KR101377774B1 - 광학식 이물질 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액 도포 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 이물질을 감도 좋게 검출할 수 있는 광학식 이물질 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액 도포 장치를 제공하는 것이다.

스테이지(2) 상에 수평 상태로 적재된 피처리 기판(1)과, 상기 기판(1)의 폭 방향으로 연장되는 슬릿 형상 토출 개구(11b)를 갖는 처리액 공급 노즐(11)을 상대적으로 이동시켜 처리액 공급 노즐(11)로부터 띠 형상으로 토출되는 처리액을, 기판(1)의 표면에 도포하도록 구성된다. 상기 처리액 공급 노즐(11)의 상대 이동 방향의 전방에 투광부(5)와 수광부(6)로 이루어지는 광투과형 센서 유닛이 탑재되어 있다. 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되고, 이물질의 이동 방향의 이력을 따라서 센서 유닛에 의한 수광 데이터를 집계함으로써, 이물질에 대한 반응 감도를 향상시킨 광학식 이물질 검출 장치가 제공된다.

광학식 이물질 검출 장치, 피처리 기판, 공급 노즐, 센서 유닛, 포토레지스트액

Description

광학식 이물질 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액 도포 장치 {OPTICAL FOREIGN MATERIAL DETECTION DEVICE AND PROCESSING LIQUID COATING APPARATUS EQUIPPED WITH THIS}

본 발명은 피처리 기판에 진애 등의 이물질이 부착된 상태를 광학식으로 검출하는 검출 장치와, 이 검출 장치를 탑재하여 상기 피처리 기판에 대해 처리액을 도포하는, 예를 들어 슬릿 코트식 처리액 도포 장치에 관한 것이다.

예를 들어, LCD의 제조 기술 분야에 있어서는, LCD 기판 상에 형성된 반도체층, 절연체층, 전극층 등을 선택적으로 소정의 패턴으로 에칭하는 공정이 실행된다. 이 경우, 상기 LCD 기판 상에 포토레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하고, 회로 패턴에 대응하여 레지스트막을 노광하여, 이것을 현상 처리한다고 하는, 소위 포토리소그래피 기술이 응용된다.

상기한 LCD 기판 상에 포토레지스트액을 도포하는 경우에 있어서는, 용제에 감광성 수지를 용해하여 이루어지는 레지스트액을 띠 형상으로 토출하는 레지스트 공급 노즐이 채용되어, 사각 형상의 LCD 기판을 상기 노즐에 의한 레지스트액의 토출 방향과 직교하는 방향으로 상대적으로 평행 이동시켜 도포하는 방법이 알려져 있다. 이 경우, 상기 레지스트 공급 노즐에는 LCD 기판의 폭 방향으로 연장되는 미소 간격을 갖는 슬릿 형상의 토출 개구가 구비되고, 이 슬릿 형상의 토출 개구로부터 띠 형상으로 토출되는 레지스트액을 기판의 표면 전체에 공급하여 레지스트층을 형성하게 된다.

이 방법에 따르면, 상기 기판의 한변으로부터 다른 변에 걸쳐서 레지스트액을 띠 형상으로 토출(공급)할 수 있으므로, 기판의 전체면에 걸쳐서 평균적으로 레지스트층을 효율적으로 형성시킬 수 있다. 이와 같은 슬릿 코트식 처리액 도포 장치에 대해서는, 본건 출원인이 과거에 출원한, 예를 들어 다음에 나타내는 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평10-156255호 공보

그런데, 상기한 구성의 처리액 도포 장치에 있어서는, 일회의 도포 동작에 의해 균일한 막 두께를 얻도록 하기 위해, 상기한 레지스트액을 슬릿 형상의 토출 개구로부터 토출시키는 경우에, 그 막 두께를 확산시키면서 균일한 층 형상으로 형성시키는 동작이 수반된다. 이로 인해, 상기 레지스트액을 토출하는 노즐과 상기 기판 사이의 간극(에어 갭)은 막 두께에 대응하도록 최대한 작게 설정되어, 예를 들어 100㎛ 정도의 갭을 갖고 양자가 상대 이동하게 된다.

상기한 레지스트액으로 대표되는 처리액을 기판에 대해 도포할 때에, 노즐과 기판은 상기한 미소 간격을 갖고 상대 이동하게 되므로, 예를 들어 기판 상에 진애 등의 이물질이 부착되어 있는 경우에 있어서는, 그 도포 동작 중에 상기 이물질이 상기 노즐의 선단부에 접촉한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 이물질이 상기 기 판과 이 기판을 적재 유지하는 스테이지 사이에 개재된 경우에는, 기판의 일부가 산 형상으로 변형되므로, 노즐과 기판의 상대 이동에 수반하여, 노즐의 선단부에 기판이 강하게 압박된다고 하는 문제가 발생한다.

특히 후자와 같이, 이물질이 상기 기판과 스테이지 사이에 개재되어 있는 경우에 있어서는, 기판의 파손은 당연하고 노즐의 선단부에 손상이 생겨, 도포한 처리액에, 소위 줄무늬가 발생하게 된다. 이로 인해, 상기 노즐의 교환 및 이에 수반하는 조정 작업 등이 필요해져, 기판의 제조 라인이 장시간에 걸쳐서 운전 정지가 부득이해진다고 하는 문제로도 발전한다.

