TWI762748B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可正確地測量各位置的膜厚，而且可編入成膜工序中的膜厚測量技術。本發明的基板處理裝置1將由測距部6所測量的至基板主面Sa為止的第1距離、及至形成在基板主面Sa上的膜為止的第2距離與由位置檢測部55所得的測距部6的位置檢測結果建立對應來取得。基於這些資訊，根據相對於基板S的測距部6的位置彼此相同時的第1距離與第2距離的差來算出對應於此位置的膜的厚度。

Description

基板處理裝置及基板處理方法

本發明涉及一種利用塗布液在基板的主面上形成膜的基板處理裝置及基板處理方法，且特別涉及一種測量所述膜的膜厚的技術。另外，所述基板包括：半導體基板、光罩用基板、液晶顯示用基板、有機電致發光（Electroluminescence，EL）顯示用基板、等離子體顯示用基板、場發射顯示器（Field Emission Display，FED）用基板、光碟用基板、磁片用基板、磁光碟用基板等。

在半導體裝置或液晶顯示裝置等電子零件等的製造步驟中，廣泛地進行將含有成膜材料的液體塗布在基板的主面上來成膜。例如，以在基板主面上形成抗蝕劑膜、絕緣膜、保護膜等為目的而實施此種成膜。在此種塗布裝置中，例如有為了確認膜的狀態並使成膜條件最佳化，而設置有用於測量剛形成後的膜厚的機構者。

例如在專利文獻1中記載的技術中，先測量形成塗布膜前的基材的表面高度，並從成膜後的表面高度減去基材的表面高度，由此求出膜厚。另外，在專利文獻2中記載的技術中，在相對於基材進行掃描移動的噴嘴的前後設置光學感測器，且將膜厚作為噴嘴前方側的光學感測器所檢測的基材表面的高度與噴嘴後方側的光學感測器所檢測的膜表面的高度的差來求出。

[現有技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本專利特開2011-255260號公報 專利文獻2：日本專利特開2006-181566號公報

[發明所要解決的問題] 基板的表面高度及膜的厚度未必固定，在各位置上不同。因此，如所述現有技術那樣僅取得膜表面的高度與基板的高度的差的方法雖然可求出平均的膜厚，但存在無法正確地檢測各位置的膜厚這一問題。

另外，有時為了確保塗布後的膜的品質而要求全數檢查，在此情況下，必須不對成膜的生產性造成影響來測量膜厚。但是，在專利文獻1中記載的技術中，通過基材與高度檢測器的相對移動而首先測量基材的表面高度後，必須從原來的位置再次執行相對移動來測量膜的表面高度。這使成膜的生產性下降，因此並非可編入連續的成膜工序（process）中的技術。

本發明是鑒於所述課題而成者，其目的在於提供一種在利用塗布液在基板的主面上形成膜的基板處理裝置及基板處理方法中，可正確地測量各位置的膜厚，而且可編入成膜工序中的膜厚測量技術。 [解決問題的技術手段]

本發明的一形態是將流體噴出至基板的主面上的基板處理裝置，為了達成所述目的，在將塗布液的膜形成在基板的主面上的基板處理裝置中包括：噴嘴，一面從狹縫狀的噴出口噴出所述塗布液，一面相對於所述基板相對移動來將所述塗布液塗布在所述主面上而形成所述膜；測距部，面對所述主面來配置，測量至所述主面為止的第1距離及至塗布在所述主面上的所述膜的表面為止的第2距離；移動部，使所述基板與所述測距部在沿著所述主面的移動方向上相對移動；位置檢測部，在所述移動方向上，檢測相對於所述基板的所述測距部的位置；資訊取得部，取得將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在此位置上所測量的所述第1距離建立了對應的第1資訊、及將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在此位置上所測量的所述第2距離建立了對應的第2資訊；以及膜厚算出部，基於所述第1資訊及所述第2資訊，根據相對於所述基板的所述測距部的位置彼此相同時的所述第1距離與所述第2距離的差來算出對應於此位置的所述膜的厚度。

另外，本發明的另一形態是使從狹縫狀的噴出口中噴出塗布液的噴嘴相對於基板相對移動，而將所述塗布液塗布在所述基板的主面上來形成所述塗布液的膜的基板處理方法，為了達成所述目的，使面對所述主面來配置的測距部相對於所述基板在沿著所述主面的移動方向上相對移動，通過位置檢測部來檢測所述移動方向上的相對於所述基板的所述測距部的位置，並且所述測距部測量至所述主面為止的第1距離及至塗布在所述主面上的所述膜的表面為止的第2距離，並取得將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在此位置上所測量的所述第1距離建立了對應的第1資訊、及將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在此位置上所測量的所述第2距離建立了對應的第2資訊，且基於所述第1資訊及所述第2資訊，根據相對於所述基板的所述測距部的位置彼此相同時的所述第1距離與所述第2距離的差來算出對應於此位置的所述膜的厚度。

在如此構成的發明中，在基板與測距部的相對移動時檢測相對於基板的測距部的位置。根據其結果，將由測距部所測量的至主面為止的第1距離與此時的測距部的位置作為第1資訊來建立對應。另外，將由測距部所測量的至膜表面為止的第2距離與此時的測距部的位置作為第2資訊來建立關聯。因此，可經由第1資訊及第2資訊而將在相同位置上測量的第1距離與第2距離建立關聯。因此，通過求出第1距離與第2距離的差，可正確地求出此位置上的膜的厚度。

而且，由於如所述那樣將第1距離及第2距離的測量結果與測距部的位置建立對應，因此各自的測量可在個別的時機執行。因此，可不對成膜的節拍時間（takt time）造成影響，而將膜厚的測量編入成膜工序中。 [發明的效果]

如以上那樣，根據本發明，將測距部所測量的至基板的主面及膜的表面為止的距離與相對於基板的測距部的位置檢測結果建立了對應，因此可根據同一位置上的距離的差而在各位置上正確地測量膜的厚度，另外，可不對成膜的節拍時間造成影響而在成膜工序中執行膜厚的測量。

