KR20110128231A

KR20110128231A - 액 처리 장치

Info

Publication number: KR20110128231A
Application number: KR1020110036902A
Authority: KR
Inventors: 야스아키 노다; 아키라 후쿠토미; 다카후미 하야마
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-11-29
Also published as: JP2012009812A; US20110286738A1; CN102270560B; CN102270560A; KR101605923B1; US8356951B2; JP5457384B2; TWI500100B; SG176393A1; TW201220417A

Abstract

본 발명은 처리액 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 정확하게 판정할 수 있는 액 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
기판(W)의 표면에, 처리액 공급부(7)로부터 도포액(R)을 공급하여 기판의 표면을 향해 토출시켜 액 처리를 하는 액 처리 장치에 있어서, 처리액의 유로(10e)를 형성한 노즐(10)과, 노즐의 선단부(10d)로부터 기판 표면(W1) 사이의 영역에 광(L)을 조사하는 광원(110)과, 노즐과 기판 표면 사이의 영역을 촬상하는 촬상부(17)와, 노즐로부터 기판을 향해 처리액을 토출하기 위한 토출 신호를 출력하고 촬상부에 의해 촬상을 개시시키는 제어부(9a)와, 기판을 향해 토출되는 처리액 내에 광이 입사되어 처리액에 반사되었을 때의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 판정부(9b)를 구비한다.

Description

액 처리 장치{LIQUID PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이용 유리 기판(LCD 기판)과 같은 기판에 대하여, 처리액 노즐로부터 레지스트액이나 현상액 등의 처리액을 토출하는 액 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스나 LCD 기판의 제조 프로세스의 하나인 기판 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정은, 기판 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 레지스트막을 형성하고, 포토마스크를 이용하여 이 레지스트막을 노광한 후, 현상 처리를 행함으로써 원하는 패턴을 얻는 일련의 공정에 의해 행해지며, 이들 일련의 공정은 종래부터 도포, 현상 장치에 의해 행해지고 있다.

이 도포, 현상 장치는, 레지스트액의 도포를 행하는 도포 유닛, 노광 후의 웨이퍼에 현상액을 도포하는 현상 유닛 등의 액 처리 장치를 구비하고 있고, 높은 작업 처리량을 확보하기 위해서, 이들 도포 유닛이나 현상 유닛 등을 각각 복수 구비한 구성으로 되어 있다.

예컨대 도포액으로서 레지스트액을 도포하는 도포 유닛에서는, 기판 유지부인 스핀척의 주위를 둘러싸도록 컵체가 설치되어 있고, 이 스핀척에 유지된 웨이퍼의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하여 스핀척을 회전시킴으로써 레지스트액의 스핀 코팅이나 스핀 건조, 또한 사이드 린스 등의 처리가 행해지도록 되어 있다.

이 도포액으로서 사용되는 레지스트액은 고가의 것이 많아, 그 사용량의 삭감이 요구되고 있다. 예컨대, 300 ㎜ 기판의 전면(全面) 도포 처리에서의 사용량은 1 ㏄ 이하가 요구되는 것이며, 토출되는 시간도 짧고, 또한 토출량도 적기 때문에 유량계를 사용하여 계측하는 것은 어렵다. 또한, 최근의 도포, 현상 장치는 스페이스 절약화의 구조를 채용하여 세로 방향으로의 적층화가 진행되고 메인터넌스를 위한 스페이스도 좁아 육안 확인이 어렵다. 이러한 요구와 도포 환경 가운데서 처리 기판에 토출되어야 할 레지스트액이 토출되지 않는 경우나 도포액의 토출 상태가 정상이 아닌 경우에 그 발견이 늦어지면 대량의 불량 처리나 결함 처리를 야기할 우려가 있다.

이러한 경우를 상정하여, 노즐 선단부를 LED 램프 등의 광원으로부터 조명광으로 비추고, 노즐 선단부의 상태를 카메라로 촬상하여 촬상 정보를 취득하며, 촬상 정보를 해석하여 도포액의 액 떨어짐 등의 문제를 판단하는 기술이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2008-135679호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 것은, 노즐 선단부의 상태를 카메라로 촬상하여, 촬상 정보를 해석하는 것이기 때문에, 노즐로부터 토출되는 도포액의 토출의 유무나, 노즐로부터 토출되어 기판 상에 공급되는 동안의 도포액의 토출 상태의 변화, 예컨대 도포액 내에 기체가 혼입되는 기포 혼입 현상이나 도포액의 액 기둥(liquid column)이 가늘어지는 액 가늘어짐 현상이 발생해도 조기에 발견하는 것은 어려웠다.

본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것으로, 그 목적은, 처리액 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 정확하게 판정할 수 있는 액 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 액 처리 장치는, 기판 유지부에 수평으로 유지된 기판의 표면에, 처리액 공급부로부터 처리액을 공급하여 상기 기판의 표면을 향해 토출시켜 액 처리를 하는 액 처리 장치에 있어서, 상기 처리액 공급부로부터 공급되는 상기 처리액의 유로를 형성한 처리액 노즐과, 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 기판 표면 사이의 영역에 광을 조사하는 광원과, 상기 처리액 노즐과 기판 표면 사이 중의, 적어도 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 상기 기판 표면 사이의 영역을 촬상하는 촬상부와, 상기 처리액 노즐로부터 상기 기판을 향해 상기 처리액을 토출하기 위한 토출 신호를 출력하고 상기 영상부에 의해 촬상을 개시시키는 제어부와, 상기 기판을 향해 토출되는 처리액 중에 상기 광이 입사되어 상기 처리액에 반사되었을 때의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출의 유무 및 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 판정부를 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 광원으로부터 처리액 노즐의 선단부로부터 기판 표면 사이의 영역에 광을 조사하기 때문에, 기판을 향해 토출되는 처리액 내에 광이 입사되어 처리액에 반사됨으로써 처리액이 발광하며, 그 광의 명암을 촬상부가 촬상하고, 판정부는 그 촬상 결과에 기초하여, 처리액 내에 광이 입사되어 처리액에 반사되었을 때의 광의 명암을 식별함으로써, 처리액 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무, 예컨대 처리액 내에 기체가 혼입되는 기포 혼입 현상이나 처리액이 방울져 떨어지는 끊김 현상, 처리액의 액 기둥이 가늘어지는 액 가늘어짐 현상, 또는 처리액의 토출 시간 등을 판정할 수 있다.

또한, 광을 처리액 노즐의 선단부로부터 기판 표면 사이의 영역에만 조사하기 때문에, 처리액 노즐 등에 광이 직접 조사되어 불필요한 광의 반사가 발생하는 것을 억제할 수 있으므로, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광원은 상기 광을 기판 표면을 향해 조사하여, 상기 기판 표면에 반사되고 나서, 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 상기 기판 표면 사이의 영역에 조사하거나, 또는 상기 광원은 상기 광을 상기 기판 표면의 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 위치를 향해 조사하는 편이 좋다.

이와 같이 구성함으로써, 촬상부는 기판 표면에서 반사된 광을 포착하지 않고 광의 명암을 촬상할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 촬상부는, 상기 광의 상기 처리액에의 입사 각도와 동일한 반사각 방면에 설치되어도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 촬상부는, 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액에 반사된 광 중, 가장 광도가 높은 반사광의 광로상에서 촬상할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 처리액 노즐은, 광 투과성 부재로 형성되는 통형상체로 형성되고, 상기 촬상부는, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 상기 처리액에 반사된 광의 명암을 촬상 가능하게 형성되어 있는 편이 좋다.

이와 같이 구성함으로써, 촬상부는 처리액 노즐의 유로 내의 처리액에 반사된 광의 명암을 촬상할 수 있고, 판정부는, 처리액 노즐의 선단부로부터 기판 표면 사이의 영역의 촬상 결과 뿐만 아니라, 처리액 노즐의 유로 내의 촬상 결과에 기초하여 판정할 수 있기 때문에, 처리액 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 더 정확하게 판정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출의 유무 및 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 정보를 기억하는 기억부를 더 구비하고, 상기 판정부는, 상기 촬상 결과와 상기 기준 정보의 광의 명암을 비교한 결과에 기초하여 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출의 유무 및 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 편이 좋다. 또한, 상기 기준 정보는, 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있었을 때에 상기 촬상부에 의해 촬상된 촬상 결과여도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 판정부는, 처리액 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 더 정확하게 판정할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 처리액 노즐을 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방으로 반송하는 노즐 반송 기구를 더 구비하고, 상기 노즐 반송 기구에는, 상기 처리액 노즐이 직선 상에 병렬로 복수개 배치되어 있으며, 직선의 측방 방면에 배치된 하나의 광원으로부터, 모든 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 상기 기판 표면 사이의 영역에 상기 광을 라인형으로 조사하거나, 또는, 직선과 평행한 직선 상에 상기 처리액 노즐마다 배치된 광원으로부터 상기 광을 조사해도 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 광원은, 대칭 위치에 있는 제1 광원과 제2 광원이, 상기 처리액 노즐을 연직축으로 하고, 상기 촬상부와의 수평 방향의 각도가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치되어도 된다.

이 경우, 제1 광원과 제2 광원을 촬상부와의 수평 방향의 각도가 120도보다 작은 각도의 위치에 설치하면, 처리액의 측부의 광의 명암이 불선명해져, 처리액의 측부를 눈에 띄게 할 수 없다. 또한, 제1 광원과 제2 광원을 촬상부와의 수평 방향의 각도가 160도보다 큰 각도의 위치에 설치하면, 기판을 향해 토출되는 처리액의 측부로부터 촬상부를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도가 낮아, 처리액의 측부를 눈에 띄게 할 수 없다.

그래서, 전술한 바와 같이 구성함으로써, 양측에 설치된 제1 광원과 제2 광원으로부터 처리액 노즐 방향을 향해 광을 조사하여, 기판을 향해 토출되는 처리액의 측부로부터 촬상부를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 처리액의 측부의 광의 명암을 선명하게 하여, 처리액의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 광원은, 상기 처리액 노즐을 사이에 두고 상기 촬상부와 대향하는 측에 설치되고, 상기 처리액 노즐을 사이에 두고 상기 광원과 대향하는 측에 보조 광원을 더 설치해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 기판을 향해 토출되는 촬상부측의 처리액의 표면을 안정적으로 눈에 띄게 하여 광의 명암을 선명하게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 처리액 노즐은, 광 투과성 부재로 형성되는 통형상체로 형성되고, 상기 촬상부는, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 상기 처리액에 반사된 광의 명암을 촬상 가능하게 형성되어 있는 편이 좋다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 광원은, 또한 상기 처리액 노즐에 광을 조사하고, 상기 판정부는, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 처리액의 액면의 변화의 유무를 더 판정해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 처리액 노즐의 유로 내의 처리액의 액면의 변화의 유무, 예컨대 처리액 노즐의 유로 내에서 대기하는 처리액의 정해진 액면 위치로부터의 상승 또는 하강, 나아가서는 액면의 형상의 변화의 유무 등을 판정할 수 있다. 여기서, 정해진 액면 위치란, 처리액 노즐의 선단부로부터 처리액이 토출되고 있지 않은 상태에 있어서, 처리액 노즐의 유로 내에 있어서 미리 설정되는 석백(suck back)된 처리액의 액면이 대기하는 위치이다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 광원은, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 상기 처리액의 정해진 액면 위치보다 상방에 설치되고, 상기 액면 위치에 있는 액면에 대하여 상기 광원과 상기 촬상부가 이루는 연직 방향의 각도가 120도로부터 160도의 위치에 설치되는 편이 좋다.