따라서, 본건 출원인은 상기한 처리액 토출 노즐의 상대적인 진행 방향의 전방에 있어서 수평 방향으로 광 빔을 투사하여, 피처리 기판 상의 이물질 혹은 당해 이물질에 의해 상기 기판이 스테이지로부터 들어 올려진 이상 상태를 검출할 수 있는 광학적인 검출 수단을 채용한 슬릿 코트식 도포 장치에 대해 제안하고 있고, 이는 특허 문헌 2에 개시되어 있다.

[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2007-85960호 공보

그런데, 상기 특허 문헌 2에 기재된 광학식 이물질 검출 장치에 있어서는, 스테이지 상에 적재된 피처리 기판의 상면을 따라서, 예를 들어 레이저광 등의 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부(카메라)를 포함하는 광투과형 센서 유닛이 채용되어, 상기 광 빔의 수광 출력과, 상기 수광 출력의 단위 시간에 있어서의 변화량(미분치)이 소정치 이상인지 여부를 판단하는 검출 수단이 사용되어 있다.

상기한 바와 같이 특히 수광 출력의 미분치를 이용하여 이물질을 검출하도록 한 구성에 따르면, 이물질의 검출 정밀도를 높일 수 있으므로, 이를 특허 문헌 2에 개시된 슬릿 코트식 도포 장치에 채용함으로써, 도포 장치의 가동률을 향상시키는 데 기여할 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같이, 가령 레이저광 등의 광 빔을 이용해도, 공간에 광을 투사한 경우, 공기 밀도의 변화에 의한 광의 굴절의 영향을 전혀 없게 할 수는 없고, 또한 기판이 적재되는 스테이지와 처리액 공급 노즐 등과의 상대 이동에 의한 미소 진동의 영향을 받아, 이물질의 검출 판정에 있어서 그 정밀도를 올리기 위해서는 한계가 발생하는 등, 이물질의 검출 판정 수단에 있어서는 개량의 여지가 남아 있다.

따라서, 본 발명은 이물질의 상대 이동 방향, 바꾸어 말하면 광투과형 센서 유닛의 상대 이동 방향에 있어서, 복수의 에어리어로 나누어 광학적인 이물질 검출 을 행하고, 이력에 따라서 데이터를 집계함으로써, 이물질에 대한 반응 감도를 향상시켜, 이물질의 유무의 판정에 대해 보다 높은 정밀도를 확보할 수 있는 광학식 이물질 검출 장치 및 이것을 탑재한 처리액 도포 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 관한 바람직한 광학식 이물질 검출 장치는 스테이지 상에 적재된 피처리 기판의 상면을 따라서 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부를 포함하는 광투과형 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 피처리 기판에 대해 상대 이동시킴으로써, 상기 광 빔의 광축이 피처리 기판의 상면을 따라서 평행하게 주사되도록 하는 상대 이동 수단을 구비한 광학식 이물질 검출 장치이며, 상기 상대 이동 수단에 의한 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되고, 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 광 빔의 수광량을, 미리 정해진 샘플 타이밍마다 측정하여, 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 수광량의 정보를 얻는 제1 수단과, 상기 제1 수단에 의해 얻어진 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보와, 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보의 차분을 각각 연산하여, 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치를 얻는 제2 수단과, 상기 제2 수단에 의해 얻어진 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치로부터, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 상기 차분치를 각각 인출하여, 당해 각 차분치를 승산하는 제3 수단과, 상 기 제3 수단에 의해 얻어진 승산 출력의 절대치에 따라서, 이물질의 존재 여부를 판정하는 제4 수단을 구비한 점에 특징을 갖는다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 관한 다른 바람직한 광학식 이물질 검출 장치는 스테이지 상에 적재된 피처리 기판의 상면을 따라서 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부를 포함하는 광투과형 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 피처리 기판에 대해 상대 이동시킴으로써, 상기 광 빔의 광축이 피처리 기판의 상면을 따라서 평행하게 주사되도록 하는 상대 이동 수단을 구비한 광학식 이물질 검출 장치이며, 상기 상대 이동 수단에 의한 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되고, 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 광 빔의 수광량을, 미리 정해진 샘플 타이밍마다 측정하여, 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 수광량의 정보를 얻는 제1 수단과, 상기 제1 수단에 의해 얻어진 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보와, 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보의 차분을 각각 연산하여, 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치를 얻는 제2 수단과, 상기 제2 수단에 의해 얻어진 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치로부터, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 상기 차분치를 각각 인출하여, 당해 각 차분치를 가산하는 제3 수단과, 상기 제3 수단에 의해 얻어진 가산 출력의 절대치에 따라서, 이물질의 존재 여부를 판정하는 제4 수단을 구비한 점에 특징을 갖는다.

이 경우, 상기 제1 수단에 있어서 얻어지는 상기 수광량의 정보는, 상기 샘 플 타이밍마다 얻어지는 상기 광 빔의 수광량을, 레퍼런스치와의 비교에 의한 비율로 나타낸 값을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 광학식 이물질 검출 장치의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서, 3개 혹은 4개의 검사 에어리어가 설정되고, 또한 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보로서, 5샘플 타이밍 전의 수광량의 정보를 이용하도록 구성된다.

