KR20080052430A - 도포 방법 및 도포 장치 - Google Patents

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KR20080052430A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

도포 주사에 지장을 초래할 우려가 있는 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름을 적합하고 확실하게 검출하는 것을 과제로 한다.
기판(G)과 스테이지(10) 사이에 크면서도 평탄한 이물(Q4)이 끼여 기판(G)이 완만하게 도포 갭(g)의 높이 레벨보다 높게 솟아올라 있는 경우는, 검사 주사가 이 완만한 기판 솟아오름(H4)에 다다르면, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 내의 각 수광 셀의 수광량이, 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 수광량과의 사이의 차분과는 그다지 변함없어도, 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 수광량에 비하면 상당히 감소되어 있는 것으로부터, 「이상」의 모니터 결과가 출력된다.
도포 주사, 검사 주사, 수광 셀, 수광량 차분, 유효 수광 에어리어

Description

도포 방법 및 도포 장치 {COATING METHOD AND COATING APPARATUS}
본 발명은, 피처리 기판 상에 스핀레스 방식으로 처리액을 도포하는 도포 방법 및 도포 장치에 관한 것이며, 특히 먼지 등의 이물의 개재에 의한 노즐과 기판 사이의 원하지 않는 맞닿음 내지 스쳐 닿음을 방지하는 기술에 관한 것이다.
LCD 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서의 포트리소그래피 공정에는, 유리 기판 등의 피처리 기판에 대해서 슬릿상의 토출구를 가지는 장척형의 레지스트 노즐을 상대적으로 주사해서 기판 상에 레지스트액을 도포하는 스핀레스의 도포법이 자주 이용되고 있다.
이 종류의 스핀레스식 도포 장치에 있어서는, 예를 들면 재치대 상에 수평으로 지지한 기판과 노즐 하단의 토출구의 사이에 미소한(예를 들면 100㎛정도의) 갭을 설정하고, 노즐 토출구로부터 레지스트액을 띠모양으로 토출시키면서 장척형 레지스트 노즐을 노즐 길이 방향과 직교하는 수평 방향으로 이동시킨다. 그렇게 하면, 레지스트 노즐의 토출구으로부터 기판 상에 흘러넘친 레지스트액이 상기 갭으로부터 노즐 후방으로 평탄하게 퍼져서, 기판 상에 일정한 막 두께로 레지스트액의 도포막이 형성된다(예를 들면 특허 문헌 1).
이러한 스핀레스 방식에 있어서는, 비교적 큰(특히 갭 설정치를 상회하는 크기의) 먼지, 파편 등의 이물이 기판 상에 부착되고, 또는 기판과 재치대 사이에 끼여 있으면, 레지스트 노즐이 기판 상면의 근방을 수평 이동할 때에, 레지스트 노즐의 하단이 이물을 개재시켜 기판을 스치고, 또는 밑에 끼인 이물 위에서 솟아올라 있는 기판에 닿아서 직접 스쳐 버린다. 이와 같이 레지스트 노즐이 기판의 상면을 스치면, 기판이 손상 내지 파손되어 그 제품 가치를 잃을 뿐만 아니라, 매우 고가의 레지스트 노즐도 손상되어 사용할 수 없게 되는 경우가 있다.
그래서, 도포 주사에 선행해서, 광 빔을 이용해서 기판상의 이물의 유무 또는 기판의 솟아오름의 유무를 검출하는 광학식의 장해물 유무 검사법이 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 2). 이 기법은, 레지스트 노즐의 주사 방향 전방에서, 기판의 상면 근방을 횡단하는 광 빔을 각각 투광 및 수광하도록 투광부 및 수광부를 서로 대향시켜 기판의 양측에 배치하여 도포 주사 시에 레지스트 노즐과 함께 수평 이동시킨다. 그리고, 수평 이동의 각 위치에서 투광부로부터의 광 빔을 수광하는 수광부로부터 출력되는 전기 신호에 근거해서 수광량이 소정의 임계치를 하회하는지의 여부를 판정하고, 임계치를 하회하면 광 빔의 광로 상에 도포 주사에 지장을 초래하는 장해물(이물 또는 기판의 솟아오름)이 있다고 판정하여 도포 주사를 정지시키도록 하고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평10-156255호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2006-102642호 공보
상기와 같은 종래의 광학식 장해물 유무 검사법은, 장해물(이물 또는 기판의 솟아오름)의 크기의 정도를 정확하게 검출하는 기술이나 적합하고 확실한 비교 기준치(임계치)를 설정하는 기술을 가지고 있지 않기 때문에, 모니터 기능으로서의 신뢰성이 낮다고 하는 과제를 가지고 있다.
즉, 종래에는, 갭 설정치에 맞추어 광 빔의 광로의 높이 위치를 설정 내지 조정하고, 투광부로부터 출사된 광 빔 중에서 수광부에 도달한 만큼의 광량적인 비율에 근거해서 장해물의 유무를 판단하고 있다. 그렇지만, 이 수법은, 장해물을 검출하는 감도가 광 빔의 빔 지름에 크게 의존한다. 이 때문에, 빔 지름이 크면 검출 감도가 낮아서, 도포 주사에 지장을 초래할 우려가 있는 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름을 검출하지 못하는 경우가 있다. 또, 빔 지름이 너무 작아도, 감도가 너무 높아져서, 도포 주사에 전혀 지장이 없는(무시할 수 있을 만큼) 작은 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름을 이상이라고 판단하여, 도포 처리의 동작을 쓸데없게 정지시켜 버리는 경우가 있다. 이러한 오판단 내지 오동작은, 가동률이나 생산성의 저하로 직결되기 때문에, 실용상의 큰 불리한 점으로 된다.
또, 종래에는, 수광부의 출력(수광량)에 대한 비교 기준치(임계치)를 고정하고 있어, 수광부 내의 광전 변환 특성의 변화나 주위 상황(주위 광, 주위 온도 등)에 따라 수광부의 출력(수광량)이 받는 영향을 하등 보상하고 있지 않다. 이 점에 있어서도, 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름 중에서 도포 주사에 지장이 나올 우려가 있는 것만을 적합하고 확실하게 검출하는 것은 어려웠다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하는 것이며, 도포 주사에 지장을 초래할 우려가 있는 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름을 적합하고 확실하게 검출할 수 있도록 하여, 스핀레스 방식의 도포 처리의 안전성 및 생산성을 향상시키는 도포 방법 및 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 관점에 있어서의 도포 방법은, 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하고, 상기 기판에 대해서 상방의 근접한 위치로부터 미소한 갭을 개재시켜 처리액을 토출하는 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 행하여, 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 방법이며, 상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 투광하는 투광부와, 상기 광 빔을 수광하기 위한 수광면에 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀을 가지는 수광부를 서로 대향시켜 상기 기판의 양측에 배치하는 제1 스텝과, 상기 도포 주사에 선행해서, 상기 기판의 일단으로부터 타단을 향해 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사를 행하는 제2 스텝과, 상기 검사 주사의 이동중에, 일정한 사이클로, 상기 수광부의 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성하는 제3 스텝과, 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 현시의 수광량과 소정 시간 전의 수광량의 차분을 구하는 제4 스텝과, 상기 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 제5 스텝과, 상기 판정의 결과에 따라 상기 기판에 대한 상기 도포 주 사의 동작을 제어하는 제6 스텝을 가진다.
또, 본 발명의 제1 관점에 있어서의 도포 장치는, 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상방에 미소한 갭을 개재시켜 노즐을 배치하고, 도포 주사를 위해서 상기 노즐로부터 처리액을 토출시키는 처리액 공급부와, 도포 주사를 위해서 상기 노즐과 상기 기판을 수평 방향으로 상대적으로 이동시키는 도포 주사부와, 상기 기판의 편측에 배치되어, 상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 투광하는 투광부와, 상기 투광부와 서로 대향해서 상기 기판의 반대측에 배치되어, 상기 광 빔을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀로 수광하고, 일정한 사이클로 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성하는 수광부와, 상기 도포 주사에 선행해서, 상기 기판의 일단으로부터 타단을 향해 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사부와, 상기 검사 주사의 이동중에, 상기 수광부로부터 얻어지는 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 현시의 수광량과 소정 시간 전의 수광량의 차분을 연산하는 수광량 차분 연산부와 상기 수광량 차분 연산부로부터 얻어지는 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 판정부와, 상기 판정부로부터 얻어지는 판정 결과에 따라 상기 도포 주사의 동작을 제어하는 제어부를 가진다.
