蒸発乾燥させる。続いて、加熱された基板を冷却ユニットCPに搬送し、所定の温度にまで冷却する。以上により、レジストを塗布するための塗布前工程を終了する。
【0025】
前工程が終了した基板は、搬送ロボット12により塗布ユニット14に搬送され、レジストが塗布される。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態である塗布ユニット14の構成を示す斜視図である。図3は、塗布ユニット14を上方から見た平面図である。また、図4および図5は、塗布ユニット14の正面図および側面図である。
【0027】
塗布ユニット14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。
【0028】
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が分布して形成されており、基板処理装置1において基板90を処理する間、基板90を吸着することにより、基板90を所定の水平位置に保持する。
【0029】
この保持面30のうち基板90の載置エリア(基板90が載置される領域)を挟んだ両端部には、略水平方向に平行に伸びる一対の走行レール31aが固設される。走行レール31aは、架橋構造4の両端部に固設される支持ブロック31bとともに、架橋構造4の移動を案内し(移動方向を所定の方向に規定する)、架橋構造4を保持面30の上方に支持する。
【0030】
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とから主に構成される。
【0031】
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42とが取り付けられている。
【0032】
水平Y方向に伸びるスリットノズル41は、スリットノズル41へ薬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。)にレジストを吐出する。
【0033】
ギャップセンサ42は、スリットノズル41の近傍となるよう、ノズル支持部40に取り付けられ、下方の存在物(例えば、基板90の表面や、レジスト膜の表面)との間の高低差(ギャップ)を測定する。具体的にはこのギャップセンサ42は、下方(基板方向)にレーザ光を照射する光源と、下方から反射光を受光する受光素子とからなり、その反射光から、下方に存在する物体との距離を検出するものである。
【0034】
このように、ノズル支持部40にスリットノズル41とギャップセンサ42とが取り付けられることにより、これらの相対的な位置関係が固定される。したがって、基板処理装置1は、ギャップセンサ42の測定結果に基づいて、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42を備えているが、ギャップセンサ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42を備えていてもよい。また、図示を省略するが、塗布ユニット14は、スリットノズル41を洗浄するための溶剤を吐出する洗浄ノズルを含む洗浄機構を備えており、洗浄ノズルは必要に応じてスリットノズル41の洗浄を行う。
【0035】
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。
【0036】
架橋構造4の両端部には、ステージ3の両側に別れて配置された一対の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が、それぞれ固設される。
【0037】
一対のリニアモータ50は、それぞれ固定子(ステータ)50aと移動子50bとを備え、固定子50aと移動子50bとの電磁的相互作用によって架橋構造4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、各リニアモータ50による移動量および移動方向は、制御部2からの制御信号により制御可能となっている。
【0038】
ステージ3の左右に配置される一対のリニアエンコーダ52は、図示しないスケール部および検出子を備え、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2に転送する。スケール部はステージ3に固設され、検出子は架橋構造4に固設された各リニアモータ50の近傍に固設される。したがって、制御部2は、各リニアエンコーダ52からの検出結果に基づいて、各リニアモータ50の位置を検出することができ、当該検出結果に基づいて各リニアモータ50を位置制御することができる。
【0039】
さらに、塗布ユニット14は、撮像部23と判定部24とから構成される画像認識部22を備える。
【0040】
撮像部(2次元CCDカメラ)23は、ステージ3の上方に取り付けられており、処理液が塗布された後の基板90の表面の2次元画像を撮像する。また、撮像部23は、撮像した画像データを判定部24に転送する。
【0041】
判定部24は、ステージ3の内部に設けられており、撮像部23から転送される画像データ(撮像出力)に画像認識処理を行うことにより、基板90上に形成されたレジストの塗布状況を判定する。また、判定結果を基板処理装置1の制御部2に転送する。
【0042】
塗布ユニット14は、搬送ロボット12により塗布前工程の終了した基板90が搬送されることにより、レジスト塗布処理を開始する。
【0043】