한편, 본 발명에 관한 처리액 도포 장치에 있어서는, 스테이지 상에 적재된 상기 피처리 기판에 대치하여 상대적으로 이동하여, 상기 피처리 기판을 향해 처리액을 토출함으로써, 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하는 처리액 공급 노즐이 구비되고, 상기 피처리 기판에 대해 상대 이동하는 처리액 공급 노즐의 이동 방향의 전방에, 상기한 광학식 이물질 검출 장치를 탑재함으로써, 처리액 공급 노즐을 상기 상대 이동 수단으로서 이용하도록 구성한 점에 특징을 갖는다.

이 경우, 상기 처리액 공급 노즐에는 상기 기판의 폭 방향으로 연장되는 슬릿 형상 토출 개구가 구비되고, 처리액 공급 노즐의 슬릿 형상 토출 개구로부터 띠 형상으로 토출되는 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하도록 구성되어, 상기 슬릿 형상 토출 개구의 길이 방향에 평행하도록, 또한 상기 기판의 바로 근처를 따라서 상기 광 빔이 투사되도록 상기 센서 유닛을 배치한 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 광학식 이물질 검출 장치에 의해 이물질의 존재를 검지한 경우에 있어서, 상기 기판에 대한 처리액 공급 노즐의 상대 이동이 정지되도록 구성된다.

상기한 광학식 이물질 검출 장치에 따르면, 광투과형 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되고, 상기 센서 유닛에 의해 얻어지는 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보와 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보와의 차분, 즉 단위 시간에 있어서의 수광량의 변화에 상당하는 미분치가 연산된다.

또한, 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치(미분치)로부터, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 차분치가 인출된다. 그리고, 제1 바람직한 수단에 있어서는, 상기한 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 차분치를 승산하도록 한다. 또한, 제2 바람직한 수단에 있어서는, 상기한 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 차분치를 가산하도록 한다.

이에 의해, 예를 들어, 하나의 검사 에어리어에 있어서 이물질의 검출에 오차가 발생해도, 다른 검사 에어리어에 있어서의 검사 데이터(미분치)의 승산 혹은 가산에 의해, 확실하게 이물질의 존재를 검출할 수 있다. 따라서, 이물질에 대한 반응 감도를 훨씬 더 향상시킬 수 있어, 이물질의 유무의 판정에 대해 보다 높은 정밀도를 확보할 수 있는 이물질 검출 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

그리고, 상기한 이물질 검출 장치를 처리액 공급 노즐에 탑재한 처리액 도포 장치에 따르면, 처리 기판에 대한 처리액 공급 노즐의 상대 이동에 따라서, 그 이 동 방향의 전방에 있어서의 기판 상의 이물질을 감도 좋게 검지할 수 있다. 이 검지에 기초하여, 상기 기판에 대한 처리액 공급 노즐의 상대 이동을 정지시키도록 제어함으로써, 기판 및 처리액 공급 노즐에 손상을 부여하는 문제를 해소할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 광학식 이물질 검출 장치와 이것을 탑재한 처리액 도포 장치에 대해 설명하지만, 우선은 처리액 도포 장치의 전체 구성에 대해 설명하고, 이후에 상기 도포 장치에 탑재한 광학식 이물질 검출 장치의 상세한 구성에 대해 설명하는 것으로 한다.

도 1 및 도 2는 처리액 도포 장치의 주요부를 단면도로 도시한 것이다. 즉, 도 1은 도 2에 있어서의 B-B선으로부터 화살표 방향으로 본 상태의 단면도로 도시하고, 또한 도 2는 도 1에 있어서의 A-A선으로부터 화살표 방향으로 본 상태의 단면도로 도시하고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 부호 1은 피처리 기판인, 예를 들어 사각 형상의 글래스 기판을 나타내고 있고, 부호 2는 상기 글래스 기판(1)을 수평 상태로 적재하여, 예를 들어 부압에 의해 이것을 흡착 유지하는 적재대(스테이지)를 나타내고 있다. 부호 11은 처리액 공급 노즐을 나타내고 있고, 이 노즐(11)은 외관이 대략 직육면체 형상으로 형성되고, 그 상단부에 처리액 공급구(11a)가 형성되는 동시에, 그 하단부에는 슬릿 형상의 처리액 토출 개구(11b)가 형성되어 있다.

이 도 1 및 도 2에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 처리액 공급 노즐(11)은 고정 상태로 되어 있고, 글래스 기판(1)을 수평 상태로 적재한 스테이지(2)가, 도 1에 백색의 화살표 C로 나타내는 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 노즐(11)의 선단부(도면에 도시하는 하단부)와, 글래스 기판(1) 사이에서, 대략 100㎛ 정도의 간격을 갖고 스테이지(2)가 이동하면서, 노즐(11)의 슬릿 형상 개구(11b)로부터 처리액(R)을 선 형상으로 토출함으로써, 글래스 기판(1) 상에 처리액(R)을 띠 형상으로 도포하도록 동작한다.