圖1是表示作為本發明的基板處理裝置的第1實施方式的塗布裝置的立體圖。另外，在圖1及以後的各圖中，為了使這些圖的方向關係變得明確，適宜附加將Z方向設為垂直方向，將XY平面設為水平面的XYZ正交坐標系。另外，為了容易理解，視需要將各部的尺寸或數量誇張或簡化來描繪。

塗布裝置1是使用狹縫噴嘴2將塗布液塗布在基板S的表面上的被稱為狹縫塗布機的塗布裝置。塗布裝置1可使用抗蝕液，彩色濾光片用液，包含聚醯亞胺、聚醯亞胺前體、矽、納米金屬油墨、導電性材料的漿料等各種塗布液作為其塗布液。另外，關於成為塗布物件的基板S，也可以應用於矩形玻璃基板、半導體基板、膜液晶用可撓性基板、光罩用基板、彩色濾光片用基板、太陽電池用基板、有機EL用基板等各種基板。尤其，塗布裝置1適合於將高黏度的液體用作塗布液。另外，在本說明書中，所謂“基板S的表面Sa”，是指基板S的兩主面中的塗布有塗布液之側的主面。如後述那樣，在此塗布裝置1中，在將基板S載置在水平的平臺（stage）4上的狀態下進行塗布動作，此時的基板S的上表面相當於表面Sa。

塗布裝置1包括：平臺4，能夠以水平姿勢吸附保持基板S；塗布處理部5，使用狹縫噴嘴2對由平臺4保持的基板S實施塗布處理；噴嘴清洗裝置（省略圖示），在塗布處理之前對狹縫噴嘴2實施清洗處理；預分配裝置（省略圖示），在塗布處理之前對狹縫噴嘴2實施預分配處理；以及控制部8，對所述各部進行控制。

狹縫噴嘴2具有作為在X方向上延長的長條狀的開口部的噴出口。而且，狹縫噴嘴2可從噴出口朝由平臺4保持的基板S的表面Sa噴出塗布液。

平臺4包含具有大致長方體的形狀的花崗岩等石材，在其上表面（+Z側）中的（-Y）側包括被加工成大致水平的平坦面來保持基板S的保持面41。未圖示的多個真空吸附口分散地形成在保持面41上。通過這些真空吸附口來吸附基板S，由此在塗布處理時將基板S在規定的位置上保持成大致水平狀態。另外，基板S的保持形態並不限定於此，例如也能夠以機械式地保持基板3的方式構成。

在本實施方式的塗布裝置1中，使狹縫噴嘴2在Y方向上移動的移動機構設置在塗布處理部5上。移動機構具有橋樑結構的噴嘴支撐體51與噴嘴移動部53作為主要的結構，所述噴嘴支撐體51在平臺4的上方橫貫X方向來支撐狹縫噴嘴2，所述噴嘴移動部53使噴嘴支撐體51及由其支撐的狹縫噴嘴2沿著在Y方向上延長的一對導軌52水平移動。噴嘴支撐體51具有將X方向作為長邊方向來支撐狹縫噴嘴2的樑構件51a、及分別支撐樑構件51a的X方向端部的一對柱構件51b。

在樑構件51a的（-X）側側面上設置有高度感測器6。雖然詳細情況將後述，但高度感測器6向下射出光束並接收其反射光，測量至位於高度感測器6的下方的相向面為止的距離。例如可將公知的鐳射位移計用作高度感測器6。

如此構成的噴嘴支撐體51如圖1所示，具有沿著X軸方向架設在平臺4的左右兩端部，並橫跨保持面41的架橋結構。噴嘴移動部53作為相對移動部件發揮功能，所述相對移動部件使作為所述架橋結構體的噴嘴支撐體51與固定保持在其上的狹縫噴嘴2相對於保持在平臺4上的基板S，沿著Y軸方向相對移動。

噴嘴移動部53在±X側分別包括：在Y軸方向上引導狹縫噴嘴2的移動的導軌52、作為驅動源的線性馬達54、及用於檢測狹縫噴嘴2的噴出口的位置的位置感測器55。

兩個導軌52分別以包含從噴嘴清洗位置（噴嘴清洗裝置的配設位置）至塗布結束位置（保持面41的-Y側端部位置）為止的區間的方式，沿著Y軸方向延設在平臺4的X軸方向的兩端部。因此，通過噴嘴移動部53而沿著所述兩個導軌52引導兩個柱構件51b的下端部，由此狹縫噴嘴2在噴嘴清洗位置和與保持在平臺4上的基板S相向的位置之間移動。

在本實施方式中，各線性馬達54作為具有定子54a與動子54b的交流（Alternating Current，AC）無芯線性馬達來構成。定子54a沿著Y軸方向設置在平臺4的X軸方向的兩側面上。另一方面，動子54b相對於升降機構51b的外側固定設置。線性馬達54通過所述定子54a與動子54b之間產生的磁力而作為噴嘴移動部53的驅動源發揮功能。

另外，各位置感測器55具有所謂的線性編碼器（linear encoder）的結構，分別具有尺規部55a與檢測部55b。尺規部55a沿著Y軸方向設置在平臺4上所固定設置的線性馬達54的定子54a的下部。另一方面，檢測部55b固定設置在升降機構51b上所固定設置的線性馬達54的動子54b的更外側，並與尺規部55a相向配置。在尺規部55a中以固定間隔設置有方格刻度，每當相對於尺規部55a相對移動的檢測部55b讀取刻度時，從檢測部55b中輸出脈衝信號。檢測部55b的輸出信號被輸入至控制部8中。如後述那樣，根據尺規部55a與檢測部55b的相對的位置關係，檢測Y軸方向上的狹縫噴嘴2的噴出口的位置。

