JP6993273B2 - Board processing equipment and board processing method - Google Patents

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Description

この発明は、基板の主面に塗布液による膜を形成する基板処理装置および基板処理方法に関し、特にその膜厚を計測する技術に関するものである。なお、上記基板には、半導体基板、フォトマスク用基板、液晶表示用基板、有機EL表示用基板、プラズマ表示用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などが含まれる。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for forming a film with a coating liquid on a main surface of a substrate, and particularly to a technique for measuring the film thickness thereof. The above-mentioned substrates include a semiconductor substrate, a photomask substrate, a liquid crystal display substrate, an organic EL display substrate, a plasma display substrate, a FED (Field Emission Display) substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, and an optical disk. Includes boards for magnetic disks.

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程においては、基板の主面に成膜材料を含む液体を塗布して成膜することが広く行われる。例えば、基板主面にレジスト膜、絶縁膜、保護膜等を形成する目的でこのような成膜が実施される。この種の塗布装置においては、例えば膜の状態を確認し成膜条件を最適化するために、形成直後の膜厚を計測するための機構が設けられたものがある。 In the manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal displays, it is widely practiced to apply a liquid containing a film forming material to the main surface of a substrate to form a film. For example, such a film formation is carried out for the purpose of forming a resist film, an insulating film, a protective film and the like on the main surface of the substrate. Some coating devices of this type are provided with a mechanism for measuring the film thickness immediately after formation, for example, in order to confirm the state of the film and optimize the film forming conditions.

例えば特許文献1に記載の技術では、塗布膜形成前の基材の表面高さを計測しておき、成膜後の表面高さから基材の表面高さを差し引くことで膜厚が求められる。また、特許文献2に記載の技術では、基材に対し走査移動するノズルの前後に光学センサを設け、ノズル前方側の光学センサが検出する基材表面の高さと、ノズル後方側の光学センサが検出する膜表面の高さとの差として膜厚が求められる。 For example, in the technique described in Patent Document 1, the film thickness is obtained by measuring the surface height of the base material before forming the coating film and subtracting the surface height of the base material from the surface height after the film formation. .. Further, in the technique described in Patent Document 2, optical sensors are provided in front of and behind the nozzle that scans and moves with respect to the base material, and the height of the base material surface detected by the optical sensor on the front side of the nozzle and the optical sensor on the rear side of the nozzle are determined. The film thickness is obtained as the difference from the height of the film surface to be detected.

特開2011-255260号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-255260 特開2006-181566号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-181566

基板の表面高さおよび膜の厚さは必ずしも一定ではなく、位置ごとに異なっている。そのため、上記従来技術のように単に膜表面の高さと基板の高さとの差を取る方法は、平均的な膜厚を求めることはできるが、位置ごとの膜厚を正確に検出することができないという問題がある。 The surface height of the substrate and the thickness of the film are not always constant and vary from position to position. Therefore, the method of simply taking the difference between the height of the film surface and the height of the substrate as in the above-mentioned conventional technique can obtain the average film thickness, but cannot accurately detect the film thickness at each position. There is a problem.

また、塗布後の膜の品質を確保するために全数検査を求められることがあり、この場合には成膜の生産性に影響を与えずに膜厚を計測することが必要となる。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、基材と高さ検出器との相対移動によりまず基材の表面高さを計測した後、元の位置から再度相対移動を実行して膜の表面高さを計測する必要がある。このことが成膜の生産性を低下させるため、連続的な成膜プロセス中に組み込み可能なものではない。 In addition, 100% inspection may be required to ensure the quality of the film after coating, and in this case, it is necessary to measure the film thickness without affecting the productivity of film formation. However, in the technique described in Patent Document 1, the surface height of the base material is first measured by the relative movement between the base material and the height detector, and then the relative movement is executed again from the original position to execute the relative movement to the surface height of the film. It is necessary to measure the height. Since this reduces the productivity of film formation, it cannot be incorporated into a continuous film formation process.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の主面に塗布液による膜を形成する基板処理装置および基板処理方法において、位置ごとの膜厚を正確に計測することができ、しかも成膜プロセスに組み込み可能な膜厚計測技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a substrate processing apparatus and a substrate processing method for forming a film with a coating liquid on the main surface of a substrate, the film thickness at each position can be accurately measured. It is an object of the present invention to provide a film thickness measurement technology that can be incorporated into a membrane process.

本発明の一の態様は、基板の主面に流体を吐出する基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板の主面に塗布液の膜を形成する基板処理装置において、スリット状の吐出口から前記塗布液を吐出しながら前記基板に対し相対移動して前記塗布液を前記主面に塗布し前記膜を形成するノズルと、前記主面に臨んで配置され、前記主面までの第1距離および前記主面に塗布された前記膜の表面までの第2距離を計測する測距部と、 前記測距部を前記ノズルと一体的に、前記主面に沿った移動方向に前記基板に対し相対移動させる移動部と、前記移動方向において、前記基板に対する前記測距部の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第1距離とを対応付けた第1情報、および、前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第2距離とを対応付けた第2情報を取得する情報取得部と、前記第1情報および前記第2情報に基づき、前記基板に対する前記測距部の位置が互いに同一であるときの前記第1距離と前記第2距離との差から当該位置に対応する前記膜の厚さを算出する膜厚算出部とを備え、前記ノズルは、所定の移動開始位置から前記基板に対し一の方向に相対移動して前記主面に前記塗布液を塗布した後、前記基板に対し前記一の方向とは反対方向に、かつ前記一の方向への相対移動よりも速い相対速度で前記移動開始位置まで相対移動し、前記測距部は、前記一の方向において前記ノズルの前方に配置され、前記塗布液の塗布前の前記主面に対し前記一の方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第1距離を計測し、塗布後の前記主面に対し前記反対方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第2距離を計測し、前記膜厚算出部は、前記基板に対する前記一の方向および前記反対方向への前記測距部の相対移動における相対移動速度に応じて、前記位置検出部による位置検出と前記測距部による距離計測との間のレスポンスタイムに起因する位置ずれを補正する。 One aspect of the present invention is a substrate processing apparatus that discharges a fluid to the main surface of the substrate, and is a slit-shaped substrate processing apparatus that forms a film of a coating liquid on the main surface of the substrate in order to achieve the above object. A nozzle that moves relative to the substrate while discharging the coating liquid from the discharge port to apply the coating liquid to the main surface to form the film, and a nozzle that faces the main surface and reaches the main surface. The distance measuring unit that measures the first distance and the second distance to the surface of the film coated on the main surface, and the distance measuring unit integrated with the nozzle in the moving direction along the main surface. At the moving unit that moves relative to the substrate , the position detecting unit that detects the position of the distance measuring unit with respect to the substrate in the moving direction, and the position and the position of the distance measuring unit detected by the position detecting unit. The first information associated with the first distance measured by the distance measuring unit, and the position of the distance measuring unit detected by the position detecting unit and the second distance measured by the distance measuring unit at the position. The information acquisition unit that acquires the second information associated with the above, and the first distance and the said when the positions of the distance measuring unit with respect to the substrate are the same based on the first information and the second information. It is provided with a film thickness calculation unit that calculates the thickness of the film corresponding to the position from the difference from the second distance, and the nozzle moves relative to the substrate from a predetermined movement start position in one direction. After applying the coating liquid to the main surface, the coating liquid moves relative to the substrate in a direction opposite to the one direction and at a relative speed faster than the relative movement in the one direction to the movement start position. The distance measuring unit is arranged in front of the nozzle in the one direction, and is different from each other along the relative movement direction when relatively moving in the one direction with respect to the main surface before application of the coating liquid. The first distance is measured at a plurality of positions, and the second distance is measured at a plurality of different positions along the relative movement direction when the main surface after coating moves relative to the main surface in the opposite direction. The thickness calculation unit includes position detection by the position detection unit and distance measurement by the distance measurement unit according to the relative movement speed in the relative movement of the distance measurement unit in the one direction and the opposite direction with respect to the substrate. Correct the misalignment caused by the response time between .

また、この発明の他の一の態様は、スリット状の吐出口から塗布液を吐出するノズルを基板に対し相対移動させて、前記塗布液を前記基板の主面に塗布して前記塗布液の膜を形成する基板処理方法であって、上記目的を達成するため、前記主面に臨んで配置した測距部を、前記基板に対し前記主面に沿った移動方向に前記ノズルと一体的に相対移動させ、前記移動方向における前記基板に対する前記測距部の位置を位置検出部により検出するとともに、前記測距部が前記主面までの第1距離および前記主面に塗布された前記膜の表面までの第2距離を計測し、前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第1距離とを対応付けた第1情報、および、前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第2距離とを対応付けた第2情報を取得し、膜厚検出部が、前記第1情報および前記第2情報に基づき、前記基板に対する前記測距部の位置が互いに同一であるときの前記第1距離と前記第2距離との差から当該位置に対応する前記膜の厚さを算出し、前記ノズルは、所定の移動開始位置から前記基板に対し一の方向に相対移動して前記主面に前記塗布液を塗布した後、前記基板に対し前記一の方向とは反対方向に、かつ前記一の方向への相対移動よりも速い相対速度で前記移動開始位置まで相対移動し、前記測距部は、前記一の方向において前記ノズルの前方に配置され、前記塗布液の塗布前の前記主面に対し前記一の方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第1距離を計測し、塗布後の前記主面に対し前記反対方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第2距離を計測し、前記膜厚算出部は、前記基板に対する前記一の方向および前記反対方向への前記測距部の相対移動における相対移動速度に応じて、前記位置検出部による位置検出と前記測距部による距離計測との間のレスポンスタイムに起因する位置ずれを補正する。 Further, in another aspect of the present invention, the nozzle for discharging the coating liquid from the slit-shaped discharge port is relatively moved with respect to the substrate, and the coating liquid is applied to the main surface of the substrate to apply the coating liquid. It is a substrate processing method for forming a film, and in order to achieve the above object, a distance measuring portion arranged facing the main surface is integrated with the nozzle in a moving direction along the main surface with respect to the substrate. By moving relative to each other, the position of the distance measuring unit with respect to the substrate in the moving direction is detected by the position detecting unit, and the distance measuring unit is the first distance to the main surface and the film coated on the main surface. The first information obtained by measuring the second distance to the surface and associating the position of the distance measuring unit detected by the position detecting unit with the first distance measured by the distance measuring unit at the position, and the above. The second information corresponding to the position of the distance measuring unit detected by the position detecting unit and the second distance measured by the distance measuring unit at the position is acquired, and the film thickness detecting unit obtains the first information and the first information. Based on the second information, the thickness of the film corresponding to the position is calculated from the difference between the first distance and the second distance when the positions of the distance measuring portions with respect to the substrate are the same as each other. The nozzle moves relative to the substrate in one direction from a predetermined movement start position, applies the coating liquid to the main surface, and then moves in the direction opposite to the one direction with respect to the substrate and said. It moves relative to the movement start position at a relative speed faster than the relative movement in one direction, and the distance measuring unit is arranged in front of the nozzle in the one direction, and the main body before the application of the coating liquid is applied. When the first distance is measured at a plurality of different positions along the relative movement direction when moving relative to the surface in the one direction, and when the first distance is moved relative to the main surface after coating in the opposite direction. The second distance is measured at a plurality of positions different from each other along the relative movement direction, and the film thickness calculation unit moves relative to the substrate in the relative movement of the distance measuring unit in one direction and in the opposite direction. Depending on the speed, the position shift due to the response time between the position detection by the position detection unit and the distance measurement by the distance measuring unit is corrected .

