KR101240046B1 - 광학식 이물 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액도포 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학식 이물검출장치 및 이것을 탑재한 처리액 도포장치에 관한 것으로서 스테이지 (2)상에 수평 상태로 재치된 피처리 기판 (1)과 상기 기판 (1)의 폭방향으로 늘어나는 슬릿 형상 토출 통로 (11b)를 가지는 처리액공급 노즐 (11)을 상대적으로 이동시켜 처리액공급 노즐 (11)으로부터 띠형상으로 토출되는 처리액을 기판 (1)의 표면에 도포하도록 구성된다. 상기 기판 (1)에 대해서 상대이동하는 처리액공급 노즐 (11)의 이동 방향의 전방에 투광부 (5)와 수광부 (6)으로이루어지는 광투과형 센서 유니트가 탑재되고 있다. 상기 센서유니트는 수광부 (6)에 있어서의 광 빔의 수광 출력이나 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제1 검출 수단과 상기 수광출력의 단위시간에 있어서의 변화량이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제2 검출 수단으로 구비되고 상기 제1 검출 수단과 제2 검출 수단에 의한 검출 출력의 논리합에 근거해 이물의 존재를 검지하도록 구성되는 평면형상 기판의 이상 상태를 감도 좋게 검출할 수 있는 광학식의 이물 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액도포 장치를 제공하는 기술을 제공한다.

Description

광학식 이물 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액도포 장치{OPTICS FOREIGH MATERIAL SENSING DEVICE AND PROCESSING LIQUID COATING APPARATUS EQUIPPED WITH THIS}

도 1은 본 발명에 관한 처리액도포 장치의 실시의 형태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1에 있어서의A-A로부터 본 상태의 단면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에 나타낸 처리액 도포 장치에 탑재된 광투과형 센서 유니트의 작용을 설명하는 모식도이다.

도 4는 광투과형 센서 유니트의 회로 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 5a는 마찬가지로 센서 유니트에 있어서의 제1 검출 수단의 전기적인 작용을 설명하는 파형도이다.

도 5b는 마찬가지로 센서 유니트에 있어서의 제2 검출 수단의 전기적인 작용을 설명하는 파형도이다.

도 6은 마찬가지로 센서 유니트에 있어서의 셀 선택 수단의 기능을 설명하는 모식도인

도 7a는 마찬가지로 센서 유니트의 제1의 동작예를 나타낸 모식도이다.

도 7b는 마찬가지로 센서 유니트의 제2의 동작예를 나타낸 모식도이다.

도 7c는 마찬가지로 센서 유니트의 제3의 동작예를 나타낸 모식도이다.

도 7d는 마찬가지로 센서 유니트의 제4의 동작예를 나타낸 모식도이다.

도 7e는 마찬가지로 센서 유니트의 제5의 동작예를 나타낸 모식도이다.

도 8은 종래의 광투과형 센서 유니트의 작용을 설명하는 모식도이다.

**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**

1 피처리기판(유리기판)

1a 기판의 융기부

2 재치대(스테이지)

3 이물

4 광축(광 빔)

4a 회절광

5 투광부

6 수광부

6a 수광셀

6b 유효셀

11 처리액공급노즐

11a 처리액 공급구

11b 처리액 토출개구

13 광축유도체

21 셀선택수단

22 파라미터 설정수단

24 비교기(제 1 검출수단)

35 한계치설정 수단

26 미분기

27 비교기(제 2 검출수단)

28 한계치설정 수단

29 OR(논리합) 회로

R 처리액

본 발명은 피처리 기판에 진애 등의 이물이 부착한 상태를 광학식으로 검출하는 검출 장치와 이 검출 장치를 탑재해 상기 피처리 기판에 대해서 처리액을 도포하는 예를 들면 슬릿 코트식의 처리액 도포 장치에 관한다.

예를 들면 LCD의 제조 기술 분야에 있어서는 LCD 기판상으로 형성된 반도체층, 절연체층, 전극층등을 선택적으로 소정의 패턴으로 에칭하는 공정이 실행된다. 이 경우 상기 LCD 기판상에 포토레지스트액을 도포해 레지스트막을 형성해 회로 패턴에 대응해 레지스트막을 노광해 이것을 현상 처리한다고 하는 이른바 포토리소 그래피 기술이 응용된다.

상기한 LCD 기판상에 포토 레지스트액을 도포하는 경우에 있어서는 용제에 감광성 수지를 용해하여 이루어지는 레지스트액을 띠형상으로 토출하는 레지스트 공급 노즐이 채용되고 사방형 형상의 LCD 기판을 상기 노즐에 의한 레지스트액의 토출 방향과 직교하는 방향으로 상대적으로 평행이동시켜 도포하는 방법이 알려져 있다. 이 경우 상기 레지스트 공급 노즐에는 LCD 기판의 폭방향으로 연장되는 좁은 간격을 가지는 슬릿 형상의 토출 개구를 구비할 수 있고 이 슬릿 형상의 토출 개구로부터 띠형상으로 토출되는 레지스트액을 기판의 표면 전체에 공급해 레지스트층을 형성하도록 이루어진다.

이 방법에 의하면 상기 기판의 한 변으로부터 다른 변에 걸쳐서 레지스트액을 띠형상으로 토출(공급)할 수 있으므로 기판의 전면에 걸쳐서 평균하여 레지스트층을 효율적으로 형성시킬 수 있다. 이러한 슬릿 코트식의 처리액도포 장치에 대해서는 다음에 나타내는 특허 문헌 1에 나타나고 있다.