상기 제1 관점에 있어서의 도포 방법 또는 도포 장치에 있어서는, 수광부에 일렬 또는 매트릭스상으로 설치되는 다수의 수광 셀의 각각에 대해서 현시의 수광 량과 소정 시간 전의 수광량의 차분을 취하고, 그 차분의 정도로부터 검사 주사 시에 광 빔의 진로를 방해하는 장해물의 크기의 정도를 산출한다. 광 빔에 접한 장해물의 크기의 정도를 셀 단위의 높은 해상도로 판별할 수 있고, 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 수광량 상태를 동일한 주사에 있어서의 소정 시간 전의 수광량에 대한 상대량(차분)으로서 판정하므로, 수광부 내의 광전 변환 특성의 변화나 주위 상황(주위 광, 주위 온도 등)에 의해 수광부의 출력(수광량)이 받는 영향을 적합하고 확실하게 보상 또는 캔슬할 수 있다. 이것에 의해, 도포 주사상 지장을 초래할 우려가 있는 큰 장해물과 전혀 지장이 없는 작은 장해물을 적합하고 확실하게 구별하는 것이 가능하고, 도포 주사의 동작을 적절히 제어할 수 있다.
본 발명의 매우 적합한 일 양태에 의하면, 상기 도포 방법의 제5 스텝 또는 상기 도포 장치의 판정부에 있어서, 전체 수광 셀 중에서 수광량 차분의 최대치가 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하는 방법 또는 수단, 또는 각각의 수광 셀마다 수광량 차분이 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 기준치를 초과하고 있는 것이 있으면 해당하는 수광 셀의 범위를 판정하는 방법 또는 수단이 채용된다.
본 발명의 제2 관점에 있어서의 도포 방법은, 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하고, 상기 기판에 대해서 상방의 근접한 위치로부터 미소한 갭을 개재시켜 처리액을 토출하는 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 행하여, 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 방법이며, 상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 각각 투광 및 수광하도 록 상기 기판의 양측에 투광부 및 수광부를 서로 대향시켜 배치하는 제1 스텝과, 상기 도포 주사에 선행해서, 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평방향으로 이동시키는 검사 주사를 행하는 제2 스텝과, 상기 검사 주사의 이동중에, 상기 광 빔을 수광하는 상기 수광부의 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 나타내는 수광량 신호를 생성하는 제3 스텝과, 상기 수광부로부터 출력되는 상기 수광량 신호에 근거해서, 현시의 수광량과 제1 시간 전의 수광량의 차분 및 상기 현시의 수광량과 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간 전의 수광량의 차분을 각각 제1 및 제2 수광량 차분으로서 구하는 제4 스텝과, 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 제5 스텝과, 상기 판정의 결과에 따라 상기 기판에 대한 상기 도포 주사의 동작을 제어하는 제6 스텝을 가진다.
또, 본 발명의 제2 관점에 있어서의 도포 장치는, 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상방에 미소한 갭을 개재시켜 노즐을 배치하고, 도포 주사를 위해서 상기 노즐로부터 처리액을 토출시키는 처리액 공급부와, 도포 주사를 위해서 상기 노즐과 상기 기판을 상대적인 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사부와, 상기 기판의 편측에 배치되어, 상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 투광하는 투광부와, 상기 투광부와 서로 대향해서 상기 기판의 반대측에 배치되어, 상기 광 빔을 수광해서 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 나타내는 수광량 신호를 생성하는 수광부와, 상기 도포 주사에 선행해서, 상기 기판의 일단으로부터 타단을 향해 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사부와, 상기 검사 주사의 이동중에, 상기 수광부로부터 얻어지는 상기 수광량 신호에 근거해서 현시의 수광량과 제1 소정 시간 전의 수광량의 차분 및 상기 현시의 수광량과 상기 제1 시간보다 긴 제2 소정 시간 전의 수광량의 차분을 각각 제1 및 제2 수광량 차분으로서 연산하는 수광량 차분 연산부와, 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 판정부와, 상기 판정부로부터 얻어지는 판정 결과에 따라 상기 도포 주사의 동작을 제어하는 제어부를 가진다.
상기 제1 관점에 있어서의 도포 방법 또는 도포 장치에 있어서는, 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 수광량 상태를 판정하기 위한 비교 기준치에, 동일한 검사 주사에 있어서의 제1 소정 시간 전의 수광량 및 제2 소정 시간 전의 수광량 2개를 이용하므로, 수광부 내의 광전 변환 특성의 변화나 주위 상황(주위 광, 주위 온도 등)에 의해 수광부의 출력(수광량)이 받는 영향을 적합하고 확실하게 보상(캔슬)할 수 있음과 함께, 도포 주사상 지장을 초래할 우려가 있는 장해물이 광 빔에 접촉하면, 그 형상 또는 프로파일이 어떠한 것이어도(특히 기판의 솟아오름이 완만해도) 확실하게 검출할 수 있다.
본 발명의 매우 적합한 일 양태에 의하면, 상기 도포 방법에 있어서, 수광부가, 광 빔을 수광하는 수광면에 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀을 가진다. 그리고, 제3 스텝이, 일정한 사이클로 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 출력하고, 제4 스텝이, 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 제1 및 제2 수광량 차분을 연산하고, 제5 스텝이, 전체 수광 셀 중에서 제1 또는 제2 수광량 차분 중 적어도 한쪽의 최대치가 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 또는, 제5 스텝으로서, 각각의 수광 셀마다 제1 및 제2 수광량 차분 중 적어도 한쪽이 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 기준치를 초과하고 있는 것이 있으면 해당 수광 셀의 범위를 판정하도록 해도 된다. 그리고, 제5 스텝에서 광 빔의 광로 상에 도포 주사에 유해한 장해물이 있다고 하는 판정 결과가 나왔을 때는, 제6 스텝에서 즉시 상기 노즐의 이동을 정지시키는 조치, 또는 즉시 노즐을 소정의 높이 위치까지 상승 이동시키는 조치가 취해진다.
또, 바람직한 일 양태에 의하면, 상기 도포 장치에 있어서, 수광부는, 투광부로부터의 광 빔을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀로 수광하고, 일정한 사이클로 광전 변환에 의해 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성한다. 이 경우, 수광량 차분 연산부는, 수광부로부터의 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 제1 및 제2 수광량 차분을 연산한다. 판정부는, 모든 수광 셀 중에서 제1 및 제2 수광량 차분의 최대치를 결정하고, 적어도 한쪽의 최대치가 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 또는, 판정부는, 각각의 수광 셀마다 제1 및 제2 수광량 차분을 기준치와 비교해서, 제1 및 제2 수광량 차분 중 적어도 한쪽이 기준치를 초과하고 있는 경우는 해당 수광 셀의 범위를 판정한다.
또, 바람직한 일 양태에 의하면, 수광부가, 일정 사이즈의 전체 수광 에어리어 내에 다수의 수광 셀을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치하고, 전체 수광 에어리 어 중의 원하는 일부의 에어리어를 유효 수광 에어리어로서 임의로 선택 가능하게 한다. 이 경우, 수광량 차분 연산부는, 유효 수광 에어리어에 포함되는 복수의 수광 셀로부터 얻어지는 셀 수광량 신호에 대해서만 수광량 차분의 연산 처리를 행한다.