このように構成された発明では、基板と測距部との相対移動において、基板に対する測距部の位置が検出される。その結果に基づき、測距部により計測された主面までの第1距離と、そのときの測距部の位置とが第1情報として対応付けられる。また、測距部により計測された膜表面までの第2距離と、そのときの測距部の位置とが第2情報として関連付けられる。このため、第1情報および第2情報を介して、同じ位置で計測された第1距離と第2距離とを関連付けることができる。したがって、これらの差を求めることで、当該位置における膜の厚さを正確に求めることが可能である。 In the invention configured as described above, the position of the distance measuring unit with respect to the substrate is detected in the relative movement between the substrate and the distance measuring unit. Based on the result, the first distance to the main surface measured by the distance measuring unit and the position of the distance measuring unit at that time are associated as the first information. Further, the second distance to the film surface measured by the distance measuring unit and the position of the distance measuring unit at that time are associated as the second information. Therefore, the first distance and the second distance measured at the same position can be associated with each other via the first information and the second information. Therefore, by obtaining these differences, it is possible to accurately obtain the thickness of the film at the position.

そして、このように第1距離および第2距離の計測結果が測距部の位置と対応付けられるため、それぞれの計測は個別のタイミングで実行することが可能である。このため、成膜のタクトタイムに影響を与えることなく、成膜プロセス中に膜厚の計測を組み込むことが可能となる。 Since the measurement results of the first distance and the second distance are associated with the position of the distance measuring unit in this way, each measurement can be executed at individual timings. Therefore, it is possible to incorporate the film thickness measurement into the film formation process without affecting the film thickness tact time.

以上のように、本発明によれば、測距部が計測する基板の主面および膜の表面までの距離に基板に対する測距部の位置検出結果が対応付けられているため、同一位置での距離の差から膜の厚さを位置ごとに正確に計測することが可能であり、また成膜のタクトタイムに影響を与えることなく成膜プロセス中に膜厚の計測を実行することが可能である。 As described above, according to the present invention, since the position detection result of the distance measuring unit with respect to the substrate is associated with the distance to the main surface of the substrate and the surface of the film measured by the distance measuring unit, the same position is used. It is possible to accurately measure the film thickness for each position from the difference in distance, and it is possible to measure the film thickness during the film formation process without affecting the tact time of film formation. be.

本発明の基板処理装置の第1実施形態である塗布装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the coating apparatus which is 1st Embodiment of the substrate processing apparatus of this invention. この塗布装置の主要構成とその動作の概要を示す側面図である。It is a side view which shows the main structure of this coating apparatus, and the outline of the operation. 高さセンサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a height sensor. この撮像装置の制御部の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric structure of the control part of this image pickup apparatus. この塗布装置による塗布動作を示す図である。It is a figure which shows the coating operation by this coating apparatus. この塗布装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of this coating apparatus. 膜厚算出の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the film thickness calculation. レスポンスタイムへの対応の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of correspondence to a response time. 本発明に係る基板処理装置の第2実施形態の要部を示す側面図である。It is a side view which shows the main part of the 2nd Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention.

図1は、本発明に係る基板処理装置の第1実施形態としての塗布装置を示す斜視図である。なお、図1および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするためZ方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を適宜付している。また、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。 FIG. 1 is a perspective view showing a coating device as a first embodiment of the substrate processing device according to the present invention. In addition, in order to clarify the directional relationship between FIGS. 1 and the following, an XYZ Cartesian coordinate system with the Z direction as the vertical direction and the XY plane as the horizontal plane is appropriately attached. Also, for the purpose of easy understanding, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary.

塗布装置1は、スリットノズル2を用いて基板Sの表面に塗布液を塗布するスリットコータと呼ばれる塗布装置である。塗布装置1は、その塗布液として、レジスト液、カラーフィルター用液、ポリイミド、ポリイミド前駆体、シリコン、ナノメタルインク、導電性材料を含むスラリーなど、種々の塗布液を用いることが可能である。また、塗布対象となる基板Sについても、矩形ガラス基板、半導体基板、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、太陽電池用基板、有機EL用基板などの種々の基板に適用可能である。特に、塗布装置1は、高粘度の液体を塗布液として用いるのに好適である。なお、本明細書中で、「基板Sの表面Sa」とは基板Sの両主面のうち塗布液が塗布される側の主面を意味する。後述するように、この塗布装置1では基板Sを水平なステージ4に載置した状態で塗布動作が行われ、そのときの基板Sの上面が、表面Saに該当する。 The coating device 1 is a coating device called a slit coater that applies a coating liquid to the surface of the substrate S using a slit nozzle 2. The coating device 1 can use various coating liquids such as a resist liquid, a color filter liquid, a polyimide, a polyimide precursor, silicon, nanometal ink, and a slurry containing a conductive material as the coating liquid. Further, the substrate S to be coated is also applied to various substrates such as a rectangular glass substrate, a semiconductor substrate, a flexible substrate for a film liquid crystal display, a substrate for a photomask, a substrate for a color filter, a substrate for a solar cell, and a substrate for an organic EL. It is possible. In particular, the coating device 1 is suitable for using a highly viscous liquid as the coating liquid. In the present specification, the “surface Sa of the substrate S” means the main surface of both main surfaces of the substrate S on the side to which the coating liquid is applied. As will be described later, in this coating device 1, the coating operation is performed with the substrate S placed on the horizontal stage 4, and the upper surface of the substrate S at that time corresponds to the surface Sa.

塗布装置1は、基板Sを水平姿勢で吸着保持可能なステージ4と、ステージ4に保持される基板Sにスリットノズル2を用いて塗布処理を施す塗布処理部5と、塗布処理に先立ってスリットノズル2に対して洗浄処理を施すノズル洗浄装置(図示省略)と、塗布処理に先立ってスリットノズル2に対してプリディスペンス処理を施すプリディスペンス装置(図示省略)と、これら各部を制御する制御部8と、を備えている。 The coating device 1 includes a stage 4 capable of sucking and holding the substrate S in a horizontal position, a coating processing unit 5 for applying a coating process to the substrate S held by the stage 4 using a slit nozzle 2, and a slit prior to the coating process. A nozzle cleaning device that performs cleaning processing on the nozzle 2 (not shown), a pre-dispensing device that performs pre-dispensing treatment on the slit nozzle 2 prior to the coating process (not shown), and a control unit that controls each of these parts. It is equipped with 8.

スリットノズル2はX方向に延びる長尺状の開口部である吐出口を有している。そして、スリットノズル2はステージ4に保持された基板Sの表面Saに向けて吐出口から塗布液を吐出可能となっている。 The slit nozzle 2 has a discharge port which is a long opening extending in the X direction. Then, the slit nozzle 2 can discharge the coating liquid from the discharge port toward the surface Sa of the substrate S held by the stage 4.

ステージ4は略直方体の形状を有する花崗岩等の石材で構成されており、その上面(+Z側)のうち(-Y)側には、略水平な平坦面に加工されて基板Sを保持する保持面41を備える。保持面41には図示しない多数の真空吸着口が分散して形成されている。これらの真空吸着口により基板Sが吸着されることで、塗布処理の際に基板Sが所定の位置に略水平状態に保持される。なお、基板Sの保持態様はこれに限定されるものではなく、例えば機械的に基板3を保持するように構成してもよい。 The stage 4 is made of a stone material such as granite having a substantially rectangular parallelepiped shape, and the (−Y) side of the upper surface (+ Z side) is processed into a substantially horizontal flat surface to hold the substrate S. The surface 41 is provided. A large number of vacuum suction ports (not shown) are dispersedly formed on the holding surface 41. By sucking the substrate S by these vacuum suction ports, the substrate S is held in a substantially horizontal state at a predetermined position during the coating process. The holding mode of the substrate S is not limited to this, and may be configured to mechanically hold the substrate 3, for example.

本実施形態の塗布装置1では、スリットノズル2をY方向に移動させる移動機構が塗布処理部5に設けられている。移動機構は、主たる構成として、ステージ4の上方をX方向に横断しスリットノズル2を支持するブリッジ構造のノズル支持体51と、Y方向に延びる一対のガイドレール52に沿ってノズル支持体51およびこれに支持されるスリットノズル2を水平移動させるノズル移動部53とを有している。ノズル支持体51は、X方向を長手方向としスリットノズル2を支持する梁部材51aと、梁部材51aのX方向端部をそれぞれ支持する1対の柱部材51bとを有している。 In the coating device 1 of the present embodiment, a moving mechanism for moving the slit nozzle 2 in the Y direction is provided in the coating processing unit 5. The main configuration of the moving mechanism is a nozzle support 51 having a bridge structure that crosses the upper part of the stage 4 in the X direction and supports the slit nozzle 2, and the nozzle support 51 and the nozzle support 51 along a pair of guide rails 52 extending in the Y direction. It has a nozzle moving portion 53 that horizontally moves the slit nozzle 2 supported by the slit nozzle 2. The nozzle support 51 has a beam member 51a that supports the slit nozzle 2 with the X direction as the longitudinal direction, and a pair of pillar members 51b that each support the X-direction end of the beam member 51a.

梁部材51aの(-X)側側面には高さセンサ6が設けられている。詳しくは後述するが、高さセンサ6は下向きに光ビームを出射しその反射光を受光して、高さセンサ6の下方にある対向面までの距離を計測する。例えば公知のレーザ変位計を高さセンサ6として適用可能である。 A height sensor 6 is provided on the (−X) side side surface of the beam member 51a. As will be described in detail later, the height sensor 6 emits a light beam downward and receives the reflected light to measure the distance to the facing surface below the height sensor 6. For example, a known laser displacement meter can be applied as the height sensor 6.

このように構成されたノズル支持体51は、図1に示すように、ステージ4の左右両端部をX軸方向に沿って掛け渡し、保持面41を跨ぐ架橋構造を有している。ノズル移動部53は、この架橋構造体としてのノズル支持体51とそれに固定保持されたスリットノズル2とを、ステージ4上に保持される基板Sに対してY軸方向に沿って相対移動させる相対的移動手段として機能する。 As shown in FIG. 1, the nozzle support 51 configured in this way has a bridge structure in which the left and right ends of the stage 4 are hung along the X-axis direction and straddle the holding surface 41. The nozzle moving portion 53 relatively moves the nozzle support 51 as the crosslinked structure and the slit nozzle 2 fixedly held therein along the Y-axis direction with respect to the substrate S held on the stage 4. Functions as a means of transportation.

ノズル移動部53は、±X側のそれぞれにおいて、スリットノズル2の移動をY軸方向に案内するガイドレール52と、駆動源であるリニアモータ54と、スリットノズル2の吐出口の位置を検出するための位置センサ55とを備えている。 The nozzle moving unit 53 detects the positions of the guide rail 52 that guides the movement of the slit nozzle 2 in the Y-axis direction, the linear motor 54 that is the drive source, and the discharge port of the slit nozzle 2 on each of the ± X sides. It is equipped with a position sensor 55 for the purpose.

2つのガイドレール52はそれぞれ、ステージ4のX軸方向の両端部にY軸方向に沿ってノズル洗浄位置(ノズル洗浄装置の配設位置)から塗布終了位置(保持面41の-Y側端部位置)までの区間を含むように延設されている。このため、ノズル移動部53によって2つの柱部材51bの下端部が上記2つのガイドレール52に沿って案内されることで、スリットノズル2はノズル洗浄位置とステージ4上に保持される基板Sに対向する位置との間を移動する。 The two guide rails 52 are located at both ends of the stage 4 in the X-axis direction from the nozzle cleaning position (arrangement position of the nozzle cleaning device) to the coating end position (-Y side end portion of the holding surface 41) along the Y-axis direction. It is extended to include the section up to (position). Therefore, the lower ends of the two pillar members 51b are guided along the two guide rails 52 by the nozzle moving portion 53, so that the slit nozzle 2 is placed on the nozzle cleaning position and the substrate S held on the stage 4. Move between opposite positions.