상기 처리액 공급 노즐(11)의 상대 이동 방향의 전방에 있어서의 측벽에는 홀더 부재(12)가 설치되어 있다. 이 홀더 부재(12)는 상기 노즐(11)에 있어서의 슬릿 형상 개구(11b)의 길이 방향의 치수보다도 더욱 긴 치수의, 예를 들어 기둥 형상의 부재에 의해 형성되어 있다. 그리고, 홀더 부재(12)의 양단부에는 투광부(5) 및 수광부(6)가 각각 마주 보도록 설치되고, 이에 의해 광투과형 센서 유닛을 구성하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 투광부(5) 및 수광부(6)는 이들을 연결하는 직선, 즉 광축(광 빔)(4)이 처리액 공급 노즐(11)에 있어서의 슬릿 형상 토출 개구(11b)의 길이 방향과 평행이 되도록, 또한 상기 노즐(11)의 상대 이동 방향의 전방에 위치하도록 상기 홀더 부재(12)에 설치되어 있다.

상기 투광부(5)로부터 투사되는 광 빔(4)으로서는, 예를 들어 670㎚ 정도의 파장을 갖는 레이저 빔이 사용된다. 그리고, 상기 광 빔(4)의 광축은 기판(1)의 상면을 따라서 평행하게, 즉 본 실시 형태에 있어서는 기판(1)의 상면에 있어서의 약 50㎛의 위치를 통과하도록 설정되고, 상기 광 빔(4)은 기판(1)의 수평 이동에 수반하여, 기판(1)의 상면을 따라서 주사된다.

도 3은 상기 도 1 및 도 2에 도시한 구성에 있어서의, 특히 광학식 이물질 검출 장치의 기본 작용을 설명하는 것이다. 즉, 도 3의 (A)는 스테이지(2) 상에 수평 상태로 적재된 글래스 기판(1) 상에 이물질(3)이 부착되어 있는 상태를 도시하고 있고, 또한 (B)는 글래스 기판(1)과 스테이지(2) 사이에 이물질(3)이 개재되어, 기판(1)의 일부가 부호 1a로서 나타낸 바와 같이 융기 상태로 되어 있는 예를 모식적으로 도시하고 있다.

그리고, 상기한 슬릿 형상의 토출 개구(11b)는 그 길이 방향이 도 3에 도시하는 종이면의 좌우 방향에 배치된 상태로 이루어진다. 이 경우, 처리액 공급 노즐과 상기 기판(1) 사이의 간극은, 상기한 바와 같이 100㎛ 정도로 되어 있고, 상기 광 빔(4)은 기판(1)의 상면을 따라서, 그 상면에 있어서의 약 50㎛의 위치를 통과하도록 조정되어 있다.

도 3의 (A)에 도시하는 상태에 있어서는, 투광부(5)로부터 투사되는 레이저 빔은 기판(1)의 상면에 부착된 이물질(3)의 영향을 받아 레이저 빔이 차단되거나, 혹은 수광부(6)에 의해 받는 수광량은 저감된다. 또한, 도 3의 (B)에 도시하는 상태에 있어서도, 투광부(5)로부터 투사되는 레이저 빔은 기판의 융기부(1a)의 영향을 받아, 마찬가지로 레이저 빔이 차단되거나, 혹은 수광부(6)에 의해 받는 수광량은 저감된다. 이 작용을 이용하여, 상기 수광량을 이후에 상세하게 설명하는 연산 처리함으로써, 이물질(3)의 존재 여부를 고정밀도로 판정할 수 있다.

도 4는 상기한 도포 장치에 탑재한 광학식 이물질 검출 장치의 기본 형태에 대해 설명하는 것이다. 이 이물질 검출 장치에 있어서는 상기한 투광부(5) 및 수광부(6)로 이루어지는 광센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되어 있다. 즉, 도 4에 도시하는 예에 있어서는, 에어리어 1 내지 에어리어 4의 4개의 검사 에어리어가 설정되어 있다. 그리고, 도 4에는 기판의 일부에 이물질(3)이 부착되어 있는 경우에 대해 예시하고 있고, 광센서 유닛의 상대 이동에 수반하여, 상기 이물질(3)은 에어리어 1로부터 에어리어 4를 향해 이동하게 된다.

여기서, 상기한 스테이지(2) 및 기판(1)은 등속도로 수평 이동하게 되고, 그 속도는, 예를 들어 100㎜/sec 정도로 이루어진다. 그리고, 상기 광센서 유닛은 상기 각 검사 에어리어마다의 상기 광 빔의 수광량을, 미리 정해진 샘플 타이밍(일례로서, 10msec)마다 측정하여, 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 수광량의 정보를 얻게 된다.

이 경우, 광센서 유닛을 구성하는 상기 수광부(6)에는, 예를 들어 CCD에 의한 광전 변환 소자가 사용되고 있고, 이에 의해 얻어지는 수광 신호는 미리 기판의 처리 개시 시에 얻은 수광 신호를 레퍼런스치로 하여, 이 레퍼런스치와의 비교에 의한 비율, 즉 "％"(퍼센트)로 나타낸 값을 얻게 된다.

도 5는 그 일례에 대해 도시한 것으로, 이물질(3)이 존재하는 부분에 있어서의 실데이터의 일부를 발췌한 예를 도시하고 있다. 즉, t0011 내지 t0028은 발췌된 샘플 타이밍을 나타내고 있고, 이는 일례로서, 상기한 바와 같이, 10msec 간격으로 되어 있다. 그리고, 샘플 타이밍마다 검사 에어리어 1 내지 4에 있어서의 수 광량을 취득하여, 이것을 상기한 바와 같이 레퍼런스치와의 비교에 의한 "％"값으로 메모리에 기입하게 된다(제1 수단).