또, 바람직한 일 양태에 의하면, 기판의 두께에 따라서 유효 수광 에어리어의 세로 방향의 위치 또는 사이즈가 가변 조정된다. 이 경우, 투광부로부터 출사된 광 빔 중, 빔 하단부가 기판의 일측면에 닿아 진로가 차단되고, 나머지 빔 부분이 기판 상을 횡단하여 수광부에 수광되고, 수광부에서는 유효 수광 에어리어의 하단부가 기판의 상면보다 낮은 위치에 설정되는 것이 바람직하다. 이 유효 수광 에어리어 가변 조정 기능에 의해, 예를 들면 기판의 두께가 비교적 클 때는 유효 수광 에어리어를 높은 위치로 시프트하고, 기판의 두께가 비교적 작을 때는 유효 수광 에어리어를 낮은 위치로 시프트하여, 항상 유효 수광 에어리어가 도포 갭의 높이 공간을 완전하게 커버할 수 있도록 위치 맞춤할 수 있다.
본 발명의 도포 방법 및 도포 장치에 의하면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 도포 주사에 지장을 초래할 우려가 있는 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름을 적합하고 확실하게 검출하는 것이 가능하고, 나아가서는 스핀레스 방식의 도포 처리의 안전성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부 도를 참조하여 본 발명의 매우 적합한 실시 형태를 설명한다.
도1에, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 장치의 외관 구성을 도시한다. 도2에는, 이 레지스트 도포 장치에 있어서의 도포 주사 및 검사 주사중의 주요부의 모습을 도시한다.
이 레지스트 도포 장치는, 피처리 기판으로서 예를 들면 LCD용의 유리 기판(G)을 수평으로 얹어놓고 보유하기 위한 스테이지(10)와, 이 스테이지(10) 상에 얹어 놓여지는 기판(G)의 상면(피처리면)에 장척형의 레지스트 노즐(12)을 이용해서 스핀레스법으로 레지스트액을 도포하기 위한 도포 처리부(14)를 가진다.
스테이지(10)는, 도시는 생략하지만, 스테이지 상면 또는 재치면에 다수의 흡인 구멍(또는 흡인 홈)을 가지고 있고, 그 흡인 구멍들을 통해서 버큠력으로 기판(G)을 흡착 보유하도록 구성되어 있다. 또, 반송 장치의 반송 암과의 사이에 기판(G)의 수수를 행하기 위해 스테이지 상면으로부터 복수개의 리프트 핀을 출몰(승강)시키는 리프트 핀 기구 등도 갖추고 있다.
도포 처리부(14)는, 레지스트 노즐(12)을 포함하는 레지스트액 공급부(16)와, 레지스트 노즐(12)을 스테이지(10)의 상방으로 노즐 길이 방향과 직교하는 수평 방향(X방향)으로 수평 이동시키는 주사부(18)와, 레지스트 노즐(12)의 높이 위치를 조절 또는 변경하기 위한 노즐 승강 기구(20)를 가지고 있다.
레지스트액 공급부(16)에 있어서 레지스트 노즐(12)은, 노즐 길이 방향(Y방향)에서 기판(G)의 끝에서부터 끝까지 커버하는 슬릿상의 토출구(12a)를 가지고 있고, 레지스트액 공급원(도시하지 않음)에 통하는 레지스트액 공급관(22)에 접속되어 있다. 주사부(18)는, 레지스트 노즐(12)을 수평으로 지지하는 역 コ자형 또는 문(門)형의 지지체(24)와, 이 지지체(24)를 X방향으로 쌍방향으로 직진 이동시키는 주사 구동부(26)를 가진다. 이 주사 구동부(26)는, 볼 나사 기구도 사용 가능하지만, 도포막의 균일성의 관점으로부터 보면 기계 진동이 적은 리니어 서보 모터 기구로 구성되는 것이 바람직하다. 노즐 승강 기구(20)는, 예를 들면 볼 나사 기구로 구성되고, 레지스트 노즐(12)의 높이 위치를 조절해서 노즐 하단의 토출구(12a)와 스테이지(10) 상의 기판(G) 사이의 거리 간격 즉 도포 갭(g)(도2)을 임의의 크기로 설정 내지 조정 가능할 뿐만 아니라, 레지스트 노즐(12)을 순식간에 상승 이동시킬 수도 있게 되어 있다. 도시한 노즐 승강 기구(20)는 레지스트 노즐(12)을 직접 지지하고 있지만, 레지스트 노즐(12)보다 한층 큰 수평 지지체에 레지스트 노즐(12)을 부착하고, 해당 수평 지지체를 승강 구동부에 접속하는 구성도 가능하다.
도포 처리부(14)는, 스테이지(10) 상에 기판(G)이 얹어 놓여 있는 동안에 후술하는 제어부(28)에 의한 제어 하에서 도포 처리를 행한다. 보다 상세하게는, 스테이지(10)의 상방을 X방향으로 종단하도록 레지스트 노즐(12)을 주사부(18)가 일정한 속도로 수평 이동시키면서, 스테이지(10) 상의 기판(G)에 대해서 레지스트액 공급부(16)가 레지스트 노즐(12)의 토출구(12a)로부터 레지스트액을 띠모양으로 토출시킨다. 그렇게 하면, 기판(G) 상에 흘러넘친 레지스트액(R)이 노즐 후방으로 평탄하게 퍼져서, 도포 갭(g)에 따른 일정한 막 두께로 기판(G) 상에 레지스트액(R)의 도포막(RM)이 형성된다(도2).
이 레지스트 도포 장치는, 도포 처리부(14)에 있어서 상기와 같은 레지스트 도포 처리가 행해질 때에 레지스트 노즐(12)의 전방에 도포 주사상의 장해물이 있 는지의 여부를 사전에 검사하기 위한 장해물 검사 모니터(30)를 갖추고 있다. 상기한 것처럼, 기판(G)의 상면에 부착되어 있는 이물이나, 기판(G)과 스테이지(10)의 사이에 끼인 이물에 의한 기판(G)의 솟아오름이 이런 종류의 장해물로 될 수 있다. 하지만, 모든 이물이나 기판(G)의 솟아오름이 도포 주사상의 장해물로 되는 것은 아니다. 도포 주사로 수평 이동하는 레지스트 노즐(12)의 하단이 기판(G)의 상면에 맞닿을 만큼 또는 스쳐 닿을 만큼, 또는 레지스트 도포막의 막 두께 변동이 허용 범위를 초과할 만큼 큰 이물이나 기판의 솟아오름이 도포 주사상이 지장을 초래하는 장해물이며, 그렇게 큰 장해물을 검출했을 때는 안전면으로부터 즉시 도포 주사를 정지시켜야 하는 것이다. 그러나, 그 이외의 작은 이물이나 기판의 솟아오름은 도포 주사상 무시해도 되고, 그러한 작은 장해물에 대해서 도포 주사를 정지시키는 것은 생산 효율의 면에서 바람직하지 않다. 이하에 기술하는 바와 같이, 이 실시 형태에 있어서의 장해물 검사 모니터(30)는, 기판상의 이물이나 기판의 솟아오름 중에서 도포 주사에 지장이 나올 우려가 있는 것만을 적합하고 확실하게 검출하는 기능을 가지고 있다.
도1에 있어서, 장해물 검사 모니터(30)는, 스테이지(10) 상에 얹어 놓여 있는 기판(G)의 상면 근방을 소정의 높이 위치에서 Y방향으로 거의 수평으로 횡단하도록 지향성이 높은 광 빔(예를 들면 레이저 빔)(LB)을 출사 또는 투광하는 투광부(32)와, 스테이지(10) 상의 기판(G)을 Y방향으로 끼워서 대향하는 위치에 배치되는 수광부(34)를 가진다. 도시한 바와 같이, 투광부(32) 및 수광부(34)는 지지체(24)의 좌우 양측면으로부터 주사 방향의 전방으로 돌출되어 있는 한 쌍의 수평 지지 암(36, 38)에 각각 부착되고, 주사 방향에 있어서 레지스트 노즐(12)보다 일정한 거리(예를 들면 100㎜ 내지 200㎜)만큼 전방의 위치에서 광 빔(LB)을 거의 수평으로 투수광하도록 되어 있다.