이 경우, 액면 위치에 있는 액면에 대하여 광원과 촬상부가 이루는 연직 방향의 각도가 120도보다 작은 각도의 위치에 설치되면, 처리액의 액면으로부터 촬상부를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도가 낮아, 처리액의 액면을 눈에 띄게 할 수 없다. 또한, 액면 위치에 있는 액면에 대하여 광원과 촬상부가 이루는 연직 방향의 각도가 160도보다 큰 각도의 위치에 설치되면, 처리액의 액면의 광의 명암이 불선명해져, 처리액의 액면을 눈에 띄게 할 수 없다.

그래서, 전술한 바와 같이 구성함으로써, 처리액 노즐의 유로 내의 처리액의 액면에 직접 조사되는 광과, 기판에 반사되고 액면에 조사된 광을, 처리액의 액면에 조사하여, 처리액의 액면으로부터 촬상부를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 처리액의 액면의 광의 명암을 선명하게 하여, 처리액의 액면을 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 액 처리 장치에 따르면, 처리액 노즐로부터의 처리액의 토출의 유무 및 처리액 노즐로부터 토출되는 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 정확하게 판정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 액 처리 장치를 적용한 도포 유닛을 도시하는 평면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 2는 상기 도포 유닛 내의 액 처리부와 도포액을 공급하는 공급 유닛을 도시한 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에서의 처리액 노즐이 기판의 상방으로 이동한 상태를 도시하는 측면도(a) 및 처리액 노즐로부터 도포액을 토출한 상태를 도시하는 측면도(b) 및 (b)의 I부 확대 단면도(c)이다.
도 4는 상기 도포 유닛의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 복수의 노즐에 하나의 광원으로부터 광을 조사하는 상태를 도시하는 개략 평면도(a) 및 복수의 노즐에 각 노즐마다 광원을 설치하여 각각의 광원으로부터 광을 조사하는 상태를 도시하는 개략 평면도(b)이다.
도 6은 판정부에 의한 판정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태에서의 카메라에 의해 촬영한 정상적인 정지 동작을 도시하는 촬상도(a), 도포액의 정상적인 토출 동작을 도시하는 촬상도(b), 끊김·기포 혼입의 발생 시의 촬상도(c), 액 가늘어짐의 발생 시의 촬상도(d)이다.
도 8은 광원으로부터 도포액의 토출 위치를 향해 광을 조사하는 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 9는 도포액에 반사되는 광의 입사각과 동일한 반사각 방면에 카메라를 설치한 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에서의 처리액 노즐이 기판의 상방으로 이동한 상태를 도시하는 개략 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에서의 처리액 노즐이 기판의 상방으로 이동한 상태를 도시하는 개략 평면 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시형태에서의 카메라에 의해 촬영한 정상적인 정지 동작을 도시하는 촬상도(a), 도포액의 정상적인 토출 동작을 도시하는 촬상도(b) 및 액 가늘어짐의 발생 시의 촬상도(c)이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시형태에서의 카메라에 의해 촬영한 정상적인 정지 동작을 도시하는 촬상도(a), 액면 상승의 발생 시의 촬상도(b) 및 액면 하강의 발생 시의 촬상도(c)이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에서의 처리액 노즐이 기판의 상방으로 이동한 상태를 도시하는 개략 측면도이다.
도 15는 처리액 노즐을 연직축으로 하는 광원과 촬상부와의 수평 방향의 각도에 대해서, 90도로부터 180도까지 10도마다 광원을 이동시키고, 이동마다 촬상부가 촬상하는 실험예를 도시하는 개략 평면 단면도이다.
도 16은 도 15에 도시한 실험예의 촬상 결과를 도시하는 사진이다.
도 17은 액면 위치에 있는 액면에 대하여 광원과 촬상부가 이루는 연직 방향의 각도에 대해서, 90도로부터 180도까지 10도마다 광원을 이동시키고, 이동마다 촬상부가 촬상하는 실험예를 도시하는 개략 측면도이다.
도 18은 도 17에 도시한 실험예의 촬상 결과를 도시하는 사진이다.
도 19는 상기 도포 유닛을 적용한 도포, 현상 장치의 실시형태를 도시하는 개략 평면도이다.
도 20은 상기 도포, 현상 장치의 개략 사시도이다.
도 21은 상기 도포, 현상 장치의 개략 종단면도이다.

<제1 실시형태>

본 발명의 제1 실시형태에 따른 액 처리 장치를, 기판[이하에서는 웨이퍼(W)라고 함]에, 처리액인 레지스트액 및 레지스트액을 확산시키기 쉽게 하기 위한 시너[이하, 이들을 총칭하여 도포액(R)이라고 함]를 도포하는 도포 유닛에 적용한 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서의 도포 유닛의 구성의 개요를 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서의 도포 유닛(1)은, 상자형의 케이스(30) 내에, 가로 방향(도면 중의 Y방향)으로 일렬로 배열된 3개의 액 처리부(2a, 2b, 2c)와, 이들 액 처리부(2a, 2b, 2c)에 레지스트액이나 시너 등의 도포액(R)을 공급하는 복수 개의 처리액 노즐(10)[이하, 노즐(10)이라고 함]과, 이 노즐(10)을 반송하기 위한 노즐 반송 기구(20)와, 노즐(10)을 대기시키는 노즐 버스(14)와, 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트막의 둘레 가장자리부를 제거하기 위한 에지 비드 리무버(Edge Bead Remover: EBR) 기구(6)를 구비한다.

액 처리부(2a, 2b, 2c)는, 공통의 구성을 구비하고 있으며, 기판 유지부로서의 스핀척(41)과, 이 스핀척(41)에 유지되어 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치된 컵체(5)를 구비한다. 이하, 액 처리부(2a, 2b, 2c)(이하에 부호 2로 대표함)의 구성에 대해서 설명한다.

스핀척(41)은 웨이퍼(W)의 이면측 중앙부를 흡인 흡착하여 수평으로 유지하기 위한 기판 유지부로서의 역할을 수행한다. 도 2에 도시하는 바와 같이 스핀척(41)은 축부(42)를 통해 구동 기구(스핀척 모터)(43)에 연결되어 있고, 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서 회전 및 승강 가능하게 구성되어 있다. 스핀척(41)의 측방에는, 승강 기구(44a)에 연결된 승강핀(44)이 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 승강될 수 있도록 설치되어 있고, 후술하는 반송 수단[반송 아암(A3)]과의 협동 작용에 의해 케이스(30)의 외부로부터 반입되어 온 웨이퍼(W)를 전달할 수 있도록 되어 있다. 또한 도 1의 (b)에 나타낸 도면 부호 30a는, 반송 수단에 면하는 케이스(30) 벽면에 형성된 웨이퍼(W)의 반입출구이다.

컵체(5)는, 스핀 코팅 등을 행할 때에 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써 비산한 미스트가 케이스(30) 내부로 튀는 것을 억제하여 도포 유닛(1) 밖으로 배출하는 역할을 수행한다. 컵체(5)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 경사진 링형의 제1 링 부재(51)와 제2 링 부재(52)가 설치되어 있고, 이들 링 부재(51, 52) 사이의 간극은, 웨이퍼(W)로부터 비산한 미스트를 포함하는 기체가 통류(通流)하는 기체 유로(51a)로 되어 있다. 웨이퍼(W)로부터 비산한 액체는 기체 유로(51a)에 형성된 액 받이부(54)로 안내되고, 드레인 포트(56)로부터 배출된다. 한편, 기체 유로(51a)를 통류한 기체는 배기 포트(55)로부터 도시하지 않은 배기 덕트를 통해 케이스(30) 밖으로 배출된다.

다음으로, 노즐(10) 및 그 노즐 반송 기구(20)의 구성에 대해서 설명한다. 노즐(10)은, 스핀척(41)에 유지된 웨이퍼(W) 표면에 도포액(R)을 공급(토출)하는 역할을 수행한다. 본 실시형태에서의 도포 유닛(1)은, 예컨대 농도나 성분이 다른 10종류의 레지스트액과, 웨이퍼(W) 상에서 레지스트액을 확산시키기 쉽게 하기 위한 시너를 공급할 수 있도록, 11개의 노즐(10)을 구비하고 있다(도 5 참조). 또한, 도 1의 (a) 및 도 2에서는 도시의 편의상 노즐(10)의 개수를 생략해서 도시하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 10종류의 레지스트액과 시너를 공급하기 위해서 11개의 노즐(10)을 구비하고 있으나, 예컨대 임의의 액 처리 장치에 있어서 토출하는 처리액이 1종류이면 1개의 노즐이어도 된다.

도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 노즐 반송 기구(20)는 노즐(10)을 유지하는 노즐 아암(11)과, 이 노즐 아암(11)을 지지하는 기대(基臺; 12)와, 기대(12)의 주행 궤도를 이루는 레일(13)과, 레일(13) 상에서 기대(12)를 이동시키는 구동 기구(15)(도 4 참조)로 구성되어 있다.

도 3의 (a), 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이 노즐 아암(11)은, 11개의 노즐(10)을 유지하는 노즐 헤드부(11a)와, 이 노즐 헤드부(11a)를 지지하는 아암부(11b)로 구성되어 있다. 노즐 헤드부(11a)의 하면에는, 전술한 노즐(10)의 기부(基部; 10b)를 끼워 넣을 수 있는 형상으로 되어 있고, 노즐(10)의 기부(10b)를 삽입하는 것만으로 각각의 노즐(10)을 유지할 수 있도록 되어 있다. 이 결과, 11개의 노즐(10)은 선단부(10d)를 하향으로 한 상태로 일렬로 배열되고, 또한, 이들의 배열 방향이 도 1의 (a)에 도시한 노즐(10)의 반송 방향과 일치하도록 배치된다. 한편, 노즐 헤드부(11a)의 기부측에는 후술하는 공급 유닛(7)의 공급관(71)이 접속되어 있고, 노즐 헤드부(11a) 내부를 통해 노즐(10)에 도포액(R)을 공급할 수 있도록 되어 있다.

아암부(11b)는, 스핀척(41)에 유지된 웨이퍼(W)의 대략 중앙부의 상방에서 노즐(10)을 반송할 수 있도록, 노즐 헤드부(11a)와 기대(12) 사이에 설치된 지지 부재이다. 기대(12)는, 구동 기구(15)에 부착되어 있고, 레일(13) 상에서 기대(12)를 이동시킴으로써, 노즐 아암(11)을 도 1의 (b)에 도시한 Y방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 기대(12)는, 도시하지 않은 승강 기구를 구비하고 있고, 아암부(11b)의 기부는 이 승강 기구에 부착되어 있다. 이에 따라 노즐 아암(11)은, Z방향을 자유롭게 승강할 수 있도록 되어 있다.

이상의 구성에 의해, 노즐(10)을 웨이퍼(W)의 대략 중앙부 상방까지 이동시키고, 그 위치로부터 웨이퍼(W)에 도포액(R)을 공급할 수 있다.

EBR 기구(6)는, 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트막의 둘레 가장자리부의 박리 등을 방지하기 위해서 레지스트막을 제거하는 린스액을 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부에 공급하는 역할을 수행한다. 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 린스액을 토출하는 노즐을 유지하는 EBR 아암(61)과, 이 EBR 아암(61)을 이동시키는 기대(62)와, 기대(62)의 주행 궤도를 이루는 레일(63)과, 린스액의 공급을 행하지 않을 때에 노즐(10)을 얹어 놓아 대기시키는 EBR 노즐 버스(64)를 구비한다.