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。続いて、昇降機構43、44が、ノズル支持部40に取り付けられたギャップセンサ42を所定の高度(以下、「測定高度」と称する。)に移動させる。このとき、制御部2は、昇降機構43、44のそれぞれに設けられている各ロータリーエンコーダ442の検出結果に基づいて、それぞれの昇降機構43、44に制御信号を与えることにより、ギャップセンサ42の位置を制御する。
【0044】
ギャップセンサ42が測定高度にセットされると、リニアモータ50が、架橋構造4をX方向に移動させることにより、ギャップセンサ42をレジスト塗布領域の上方まで移動させる。このとき、制御部2は、リニアエンコーダ52の検出結果に基づいて、それぞれのリニアモータ50に制御信号を与えることにより、ギャップセンサ42の位置を制御する。
【0045】
次に、ギャップセンサ42がレジスト塗布領域とのギャップの測定を開始する。測定が開始されると、リニアモータ50が架橋構造4を移動させることでギャップセンサ42がレジスト塗布領域を走査し、走査中の測定結果を制御部2に転送する。
【0046】
ギャップセンサ42による走査が終了すると、制御部2は、ギャップセンサ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とレジスト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に制御信号を与える。その制御信号に基づいて、それぞれの昇降機構43、44がノズル支持部40をZ軸方向に移動させ、スリットノズル41を適正姿勢に調整する。さらに、リニアモータ50が架橋構造4を移動させ、スリットノズル41を吐出開始位置に移動させる。
【0047】
スリットノズル41が吐出開始位置まで移動すると、制御部2が制御信号をリニアモータ50およびレジスト用ポンプ(図示せず)に与える。その制御信号に基づいて、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スリットノズル41が基板90の表面を走査し、そのスリットノズル41の走査中にレジスト用のポンプを運転することでスリットノズル41にレジストが送られ、スリットノズル41がレジスト塗布領域にレジストを吐出する。これにより、基板90の表面上にレジストの層が形成される。
【0048】
スリットノズル41が吐出終了位置まで移動すると、制御部2が制御信号をリニアモータ50およびレジスト用ポンプに与える。その制御信号に基づいて、レジスト用ポンプが停止することによってスリットノズル41からのレジストの吐出が停止するとともに、リニアモータ50が架橋構造4を初期位置にまで移動させる。
【0049】
レジストの塗布処理が終了すると、レジストが塗布された基板90の表面の画像を撮像部23が撮像し、判定部24に転送する。図6は、基板90に対する撮像部23の撮像範囲230を示した図である。図6に示すように、撮像範囲230は、基板90の端部領域およびレジスト塗布領域231の端部領域(レジストの塗布が開始される位置付近)を含むように設定される。
【0050】
これは、図8に示すようなカスレによる塗布不良は、前述のようにレジスト塗布の開始時に主に発生することから、基板の端部付近やレジストの塗布が開始される位置付近において発生することが多く、それらの領域を選択的に撮像して検査することにより、このような塗布不良を効率的に検出することができるからである。
【0051】
このように、撮像範囲230がスリットノズル41の走査方向(X軸方向)には基板90の表面の一部である一方、スリットノズル41の走査方向と直交する方向(Y軸方向)には基板90の表面の全範囲を覆っていることにより、基板の全表面の画像を撮像する場合に比べて、画像のデータ量を削減することができることから画像認識処理の高速化を図ることができる。また、撮像部23の解像度を向上させることができる。
【0052】
撮像部23による撮像が終了すると、判定部24が画像データに画像認識処理を行い、基板90上のレジスト液の塗布状況を判定し、その判定結果を制御部2に転送する。このような画像処理と判定処理とは、たとえばレジスト塗布部分は比較的暗く、塗布のカスレ部分などの塗布欠陥部分は比較的明るいことを利用して、各画素の受光データを所定の閾値明度で2値化し、画像中の明るい部分の広がりの程度を画素数閾値で判定することなどによって行うことができる。
【0053】
このように、塗布ユニット14に設けられた撮像部23の画像データに応じて、基板90上のレジスト液の塗布状況を判定することにより、基板処理装置1における一連の処理が終了してから別途検査工程を設ける場合に比べて、基板90の塗布不良を早期に検出することができる。
【0054】
判定部24による判定の結果、基板90の塗布不良が検出されなかった(検査結果が正常)場合、基板処理装置1は、以下のように基板90に対する所定の処理を行う。
【0055】
まず、ステージ3が基板90の吸着を停止する。続いて、搬送ロボット12が基板90を保持面30から取り上げ、塗布ユニット14から搬出し、乾燥ユニット15に搬送する。乾燥ユニット15は、例えば、減圧乾燥などにより基板90に塗布されたレジストの予備乾燥を行う。
【0056】
次に、熱処理ユニットHPが基板90に対してプリベークを行い、冷却ユニットCPがプリベーク後の基板90を所定の温度にまで冷却する。なお、プリベークとは、基板上にレジストを塗布した後、塗布膜中の残留溶剤の蒸発、塗布膜と基板との密着性強化のために実施する熱処理である。また、この間の基板90の搬送も搬送ロボット12により行われる。