[특허 문헌 1]일본국 특개평10-156255호 공보

그런데 상기 한 구성의 처리액도포 장치에 있어서는 1회의 도포 동작에 의해 균일한 막두께를 얻도록 하기 위해서 상기 한 레지스트액을 슬릿 형상의 토출 개구로부터 토출시키는 경우에 그 막두께를 늘이면서 균일한 층형상으로 형성시키는 동작이 수반된다. 이 때문에 상기 레지스트액을 토출하는 노즐과 상기 기판의 사이의 간격(에어 갭)은 막두께에 대응하도록 매우 작게 설정되어 예를 들면 1OOμm정도의 갭을 갖고 양자가 상대 이동하도록 된다.

상기 한 레지스트액으로 대표되는 처리액을 기판에 대해서 도포하기에 있어노즐과 기판은 상기 한 좁은 간격을 갖고 상대 이동하게 되기 때문에 예를 들면 기판상에 진애 등의 이물이 부착하고 있는 경우에 있어서는, 그 도포 동작중에 상기 이물이 상기 노즐의 선단부에 접촉한다고 하는 문제가 발생한다. 또 이물이 상기 기판과 이 기판을 재치 지지하는 스테이지와의 사이에 개재되었을 경우에는 기판의 일부가 산형상으로 변형되기 때문에 노즐과 기판의 상대 이동에 수반해 노즐의 선단부에 기판이 강하게 눌려진다는 문제가 발생한다.

특히 후자와 같이 이물이 상기 기판과 스테이지의 사이에 개재되고 있는 경우에 있어서는 기판의 파손은 당연한 것이면서 노즐의 선단부에 손상이 생겨 도포한 처리액에 이른바 줄선이 발생하게 된다. 이 때문에 상기 노즐의 교환 및 이것에 수반하는 조정 작업등이 필요하게 되어 기판의 제조 라인이 장시간에 걸쳐서 운전 정지를 어쩔 수 없이 하게 되는 문제로도 발전한다.

거기서 상기 한 처리액 토출 노즐의 상대적인 진행 방향의 전방으로 판형상 부재를 장착하여 상기 노즐에 대해서 이물 혹은 피처리 기판이 접촉하기 전에 상기 판형상 부재의 단면에 대해서 이물 혹은 피처리 기판이 접촉하도록 구성한 슬릿 코트식 도포 장치가 다음에 나타내는 특허 문헌 2에 개시되고 있다.

[특허 문헌 2] 일본국 특개2000-24571호 공보

그런데 상기 특허 문헌 2에 나타난 슬릿 코트식 도포 장치에 의하면 상기 판형상 부재에 진동 센서가 장착되어 상기 판형상 부재의 단면에 이물 혹은 기판이 접촉한 것을 상기 진동 센서에 의해 검출하는 것으로 상기 노즐과 기판의 상대 이동을 정지시키도록 구성되고 있다.

그러나 상기 장치에 의한 처리액의 도포 동작에 있어서는 처리액공급 노즐과 피처리 기판은 상대 이동되기 때문에 이들의 이동에 수반하는 진동의 발생을 모두 없던 것으로 하는 것은 불가능하다. 따라서 상기 진동 센서는 이들의 구동에 의한 진동을 검출한다고 하는 오류 검출을 발생하기 쉽다.

한편, 상기한 오류 검출의 발생을 방지시키기 위해서는 진동 센서에 의한 검출 감도를 어느 정도 억제시키는 것이 필요하지만 이 경우에 있어서는 피처리 기판에 존재하는 이물등을 효과적으로 검출하는 것이 곤란해진다. 말하자면 상기한 진동 센서에 있어서의 이상 검출의 레벨 설정은 매우 어렵고 정상적임에도 불구하고 오류 검출을 발생시키거나 이상 상태에 있는 것임에도 불구하고 이것을 검출할 수가 없다고 한 문제를 떠안게 된다.

거기서 피처리 기판에 대한 처리액공급 노즐의 상대적인 이동 방향의 전방 에 있어서 수평 방향으로 광 빔을 투사해 피처리 기판상의 이물 혹은 이물에 의해 상기 기판이 스테이지로부터 들어 올려진 이상 상태를 검출하는 광학적인 검출 수단을 채용하는 것을 생각할 수 있다.

도 8의 (A), (B)는 그 구성을 모식적으로 나타낸 것이고, 부호 (1)은 피처리 기판으로서의 예를 들면 유리 기판을 나타내고 있고 또 부호 (2)는 상기 유리 기판 (1)을 수평 상태로 재치해 지지하는 재치대(스테이지)를 나타내고 있다. 그리고, (A)는 유리 기판 (1)의 상면에 진애 등의 이물 (3)이 부착하고 있는 상태를 나타내고 있고 또 (B)는 유리 기판 (1)과 스테이지 (2)의 사이에 이물 (3)이 개재되어 기판 (1)의 일부가 부호 (1a)로서 나타내도록 융기 상태로 되고 있는 예를 모식적으로 나타내고 있다.

덧붙여 도 8에는 나타나고 있지 않지만 슬릿 형상의 토출 개구를 구비한 처리액공급 노즐이 스테이지 (2)상로 재치된 기판 (1)의 상면을 따라 지면의 수직 방향으로 상대 이동하도록 구성되고 있어 상기 슬릿 형상의 토출 개구는 그 긴 방향이 도 8에 나타내는 지면의 좌우 방향으로 배치된 상태로 상대 이동하도록 된다. 이 경우 처리액공급 노즐과 상기 기판 (1)의 사이의 틈(간격)은 상기한 바와 같이 1OOμm정도로 된다.