예를 들어, 도 5에 나타내는 샘플 타이밍 "t0017"에 있어서의 에어리어 1의 수치 S1은 "51.45114"로 나타내어져 있고, 이는 상기한 레퍼런스치에 비해 약 절반의 수광량인 것을 나타내고 있다. 그리고, 다음에 나타내는 샘플 타이밍 "t0018"에 있어서의 에어리어 2의 수치 S2는 "56.13845"로 나타내어져 있고, 상기한 상대 이동에 의해 이물질(3)은 에어리어 2에 존재하고 있는 것이 나타내어져 있다.

상기한 상황은, 다음의 샘플 타이밍 "t0019"에 있어서의 에어리어 3의 수치 S3에도 나타나고, 또한 다음 샘플 타이밍 "t0020"에 있어서의 에어리어 4의 수치 S4에도 마찬가지로 나타나 있다.

상기한 샘플 타이밍마다의 각 에어리어에 있어서의 수치 S1 내지 S4는, 말하자면 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보를 나타내는 것이다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 각 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보와, 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보의 차분을 각각 연산하게 된다. 즉, 단위 시간에 있어서의 수광량의 변화에 상당하는 미분치가 연산된다.

상기 미분치를 얻기 위해, 본 실시 형태에 있어서는, 5샘플 타이밍 전의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보를 이용하도록 하고 있다. 즉, 상기한 샘플 타이밍 "t0017"에 있어서 에어리어 1의 수치 S1이 취득된 경우에는, 이것보다도 5샘플 타이밍 전인 "t0012"의 동일 검사 에어리어인 에어리어 1의 수치 S1, 즉 "75.81424"와의 차분이 연산되어, 그 차분치인 "－24.3631"이 에어리어 1 미분치로서 기입된다.

동일한 수순에 의해, 에어리어 2 내지 4의 각 수치 S2 내지 S4가 순서대로 얻어지는 동시에, 각각 5샘플 타이밍 전의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보와의 비교가 순서대로 이루어져, 각각 에어리어 1 내지 4의 미분치로서 기입된다(제2 수단).

또한, 본 실시 형태에 있어서는 상기한 각 미분치를 얻을 때에, 5샘플 타이밍 전의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보와의 비교(차분 검출)를 하게 되지만, 이것은 원리적으로는 1샘플 타이밍 전의 것이라도, 2샘플 타이밍 전의 것이라도 좋다. 단, 바로 근처의 데이터와의 비교를 행하면, 이물질(3)의 크기, 상기 상대 속도, 샘플 타임의 인터벌 등의 파라미터에 따라서는, 그 변화율(미분치)을 크게 취할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 몇 개의 샘플 타이밍 전의 수광량의 정보와 비교할지에 대해서는, 상기한 파라미터에 따라서 튜닝할 필요가 있다.

본 발명에 관한 광학식 이물질 검출 장치의 바람직한 제1 실시 형태(청구항 1에 기재)에 있어서는, 상기한 수순에 의해 에어리어 1 내지 4의 각 미분치가 얻어졌을 때에, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 상기 차분치(미분치)를 각각 인출하여, 당해 4개의 차분치를 승산하는 연산이 이루어진다. 예를 들어, 샘플 타이밍 "t0020"에 있어서, 에어리어 4의 수치 S4가 취득된 경우에는, 그 미분치("－21.5195")를 에어리어 4의 미분치로서 얻을 수 있다.

이 미분치가 얻어진 경우에는, " 연산 1(승산) ＝ 에어리어 4의 미분치 × 에어리어 3의 1샘플 타이밍 전의 미분치 × 에어리어 2의 2샘플 타이밍 전의 미분치 × 에어리어 1의 3샘플 타이밍 전의 미분치"의 연산이 이루어진다. 즉, 도 5에 굵은 경사 화살표로 나타낸 4개의 미분치를 승산함으로써, 일례로서 샘플 타이밍 "t0020"에 있어서, 그 연산치로서 "703962.4994"를 얻을 수 있다(제3 수단).

또한, 도 6은 기판 상에 이물질(3)이 존재하는 부분에 있어서의 도 5에 나타내는 실데이터를 사용하여 그린 선도이고, a가 본 제1 실시 형태에 의거하는 특성 선도이다. 또한 c는, 예를 들어 에어리어 1의 미분치만을 이용한, 말하자면 상기한 종래의 것의 특성을 나타내고 있고, d는 수광량의 단순한 변화 특성을 나타내고 있다.

도 6에 도시한 선도로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 "연산 1(승산)"에 의해 얻어진 승산 출력의 절대치를 참조하여, 이것을 미리 정해진 임계치와 비교함으로써 이물질의 존재 여부를 판정할 수 있다(제4 수단). 즉, 도 6에 나타낸 특성 선도 a에 나타내는 예에 있어서는, 상기 "연산 1(승산)"에 의해 얻어진 수치가, 예를 들어 ±200 정도로 설정한 임계치를 초과하는 경우에 있어서, 이물질(3)이 존재하는 것이라고 판정할 수 있다.