【0057】
冷却ユニットCPにおいてプリベーク後の冷却が終了した基板90は、搬送ロボット13によりタイトラー16に搬送され、管理番号が付与された後、ステッパー17に搬送されて露光処理が行われる。さらに、コンベア18により搬送されつつ、現像機19による現像処理およびポストベーク装置20によるポストベーク処理を施されて、アンローダ21により装置外に搬出される。
【0058】
一方、判定部24により基板90の塗布不良が検出された(検査結果が異常)場合、基板処理装置1は、以下のように基板90に対する処理を行う。なお、塗布不良が検出された基板90を以下、「不良基板91」と称する。
【0059】
まず、不良基板91に対して、正常な基板90と同様に、プリベーク後の冷却処理までの処理を行う。
【0060】
プリベーク後の冷却処理が終了した不良基板91は、搬送ロボット13によりバッファBF1またはBF2に搬送される。
【0061】
このように、不良基板91を露光処理などの後工程に搬送せず、バッファに格納してより分けることにより、再処理が必要な基板に対して無駄な処理を削減することができる。
【0062】
また、制御部2は、塗布ユニット14のスリットノズル41の洗浄を行うよう塗布ユニット14を制御する。まず、昇降機構43、44およびリニアモータ50を制御して、スリットノズル41を前記洗浄機構に対応した洗浄位置に移動させる。次に、洗浄ノズルが薬剤を吐出しつつ、スリットノズル41のノズル先端部を走査してスリットノズル41の洗浄を行う。
【0063】
このように、塗布不良が検出された場合に、塗布不良の主な原因となるスリットノズル41に対して自動的に洗浄処理を行うことにより、塗布不良が生じる状態となっている基板処理装置1を効率的に復旧することができる。なお、スリットノズル41を洗浄する手法は、前述の手法に限られるものではなく、他の構成および方法が用いられてもよい。
【0064】
また、制御部2は、塗布ユニット14がスリットノズル41の洗浄処理を完了するまでの間は、バッファBF3またはBF4に搬送するよう搬送ロボット12を制御する。
【0065】
スリットノズル41の洗浄処理が終了すると、搬送ロボット12がバッファBF3およびBF4に格納されている基板90を塗布ユニット14に搬送し、塗布ユニット14がレジスト塗布処理を再開する。また、バッファBF1およびBF2に搬送された不良基板91は、レジスト剥離工程に搬送され、不完全に塗布されたレジストを剥離した後、再利用される。
【0066】
このように、塗布不良を起こしたままの状態の塗布ユニット14に対して基板の搬送を中断することにより、さらに塗布不良となる基板の発生を削減することができるため、無駄な処理を削減することができる。また、塗布不良が検出されたときに、塗布処理が終了していたか否かによって、基板をそれぞれ異なるバッファに格納することにより、格納された各基板の処理状況を識別することができることから、格納されたそれぞれの基板に対して適切に処理を開始することができる。
【0067】
レジスト塗布処理が再開された後は、基板処理装置1は、検査結果が正常であった場合と同様に所定の処理を行う。
【0068】
以上、基板処理装置1は、塗布ユニット14に画像認識部22を設けて塗布不良を検査することにより、一連の処理が終了した時点で別途検査工程を設ける場合に比べて、早期に塗布不良を検出することができる。
【0069】
また、基板処理装置1は、塗布不良の生じた基板をバッファに格納することにより、不良基板が後工程に搬送されることを防止することができるため、無駄な処理を削減することができる。
【0070】
また、塗布不良が検出された時点における基板の処理状態に基づいて、それぞれの基板を格納するバッファを選択することにより、格納された基板に対して適切に処理を再開することができる。なお、処理を再開した後に再び塗布不良が検出された場合は、アラームで作業員に知らせるようにしてもよい。その場合、作業員はローダ10からの基板の投入を停止して、ノズルの交換作業を実施する。また、ノズルの自動交換機能を設けてもよい。
【0071】
また、基板処理装置1は、撮像部23の撮像範囲を適切に設定することにより、基板表面の画像データのデータ量を削減することができるため、効率的な検査を行うことができる。
【0072】
なお、この実施の形態において、撮像部23が撮像するためには基板表面が撮像可能な程度に照明されている必要があるが、塗布液が感光性材料である場合には、この照明はその感光性材料が感光しない程度の強さであるか、または感光しない波長である必要があり、その範囲で照明がなされる。
【0073】
<2. 第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、撮像部23の撮像範囲を基板の端部領域およびレジスト塗布領域の端部領域を含む範囲として設定するとしたが、スジ状のカスレによる塗布不良は、「レジスト液の不足」、あるいは「ノズルの目詰まり」などによっても発生し、このような原因で発生する場合には、基板の中央部分の領域にカスレが発生することも考えられる。そこで、撮像部23の撮像範囲として、さらに基板の中央部分の領域を含むように設定してもよい。
【0074】