다음으로 노즐(10)에 도포액(R)을 공급하는 공급 유닛(7)(처리액 공급부)의 구성에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 공급 유닛(7)은, 예컨대 도포액(R)을 모아 둔 도시하지 않은 공급 탱크와, 이 공급 탱크에 가스를 공급하여 그 내부를 가압함으로써 공급 탱크 내의 도포액(R)을 도포 유닛(1)을 향해 보내기 위한 도시하지 않은 가압부를 포함하는 도포액 공급 기구(70)를 도포액(R)의 종류에 대응하는 수만큼 구비한다.

도포액 공급 기구(70)는, 도포액(R)의 공급 정지를 전환하기 위한 에어 오퍼레이티드 밸브(72)와, 도포액(R)을 공급하고 있지 않을 때에 노즐(10)의 선단부로부터 도포액(R)을 인입하기 위한 석백 밸브(suck back valve; 73)를 통해 공급관(71)에 의해 각 노즐(10)에 접속되어 있고, 10종류의 레지스트액과 시너를 전환하여 공급할 수 있도록 되어 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 도포 유닛(1)이나 공급 유닛(7)은 각 기기의 동작을 통괄 제어하는 제어 유닛(9)과 접속되어 있다. 또 제어 유닛(9)은, 본 실시형태에서의 도포 유닛(1)을 구비하는 도포, 현상 장치 전체의 동작을 통괄 제어하는 기능도 겸비하고 있다.

이상의 구성에 기초하여 도포 유닛(1)에 의해 웨이퍼(W)에 도포액(R)을 도포하는 동작에 대해서 간단히 설명한다. 외부의 반송 수단에 의해 3개의 반입출구(30a) 중 어느 하나로부터 케이스(30) 내에 반입된 웨이퍼(W)는, 승강핀(44)에 의해 이면측이 지지되고, 반송 수단을 케이스(30) 밖으로 퇴피시키고 승강핀(44)을 하강시킴으로써, 반입된 반입출구(30a)에 대응하는 액 처리부(2)의 스핀척(41)에 전달된다.

그리고, 노즐 반송 기구(20)를 작동시켜, 시너 분위기로 되어 있는 노즐 버스(14) 상에서 대기시킨 노즐(10)을 들어올려, 도 1의 Y방향으로 반송한다. 계속해서 시너를 공급하는 노즐(10)이 웨이퍼(W)의 대략 중앙 상방의 위치에 도달하면 노즐 아암(11)의 이동을 정지하고, 그 위치에서 노즐 아암(11)을 하강시킨다. 그 후 정지해 있는 웨이퍼(W) 상에 노즐(10)로부터 시너를 공급한 후, 상기 처리에서 도포하는 레지스트액의 공급 노즐(10)이 웨이퍼(W)의 대략 중앙 상방에 위치하도록, 노즐 아암(11)을 이동시킨다. 이 이동 동작과 병행하여, 스핀척(41)을 예컨대 고속 회전시키고, 그 회전 중인 웨이퍼(W) 상에 레지스트액을 토출, 정지하여 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 확산시키는 스핀 코팅을 행한다.

계속해서 스핀척(41)을 저속으로 회전시켜, 스핀 코팅한 레지스트막의 막압을 균일하게 하고, 계속해서 다시 고속 회전시킴으로써 코팅한 레지스트액의 스핀 건조를 행한다. 이 동안에, 노즐 반송 기구(20)는 전술한 경로와는 반대의 경로로 노즐 아암(11)을 이동시키고, 도포액(R)의 공급이 완료된 노즐(10)을 노즐 버스(14)에서 대기시키며, 레지스트액의 건조를 억제한다.

한편, 스핀 건조가 완료된 웨이퍼(W)에 대해서는 대응하는 EBR 기구(6)를 가동시켜, 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부에 도포한 레지스트막을 제거한다.

레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 반입 시와는 반대의 순서로 반송 수단에 전달되어 도포 유닛(1)으로부터 반출된다. 이렇게 해서 각 액 처리부(2)에는, 도포, 현상 장치에 정해진 웨이퍼(W)의 반송 사이클에 따라 웨이퍼(W)가 예컨대 24초 간격으로 순차 반송되어, 동일한 처리가 행해진다.

이상에 설명한 구성에 더하여, 본 발명에 따른 도포 유닛(1)은, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 광 예컨대 레이저광(L)을 조사하는 광원 예컨대 레이저 광원(110)과, 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역을 촬상하는 촬상부 예컨대 CCD 카메라 등의 카메라(17)와, 노즐(10)로부터 웨이퍼(W)를 향해 도포액(R)을 토출하기 위한 토출 신호를 출력하고 카메라(17)에 의해 촬상을 개시시키는 제어부(9a)와, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R) 중에 광이 입사되어 도포액(R)에 반사(난반사를 포함함. 이하 동일)되었을 때의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 판정부(9b)를 구비한다. 이하, 이들의 구성에 대해서 설명한다.

카메라(17)는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 노즐 반송 기구(20)의 노즐 아암(11)에 고정 부재를 통해 고정되어 있다. 이 카메라(17)는, 각 노즐(10)을 촬상할 수 있도록, 노즐 헤드부(11a)에 유지된 노즐(10)의 배열 방향과 대략 직교하는 방향으로부터 노즐(10)을 촬상하는 구성으로 되어 있다. 또한, 카메라(17)는 예컨대 광각 렌즈를 구비하고 있고, 일렬로 배열된 모든 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역을 촬상 영역에 들어가게 하도록 설정되어 있다. 또한 카메라(17)는, 이미지 센서이면 되고, CCD 이외의 C-MOS 타입의 것이어도 물론 좋다. 또한, 카메라(17)는, 반드시 노즐 아암(11)에 고정되어 있을 필요는 없다.

또한, 도 3의 (a), 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 노즐 헤드부(11a)의 하면의 노즐(10)과 카메라(17) 사이에는 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 레이저광(L)을 조사하는 레이저 광원(110)이 설치되어 있다. 레이저 광원(110)은, 예컨대 반도체 레이저이며, 지향성이 강한 레이저광(L)은, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에만 정확하게 조사할 수 있다. 레이저 광원(110)에는 도시하지 않은 각도 조절 수단이 구비되어 있고, 레이저광(L)을 조사하는 각도를 조정할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 레이저광(L)을 조사하였으나, LED 광원으로부터의 광을 집광하여 조사해도 된다.

또한, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 노즐 아암(11)의 노즐 헤드부(11a)에 유지된 11개의 노즐(10)은 직선 상에 병렬로 배치되어 있고, 노즐 아암(11)에 부착된 하나의 레이저 광원(110)으로부터, 모든 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 레이저광(L)을 라인형으로 조사하고 있다. 화살표의 방향이 레이저광(L)을 조사하는 방향이다.

도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 노즐 아암(11)의 노즐 헤드부(11a)에 유지된 노즐(10)은, 기부(10b)와 통형상부(10c)로부터 형성되는 통형상체이며, 기부(10b)를 노즐 아암(11)의 노즐 헤드부(11a)에 부착할 수 있도록 되어 있다. 노즐 내부에는 도포액(R)의 유로(10e)가 형성되어 있고, 노즐 아암(11)측으로부터 공급된 도포액(R)을 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼(W)를 향해 토출할 수 있도록 되어 있다. 노즐(10)의 통형상부(10c)는, 광 투과성 부재로 형성되며, 예컨대 석영이나 투명한 수지로 형성된다. 이와 같이 구성함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R) 내를 난반사하여 발광하는 광은 노즐(10)의 통형상부(10c)를 투과할 수 있다.

본 발명에 따른 도포 유닛(1)은, 예컨대 농도나 성분이 다른 10종류의 레지스트액과, 웨이퍼(W) 상에서 레지스트액을 확산시키기 쉽게 하기 위한 시너가 11개의 노즐(10)로부터 공급된다. 도포액(R)은, 농도나 성분에 의해 다른 고유의 반사율을 갖고 있고, 미리 측정된 각 도포액의 반사율은 기준 정보로서 기억부(95)에 기억되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 카메라(17)는, 도시하지 않은 A/D 변환기를 통해 제어 유닛(9)과 접속되어 있다. 제어 유닛(9)의 판정부(9b)는 카메라(17)로부터 취득한 촬상 결과에 기초하여, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하고, 판정 결과를 표시 조작부(8)에 표시한다. 이하, 이들의 기능의 세부 사항에 대해서 설명한다.

제어 유닛(9)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서의 도포 유닛(1)을 포함하는 도포·현상 장치 전체를 통괄 제어하는 제어부(9a)와, 카메라(17)에 의한 촬상 결과인 화상의 처리나, 그 처리 결과에 기초하여 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 판정부(9b)를 구비한다.

제어부(9a)는, 중앙 연산 처리 장치(CPU)(90)와, 프로그램 저장부(91)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. 프로그램 저장부(91)는, 카메라(17), 노즐 반송 기구(20)의 구동 기구(15)나 도포액 공급 기구(70), 에어 오퍼레이티드 밸브(72), 석백 밸브(73), 레이저 광원(110)에 도포 처리를 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램(「프로세스용 프로그램」이라고 나타내고 있음)을 저장하는 역할을 수행한다. 또한, 판정부(9b)에서 독립적으로 판정된 도포액(R)의 토출의 유무 등의 정보에 기초하여, 도포 유닛(1), 공급 유닛(7) 내의 각 기기를 작동시키고, 이들의 사상에 대한 대처 동작이나 메인터넌스 관리를 실행하기 위한 스텝군을 구비한 컴퓨터 프로그램(「대처 동작용 프로그램」, 「메인터넌스 관리용 프로그램」이라고 나타내고 있음)이 저장되어 있어도 된다. 프로그램 저장부(91)는, 예컨대 자기 디스크 등의 기억 매체에 의해 구성되어 있다.

판정부(9b)는 예컨대 중앙 연산 처리 장치(CPU)(90a)와, 프로그램 저장부(94)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. 프로그램 저장부(94)는, 카메라(17)로부터 취득한 촬상 결과에 화상 처리를 실시하거나, 이 촬상 결과에 기초하여 도포액(R)의 토출의 유무 등을 판정하기 위한 스텝군을 구비한 컴퓨터 프로그램(「화상 처리용 프로그램」, 「판정용 프로그램」이라고 나타내고 있음)을 저장하는 역할을 수행한다. 프로그램 저장부(94)는, 예컨대 자기 디스크 등의 기억 매체에 의해 구성되어 있다.

화상 처리용 프로그램에 의한 화상 처리에 대해서 설명하면, 전술한 바와 같이 카메라(17)는 일렬로 배열된 모든 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역을 촬상 영역에 들어가게 하도록 설정되어 있기 때문에, 카메라(17)는 이 영역을 촬상 결과로서 판정부(9b)에 출력한다. 판정부(9b)는 입력된 촬상 결과를, 판정에 필요한 촬상 범위로 잘라내기 위해서, 화상 처리용 프로그램을 실행하여 화상 처리를 한다. 예컨대, 도 7의 화상은, 판정부(9b)에 있어서 화상 처리용 프로그램을 실행하여 잘라낸 촬상 결과이다.

판정부(9b)는 도포액(R)의 토출의 유무 및 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하기 위해서, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있었을 때에 카메라(17)에 의해 촬상된 촬상 결과를 기억하기 위한 기억부(95)를 더 구비한다. 기억부(95)는, 자기 디스크 등의 기억 매체에 의해 구성되어 있다.

제어 유닛(9)에는 또한 표시 조작부(8)가 접속되어 있고, 표시 조작부(8)는 제어 유닛(9) 내의 판정부(9b)의 지시에 기초하여 판정의 결과를 모니터에 표시하여, 작업자에게 판정부(9b)에 의한 판정의 결과를 전달하는 역할을 수행한다.