本実施形態では、各リニアモータ54は、固定子54aと移動子54bとを有するACコアレスリニアモータとして構成される。固定子54aは、ステージ4のX軸方向の両側面にY軸方向に沿って設けられている。一方、移動子54bは、昇降機構51bの外側に対して固設されている。リニアモータ54は、これら固定子54aと移動子54bとの間に生じる磁力によってノズル移動部53の駆動源として機能する。 In the present embodiment, each linear motor 54 is configured as an AC coreless linear motor having a stator 54a and a mover 54b. The stator 54a is provided on both side surfaces of the stage 4 in the X-axis direction along the Y-axis direction. On the other hand, the mover 54b is fixed to the outside of the elevating mechanism 51b. The linear motor 54 functions as a drive source for the nozzle moving portion 53 by the magnetic force generated between the stator 54a and the mover 54b.

また、各位置センサ55はいわゆるリニアエンコーダの構成を有しており、それぞれスケール部55aと検出部55bとを有している。スケール部55aはステージ4に固設されたリニアモータ54の固定子54aの下部にY軸方向に沿って設けられている。一方、検出部55bは、昇降機構51bに固設されたリニアモータ54の移動子54bのさらに外側に固設され、スケール部55aに対向配置される。スケール部55aには一定間隔で格子目盛が設けられており、スケール部55aに対し相対移動する検出部55bが目盛を読み取る度に、検出部55からパルス信号が出力される。検出部55の出力信号は制御部8に入力される。後述するように、スケール部55aと検出部55bとの相対的な位置関係に基づいて、Y軸方向におけるスリットノズル2の吐出口の位置が検出される。 Further, each position sensor 55 has a so-called linear encoder configuration, and has a scale unit 55a and a detection unit 55b, respectively. The scale portion 55a is provided in the lower portion of the stator 54a of the linear motor 54 fixed to the stage 4 along the Y-axis direction. On the other hand, the detection unit 55b is fixedly installed outside the mover 54b of the linear motor 54 fixed to the elevating mechanism 51b, and is arranged to face the scale unit 55a. The scale unit 55a is provided with grid scales at regular intervals, and each time the detection unit 55b that moves relative to the scale unit 55a reads the scale, a pulse signal is output from the detection unit 55. The output signal of the detection unit 55 is input to the control unit 8. As will be described later, the position of the discharge port of the slit nozzle 2 in the Y-axis direction is detected based on the relative positional relationship between the scale unit 55a and the detection unit 55b.

図2はこの塗布装置の主要構成とその動作の概要を示す側面図である。ノズル支持体51の梁部材51aは、略コの字型断面を有し、開口部を下向きにしたチャネル型の構造物である。例えばステンレスなどの金属あるいはカーボンファイバー強化樹脂等により梁部材51aを構成することができる。梁部材51aの開口部分にはスリットノズル2が収容されている。より具体的には、スリットノズル2はノズル昇降機構22を介して梁部材51aに取り付けられている。ノズル昇降機構22はスリットノズル2を鉛直方向(Z方向)に昇降させる。これによりスリットノズル2はステージ4上の基板Sに対して近接方向および離間方向に移動可能となっている。 FIG. 2 is a side view showing an outline of the main configuration of this coating device and its operation. The beam member 51a of the nozzle support 51 is a channel-type structure having a substantially U-shaped cross section and having an opening facing downward. For example, the beam member 51a can be made of a metal such as stainless steel or a carbon fiber reinforced resin. The slit nozzle 2 is housed in the opening portion of the beam member 51a. More specifically, the slit nozzle 2 is attached to the beam member 51a via the nozzle elevating mechanism 22. The nozzle raising / lowering mechanism 22 raises / lowers the slit nozzle 2 in the vertical direction (Z direction). As a result, the slit nozzle 2 can move in the proximity direction and the separation direction with respect to the substrate S on the stage 4.

スリットノズル2の下端はステージ4上の基板Sの表面Saと対向しており、この下端にX方向を長手方向とするスリット状の吐出口21が設けられている。スリットノズル2の昇降により、吐出口21と基板Sとの距離が変更可能である。吐出口21が基板Sの表面Saに対し所定のギャップを隔てて対向配置された状態で吐出口21から塗布液を吐出させることで、塗布液が基板Sの表面Saに塗布される。 The lower end of the slit nozzle 2 faces the surface Sa of the substrate S on the stage 4, and a slit-shaped discharge port 21 having the X direction as the longitudinal direction is provided at the lower end. The distance between the discharge port 21 and the substrate S can be changed by raising and lowering the slit nozzle 2. The coating liquid is applied to the surface Sa of the substrate S by discharging the coating liquid from the discharge port 21 in a state where the discharge port 21 is arranged to face the surface Sa of the substrate S with a predetermined gap.

さらに、ノズル移動部53がノズル支持体51をY方向に移動させることにより、基板Sに対してスリットノズル2の吐出口21が表面Saに沿って走査移動し、これにより基板Sの表面Saには塗布液による膜Fが形成される。 Further, the nozzle moving portion 53 moves the nozzle support 51 in the Y direction, so that the ejection port 21 of the slit nozzle 2 scans and moves along the surface Sa with respect to the substrate S, thereby moving to the surface Sa of the substrate S. A film F is formed by the coating liquid.

位置センサ55の検出部55bは、ノズル移動部53がスリットノズル2を水平方向(Y方向)に移動させるときにこれと一体的に移動し、スケール部55aに設けられた格子目盛を読み取る度に、つまりスリットノズル2が一定距離進む度にパルス信号を出力する。制御部8は、検出部55bから出力されるパルス数をカウントすることで、所定の基準位置からの検出部55bの変位量を検出し、これによりスリットノズル2の位置を検出する。スリットノズル2と高さセンサ6とは、水平方向においてはノズル支持体51を介して一体的に移動する。そのため、位置センサ55の出力信号は、スリットノズル2の水平位置を示すものであると同時に、高さセンサ6の水平方向位置を示すものでもある。 The detection unit 55b of the position sensor 55 moves integrally with the nozzle movement unit 53 when the nozzle movement unit 53 moves the slit nozzle 2 in the horizontal direction (Y direction), and each time the grid scale provided on the scale unit 55a is read. That is, a pulse signal is output every time the slit nozzle 2 advances a certain distance. The control unit 8 detects the amount of displacement of the detection unit 55b from a predetermined reference position by counting the number of pulses output from the detection unit 55b, thereby detecting the position of the slit nozzle 2. The slit nozzle 2 and the height sensor 6 move integrally via the nozzle support 51 in the horizontal direction. Therefore, the output signal of the position sensor 55 indicates the horizontal position of the slit nozzle 2 and at the same time, indicates the horizontal position of the height sensor 6.

図3は高さセンサの構成を示す図である。高さセンサ6は、計測対象物Tに向けて下向きにレーザ光ビームLを出射する投光部61と、投光部61を駆動するドライバ62と、計測対象物Tからの反射光を検出する受光部63と、受光部63から出力される信号を処理する信号処理部64とを備えている。この実施形態においては、計測対象物Tは基板Sの表面Saまたは該表面Saに形成された膜Fの表面である。高さセンサ6は、下記の原理により、当該高さセンサ6から計測対象物Tまでの距離、つまり高さセンサ6の配設位置を基準としたときの計測対象物Tの鉛直方向における高さを計測する機能を有する。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the height sensor. The height sensor 6 detects the light projecting unit 61 that emits the laser beam L downward toward the measurement object T, the driver 62 that drives the light projecting unit 61, and the reflected light from the measurement object T. It includes a light receiving unit 63 and a signal processing unit 64 that processes a signal output from the light receiving unit 63. In this embodiment, the object T to be measured is the surface Sa of the substrate S or the surface of the film F formed on the surface Sa. The height sensor 6 is the height of the measurement object T in the vertical direction based on the distance from the height sensor 6 to the measurement object T, that is, the arrangement position of the height sensor 6 according to the following principle. Has a function to measure.

投光部61から出射される光Lは計測対象物Tの表面で反射され、反射光が受光部63により受光される。受光部63は一次元イメージセンサであり、図に点線矢印で示すように、受光部63への反射光の入射位置が、高さセンサ6と計測対象物Tとの距離に応じて変化する。このことを利用して、信号処理部64は、高さセンサ6と直下位置の計測対象物Tとの距離を検出することができる。高さセンサ6は梁部材51aに固定されている。そのため、スリットノズル2の水平方向への移動に追随するが、鉛直方向位置は固定され、スリットノズル2の昇降には追随しない。したがって、高さセンサ6は直下位置にある基板Sの表面Saの鉛直方向高さ、あるいは基板Sに形成された膜Fの表面の鉛直方向高さを検出することができる。なお、高さセンサ6としては、対向面との距離を検出可能なものであればよく、上記した原理によるものに限定されるものではない。 The light L emitted from the light projecting unit 61 is reflected on the surface of the measurement object T, and the reflected light is received by the light receiving unit 63. The light receiving unit 63 is a one-dimensional image sensor, and as shown by the dotted arrow in the figure, the incident position of the reflected light on the light receiving unit 63 changes according to the distance between the height sensor 6 and the object T to be measured. Utilizing this fact, the signal processing unit 64 can detect the distance between the height sensor 6 and the measurement object T at the position directly below. The height sensor 6 is fixed to the beam member 51a. Therefore, it follows the movement of the slit nozzle 2 in the horizontal direction, but the vertical position is fixed and does not follow the ascending / descending of the slit nozzle 2. Therefore, the height sensor 6 can detect the vertical height of the surface Sa of the substrate S located directly below, or the vertical height of the surface of the film F formed on the substrate S. The height sensor 6 may be any as long as it can detect the distance to the facing surface, and is not limited to the one based on the above principle.

図4はこの撮像装置の制御部の電気的構成を示すブロック図である。制御部8は、所定の制御プログラムを実行して装置各部に所定の動作を実行させるCPU(Central Processing Unit)81と、CPU81の動作によって生成されるデータを短期的に記憶するメモリ82と、CPU81が実行すべき制御プログラムや各種のデータを記憶するストレージ83と、外部装置およびオペレータとの情報のやり取りのためのインターフェース84とを備えている。 FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a control unit of this image pickup apparatus. The control unit 8 has a CPU (Central Processing Unit) 81 that executes a predetermined control program to cause each unit to execute a predetermined operation, a memory 82 that stores data generated by the operation of the CPU 81 in a short period of time, and a CPU 81. It is provided with a storage 83 for storing a control program to be executed and various data, and an interface 84 for exchanging information with an external device and an operator.

制御部8は、上記した装置各部、具体的にはノズル昇降機構22、ノズル移動部53の他、ステージ4に設けられた吸着口に基板Sを吸着するための負圧を必要に応じて供給する吸着制御部42、スリットノズル2に塗布液を供給する塗布液供給部25などを制御する。 The control unit 8 supplies negative pressure for sucking the substrate S to each part of the above-mentioned device, specifically, the nozzle elevating mechanism 22, the nozzle moving part 53, and the suction port provided on the stage 4, as needed. It controls the adsorption control unit 42, the coating liquid supply unit 25 that supplies the coating liquid to the slit nozzle 2, and the like.