圖2是表示此塗布裝置的主要結構與其動作的概要的側面圖。噴嘴支撐體51的樑構件51a是具有大致U字型剖面，並使開口部向下的通道型的構造物。例如可由不銹鋼等金屬或碳纖維強化樹脂等來構成樑構件51a。在樑構件51a的開口部分中收容有狹縫噴嘴2。更具體而言，狹縫噴嘴2經由噴嘴升降機構22而安裝在樑構件51a中。噴嘴升降機構22使狹縫噴嘴2在垂直方向（Z方向）上升降。由此，狹縫噴嘴2可在相對於平臺4上的基板S接近及分離的方向上移動。

狹縫噴嘴2的下端與平臺4上的基板S的表面Sa相向，在所述下端設置有將X方向作為長邊方向的狹縫狀的噴出口21。通過狹縫噴嘴2的升降，可變更噴出口21與基板S的距離。在將噴出口21相對於基板S的表面Sa隔開規定的間隙相向配置的狀態下從噴出口21中噴出塗布液，由此將塗布液塗布在基板S的表面Sa上。

進而，噴嘴移動部53使噴嘴支撐體51在Y方向上移動，由此相對於基板S，狹縫噴嘴2的噴出口21沿著表面Sa掃描移動，由此利用塗布液在基板S的表面Sa上形成膜F。

當噴嘴移動部53使狹縫噴嘴2在水平方向（Y方向）上移動時，位置感測器55的檢測部55b與其一體地移動，每當讀取設置在尺規部55a中的方格刻度時，即每當狹縫噴嘴2前進固定距離時輸出脈衝信號。控制部8對從檢測部55b中輸出的脈衝數進行計數，由此檢測從規定的基準位置起的檢測部55b的位移量，由此檢測狹縫噴嘴2的位置。狹縫噴嘴2與高度感測器6在水平方向上經由噴嘴支撐體51而一體地移動。因此，位置感測器55的輸出信號是表示狹縫噴嘴2的水平位置的信號，同時也是表示高度感測器6的水平方向位置的信號。

圖3是表示高度感測器的結構的圖。高度感測器6包括：投光部61，朝測量物件物T向下射出鐳射光束L；驅動器62，驅動投光部61；光接收部63，檢測來自測量對象物T的反射光；以及信號處理部64，對從光接收部63中輸出的信號進行處理。在此實施方式中，測量物件物T是基板S的表面Sa或形成在此表面Sa上的膜F的表面。高度感測器6具有利用下述的原理，測量從此高度感測器6至測量物件物T為止的距離，即以高度感測器6的配設位置為基準時的測量物件物T在垂直方向上的高度的功能。

從投光部61中射出的光L由測量物件物T的表面反射，反射光由光接收部63接收。光接收部63為一維圖像感測器，如圖中由虛線箭頭所示那樣，朝向光接收部63的反射光的射入位置對應於高度感測器6與測量物件物T的距離而變化。信號處理部64可利用此點，檢測高度感測器6與正下方位置的測量物件物T的距離。高度感測器6固定在樑構件51a上。因此，追隨狹縫噴嘴2的朝水平方向的移動，但垂直方向位置被固定，而不追隨狹縫噴嘴2的升降。因此，高度感測器6可檢測位於正下方位置上的基板S的表面Sa的垂直方向高度、或形成在基板S上的膜F的表面的垂直方向高度。另外，作為高度感測器6，只要是可檢測與相向面的距離者即可，並不限定於利用所述原理者。

圖4是表示此塗布裝置的控制部的電氣結構的方塊圖。控制部8包括：中央處理器（Central Processing Unit，CPU）81，執行規定的控制程式來使裝置各部執行規定的動作；記憶體（memory）82，短期地存儲通過CPU81的動作而生成的資料；儲存器（storage）83，存儲CPU81應執行的控制程式或各種資料；以及介面（interface）84，用於與外部裝置及操作員的資訊的交換。

控制部8對所述裝置各部進行控制，具體而言，除對噴嘴升降機構22、噴嘴移動部53進行控制以外，對視需要朝設置在平臺4上的吸附口供給用於吸附基板S的負壓的吸附控制部42、朝狹縫噴嘴2中供給塗布液的塗布液供給部25等進行控制。

另外，CPU81執行存儲在儲存器83中的控制程式，以軟體（software）方式實現資訊取得部811及膜厚算出部812等功能塊。資訊取得部811對從位置感測器55中輸出的脈衝信號進行計數，並根據其計數值來製作表示相對於基板S的高度感測器6的Y方向的相對位置的位置資訊。另外，雖然詳細情況將後述，但資訊取得部811根據從高度感測器6及位置感測器55中輸出的信號，取得將由高度感測器6所檢測的基板S或膜F的表面的高度資訊與根據檢測到此高度時的位置感測器55的輸出的位置資訊建立了對應的對應資訊。膜厚算出部812根據所取得的對應資訊，在Y方向各位置上算出形成在基板S的表面Sa上的膜F的厚度。由此，求出表示膜F的各位置的厚度分佈的膜厚輪廓。可通過根據位置感測器55的輸出所製作的位置資訊來掌握所求出的膜厚是基板S上的哪個位置的膜厚。

圖5（a）至圖5（e）是表示此塗布裝置的塗布動作的圖。圖5（a）表示塗布處理部5的初期位置。塗布處理部5的初期位置是在水平方向上比平臺4上的基板S更偏向（+Y）側的位置，此時，狹縫噴嘴2變成退避至上方的狀態。當開始塗布動作時，噴嘴移動部53使狹縫噴嘴2從初期位置朝塗布開始位置移動。

圖5（b）表示塗布開始位置。塗布開始位置是在水平方向上，狹縫噴嘴2比基板S的（+Y）側端部略微偏向基板S的內側的位置。在狹縫噴嘴2的從初期位置起的水平移動後，如圖5（b）所示，噴嘴移動部53使狹縫噴嘴2下降，將噴出口21定位在相對於基板S的表面Sa隔開規定的間隙相向的位置上。此時的狹縫噴嘴2的位置為塗布開始位置。