다음으로, 레이저 광원(110)으로부터 조사된 레이저광(L)의 거동에 대해서 설명한다. 도 3의 (a), 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 레이저 광원(110)은, 레이저광(L)을 카메라(17) 방향으로부터 웨이퍼 표면(W1)으로, 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출되는 토출 위치(T) 바로 앞의 조사 위치(T1)를 향해 조사한다. 그리고, 레이저광(L)은 웨이퍼 표면(W1)에 반사되고 나서, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 조사된다. 각도 조절 수단에 의해, 레이저광(L)을 조사하는 각도를 조정하여, 레이저광(L)이 도 3의 (a)와 같은 광로를 취하도록 설정되어 있다.

노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 조사된 레이저광(L)은, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 도포액(R)이 토출되고 있지 않은 상태의 경우에는, 해당 영역에 광을 반사하는 물체는 존재하지 않기 때문에, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에서 난반사하지 않고서 그 영역을 통과한다.

이 상태를 카메라(17)에 의해 촬상하면, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 된다. 레이저광(L)의 반사광은 확인되지 않고, 화상 전체가 명도(V0)(암부)를 표시한다.

한편, 노즐(10)로부터 도포액(R)을 토출한 상태를 도 3의 (b), 도 3의 (c)에 도시한다. 광의 움직임을 화살표로 도시하고 있다. 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 토출된 도포액(R)은, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이에 액 기둥(R1)을 순간적으로 형성한다. 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 조사된 레이저광(L)은, 액 기둥(R1)에 조사되어 액 기둥(R1) 내부를 난반사하여, 액 기둥(R1)을 발광시킨다. 난반사된 레이저광(L)은 통형상부(10c) 내부의 유로(10e) 내에 있는 도포액(R)까지 도달하고, 통형상부(10c)는 광 투과성 부재로 형성되어 있기 때문에, 유로(10e) 내에 있는 도포액(R)에 대해서도 발광을 확인할 수 있다.

이 상태를 카메라(17)에 의해 촬상하면, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 된다. 액 기둥(R1)은, 레이저광(L)의 반사광이 직접 카메라(17)에 도달하기 때문에, 가장 밝은 명도(V3)를 확인할 수 있다. 노즐(10)의 유로(10e) 내에 있는 도포액(R)의 반사광은, 통형상부(10c)를 투과하여 카메라(17)에 도달하기 때문에, 액 기둥(R1)보다, 약간 명도가 떨어진 명도(V2)를 확인할 수 있다. 그리고, 통형상부(10c)를 투과하는 반사광 중 일부가 반사하여 카메라(17)에 도달하기 때문에, 통형상부(10c)는 더 명도가 떨어진 명도(V1)로서 확인된다. 또한, 노즐(10)과 액 기둥(R1) 주위에는 반사하는 물체가 존재하지 않기 때문에 명도(V0)가 확인된다.

다음으로, 본 발명에 따른 도포 유닛(1)의 판정부(9b)의 판정에 대해서 설명한다. 먼저, 판정부(9b)는 기준 정보를 기억부(95)에 기억시킨다. 기준 정보란, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있을 때, 작업자의 제어 유닛(9)에 대한 지시에 의해 카메라(17)에 의해 촬상된 촬상 결과이다. 그래서, 도포액(R)의 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있을 때에 예컨대 200 ㎳의 간격으로 카메라(17)로부터 촬상 결과를 취득한다. 이 촬상 결과는, 카메라(17)로 촬상된 아날로그 화상을 예컨대 256계조 표시가 가능한 정해진 해상도의 8비트의 디지털 신호로 변환되어 있다. 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있을 때에 취득되는 화상은, 전술한 바와 같이, 도 7의 (a): 정상적인 정지 동작을 나타내는 기준 정보, 도 7의 (b): 정상적인 토출 동작을 나타내는 기준 정보이다. 기억부(95)는 이 2개의 화상을 기준 정보로서 기억한다. 또한, 기준 정보는, 기억부(95)로부터의 출력에 의해 표시 조작부(8)의 모니터에 표시되고, 작업자는 기준 정보를 확인 및 선택할 수 있도록 구성되어 있다.

기억부(95)에 기준 정보를 기억한 판정부(9b)는, 촬상 결과와 기준 정보의 도포액(R) 중을 난반사하는 광의 명암을 비교한 결과에 기초하여 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정할 수 있다.

도 6은 판정부(9b)에 의한 판정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도포 유닛(1)이 가동을 개시하면(스타트), 판정부(9b)는, 카메라(17)로부터 출력되는 촬상 결과를 취득하고(단계 S101), 후술하는 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력의 유무에 의해(단계 S102), 기준 정보[도 7의 (a) 또는 도 7의 (b)]와 동일한지의 여부를 판정한다(단계 S103, S106). 기준 정보와 동일하다고 판정되는 경우에는, 상기 단계를 반복한다. 한편, 기준 정보와 동일하지 않다고 판정된 경우에, 판정부(9b)는 화상 해석에 의해 원인을 특정하고(단계 S104), 표시 조작부(8)에 원인에 따른 경고 표시를 한다(단계 S105).

구체적으로 설명하면, 제어부(9a)는, 프로세스용 프로그램을 실행하여, 카메라(17), 노즐 반송 기구(20)의 구동 기구(15)나 도포액 공급 기구(70), 에어 오퍼레이티드 밸브(72), 석백 밸브(73), 레이저 광원(110)을 작동시킨다(스타트). 그리고, 노즐(10)로부터 도포액(R)을 토출시킬 때, 제어부(9a)는, 에어 오퍼레이티드 밸브(72)에 도포액(R)의 토출 신호를 출력함과 동시에 판정부(9b)에 확인 신호를 출력한다.

토출 신호에 의해 에어 오퍼레이티드 밸브(72)가 개폐되어, 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출되면, 그 동작을 카메라(17)가 촬상하고, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 출력한다(단계 S101). 판정부(9b)는, 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 있는 것을 판정한 후에(단계 S102: Y), 화상 결과와 기억부(95)에 기억하고 있는 기준 정보[도 7의 (b)]의 광의 명암을 비교 해석한다. 그 결과, 판정부(9b)에 의해 촬상 결과와 기준 정보가 동일하다고 식별된 경우, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출은 있다고 판정된다(단계 S103: Y). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 신호를 출력하지 않는다(단계 S101로 되돌아감). 또한, 표시 조작부(8)는 판정부(9b)로부터의 신호가 입력되지 않으면 「정상」을 표시하도록 구성되어 있다. 또한, 비교 해석이나 화상 해석은 판정용 프로그램을 실행하여 행한다.

또한, 카메라(17)가 촬상하여, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 보낸다(단계 S101). 판정부(9b)는, 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 없는 것을 판정한 후에(단계 S102: N), 촬상 결과와 기준 정보[도 7의 (a)]의 광의 명암을 비교 해석한다. 그 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하다고 식별된 경우, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출은 없다고 판정된다(단계 S106: Y). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 신호를 출력하지 않고(단계 S101로 되돌아감), 표시 조작부(8)는 「정상」을 표시한 상태이다.

한편, 카메라(17)가 촬상하여, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 출력하고(단계 S101), 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 상기 확인 신호의 입력이 있음에도 불구하고(단계 S102: Y), 판정부(9b)에 의해 촬상 결과와 기준 정보[도 7의 (b)]를 비교 해석한 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하지 않다고 식별되고(단계 S103: N), 또한 화상 해석의 결과, 도 7의 (a)에 도시하는 화상과 동일하다고 식별된 경우에는, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출은 없다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 토출 무」를 경고 표시시킨다(단계 S105).

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도포 유닛(1)은 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무를 판정할 수 있으나, 또한 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정할 수 있다.

예컨대, 카메라(17)가 촬상하여, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 출력하고(단계 S101), 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 없다고 판정했음에도 불구하고(단계 S102: N), 판정부(9b)에 의해 촬상 결과와 기준 정보[도 7의 (a)]를 비교 해석한 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하지 않다고 식별되고(단계 S103: N), 또한 화상 해석의 결과, 도 7의 (b)에 도시하는 화상과 동일하지 않다고 식별된 경우에는, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출의 타이밍이 어긋나 있다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 타이밍 어긋남」을 경고 표시시킨다(단계 S105). 또한, 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 확인 신호가 입력되었음에도 불구하고, 촬상 결과[도 7의 (b)]가 입력될 때까지 타임 래그가 있는 경우에 대해서도, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출의 타이밍이 어긋나 있다고 판정할 수 있다.

노즐(10)의 선단면(10d)으로부터 하방으로 도포액(R)이 분리되어 방울져 떨어지는 「끊김」 현상 및 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출되기 시작할 때에 기체를 끌어들이는 「기포 혼입」 현상이 일어나면, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 얻어진다. 끊김 및 기포 혼입은, 도포액(R)의 액 기둥(R1)이 도중에서 분리되기 때문에, 노즐(10) 내부까지 반사광이 입광할 수 없어, 노즐(10)은 발광하지 않는다. 끊김 및 기포 혼입이 발생한 도포액(R)을 토출한 웨이퍼(W)는 불균일한 막 두께의 레지스트막이 형성되기 때문에 노광 불량의 원인이 된다.

예컨대, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 카메라(17)로부터 출력된 경우(단계 S101), 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력을 판정한 후에(단계 S102), 판정부(9b)는, 촬상 결과와 기준 정보[도 7의 (a) 또는 도 7의 (b)]가 동일하지 않다는 취지의 판정을 한다(단계 S103: N, S106: N). 판정부(9b)는 또한 화상 해석을 진행시켜, 미리 기억부(95)에 기억된 끊김·기포 혼입의 화상과 비교 해석이나, 연산 처리에 의한 명도(V0∼V3)마다의 면적 비율의 비교에 의해, 끊김·기포 혼입이 발생하고 있다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 끊김·기포 혼입」을 경고 표시시킨다(단계 S105).

또한, 노즐(10)의 선단면(10d)으로부터 하방으로 토출되는 도포액(R)의 액 기둥(R1)이 가늘어지는 「액 가늘어짐」 현상이 일어나면, 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 얻어진다. 액 가늘어짐은, 석백 밸브(73)에 의한 도포액(R)의 노즐(10) 내부로의 인입이 나빠 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 하방으로 떨어져 버리는 현상이다. 또한, 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출될 때의 나오는 상태가 나쁜 경우에 일어나는 현상이다. 또한 도포액(R)이 상기 「끊김」 현상을 일으키는 전조로서도 발생한다.

예컨대, 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 카메라(17)로부터 출력된 경우(단계 S101), 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력을 판정한 후에(단계 S102), 판정부(9b)는, 촬상 결과와 기준 정보[도 7의 (a) 또는 도 7의 (b)]가 동일하지 않다는 취지의 판정을 한다(단계 S103: N, S106: N). 판정부(9b)는 또한 화상 해석을 진행시켜, 미리 기억부(95)에 기억된 액 가늘어짐의 화상과 비교 해석이나, 촬상 결과와 기준 정보[도 7의 (b)]의 액 기둥(R1)의 폭의 비교 해석에 의해, 액 가늘어짐이 발생하고 있다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 액 가늘어짐」을 경고 표시시킨다(단계 S105).