図7は、このような原理に従って構成した第2の実施の形態における基板処理装置1の撮像部23における撮像範囲232を示す図である。撮像範囲232は、図6に示した撮像範囲230に加えて、基板90の中央部分の領域も含まれる。
【0075】
本実施の形態における基板処理装置1の撮像部23は、撮像範囲232の画像データを撮像し、判定部24に転送する。判定部24は、第1の実施の形態と同様に画像データに対して画像認識処理を行って、塗布不良の有無を判定する。
【0076】
以上により、第2の実施の形態における基板処理装置1は、第1の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、基板の中央部分付近にカスレが発生している塗布不良も検出することができ、正確な検査を行うことができる。なお、本実施の形態の撮像部23のように、基板90の表面のうち、複数の部分領域を撮像する場合には、撮像部23を基板90に対して相対的に移動できるようにして撮像してもよい。
【0077】
<3. 第3の実施の形態>
図9は、この発明の第3の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、第1の実施の形態においてノズル支持部40に取り付け固定されていたギャップセンサ42を、ノズル支持部40の長手方向、すなわちノズル支持部40の移動方向(走査方向)と直交する方向(Y軸方向)に移動可能に設けるとともに、そのギャップセンサ42を移動させる駆動機構(図示せず)を設けている。
【0078】
ギャップセンサ42は下方の存在物とのギャップを測定するものであって、第1の実施の形態においては、塗布動作前にノズル支持部40に取り付けられているスリットノズル41(図9では図示せず)と、基板90のレジスト塗布領域との間隔を測定し、その間隔を適切な間隔となるように昇降機構43,44(図9では図示せず)を制御して塗布を行っていた。この第3の実施の形態においては、第1の実施の形態と同じ上述の動作を行った上で、さらに、塗布中すなわちノズル支持部40が−X方向に移動してスリットノズル41から塗布液を吐出している間に、ノズル支持部40からみて移動方向の後ろ側に位置しているギャップセンサ42が図中矢印Aで示す如くY方向および−Y方向に往復移動しつつ、測定動作を行う。すなわち、ノズル支持部40が図9中−X方向に移動して塗布を行っている間に、ノズル支持部40の走査方向と直交する方向について基板90の全幅についての測定を行う。
【0079】
これにより、その測定結果は、基板90の表面上の塗布液が塗布されたところはその塗布膜の上面までの間隔となり、もし塗布されていないところがあればそこは先に測定した基板上面までの間隔となる。したがって、測定結果と測定時のギャップセンサ42のX方向の位置情報とを合わせれば、基板90の表面上の塗布膜の分布をあらわす画像(間隔を示す数値から作成される疑似的な画像、以下「疑似画像」と称す。)が得られ、上記実施の形態と同様に判定部24が当該疑似画像に画像認識処理を行い、塗布されていないところの有無を判別する。
【0080】
この場合も、スリットノズル41の幅方向において一部に目詰まり等があって塗布されていない未塗布部分Bがあれば、図9に示すようにその未塗布部分Bをギャップセンサ42の移動経路が横切ることになり、未塗布部分Bの存在を判定部24が確実に検出できる。さらに、この実施の形態では、基板90とスリットノズル41とのギャップ検出のためのギャップセンサ42を未塗布部分Bをあらわす表面画像の撮像(疑似画像の取得)に兼用しており、専用のセンサ(例えば、上記実施の形態における撮像部23など)を設ける必要がない。
【0081】
なお、本実施の形態におけるギャップセンサ42のように、スリットノズル41に沿って移動しつつ、未塗布部分Bを表す表面画像の撮像専用の撮像手段を別途設けてもよい。また、この実施の形態においても、ギャップセンサ42のレーザ光を照射する光源は、塗布液が感光性材料である場合には、この照射するレーザ光はその感光性材料が感光しない程度の強さであるか、または感光しない波長である必要があり、その範囲で光源が使用される。
【0082】
<4. 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。
【0083】
例えば、画像認識部22を設ける場所は、塗布ユニット14に限られるものではない。例えば、基板処理装置1内における基板90の搬送経路の上方の所定位置などに画像認識部22を独立に設けて、搬送ロボット12が画像認識部22の下方位置にレジスト塗布後の基板90を搬送するようにしてもよい。また、搬送ロボット12が塗布ユニット14から基板90を取り出すときに一旦停止し、その間に撮像を行って検査するようにしてもよい。すなわち、塗布ユニット14から、次工程(図1の例では乾燥ユニット15)への基板90の受け渡し位置までの区間であれば、どこに画像認識部22を設けてもよい。
【0084】
また、画像認識部22の撮像部23と判定部24とは、必ずしも同じ場所に設けられていなくてもよい。例えば、撮像部23を塗布ユニット14内に設け、判定部24を制御部2内に設けるように構成してもよい。
【0085】
また、上記実施の形態では、撮像部23の撮像範囲を基板の表面全体ではなく、カスレが生じている蓋然性の高い範囲に限定していたが、撮像部23の撮像範囲は基板の表面全体とし、判定部24が、当該画像データに撮像されている範囲のうち、カスレが生じている蓋然性の高い範囲に対してのみ選択的に画像認識処理を行うようにしてもよい。
【0086】