從此狀態開始來自噴出口21的塗布液的噴出，並且如圖5（c）所示，開始狹縫噴嘴2的朝（-Y）方向的掃描移動。在相對於基板S的表面Sa保持固定的間隙的狀態下，狹縫噴嘴2沿著基板S的表面Sa以固定速度掃描移動，由此利用塗布液在基板S的表面Sa上形成膜F。

如圖5（d）所示，若狹縫噴嘴2到達基板S的（-Y）側端部附近的塗布結束位置為止，則停止來自噴出口21的塗布液的噴出，如圖中由虛線所示那樣，狹縫噴嘴2退避至上方。至此為止是塗布動作。然後，如圖5（e）所示，狹縫噴嘴2朝（+Y）方向移動，最終返回至圖5（a）中所示的初期位置。以下將此動作稱為“返回動作”。

另外，在所述動作中，狹縫噴嘴2在從初期位置至塗布結束位置為止之間往返移動，其中，將狹縫噴嘴2從初期位置移動至塗布結束位置為止的塗布動作時的路徑稱為“去路”，將從塗布結束位置移動至初期位置為止的返回動作的路徑稱為“歸路”。

在將膜F依次形成在多個基板S上的連續成膜工序中，針對每一片基板S重複執行所述處理。另外，所述返回動作是為了開始對於下一個基板S的塗布動作，用於在不從噴出口21中噴出塗布液的狀態下、且在狹縫噴嘴2已退避至上方的狀態下使狹縫噴嘴2返回至初期位置的動作。此動作不對成膜作出貢獻，因此可將此時的狹縫噴嘴2的移動速度設為比塗布動作中的移動速度高的速度。

在所述一連串的動作中，在此實施方式中，對成為處理物件的所有基板S測量形成在其表面Sa上的膜F的厚度。若所測量的膜厚脫離規定範圍，則停止動作。由此，針對經處理的基板S可保持固定的成膜品質，另外，對應於檢測結果隨時執行成膜條件的最佳化，由此可穩定地執行品質良好的成膜。以下，對其處理內容進行說明。

圖6是表示此塗布裝置的動作的流程圖。此動作通過控制部8的CPU81執行存儲在儲存器83中的控制程式而使裝置各部進行規定的動作來執行。另外，關於使用狹縫噴嘴2將塗布液塗布在基板S上的塗布動作、及塗布結束後的狹縫噴嘴2的返回動作，之前對概要進行了說明，因此此處主要對與膜厚測量相關的動作進行說明。

在塗布動作之前，開始利用高度感測器6的高度測量及利用位置感測器55的位置測量（步驟S101）。其後，開始所述塗布動作的執行（步驟S102）。在塗布動作的開始時間點，高度感測器6朝平臺4的上表面41上照射光束L，並檢測以高度感測器6的位置為基準時的上表面41的高度。若噴嘴移動部53為了使狹縫噴嘴2水平移動而使噴嘴支撐體51移動，則在基板S的（+Y）側端部到達高度感測器6的正下方位置的時間點所檢測的高度急劇地變化，由此檢測基板S的端部位置。資訊取得部811始終監視高度感測器6的輸出，由此可檢測相對於狹縫噴嘴2相對移動的基板S的端部。

若基板S的端部得到檢測（步驟S103），則以此端部為基準，每當根據來自位置感測器55的輸出脈衝所檢測的高度感測器6的位置到達事先決定的測量位置時（步驟S104），取得高度感測器6的輸出信號（步驟S105）。例如，可從基板S的端部起每隔一毫米執行高度測量。安裝在CPU81中的資訊取得部811在各位置上取得由高度感測器6所測量的基板S上表面Sa的高度資訊、及表示檢測到此高度資訊時的高度感測器6的水平方向位置的位置感測器55的位置資訊，並使將這些資訊一對一地建立了對應的“第1資訊”存儲保存在記憶體82中（步驟S106）。

若狹縫噴嘴2到達基板S的（-Y）側端部為止且塗布動作結束（步驟S107），則執行用於使狹縫噴嘴2返回至初期位置的返回動作（步驟S108）。如圖5（d）所示，在塗布動作結束時間點，高度感測器6到達比基板S的（-Y）側端部更（-Y）側為止。因此，根據高度感測器6的輸出，也可以對基板S的（-Y）側端部位置進行檢測。

在返回動作中也繼續進行利用高度感測器6的高度測量。即，在檢測到基板S的（-Y）側端部後（步驟S109），每當根據位置感測器55的輸出所求出的高度感測器6的水平方向位置到達規定的測量位置時（步驟S110），取得高度感測器6的輸出信號（步驟S111），將此時的位置感測器55的位置資訊與高度資訊作為“第2資訊”建立對應並存儲保存在記憶體82中（步驟S112）。此時，由高度感測器6測量的是形成在基板S的表面Sa上的膜F的表面的高度。

在返回動作結束且狹縫噴嘴2返回至初期位置之前（步驟S113），繼續執行高度測量。在返回動作的結束時間點，狹縫噴嘴2返回至圖5（a）所示的初期位置為止，此時高度感測器6移動至比基板S的（+Y）側端部更（+Y）側為止。因此，在返回動作中，也可以根據高度感測器6的輸出信號來掌握基板S的（+Y）側端部位置。

若如所述那樣在去路中取得將塗布前的基板S的表面Sa的高度資訊與位置資訊建立了對應的第1資訊，另外在歸路中取得將塗布後的膜F表面的高度資訊與位置資訊建立了對應的第2資訊，則膜厚算出部812在兩者之間進行對位後（步驟S114），求出表示膜F的各位置上的厚度的膜厚輪廓（步驟S115）。通過以上方式而完成對於一片基板S的處理。當繼續對新的基板S進行處理時，在更換基板S後重複所述動作。