도3에, 스테이지(10) 상의 기판(G)과 투광부(32), 수광부(34) 및 광 빔(LB)의 광로의 위치 관계를 도시한다. 투광부(32)는, 1개의 LD(반도체 레이저)여도 되지만, 바람직하지는 다수의 LD를 횡 일렬 또는 종횡 매트릭스상으로 배치해서 이루어지는 1차원 LD어레이 또는 2차원 LD어레이로 이루어지고, 발광 구동 회로(35)(도9)로부터 구동 전류의 공급을 받아 발광하여, 도포 갭(g)(예를 들면 100㎛)보다 현격히 큰 빔 지름 또는 빔 사이즈(예를 들면 2㎜×2㎜)를 가지는 광 빔(LB)을 출사한다. 이 때, 투광부(32)로부터 출사된 광 빔(LB)의 하단부가 기판(G)의 일측면에서 진로가 끊어지고, 기판(G)의 상면보다 높은 공간을 수평으로 전파하는 빔 부분만큼이 수광부(34)의 수광면(34a)에 도달하도록, 빔 광로의 높이 위치를 설정 또는 조정해도 된다.
도4 및 도5에, 수광부(34)의 수광면(34a)에 설치되는 수광 셀의 배열 구성을 도시한다. 수광부(34)는, 일정 사이즈(예를 들면 세로 3㎜×가로 3㎜)의 전체 수광 에어리어 안에 다수의 수광 셀(J)을 종횡 매트릭스상으로 배치해서 이루어지는 2차원 CCD(Charge-Coupled Device)로 이루어지고, 일정 사이클(θ)의 주기로, 각각의 수광 셀(J)마다 수광한 광을 광전 변환해서 그 수광량을 나타내는 신호 전하 또는 아날로그의 셀 수광량 신호를 생성하고, 소정의 전송 방법으로 셀 수광량 신호를 시계열로 시리얼로 출력하게 되어 있다. 하지만, 후술하는 유효 수광 에어리어 선택 회로(46)(도7)에 있어서, 전체 수광 에어리어 중에서 지정한 원하는 일부의 에어리어(유효 수광 에어리어)(A) 내의 수광 셀(J)로부터 얻어진 셀 수광량 신호만을 선택할 수 있게 되어 있다.
이 유효 수광 에어리어 선택 기능에 의해, 유효 수광 에어리어(A)의 위치(특히 세로 방향의 위치) 및/또는 사이즈(범위)를 임의로 가변 조정할 수 있다. 예를 들면, 기판(G)의 두께(d)가 비교적 클 때는 태선의 테두리로 나타내는 유효 수광 에어리어(A)를 높은 위치로 시프트하고(도4), 기판(G)의 두께(d)가 비교적 작을 때는 유효 수광 에어리어(A)를 낮은 위치로 시프트함으로써(도5), 항상 유효 수광 에어리어(A)가 도포 갭(g)의 높이 공간을 완전하게 커버할 수 있도록 위치 맞춤할 수 있다. 또, 투광부(32)와 수광부(34) 사이의 광축 맞춤에 있어서도, 이 유효 수광 에어리어 선택 기능을 이용함으로써, 투광부(32) 또는 수광부(34)의 기계적인 위치 조정이 불필요하게 된다.
유효 수광 에어리어(A)의 가장 심플한 기본 형태의 하나는, 도6에 도시하는 바와 같이 횡 일렬 또는 1행분의 복수(n개)의 수광 셀(J1 내지 Jn)로 구성되는 경우이다. 일례로서 도포 갭(g)이 100㎛인 경우, 각 수광 셀(Ji)의 사이즈는 세로 300㎛×가로 300㎛로 선택되고, 그 최하부의 세로 50㎛ 부분이 기판(G)의 상면보다 낮아지도록 설정되어도 된다. 도시는 생략하지만, 유효 수광 에어리어(A)를 종 일렬의 수광 셀(J1 내지 Jn)로 구성하는 것도 가능하다.
도7에, 장해물 검사 모니터(30)에 있어서 수광부(34)측에 설치되는 셀 수광량 신호 처리 회로(40)의 구성을 도시한다. 이 셀 수광량 신호 처리 회로(40)에 있어서, 수광부(34)로부터 일정 사이클(θ)마다 읽어 내어지는 전체 수광 에어리어 분의 셀 수광량 신호는, 로우 패스·필터(LPF)(42)로 노이즈 성분이 제거되고 나서 아날로그·디지털 변환기(44)로 A/D변환을 받아 디지털 신호의 형태로 유효 수광 에어리어 선택 회로(46)에 입력된다.
유효 수광 에어리어 선택 회로(46)는, 수광부(34)로부터 각 사이클(θ)의 주기로 읽어 내어지는 전체 수광 에어리어 분의 셀 수광량 신호를 일단 버퍼메모리에 저장하고 나서, 설정된 유효 수광 에어리어(A)의 위치 및 범위를 지시하는 데이터에 근거해서, 유효 수광 에어리어(A) 내의 수광 셀(J1 내지 Jn)로부터 읽어 내어진 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]만을 해당 버퍼메모리로부터 시계열로 읽어낸다.
유효 수광 에어리어 선택 회로(46)로부터 읽어 내어진 각 사이클의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]는, 제1 딜레이 회로(50)에 입력됨과 함께, 장해물 유무 판정 회로(54)에 입력된다. 제1 딜레이 회로(50)는, 입력한 각 사이클의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]를 제1 설정 지연 시간(T1)만큼 지연시켜 출력한다. 제1 딜레이 회로(50)로부터 출력된 각 사이클의 셀 수광량 신호[j1' 내지 jn']는, 후단의 제2 딜레이 회로(52)에 입력됨과 함께, 장해물 유무 판정 회로(54)에 입력된다. 제2 딜레이 회로(52)는, 제1 딜레이 회로(50)로부터 입력한 각 사이클의 셀 수광량 신호[j1' 내지 jn']를 제2 설정 지연 시간(△T)(△T=T2-T1)만큼 지연시켜 출력한다. 제2 딜레이 회로(52)로부터 출력된 각 사이클의 셀 수광량 신호[j1" 내지 jn"]는, 장해물 유무 판정 회로(54)에 입력된다.
이렇게 해서, 장해물 유무 판정 회로(54)에는, 유효 수광 에어리어 선택 회 로(46)로부터 현시의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]와, 제1 딜레이 회로(50)로부터의 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 셀 수광량 신호[j1' 내지 jn']와, 제2 딜레이 회로(52)로부터의 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 셀 수광량 신호[j1" 내지 jn"]가 동시에 입력된다. 장해물 유무 판정 회로(54)는, 유효 수광 에어리어(A)로부터 소정의 시간차를 가지고 얻어지는 이들 3조의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn], [j1' 내지 jn'], [j1" 내지 jn"]에 근거해서, 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 광 빔(LB)의 광로 상에 도포 주사상 지장을 초래하는 실질적인 장해물이 있는지의 여부를 판정한다.
설정부(48)는, 유효 수광 에어리어 선택 회로(46), 제1 딜레이 회로(50) 및 제2 딜레이 회로(52)에 상기 유효 수광 에어리어(A)의 위치 및 범위, 제1 설정 지연 시간(T1), 제2 설정 지연 시간(T2)의 설정치를 각각 제공함과 함께, 장해물 유무 판정 회로(54)에는 판정 기준의 각종 설정치를 제공한다.
도8에, 장해물 유무 판정 회로(54)의 일 구성예를 도시한다. 동시에 입력되는 3조의 셀 수광량 신호, 즉 현시의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn], 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 셀 수광량 신호[j1' 내지 jn'] 및 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 셀 수광량 신호[j1" 내지 jn"]는, 각각 3개의 버퍼메모리(60, 62, 64)에 개별적으로 저장된다.
제1 차분 연산 회로(66)는, 각각의 수광 셀마다 현시의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]와 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 셀 수광량 신호[j1' 내지 jn']의 차분 즉 수광량 차분을 연산한다. 그 다음에, 제1 최대치 결정 회로(68)는, 그들 n개의 수 광량 차분(j1'-j1) 내지 (jn'-jn)끼리를 비교해서 그 중의 최대치 Max(ji'-ji)를 결정한다.