전술한 바와 같이, 기준 정보[도 7의 (b)]에 있어서, 노즐(10)의 유로(10e) 내에 있는 도포액(R)은 명도(V2)가 확인된다. 판정부(9b)는 카메라(17)로부터 출력된 촬상 결과를 해석한 결과, 상기 명도(V2)가 위치하는 범위에 명도(V0 또는 V1)의 흑점이 식별되는 경우에는, 도포액(R)에 기포가 혼입되어 있다고 판정할 수 있다. 그 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 「이상: 기포」를 경고 표시시킨다. 또한, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 어느 좌표로부터 상방 모두가 명도(V0 또는 V1)라고 식별되는 경우에는 공급 유닛(7)으로부터의 도포액(R)의 공급이 없어져 액 끊김이 발생하고 있다고 판정한다. 그 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 「이상: 액 끊김」을 경고 표시시킨다.

또한, 판정부(9b)는 카메라(17)로부터 출력된 촬상 결과로부터 광도를 해석하여, 조사되는 레이저광(L)의 광도 데이터로부터 노즐(10)로부터 토출되고 있는 도포액(R)의 반사율을 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이 기억부(95)에는 각 도포액(R)의 반사율이 미리 기억되어 있고, 판정부(9b)는 측정된 반사율과 비교하여, 현재 노즐(10)로부터 토출되고 있는 도포액(R)의 종류를 식별할 수 있다. 이 정보에 기초하여, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「현재 토출되고 있는 도포액의 종류나 토출량 등의 파라미터」를 표시시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 카메라(17)는 200 ㎳의 간격으로 촬상 결과를 취득한다. 판정부(9b)는 시간 경과마다의 촬상 결과를 해석함으로써, 도포액(R)이 발광하고 있던 시간을 측정할 수 있다. 도포액(R)이 발광하고 있는 시간은, 도포액(R)이 토출된 시간과 동일하다고 간주할 수 있다. 판정부(9b)는, 촬상 결과로부터 도포액(R)의 발광 시간을 측정하고, 미리 기억부(95)에 기억된 발광 시간과 비교 해석함으로써, 발광 시간의 이상을 판정할 수 있다. 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 토출량」을 경고 표시시킬 수 있다.

또한, 판정부(9b)가 도포액(R)의 토출의 없음이나, 도포액(R)의 토출 상태의 이상을 판정한 경우, 판정부(9b)는 이상 신호를 제어부(9a)에 출력하고, 제어부(9a)는 그 신호에 기초하여, 대처 동작용 프로그램 또는 메인터넌스 관리용 프로그램을 실행하여, 카메라(17), 노즐 반송 기구(20)의 구동 기구(15)나 도포액 공급 기구(70), 에어 오퍼레이티드 밸브(72), 석백 밸브(73), 레이저 광원(110)을 작동시켜, 정해진 대처 동작을 실행시킬 수 있다.

상기 실시형태에 따르면, 레이저 광원(110)으로부터 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 레이저광(L)을 조사하기 때문에, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R) 내에 레이저광(L)이 입사되어 도포액(R)에 반사됨으로써 도포액(R)이 발광하고, 그 광의 명암을 카메라(17)로 촬상할 수 있다. 판정부(9b)는, 그 촬상 결과에 기초하여, 도포액(R) 내에 광이 입사되어 도포액(R)에 반사되었을 때의 광인 도포액(R) 내를 난반사하여 발광하는 광의 명암을 식별함으로써, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무, 예컨대 도포액(R) 내에 기체가 혼입되는 기포 혼입 현상이나 도포액(R)이 방울져 떨어지는 끊김 현상, 도포액(R)의 액 기둥(R1)이 가늘어지는 액 가늘어짐 현상, 또는 도포액(R)의 토출 시간 등을 판정할 수 있다. 이 때문에, 도포 유닛(1)은, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 정확하게 판정할 수 있기 때문에, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출 동작에 이상이 발생했을 때의 피해의 확대를 억제하여 도포액(R)의 낭비를 최소한으로 할 수 있다.

또한, 광인 레이저광(L)을 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에만 조사하기 때문에, 노즐(10) 등에 광이 직접 조사되어 불필요한 광의 반사가 발생하는 것을 억제할 수 있으므로, 카메라(17)에 의한 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 레이저 광원(110)은, 레이저광(L)을 웨이퍼 표면(W1)이며 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출되는 토출 위치(T) 바로 앞의 조사 위치(T1)를 향해 조사하고, 웨이퍼 표면(W1)에 반사되고 나서, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 조사됨으로써, 카메라(17)는, 웨이퍼 표면(W1)에서 반사된 광을 포착하지 않고 광의 명암을 촬상할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

또한, 노즐(10)의 통형상부(10c)를 광 투과성 부재로 형성함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R) 내를 난반사하여 발광하는 광은 노즐(10)의 통형상부(10c)를 투과할 수 있다. 이 때문에 카메라(17)는 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R) 내를 난반사하는 광의 명암을 촬상할 수 있고, 판정부(9b)는, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 기판 표면(W1) 사이의 영역의 촬상 결과 뿐만 아니라, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 촬상 결과에 기초하여 판정할 수 있기 때문에, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 더 정확하게 판정할 수 있다.

또한, 판정부(9b)에 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있었을 때에 카메라(17)에 의해 촬상된 촬상 결과인 기준 정보를 기억하는 기억부(95)를 구비하고, 판정부(9b)는, 촬상 결과와 기준 정보의 광의 명암을 비교한 결과에 기초하여 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하기 때문에, 판정부(9b)는, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 더 정확하게 판정할 수 있다.

또한, 노즐(10)을 스핀척(41)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방으로 반송하는 노즐 반송 기구(20)를 구비하고, 노즐 반송 기구(20)에는, 노즐(10)이 직선 상에 병렬로 11개 배치되어 있으며, 직선의 측방 방면에 배치된 하나의 레이저 광원(110)으로부터, 모든 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 레이저광(L)을 라인형으로 조사함으로써, 복수의 노즐(10)을 구비하고 있어도, 레이저 광원(110)으로부터 조사되는 레이저광(L)을 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 정확하게 조사할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 노즐 아암(11)의 노즐 헤드부(11a)에 유지된 11개의 노즐(10)은 직선 상에 병렬로 배치되어 있고, 노즐 아암(11)에 부착된 하나의 레이저 광원(110)으로부터, 모든 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 레이저광(L)을 라인형으로 조사하였으나, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 기판 표면(W1) 사이의 영역에 광을 조사하면 된다. 예컨대, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 노즐 반송 기구(20)에는, 노즐(10)이 직선 상에 병렬로 11개 배치되어 있고, 직선과 평행한 직선 상에 노즐(10)마다 레이저 광원(110a)을 11개 배치하여, 레이저광(La)을 포인트형으로 조사해도 된다.

이와 같이 구성됨으로써, 복수의 노즐(10)을 구비하고 있어도, 레이저 광원(110a)으로부터 조사되는 레이저광(La)을 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 정확하게 조사할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 레이저 광원(110)으로부터 조사되는 레이저광(L)은, 카메라(17) 방향으로부터 웨이퍼 표면(W1)으로, 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출되는 토출 위치(T) 바로 앞의 조사 위치(T1)를 향해 조사되고, 웨이퍼 표면(W1)에 반사되고 나서, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 조사되었으나, 레이저광(L)은 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 조사되면 된다. 예컨대, 도 8에 도시하는 바와 같이, 레이저 광원(110)은 레이저광(L)을 웨이퍼 표면(W1)의 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 위치(T)를 향해 조사해도 된다. 이 경우, 카메라(17)와 레이저 광원(110)은 도시하지 않은 고정 수단에 의해, 예컨대 케이스(30)에 부착되어 있다.

이와 같이 구성함으로써, 레이저 광원(110)은 레이저광(L)을 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 위치(T)를 향해 조사하기 때문에, 카메라(17)는, 웨이퍼 표면(W1)에서 반사된 광을 포착하지 않고 광의 명암을 촬상할 수 있으므로, 촬상 결과의 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

상기 실시형태에서, 카메라(17)는 노즐 헤드부(11a)에 유지된 노즐(10)과 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역을 촬상할 수 있는 위치에 설치되었으나, 예컨대 도 9에 도시하는 바와 같이, 카메라(17)는, 레이저광(L)의 도포액(R)에의 입사 각도(α)와 동일한 반사각(α) 방면에 설치되어도 된다. 이 경우, 카메라(17)와 레이저 광원(110)은 도시하지 않은 고정 수단에 의해, 예컨대 케이스(30)에 부착되어 있다.

이와 같이 구성됨으로써, 카메라(17)는, 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)에 반사된 광 중, 가장 광도가 높은 반사광의 광로상에서 촬상할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

<제2 실시형태>

상기 제1 실시형태에서는, 레이저 광원(110)으로부터 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 레이저광(L)을 조사하였으나, 도 10에 도시하는 바와 같이, 광원인 적외 조명(111)으로부터, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 더하여, 노즐(10)에 대해서도 적외광(I)을 조사하고, 판정부(9b)는, 도포액(R) 내에 광이 입사되어 도포액(R)에 반사되었을 때의 광의 명암을 식별함으로써, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 것에 더하여, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 광의 명암을 식별함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무를 판정해도 된다.

제2 실시형태에 따른 도포 유닛은, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 더하여, 노즐(10)에 대하여 적외광(I)을 조사하는 광원 예컨대 적외 조명(111)과, 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역을 촬상하는 촬상부 예컨대 CCD 카메라 등의 카메라(17A)와, 노즐(10)로부터 웨이퍼(W)를 향해 도포액(R)을 토출하기 위한 토출 신호를 출력하고 카메라(17A)에 의해 촬상을 개시시키는 제어부(9a)(도시하지 않음)와, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R) 내에 적외광(I)이 입사되어 도포액(R)에 반사되었을 때의 적외광(I)의 명암을 촬상하는 촬상 결과 및 노즐(10)의 유로(10e) 내의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하며, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무를 판정하는 판정부(9b)(도시하지 않음)를 구비한다.

적외 조명(111)은, 예컨대 적외선 LED 조명이며, 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역 및 웨이퍼 표면(W1)에 적외광(I)을 조사할 수 있다. 이 경우, 조사되는 광이 예컨대 가시광(파장 400 ㎚∼700 ㎚)이면, 도포액(R)의 종류는 무수하고 그 색도 다양하기 때문에, 예컨대 적색, 청색, 녹색 등으로 착색된 레지스트액을 도포하는 경우, 조사된 가시광이 레지스트액에 흡수 및 반사되어, 레지스트액을 투과하는 광이 약해져 액 기둥(R1)을 명확하게 포착하기 어려워진다. 또한, 색이 투명한 시너를 도포하는 경우, 액 기둥(R1)의 주변을 밝게 하여 가시광을 조사해도, 카메라(17A)가 액 기둥(R1)을 명확하게 포착하기 어려워진다. 이 점에서, 파장이 긴 적외광(I)을 조사함으로써, 도포액(R)의 색이 어떠한 색이라도, 그 액 기둥(R1), 액면(R2)을 안정적으로 눈에 띄게 하여, 액의 잘 보임의 공통화를 도모할 수 있다. 이 때문에, 액 기둥(R1) 및 액면(R2)을 관찰하기 쉽게 하여, 화상 처리 등으로 판단하는 경우에도, 오검지(誤檢知) 리스크를 저감시킬 수 있다. 따라서, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역, 나아가서는 노즐(10)에 조사되는 광은, 적외광(I)인 것이 바람직하다.