また、上記実施の形態では、基板処理装置1は、基板に対する一連の処理(塗布処理のみならず、現像処理など)を行う装置として説明したが、これに限られるものではなく、塗布処理のみを独立して行う基板処理装置についても同様に適用することができる。その場合、基板処理装置において検査を行うことができることから、基板処理装置での処理が終了した基板に対して、別途検査工程を設ける必要がない。
【0087】
【発明の効果】
請求項1ないし7に記載の発明では、塗布ユニットから、次工程への基板の受け渡し位置までの区間のいずれかに設けられ、処理液が塗布された基板の表面画像を撮像する撮像手段の撮像出力に基づいて、基板上の処理液の塗布状況を判定することにより、一連の処理が終了した後に別途検査工程を設ける場合に比べて、基板に対する塗布不良を早期に発見することができる。
【0088】
請求項2に記載の発明では、判定手段の判定結果に基づいて、処理中の基板をバッファに格納することにより、塗布不良が検出された場合に基板に対する処理を中断することができることから、無駄な処理を削減することができる。
【0089】
請求項3に記載の発明では、処理中の基板の処理状況に応じて、複数のバッファのうちから処理中の基板を格納するバッファを選択することにより、格納された各基板の処理状況を識別することができる。
【0090】
請求項1および8に記載の発明では、撮像手段による撮像範囲は基板の表面のうちの一部である一方、撮像範囲が、所定の方向と直交する方向については基板の全範囲を覆っていることにより、効率のよい検査を行うことができる。
【0091】
請求項4および9に記載の発明では、撮像範囲は、塗布ユニットにおける処理液の走査塗布の開始端を含むことにより、カスレが生じやすい位置を撮像することができるため、効率のよい検査を行うことができる。
【0092】
請求項5および10に記載の発明では、撮像範囲は、基板の端部付近を含むことにより、カスレが生じやすい位置を撮像することができるため、効率のよい検査を行うことができる。
【0093】
請求項6および11に記載の発明では、撮像範囲は、端部付近のほかに、基板の中央部側を含むことにより、基板の中央部側にのみカスレが生じている場合であっても塗布不良を検出することができることから、検出精度を向上させることができる。
【0094】
請求項7に記載の発明では、撮像手段は、塗布ユニット内において、基板の保持位置の上方に配置されていることにより、早期に塗布不良を検出することができる。
【0095】
請求項8ないし14に記載の発明では、撮像手段の撮像出力に基づいて、処理液の塗布状況を判定することにより、別途検査工程を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における基板処理装置の構成を示す概略的平面図である。
【図2】塗布ユニットを示す斜視図である。
【図3】塗布ユニットの平面図である。
【図4】塗布ユニットの正面図である。
【図5】塗布ユニットの側面図である。
【図6】第1の実施の形態における撮像部の撮像範囲を示す図である。
【図7】第2の実施の形態における撮像部の撮像範囲を示す図である。
【図8】スジ状のカスレによる塗布不良が発生した基板を示す図である。
【図9】第3の実施の形態における基板処理装置の構成を示す概略的斜視図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置
10 ローダ
11 洗浄機
12,13 搬送ロボット
14 塗布ユニット
2 制御部
22 画像認識部
23 撮像部
230,232 撮像範囲
24 判定部
3 ステージ
4 架橋構造
41 スリットノズル
42 ギャップセンサ
50 ACコアレスリニアモータ
90 基板
91 不良基板
BF1,BF2,BF3,BF4 バッファ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique in a substrate processing apparatus for applying a processing liquid to a rectangular substrate by a slit nozzle.
[0002]
[Prior art]
A substrate processing apparatus for applying a processing liquid such as a photoresist to the surface of a square substrate (glass square substrate for liquid crystal, flexible substrate for film liquid crystal, substrate for photomask, substrate for color filter, etc.) has a slit-like discharge part A technique (slit coating) in which a processing liquid is applied using a slit nozzle is known. In the slit coating, the processing liquid is applied onto the substrate while the slit nozzle moves with respect to the horizontally held substrate.