圖7（a）至圖7（c）是表示膜厚算出的原理的圖。圖7（a）表示在塗布動作中所求出的將高度資訊與位置資訊建立了對應的“第1資訊”的例子。另外，圖7（b）表示在返回動作中所求出的將高度資訊與位置資訊建立了對應的“第2資訊”的例子。此處，將基板S的Y方向尺寸設為1000毫米，其（+Y）側端部在相對於狹縫噴嘴2的相對移動中成為基板S的最前側，因此將其稱為基板S的“前端”或“基板前端”。同樣地，有時將相反側即（-Y）側的端部稱為“後端”。

如圖7（a）所示，在塗布動作時所製作的第1資訊中，從基板前端起每隔Y方向的一毫米，依次取得基板S的表面Sa的高度測量值A。另一方面，在返回動作中，如圖7（b）所示，從離基板前端最遠的位置起，依次取得膜F表面的高度測量值B。在所述測量值A、測量值B中，可能產生由基板S及膜F的厚度的偏差所引起的變動。

根據這些測量結果，如圖7（c）所示，取得與基板前端的距離相同的位置的基板高度測量值A與膜高度測量值B的差，由此可求出此位置上的膜厚。在各位置上進行相同的運算，由此可求出表示各位置的膜厚的膜厚輪廓。

如此，在此實施方式中，在相對於基板S的狹縫噴嘴2的往返動作中的去路中測量塗布前的基板表面Sa的高度，另外在歸路中測量塗布後的膜F表面的高度。將高度測量值與此時的高度感測器6的位置建立對應並存儲在記憶體82中，因此進行在去路與歸路之間相互對應的位置彼此的高度測量值的減法，由此即便當在基板S或膜F的厚度中存在變動時，也可以正確地求出各位置的膜厚。

為了對多個基板S連續地進行塗布，對於一片基板S的處理中的狹縫噴嘴2的往返動作是不論是否需要膜厚測量均必需的步驟。本實施方式中的膜厚測量並非對此種連續的成膜工序的節拍時間造成影響者，不會成為降低生產性的原因。因此，本實施方式的膜厚測量方法適合作為連續成膜工序中的線上膜厚測量方法。

另外，如所述那樣存在狹縫噴嘴2的移動速度在去路與歸路之間不同的情況，但通過先將高度測量值與測量位置的資訊建立對應來取得，不論移動速度，均可進行去路與歸路之間的測量位置的適當的對位。因此，即便當在去路或歸路的任一者中噴嘴移動速度在掃描移動中變化時，也可以正確地測量膜厚。若僅按時間序列順序記錄測量資料，則無法獲得此種效果。

然而，在所述實施方式的說明中，成為前提的是根據位置感測器55的輸出來求出並與由高度感測器6所得的高度資訊建立了對應的位置資訊表示高度感測器6進行了高度測量的時刻的高度感測器6的相對於基板S的水平方向位置。但是，在實際的裝置中，可能存在所記錄的位置資訊未表示高度感測器6的正確的位置的情況。其原因在於：在根據位置感測器55的輸出的位置檢測及利用高度感測器6的高度檢測中，在物理的現象的變化作為信號被探測之前分別存在時間延遲，另外，在判斷高度感測器6已到達測量位置後此資訊傳遞至各部，實際取入高度感測器6的輸出信號之前的期間內也存在時間延遲。

當在狹縫噴嘴2的同一方向、同一速度的移動時執行基板S的高度測量與膜F的高度測量時，在兩測量中產生等量的時間延遲，因此在求出差分方面不會特別成為問題。但是，在狹縫噴嘴2的移動方向及移動速度的至少一者不同的情況下，可能產生無法忽視由此時間延遲（回應時間）所引起的誤差的情況。繼而，說明對於此問題的應對。

圖8（a）至圖8（c）是說明對於回應時間的應對的原理的圖。圖8（a）是表示去路中的回應時間的時序圖。將高度感測器6的輸出信號設為以固定的採樣週期始終輸出者。另外，由符號Y（k）表示高度感測器6應執行測量的第k個（k=1、2、…）測量位置。例如，若將測量位置間的間隔設為對應於作為線性編碼器的位置感測器55的輸出脈衝數10者，則如圖所示，每從位置感測器55中輸出十個脈衝，取入一次高度感測器6的輸出。此時，脈衝計數值達到規定值，對應於此取入高度感測器6的輸出之前的期間內產生時間延遲量ΔT。

圖中，圓形符號表示將高度感測器6的信號作為有效的信號取入的樣品的取得時機。如此，根據位置感測器55的輸出來檢測已到達測量位置，對應於此取得高度測量值之前存在時間差ΔT，在此期間內高度感測器6也移動。因此，高度測量值已確定時的高度感測器6的位置並非原本的位置Y（k），而變成從位置Y（k）僅朝基板S的後端側偏移了由時間差ΔT與移動速度的積所表示的位移量ΔYa的位置。

若考慮歸路，則如圖8（b）所示，高度感測器6的採樣週期與所述相同，但由於狹縫噴嘴2的移動速度高，因此位置感測器55的脈衝輸出週期變短，另外，狹縫噴嘴2（及光學感測器6）的移動方向變成與所述相反的從基板S的後端側朝向前端側的方向。

與去路同樣地，當位置感測器55的輸出脈衝的計數值已達到規定值時進行高度測量。可認為由裝置的回應時間所產生的時間延遲量ΔT不變，因此對應於測量位置Y（k）的高度測量值變成在從測量位置Y（k）僅朝基板前端側偏移了ΔYb的位置上取得的值。此偏移量ΔYb是時間差ΔT乘以狹縫噴嘴2的移動速度所得的值，若移動速度與去路不同，則偏移量也不同。

如此，對應於測量位置Y（k）的實際的高度取得位置在去路中僅偏移ΔYa，在歸路中僅偏移ΔYb，且其偏移方向相反。因此，去路及歸路之間的位置偏移量變成（ΔYa＋ΔYb）。因此，對應於相同的測量位置Y（k）的高度測量值A、高度測量值B的比較可能包含誤差。