また、CPU81は、ストレージ83に記憶された制御プログラムを実行して、情報取得部811および膜厚算出部812などの機能ブロックをソフトウェア的に実現する。情報取得部811は、位置センサ55から出力されるパルス信号をカウントし、そのカウント値から基板Sに対する高さセンサ6のY方向の相対位置を表す位置情報を作成する。また、詳しくは後述するが、情報取得部811は、高さセンサ6および位置センサ55から出力される信号に基づき、高さセンサ6により検出される基板Sまたは膜Fの表面の高さ情報と、当該高さが検出されたときの位置センサ55の出力に基づく位置情報とを対応付けた対応情報を取得する。膜厚算出部812は、取得された対応情報に基づき、基板Sの表面Saに形成された膜Fの厚さをそのY方向位置ごとに算出する。これにより、膜Fの位置ごとの厚さ分布を表す膜厚プロファイルが求められる。求められた膜厚が基板S上のどの位置のものであるかについては、位置センサ55の出力から作成された位置情報により把握することができる。 Further, the CPU 81 executes a control program stored in the storage 83 to realize functional blocks such as the information acquisition unit 811 and the film thickness calculation unit 812 in software. The information acquisition unit 811 counts the pulse signal output from the position sensor 55, and creates position information indicating the relative position of the height sensor 6 with respect to the substrate S in the Y direction from the count value. Further, as will be described in detail later, the information acquisition unit 811 and the height information of the surface of the substrate S or the film F detected by the height sensor 6 based on the signals output from the height sensor 6 and the position sensor 55. , Acquire the correspondence information associated with the position information based on the output of the position sensor 55 when the height is detected. The film thickness calculation unit 812 calculates the thickness of the film F formed on the surface Sa of the substrate S for each position in the Y direction based on the acquired correspondence information. As a result, a film thickness profile representing the thickness distribution for each position of the film F is obtained. Which position on the substrate S the obtained film thickness is can be grasped from the position information created from the output of the position sensor 55.

図5はこの塗布装置による塗布動作を示す図である。図5(a)は塗布処理部5の初期位置を示している。塗布処理部5の初期位置は、水平方向にはステージ4上の基板Sよりも(+Y)側に寄った位置であり、このときスリットノズル2は上方に退避した状態となっている。塗布動作を開始するとき、ノズル移動部53は、スリットノズル2を初期位置から塗布開始位置へ移動させる。 FIG. 5 is a diagram showing a coating operation by this coating device. FIG. 5A shows the initial position of the coating processing unit 5. The initial position of the coating processing unit 5 is a position closer to (+ Y) side than the substrate S on the stage 4 in the horizontal direction, and at this time, the slit nozzle 2 is retracted upward. When starting the coating operation, the nozzle moving unit 53 moves the slit nozzle 2 from the initial position to the coating starting position.

図5(b)は塗布開始位置を示している。塗布開始位置は、水平方向には、スリットノズル2が基板Sの(+Y)側端部よりも少し基板Sの内側に寄った位置である。ノズル移動部53は、スリットノズル2の初期位置からの水平移動の後、図5(b)に示すようにスリットノズル2を下降させ、吐出口21が基板Sの表面Saに対し所定のギャップを隔てて対向する位置に位置決めする。このときのスリットノズル2の位置が塗布開始位置である。 FIG. 5B shows the coating start position. The coating start position is a position in which the slit nozzle 2 is slightly closer to the inside of the substrate S than the (+ Y) side end portion of the substrate S in the horizontal direction. After the nozzle moving portion 53 moves horizontally from the initial position of the slit nozzle 2, the slit nozzle 2 is lowered as shown in FIG. 5 (b), and the discharge port 21 creates a predetermined gap with respect to the surface Sa of the substrate S. Position them at opposite positions. The position of the slit nozzle 2 at this time is the coating start position.

この状態から、吐出口21からの塗布液の吐出が開始されるとともに、図5(c)に示すように、スリットノズル2の(-Y)方向への走査移動が開始される。基板Sの表面Saに対し一定のギャップを保った状態でスリットノズルSが基板Sの表面Saに沿って一定速度で走査移動することにより、基板Sの表面Saに塗布液による膜Fが形成される。 From this state, the discharge of the coating liquid from the discharge port 21 is started, and as shown in FIG. 5C, the scanning movement of the slit nozzle 2 in the (−Y) direction is started. The slit nozzle S scans and moves along the surface Sa of the substrate S at a constant speed while maintaining a constant gap with respect to the surface Sa of the substrate S, so that a film F due to the coating liquid is formed on the surface Sa of the substrate S. To.

図5(d)に示すように、スリットノズル2が基板Sの(-Y)側端部付近の塗布終了位置まで到達すると、吐出口21からの塗布液の吐出が停止され、図に点線で示すようにスリットノズル2が上方に退避する。ここまでが塗布動作である。そして、図5(e)に示すように、スリットノズル2は(+Y)方向に移動し、最終的に図5(a)に示す初期位置に戻る。この動作を、以下では「戻り動作」と称することとする。 As shown in FIG. 5D, when the slit nozzle 2 reaches the coating end position near the (−Y) side end portion of the substrate S, the discharge of the coating liquid from the discharge port 21 is stopped, and the dotted line in the figure shows. As shown, the slit nozzle 2 retracts upward. This is the coating operation. Then, as shown in FIG. 5 (e), the slit nozzle 2 moves in the (+ Y) direction and finally returns to the initial position shown in FIG. 5 (a). This operation will be referred to as "return operation" below.

また、上記動作ではスリットノズル2が初期位置から塗布終了位置までの間を往復移動しており、このうちスリットノズル2が初期位置から塗布終了位置まで移動する塗布動作時の経路を「往路」、塗布終了位置から初期位置まで移動する戻り動作の経路を「復路」と称する。 Further, in the above operation, the slit nozzle 2 reciprocates from the initial position to the coating end position, and the path during the coating operation in which the slit nozzle 2 moves from the initial position to the coating end position is referred to as “outward route”. The return motion path that moves from the coating end position to the initial position is called the "return path".

複数の基板Sに順次膜Fを形成する連続成膜プロセスにおいては、上記した処理が基板S1枚ごとに繰り返し実行されることになる。なお、上記した戻り動作は、次の基板Sへの塗布動作を開始するために、吐出口21から塗布液が吐出されない状態で、しかもスリットノズル2が上方に退避した状態でスリットノズル2を初期位置へ戻すための動作である。この動作は成膜には寄与しないので、このときのスリットノズル2の移動速度については塗布動作における移動速度よりも高速とすることができる。 In the continuous film forming process in which the film F is sequentially formed on the plurality of substrates S, the above-mentioned processing is repeatedly executed for each substrate S. In the return operation described above, in order to start the application operation to the next substrate S, the slit nozzle 2 is initially set in a state where the coating liquid is not discharged from the discharge port 21 and in a state where the slit nozzle 2 is retracted upward. This is an operation to return to the position. Since this operation does not contribute to film formation, the moving speed of the slit nozzle 2 at this time can be made faster than the moving speed in the coating operation.

上記した一連の動作において、この実施形態では、処理対象となる基板Sの全数について、その表面Saに形成される膜Fの厚さが計測される。計測された膜厚が規定範囲から外れていれば動作が停止される。こうすることにより、処理された基板Sについて一定の成膜品質を保つことができ、また検出結果に応じて成膜条件の最適化を随時実行することで、品質の良好な成膜を安定的に実行することが可能となる。以下、その処理内容について説明する。 In the above-mentioned series of operations, in this embodiment, the thickness of the film F formed on the surface Sa of all the substrates S to be processed is measured. If the measured film thickness is out of the specified range, the operation is stopped. By doing so, it is possible to maintain a constant film formation quality for the treated substrate S, and by optimizing the film formation conditions at any time according to the detection result, stable film formation with good quality can be achieved. It will be possible to execute. The processing contents will be described below.

図6はこの塗布装置の動作を示すフローチャートである。この動作は、制御部8のCPU81がストレージ83に記憶されている制御プログラムを実行し装置各部に所定の動作を行わせることにより実行される。なお、スリットノズル2を用いて基板Sに塗布液を塗布する塗布動作、および、塗布終了後のスリットノズル2の戻り動作については先に概要を説明しているので、ここでは主に膜厚計測に関わる動作について説明する。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of this coating device. This operation is executed by the CPU 81 of the control unit 8 executing a control program stored in the storage 83 and causing each unit of the device to perform a predetermined operation. Since the outline of the coating operation of applying the coating liquid to the substrate S using the slit nozzle 2 and the return operation of the slit nozzle 2 after the application is completed has been described above, the film thickness is mainly measured here. The operation related to is explained.

塗布動作に先立ち、高さセンサ6による高さ計測および位置センサ55による位置計測が開始される(ステップS101)。その後で、上記した塗布動作の実行が開始される(ステップS102)。塗布動作の開始時点では、高さセンサ6はステージ4の上面41に光ビームLを照射し、高さセンサ6の位置を基準としたときの上面41の高さを検出している。ノズル移動部53がスリットノズル2を水平移動させるべくノズル支持体51を移動させると、基板Sの(+Y)側端部が高さセンサ6の直下位置に到達した時点で検出される高さが急激に変化し、これにより基板Sの端部位置が検出される。情報取得部811が高さセンサ6の出力を常時監視しておくことにより、スリットノズル2に対し相対移動する基板Sの端部を検出することができる。 Prior to the coating operation, height measurement by the height sensor 6 and position measurement by the position sensor 55 are started (step S101). After that, the execution of the above-mentioned coating operation is started (step S102). At the start of the coating operation, the height sensor 6 irradiates the upper surface 41 of the stage 4 with the light beam L, and detects the height of the upper surface 41 with respect to the position of the height sensor 6. When the nozzle moving portion 53 moves the nozzle support 51 to move the slit nozzle 2 horizontally, the height detected when the (+ Y) side end portion of the substrate S reaches the position directly below the height sensor 6 is It changes abruptly, so that the position of the end portion of the substrate S is detected. By constantly monitoring the output of the height sensor 6 by the information acquisition unit 811, it is possible to detect the end portion of the substrate S that moves relative to the slit nozzle 2.

基板Sの端部が検出されると(ステップS103)、該端部を基準として、位置センサ55からの出力パルスに基づき検出される高さセンサ6の位置が予め定められた計測位置に到達する度に(ステップS104)、高さセンサ6の出力信号が取得される(ステップS105)。例えば、基板Sの端部から1ミリメートルごとに高さ計測を実行するようにすることができる。CPU81に実装された情報取得部811は、高さセンサ6により計測された基板S上面Saの高さ情報と、それが検出されたときの高さセンサ6の水平方向位置を示す位置センサ55の位置情報とを位置ごとに各位置で取得し、これらを1対1で対応付けた「第1情報」をメモリ82に記憶保存させる(ステップS106)。 When the end portion of the substrate S is detected (step S103), the position of the height sensor 6 detected based on the output pulse from the position sensor 55 reaches a predetermined measurement position with the end portion as a reference. Every time (step S104), the output signal of the height sensor 6 is acquired (step S105). For example, the height measurement can be performed every 1 mm from the end of the substrate S. The information acquisition unit 811 mounted on the CPU 81 is a position sensor 55 that indicates the height information of the upper surface Sa of the substrate S measured by the height sensor 6 and the horizontal position of the height sensor 6 when it is detected. The position information is acquired at each position for each position, and the "first information" in which these are associated with each other on a one-to-one basis is stored and stored in the memory 82 (step S106).

スリットノズル2が基板Sの(-Y)側端部まで到達し塗布動作が終了すると(ステップS107)、スリットノズル2を初期位置へ戻すための戻り動作が実行される(ステップS108)。図5(d)に示したように、塗布動作終了の時点では高さセンサ6は基板Sの(-Y)側端部よりも(-Y)側にまで到達している。したがって、高さセンサ6の出力から、基板Sの(-Y)側端部位置についても検出することが可能である。 When the slit nozzle 2 reaches the (−Y) side end of the substrate S and the coating operation is completed (step S107), the return operation for returning the slit nozzle 2 to the initial position is executed (step S108). As shown in FIG. 5D, at the end of the coating operation, the height sensor 6 reaches the (−Y) side of the (−Y) side end of the substrate S. Therefore, it is possible to detect the position of the (−Y) side end portion of the substrate S from the output of the height sensor 6.