한편, 상기 슬릿 형상의 토출 개구의 긴 방향을 따르도록 광축(광 빔, 4)가 투광부 (5)에서 투사되어 이것을 수광부 (6)에 의해 수광하도록 구성되고 있다. 상기 투광부 (5)에서 투사되는 광 빔 (4)로서는 예를 들면 670 nm정도의 파장을 가지는 레이저 빔이 이용된다. 그리고, 상기 광 빔 (4)는 기판 (1)의 상면을 따라, 그 상면에 있어서의 약 5Oμm의 위치를 지나도록 조정되고 있다.

도 8의 (A)에 나타나는 상태에 있어서는 투광부 (5)으로부터 투사되는 레이저 빔은 기판 (1)의 상면에 부착한 이물 (3)의 영향을 받아 레이저 빔이 차단되거나 혹은 수광부 (6)에 의해 받는 수광량은 저감 한다. 또, 도 8의 (B)에 나타내는 상태에 있어서도 투광부 (5)로부터 투사되는 레이저 빔은 기판의 융기부 (1a)의 영향을 받아 동일하게 레이저 빔이나 차단되거나 혹은 수광부 (6)에 의해 받는 수광량은 저감 한다. 따라서, 상기 수광량에 한계치를 설정하는 것으로 기판 (1)의 이상 상태를 검출할 수 있다.

그렇지만 상기 한 이물이 비교적 작은 경우에 있어서는 수광부 (6)에 있어서의 수광량의 변화는 작아져 그 변화량이 상기한 한계치에 이르지 않는 경우에는 이물로서의 검출 기능을 완수할 수 없다고 하는 문제를 떠안게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적인 관점에 근거하여 이루어진 것이고 레이저광으로 대표되는 광 빔을 기판의 상면을 따라 투사하는 것으로 기판상의 이물 혹은 기판의 일부가 이물에 의해 융기 상태로 된 이상 상태를 감도 좋게 검출할 수가 있는 광학식의 이물 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액도포 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

상기 한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 광학식 이물 검출 장치는 스테이지상로 재치된 피처리 기판의 상면을 따라 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부를 포함한 광투과형 센서 유니트와 상기 센서 유니트를 피처리 기판에 대해서 상대 이동시키는 것으로, 상기 광 빔의 광축이 피처리 기판의 상면을 따라 평행하게 주사되도록 이루어지는 상대 이동 수단을 갖춘 광학식 이물 검출 장치로서, 상기 상대 이동 수단의 구동 상태에 있어서의 상기 수광부에 있어서의 광 빔의 수광 출력이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제1 검출 수단과 상기 수광 출력의 단위시간에 있어서의 변화량이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제2 검출 수단이 구비되어 상기 제1 검출 수단과 제2 검출 수단에 의한 검출 출력의 논리합에 근거해 이물의 존재를 검지하도록 구성한 점에 특징을 가진다.

이 경우, 바람직하게는 상기 수광부는 다수의 수광 셀을 매트릭스 형상으로 배열해 구성되어 특정의 수광 셀로부터의 출력을 선택해 상기 광 빔의 수광 출력으로서 이용하도록 구성된다. 또, 바람직하게는 상기 투광부와 수광부를 연결하는 광 빔의 직진로의 적어도 상부를 가리는 광축 유도체를 더 구비한 구성으로 이루어진다.

한편, 본 발명에 관한 처리액도포 장치에 있어서는 스테이지상로 재치된 상기 피처리 기판에 대치해 상대적으로 이동해, 상기 피처리 기판으로 향해 처리액을 토출하는 것으로 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하는 처리액공급 노즐을 구비할 수 있고 상기 피처리 기판에 대해서 상대 이동하는 처리액공급 노즐의 이동 방향의 전방으로 상기 광학식 이물 검출 장치를 탑재하는 것으로 처리액공급 노즐을 상기 상대 이동 수단으로서 이용하도록 구성한 점에 특징을 가진다.

이 경우, 상기 처리액공급 노즐에는 상기 기판의 폭방향으로 늘어나는 슬릿 형상 토출 개구를 구비할 수 있고 처리액공급 노즐의 슬릿 형상 토출 개구로부터 띠형상으로 토출된 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하도록 구성되어 상기 슬릿 형상 토출 개구의 긴 방향에 평행하도록 또한 상기 기판의 바로 옆을 따라 상기 광 빔이 투사되도록 상기 센서 유니트를 배치한 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또한 바람직한 실시의 형태에 있어서는 상기 광학식 이물 검출 장치에 의해 이물의 존재를 검지한 경우에 있어서 상기 기판에 대한 처리액공급 노즐의 상대 이동이 정지되도록 구성된다.

이하, 본 발명에 관한 광학식 이물 검출 장치와 이것을 탑재한 처리액도포 장치에 대해서 설명하지만 먼저 처리액도포 장치의 전체 구성에 대해서 설명하고, 후에 상기 도포 장치에 탑재한 광학식의 이물 검출 장치의 상세한 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 그 처리액 도포 장치의 주요부를 서로 단면도로 나타낸 것이다. 즉, 도 1은 도 2에 있어서의 B-B선에서 화살표 방향으로 본 상태의 단면도이고, 또 도 2는 도 1에 있어서의A-A선에서 화살표 방향으로 본 상태의 단면도로 나타내고 있다. 또한 이하에 나타내는 각 도에 있어서는 앞서 설명한 도 8에 나타내는 구성과 동일한 기능을 완수하는 부분을 동일한 부호로 나타내고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서 부호 (1)은 이미 설명한 피처리 기판으로서의 예를 들면 사방형 형상의 유리 기판을 나타내고 있고 부호 (2)는 상기 유리 기판 (1)을 수평 상태로 재치해 예를 들면 부압에 의해 이것을 흡착 지지하는 재치대(스테이지)를 나타내고 있다. 부호 (11)은 처리액공급 노즐을 나타내고 있고 이 노즐 (11)은 외관이 대체로 직방체 형상으로 형성되고 또한 단부에 처리액공급구 (11a)가 형성됨과 동시하게 그 하단부에는 슬릿 형상의 처리액 토출 개구 (11b)가 형성되고 있다.