消除此問題的一個方法是在取得高度測量值的時間點進行加入所述偏移量的時間或測量位置的改變。即，可事先實驗性求出所述偏移量ΔT、偏移量ΔYa、偏移量ΔYb等。因此，在去路及歸路的至少一者中，使測量位置的設定或高度測量值的取入時機僅改變將此偏移估計在內的量，由此可使去路與歸路之間的實際有效的測量位置一致。

圖8（c）表示消除所述問題的另一方法。在此例中，將高度測量本身設為與所述實施方式相同而不進行改變。作為替代，採用根據將在測量位置Y（k）上取得的高度測量值的前後的測量值對所述高度測量值進行內插的方法。如圖所示，對應於測量位置Y（k）所取得的基板表面Sa的高度測量值A（k）實際是在從原本的位置Y（k）僅朝後端側偏移了ΔYa的位置上取得的值。

關於原本的位置Y（k）上的基板S的高度，可根據在夾持此位置的前後的位置Y（k－1）及位置Y（k）上分別取得的值A（k－1）及值A（k）來推斷。例如，通過兩測量值之間的線性內插，可推斷測量位置Y（k）上的基板高度。同樣地，關於測量膜F的高度所得的高度測量值B，可根據在原本的測量位置Y（k）的前後的位置Y（k）及位置Y（k＋1）上分別取得的值B（k）與值B（k＋1），通過內插來推斷。另外，此處將線性內插作為最簡單的例子進行了說明，但內插的方法並不限定於此，也可以是曲線近似等其他公知的方法。

根據以所述方式求出的測量位置Y（k）上的高度測量值A、高度測量值B的推斷值計算兩者的差，由此可求出此位置上的膜厚T（k）。如此，由裝置的回應時間所引起的測量位置的偏移在去路與歸路中在相反方向上產生，因此可能存在相對的偏移變大而成為測量誤差的原因的情況。尤其若提高狹縫噴嘴2的移動速度，則偏移量也變大。因此，理想的是採取利用如上所述的方法消除偏移的手段。

在所述實施方式中，使用單一的高度感測器6，在狹縫噴嘴2的往返動作中的去路中測量基板表面Sa的高度，在歸路中測量膜F的高度，並計算同一位置上的測量結果的差，由此求出膜厚。另一方面，如以下所說明那樣，也可以在噴嘴的前後設置高度感測器，通過這些高度感測器來個別地檢測基板的高度與膜的高度。

圖9是表示本發明的基板處理裝置的第2實施方式的主要部分的側面圖。如圖9所示，在此實施方式中，在噴嘴支撐體51的樑構件51a的（-Y）側側面上設置有高度感測器6a，另外在（+Y）側側面上設置有高度感測器6b。所述高度感測器6a、高度感測器6b的結構及動作與第1實施方式的高度感測器6相同。另外，除此以外的結構也可以設為與第1實施方式相同，因此對與第1實施方式相同的結構標注相同的符號，並省略圖示及詳細的說明。

在此實施方式中，與未塗布有塗布液的基板S的表面Sa相向的高度感測器6a測量基板S的高度，另外，與形成在塗布後的基板S上的膜F的表面相向的高度感測器6b測量膜F的高度。而且，通過測量位置相同的基板高度測量值與膜高度測量值的差來求出膜厚。

在此實施方式中，也先將由高度感測器6a、高度感測器6b分別測量的高度測量值與進行了測量時的高度感測器6a、高度感測器6b的相對於基板S的位置資訊建立對應來取得，由此可通過在相同位置上取得的高度測量值彼此的運算來正確的求出此位置上的膜厚。另外，關於所求出的膜厚對應於基板S的哪個位置，也可以通過將所求出的膜厚與位置資訊建立對應來掌握。另外，在此情況下，可通過相對於基板S的狹縫噴嘴2的朝一個方向的掃描移動來測量膜厚，因此例如也可以應用於如將多個基板朝一個方向依次搬送至與噴嘴的相向位置上進行塗布的裝置、或對長條片材連續地進行塗布的裝置那樣，不將噴嘴的往返移動作為前提的成膜工序中。

如以上所說明那樣，在所述實施方式中，塗布裝置1作為本發明的“基板處理裝置”發揮功能，狹縫噴嘴2、噴嘴支撐體51及噴嘴移動部53分別作為本發明的“噴嘴”、“支撐部”及“移動部”發揮功能。另外，位置感測器55作為本發明的“位置檢測部”發揮功能。另外，在所述第1實施方式、第2實施方式中，高度感測器6、高度感測器6a、高度感測器6b作為本發明的“測距部”發揮功能。

另外，在所述實施方式中，高度測量值A相當於本發明的“第1距離”，另一方面，高度測量值B相當於本發明的“第2距離”。另外，將高度測量值A與位置資訊建立了對應的資訊（圖7（a））相當於本發明的“第1資訊”，將高度測量值B與位置資訊建立了對應的資訊（圖7（b））相當於本發明的“第2資訊”。

另外，本發明並不限定於所述實施方式，只要不脫離其主旨，則除所述實施方式以外可進行各種變更。例如，所述實施方式的塗布裝置1通過狹縫噴嘴2相對於固定在平臺4上基板S進行移動，而實現兩者的相對移動，但在通過基板相對於經固定的噴嘴進行移動來實現相對移動的裝置中也可以應用本發明。

另外，在所述實施方式中，使高度感測器6與X方向上的基板S的中央部分相向來配置，並在此位置上進行膜厚測量，但X方向上的高度感測器的配設位置並不限定於此而任意，另外，也可以在X方向上配置多個高度感測器。在此情況下，通過各個高度感測器執行所述處理，而可進行膜內的各位置上的膜厚測量。