戻り動作においても高さセンサ6による高さ計測が継続して行われる。すなわち、基板Sの(-Y)側端部が検出された後(ステップS109)、位置センサ55の出力から求まる高さセンサ6の水平方向位置が所定の計測位置に到達する度に(ステップS110)、高さセンサ6の出力信号が取得され(ステップS111)、そのときの位置センサ55の位置情報と高さ情報とが「第2情報」として対応付けられメモリ82に記憶保存される(ステップS112)。このとき高さセンサ6により計測されるのは、基板Sの表面Saに形成されている膜Fの表面の高さである。 Even in the return operation, the height measurement by the height sensor 6 is continuously performed. That is, every time the horizontal position of the height sensor 6 obtained from the output of the position sensor 55 reaches a predetermined measurement position after the (−Y) side end portion of the substrate S is detected (step S109) (step S110). ), The output signal of the height sensor 6 is acquired (step S111), and the position information and the height information of the position sensor 55 at that time are associated with each other as "second information" and stored and stored in the memory 82 (step). S112). At this time, what is measured by the height sensor 6 is the height of the surface of the film F formed on the surface Sa of the substrate S.

戻り動作が終了しスリットノズル2が初期位置に戻るまで(ステップS113)、高さ計測が継続して実行される。戻り動作の終了時点では、スリットノズル2は図5(a)示す初期位置まで戻っており、このとき高さセンサ6は基板Sの(+Y)側端部よりも(+Y)側まで移動している。したがって、戻り動作においても、高さセンサ6の出力信号から基板Sの基板Sの(+Y)側端部位置を把握することが可能である。 The height measurement is continuously executed until the return operation is completed and the slit nozzle 2 returns to the initial position (step S113). At the end of the return operation, the slit nozzle 2 has returned to the initial position shown in FIG. 5A, and at this time, the height sensor 6 has moved to the (+ Y) side of the (+ Y) side end of the substrate S. There is. Therefore, even in the return operation, it is possible to grasp the position of the (+ Y) side end portion of the substrate S of the substrate S from the output signal of the height sensor 6.

こうして往路において塗布前の基板Sの表面Saの高さ情報と位置情報とを対応付けた第1情報が、また復路において塗布後の膜F表面の高さ情報と位置情報とを対応付けた第2情報が取得されると、膜厚算出部812は、これらの間で位置合わせを行った上で(ステップS114)、膜Fの各位置における厚さを示す膜厚プロファイルを求める(ステップS115)。以上で1枚の基板Sに対する処理が完了する。引き続き新たな基板Sに対し処理が行われる場合には、基板Sが交換された上で上記動作が繰り返される。 In this way, the first information in which the height information and the position information of the surface Sa of the substrate S before coating are associated with each other on the outward route, and the height information and the position information on the surface of the film F after coating are associated with each other on the return route. 2 When the information is acquired, the film thickness calculation unit 812 aligns between them (step S114) and obtains a film thickness profile indicating the thickness at each position of the film F (step S115). .. This completes the processing for one substrate S. When processing is continuously performed on the new substrate S, the above operation is repeated after the substrate S is replaced.

図7は膜厚算出の原理を示す図である。図7(a)は塗布動作において求められた高さ情報と位置情報とを対応付けた「第1情報」の例を示す。また、図7(b)は戻り動作において求められた高さ情報と位置情報とを対応付けた「第2情報」の例を示す。ここでは基板SのY方向サイズを1000ミリメートルとし、その(+Y)側端部を、スリットノズル2に対する相対移動において基板Sの先頭側となることから基板Sの「先端」または「基板先端」と称する。同様に、反対側つまり(-Y)側の端部については「後端」と称することがある。 FIG. 7 is a diagram showing the principle of film thickness calculation. FIG. 7A shows an example of "first information" in which the height information and the position information obtained in the coating operation are associated with each other. Further, FIG. 7B shows an example of "second information" in which the height information and the position information obtained in the return operation are associated with each other. Here, the size of the substrate S in the Y direction is 1000 mm, and the (+ Y) side end thereof is referred to as the "tip" or "tip" of the substrate S because it is the front end side of the substrate S in relative movement with respect to the slit nozzle 2. Refer to. Similarly, the end on the opposite side, that is, the (−Y) side, may be referred to as a “rear end”.

図7(a)に示すように、塗布動作時に作成される第1情報においては、基板先端から順にY方向の1ミリメートルごとに、基板Sの表面Saの高さ計測値Aが取得されている。一方、戻り動作においては、図7(b)に示すように、基板先端から最も遠い位置から順に、膜F表面の高さ計測値Bが取得されている。これらの計測値A,Bには、基板Sおよび膜Fの厚さのばらつきに起因する変動が生じ得る。 As shown in FIG. 7A, in the first information created during the coating operation, the height measurement value A of the surface Sa of the substrate S is acquired every 1 mm in the Y direction in order from the tip of the substrate. .. On the other hand, in the return operation, as shown in FIG. 7B, the height measurement value B on the surface of the film F is acquired in order from the position farthest from the tip of the substrate. The measured values A and B may vary due to variations in the thickness of the substrate S and the film F.

これらの計測結果から、図7(c)に示すように、基板先端からの距離が同じである位置の基板高さ計測値Aと膜高さ計測値Bとの差を取ることにより、当該位置における膜厚を求めることができる。各位置で同様の演算を行うことで、位置ごとの膜厚を表す膜厚プロファイルを求めることができる。 From these measurement results, as shown in FIG. 7C, by taking the difference between the substrate height measurement value A and the film height measurement value B at the positions where the distance from the substrate tip is the same, the position is taken. The film thickness in can be obtained. By performing the same calculation at each position, a film thickness profile representing the film thickness at each position can be obtained.

このように、この実施形態では、基板Sに対するスリットノズル2の往復動作のうち、往路において塗布前の基板表面Saの高さが、また復路において塗布後の膜F表面の高さがそれぞれ計測される。高さ計測値はそのときの高さセンサ6の位置と対応付けてメモリ82に記憶されているので、往路と復路との間で相互に対応する位置同士の高さ計測値の減算を行うことで、基板Sや膜Fの厚さに変動がある場合でも各位置の膜厚を正しく求めることが可能である。 As described above, in this embodiment, in the reciprocating operation of the slit nozzle 2 with respect to the substrate S, the height of the substrate surface Sa before coating is measured on the outward path, and the height of the film F surface after coating is measured on the return path. To. Since the height measurement value is stored in the memory 82 in association with the position of the height sensor 6 at that time, the height measurement values of the positions corresponding to each other between the outward route and the return route are subtracted. Therefore, even if the thickness of the substrate S or the film F varies, it is possible to correctly obtain the film thickness at each position.

1枚の基板Sに対する処理におけるスリットノズル2の往復動作は、膜厚計測の要否に関わらず、複数の基板Sに対し連続的に塗布を行うために必須の工程である。本実施形態における膜厚計測は、このような連続的な成膜プロセスのタクトタイムに影響を与えるものではなく、生産性を低減させる原因とはならない。したがって、本実施形態の膜厚計測方法は、連続成膜プロセスにおけるインライン膜厚計測方法として好適である。 The reciprocating operation of the slit nozzle 2 in the processing for one substrate S is an indispensable step for continuously coating a plurality of substrates S regardless of the necessity of film thickness measurement. The film thickness measurement in the present embodiment does not affect the tact time of such a continuous film forming process and does not cause a decrease in productivity. Therefore, the film thickness measurement method of the present embodiment is suitable as an in-line film thickness measurement method in the continuous film formation process.

なお、前述のように往路と復路との間でスリットノズル2の移動速度が異なる場合があるが、高さ計測値を計測位置の情報と対応付けて取得しておくことにより、移動速度に関係なく、往路と復路との間での計測位置の適切な位置合わせを行うことが可能である。したがって往路または復路のいずれかにおいて走査移動中にノズル移動速度が変化する場合でも膜厚を正確に計測することができる。単に計測データを時系列順に記録するだけではこのような効果は得られない。 As described above, the moving speed of the slit nozzle 2 may differ between the outward route and the returning route, but it is related to the moving speed by acquiring the height measurement value in association with the measurement position information. It is possible to properly align the measurement position between the outward route and the return route. Therefore, the film thickness can be accurately measured even when the nozzle movement speed changes during the scanning movement on either the outward route or the return route. Such an effect cannot be obtained simply by recording the measurement data in chronological order.

ところで、上記実施形態の説明では、位置センサ55の出力に基づき求められて高さセンサ6による高さ情報と対応付けられている位置情報が、高さセンサ6が高さ計測を行った時刻における高さセンサ6の基板Sに対する水平方向位置を表していることが前提となっている。しかしながら、実際の装置においては、記録されている位置情報が高さセンサ6の正しい位置を表していない場合があり得る。というのは、位置センサ55の出力に基づく位置検出および高さセンサ6による高さ検出において、物理的な現象の変化が信号として検知されるまでにそれぞれ時間遅れがあり、また、高さセンサ6が計測位置に到達したと判断されてからその情報が各部に伝わり実際に高さセンサ6の出力信号が取り込まれるまでの間にも時間遅れがあるからである。 By the way, in the description of the above embodiment, the position information obtained based on the output of the position sensor 55 and associated with the height information by the height sensor 6 is at the time when the height sensor 6 measures the height. It is assumed that the height sensor 6 represents the horizontal position with respect to the substrate S. However, in an actual device, the recorded position information may not represent the correct position of the height sensor 6. This is because there is a time delay between the position detection based on the output of the position sensor 55 and the height detection by the height sensor 6 before the change in the physical phenomenon is detected as a signal, and the height sensor 6 This is because there is a time lag between the time when it is determined that the height sensor has reached the measurement position and the time when the information is transmitted to each part and the output signal of the height sensor 6 is actually taken in.

基板Sの高さ計測と膜Fの高さ計測とが、スリットノズル2の同一方向、同一速度での移動時に実行される場合には、両計測において同量の時間遅れが発生するため、差分を求める上では特に問題とならない。しかしながら、スリットノズル2の移動方向および移動速度の少なくとも一方が異なる場合、この時間遅れ(レスポンスタイム)による誤差が無視できない場合が生じ得る。次に、この問題への対応について説明する。 When the height measurement of the substrate S and the height measurement of the film F are executed when the slit nozzle 2 is moved in the same direction and at the same speed, the same amount of time delay occurs in both measurements, so that the difference is obtained. There is no particular problem in seeking. However, when at least one of the moving direction and the moving speed of the slit nozzle 2 is different, an error due to this time delay (response time) may not be negligible. Next, the response to this problem will be described.

図8はレスポンスタイムへの対応の原理を説明する図である。図8(a)は往路におけるレスポンスタイムを示すタイミングチャートである。高さセンサ6の出力信号は一定のサンプリング周期で常時出力されているものとする。また、高さセンサ6が計測を実行すべき第k番目(k=1,2,…)の計測位置を符号Y(k)で表す。例えば、計測位置間の間隔が、リニアエンコーダである位置センサ55の出力パルス数10に対応するものとすると、図に示すように、位置センサ55から10個のパルスが出力されるごとに1回、高さセンサ6の出力が取り込まれる。このとき、パルスカウント値が所定値に達し、それに応じて高さセンサ6の出力が読み込まれるまでの間に時間遅れΔTが生じる。 FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of correspondence to the response time. FIG. 8A is a timing chart showing the response time on the outward route. It is assumed that the output signal of the height sensor 6 is constantly output at a constant sampling cycle. Further, the kth measurement position (k = 1, 2, ...) The height sensor 6 should perform the measurement is represented by the reference numeral Y (k). For example, assuming that the interval between the measurement positions corresponds to the output pulse number 10 of the position sensor 55 which is a linear encoder, as shown in the figure, once every 10 pulses are output from the position sensor 55. , The output of the height sensor 6 is captured. At this time, a time delay ΔT occurs until the pulse count value reaches a predetermined value and the output of the height sensor 6 is read accordingly.