이 도 1 및 도 2에 나타내는 실시의 형태에 있어서는 유리 기판 (1)을 수평 상태로 재치한 스테이지 (2)는 고정 상태로 되고 상기 처리액공급 노즐 (11)이 유리 기판 (1)의 상면을 따라, 도 1에 흰 화살표C로 나타나는 방향으로 이동하도록구성되고 있다. 즉, 처리액공급 노즐 (11)은 그 슬릿 형상 통로 (11b)의 긴 방향에 직교하는 방향으로 수평 이동하도록 된다. 그리고, 상기 노즐 (11)의 선단부(도에 나타내는 하단부)와 유리 기판 (1)의 사이로 대략 1OOμm정도의 간격을 갖고 이동하면서 슬릿 형상 통로 (11b)에서 처리액 (R)을 선상으로 토출하는 것으로 유리 기 판 (1)상에 처리액 (R)을 띠형상으로 도포하도록 동작한다.

상기 처리액공급 노즐 (11)의 이동 방향의 전방에 있어서의 측벽에는 홀더 부재 (12)가 장착되고 있다. 이 홀더 부재 (12)는 상기 노즐 (11)에 있어서의 슬릿 형상 통로 (11b)의 긴 방향의 치수보다 더 긴 치수의 예를 들면 판형상 혹은 기둥 모양의 부재에 의해 형성되고 있다. 그리고, 홀더 부재 (12)의 양단부에는 투광부 (5) 및 수광부 (6)이 각각 마주보도록 해 장착되어 이것에 의해 광투과형 센서 유니트를 구성하고 있다.

도 2에 나타난 바와 같이 상기 투광부 (5) 및 수광부 (6)은 이들을 연결하는 직선, 즉 광축(광 빔, 4)가 처리액공급 노즐 (11)에 있어서의 슬릿 형상 토출 개구 (11b)의 긴 방향과 평행이 되도록 또한 상기 노즐 (11)의 이동 방향의 전방으로 위치 하도록 상기 홀더 부재 (12)에 장착되고 있다.

상기 투광부 (5)에서 투사되는 광 빔 (4)로서는 예를 들면 670 nm정도의 파장을 가지는 레이져 빔이 이용된다. 그리고, 상기 광 빔 (4)의 광축은 기판 (1)의 상면을 따라 평행하게 즉 이 실시의 형태에 있어서는 기판 (1)의 상면에 있어서의 약 50μm의 위치를 지나도록 설정되고 상기 광 빔 (4)는 처리액공급 노즐 (11)의 이동에 수반해 기판 (1)의 상면을 따라 주사된다.

한편, 상기 홀더 부재 (12)에는, 각기둥 형상으로 형성된 광축 유도체 (13)이 홀더 부재 (12)의 긴 방향을 따라 해당 홀더 부재 (12)에 장착되고 있다. 이 광축 유도체 (13)의 하측면 (13a)는 대략 평면상으로 형성되고 이 실시의 형태에 있어서는 그 하측면 (13a)는 흑색의 무광택 처리가 실시되고 있다. 그리고, 상기 광 축 유도체 (13)은 상기 투광부 (5)와 수광부 (6)를 연결하는 광 빔 (4)의 직진로의 상부를 가리도록 해 홀더 부재 (12)에 장착되고 있다.

또한 도 1 및 도 2에 나타내는 실시의 형태에 있어서는 상기 광축 유도체 (13)의 하측면 (13a)와 상기 처리액공급 노즐 (11)의 선단부는 동일한 위치(동일한 높이), 즉 유리 기판 (1)의 상면으로부터 거의 1OOμm정도가 되도록 설정되어 있다.

도 3은, 상기한 도 1 및 도 2에 나타낸 구성의 작용, 특히 광축 유도체 (13)을 구비한 경우의 작용을 설명하는 것이다. 즉 도 3의 (A)에 나타내는 구성은 광축 유도체가 갖춰져 있지 않은 예를 나타내, 이것에 대해서 도 3의 (B)에 나타내는 구성은, 광축 유도체 (13)을 갖춘 예를 모식적으로 나타내고 있다. 그리고, 도 3의 (A) 및 (B)는 모두 유리 기판 (1)과 스테이지 (2)의 사이에 이물 (3)이 개재된 이 설명한 도 8의 (B)와 같은 상태를 나타내고 있다.

상기 한 바와 같이 670 nm의 파장을 가지는 레이저 빔을 이용하는 경우에 있어서는, 투광부 (5)와 수광부 (6)의 거리가 700 mm이하의 범위인 경우에 있어서는, 레이저광은 비교적 흡수성이 좋고 빛의 회절은 볼 수 없다. 따라서 이러한 경우에 있어서는 상기한 광축 유도체 (13)은 특별히 필요로 하지 않는다. 그렇지만 최근에 있어서는 피처리 기판으로서의 유리 기판 (1)의 사이즈는 점차 대형화되어 이것에 수반해 상기 한 투광부 (5)와 수광부 (6)의 거리도 2000 mm, 혹은 그 이상의 거리를 둔 상태로 설정하지 않을 수 없는 상황이 발생하고 있다.