또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 적외 조명(111)은, 제1 광원인 제1 적외 조명(111a)과 제2 광원인 제2 적외 조명(111b)의 2개가 설치되어 있다. 이 경우, 대칭 위치에 있는 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10)을 연직축으로 하여, 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(γ, δ)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 양측에 설치된 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)으로부터 노즐(10) 방향을 향해 적외광(I)을 조사하여, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R)[액 기둥(R1)]의 측부로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 액 기둥(R1)의 측부의 광의 명암을 선명하게 하여, 도포액(R) 내의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

전술한 노즐(10)에 설정되는 연직축에 대해서 세부 사항을 설명하면, 카메라(17A) 방면으로부터 확인되는 노즐(10) 내의 도포액(R)의 양측의 측부 중, 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)이 설치되는 측과 대향하는 측의 도포액(R)의 측부를 각각의 연직축으로 하여, 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)의 위치[각도(γ, δ)]를 설정하고 있다(도 11 참조).

도 15에 도시하는 바와 같이, 노즐(10)을 연직축으로 하는 적외 조명(111)과 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(δ)를 90도로부터 180도까지 10도마다 광원을 이동시키고, 이동마다 카메라(17A)로 촬상하는 실험을 행하였다. 또한, 노즐(10)의 우측에 설치되는 적외 조명(111)은, 대향하는 측인 도포액(R)의 좌측의 측부를 연직축으로 하여 수평 방향의 각도(δ)를 설정하고 있다. 또한, 적외 조명(111)의 연직 방향의 각도(β)는, 모두 120도의 위치에서 촬상하고 있다.

실험을 행한 결과, 도 16에 도시하는 바와 같은 촬상 결과를 나타내는 사진이 얻어졌다. 이에 따라, 수평 방향의 각도(δ)를 120도로부터 160도를 이루는 위치에 적외 조명(111)을 설치하면, 액 기둥(R1)의 좌측의 측부의 광의 명암을 선명하게 하여, 액 기둥(R1)의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있는 것을 알 수 있었다.

한편, 수평 방향의 각도(δ)를 120도보다 작은 각도의 위치에 적외 조명(111)을 설치하면, 액 기둥(R1)의 측부의 광의 명암이 불선명해져, 액 기둥(R1)의 측부를 눈에 띄게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 또한, 수평 방향의 각도(δ)를 160도보다 큰 각도의 위치에 적외 조명(111)을 설치하면, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 액 기둥(R1)의 측부로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도가 낮아, 액 기둥(R1)의 측부를 눈에 띄게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 예컨대, 수평 방향의 각도(δ)=170도, 180도에 있어서는, 액 기둥(R1)의 중앙부의 반사광 및 굴절광을 확인할 수 있으나, 액 기둥(R1)의 측부로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도가 낮아, 액 기둥(R1)의 측부를 눈에 띄게 할 수 없다.

또한, 상기 실험예에서는, 하나의 적외 조명(111)을 노즐(10)의 우측에 설치해서 적외선을 조사하여 액 기둥(R1)의 좌측의 측부의 광의 명암을 선명하게 하였으나, 또 하나의 적외 조명(111)을 노즐(10)의 좌측의 대칭 위치에 더 설치함으로써, 액 기둥(R1)의 좌우 양측의 측부의 광의 명암을 선명하게 하여, 액 기둥(R1)의 좌우 양측의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있다.

또한, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 적외 조명(111a)은, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)보다 상방에 설치되고, 액면 위치(P)에 있는 액면(R2)에 대하여 적외 조명(111a)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)가 120도로부터 160도의 위치에 설치된다. 여기서, 정해진 액면 위치(P)란, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 도포액(R)이 토출되고 있지 않은 상태에 있어서, 노즐(10)의 유로(10e) 내에서 미리 설정되는 석백된 도포액(R)의 액면(R2)이 대기하는 위치이다. 또한, 제2 적외 조명(111b)에 대해서도 동일한 위치에 설치되어 있다.

이와 같이 구성함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)에 직접 조사되는 광과, 웨이퍼(W)에 반사하여 액면(R2)에 조사된 광을, 액면(R2)에 조사하여, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)으로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 광의 명암을 선명하게 하여, 도포액(R)의 액면(R2)을 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 액면(R2)에 대하여 적외 조명(111)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)에 대해서, 90도로부터 180도까지의 10도마다 적외 조명(111)을 이동시키고, 이동마다 카메라(17A)가 촬상하는 실험을 행하였다. 또한, 적외 조명(111)의 수평 방향의 각도(δ)는, 모두 120도의 위치에서 촬상하고 있다.

실험을 행한 결과, 도 18에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 얻어졌다. 이에 따라, 각도(β)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 적외 조명(111)을 설치하면, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 광의 명암을 선명하게 하여, 도포액(R)의 액면(R2)을 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있는 것을 알 수 있었다.

한편, 연직 방향의 각도(β)를 120도보다 작은 각도로 적외 조명(111)을 설치하면, 도포액(R)의 액면(R2)으로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도가 낮아, 도포액(R)의 액면(R2)을 눈에 띄게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 또한, 연직 방향의 각도(β)를 160도보다 큰 각도의 위치에 적외 조명(111)을 설치하면, 도포액(R)의 액면(R2)이 불선명해져, 도포액(R)의 액면(R2)만을 눈에 띄게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 예컨대, 연직 방향의 각도(β)=170도, 180도에 있어서는, 예컨대 액면(R2)보다 아래의 노즐(10)의 유로(10e)의 반사광에 의해, 도포액(R)의 액면(R2)과 유로(10e)의 경계가 불선명해진다.

이 경우, 카메라(17A)는, 적외광(I)을 촬상할 수 있는 이미지 센서이면 되고, 예컨대 CCD 이외의 C-MOS 타입의 것이어도 물론 좋다.

제어 유닛(9)의 판정부(9b)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 그 처리 결과에 기초하여 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무, 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하고, 또한 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무를 판정할 수 있도록 형성되어 있다.

또한, 제2 실시형태에 있어서, 그 외의 부분은 전술한 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

다음으로, 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)으로부터 조사된 적외광(I)의 거동에 대해서 설명한다. 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역 및 웨이퍼 표면(W1)에 적외광(I)을 조사한다. 적외 조명(111)으로부터 조사되는 적외광(I)은, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 도포액(R)이 토출되고 있지 않은 상태의 경우라도, 노즐(10) 및 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역 및 웨이퍼 표면(W1)에 조사되고 있다.

이 도포액(R)이 토출되고 있지 않은 상태를 카메라(17A)에 의해 촬상하면, 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 된다. 노즐(10)의 주위에는 반사하는 물체가 존재하지 않기 때문에 명도(Y0)가 확인된다. 대칭 위치에 있는 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10)을 연직축으로 하여, 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(γ, δ)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치되기 때문에, 유로(10e) 내에서 도포액(R)이 석백하여, 유로(10e)의 선단에 공기층으로 이루어지는 스페이스가 형성되면, 양측에 설치된 제1 적외 조명(111a), 제2 적외 조명(111b)으로부터 노즐(10) 방향을 향해 적외광(I)을 조사하기 때문에, 그 스페이스가 형성된 유로(10e)의 내면 측부에 반사해서 발광하여, 가장 명도가 높은 Y4가 확인된다. 또한, 노즐(10)의 통형상부(10c)의 측부에 반사해서 발광하여, 가장 명도가 높은 Y4가 확인된다.

통형상부(10c)에 조사된 적외광(I)은, 전술한 Y4보다 명도가 떨어진 명도(Y3)로서 확인된다. 그리고, 통형상부(10c) 내의 도포액(R)에 조사된 적외광(I)은, 도포액(R) 및 통형상부(10c)를 투과한 적외광(I)만이 카메라에 도달하기 때문에, 더 명도가 떨어진 명도(Y1)로서 확인된다.

한편, 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 도포액(R)이 토출되고 있지 않은 상태에 있어서 노즐(10)의 유로(10e) 내에서 대기하는 도포액(R)의 액면(R2)은, 적외 조명(111a, 111b)이, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)보다 상방에 설치되고, 액면 위치(P)에 있는 액면(R2)에 대하여 적외 조명(111a, 111b)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)가 120도로부터 160도의 위치에 설치되며, 액면(R2)에 직접 조사되는 적외광(I)과, 웨이퍼(W)에 반사하여 액면(R2)에 조사된 적외광(I)을, 액면(R2)에 조사하여, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)으로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 광의 명암을 선명하게 하여, 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 가장 명도가 높은 Y4가 확인된다.

도 12의 (b)는, 노즐(10)로부터 도포액(R)을 토출한 상태의 경우의 촬상 결과이다. 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 토출된 도포액(R)은, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이에 액 기둥(R1)을 순간적으로 형성한다. 조사된 적외광(I)은, 도포액(R)의 액 기둥(R1)을 투과하는 적외광(I)이 카메라(17A)에 도달하기 때문에, 통형상부(10c) 내의 도포액(R)을 투과한 명도(Y1)보다 약간 명도가 올라간 명도(Y2)로서 확인된다.

도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 액 기둥(R1)의 측부는, 대칭 위치에 있는 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10)을 연직축으로 하여, 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(γ, δ)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치되기 때문에, 양측에 설치된 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)으로부터 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이를 향해 적외광(I)을 조사하여, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R)의 측부로부터 촬상부를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R)의 측부를 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 가장 명도가 높은 Y4가 확인된다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R)의 측부의 광의 명암을 선명하게 하여, 도포액(R) 내의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 하여, 액 기둥(R1) 및 그 폭을 명확하게 할 수 있다.

전술한 바와 같이 구성함으로써, 액 기둥(R1)의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 관찰하기 쉬워, 화상 처리 등으로 판단하는 경우에도, 오검지 리스크를 저감시킬 수 있다. 또한, 화상 처리를 행하는 경우에는, 간단한 처리로 측부(에지 부분)를 판단할 수 있기 때문에, 컨트롤러의 해석 부하가 내려가, 처리 능력을 억제할 수 있으므로, 저렴한 부재를 선택할 수 있게 된다.

다음으로, 제2 실시형태에 따른 도포 유닛의 판정부(9b)의 판정에 대해서, 도 4, 도 6, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 먼저, 판정부(9b)는 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있을 때, 작업자의 제어 유닛(9)에 대한 지시에 의해 카메라(17A)에 의해 촬상된 촬상 결과인 기준 정보를 기억부(95)에 기억시킨다. 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있을 때에 취득되는 화상은, 전술한 바와 같이, 도 12의 (a): 정상적인 정지 동작을 나타내는 기준 정보, 도 12의 (b): 정상적인 토출 동작을 나타내는 기준 정보이다. 기억부(95)는 이 2개의 화상을 기준 정보로서 기억한다.

기억부(95)에 기준 정보를 기억한 판정부(9b)는, 촬상 결과와 기준 정보의 광의 명암을 비교한 결과에 기초하여 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정할 수 있다.

그리고, 제1 실시형태와 동일한 순서에 의해, 토출 신호에 의해 에어 오퍼레이티드 밸브(72)가 개폐되어, 노즐(10)로부터 도포액(R)이 토출되면, 그 동작을 카메라(17A)가 촬상하고, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 출력한다(단계 S101). 판정부(9b)는, 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 있는 것을 판정한 후에(단계 S102: Y), 화상 결과와 기억부(95)에 기억하고 있는 기준 정보[도 12의 (b)]의 광의 명암을 비교 해석한다. 그 결과, 판정부(9b)에 의해 촬상 결과와 기준 정보가 동일하다고 식별된 경우, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출이 있다고 판정된다(단계 S103: Y). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 신호를 출력하지 않는다(단계 S101로 되돌아감).

또한, 카메라(17A)가 촬상하여, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 보낸다(단계 S101). 판정부(9b)는, 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 없는 것을 판정한 후에(단계 S102: N), 촬상 결과와 기준 정보[도 12의 (a)]의 광의 명암을 비교 해석한다. 그 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하다고 식별된 경우, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출은 없다고 판정된다(단계 S106: Y). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 신호를 출력하지 않고(단계 S101로 되돌아감), 표시 조작부(8)는 「정상」을 표시한 상태이다.