[0003]
In such a substrate processing apparatus, there may be a case where a coating defect due to streak-like shading as shown in FIG. 8 occurs. This often occurs because the treatment liquid at the tip of the nozzle dries while the slit nozzle is waiting, and the treatment liquid is not normally ejected from the nozzle when the ejection of the treatment liquid is started. Conventionally, such a coating defect has been detected by providing an inspection process for inspecting the substrate after a series of processes in the substrate processing apparatus is completed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when detecting a coating failure on a substrate in the inspection process after the processing is completed, there is a time lag between the occurrence of the coating failure and the detection of the coating failure. There was a problem that there was a high possibility of being wasted due to a defect.
[0005]
In addition, there is a problem in that useless processing is performed because a substrate with poor coating is also transferred to post-processing performed before the inspection process.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can detect application failure early and reduce waste caused by application failure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of
[0008]
Further, the invention of
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the second aspect of the present invention, a plurality of the buffers are provided, and the processing is being performed from among the plurality of buffers according to the processing status of the substrate being processed. Select a buffer to store the board.
[0011]
Also,Claim 4The invention of
[0012]
Also,Claim 5The invention of
[0013]
Also,Claim 6The invention of claim5In the substrate processing apparatus according to the invention, the imaging range includes a central portion side of the substrate in addition to the vicinity of the end portion.
[0014]
Also,Claim 7The invention of
[0015]
The invention according to claim 8 is a holding base that holds a square substrate, a slit nozzle that extends in a substantially horizontal direction, and is bridged substantially horizontally above the holding base, and the bridge Moving means for moving the structure in a substantially horizontal direction along the surface of the substrate, and the bridging structure along the surface of the substrate.In a given directionIn the substrate processing apparatus for forming a layer of the processing liquid on the surface by discharging a predetermined processing liquid from the slit nozzle to the surface of the substrate while being moved, the substrate is provided above the holding table. An image pickup means for picking up the upper surface image; and a determination means for determining the presence or absence of a streaky application defect along the predetermined direction with respect to the treatment liquid based on the image pickup output of the image pickup means, The imaging range of the imaging means is a part of the surface of the substrate, while the imaging range covers the entire range of the substrate in the direction orthogonal to the predetermined direction.
[0017]
Also,Claim 9The invention of claim8In the substrate processing apparatus according to the invention, the imaging range includes a start end of scanning application of the processing liquid in the application unit.
[0018]
Also,Claim 10The invention of claim8 or 9In the substrate processing apparatus according to the invention, the imaging range includes the vicinity of the end of the substrate.
[0019]
Further, the invention of claim 11 is a claim.10In the substrate processing apparatus according to the invention, the imaging range includes a central portion side of the substrate in addition to the vicinity of the end portion.
[0020]
The invention of
Further, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, the processing liquid applied to the surface of the substrate is not exposed to light when the imaging unit performs imaging. Further, an illumination means for illuminating the surface of the substrate is further provided.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, the substrate is a substrate for a flat panel display, and the processing solution is a resist solution.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
<1.FirstEmbodiment>
FIG. 1 is a conceptual plan view showing a configuration of a
[0023]
The
[0024]
In the
[0025]
The substrate for which the pre-process has been completed is transported to the
[0026]
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of the
[0027]
The
[0028]
The upper surface of the
[0029]
A pair of running
[0030]
Above the
[0031]
A
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
As described above, the
[0035]
The elevating
[0036]
A pair of AC coreless linear motors (hereinafter simply referred to as “linear motors”) 50 arranged separately on both sides of the
[0037]
Each of the pair of
[0038]
The pair of
[0039]
Furthermore, the
[0040]
The imaging unit (two-dimensional CCD camera) 23 is attached above the
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
First, the
[0044]
When the
[0045]
Next, the
[0046]
When the scanning by the
[0047]
When the
[0048]
When the
[0049]
When the resist coating process is completed, the
[0050]
This is because, as described above, the defective coating due to the blur as shown in FIG. 8 mainly occurs at the start of resist coating as described above, and therefore occurs near the edge of the substrate or near the position where the resist coating is started. This is because such application defects can be efficiently detected by selectively imaging and inspecting those areas.