図において丸印は、高さセンサ6の信号が有効なものとして取り込まれるサンプルの取得タイミングを示している。このように、位置センサ55の出力から計測位置に到達したことが検出され、それに応じて高さ計測値が取得されるまでに時間差ΔTがあり、この間にも高さセンサ6は移動している。そのため、高さ計測値が確定したときの高さセンサ6の位置は、本来の位置Y(k)ではなく、これから時間差ΔTと移動速度との積で表される変位量ΔYaだけ基板Sの後端側にずれた位置となっている。 In the figure, the circles indicate the acquisition timing of the sample in which the signal of the height sensor 6 is taken as valid. In this way, it is detected from the output of the position sensor 55 that the measurement position has been reached, and there is a time difference ΔT until the height measurement value is acquired accordingly, and the height sensor 6 is also moving during this time. .. Therefore, the position of the height sensor 6 when the height measurement value is determined is not the original position Y (k), but the displacement amount ΔYa represented by the product of the time difference ΔT and the moving speed is after the substrate S. The position is shifted to the end side.

復路について考えると、図8(b)に示すように、高さセンサ6のサンプリング周期は上記と同じであるが、スリットノズル2の移動速度が高いために位置センサ55のパルス出力周期が短くなり、またスリットノズル2(および光学センサ6)の移動方向は、上記とは反対の基板Sの後端側から先端側へ向けたものとなる。 Considering the return route, as shown in FIG. 8B, the sampling cycle of the height sensor 6 is the same as the above, but the pulse output cycle of the position sensor 55 becomes shorter because the moving speed of the slit nozzle 2 is high. Further, the moving direction of the slit nozzle 2 (and the optical sensor 6) is from the rear end side to the front end side of the substrate S opposite to the above.

往路と同様に、位置センサ55の出力パルスのカウント値が所定値に達したときに高さ計測を行うとする。装置のレスポンスタイムによる時間遅れ量ΔTは変わらないと考えられるから、計測位置Y(k)に対応する高さ計測値は、計測位置Y(k)からΔYbだけ基板先端側にずれた位置で取得されたものとなる。このずれ量ΔYbは、時間差ΔTにスリットノズル2の移動速度を乗じた値であり、移動速度が往路と異なっていればずれ量も異なる。 Similar to the outward route, the height is measured when the count value of the output pulse of the position sensor 55 reaches a predetermined value. Since it is considered that the time delay amount ΔT due to the response time of the device does not change, the height measurement value corresponding to the measurement position Y (k) is obtained at a position shifted from the measurement position Y (k) by ΔYb toward the tip of the substrate. It will be the one that was done. This deviation amount ΔYb is a value obtained by multiplying the time difference ΔT by the moving speed of the slit nozzle 2, and if the moving speed is different from the outward route, the deviation amount is also different.

このように、計測位置Y(k)に対応する実際の高さ取得位置は、往路においてΔYa、復路においてΔYbだけずれ、そのずれ方向は反対である。したがって、往路および復路の間での位置ずれ量は(ΔYa+ΔYb)となる。したがって、同じ計測位置Y(a)に対応する高さ計測値A,Bの比較は誤差を含み得る。 As described above, the actual height acquisition position corresponding to the measurement position Y (k) is deviated by ΔYa on the outward path and ΔYb on the return path, and the deviating directions are opposite. Therefore, the amount of misalignment between the outward route and the return route is (ΔYa + ΔYb). Therefore, the comparison of the height measurement values A and B corresponding to the same measurement position Y (a) may include an error.

この問題を解消する1つの方法は、高さ計測値を取得する時点で上記を加味した時間または計測位置のシフトを行うことである。すなわち、上記ずれ量ΔT,ΔYa,ΔYb等は予め実験的に求めておくことが可能である。そこで、往路および復路の少なくとも一方において、このずれを見込んだ量だけ計測位置の設定または高さ計測値の取り込みタイミングをシフトさせることで、往路と復路との間での実効的な計測位置を一致させることが可能となる。 One method of solving this problem is to shift the time or the measurement position in consideration of the above at the time of acquiring the height measurement value. That is, the deviation amounts ΔT, ΔYa, ΔYb and the like can be experimentally obtained in advance. Therefore, by shifting the setting of the measurement position or the acquisition timing of the height measurement value by the amount that allows for this deviation on at least one of the outward route and the return route, the effective measurement position between the outward route and the return route is matched. It is possible to make it.

図8(c)は上記問題を解消する他の方法を示している。この例では、高さ計測自体は上記実施形態と同様としシフトは行わない。これに代えて、計測位置Y(k)で取得されたであろう高さ計測値を、その前後の計測値から補間する方法が採られる。図に示すように、計測位置Y(k)に対応して取得された基板表面Saの高さ計測値A(k)は、実際には本来の位置Y(k)からΔYaだけ後端側にずれた位置で取得されたものである。 FIG. 8C shows another method for solving the above problem. In this example, the height measurement itself is the same as that of the above embodiment, and no shift is performed. Instead of this, a method of interpolating the height measurement value that would have been acquired at the measurement position Y (k) from the measurement values before and after that is adopted. As shown in the figure, the height measurement value A (k) of the substrate surface Sa acquired corresponding to the measurement position Y (k) is actually located at the rear end side by ΔYa from the original position Y (k). It was acquired at a misaligned position.

本来の位置Y(k)における基板Sの高さについては、この位置を挟む前後の位置Y(k-1)およびY(k)でそれぞれ取得された値A(k-1)およびA(k)から推定することができる。例えば、両計測値の間の直線補間により、計測位置Y(k)における基板高さを推定することができる。同様に、膜Fの高さを計測した高さ計測値Bについては、本来の計測位置Y(k)の前後の位置Y(k)およびY(k+1)でそれぞれ取得された値B(k)とB(k+1)とから補間により推定することができる。なお、ここでは最も簡単な例として直線補間を説明したが、補間の方法についてはこれに限定されず、曲線近似など他の公知の方法によってもよい。 Regarding the height of the substrate S at the original position Y (k), the values A (k-1) and A (k) obtained at the positions Y (k-1) and Y (k) before and after this position are sandwiched, respectively. ) Can be estimated. For example, the height of the substrate at the measurement position Y (k) can be estimated by linear interpolation between both measurement values. Similarly, for the height measurement value B obtained by measuring the height of the film F, the values B (k) acquired at the positions Y (k) and Y (k + 1) before and after the original measurement position Y (k), respectively. And B (k + 1) can be estimated by interpolation. Although linear interpolation has been described here as the simplest example, the interpolation method is not limited to this, and other known methods such as curve approximation may be used.

こうして求められた計測位置Y(k)における高さ計測値A,Bの推定値からそれらの差を計算することで、当該位置における膜厚T(k)を求めることができる。このように、装置のレスポンスタイムに起因する計測位置のずれは、往路と復路とで反対方向に生じるため、相対的なずれが大きくなって計測誤差の原因となることがあり得る。特にスリットノズル2の移動速度を高くするとずれ量も大きくなる。そのため、上記したような方法でずれを解消する手段が講じられることが望ましい。 By calculating the difference between the estimated height measurement values A and B at the measurement position Y (k) thus obtained, the film thickness T (k) at the position can be obtained. As described above, the deviation of the measurement position due to the response time of the apparatus occurs in the opposite direction between the outward route and the return route, so that the relative deviation becomes large and may cause a measurement error. In particular, when the moving speed of the slit nozzle 2 is increased, the amount of displacement also increases. Therefore, it is desirable to take measures to eliminate the deviation by the above-mentioned method.

上記実施形態では、単一の高さセンサ6を用いて、スリットノズル2の往復動作における往路で基板表面Saの高さを、復路で膜Fの高さをそれぞれ計測し、同一位置での計測結果の差を計算することで膜厚を求めている。一方、次に説明するように、ノズルの前後に高さセンサを設け、それらにより基板の高さと膜の高さとを個別に検出することも可能である。 In the above embodiment, using a single height sensor 6, the height of the substrate surface Sa is measured on the outward path in the reciprocating operation of the slit nozzle 2, and the height of the film F is measured on the return path, and the measurement is performed at the same position. The film thickness is obtained by calculating the difference between the results. On the other hand, as will be described next, it is also possible to provide height sensors in front of and behind the nozzles to detect the height of the substrate and the height of the film individually.

図9は本発明に係る基板処理装置の第2実施形態の要部を示す側面図である。図9に示すように、この実施形態では、ノズル支持体51の梁部材51aの(-Y)側側面に高さセンサ6aが、また(+Y)側側面に高さセンサ6bが設けられている。これらの高さセンサ6a,6bの構成および動作は、第1実施形態の高さセンサ6と同じである。また、これ以外の構成についても第1実施形態と同様とすることができるので、第1実施形態と同一の構成には同一符号を付すこととして図示および詳しい説明を省略する。 FIG. 9 is a side view showing a main part of the second embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 9, in this embodiment, the height sensor 6a is provided on the (−Y) side side surface of the beam member 51a of the nozzle support 51, and the height sensor 6b is provided on the (+ Y) side side surface. .. The configuration and operation of these height sensors 6a and 6b are the same as those of the height sensor 6 of the first embodiment. Further, since the other configurations can be the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and the illustration and detailed description thereof will be omitted.

この実施形態では、塗布液が塗布されていない基板Sの表面Saと対向する高さセンサ6aが基板Sの高さを、また塗布後の基板Sに形成された膜Fの表面と対向する高さセンサ6bが膜Fの高さをそれぞれ計測する。そして、計測位置が同じである基板高さ計測値と膜高さ計測値との差によって膜厚が求められる。 In this embodiment, the height sensor 6a facing the surface Sa of the substrate S to which the coating liquid is not applied sets the height of the substrate S and the height facing the surface of the film F formed on the substrate S after coating. The sensor 6b measures the height of the film F, respectively. Then, the film thickness is obtained from the difference between the measured value of the substrate height and the measured value of the film height at the same measurement position.

この実施形態においても、高さセンサ6a,6bによりそれぞれ計測される高さ計測値を、計測されたときの高さセンサ6a,6bの基板Sに対する位置情報と対応付けて取得しておくことにより、同じ位置で取得された高さ計測値同士の演算によって当該位置における膜厚を正しく求めることが可能になる。また、求められた膜厚が基板Sのどの位置に対応するかについても、求められた膜厚と位置情報とを対応付けることにより把握するはことが可能となる。またこの場合、基板Sに対するスリットノズル2の一方向への走査移動によって膜厚を計測することができるので、例えば複数の基板が一方向に順次ノズルとの対向位置に搬送されて塗布が行われる装置や、長尺シートに対し連続的に塗布を行う装置のように、ノズルの往復移動を前提としない成膜プロセスにも適用可能である。 Also in this embodiment, the height measurement values measured by the height sensors 6a and 6b are acquired in association with the position information of the height sensors 6a and 6b at the time of measurement with respect to the substrate S. , It is possible to correctly obtain the film thickness at the position by calculating the height measurement values acquired at the same position. Further, it is possible to grasp which position of the substrate S the obtained film thickness corresponds to by associating the obtained film thickness with the position information. Further, in this case, since the film thickness can be measured by scanning the slit nozzle 2 with respect to the substrate S in one direction, for example, a plurality of substrates are sequentially conveyed in one direction to a position facing the nozzle to perform coating. It can also be applied to a film forming process that does not assume the reciprocating movement of the nozzle, such as an apparatus or an apparatus that continuously applies a long sheet.