본 실시 형태에 의한 광학식 이물질 검출 장치에 따르면, 예를 들어 이물질의 상대 이동 이력에 따라서, 각 검사 에어리어에 대응한 미분치가 승산되게 된다. 따라서, 가령 하나의 검사 에어리어에 있어서 이물질의 검출에 오차가 발생해도, 다른 검사 에어리어에 있어서의 검사 데이터(미분치)의 승산에 의해, 확실하게 이 물질의 존재를 검출할 수 있어, 이물질에 대한 반응 감도를 훨씬 더 향상시킬 수 있다.

그런데, 이상 설명한 광학식 이물질 검출 장치의 제1 실시 형태에 있어서는, 상기한 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 차분치(미분치)를 승산하는 연산이 이루어지지만, 상기 차분치를 각각 가산함으로써도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 광학식 이물질 검출 장치의 제2 실시 형태(청구항 2에 기재)에 대해 설명한다. 즉, 제2 실시 형태에 있어서는, 상기한 제2 수단에 의해 에어리어 1 내지 4의 각 미분치가 얻어졌을 때에, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 상기 차분치(미분치)를 각각 인출하여, 당해 4개의 차분치를 가산하는 연산이 이루어진다.

즉, "연산 2(가산) ＝ 에어리어 4의 미분치 ＋ 에어리어 3의 1샘플 타이밍 전의 미분치 ＋ 에어리어 2의 2샘플 타이밍 전의 미분치 ＋ 에어리어 1의 3샘플 타이밍 전의 미분치"의 연산이 이루어진다. 이는, 도 5에 굵은 경사 화살표로 나타낸 4개의 미분치를 가산함으로써, 일례로서 샘플 타이밍 "t0020"에 있어서, 그 가산 연산치로서 "－120.456"을 얻을 수 있다(제3 수단).

도 6에는 상기한 "연산 2(가산)"를 실행함으로써 얻어진 데이터에 기초하는 특성 선도를 b로서 나타내고 있다. 도 6에 나타낸 선도 b로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 "연산 2(가산)"에 의해 얻어진 출력의 절대치를 참조하여, 이것을 미리 정해진 임계치와 비교함으로써 이물질의 존재 여부를 판정할 수 있다(제4 수 단). 즉, 도 6에 선도 b로서 나타낸 예에 있어서는, 상기 "연산 2(가산)"에 의해 얻어진 수치가, 예를 들어 ±30 내지 40 정도로 설정된 임계치를 초과하는 경우에 있어서 이물질(3)이 존재하는 것이라고 판정할 수 있다.

본 제2 실시 형태에 의한 광학식 이물질 검출 장치에 있어서도, 이물질의 상대 이동 이력에 따라서, 각 검사 에어리어에 대응한 미분치가 가산되게 된다. 따라서, 가령 하나의 검사 에어리어에 있어서 이물질의 검출에 오차가 발생해도, 다른 검사 에어리어에 있어서의 검사 데이터(미분치)의 가산에 의해, 확실히 이물질의 존재를 검출할 수 있어, 종래의 수단에 비교하여 이물질에 대한 반응 감도를 훨씬 더 향상시킬 수 있다.

도 7 및 도 8은 상기한 제1 혹은 제2 이물질 검출 장치를 탑재한 처리액 도포 장치의 동작에 대해 설명하는 블록도 및 흐름도이다. 이 처리액 도포 장치에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어 CPU를 구비한 제어 수단으로서 기능하는 상위 장치(21)가 구비되어 있다. 이 상위 장치(21)로부터의 지령에 의해, 우선 레퍼런스 요구가 이루어지면, 도 8의 스텝 S11 내지 스텝 S13에 도시한 바와 같이 레퍼런스 취득의 동작이 실행된다.

이것에는, 도 8의 스텝 S11에 도시한 바와 같이 기판이 스테이지 상에서 반송되고, 스텝 S12에 있어서 레퍼런스 취득의 요구가 있다고 판단된 경우, 스텝 S13에 도시한 바와 같이 레퍼런스치의 취득 동작이 실행된다.

이 레퍼런스치의 취득 동작에 있어서는, 도 7에 도시하는 센서 유닛을 구성하는 수광부(6)에 의해 얻어진 화상 신호가, 화상/수광량 변환 수단(22)에 있어서 수광 신호로 변환된다. 이 수광 신호는 각 검사 에어리어마다의 수광량 연산 수단(23)에 있어서 각 에어리어마다의 레퍼런스치로서 식별되고, 상기 에어리어마다의 레퍼런스치는 각각 데이터 관리 기능을 발휘하는 메모리(24)에 기입된다.

계속해서, 도 8의 스텝 S14에 도시한 바와 같이 검사 요구가 있는지 여부가 판정되어, 검사 요구가 있다고 판단되면, 스텝 S15에 나타내는 검사, 즉 이물질 검출 동작이 실행된다. 이것에는, 도 7에 도시하는 이물질 검출을 위해 수광부(6)에 의해 얻어진 화상 신호가, 화상/수광량 변환 수단(22)에 있어서 수광 신호로 변환되어, 검사 에어리어마다의 수광량 연산 수단(23)에 공급된다.