[0051]
Thus, the
[0052]
When imaging by the
[0053]
In this way, by separately determining the application state of the resist solution on the
[0054]
As a result of the determination by the
[0055]
First, the
[0056]
Next, the heat treatment unit HP pre-bakes the
[0057]
The
[0058]
On the other hand, when the application failure of the
[0059]
First, similarly to the
[0060]
The
[0061]
As described above, the
[0062]
Further, the
[0063]
As described above, when a coating failure is detected, the
[0064]
Further, the
[0065]
When the cleaning process of the
[0066]
In this way, by interrupting the conveyance of the substrate to the
[0067]
After the resist coating process is resumed, the
[0068]
As described above, the
[0069]
Moreover, since the
[0070]
Further, by selecting a buffer for storing each substrate based on the processing state of the substrate at the time when a coating defect is detected, the processing can be appropriately restarted for the stored substrate. In addition, when a coating defect is detected again after restarting the process, the operator may be notified by an alarm. In that case, the worker stops the loading of the substrate from the
[0071]
Moreover, since the
[0072]
In this embodiment, in order for the
[0073]
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the imaging range of the
[0074]
FIG. 7 is a diagram showing an
[0075]
The
[0076]
As described above, the
[0077]
<3. Third Embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the
[0078]
The
[0079]
As a result, the measurement result is the distance to the upper surface of the coating film when the coating liquid on the surface of the
[0080]
Also in this case, if there is an unapplied portion B that is not coated due to clogging or the like in the width direction of the
[0081]
In addition, like the
[0082]
<4. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
[0083]
For example, the place where the
[0084]
Further, the
[0085]
In the above embodiment, the imaging range of the
[0086]
In the above-described embodiment, the
[0087]
【The invention's effect】
[0088]
According to the second aspect of the present invention, since the substrate being processed is stored in the buffer based on the determination result of the determination unit, the processing on the substrate can be interrupted when a coating defect is detected. Processing can be reduced.
[0089]
According to the third aspect of the present invention, the processing status of each stored substrate is identified by selecting a buffer for storing the substrate being processed from a plurality of buffers according to the processing status of the substrate being processed. can do.
[0090]
Claim1and8In the invention described in (1), the imaging range by the imaging means is a part of the surface of the substrate, while the imaging range covers the entire range of the substrate in the direction orthogonal to the predetermined direction.AndThus, an efficient inspection can be performed.
[0091]
Claim4and9In the invention described in (4), since the imaging range includes the start end of the scanning application of the treatment liquid in the application unit, it is possible to image a position where blurring is likely to occur, so that an efficient inspection can be performed.
[0092]
Claim5and10In the invention described in (1), since the imaging range includes the vicinity of the edge of the substrate, it is possible to image a position where blurring is likely to occur, so that an efficient inspection can be performed.
[0093]
Claim6and11In the invention described in the above, the imaging range includes not only the vicinity of the end portion but also the central portion side of the substrate, thereby detecting a coating defect even when the blur occurs only on the central portion side of the substrate. Therefore, the detection accuracy can be improved.
[0094]
Claim7In the invention described in (1), the imaging means can be detected at an early stage by being arranged above the holding position of the substrate in the coating unit.
[0095]
Claim8In the invention described in the thirteenth to fourteenth aspects, it is not necessary to provide a separate inspection step by determining the application state of the treatment liquid based on the imaging output of the imaging means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a coating unit.
FIG. 3 is a plan view of a coating unit.
FIG. 4 is a front view of a coating unit.
FIG. 5 is a side view of the coating unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating an imaging range of an imaging unit in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating an imaging range of an imaging unit in the second embodiment.
FIG. 8 is a view showing a substrate on which a coating defect has occurred due to streaks.
FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a substrate processing apparatus according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
10 Loader
11 Washing machine
12, 13 Transport robot
14 Application unit
2 Control unit
22 Image recognition unit
23 Imaging unit
230,232 Imaging range
24 judgment part
3 stages
4 Cross-linked structure
41 Slit nozzle
42 Gap sensor
50 AC coreless linear motor
90 substrates
91 Bad substrate
BF1, BF2, BF3, BF4 buffer
Claims (14)
前記塗布ユニットによって前記処理液が塗布された基板を前記塗布ユニットから搬出して、所定の搬送経路に沿って次工程に搬送する搬送手段と、
を備える基板処理装置において、
前記塗布ユニットは処理液を吐出するスリットノズルを備え、
前記塗布ユニットから、前記次工程への前記基板の受け渡し位置までの区間のいずれかに設けられ、前記処理液が塗布された前記基板の表面画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像出力に基づいて、前記基板上の前記処理液に関して、前記所定方向に沿ったスジ状の塗布不良の有無を判定する判定手段と、
をさらに備え、
前記撮像手段の撮像範囲は前記基板の表面のうちの一部である一方、前記撮像範囲が、前記所定方向と直交する方向については前記基板の全範囲を覆っていることを特徴とする基板処理装置。An application unit that applies a treatment liquid to the surface of the substrate while scanning a square substrate in a predetermined direction;
A transport unit that unloads the substrate coated with the processing liquid by the coating unit from the coating unit and transports the substrate to the next step along a predetermined transport path;
In a substrate processing apparatus comprising:
The coating unit includes a slit nozzle that discharges a processing liquid,
An imaging unit that is provided in any of the sections from the coating unit to the delivery position of the substrate to the next process, and that captures a surface image of the substrate coated with the treatment liquid;
Determination means for determining the presence or absence of streak-like application defects along the predetermined direction with respect to the processing liquid on the substrate based on an imaging output of the imaging means;
Further comprising
The image pickup range of the image pickup means is a part of the surface of the substrate, while the image pickup range covers the entire range of the substrate in a direction orthogonal to the predetermined direction. apparatus.