以上説明したように、上記実施形態においては、塗布装置1が本発明の「基板処理装置」として機能しており、スリットノズル2、ノズル支持体51およびノズル移動部53が、それぞれ本発明の「ノズル」、「支持部」および「移動部」として機能している。また、位置センサ55が本発明の「位置検出部」として機能している。また上記第1、第2実施形態では、高さセンサ6,6a,6bが本発明の「測距部」として機能している。 As described above, in the above-described embodiment, the coating device 1 functions as the "board processing device" of the present invention, and the slit nozzle 2, the nozzle support 51, and the nozzle moving portion 53 are the "base processing devices" of the present invention, respectively. It functions as a "nozzle", "support part" and "moving part". Further, the position sensor 55 functions as the "position detection unit" of the present invention. Further, in the first and second embodiments, the height sensors 6, 6a and 6b function as the "distance measuring unit" of the present invention.

また、上記実施形態では、高さ計測値Aが本発明の「第1距離」に相当する一方、高さ計測値Bが本発明の「第2距離」に相当している。また、高さ計測値Aと位置情報とを対応付けた情報(図7(a))が本発明の「第1情報」に相当し、高さ計測値Bと位置情報とを対応付けた情報(図7(b))が本発明の「第2情報」に相当している。 Further, in the above embodiment, the height measurement value A corresponds to the "first distance" of the present invention, while the height measurement value B corresponds to the "second distance" of the present invention. Further, the information in which the height measurement value A and the position information are associated (FIG. 7A) corresponds to the "first information" of the present invention, and the information in which the height measurement value B and the position information are associated with each other. (FIG. 7 (b)) corresponds to the "second information" of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の塗布装置1は、ステージ4に固定された基板Sに対しスリットノズル2が移動することにより両者の相対移動が実現されるが、固定されたノズルに対し基板が移動することによって相対移動が実現される装置にも本発明を適用することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made other than those described above as long as the present invention is not deviated from the gist thereof. For example, in the coating device 1 of the above embodiment, the relative movement of the slit nozzle 2 is realized by moving the slit nozzle 2 with respect to the substrate S fixed to the stage 4, but the substrate moves with respect to the fixed nozzle. It is possible to apply the present invention to a device in which relative movement is realized.

また、上記実施形態では、X方向における基板Sの中央部分に対向させて高さセンサ6を配置し、この位置で膜厚計測を行っているが、X方向における高さセンサの配設位置はこれに限定されず任意であり、またX方向に複数の高さセンサが配置されてもよい。この場合、それぞれの高さセンサにつき上記した処理が実行されることで、膜内の各位置での膜厚計測が可能となる。 Further, in the above embodiment, the height sensor 6 is arranged so as to face the central portion of the substrate S in the X direction, and the film thickness is measured at this position. However, the arrangement position of the height sensor in the X direction is It is not limited to this, and may be arbitrary, and a plurality of height sensors may be arranged in the X direction. In this case, by executing the above-mentioned processing for each height sensor, it is possible to measure the film thickness at each position in the film.

また、本発明の「測距部」として使用可能な光学センサとして、膜Fの表面からの反射光と、膜Fを透過して基板表面Saで反射される反射光とをそれぞれ個別に検出することのできるものが製品化されている。膜Fが十分な光透過性を有する場合、このような光学センサを用いることで、上記のような基板上面Saについての計測高さと膜Fについての計測高さとの間で位置合わせを行うことなく直ちに膜厚を計測することが可能である。しかしながら、基板Sに形成される膜Fとしては透明なものに限られないから、そのような光学センサを実装した装置においても上記処理を実行可能としておくのが好ましい。こうすることによって、透明膜のみならず、不透明な膜についても正確な膜厚計測が可能となる。また、計測された膜厚が基板Sのどの位置のものであるかを明らかにするためにも、位置センサ55の出力に基づく位置情報と膜厚計測結果を対応付けておくことは有効である。 Further, as an optical sensor that can be used as the "distance measuring unit" of the present invention, the reflected light from the surface of the film F and the reflected light transmitted through the film F and reflected by the substrate surface Sa are individually detected. What can be done is commercialized. When the film F has sufficient light transmittance, by using such an optical sensor, it is possible to perform alignment between the measured height of the substrate upper surface Sa and the measured height of the film F as described above. It is possible to measure the film thickness immediately. However, since the film F formed on the substrate S is not limited to a transparent one, it is preferable that the above processing can be executed even in an apparatus equipped with such an optical sensor. By doing so, it is possible to accurately measure the film thickness not only for the transparent film but also for the opaque film. Further, in order to clarify which position of the substrate S the measured film thickness is, it is effective to associate the position information based on the output of the position sensor 55 with the film thickness measurement result. ..

また、上記実施形態ではスリットノズル2と高さセンサ6とがいずれもノズル支持体51に取り付けられており、スリットノズル2がY方向に移動するとき高さセンサ6も一体となって移動する。しかしながら、スリットノズルと高さセンサとは個別の移動機構によって移動する構成であってもよい。上記実施形態のようにY方向へ一体移動する構成とした場合には、個別の移動機構を必要としないため装置のサイズおよびコストの点で有利であり、またスリットノズルと高さセンサとが個別に移動する際に生じ得る干渉の問題を未然に回避することができる。 Further, in the above embodiment, both the slit nozzle 2 and the height sensor 6 are attached to the nozzle support 51, and when the slit nozzle 2 moves in the Y direction, the height sensor 6 also moves integrally. However, the slit nozzle and the height sensor may be configured to be moved by individual moving mechanisms. When the configuration is configured to move integrally in the Y direction as in the above embodiment, it is advantageous in terms of the size and cost of the device because it does not require an individual moving mechanism, and the slit nozzle and the height sensor are separate. It is possible to avoid the problem of interference that may occur when moving to.

また、上記実施形態では高さセンサ6がノズル支持体51に取り付けられており、スリットノズル53の昇降には追随しない。これに代えて、例えば高さセンサがスリットノズルと一体的に昇降する構成であってもよい。第1実施形態においてこれを実現する場合、往路と復路における高さセンサの鉛直方向の位置の違いを補正するための処理が別途必要である。一方、第2実施形態として示した構成では、2つの高さセンサ6a,6bがスリットノズル2とともに一体的に昇降し両高さセンサの位置関係は変化しないため、予め鉛直方向の位置が適切に較正されている限りにおいて、特に補正の必要性は生じない。 Further, in the above embodiment, the height sensor 6 is attached to the nozzle support 51 and does not follow the ascending / descending of the slit nozzle 53. Instead of this, for example, the height sensor may be configured to move up and down integrally with the slit nozzle. In order to realize this in the first embodiment, a separate process for correcting the difference in the vertical position of the height sensor between the outward path and the return path is required. On the other hand, in the configuration shown as the second embodiment, since the two height sensors 6a and 6b move up and down integrally with the slit nozzle 2 and the positional relationship between the two height sensors does not change, the position in the vertical direction is appropriate in advance. As long as it is calibrated, there is no particular need for correction.

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明にかかる基板処理装置では、ノズルは基板に対し移動方向と平行に相対移動し、測距部はノズルと連動して基板に対し相対移動する構成であってもよい。この場合さらに、ノズルおよび測距部を支持して基板に対し移動方向に相対移動する支持部が設けられてもよい。このような構成によれば、移動部は測距部とノズルとを一体的に移動させることができれば足り、移動部の構成が複雑になるのを回避することができる。また、測距部とノズルとが個別に移動する場合の干渉の問題も生じない。 As described above, as described by exemplifying a specific embodiment, in the substrate processing apparatus according to the present invention, the nozzle moves relative to the substrate in parallel with the moving direction, and the ranging unit moves in conjunction with the nozzle on the substrate. It may be configured to move relative to the relative. In this case, a support portion that supports the nozzle and the ranging unit and moves relative to the substrate in the moving direction may be further provided. According to such a configuration, it is sufficient for the moving unit to be able to move the distance measuring unit and the nozzle integrally, and it is possible to avoid complicated configuration of the moving unit. Further, there is no problem of interference when the distance measuring unit and the nozzle move individually.

また、測距部は、塗布液の塗布前の主面に対し相対移動して互いに異なる複数位置で第1距離を計測し、さらに塗布後の主面に対し相対移動して互いに異なる複数位置で第2距離を計測する構成であってもよい。このような構成によれば、測距部の移動方向に沿った複数位置でそれぞれ膜厚を計測し、当該方向における膜厚プロファイルを取得することができる。 Further, the distance measuring unit moves relative to the main surface before application of the coating liquid to measure the first distance at a plurality of different positions, and further moves relative to the main surface after application to measure the first distance at a plurality of different positions. It may be configured to measure the second distance. According to such a configuration, the film thickness can be measured at a plurality of positions along the moving direction of the ranging unit, and the film thickness profile in the direction can be obtained.

この場合、例えば、ノズルは所定の移動開始位置から基板に対し一の方向に相対移動して主面に塗布液を塗布した後、基板に対し反対方向に移動開始位置まで相対移動し、測距部は一の方向においてノズルの前方に配置されて基板に対しノズルと一体的に移動し、一の方向に移動するときに第1距離を計測し、反対方向に移動するときに第2距離を計測するように構成されてもよい。 In this case, for example, the nozzle moves relative to the substrate in one direction from a predetermined movement start position, applies the coating liquid to the main surface, and then moves relative to the movement start position in the opposite direction to the substrate to measure the distance. The unit is arranged in front of the nozzle in one direction and moves integrally with the nozzle with respect to the substrate, measures the first distance when moving in one direction, and measures the second distance when moving in the opposite direction. It may be configured to measure.

このような構成によれば、単一の測距部により第1距離と第2距離とを計測することができるので、装置構成を簡素化することができる。このようなノズルの往復移動が一連の成膜プロセスに必須のものとして組み込まれているとき、この往復移動に連動して測距部が計測を行うことにより、成膜プロセスの生産性を低下させることなく膜厚の計測が可能である。 According to such a configuration, the first distance and the second distance can be measured by a single distance measuring unit, so that the device configuration can be simplified. When such reciprocating movement of the nozzle is incorporated as an indispensable part of a series of film forming processes, the distance measuring unit performs measurement in conjunction with this reciprocating movement, thereby reducing the productivity of the film forming process. It is possible to measure the film thickness without any problem.

あるいは例えば、ノズルは基板に対し一の方向に相対移動して主面に塗布液を塗布し、一の方向においてノズルを挟んで1対の測距部が配置され、一の方向においてノズルの前方に配置された測距部が第1距離を計測し、ノズルの後方に配置された測距部が第2距離を計測する構成であってもよい。このような構成によれば、ノズルの前後で第1距離と第2距離とがそれぞれ計測されるため、膜厚計測のための往復移動は不要である。基板に対するノズルの相対移動が一方向に限定される装置においては、この構成による膜厚計測が有効である。 Alternatively, for example, the nozzle moves relative to the substrate in one direction to apply the coating liquid to the main surface, a pair of distance measuring portions are arranged across the nozzle in one direction, and the front of the nozzle in one direction. The ranging unit arranged in may measure the first distance, and the ranging unit arranged behind the nozzle may measure the second distance. According to such a configuration, since the first distance and the second distance are measured before and after the nozzle, reciprocating motion for film thickness measurement is unnecessary. In a device in which the relative movement of the nozzle with respect to the substrate is limited to one direction, the film thickness measurement by this configuration is effective.