한편, 제2 차분 연산 회로(70)는, 각각의 수광 셀마다 현시의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]와, 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 셀 수광량 신호[j1" 내지 jn"]의 차분을 연산한다. 그 다음에, 제2 최대치 결정 회로(72)는, 그들 n개의 수광량 차분(j1"-j1) 내지 (jn"-jn)끼리를 비교해서 그 중의 최대치 Max(ji"-ji)를 결정한다.
비교 판정 회로(74)는, 대소 비교에 의해, 제1 최대치 결정 회로(68)에서 결정된 수광량 차분의 최대치 Max(ji'-ji)가 제1 비교 기준치(K1)를 초과하고 있는지의 여부, 및 제2 최대치 결정 회로(72)에서 결정된 수광량 차분의 최대치 Max(ji"-ji)가 제2 비교 기준치(K2)를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 또한, 제1 및 제2 비교 기준치(K1, K2)는 동일한 값이어도 되고, 상이한 값이어도 된다. 그리고, 양 수광량 차분 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji) 모두 비교 기준치(K1, K2)를 초과하지 않으면 「정상」 즉 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 광 빔(LB)의 광로 상에는 도포 주사상 지장을 초래하는 실질적인 장해물은 없다고 판정한다. 그러나, 양 수광량 차분 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji)의 한쪽 또는 양쪽이 비교 기준치(K1, K2)를 초과하고 있을 때는, 「이상」 즉 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 광 빔(LB)의 광로 상에는 도포 주사상 지장을 초래할 우려가 있는 장해물이 있다고 판정한다. 이렇게 해서 비교 결정 회로(74)로부터 일정 사이클(θ)마다 판정 결과 또는 모니터 결과가 얻어진다. 이 모니터 결과의 데이터는 제어부(28)(도9) 에 제공된다.
도9에, 이 실시 형태의 레지스트 도포 장치에 있어서의 제어계의 주요한 구성을 도시한다. 제어부(28)는, 1개 또는 복수개의 마이크로컴퓨터를 포함하고, 유닛 내의 각 부, 특히 도포 처리부(14)의 레지스트액 공급부(16), 주사부(18) 및 노즐 승강 기구(20)나, 장해물 검사 모니터(30)의 발광 구동 회로(35) 및 셀 수광량 신호 처리 회로(40) 등의 개개의 동작과 전체의 동작(시퀀스)을 제어한다. 특히, 제어부(28)는, 도포 처리 및 장해물 검사에 관한 일절의 제어나 각종 부가 기능에 관한 일체의 제어를 실행하기 위한 프로그램(소프트웨어)을 저장하는 프로그램 메모리를 가지고 있고, 마이크로컴퓨터의 중앙 연산 제어부(CPU)가 프로그램 메모리로부터 순서대로 필요한 프로그램을 읽어내어 실행하게 되어 있다. 또, 프로그램의 보존 관리에 하드 디스크, 광디스크, 플래시 메모리 등의 각종 기억 매체를 이용할 수 있다.
다음에, 이 실시 형태의 레지스트 도포 장치에 있어서의 장해물 검사 모니터(30)의 작용을 설명한다. 스테이지(10) 상의 기판(G)에 대해서, 장해물 검사 모니터(30)에 있어서의 검사 주사는, 도2에 도시하는 바와 같이, 도포 처리부(14)에 있어서의 도포 주사와 함께, 또한 주사 방향에 있어서 적당한 이동거리(100㎜ 내지 200㎜)만큼 선행해서(전방에서) 행해진다. 이 경우, 투광부(32) 및 수광부(34)는 레지스트 노즐(12)과 함께 일정 속도(V)로 X방향으로 수평 이동하고, 이 검사 주사의 이동중에 일정 사이클(θ)마다 수광부(34) 및 셀 수광량 신호 처리 회로(40)에 있어서 전술한 바와 같은 유효 수광 에어리어(A)로부터의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]의 읽어냄, 비교 판정 처리 및 모니터 결과의 출력을 한다.
예를 들면, 유효 수광 에어리어(A)의 가로 폭이 3㎜이고, 주사 속도(V)가 100㎜/sec인 경우에, 검사 사이클(θ)을 30msec으로 설정하면, 도10에 도시하는 바와 같이, 유효 수광 에어리어(A)의 가로 폭에 동일한 피치(θ1, θ2 ··)로 검사 주사의 모니터링이 행해진다. 또, 검사 사이클(θ)을 15msec으로 설정하면, 도11에 도시하는 바와 같이 유효 수광 에어리어(A)의 가로 폭의 1/2의 피치(θ1, θ2 ··)로 검사 주사의 모니터링이 행해진다. 이 경우, 유효 수광 에어리어(A)의 셀 수가 10개[J1 내지 J10]인 것으로 하면, 어느 사이클(θi)로 전반부[J1 내지 J5]가 검사한 동일한 장소를 다음 사이클(θi+1)로 후반부[J6 내지 J1O]를 재차 검사할 수 있다.
도12 및 도13에, 장해물 검사 모니터(30)에 의해 검출되는 이물 또는 장해물의 대표예를 몇 개 도시한다.
도12의 (A)는, 도포 갭(g)의 높이 레벨(100㎛)보다 상당히 낮은(예를 들면 20 내지 60㎛의) 이물(Q1)이 기판(G)의 상면에 부착되어 있었던 경우이다. 이 경우는, 수광부(34)의 유효 수광 에어리어(A)가 이 이물(Q1)이 있는 장소까지 오면, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 중에서 그 이물(Q1)이 투영된 1개 또는 몇 개의 수광 셀(Ji)의 수광량이 약간 저하함으로써, 시간적으로 제1 설정 지연 시간(T1) 전(이동거리적으로 S1 후방)의 유효 수광 에어리어(A')에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이에, 및 시간적으로 제2 설정 지연 시간(T2) 전(이동거리적으 로 S2 후방)의 유효 수광 에어리어(A")에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이에 각각 유의의 차분이 나타나고, 이것들이 수광량 차분의 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji)로서 제1 및 제2 최대치 결정 회로(68, 72)로부터 출력된다. 그러나, 비교 판정 회로(74)에 있어서, 양 수광량 차분의 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji) 모두 기준치(K1, K2)를 초과하지 않기 때문에, 「정상」의 모니터 결과가 출력된다. 따라서, 장해물 검사 모니터(30)에서 이물(Q1)이 검출되어도 제어부(28)는 도포 처리부(14)에 도포 처리를 속행시킨다.
또한, 유효 수광 에어리어(A)의 가로 폭이 3㎜, 주사 속도(V)가 100㎜/sec, 검사 사이클(θ)이 15msec인 경우, 제1 설정 지연 시간(T1) 및 제2 설정 지연 시간(T2)는 예를 들면 10msec, 100msec으로 각각 설정되어도 된다.
도12의 (B)는, 도포 갭(g)의 높이 레벨과 동등 또는 그것보다 높은(예를 들면 100 내지 200㎛의) 이물(Q2)이 기판(G)의 상면에 부착되어 있었던 경우이다. 이 경우는, 수광부(34)의 유효 수광 에어리어(A)가 이 이물(Q1)이 있는 장소까지 오면, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 중에서 그 이물(Q2)이 투영된 1개 또는 몇 개의 수광 셀(Ji)의 수광량이 크게 저하하고, 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 유효 수광 에어리어(A')에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이에, 및 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 유효 수광 에어리어(A")에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이에 각각 상당히 큰 차분이 나타나고, 그것들이 수광량 차분의 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji)로서 제1 및 제2 최대치 결정 회로(68, 72)로부터 각각 출력된다. 그리고, 비교 판정 회로(74)에 있어서, 양 수광량 차분의 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji) 모두 기준치(K1, K2)를 초과하게 되어, 「이상」의 모니터 결과가 출력된다. 이와 같이 장해물 검사 모니터(30)로부터 「이상」의 모니터 결과가 출력되면, 이것에 따라서 제어부(28)는 즉시 도포 처리부(14)에 도포 처리를 정지시킨다. 즉, 주사부(18)에 레지스트 노즐(12)의 이동을 정지시키고, 레지스트액 공급부(16)에 레지스트액의 토출을 정지시킨다. 또, 필요에 따라서, 레지스트 노즐(12)의 주사 이동을 멈추는 대신에, 노즐 승강 기구(20)에 의해 레지스트 노즐(12)을 상승 이동시켜, 이물(Q2)의 훨씬 상방을 통과시키는 것도 가능하다.