処理中の前記基板を一時的に格納するためのバッファをさらに備え、
前記判定手段の判定結果に応じて、前記処理中の基板を前記バッファに格納することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
A buffer for temporarily storing the substrate being processed;
The substrate processing apparatus, wherein the substrate being processed is stored in the buffer according to a determination result of the determination means.
複数の前記バッファを備え、
前記処理中の基板の処理状況に応じて、前記複数のバッファのうちから前記処理中の基板を格納するバッファを選択することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 2,
Comprising a plurality of said buffers;
A substrate processing apparatus, wherein a buffer for storing the substrate being processed is selected from the plurality of buffers according to a processing state of the substrate being processed.
前記撮像範囲は、前記塗布ユニットにおける前記処理液の走査塗布の開始端を含むことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The substrate processing apparatus, wherein the imaging range includes a start end of scanning application of the processing liquid in the application unit.
前記撮像範囲は、前記基板の端部付近を含むことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the imaging range includes a vicinity of an end of the substrate.
前記撮像範囲は、前記端部付近のほかに、前記基板の中央部側を含むことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 5,
The substrate processing apparatus, wherein the imaging range includes a central portion side of the substrate in addition to the vicinity of the end portion.
前記撮像手段は、前記塗布ユニット内において、前記基板の保持位置の上方に配置されていることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the imaging unit is disposed above the holding position of the substrate in the coating unit.
略水平方向に伸びるスリットノズルを保持して、前記保持台の上方に略水平に掛け渡された架橋構造と、
前記架橋構造を前記基板の表面に沿って略水平方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記基板の表面に沿って前記架橋構造を所定方向に移動させつつ、前記スリットノズルから所定の処理液を前記基板の表面に吐出することにより、前記表面に前記処理液の層を形成する基板処理装置において、
前記保持台の上方に設けられ、前記基板上の表面画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像出力に基づいて、前記処理液に関して、前記所定方向に沿ったスジ状の塗布不良の有無を判定する判定手段と、
をさらに備え、
前記撮像手段の撮像範囲は前記基板の表面のうちの一部である一方、前記撮像範囲が、前記所定方向と直交する方向については前記基板の全範囲を覆っていることを特徴とする基板処理装置。A holding base for holding a square substrate;
Holding a slit nozzle extending in a substantially horizontal direction, and a bridging structure that extends substantially horizontally above the holding table;
Moving means for moving the bridge structure in a substantially horizontal direction along the surface of the substrate;
With
Substrate processing for forming a layer of the processing liquid on the surface by discharging a predetermined processing liquid from the slit nozzle onto the surface of the substrate while moving the bridging structure in a predetermined direction along the surface of the substrate In the device
An imaging means that is provided above the holding table and captures a surface image on the substrate;
Determination means for determining the presence or absence of streak-like application failure along the predetermined direction with respect to the treatment liquid based on the imaging output of the imaging means;
Further comprising
The image pickup range of the image pickup means is a part of the surface of the substrate, while the image pickup range covers the entire range of the substrate in a direction orthogonal to the predetermined direction. apparatus.
前記撮像範囲は、前記塗布ユニットにおける前記処理液の走査塗布の開始端を含むことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 8,
The substrate processing apparatus, wherein the imaging range includes a start end of scanning application of the processing liquid in the application unit.
前記撮像範囲は、前記基板の端部付近を含むことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 8 or 9,
The substrate processing apparatus, wherein the imaging range includes a vicinity of an end of the substrate.
前記撮像範囲は、前記端部付近のほかに、前記基板の中央部側を含むことを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 10, wherein
The substrate processing apparatus, wherein the imaging range includes a central portion side of the substrate in addition to the vicinity of the end portion.
前記判定手段により前記スジ状の塗布不良が検出された場合に、前記スリットノズルを洗浄する洗浄機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus further comprising a cleaning mechanism for cleaning the slit nozzle when the streak-like application failure is detected by the determination unit.
前記撮像手段による撮像が行われるときに、基板の表面に塗布された処理液が感光しないように、前記基板の表面を照明する照明手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 12,
The substrate processing apparatus further comprising an illuminating unit that illuminates the surface of the substrate so that the processing liquid applied to the surface of the substrate is not exposed when the imaging unit performs imaging.
前記基板がフラットパネルディスプレイ用の基板であり、前記処理液がレジスト液であることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 13,
The substrate processing apparatus, wherein the substrate is a substrate for a flat panel display, and the processing solution is a resist solution.
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