另外，作為可用作本發明的“測距部”的光學感測器，可分別個別地檢測來自膜F的表面的反射光與透過膜F後由基板表面Sa反射的反射光者已製品化。當膜F具有充分的透光性時，通過使用此種光學感測器，可不在如上所述的針對基板上表面Sa的測量高度與針對膜F的測量高度之間進行對位，而直接測量膜厚。但是，作為形成在基板S上的膜F，並不限定於透明的膜，因此優選在安裝有此種光學感測器的裝置中也可以執行所述處理。由此，不僅是透明膜，對於不透明的膜也可以進行正確的膜厚測量。另外，為了使所測量的膜厚是基板S的哪個位置的膜厚變得明確，先將根據位置感測器55的輸出的位置資訊與膜厚測量結果建立對應也有效。

另外，在所述實施方式中，狹縫噴嘴2與高度感測器6均安裝在噴嘴支撐體51上，當狹縫噴嘴2在Y方向上移動時高度感測器6也成為一體來移動。但是，狹縫噴嘴與高度感測器也可以是通過個別的移動機構來移動的結構。當如所述實施方式那樣設為朝Y方向一體移動的結構時，不需要個別的移動機構，因此在裝置的尺寸及成本方面有利，另外，可使狹縫噴嘴與高度感測器個別地移動時可能產生的干涉的問題避免於未然。

另外，在所述實施方式中，高度感測器6安裝在噴嘴支撐體51上，不追隨狹縫噴嘴2的升降。作為替代，例如也可以是高度感測器與狹縫噴嘴一體地升降的結構。當在第1實施方式中實現所述結構時，另外需要用於修正去路與歸路中的高度感測器的垂直方向的位置的差異的處理。另一方面，在作為第2實施方式所示的結構中，兩個高度感測器（6a、6b）與狹縫噴嘴2一體地升降且兩高度感測器的位置關係不變化，因此只要事先適當地校正垂直方向的位置，則並不特別產生修正的必要性。

以上，如例示具體的實施方式進行了說明那樣，在本發明的基板處理裝置中，也可以是噴嘴相對於基板與移動方向平行地相對移動，且測距部與噴嘴聯動而相對於基板相對移動的結構。在此情況下，也可以進而設置支撐噴嘴及測距部並相對於基板在移動方向上相對移動的支撐部。根據此種結構，移動部只要可使測距部與噴嘴一體地移動即可，可避免移動部的結構變得複雜。另外，也不產生測距部與噴嘴個別地移動時的干涉的問題。

另外，測距部也可以是如下的結構：相對於塗布液的塗布前的主面相對移動並在互不相同的多個位置上測量第1距離，進而相對於塗布後的主面相對移動並在互不相同的多個位置上測量第2距離。根據此種結構，可在沿著測距部的移動方向的多個位置上分別測量膜厚，並取得此方向上的膜厚輪廓。

在此情況下，例如也能夠以如下方式構成：噴嘴從規定的移動開始位置起相對於基板在一個方向上相對移動來將塗布液塗布在主面上後，相對於基板在相反方向上相對移動至移動開始位置為止，且測距部在一個方向上配置在噴嘴的前方並相對於基板與噴嘴一體地移動，當在一個方向上移動時測量第1距離，當在相反方向上移動時測量第2距離。

根據此種結構，可通過單一的測距部來測量第1距離與第2距離，因此可將裝置結構簡化。當將此種噴嘴的往返移動作為一連串的成膜工序中必需者而編入時，測距部與此往返移動聯動來進行測量，由此可不使成膜工序的生產性下降而進行膜厚的測量。

或者，例如也可以是如下的結構：噴嘴相對於基板在一個方向上相對移動來將塗布液塗布在主面上，且在一個方向上夾持噴嘴而配置一對測距部，在一個方向上配置在噴嘴的前方的測距部測量第1距離，配置在噴嘴的後方的測距部測量第2距離。根據此種結構，在噴嘴的前後分別測量第1距離與第2距離，因此不需要用於膜厚測量的往返移動。在將相對於基板的噴嘴的相對移動限定成一個方向的裝置中，利用此結構的膜厚測量有效。

另外，例如膜厚算出部也能夠以對由利用位置檢測部的位置檢測與利用測距部的距離測量之間的回應時間所引起的位置偏移進行修正的方式構成。根據此種結構，可對應於第1距離與第2距離的測量位置因裝置的回應時間而偏移這一問題，正確地求出膜厚。

另外，例如測距部也可以是具有朝被測定面照射光的投光部、及檢測來自被測定面的反射光的光接收部的結構。作為如所述那樣以光學方式檢測與被測定面的距離的感測器製品，可到手對應於各種測量距離及解析度的製品。從這些製品中，對應於測量的目的而選擇具有適宜的特性者，由此可容易地實現以所需的精度測量膜厚。 [產業上的可利用性]

本發明是對將塗布液塗布在基板上所形成的膜厚進行測量時有效者，尤其作為被編入成膜工序中的線上型的膜厚測量有效地發揮功能。

1‧‧‧塗布裝置（基板處理裝置）2‧‧‧狹縫噴嘴（噴嘴）4‧‧‧平臺5‧‧‧塗布處理部6‧‧‧高度感測器（測距部）（光學感測器）6a、6b‧‧‧高度感測器（測距部）8‧‧‧控制部21‧‧‧噴出口22‧‧‧噴嘴升降機構25‧‧‧塗布液供給部41‧‧‧保持面（平臺4的上表面）42‧‧‧吸附控制部51‧‧‧噴嘴支撐體（支撐部）51a‧‧‧樑構件51b‧‧‧柱構件(升降機構)52‧‧‧導軌53‧‧‧噴嘴移動部（移動部）54‧‧‧線性馬達54a‧‧‧定子54b‧‧‧動子55‧‧‧位置感測器（位置檢測部）55a‧‧‧尺規部55b‧‧‧檢測部61‧‧‧投光部62‧‧‧驅動器63‧‧‧光接收部64‧‧‧信號處理部81‧‧‧CPU（資訊取得部、膜厚算出部）82‧‧‧記憶體83‧‧‧記憶體84‧‧‧介面811‧‧‧資訊取得部812‧‧‧膜厚算出部A、A（k）、A（k－1）、A（k＋1）、B、B（k）、B（k－1）、B（k＋1）‧‧‧高度測量值F‧‧‧膜L‧‧‧光束S‧‧‧基板Sa‧‧‧基板S的上表面（基板主面）（基板S的表面）T‧‧‧測量物件物T（k）‧‧‧膜厚ΔT‧‧‧時間延遲（時間差、偏移量）Y（k）、Y（k－1）、Y（k＋1）‧‧‧測量位置ΔYa、ΔYb‧‧‧位移量（偏移量）S101～S115‧‧‧步驟