도13의 (A)는, 기판(G)과 스테이지(10)의 사이에 큰 입상의 이물(Q3)이 끼여 기판(G)이 돌출상으로 도포 갭(g)의 높이 레벨보다 높게 솟아올라 있는 경우이다. 이 경우도, 도12의 (B)의 경우와 마찬가지로, 검사 주사가 이 기판 솟아오름(H3)까지 온 곳에서, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 중에서 그 기판 솟아오름(H3)이 투영된 1개 또는 몇 개의 수광 셀(Ji)의 수광량이 크게 저하하고, 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 유효 수광 에어리어(A')에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이, 및 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 유효 수광 에어리어(A")에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이에 상당히 큰 차분이 나타나고, 셀 수광량 신호 처리 회로(40)로부터 「이상」의 모니터 결과가 출력된다. 그리고, 이 모니터 결과 출력에 응답해서 제어부(28)는 즉시 도포 처리부(14)에 도포 처리를 정지시킨다.
도13의 (B)는, 기판(G)과 스테이지(10)의 사이에 크면서도 평탄한 이물(Q4)이 끼여 기판(G)이 완만하게 도포 갭(g)의 높이 레벨보다 높게 솟아올라 있는 경우 이다. 이 경우는, 검사 주사가 이 완만한 기판 솟아오름(H4)에 다다르면, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량은 조금씩 감소한다. 따라서, 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 유효 수광 에어리어(A')에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이, 및 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 유효 수광 에어리어(A")에 있어서의 해당 수광 셀(Ji)의 셀 수광량과의 사이에도 작은 차분밖에 나타나지 않는다. 특히, 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 유효 수광 에어리어(A')는 현시의 유효 수광 에어리어(A)보다 10㎜ 후방에서 그다지 멀어지지 않기 때문에, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 내에서 각 수광 셀(Ji)의 수광량이 점차 크게 감소해도, 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 유효 수광 에어리어(A') 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량과의 차분은 약간밖에 증가하지 않는다. 그러나, 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 유효 수광 에어리어(A")는 현시의 유효 수광 에어리어(A)보다 100㎜ 후방이기 때문에, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 내에서 각 수광 셀(Ji)의 수광량이 점차 크게 감소하면, 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 유효 수광 에어리어(A") 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량과의 사이에 큰 차분(차이)이 나오고, 제2 최대치 결정 회로(72)로부터 출력되는 수광량 차분의 최대치 Max(ji"-ji)가 기준치(K2)를 초과하게 되어, 비교 판정 회로(74)로부터 「이상」의 모니터 결과가 출력된다. 이 모니터 결과 출력에 응답해서 제어부(28)는 즉시 도포 처리부(14)에 도포 처리를 정지시킨다.
이와 같이, 통상은, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량으로 이루어지고 전(제2 설정 지연 시간(T2) 전)의 유효 수광 에어리어(A") 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량과의 차분의 크기만으로부터 현시의 검사 주사 위치 에 있어서의 실질적인 장해물의 유무를 대부분 확실히 판정할 수 있다. 그러나, 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 유효 수광 에어리어(A")의 검사 위치에서 임계치를 초과하지 않는 장해물이 있었던 경우는, 현시의 검사 위치에 도포 갭(g)의 높이 레벨을 약간 초과하는 장해물이 있어도 이것을 간과할 가능성이 있다. 그 경우에, 현시의 유효 수광 에어리어(A) 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량과 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 유효 수광 에어리어(A') 내의 각 수광 셀(Ji)의 수광량과의 차분이 이를테면 보험 또는 백업으로서 의미를 만들어 내고, 그 중의 최대치 Max(ji'-ji)가 기준치(K1)를 초과하여, 「이상」의 모니터 결과를 낼 수 있다.
상기와 같이, 이 실시 형태에 있어서의 장해물 검사 모니터(30)는, 장해물 검사의 주사에 이용하는 광 빔(LB)을 기판(G)의 상면으로부터 도포 갭(g)의 높이 레벨까지의 높이 공간을 여유를 가지고 커버할 수 있는 빔 사이즈 및 빔 높이 위치로 설정하고, 횡 일렬 또는 종횡 매트릭스상으로 다수의 수광 셀을 배열해서 이루어지는 수광부(34)의 수광면(34a)에서 임의의 위치 또는 높이로 유효 수광 에어리어(A)를 설정하고, 이 유효 수광 에어리어(A)에 포함되는 복수의 수광 셀로부터 얻어지는 셀 수광량 신호만을 선택적으로 읽어낸다. 그리고, 선택적으로 읽어낸 셀 수광량 신호에 근거해서, 유효 수광 에어리어 내의 각각의 수광 셀마다 현시의 수광량과 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 수광량 및 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 수광량의 차분을 연산하고, 양 수광량 차분의 최대치 Max(ji'-ji), Max(ji"-ji)의 적어도 한쪽이 기준치(K1, K2)를 초과하고 있는 경우는, 현시의 검사 주사의 위치에 도포 주사에 지장을 초래하는 장해물이 있다고 하는 판정 결과 「이상」의 모니터 결 과를 내도록 하고 있다.
이러한 실시 형태의 모니터 방식에 의하면, 도포 갭(g)의 사이즈에 비해서 현격히 작은 수광 셀마다의 수광량 변화를 도포 갭(g)의 사이즈에 비해서 현격히 큰 유효 수광 에어리어(A)의 범위에 걸쳐서 검사하므로, 어떤 장해물도 높은 해상도로 정확하게 그 크기를 검출하고, 이것에 의해 도포 주사상 지장을 초래할 우려가 있는 큰 장해물과 전혀 지장이 없는 작은 장해물을 적합하고 확실하게 구별하는 것이 가능하고, 전자의 장해물에 대해서는 레지스트 노즐(12)과 기판(G)의 충돌 또는 스쳐 닿음을 미연에 방지할 수 있음과 함께, 후자의 장해물에 대해서는 도포 처리의 쓸데없는(무의미한) 정지를 적절히 회피할 수 있다.
또한, 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 수광량 상태를 판정하기 위한 비교 기준치에 동일한 검사 주사에 있어서의 소정 시간 전의 수광량을 이용하므로, 수광부 내의 광전 변환 특성의 변화나 주위 상황(주위 광, 주위 온도 등)에 의해 수광부의 출력(수광량)이 받는 영향을 적합하고 확실하게 보상(캔슬)할 수 있다. 게다가, 조금 전(제1 설정시간(T1) 전)의 수광량과 상당히 전(제2 설정 시간(T2) 전)의 수광량 2개를 비교 기준치로 이용하므로, 모니터 판정의 정밀도 내지 신뢰성을 한층 향상시킬 수 있다.
이상, 매우 적합한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 여러 가지 변형이 가능하다.
예를 들면, 도14에, 장해물 검사 모니터(30)의 수광 셀 신호 처리 회로(40)에 포함되는 장해물 유무 판정 회로(54)의 다른 구성예를 도시한다. 이 구성예에 서는, 제1 차분 연산 회로(66), 제2 차분 연산 회로(70)의 후단에 제1 비교 판정 회로(76), 제2 비교 판정 회로(78) 및 장해물 사이즈 판정 회로(80)를 각각 설치한다.