그리고, 상기 연산 수단(23)에 있어서는, 상기한 레퍼런스치가 관리되는 메모리(24)로부터 레퍼런스치를 수취하여, 이 레퍼런스치의 비교에 의한 비율, 즉 상기한 "％"(퍼센트)로 나타낸 상기 수광량의 정보 S1 내지 S4를 얻는 동시에, 이 값은 메모리(24)에 기입된다. 그리고, 상기 값(S1 내지 S4)은 에어리어 내 이력 차분 연산 수단(25)에 공급된다.

상기 차분 연산 수단(25)은 최신의 상기 값(S1 내지 S4)과, 과거(5샘플 타이밍 전)의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보의 차분을 연산하여, 이에 의해 얻어진 각 에어리어마다의 차분[미분치(Dt_1 내지 Dt_4)]은 메모리(26)에 기입된다. 상기 메모리(26)에 기입된 데이터[미분치(Dt_1 내지 Dt_4)]는, 도 5에 기초하여 설명한 바와 같이, 순차적으로 1샘플 타이밍이 어긋난 4개의 차분치를 승산(제1 실시 형태) 혹은 가산(제2 실시 형태)하는 연산이 이루어져, 이 승산 혹은 가산치는 비교기(27)에 공급된다.

상기 비교기(27)에는 알람을 발하는 기준이 되는 임계치 설정 수단(28)으로부터의 임계치가 공급되어 있어, 비교기(27)는 상기 임계치보다도 큰 레벨의 승산 혹은 가산 연산치가 초래된 경우에는, 상기한 상위 장치(21)에 대해 알람을 출력하도록 기능한다.

도 8에 도시하는 상기한 검사 스텝 S15의 실행 중에 있어서, 스텝 S16에 도시한 바와 같이 알람의 발생이 감시되고 있고, 알람이 발생하지 않고 스텝 S17에 도시한 바와 같이 기판의 전체면에 걸치는 이물질 검출의 검사가 종료되면, 이 이물질 검출의 루틴은 종료된다.

한편, 검사의 계속 중에 스텝 S16에 있어서 알람이 있다고 판정된 경우에는, 도 7에 도시하는 상위 장치(21)는 이것을 받아, 스텝 S18에 도시한 바와 같이 기판의 반송을 정지시키는 동시에, 스텝 S19에 도시한 바와 같이 노즐(11)로부터의 처리액(R)의 토출을 정지시켜, 노즐(11)을 상승시키는 동작을 실행시킨다.

또한, 이상 설명한 실시 형태에 있어서는, 피처리 기판(1)을 적재한 스테이지(2)가 수평 이동하고, 처리액 공급 노즐(11)과 투광부(5) 및 수광부(6)를 포함하는 센서 유닛이 고정 상태로 이루어져 있지만, 이것과는 반대로, 피처리 기판(1)을 적재한 스테이지(2)가 고정 상태로 되어 있고, 처리액 공급 노즐(11)과 투광부(5) 및 수광부(6)를 포함하는 센서 유닛이 피처리 기판 상을 이동하도록 구성되어 있어도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이상 설명한 광학식 이물질 검출 장치에 있어서는, 상기한 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서, 4개의 검사 에어리어를 설정하고 있지만, 이 수는 4 개로 한정되지 않고, 적절하게 복수의 검사 에어리어를 설정할 수 있다. 즉, 검사 에어리어의 수가 많아질수록, 이물질에 대한 반응 감도를 올릴 수 있지만, 연산에 시간을 필요로 하게 된다. 따라서, 검사 에어리어의 수는 이물질에 대한 반응 감도와, 허용되는 연산 시간의 관계로 결정되게 되고, 상기한 이유에 의해 상기 검사 에어리어의 수는 바람직하게는 3 내지 4로 설정된다.

본 발명에 관한 처리액 도포 장치는, 앞서 설명한 LCD 기판에 대해, 예를 들어 레지스트액을 도포하는 경우의 도포 장치로 한정되지 않고, 반도체 웨이퍼나 프린트 기판, 그 밖의 전자 디바이스의 제조 분야 또는 그 밖의 분야에 있어서 채용되는 슬릿 코트식 도포 장치 등에 적절하게 채용할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 광학식 이물질 검출 장치는 상기한 처리액 도포 장치에 채용될 뿐만 아니라, 특히 평면 형상으로 이루어진 기판면을 감시할 필요가 있는 자동기 등에 적절하게 채용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 처리액 도포 장치의 실시 형태를 도시한 단면도.

도 2는 도 1에 있어서의 A-A로부터 본 상태의 단면도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 처리액 도포 장치에 탑재된 광투과형 센서 유닛의 작용을 설명하는 모식도.

도 4는 본 발명에 관한 광학식 이물질 검출 장치의 기본 형태에 대해 설명하는 모식도.

도 5는 이물질의 존재 여부를 판정하기 위한 처리 연산을 설명하는 표.

도 6은 도 5에 도시하는 표로부터 얻어지는 이물질의 검출 상황을 설명하는 선도.

도 7은 이물질 검출 장치를 탑재한 처리액 도포 장치의 전체 구성을 설명하기 위한 블록도.