이러한 조건하에 있어서는 레이저광의 회절이 극단적으로 커지는 것을, 본건의 발명자 등은 실험등에 의해 예견 하고 있다. 즉, 도 3의 (A)에 모식적으로 나타난 바와 같이 투광부 (5)로부터의 레이저 빔의 일부는 부호 (4a)로서 나타난 바와 같이, 유리 기판 (1)의 융기부 (1a)를 우회해 회절하고, 수광부 (6)에 도달한다고 하는 현상이 발생한다. 이 때문에 수광부 (6) 측에 있어서 받아들이는 레이저광의 광량으로부터 이상 상태인지 아닌지를 정확하게 판정하는 것이 불가능하게 된다고 하는 문제가 발생해 이런 종류의 광학적인 이상 검출 수단의 신뢰성을 확보하는 것이 곤란하게 된다.

거기서, 도 3의 (B)에 나타낸 것처럼 광축 유도체 (13)을 구비한 경우에 있어서는 상기 융기부 (1a)를 우회해 수광부 (6)에 도달하게 하는 회절광 (4a)는 광축 유도체 (13)의 하측면 (13a)에 투사되어 감쇠하고 수광부 (6)에 도달하는 것이 저지된다. 따라서, 도 3의 (B)에 나타내는 구성에 의하면 레이저광의 상기 회절의 영향을 받는 정도는 적게 되어 이상 상태인지 아닌지의 판정 정밀도를 향상시킬 수가 있다.

상기한 도 1 및 도 2에 나타낸 구성에 의하면 투광부 (5)로부터 수광부 (6)에 이르는 광 빔의 직진로에 있어서의 상부를 가리도록 광축 유도체 (13)이 구비되고 있으므로 이 광축 유도체 (13)은 기판 (1)과의 사이에 어디까지나 터널 모양의 좁은 직선 모양의 공간을 형성한다. 이것에 의해, 광축 유도체 (13)은 투광부 (5)로부터 수광부 (6)을 연결하는 직진로를 통과하는 광 빔 (4)를 대상으로 한 광투과형 센서를 구성할 수가 있다. ,

그리고, 상기 광축 유도체 (13)은 빛의 회절에 의해 투광부 (5)로부터 수광부 (6)을 연결하는 직진로를 우회해 수광부에 이르는 회절광 (4a)를 감쇠시키므로, 상기한 바와 같이 빛의 회절에 의해 발생하는 오류 검출을 효과적으로 억제시킬 수가 있다.

그리고, 도 1 및 도 2에 나타낸 실시의 형태 에 있어서는, 상기 한 광투과형 센서유니트에 있어서 이상 상태를 검출했을 경우에 있어서는 상기 기판 (1)에 대한 처리액공급 노즐 (11)의 상대 이동이나 정지되도록 구성되어 이것에 의해 처리액공급 노즐의 손상 및 피처리 기판에 손상을 주는 것을 미리 막을 수가 있다.

덧붙여 상기 한 광축 유도체 (13)은 이미 설명한 바와 같이 투광부 (5)로부터 수광부 (6)에 이르는 거리가 상당히 큰 경우에 있어서 유효하게 기능하는 것이다. 따라서, 투광부 (5)로부터 수광부 (6)에 이르는 거리가 비교적 짧은 경우에 있어서는, 상기 광축 유도체 (13)은 반드시 필요하지 않다.

도 4는 상기 한 처리액공급 노즐 (11)에 탑재된 광투과형 센서 유니트의 상세한 구성을 설명하는 것이다. 부호 (5)로 나타내는 블럭은 상기 한 투광부를 나타내고 부호 (6)으로 나타내는 블럭은 상기한 수광부를 나타내고 있어 이미 설명한 바와 같이 투광부 (5)로부터 수광부 (6)을 향해 레이저 빔 (4)가 투사된다.

본 실시의 형태에 있어서는 상기 수광부 (6)에는 다수의 수광 셀이나 매트릭스 형상으로 배열되어 구성되고 있어 부호 (21)로 나타내는 셀 선택 수단은 파라미터 설정 수단 (22)로부터의 제어 신호를 받아, 특정의 수광 셀로부터의 출력을 선택해 상기 광 빔의 수광 출력으로서 이용하도록 구성되고 있다. 또한 다수의 수광 셀이 구비된 상기 수광부 (6)과 수광 셀로부터의 출력을 선택하는 기능에 대해서는 다음에 상세하게 설명한다.

상기 셀 선택 수단 (21)에 의해 구할 수 있는 광 빔의 수광 출력은 로우패스 필터 (23)을 개재하여 비교기 (24)에 공급된다. 이 비교기 (24)에는 한계치설정 수단 (25)에서 미리 정해진 한계치전압이 공급되고 비교기 (24)에 있어서는 상기 셀 선택 수단 (21)으로부터의 수광 출력이 한계치설정 수단 (25)로부터의 한계치전압 이상인지 아닌지를 판정하는 동작이 실행된다. 환언하면 비교기 (24)에 있어서 상기 광 빔의 수광 출력이 소정값 이상인지 아닌지를 검출한다. 또한 상기 비교기 (24) 및 한계치설정 수단 (25)에 의해 제1 검출 수단을 구성하고 있다.

도 5a는 상기 제1 검출 수단에 의하여 이루어지는 검출 동작을 설명하는 것이다. 세로축은 상기한 광 빔의 수광량을 나타내고, 횡축은 센서 유니트의 주사 위치를 나타내고 있다. 즉 센서 유니트에 의한 상기 광 빔은 도 5a에 있어서의 왼쪽에서 우측향에 순서에 주사된다. 그리고, 실선은 상기 셀 선택 수단 (21)으로부터 비교기 (24)에 공급되는 수광 출력을 나타내고 있어 수평 방향으로 그린 파선 SL1은 상기한 한계치설정 수단 (25)에서 공급되는 한계치전압의 레벨을 나타내고 있다. 이 도 5a에 나타낸 예에 있어서, 실선으로 나타낸 수광 출력이 파선으로 나타낸 한계치 (SL1)의 레벨 이하가 되었을 때 비교기 (24)에서 출력이 발생하도록 동작한다.