제1 비교 판정 회로(76)는, 제1 차분 연산 회로(66)로부터 출력되는 각각의 수광 셀마다의 현시의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]와 제1 설정 지연 시간(T1) 전의 셀 수광량 신호[j1' 내지 jn']의 차분을 입력하고, 대소 비교에 의해, 그 중에서 제1 비교 기준치(K1)를 초과하고 있는 것이 있으면 그 해당하는 수광 셀을 산출하여, 그 수광 셀의 식별 정보를 장해물 사이즈 판정 회로(80)에 알린다. 제2 비교 판정 회로(78)는, 제2 차분 연산 회로(70)로부터 출력되는 각각의 수광 셀마다의 현시의 셀 수광량 신호[j1 내지 jn]와 제2 설정 지연 시간(T2) 전의 셀 수광량 신호[j1" 내지 jn"]의 차분을 입력하고, 대소 비교에 의해, 그 중에서 제2 비교 기준치(K2)를 초과하고 있는 것이 있으면 그 해당하는 수광 셀을 산출하여, 그 수광 셀의 식별 정보를 장해물 사이즈 판정 회로(80)에 알린다.
장해물 사이즈 판정 회로(80)는, 제1 비교 판정 회로(76) 및 제2 비교 판정 회로(78)로부터 수취한 해당 수광 셀 식별 정보로부터 수광량 차분치가 비교 기준치(K)를 초과하고 있는 해당 수광 셀의 범위 또는 영역을 산출하고, 그것을 소정의 비교 기준치(영역 사이즈)(M)와 비교해서, 이 비교 기준치(M)를 초과하지 않으면 「정상」, 초과하고 있으면 「이상」이라는 모니터 결과를 출력한다.
이 구성예에 있어서는, 유효 수광 에어리어(A) 내에 다수의 수광 셀이 종횡 매트릭스상으로 배치되어 있는 경우에 장해물의 크기(특히 높이 방향의 크기) 내지 형상을 한층 정확하게 검출할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서의 장해물 검사 모니터(30)는, 도포 주사 시에 검출한 장해물을 레지스트 노즐(12)의 하단이 기판(G)의 상면에 스쳐 닿음 내지 맞닿음 하는지의 여부의 관점으로부터 위험시해야 할 것과 무시할 수 있는 것으로 구별했지만, 레지스트 도포막의 막 두께 특성(특히 막 두께 균일성)의 관점으로부터 위험시해야 할 것과 무시할 수 있는 것으로 구별해서 모니터 결과를 내는 것도 가능하다.
또, 다른 변형예로서, 모니터 판정 정밀도의 어느 정도의 저하를 수반하지만, 현시의 검사 주사 위치에 있어서의 수광량 상태를 판정하기 위한 비교 기준치로서, 2개의 설정 시간(T1, T2) 전의 수광량이 아니라, 1개의 설정 시간 전의 수광량만으로 마치는 것도 가능하다. 또, 검사 주사를 도포 주사와 분리해서 실행하는 것도 가능하다. 또, 검사 주사 및/또는 도포 주사에 있어서 레지스트 노즐을 고정한 채로 기판 내지 스테이지측을 수평 이동시키는 도포 방식이나, 기판을 기체의 압력으로 스테이지 상에 부상시켜 지지하는 도포 방식에도 본 발명은 적용 가능하다.
상기한 실시 형태는 LCD용의 레지스트 도포 장치와 관련되는 것이었지만, 본 발명은 피처리 기판 상에 도포액을 공급하는 임의의 어플리케이션에 적용 가능하다. 본 발명에 있어서의 도포액으로서는, 레지스트액 이외에도, 예를 들면 층간 절연 재료, 유전체 재료, 배선 재료 등의 액체도 가능하다. 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 LCD용 유리 기판에 한하지 않고, 다른 플랫 패널 디스플레이용 기 판, 반도체 웨이퍼, CD기판, 포토마스크, 프린트 기판 등도 가능하다.
도1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 레지스트 도포 장치의 외관 구성을 도시하는 사시도.
도2는 실시 형태의 레지스트 도포 장치에 있어서의 도포 주사 및 검사 주사중의 주요부의 모습을 도시하는 부분측면도.
도3은 실시 형태에 있어서 스테이지상의 기판과 투광부, 수광부 및 광 빔 광로와의 관계를 도시하는 측면도.
도4는 실시 형태에 있어서 수광부의 수광면에 설치되는 수광 셀의 배열 구성 및 유효 수광 에어리어의 일 선택예를 도시하는 거의 정면도.
도5는 실시 형태에 있어서의 수광 셀의 배열 구성 및 유효 수광 에어리어의 다른 선택예를 도시하는 거의 정면도.
도6은 실시 형태에 있어서의 유효 수광 에어리어의 가장 심플한 기본 형태를 도시하는 거의 정면도.
도7은 실시 형태에 있어서의 셀 수광량 신호 처리 회로의 구성을 도시하는 블록도.
도8은 실시 형태의 셀 수광량 신호 처리 회로에 있어서의 장해물 유무 판정 회로의 구성예를 도시하는 블록도.
도9는 실시 형태의 레지스트 도포 장치에 있어서의 주요한 제어계의 구성을 도시하는 블록도.
도10은 실시 형태의 검사 주사에 있어서의 모니터링 피치의 일례를 도시하는 도.
도11은 실시 형태의 검사 주사에 있어서의 모니터링 피치의 다른 예를 도시하는 도.
도12는 실시 형태에 있어서의 장해물 검사의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도.
도13은 실시 형태에 있어서의 장해물 검사의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도.
도14는 실시 형태의 셀 수광량 신호 처리 회로에 있어서의 장해물 유무 판정 회로의 다른 구성예를 도시하는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 테이블
12 : 레지스트 노즐
14 : 도포 처리부
16 : 레지스트액 공급부
18 : 주사부
20 : 노즐 승강 기구
30 : 노즐 장해물 모니터
32 : 투광부
34 : 수광부
34a : 수광면
40 : 셀 수광량 신호 처리 회로

Claims (20)

  1. 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하고, 상기 기판에 대해서 상방의 근접한 위치로부터 미소한 갭을 개재시켜 처리액을 토출하는 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 행하여, 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 방법이며,
    상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 투광하는 투광부와 상기 광 빔을 수광하기 위한 수광면에 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀을 가지는 수광부를 서로 대향시켜 상기 기판의 양측에 배치하는 제1 스텝과,
    상기 도포 주사에 선행해서, 상기 기판의 일단으로부터 타단을 향해 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사를 행하는 제2 스텝과,
    상기 검사 주사의 이동중에, 일정한 사이클로, 상기 수광부의 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성하는 제3 스텝과,
    상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 현시의 수광량과 소정 시간 전의 수광량의 차분을 구하는 제4 스텝과,
    상기 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 제5 스텝과,
    상기 판정의 결과에 따라 상기 기판에 대한 상기 도포 주사의 동작을 제어하 는 제6 스텝을 가지는 도포 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제5 스텝이, 전체 수광 셀 중에서 상기 수광량 차분의 최대치가 상기 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하는 도포 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제5 스텝이, 각각의 수광 셀마다 상기 수광량 차분이 상기 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 상기 기준치를 초과하고 있는 것이 있으면 해당하는 수광 셀의 범위를 판정하는 도포 방법.