また例えば、膜厚算出部は、位置検出部による位置検出と測距部による距離計測との間のレスポンスタイムに起因する位置ずれを補正するように構成されてもよい。このような構成によれば、装置のレスポンスタイムに起因して第1距離と第2距離との計測位置がずれるという問題に対応して、膜厚を正確に求めることが可能となる。 Further, for example, the film thickness calculation unit may be configured to correct the positional deviation due to the response time between the position detection by the position detection unit and the distance measurement by the distance measuring unit. According to such a configuration, it is possible to accurately obtain the film thickness in response to the problem that the measurement positions of the first distance and the second distance deviate from each other due to the response time of the apparatus.

また例えば、測距部は、被測定面に向けて光を照射する投光部と、被測定面からの反射光を検出する受光部とを有する構成であってもよい。このように被測定面との距離を光学的に検出するセンサ製品としては種々の計測距離および分解能に対応したものが入手可能である。これらの中から計測の目的に応じて適宜の特性を有するものを選択することで、必要とする精度での膜厚計測を容易に実現することが可能になる。 Further, for example, the ranging unit may have a configuration including a light projecting unit that irradiates light toward the surface to be measured and a light receiving unit that detects the reflected light from the surface to be measured. As a sensor product that optically detects the distance to the surface to be measured, those corresponding to various measurement distances and resolutions are available. By selecting one of these having appropriate characteristics according to the purpose of measurement, it becomes possible to easily realize film thickness measurement with the required accuracy.

本発明は、基板に塗布液を塗布し形成された膜厚を計測する際に有効なものであり、特に成膜プロセスに組み込まれるインライン型の膜厚計測として有効に機能する。 The present invention is effective when the coating liquid is applied to a substrate and the film thickness formed is measured, and particularly functions as an in-line type film thickness measurement incorporated in a film forming process.

1 塗布装置(基板処理装置)
2 スリットノズル(ノズル)
6,6a,6b 高さセンサ(測距部)
51 ノズル支持体(支持部)
53 ノズル移動部(移動部)
55 位置センサ(位置検出部)
81 CPU(情報取得部、膜厚算出部)
811 情報取得部
812 膜厚算出部
S 基板
Sa 基板Wの上面(主面)
1 Coating equipment (board processing equipment)
2 Slit nozzle (nozzle)
6,6a, 6b Height sensor (distance measuring unit)
51 Nozzle support (support part)
53 Nozzle moving part (moving part)
55 Position sensor (position detection unit)
81 CPU (information acquisition unit, film thickness calculation unit)
811 Information acquisition unit 812 Film thickness calculation unit S Substrate Sa Substrate W top surface (main surface)

Claims (7)

基板の主面に塗布液の膜を形成する基板処理装置において、
スリット状の吐出口から前記塗布液を吐出しながら前記基板に対し相対移動して前記塗布液を前記主面に塗布し前記膜を形成するノズルと、
前記主面に臨んで配置され、前記主面までの第1距離および前記主面に塗布された前記膜の表面までの第2距離を計測する測距部と、
前記測距部を前記ノズルと一体的に、前記主面に沿った移動方向に前記基板に対し相対移動させる移動部と、
前記移動方向において、前記基板に対する前記測距部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第1距離とを対応付けた第1情報、および、前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第2距離とを対応付けた第2情報を取得する情報取得部と、
前記第1情報および前記第2情報に基づき、前記基板に対する前記測距部の位置が互いに同一であるときの前記第1距離と前記第2距離との差から当該位置に対応する前記膜の厚さを算出する膜厚算出部と
を備え
前記ノズルは、所定の移動開始位置から前記基板に対し一の方向に相対移動して前記主面に前記塗布液を塗布した後、前記基板に対し前記一の方向とは反対方向に、かつ前記一の方向への相対移動よりも速い相対速度で前記移動開始位置まで相対移動し、
前記測距部は、前記一の方向において前記ノズルの前方に配置され、前記塗布液の塗布前の前記主面に対し前記一の方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第1距離を計測し、塗布後の前記主面に対し前記反対方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第2距離を計測し、
前記膜厚算出部は、前記基板に対する前記一の方向および前記反対方向への前記測距部の相対移動における相対移動速度に応じて、前記位置検出部による位置検出と前記測距部による距離計測との間のレスポンスタイムに起因する位置ずれを補正する、基板処理装置。
In a substrate processing device that forms a film of coating liquid on the main surface of a substrate,
A nozzle that moves relative to the substrate while discharging the coating liquid from a slit-shaped discharge port to apply the coating liquid to the main surface to form the film.
A ranging unit that is arranged facing the main surface and measures a first distance to the main surface and a second distance to the surface of the film coated on the main surface.
A moving portion that moves the ranging unit integrally with the nozzle and relative to the substrate in a moving direction along the main surface.
A position detection unit that detects the position of the distance measuring unit with respect to the substrate in the moving direction, and a position detecting unit.
The first information in which the position of the distance measuring unit detected by the position detection unit and the first distance measured by the distance measuring unit at the position are associated with each other, and the distance measuring unit detected by the position detection unit. The information acquisition unit that acquires the second information in which the position of the above is associated with the second distance measured by the distance measuring unit at the position.
Based on the first information and the second information, the thickness of the film corresponding to the position from the difference between the first distance and the second distance when the positions of the distance measuring portions with respect to the substrate are the same as each other. It is equipped with a film thickness calculation unit that calculates the distance .
The nozzle moves relative to the substrate in one direction from a predetermined movement start position, and after applying the coating liquid to the main surface, the nozzle is directed to the substrate in a direction opposite to the one direction and said. Relative movement to the movement start position at a relative speed faster than relative movement in one direction,
The distance measuring unit is arranged in front of the nozzle in the one direction, and is different from each other along the relative movement direction when relatively moving in the one direction with respect to the main surface before application of the coating liquid. The first distance is measured at a plurality of positions, and the second distance is measured at a plurality of different positions along the relative movement direction when the main surface after coating is relatively moved in the opposite direction.
The film thickness calculation unit detects the position by the position detection unit and measures the distance by the distance measurement unit according to the relative movement speed in the relative movement of the distance measurement unit in the one direction and the opposite direction with respect to the substrate. A board processing device that corrects the positional deviation caused by the response time between and .
前記ノズルおよび前記測距部を支持して前記基板に対し前記移動方向に相対移動する支持部を備える請求項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1 , further comprising a support portion that supports the nozzle and the ranging unit and moves relative to the substrate in the moving direction. 前記測距部は、被測定面に向けて光を照射する投光部と、前記被測定面からの反射光を検出する受光部とを有する請求項1または2に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the distance measuring unit includes a light projecting unit that irradiates light toward the surface to be measured and a light receiving unit that detects light reflected from the surface to be measured. 前記位置ずれは、前記位置検出から前記距離計測までの時間差と、前記一の方向への移動および前記反対方向への移動における前記測距部の移動速度とに基づき補正される請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置。 Claims 1 to 3 correct the misalignment based on the time difference from the position detection to the distance measurement and the moving speed of the distance measuring unit in the movement in one direction and the movement in the opposite direction. The substrate processing apparatus according to any one of. 前記測距部の前記一の方向への移動と前記反対方向への移動との間で計測タイミングを異ならせて取得された前記測距部による計測結果に基づき、前記膜の厚さが求められる請求項4に記載の基板処理装置。 The thickness of the film is determined based on the measurement results obtained by the distance measuring unit with different measurement timings between the movement of the distance measuring unit in one direction and the movement in the opposite direction. The substrate processing apparatus according to claim 4. 前記測距部は断続的に前記距離計測の結果を取得し、 The distance measuring unit intermittently acquires the result of the distance measurement.
前記膜厚算出部は、前記測距部による前記一の方向への移動と前記反対方向への移動との間で互いに対応する計測位置を特定し、当該計測位置における前記膜の厚さを、当該計測位置を挟む位置で取得された前記距離計測の結果を補間した値に基づき求める、 The film thickness calculation unit specifies measurement positions corresponding to each other between the movement in one direction and the movement in the opposite direction by the distance measuring unit, and determines the thickness of the film at the measurement position. The result of the distance measurement acquired at the position sandwiching the measurement position is obtained based on the interpolated value.
請求項4に記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 4.
スリット状の吐出口から塗布液を吐出するノズルを基板に対し相対移動させて、前記塗布液を前記基板の主面に塗布して前記塗布液の膜を形成する基板処理方法において、
前記主面に臨んで配置した測距部を、前記基板に対し前記主面に沿った移動方向に前記ノズルと一体的に相対移動させ、前記移動方向における前記基板に対する前記測距部の位置を位置検出部により検出するとともに、前記測距部が前記主面までの第1距離および前記主面に塗布された前記膜の表面までの第2距離を計測し、
前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第1距離とを対応付けた第1情報、および、前記位置検出部が検出した前記測距部の位置と当該位置で前記測距部が計測した前記第2距離とを対応付けた第2情報を取得し、
膜厚検出部が、前記第1情報および前記第2情報に基づき、前記基板に対する前記測距部の位置が互いに同一であるときの前記第1距離と前記第2距離との差から当該位置に対応する前記膜の厚さを算出し、
前記ノズルは、所定の移動開始位置から前記基板に対し一の方向に相対移動して前記主面に前記塗布液を塗布した後、前記基板に対し前記一の方向とは反対方向に、かつ前記一の方向への相対移動よりも速い相対速度で前記移動開始位置まで相対移動し、
前記測距部は、前記一の方向において前記ノズルの前方に配置され、前記塗布液の塗布前の前記主面に対し前記一の方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第1距離を計測し、塗布後の前記主面に対し前記反対方向に相対移動するときに当該相対移動方向に沿った互いに異なる複数位置で前記第2距離を計測し、
前記膜厚算出部は、前記基板に対する前記一の方向および前記反対方向への前記測距部の相対移動における相対移動速度に応じて、前記位置検出部による位置検出と前記測距部による距離計測との間のレスポンスタイムに起因する位置ずれを補正する、基板処理方法。
In a substrate processing method in which a nozzle for discharging a coating liquid from a slit-shaped discharge port is relatively moved with respect to a substrate and the coating liquid is applied to the main surface of the substrate to form a film of the coating liquid.
The distance measuring unit arranged facing the main surface is moved relative to the substrate in a moving direction along the main surface integrally with the nozzle, and the position of the distance measuring unit with respect to the substrate in the moving direction is determined. In addition to being detected by the position detection unit, the distance measuring unit measures the first distance to the main surface and the second distance to the surface of the film coated on the main surface.
The first information in which the position of the distance measuring unit detected by the position detection unit and the first distance measured by the distance measuring unit at the position are associated with each other, and the distance measuring unit detected by the position detection unit. The second information in which the position of the above is associated with the second distance measured by the distance measuring unit at the position is acquired.
Based on the first information and the second information, the film thickness detection unit moves to the position from the difference between the first distance and the second distance when the positions of the distance measuring units with respect to the substrate are the same as each other. Calculate the thickness of the corresponding film and
The nozzle moves relative to the substrate in one direction from a predetermined movement start position, and after applying the coating liquid to the main surface, the nozzle is directed to the substrate in a direction opposite to the one direction and said. Relative movement to the movement start position at a relative speed faster than relative movement in one direction,
The distance measuring unit is arranged in front of the nozzle in the one direction, and is different from each other along the relative movement direction when relatively moving in the one direction with respect to the main surface before application of the coating liquid. The first distance is measured at a plurality of positions, and the second distance is measured at a plurality of different positions along the relative movement direction when the main surface after coating is relatively moved in the opposite direction.
The film thickness calculation unit detects the position by the position detection unit and measures the distance by the distance measurement unit according to the relative movement speed in the relative movement of the distance measurement unit in the one direction and the opposite direction with respect to the substrate. A board processing method that corrects the positional deviation caused by the response time between and .
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