도 4로 돌아가 상기 로우패스 필터 (23)으로부터의 출력은 미분기 (26)에 공급되도록 구성되고 있다. 이 미분기 (26)은 수광 출력의 단위시간에 있어서의 변화량에 대응해 출력을 발생하도록 기능한다. 그리고, 미분기 (26)으로부터의 출력은 비교기 (27)에 공급된다. 상기 비교기 (27)에는 한계치설정 수단 (28)에서 미리 정 해진 한계치전압이 공급되고 비교기 (27)에 있어서는 상기 미분기 (26)으로부터의 출력이 한계치설정 수단 (28)로부터의 한계치전압 이상인지 아닌지를 판정하는 동작이 실행된다. 또한 상기 미분기 (26), 비교기 (27) 및 한계치설정 수단 (28)에 의해 제2 검출 수단을 구성하고 있다.

도 5b는, 상기 제2 검출 수단에 의하여 이루어지는 검출 동작을 설명하는 것이다. 세로축은 상기 한 미분기 (26)에 의한 출력값을 나타내고 횡축은 도 5a와 동일하게 센서 유니트의 주사 위치를 나타내고 있다. 그리고, 실선은 상기 미분기 (26)으로부터 비교기 (27)에 공급되는 미분 출력의 절대치를 나타내고 있다. 즉, 도 5b에 실선으로 나타내는 미분 출력은 도 5a에 실선으로 나타낸 수광 출력의 미분값을 나타낸 것이 된다.

또한 도 5b에 수평 방향으로 그린 파선 (SL2)는 상기한 한계치설정 수단 (28)에서 공급되는 한계치전압의 레벨을 나타내고 있다. 이 도 5b에 나타낸 예에 있어서는, 실선으로 나타낸 수광 출력의 미분값이 파선으로 나타낸 한계치 (SL2)의 레벨 이상이 되었을 때 비교기 (27)에서 출력이 발생하도록 동작한다.

도 4에 나타나는 바와 같이 상기한 제1 검출 수단을 구성하는 비교기 (24)와 제2 검출 수단을 구성하는 비교기 (27)의 각 출력은 각각 OR회로 (29)에 의해 논리합이 취해지고 센서 유니트에 의한 검출 출력으로서 출력된다. 또한 상기 논리합에 의한 출력을 이용하는 것으로써 구할 수 있는 효과에 대해서는 다음에 상세하게 설명한다.

도 6은 도 4에 나타낸 셀 선택 수단 (21)에 의해 특정의 수광 셀로부터의 출 력을 선택해 광 빔의 수광 출력으로서 이용하는 예를 설명하는 것이다. 도 6에 나타내는 수광부 (6)에는 부호 (6a)로 나타난 바와 같이 다수의 수광 셀이 매트릭스 형상으로 배열되고 있다. 이것은 예를 들면CCD에 의해 구성되어 각 셀에 의해 구할 수 있는 수광 출력은, 각 셀의 종횡 방향의 주소를 지정하는 것으로 선택할 수 있어 또 도 4에 나타낸 셀 선택 수단 (21)은 선택한 각 셀로부터의 출력을 가산한 상태로 꺼낼 수가 있도록 구성되고 있다.

도 6에 있어서는 수광부 (6)에 대해서 부호 (4a)로 나타내는 영역에 광 빔이 투광되는 경우를 예시하고 있어 부호 (6a)로 나타낸 셀의 배열 영역 가운데 6b로 나타낸 영역의 셀로부터의 출력을 가산해 검출 출력으로서 꺼내는 예를 나타내고 있다. 즉, 도 6에 나타내는 예에 있어서는 f-f선보다 상부에 있어서의 셀의 배열 영역에는 상기 한 광축 유도체 (13)의 존재에 의해 광 빔은 투사되지 않고, 또 g-g선보다 하부에 있어서의 셀의 배열 영역에 있어서도 상기 한 피처리 기판 (1)의 존재에 의해 광 빔은 투사되지 않는다.

이것은, 투광부 (5) 및 수광부 (6)으로부터 되는 센서 유니트를 처리액공급 노즐에 탑재한 도 1 및 도 2에 나타내는 상태에 있어서 실제로 투광부 (5)로부터 레이저광을 수광부 (6)을 향해 투사하는 것으로, 이 때의 각 셀의 출력으로부터 f-f선과 g-g선의 사이에 존재하는 셀의 주소를 확정할 수가 있다.

또, 부호 (6b)로 나타내는 유효한 셀의 선택폭 (W)는 미리 소프트웨어상에서 상기 선택폭 (W)를 설정하고, 부호 (4A)로 나타내는 영역에 도달하는 광 빔을 수광하는 각 셀의 출력으로부터 선택폭 (W)내의 셀의 어드레스를 확정할 수가 있다. 그리고, 부호 (6b)로 나타내는 유효한 셀의 영역은, 도 4에 나타내는 파라미터 설정 수단 (22)에 세트되어 이후에 있어서는 6b로 나타내는 영역의 셀로부터의 출력을 가산해 출력하도록 제어된다.

따라서, 상기한 수광부 (6)의 기계적인 설치 위치는 비교적 대략적으로 결정할 수가 있어 대략적으로 수광부 (6)을 설치한 상태로 상기한 수법에 의해 유효한 셀 영역 (6b)를 각 셀의 출력으로부터 결정할 수가 있다. 그러므로, 여기에 따르면 투광부 (5)와 수광부 (6)의 위치 관계를 엄밀하게 조정하는 작업을 생략하고, 소프트웨어상에 있어서의 티칭 수법에 의해 유효한 셀의 영역을 결정할 수 있으므로, 센서 유니트의 설치 및 유효한 셀 영역 (6b)의 조정 작업을 극히 단시간에 있어서 실시하는 것이 가능해진다.