  4. 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하고, 상기 기판에 대해서 상방의 근접한 위치로부터 미소한 갭을 개재시켜 처리액을 토출하는 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사를 행하여, 상기 기판 상에 상기 처리액을 도포하는 도포 방법이며,
    상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 각각 투광 및 수광하도록 상기 기판의 양측에 투광부 및 수광부를 서로 대향시켜 배치하는 제1 스텝과,
    상기 도포 주사에 선행해서, 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사를 행하는 제2 스텝과,
    상기 검사 주사의 이동중에, 상기 광 빔을 수광하는 상기 수광부의 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 나타내는 수광량 신호를 생성하는 제3 스텝과,
    상기 수광부로부터 출력되는 상기 수광량 신호에 근거해서, 현시의 수광량과 제1 시간 전의 수광량의 차분 및 상기 현시의 수광량과 상기 제1 시간보다 긴 제2 시간 전의 수광량의 차분을 각각 제1 및 제2 수광량 차분으로서 구하는 제4 스텝과,
    상기 제1 및 제2 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 제5 스텝과,
    상기 판정의 결과에 따라 상기 기판에 대한 상기 도포 주사의 동작을 제어하는 제6 스텝을 가지는 도포 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수광부가, 상기 광 빔을 수광하는 수광면에 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀을 가지고,
    상기 제3 스텝이, 일정한 사이클로, 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 출력하고,
    상기 제4 스텝이, 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 연산하고,
    상기 제5 스텝이, 전체 수광 셀 중에서 상기 제1 또는 제2 수광량 차분 중 적어도 한쪽의 최대치가 상기 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하는 도포 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수광부가, 상기 광 빔을 수광하는 수광면에 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀을 가지고,
    상기 제3 스텝이, 일정한 사이클로, 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 출력하고,
    상기 제4 스텝이, 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 연산하고,
    상기 제5 스텝이, 각각의 수광 셀마다 상기 제1 및 제2 수광량 차분 중 적어도 한쪽이 상기 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 상기 기준치를 초과하고 있는 것이 있으면 해당 수광 셀의 범위를 판정하는 도포 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광부와 상기 수광부를 상기 주사의 방향에 있어서 상기 노즐의 전방에 배치해서 상기 노즐과 함께 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 도포 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제5 스텝에서 상기 광 빔의 광로 상에 도포 주사에 지장이 나올 우려가 있는 장해물이 있다고 하는 판정 결과가 나왔을 때는, 상기 제6 스텝에서 즉시 상기 노즐의 이동을 정지시키는 도포 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제5 스텝에서 상기 광 빔의 광로 상에 도포 주사에 지장이 나올 우려가 있는 장해물이 있다고 하는 판정 결과가 나왔을 때는, 상기 제6 스텝에서 즉시 상 기 노즐을 소정의 높이 위치까지 상승 이동시키는 도포 방법.
  10. 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상방에 미소한 갭을 개재시켜 노즐을 배치하고, 도포 주사를 위해서 상기 노즐로부터 처리액을 토출시키는 처리액 공급부와,
    도포 주사를 위해서 상기 노즐과 상기 기판을 수평 방향으로 상대적으로 이동시키는 도포 주사부와,
    상기 기판의 편측에 배치되어, 상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 투광하는 투광부와,
    상기 투광부와 서로 대향해서 상기 기판의 반대측에 배치되어, 상기 광 빔을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀로 수광하고, 일정한 사이클로 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성하는 수광부와,
    상기 도포 주사에 선행해서, 상기 기판의 일단으로부터 타단을 향해 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사부와,
    상기 검사 주사의 이동중에, 상기 수광부로부터 얻어지는 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 현시의 수광량과 소정 시간 전의 수광량의 차분을 연산하는 수광량 차분 연산부와,
    상기 수광량 차분 연산부로부터 얻어지는 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 판정부와,
    상기 판정부로부터 얻어지는 판정 결과에 따라 상기 도포 주사의 동작을 제어하는 제어부를 가지는 도포 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 판정부가, 모든 수광 셀 중에서 상기 수광량 차분의 최대치를 결정하고, 상기 수광량 차분의 최대치가 상기 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하는 도포 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 판정부가, 각각의 수광 셀마다 상기 수광량 차분을 상기 기준치와 비교해서, 상기 기준치를 초과하고 있는 것이 있으면 해당하는 수광 셀의 범위를 판정하는 도포 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수광부가, 일정 사이즈의 전체 수광 에어리어 내에 다수의 수광 셀을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치하고, 상기 전체 수광 에어리어의 일부를 형성하는 임의의 부분 에어리어를 유효 수광 에어리어로서 임의로 선택가능하게 하고,
    상기 수광량 차분 연산부가, 상기 유효 수광 에어리어에 포함되는 복수의 수광 셀로부터 얻어지는 셀 수광량 신호만을 상기 수광량 차분의 연산 처리에 이용하는 도포 장치.
  14. 피처리 기판을 소정의 높이 위치에서 거의 수평으로 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 지지되어 있는 상기 기판의 상방에 미소한 갭을 개재시켜 노즐을 배치하고, 도포 주사를 위해서 상기 노즐로부터 처리액을 토출시키는 처리액 공급부와,
    도포 주사를 위해서 상기 노즐과 상기 기판을 상대적인 수평 방향으로 이동시키는 도포 주사부와,
    상기 기판의 편측에 배치되어, 상기 기판의 상면 근방을 횡단하는 지향성이 높은 광 빔을 투광하는 투광부와,
    상기 투광부와 서로 대향해서 상기 기판의 반대측에 배치되어, 상기 광 빔을 수광해서 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 나타내는 수광량 신호를 생성하는 수광부와,
    상기 도포 주사에 선행해서, 상기 기판의 일단으로부터 타단을 향해 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 기판에 대해서 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 검사 주사부와,
    상기 검사 주사의 이동중에, 상기 수광부로부터 얻어지는 상기 수광량 신호에 근거해서 현시의 수광량과 제1 소정 시간 전의 수광량의 차분 및 상기 현시의 수광량과 상기 제1 시간보다 긴 제2 소정 시간 전의 수광량의 차분을 각각 제1 및 제2 수광량 차분으로서 연산하는 수광량 차분 연산부와,
    상기 제1 및 제2 수광량 차분을 소정의 기준치와 비교해서 판정을 행하는 판 정부와,
    상기 판정부로부터 얻어지는 판정 결과에 따라 상기 도포 주사의 동작을 제어하는 제어부를 가지는 도포 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수광부가, 상기 광 빔을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀로 수광하고, 일정한 사이클로 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성하고,
    상기 수광량 차분 연산부가, 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 연산하고,
    상기 판정부가, 모든 수광 셀 중에서 상기 제1 및 제2 수광량 차분의 최대치를 결정하고, 적어도 한쪽의 최대치가 상기 기준치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하는 도포 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 수광부가, 상기 광 빔을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치된 복수의 수광 셀로 수광하고, 일정한 사이클로 광전 변환에 의해 상기 광 빔의 수광량을 각각의 수광 셀마다 나타내는 셀 수광량 신호를 생성하고,
    상기 수광량 차분 연산부가, 상기 셀 수광량 신호에 근거해서 각각의 수광 셀마다 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 연산하고,
    상기 판정부가, 각각의 수광 셀마다 상기 제1 및 제2 수광량 차분을 상기 기준치와 비교해서, 상기 제1 및 제2 수광량 차분 중 적어도 한쪽이 상기 기준치를 초과하고 있는 경우는 해당 수광 셀의 범위를 판정하는 도포 장치.
  17. 제10항 내지 제12항 또는 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 주사부가, 상기 투광부 및 상기 수광부를 상기 주사의 방향에 있어서 상기 노즐의 전방에 배치해서 상기 노즐과 함께 상기 기판에 대해서 상대적으로 이동시키는 도포 장치.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 수광부가, 일정 사이즈의 전체 수광 에어리어 내에 다수의 수광 셀을 일렬 또는 매트릭스상으로 배치하고, 상기 전체 수광 에어리어 중의 원하는 일부의 에어리어를 유효 수광 에어리어로서 임의로 선택 가능하게 하고,
    상기 수광량 차분 연산부가, 상기 유효 수광 에어리어에 포함되는 복수의 수광 셀로부터 얻어지는 셀 수광량 신호만을 상기 수광량 차분의 연산 처리에 이용하는 도포 장치.
  19. 제13항에 있어서, 상기 기판의 두께에 따라서 상기 유효 수광 에어리어의 세로 방향의 위치 또는 사이즈를 가변 조정하는 도포 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 투광부로부터 출사된 상기 광 빔 중, 빔 하단부가 상기 기판의 일측면에 닿아 진로가 차단되고, 나머지 빔 부분이 상기 기판 상을 횡단 하여 상기 수광부에 수광되고, 상기 수광부에서는 상기 유효 수광 에어리어의 하단부가 상기 기판의 상면보다 낮은 위치에 설정되는 도포 장치.
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