도 8은 상기 동작을 설명하기 위한 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 피처리 기판(글래스 기판)

1a : 기판의 융기부

2 : 적재대(스테이지)

3 : 이물질

4 : 광축(광 빔)

5 : 투광부

6 : 수광부(카메라)

11 : 처리액 공급 노즐

11a : 처리액 공급구

11b : 처리액 토출 개구

R : 처리액

Claims (8)

1. 스테이지 상에 적재된 피처리 기판의 상면을 따라서 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부를 포함하는 광투과형 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 피처리 기판에 대해 상대 이동시킴으로써, 상기 광빔의 광축이 피처리 기판의 상면을 따라서 평행하게 주사되도록 하는 상대 이동 수단을 구비한 광학식 이물질 검출 장치이며,

   상기 상대 이동 수단에 의한 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되고, 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 광 빔의 수광량을, 미리 정해진 샘플 타이밍마다 측정하여, 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 수광량의 정보를 얻는 제1 수단과,

   상기 제1 수단에 의해 얻어진 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보와, 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보의 차분을 각각 연산하여, 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치를 얻는 제2 수단과,

   상기 제2 수단에 의해 얻어진 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치로부터, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 샘플 타이밍이 순차적으로 한 개 어긋난, 상기 검사 에어리어마다의 당해 샘플 타이밍에 있어서의 상기 차분치를 각각 인출하여, 당해 각 차분치를 승산하는 제3 수단과,

   상기 제3 수단에 의해 얻어진 승산 출력의 절대치에 따라서, 이물질의 존재 여부를 판정하는 제4 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 광학식 이물질 검출 장치.
2. 스테이지 상에 적재된 피처리 기판의 상면을 따라서 광 빔을 투사하는 투광부 및 상기 광 빔을 수광하는 수광부를 포함하는 광투과형 센서 유닛과, 상기 센서 유닛을 피처리 기판에 대해 상대 이동시킴으로써, 상기 광빔의 광축이 피처리 기판의 상면을 따라서 평행하게 주사되도록 하는 상대 이동 수단을 구비한 광학식 이물질 검출 장치이며,

   상기 상대 이동 수단에 의한 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서 복수의 검사 에어리어가 설정되고, 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 상기 광 빔의 수광량을, 미리 정해진 샘플 타이밍마다 측정하여, 상기 샘플 타이밍마다 얻어지는 상기 광빔의 수광량을, 기판 처리 개시 시에 얻은 광빔의 수광량과의 비교에 의한 비율로 나타낸 수광량의 정보를 각 검사 에어리어마다 얻는 제1 수단과,

   상기 제1 수단에 의해 얻어진 상기 각 검사 에어리어마다에 있어서의 수광량의 정보와, 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보의 차분을 각각 연산하여, 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치를 얻는 제2 수단과,

   상기 제2 수단에 의해 얻어진 각 검사 에어리어마다의 상기 차분치로부터, 상기 센서 유닛의 상대 이동 이력에 대응한 검사 에어리어순으로, 샘플 타이밍이 순차적으로 한 개 어긋난, 상기 검사 에어리어마다의 당해 샘플 타이밍에 있어서의 상기 차분치를 각각 인출하여, 당해 각 차분치를 가산하는 제3 수단과,

   상기 제3 수단에 의해 얻어진 가산 출력의 절대치에 따라서, 이물질의 존재 여부를 판정하는 제4 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 광학식 이물질 검출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 수단에 있어서 얻어지는 상기 수광량의 정보는 상기 샘플 타이밍마다 얻어지는 상기 광 빔의 수광량을, 기판 처리 개시 시에 얻은 광빔의 수광량과의 비교에 의한 비율로 나타낸 값인 것을 특징으로 하는, 광학식 이물질 검출 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 유닛의 상대 이동 방향을 따라서, 3개 혹은 4개의 검사 에어리어가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학식 이물질 검출 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플 타이밍 단위의 과거의 동일 검사 에어리어의 수광량의 정보로서, 5샘플 타이밍 전의 수광량의 정보를 이용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학식 이물질 검출 장치.
6. 스테이지 상에 적재된 상기 피처리 기판에 대치하여 상대적으로 이동하여, 상기 피처리 기판을 향해 처리액을 토출함으로써, 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하는 처리액 공급 노즐이 구비되고,

   상기 피처리 기판에 대해 상대 이동하는 처리액 공급 노즐의 이동 방향의 전방에, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광학식 이물질 검출 장치를 탑재함으로써, 상기 처리액 공급 노즐을 상기 상대 이동 수단으로서 이용하도록 구성한 것을 특징으로 하는, 처리액 도포 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 처리액 공급 노즐에는 상기 기판의 폭 방향으로 연장되는 슬릿 형상 토출 개구가 구비되고, 처리액 공급 노즐의 상기 슬릿 형상 토출 개구로부터 띠 형상으로 토출되는 처리액을 상기 기판의 표면에 도포하도록 구성되어, 상기 슬릿 형상 토출 개구의 길이 방향에 평행하도록, 또한 상기 기판의 바로 근처를 따라서 상기 광 빔이 투사되도록 상기 센서 유닛이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리액 도포 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 광학식 이물질 검출 장치에 의해 이물질의 존재를 검지한 경우에 있어서, 상기 기판에 대한 처리액 공급 노즐의 상대 이동이 정지되도록 구성한 것을 특징으로 하는, 처리액 도포 장치.

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