또한 도 6에 나타내는 유효한 셀 영역 (6b)의 선택예에 있어서는, f-f선은 상기 한 광축 유도체 (13)의 존재에 의해 결정되게 되지만 이 광축 유도체 (13)을 사용하지 않는 처리액 도포 장치에 있어서는, 상기 g-g선을 기준으로 하여 그 상측에 있어서의 유효한 셀수를 미리 소프트웨어상에서 설정해 두는 것으로 유효한 셀 영역 (6b)를 결정할 수가 있다.

도 7a 내지 도 7e는 상기한 도 4에 근거해 설명한 센서 유니트에 있어서의 제1 검출 수단과 제2 검출 수단에 의한 검출 기능을 몇개의 상정 케이스로 별도로 자세하게 설명하는 것이다. 즉, 도 7a 내지 도 7e에 있어서의 (A)는 이물의 부착 혹은 다른 요인에 의한 이상한 상태를 예시하는 것이고, (B)는 이 때의 제1 검출 수단에 의한 수광량을 각각 나타내고 또한 (C)는 이 때의 제2 검출 수단에 의한 미분값의 출력을 각각 모식적으로 나타내고 있다.

우선, 도 7a는 도 3에 나타낸 예와 동일하게 유리 기판 (1)과 스테이지 (2)의 사이에 진애등의 이물 (3)이 개재된 예를 나타내고 있다. 이 경우에 있어서는 유리 기판 (1)의 일부가 이물 (3)에 의해 융기 상태로 되기 때문에 제1 검출 수단 에 있어서는 (B)에 나타나는 바와 같이 비교적 큰 폭의 수광량의 저하 상태를 검출할 수가 있다. 또 제2 검출 수단에 있어서도 (C)에 나타나는 바와 같이 그 미분값이 큰 레벨로 출력된다. 따라서, 상기 제1과 제2의 검출 수단에 의한 논리합에 의해 확실히 상기한 이상 상태를 검출하는 것이 가능하다.

도 7b는 유리 기판 (1) 위에 진애 등의 이물 (3)이 존재하고 있는 예를 나타내고 있다. 이 경우에 있어서는 제1 검출 수단에 의해 (B)에 나타나는 바와 같이 비교적 소폭이지만 수광량의 저하를 검출할 수 있다. 또 제2 검출 수단 에 있어서도 (C)에 나타나는 바와 같이 소정의 레벨 이상의 미분 출력을 검출할 수가 있다. 따라서, 이 경우에 있어서도 상기 제1과 제2의 검출 수단에 의한 논리합에 의해 진애등의 이물 (3)이 존재하고 있는 것을 확실히 검출할 수가 있다.

도 7C는 유리 기판 (1)상에 예를 들면 스퍼터 자국 (7)이 형성되어, 이것이 제거할 수 없었던 예를 나타내고 있다. 이러한 스퍼터 자국은 비교적 약하고, 제1 검출 수단에 있어서는 (B)에 나타나는 바와 같이 그 수광량의 얼마 안되는 저하를 검출할 수가 없는 경우가 많다. 한편, 제2 검출 수단에 있어서는 (C)에 나타나는바와 같이 돌기 형상의 스퍼터 자국을 비교적 큰 레벨의 미분값으로서 검출할 수가 있다. 따라서, 이 경우에 있어서도 상기 제1과 제2의 검출 수단에 의한 논리합에 의해 비교적 약간의 이상 상태를 확실히 검출할 수가 있다.

도 7D는 유리 기판 (1)의 일부에 크랙 (1c)가 발생하고 있는 경우를 예시하고 있다. 이러한 크랙 (1c) 에 있어서도 그 규모는 비교적 작은 경우가 있어, 이러한 경우에 있어서는 제1 검출 수단에 있어서는 (B)에 나타나는 바와 같이 그 수광량이 얼마 안되는 저하를 검출할 수가 없는 경우가 있다. 한편, 제2 검출 수단에 있어서는 (C)에 나타나는 바와 같이 비교적 큰 레벨의 미분값으로서 이것을 검출할 수가 있다. 따라서, 이 경우에 있어서도 상기 제1과 제2의 검출 수단에 의한 논리합에 의해 비교적 약간의 이상 상태를 확실히 검출할 수가 있다.

도 7E는 유리 기판 (1)이 어떠한 요인에 의해 부상하고 또한 기울고 있는 경우를 예시하고 있다. 이러한 경우에 있어서는 제1 검출 수단에 있어서는 (B)에 나나는 바와 같이 수광량이 상기 기울기에 따라 서서히 변화하는 상태로 검출된다. 한편, 제2 검출 수단에 있어서는 (C)에 나타나는 바와 같이 그 미분값의 레벨은 낮고 이것에 의해 이상 상태를 검출할 수 없다. 그렇지만, 상기한 바와 같은 경우로서도 상기 제1과 제2의 검출 수단에 의한 논리합에 의해 이상 상태를 검출하는 것이 가능하다.

이상의 설명으로 분명하게 제1과 제2 검출 수단의 논리합에 의해 이상 상태를 검출하는 본 발명에 관한 광학식 이물 검출 장치에 의하면, 주사 방향에 있어서 비교적 변화가 적은 이상 상태를 제1 검출 수단에 의해 검출하고 비교적 약간의 이상 상태를 제2 검출 수단에 의해 감도 좋게 검출할 수가 있으므로 여러 가지의 이상 상태를 효과적으로 검출하는 것이 가능해진다.