한편, 카메라(17A)가 촬상하여, 취득한 촬상 결과를 판정부(9b)에 출력하고(단계 S101), 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 상기 확인 신호의 입력이 있음에도 불구하고(단계 S102: Y), 판정부(9b)에 의해 촬상 결과와 기준 정보[도 12의 (b)]를 비교 해석한 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하지 않다고 식별되고(단계 S103: N), 또한 화상 해석의 결과, 도 12의 (a)에 도시하는 화상과 동일하다고 식별된 경우에는, 노즐(10)로부터 도포액(R)의 토출은 없다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 토출 무」를 경고 표시시킨다(단계 S105).

전술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 도포 유닛은 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무를 판정할 수 있으나, 또한 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정할 수 있다.

예컨대, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 하방으로 토출되는 도포액(R)의 액 기둥(R1)가 가늘어지는 「액 가늘어짐」 현상이 일어나면, 도 12의 (c)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 얻어진다. 액 가늘어짐은, 석백 밸브(73)에 의한 도포액(R)의 노즐(10) 내부로의 인입이 나빠 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 하방으로 떨어져 버리는 현상이다. 또한, 노즐(10)로부터의 도포액(R)이 토출될 때의 나오는 상태가 나쁜 경우에 일어나는 현상이다. 또한 도포액(R)이 상기 「끊김」 현상을 일으키는 전조로서도 발생한다.

예컨대, 도 12의 (c)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 카메라(17A)로부터 출력된 경우(단계 S101), 판정부(9b)는 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력을 판정한 후에(단계 S102), 판정부(9b)는, 촬상 결과와 기준 정보[도 12의 (a) 또는 도 12의 (b)]가 동일하지 않다는 취지의 판정을 한다(단계 S103: N, S106: N). 판정부(9b)는 또한 화상 해석을 진행시켜, 미리 기억부(95)에 기억된 액 가늘어짐의 화상과의 비교 해석이나, 촬상 결과와 기준 정보[도 12의 (b)]의 액 기둥(R1)의 폭의 비교 해석에 의해, 액 가늘어짐이 발생하고 있다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 액 가늘어짐」을 경고 표시시킨다(단계 S105).

또한, 제2 실시형태에 따른 도포 유닛은, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무를 더 판정할 수 있다.

전술한 바와 같이, 석백 밸브(73)는, 도포액(R)을 공급하고 있지 않은 경우에 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 도포액(R)을 인입하여, 액면(R2)을 노즐(10)의 유로(10e) 내의 정해진 액면 위치(P)에 유지한다. 석백 밸브(73)의 인입 압력이 지나치게 강하여, 액면(R2)이 정해진 액면 위치(P)보다 상승하면, 도포액(R)의 토출 시에 기포를 끌어들이기 쉬워지고, 토출 타이밍이 어긋나는 문제가 발생한다. 한편, 석백 밸브(73)의 인입 압력이 지나치게 약하여, 액면(R2)이 정해진 액면 위치(P)보다 하강하면, 액 떨어짐이 발생하기 쉬워지고, 토출 타이밍이 어긋나는 문제가 발생한다.

이 경우, 도 13의 (a)는, 정상적인 정지 동작을 나타내는 기준 정보이다. 즉 액면(R2)이 미리 설정된 노즐(10)의 유로(10e) 내의 정해진 액면 위치(P)에 유지된 상태의 촬상 결과이다. 그리고, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 도포액(R)이 토출되고 있지 않은 상태에 있어서 노즐(10)의 유로(10e) 내에서 대기하는 도포액(R)의 액면(R2)은, 적외 조명(111a, 111b)이, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)보다 상방에 설치되고, 액면 위치(P)에 있는 액면(R2)에 대하여 적외 조명(111a, 111b)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)가 120도로부터 160도의 위치에 설치되기 때문에, 액면(R2)에 직접 조사되는 적외광(I)과, 웨이퍼(W)에 반사되어 액면(R2)에 조사된 적외광(I)을, 액면(R2)에 조사하여, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)으로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)을 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 가장 명도가 높은 Y4가 확인된다. 예컨대, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 석백 밸브(73)의 인입 압력이 지나치게 강하면 액면(R2)은 상승하기 때문에, 액면(R2)에 입사하여 Y4의 발광이 확인되는 위치가 상승한다.

도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이, 정상적인 정지 동작을 나타내는 기준 정보에서는, 액면(R2)의 형상은 평면이다. 예컨대, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 석백 밸브(73)의 인입 압력이 지나치게 강하면, 액면(R2)은 상향의 만곡 형상이 된다. 이와 같이, 액면의 형상의 변화의 유무를 확인할 수 있다.

또한, 도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이, 유로(10e) 내에서 도포액(R)이 석백하여, 유로(10e)의 선단에 공기층으로 이루어지는 스페이스가 형성되면, 그 스페이스가 형성된 유로(10e)의 내면 측부가 적외광(I)을 반사하여 발광한다. 이것은, 대칭 위치에 있는 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)을, 노즐(10)을 연직축으로 하여, 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(γ, δ)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치하고, 양측에 설치된 제1 적외 조명(111a), 제2 적외 조명(111b)으로부터 노즐(10) 방향을 향해 적외광(I)을 조사하기 때문이다. 이 때문에, 예컨대, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 석백 밸브(73)의 인입 압력이 지나치게 강하면, 액면(R2)이 상승하여 스페이스가 커지기 때문에, 유로(10e)의 내면 측부의 발광하는 길이(면적)가 커진다.

전술한 액면(R2)의 발광 위치, 액면(R2)의 형상, 및 유로(10e)의 내면 측부의 발광을 식별함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무를 확인할 수 있다.

그리고, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 카메라(17A)로부터 출력된 경우(단계 S101), 판정부(9b)는, 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 없는 것을 판정한 후에(단계 S102: N), 촬상 결과와 기준 정보[도 13의 (a)]의 광의 명암을 비교 해석한다. 그 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하지 않다는 취지의 판정을 한다(단계 S103: N). 판정부(9b)는 또한 화상 해석을 진행시켜, 예컨대 액면(R2)의 발광 위치, 액면(R2)의 만곡 형상, 유로(10e)의 내면 측부의 발광 부위의 길이의 해석, 또한, 미리 기억부(95)에 기억된 액면 상승의 화상과의 비교 해석에 의해, 액면(R2)이 상승하고 있다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 액면 상승」을 경고 표시시킨다(단계 S105).

또한, 도 13의 (c)에 도시하는 바와 같은 촬상 결과가 카메라(17A)로부터 출력된 경우(단계 S101), 판정부(9b)는, 제어부(9a)로부터의 확인 신호의 입력이 없는 것을 판정한 후에(단계 S102: N), 촬상 결과와 기준 정보[도 13의 (a)]의 광의 명암을 비교 해석한다. 그 결과, 촬상 결과와 기준 정보가 동일하지 않다는 취지의 판정을 한다(단계 S103: N). 판정부(9b)는 또한 화상 해석을 진행시켜, 예컨대 액면(R2)의 발광 위치, 액면(R2)의 만곡 형상, 유로(10e)의 내면 측부의 발광 부위의 길이의 해석, 또한, 미리 기억부(95)에 기억된 액면 하강의 화상과 비교 해석에 의해, 액면(R2)이 하강하고 있다고 판정한다(단계 S104). 이 경우, 판정부(9b)는 표시 조작부(8)에 경고 신호를 출력하여, 표시 조작부(8)에 「이상: 액면 하강」을 경고 표시시킨다(단계 S105).

상기 실시형태에 따르면, 적외 조명(111)으로부터 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에 적외광(I)을 조사하기 때문에, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R) 내에 적외광(I)이 입사되어 도포액(R)에 반사됨으로써 도포액(R)이 발광하여, 그 광의 명암을 카메라(17)로 촬상할 수 있다. 판정부(9b)는, 그 촬상 결과에 기초하여, 도포액(R)에 반사되었을 때의 광의 명암을 식별함으로써, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 판정할 수 있다. 이 때문에, 제2 실시형태에서의 도포 유닛은, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출의 유무 및 노즐(10)로부터 토출되는 도포액(R)의 토출 상태의 변화의 유무를 정확하게 판정할 수 있기 때문에, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출 동작에 이상이 발생했을 때의 피해의 확대를 억제하여 도포액(R)의 낭비를 최소한으로 할 수 있다.

또한, 적외 조명(111)은, 노즐(10)에 적외광(I)을 조사하고, 판정부(9b)는, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무를 판정하여, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 변화의 유무, 예컨대 노즐(10)의 유로(10e) 내에서 대기하는 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)로부터의 상승 또는 하강, 나아가서는 액면(R2)의 형상의 변화의 유무 등을 판정할 수 있다. 이 때문에, 노즐(10)로부터의 도포액(R)의 토출 동작에 이상이 발생했을 때의 피해의 확대를 억제하여 도포액(R)의 낭비를 최소한으로 할 수 있다.

상기 실시형태에서, 제1 적외 조명(111a), 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)보다 상방에 설치되고, 액면 위치(P)에 있는 액면(R2)에 대하여 제1 적외 조명(111a), 제2 적외 조명(111b)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)가 120도로부터 160도의 위치에 설치되었으나, 예컨대 제1 적외 조명(111a), 제2 적외 조명(111b)의 설치 각도(β)를 적절하게 변경해서 설치하여, 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역에만 적외광(I)을 조사해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 대칭 위치에 있는 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10)을 연직축으로 하여, 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(γ, δ)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치되기 때문에, 양측에 설치된 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)으로부터 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역을 향해 적외광(I)을 조사하여, 웨이퍼(W)를 향해 토출되는 도포액(R)의 측부로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 도포액(R)의 측부의 광의 명암을 선명하게 하여, 도포액(R) 중의 측부를 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 실시형태에서, 적외 조명(111)은, 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)의 2개의 적외 조명(111)이 설치되어 있고, 대칭 위치에 있는 제1 적외 조명(111a)과 제2 적외 조명(111b)은, 노즐(10)을 연직축으로 하여, 카메라(17A)와의 수평 방향의 각도(γ, δ)가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치하였으나, 도 14에 도시하는 바와 같이, 적외 조명(111c)을, 노즐(10)을 사이에 두고 카메라(17A)와 대향하는 측에 하나 설치하고, 또한, 노즐(10)을 사이에 두고 적외 조명(111b)과 대향하는 측에 보조 광원(112)을 설치해도 된다.

이 경우, 적외 조명(111c)은, 노즐(10)을 사이에 두고 카메라(17A)와 대향하는 측에 설치된다. 또한, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)보다 상방에 설치되고, 액면 위치(P)에 있는 액면(R2)에 대하여 적외 조명(111a)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)가 120도로부터 160도의 위치에 설치되어 있다.