圖1是表示作為本發明的基板處理裝置的第1實施方式的塗布裝置的立體圖。 圖2是表示此塗布裝置的主要結構與其動作的概要的側面圖。 圖3是表示高度感測器的結構的圖。 圖4是表示此塗布裝置的控制部的電氣結構的方塊圖。 圖5（a）至圖5（e）是表示此塗布裝置的塗布動作的圖。 圖6是表示此塗布裝置的動作的流程圖。 圖7（a）至圖7（c）是表示膜厚算出的原理的圖。 圖8（a）至圖8（c）是說明對於回應時間的應對的原理的圖。 圖9是表示本發明的基板處理裝置的第2實施方式的主要部分的側面圖。

1‧‧‧塗布裝置(基板處理裝置)

2‧‧‧狹縫噴嘴(噴嘴)

4‧‧‧平臺

5‧‧‧塗布處理部

6‧‧‧高度感測器(測距部)(光學感測器)

8‧‧‧控制部

41‧‧‧保持面(平臺4的上表面)

51‧‧‧噴嘴支撐體(支撐部)

51a‧‧‧樑構件

51b‧‧‧柱構件(升降機構)

52‧‧‧導軌

53‧‧‧噴嘴移動部(移動部)

54‧‧‧線性馬達

54a‧‧‧定子

54b‧‧‧動子

55‧‧‧位置感測器(位置檢測部)

55a‧‧‧尺規部

55b‧‧‧檢測部

S‧‧‧基板

Sa‧‧‧基板S的上表面(基板主面)(基板S的表面)

Claims (3)

1. 一種基板處理裝置，其是在基板的主面上形成塗布液的膜的基板處理裝置，其包括：噴嘴，一面從狹縫狀的噴出口噴出所述塗布液，一面相對於所述基板相對移動來將所述塗布液塗布在所述主面上而形成所述膜；測距部，面對所述主面來配置，測量至所述主面為止的第1距離及至塗布在所述主面上的所述膜的表面為止的第2距離；移動部，使所述基板與所述測距部在沿著所述主面的移動方向上相對移動；位置檢測部，在所述移動方向上，檢測相對於所述基板的所述測距部的位置；資訊取得部，取得將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在所述位置上所測量的所述第1距離建立了對應的第1資訊、及將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在所述位置上所測量的所述第2距離建立了對應的第2資訊；以及膜厚算出部，基於所述第1資訊及所述第2資訊，根據相對於所述基板的所述測距部的位置彼此相同時的所述第1距離與所述第2距離的差來算出對應於所述位置的所述膜的厚度，所述測距部相對於所述塗布液的塗布前的所述主面相對移動並在沿著所述相對移動的方向的互不相同的多個位置上測量所述 第1距離，進而相對於塗布後的所述主面相對移動並在沿著所述相對移動的方向的互不相同的多個位置上測量所述第2距離，所述噴嘴從規定的移動開始位置起相對於所述基板在一個方向上相對移動來將所述塗布液塗布在所述主面上後，相對於所述基板在與所述一個方向相反方向上相對移動至所述移動開始位置為止，所述測距部在所述一個方向上配置在所述噴嘴的前方並相對於所述基板與所述噴嘴一體地移動，當在所述一個方向上移動時測量所述第1距離，當在所述相反方向上移動時測量所述第2距離，所述膜厚算出部對由利用所述位置檢測部的位置檢測與利用所述測距部的距離測量之間的回應時間所引起的位置偏移進行修正，且在所述相反方向上相對移動時，所述噴嘴的相對移動速度快於在所述一個方向上相對移動時，所述噴嘴的相對移動速度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中所述測距部包括朝被測定面照射光的投光部、及檢測來自所述被測定面的反射光的光接收部。
3. 一種基板處理方法，其是使從狹縫狀的噴出口中噴出塗布液的噴嘴相對於基板相對移動，而將所述塗布液塗布在所述基板的主面上來形成所述塗布液的膜的基板處理方法，其包括：使面對所述主面來配置的測距部相對於所述基板在沿著所述 主面的移動方向上相對移動，通過位置檢測部來檢測所述移動方向上的相對於所述基板的所述測距部的位置，並且所述測距部測量至所述主面為止的第1距離及至塗布在所述主面上的所述膜的表面為止的第2距離，取得將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在所述位置上所測量的所述第1距離建立了對應的第1資訊、及將所述位置檢測部所檢測的所述測距部的位置與所述測距部在所述位置上所測量的所述第2距離建立了對應的第2資訊，且基於所述第1資訊及所述第2資訊，藉由膜厚算出部根據相對於所述基板的所述測距部的位置彼此相同時的所述第1距離與所述第2距離的差來算出對應於所述位置的所述膜的厚度，所述測距部相對於所述塗布液的塗布前的所述主面相對移動並在沿著所述相對移動的方向的互不相同的多個位置上測量所述第1距離，進而相對於塗布後的所述主面相對移動並在沿著所述相對移動的方向的互不相同的多個位置上測量所述第2距離，所述膜厚算出部對由利用所述位置檢測部的位置檢測與利用所述測距部的距離測量之間的回應時間所引起的位置偏移進行修正，且在與所述相對移動的方向相反的方向上相對移動時，所述噴嘴的相對移動速度快於在所述相對移動的方向上相對移動時，所述噴嘴的所述相對移動的速度。

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