또, 상기 한 이물 검출 장치를 탑재한 본 발명에 관한 처리액도포 장치에 의하면 상기한 이물 검출 장치의 기능을 그대로 향수할 수 있다. 따라서, 피처리 기판 및 처리액공급 노즐에 손상을 주는 문제를 효과적으로 회피할 수 있어 제품의 제품 비율을 향상시키는 것에 기여할 수 있다.

또한 이상 설명한 실시의 형태에 있어서는 피처리 기판 (1)을 재치한 스테이지 (2)가 고정 상태로 되고 처리액공급 노즐 (11)과 투광부 (5) 및 수광부 (6)을 포함한 센서 유니트가 피처리 기판상을 이동하도록 구성되어 있지만 이것과는 반대로 처리액공급 노즐 (11)과 투광부 (5) 및 수광부 (6)을 포함한 센서 유니트를 고정 상태로 하고 피처리 기판을 재치한 스테이지가 수평 방향으로 이동하도록 구성되고 있어도 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 처리액도포 장치는 먼저 설명한 LCD 기판에 대해서 예를 들면 레지스트액을 도포하는 경우의 도포 장치에 한정하지 않고, 반도체 웨이퍼나 프린트 기판, 그 외의 전자 장치의 제조 분야 또는 그 외의 분야에 있어서 채용되는 슬릿 코트식 도포 장치 등에 매우 적합하게 채용할 수 있다. 또, 본 발명에 관한 광학식 이물 검출 장치는 상기 처리액도포 장치에 채용될 뿐 아니라 특히 평면형상으로 이루어진 기판면을 감시할 필요가 있는 자동기등에 매우 적합하게 채용할 수 있다.

상기 한 광학식 이물 검출 장치에 의하면, 광 빔의 수광 출력이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제1 검출 수단이 구비되어 여기에 따르면 예를 들면 도 8의 (A)에 나타난 바와 같이 기판의 상면에 비교적 큰 이물이 존재하는 경우에 있어서, 또 도 8의 (B)에 나타낸 것처럼 이물에 의해 기판의 일부나 융기 상태로 되고 있는 경우에 이 상태를 검지할 수 있다.

또, 상기한 광학식 이물 검출 장치에 의하면, 광 빔의 수광 출력의 단위시간에 있어서의 변화량이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제2 검출 수단이 구비되어 여기에 따르면 특히 도 8의 (A)에 나타난 바와 같이 기판의 상면에 이물이 존재하는 경우에 있어서 그 이물이 비교적 작은 경우에서도 그 존재를 감도 좋게 검지할 수가 있다.

그리고, 상기 한 광학식 이물 검출 장치를 처리액공급 노즐에 탑재한 처리액도포 장치에 의하면, 처리 기판에 대한 처리액공급 노즐의 상대 이동에 따라서, 그 이동 방향의 전방에 있어서 이물 혹은 이것에 의해 기판의 일부가 융기한 상태로 되어 있는 상태를 감도 좋게 검지할 수가 있다. 이 검지에 근거해 상기 기판에 대한 처리액공급 노즐의 상대 이동을 정지시키도록 제어하는 것으로 기판 및 처리액공급 노즐에 손상을 주는 문제를 회피할 수가 있다.

Claims (6)

1. 스테이지상에 재치된 기판의 상면을 따라 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부를 포함한 센서 유니트와,

   상기 센서 유니트를 기판에 대해서 상대 이동시키는 것으로, 상기 광 빔의 광축이 기판의 상면을 따라 주사되도록 이루어지는 상대 이동 수단을 구비한 광학식 이물 검출 장치로서,

   상기 상대 이동 수단의 구동 상태에 있어서의 상기 수광부에 있어서의 광 빔의 수광 출력이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제1 검출 수단과,

   상기 수광 출력의 단위시간에 있어서의 변화량이 소정값 이상인지 아닌지를 검출하는 제2 검출 수단이 구비되고,

   상기 제1 검출 수단과 제2 검출 수단에 의한 검출 출력의 논리합에 근거해, 이물의 존재를 검지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 광학식 이물 검출 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 수광부가 다수의 수광 셀을 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되고, 특정의 수광 셀로부터의 출력을 선택해 상기 광 빔의 수광 출력으로서 이용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 광학식 이물 검출 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 투광부와 수광부를 연결하는 광 빔의 직진로의 적어도 상부를 가리는 광축 유도체를 더 구비한 것을 특징으로 하는 광학식 이물 검출 장치.
4. 스테이지상에 재치된 기판에 대치해 상대적으로 이동해, 상기 기판으로 향해 처리액을 토출하는 것으로, 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하는 처리액공급 노즐이 구비되고,

   상기 기판에 대해서 상대 이동하는 처리액공급 노즐의 이동 방향의 전방으로, 상기 청구항 1 또는 2에 기재된 광학식 이물 검출 장치를 탑재하는 것으로, 상기 처리액공급 노즐을 상기 상대 이동 수단으로서 이용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 처리액도포 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 처리액공급 노즐에는 상기 기판의 폭방향으로 연장하는 슬릿 형상 토출 개구가 구비되고, 처리액공급 노즐의 상기 슬릿 형상 토출 개구로부터 띠형상으로 토출되는 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하도록 구성되고, 상기 슬릿 형상 토출 개구의 긴 방향으로 또한 상기 기판의 바로 옆을 따라 상기 광 빔이 투사되도록 상기 센서 유니트가 배치되고 있는 것을 특징으로 하는 처리액도포 장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 광학식 이물 검출 장치에 의해 이물의 존재를 검지한 경우에 있어서, 상기 기 판에 대한 처리액공급 노즐의 상대 이동이 정지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 처리액도포 장치.

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