한편, 보조 광원(112)은, 예컨대 적외선 LED 조명이며, 노즐(10)을 사이에 두고 적외 조명(111c)과 대향하는 측에 설치되어 있고, 노즐(10), 노즐(10)의 선단부(10d)로부터 웨이퍼 표면(W1) 사이의 영역 및 웨이퍼 표면(W1)에 적외광(I)을 조사할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 노즐(10)을 사이에 두고 카메라(17A)와 대향하는 측에 설치되는 적외 조명(111c)과, 보조 광원(112)에 의해 액 기둥의 카메라(17A)측의 표면 상태를 안정적으로 눈에 띄게 하여 광의 명암을 선명하게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 적외 조명(111c)은, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 정해진 액면 위치(P)보다 상방에 설치되고, 액면 위치(P)에 있는 액면(R2)에 대하여 적외 조명(111c)과 카메라(17A)가 이루는 연직 방향의 각도(β)가 120도로부터 160도의 위치에 설치됨으로써, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)에 직접 조사되는 광과, 웨이퍼(W)에 반사되어 액면(R2)에 조사된 광을, 액면(R2)에 조사하여, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)으로부터 카메라(17A)를 향하는 반사광 및 굴절광의 광도를 높게 해서, 노즐(10)의 유로(10e) 내의 도포액(R)의 액면(R2)의 광의 명암을 선명하게 하여, 도포액(R)의 액면(R2)을 안정적으로 눈에 띄게 할 수 있기 때문에, 촬상 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음으로 도포, 현상 장치에 전술한 도포 유닛(1)을 적용한 일례에 대해서 간단히 설명한다. 이 장치에는 캐리어 블록(S1)이 설치되어 있고, 그 배치대(100a) 상에 배치된 밀폐형의 캐리어(100)로부터 전달 아암(C)이 웨이퍼(W)를 꺼내어 처리 블록(S2)에 전달하며, 처리 블록(S2)으로부터 전달 아암(C)이 처리가 끝난 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(100)로 복귀시키도록 구성되어 있다.

상기 처리 블록(S2)은, 도 20에 도시하는 바와 같이 이 예에서는 현상 처리를 행하기 위한 제1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제2 블록(BCT층)(B2), 레지스트막의 도포를 행하기 위한 제3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사 방지막을 형성하기 위한 제4 블록(TCT층)(B4)을, 아래로부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다.

제2 블록(BCT층)(B2)과 제4 블록(TCT층)(B4)은, 각각 반사 방지막을 형성하기 위한 약액을 스핀 코팅에 의해 도포하는 본 형태에 관계되는 도포 유닛(1)과, 이 도포 유닛(1)에 의해 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 가열·냉각 시스템의 처리 유닛군과, 상기 도포 유닛(1)과 처리 유닛군 사이에 설치되고, 이들 사이에서 웨이퍼(W)을 전달하는 반송 아암(A2, A4)으로 구성되어 있다. 제3 블록(COT층)(B3)에 대해서도 상기 약액이 레지스트액인 것을 제외하면 동일한 구성이다.

한편, 제1 블록(DEV층)(B1)에 대해서는 도 21에 도시하는 바와 같이 하나의 DEV층(B1) 내에 현상 유닛이 2단으로 적층되어 있다. 그리고 상기 DEV층(B1) 내에는, 이들 2단의 현상 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 아암(A1)이 설치되어 있다. 즉 2단의 현상 유닛에 대하여 반송 아암(A1)이 공통화되어 있는 구성으로 되어 있다.

또한 처리 블록(S2)에는, 도 19 및 도 21에 도시하는 바와 같이 선반 유닛(U5)이 설치되고, 캐리어 블록(S1)으로부터의 웨이퍼(W)는 상기 선반 유닛(U5)의 하나의 전달 유닛, 예컨대 제2 블록(BCT층)(B2)의 대응하는 전달 유닛(CPL2)에, 상기 선반 유닛(U5)의 근방에 설치된 승강 가능한 제1 전달 아암(D1)에 의해 순차적으로 반송된다. 제2 블록(BCT층)(B2) 내의 반송 아암(A2)은, 이 전달 유닛(CPL2)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 각 유닛(반사 방지막 유닛 및 가열·냉각 시스템의 처리 유닛군)에 반송하고, 이들 유닛에서 웨이퍼(W)에는 반사 방지막이 형성된다.

그 후, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF2), 전달 아암(D1), 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(CPL3) 및 반송 아암(A3)을 통해 제3 블록(COT층)(B3)에 반입되어, 레지스트막이 형성된다. 또한 웨이퍼(W)는, 반송 아암(A3)→선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF3)→전달 아암(D1)을 지나 선반 유닛(U5)에서의 전달 유닛(BF3)에 전달된다. 또한 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 제4 블록(TCT층)(B4)에서 또한 반사 방지막이 형성되는 경우도 있다. 이 경우에, 웨이퍼(W)는 전달 유닛(CPL4)을 통해 반송 아암(A4)에 전달되고, 반사 방지막이 형성된 후 반송 아암(A4)에 의해 전달 유닛(TRS4)에 전달된다.

한편 DEV층(B1) 내의 상부에는, 선반 유닛(U5)에 설치된 전달 유닛(CPL11)으로부터 선반 유닛(U6)에 설치된 전달 유닛(CPL12)에 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용의 반송 수단인 셔틀 아암(E)이 설치되어 있다. 레지스트막이나 또한 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는, 전달 아암(D1)을 통해 전달 유닛(BF3, TRS4)으로부터 수취하여 전달 유닛(CPL11)에 전달되고, 여기에서부터 셔틀 아암(E)에 의해 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(CPL12)에 직접 반송되어, 인터페이스 블록(S3)에 받아들여지게 된다. 또한 도 21 중의 CPL이 붙어 있는 전달 유닛은 온도 조절용의 냉각 유닛을 겸하고 있고, BF가 붙어 있는 전달 유닛은 복수 매의 웨이퍼(W)를 배치할 수 있는 버퍼 유닛을 겸하고 있다.

계속해서, 웨이퍼(W)는 인터페이스 아암(B)에 의해 노광 장치(S4)에 반송되고, 여기서 정해진 노광 처리가 행해진 후, 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(TRS6)에 배치되어 처리 블록(S2)으로 복귀된다. 복귀된 웨이퍼(W)는, 제1 블록(DEV층)(B1)에서 현상 처리가 행해지고, 반송 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U5)의 전달대(TRS1)에 전달된다. 그 후, 제1 전달 아암(D1)에 의해 선반 유닛(U5)에서의 전달 아암(C)의 액세스 범위의 전달대에 반송되고, 전달 아암(C)을 통해 캐리어(100)로 복귀된다. 또한 도 19에서 U1∼U4는 각각 가열부와 냉각부를 적층한 열(熱)계 유닛군이다.

또한, 전술한 실시형태는 도포, 현상 장치에서의 도포 유닛에 관한 것이었으나, 본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이용의 유리 기판(LCD 기판)과 같은 기판 표면에 대하여 처리액을 공급하는 임의의 액 처리 장치나 애플리케이션 예컨대 웨이퍼(W)의 세정 처리에서 이용되는 매엽식(枚葉式) 세정 장치 등에 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 처리액으로서는, 도포액 이외에도, 예컨대 세정액이나 현상액 등도 가능하다.

L, La: 레이저광(광) I: 적외광(광)
P: 액면 위치 T: 토출 위치
T1: 조사 위치 R: 도포액(처리액)
R1: 액 기둥 R2: 액면
V0∼V3, Y0∼Y4: 명도(광의 명암) W: 웨이퍼
W1: 웨이퍼 표면 1: 도포 유닛
7: 공급 유닛(처리액 공급부) 8: 표시 조작부
9: 제어 유닛 9a: 제어부
9b: 판정부 10: 노즐(처리액 노즐)
10c: 통형상부(통형상체) 10d: 선단부
10e: 유로 11: 노즐 아암
11a: 노즐 헤드부 11b: 아암부
17, 17A: 카메라(촬상부) 20: 노즐 반송 기구
41: 스핀척(기판 유지부) 90, 90a: 중앙 연산 처리 장치
91, 94: 프로그램 저장부 95: 기억부
110, 110a: 레이저 광원(광원)
111, 111a, 111b, 111c: 적외 조명(광원)
112: 보조 광원

Claims

기판 유지부에 수평으로 유지된 기판의 표면에, 처리액 공급부로부터 처리액을 공급하여 상기 기판의 표면을 향해 토출시켜 액 처리를 하는 액 처리 장치에 있어서,
상기 처리액 공급부로부터 공급되는 상기 처리액의 유로를 형성한 처리액 노즐과,
상기 처리액 노즐의 선단부로부터 기판 표면 사이의 영역에 광을 조사하는 광원과,
상기 처리액 노즐과 기판 표면 사이 중의, 적어도 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 상기 기판 표면 사이의 영역을 촬상하는 촬상부와,
상기 처리액 노즐로부터 상기 기판을 향해 상기 처리액을 토출하기 위한 토출 신호를 출력하고 상기 촬상부에 의해 촬상을 개시시키는 제어부와,
상기 기판을 향해 토출되는 처리액 내에 상기 광이 입사되어 상기 처리액에 반사되었을 때의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출의 유무 및 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 판정부
를 구비한 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 광을 기판 표면을 향해 조사하여, 상기 기판 표면에 반사되고 나서, 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 상기 기판 표면 사이의 영역에 조사되는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 광을 상기 기판 표면의 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 위치를 향해 조사하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 촬상부는, 상기 광의 상기 처리액에의 입사 각도와 동일한 반사각 방면에 설치되는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액 노즐은, 광 투과성 부재로 형성되는 통형상체로 형성되고,
상기 촬상부는, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 상기 처리액에 반사된 광의 명암을 촬상 가능하게 형성하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출의 유무 및 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 정보를 기억하는 기억부를 더 구비하고, 상기 판정부는, 상기 촬상 결과와 상기 기준 정보의 광의 명암을 비교한 결과에 기초하여 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출의 유무 및 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 토출 상태의 변화의 유무를 판정하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제6항에 있어서, 상기 기준 정보는, 상기 처리액 노즐로부터의 상기 처리액의 토출 동작이 정상적으로 동작하고 있었을 때에 상기 촬상부에 의해 촬상된 촬상 결과인 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액 노즐을 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방으로 반송하는 노즐 반송 기구를 더 구비하고,
상기 노즐 반송 기구에는, 상기 처리액 노즐이 직선 상에 병렬로 복수 배치되어 있으며, 직선의 측방 방면에 배치된 하나의 광원으로부터, 모든 상기 처리액 노즐의 선단부로부터 상기 기판 표면 사이의 영역에 상기 광을 라인형으로 조사하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액 노즐을 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방으로 반송하는 노즐 반송 기구를 더 구비하고,
상기 노즐 반송 기구에는, 상기 처리액 노즐이 직선 상에 병렬로 복수 배치되어 있으며, 직선과 평행한 직선 상에 상기 처리액 노즐마다 배치된 광원으로부터 상기 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은, 대칭 위치에 있는 제1 광원과 제2 광원이, 상기 처리액 노즐을 연직축으로 하여, 상기 촬상부와의 수평 방향의 각도가 120도로부터 160도를 이루는 위치에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은, 상기 처리액 노즐을 사이에 두고 상기 촬상부와 대향하는 측에 설치되고, 상기 처리액 노즐을 사이에 두고 상기 광원과 대향하는 측에 보조 광원을 추가로 설치하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제10항에 있어서, 상기 처리액 노즐은, 광 투과성 부재로 형성되는 통형상체로 형성되고,
상기 촬상부는, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 상기 처리액에 반사된 광의 명암을 촬상 가능하게 형성하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제12항에 있어서, 상기 광원은, 상기 처리액 노즐에 광을 추가로 조사하고, 상기 판정부는, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 광의 명암을 촬상하는 촬상 결과에 기초하여 식별함으로써, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 처리액의 액면의 변화의 유무를 추가로 판정하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제13항에 있어서, 상기 광원은, 상기 처리액 노즐의 유로 내의 상기 처리액의 정해진 액면 위치보다 상방에 설치되고, 상기 액면 위치에 있는 액면에 대하여 상기 광원과 상기 촬상부가 이루는 연직 방향의 각도가 120도로부터 160도의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.