光学式異物検出装置およびこれを搭載した処理液塗布装置
【課題】異物を感度よく検出することができる光学式の異物検出装置およびこれを搭載した処理液塗布装置を提供すること。
【解決手段】ステージ２上に水平状態に載置された被処理基板１と、前記基板１の幅方向に延びるスリット状吐出開口１１ｂを有する処理液供給ノズル１１とを相対的に移動させて処理液供給ノズル１１から帯状に吐出される処理液を、基板１の表面に塗布するように構成される。前記処理液供給ノズル１１の相対移動方向の前方に投光部５と受光部６からなる光透過形センサユニットが搭載されている。前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、異物の移動方向の履歴を追ってセンサユニットによる受光データを集計することで、異物に対する反応感度を向上させた光学式の異物検出装置が提供される。
【解決手段】ステージ２上に水平状態に載置された被処理基板１と、前記基板１の幅方向に延びるスリット状吐出開口１１ｂを有する処理液供給ノズル１１とを相対的に移動させて処理液供給ノズル１１から帯状に吐出される処理液を、基板１の表面に塗布するように構成される。前記処理液供給ノズル１１の相対移動方向の前方に投光部５と受光部６からなる光透過形センサユニットが搭載されている。前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、異物の移動方向の履歴を追ってセンサユニットによる受光データを集計することで、異物に対する反応感度を向上させた光学式の異物検出装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理基板に塵埃等の異物が付着した状態を光学式に検出する検出装置と、この検出装置を搭載し前記被処理基板に対して処理液を塗布する例えばスリットコート式の処理液塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＣＤの製造技術分野においては、ＬＣＤ基板上に形成された半導体層、絶縁体層、電極層等を選択的に所定のパターンにエッチングする工程が実行される。この場合、前記ＬＣＤ基板上にフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術が応用される。
【０００３】
前記したＬＣＤ基板上にフォトレジスト液を塗布する場合においては、溶剤に感光性樹脂を溶解してなるレジスト液を帯状に吐出するレジスト供給ノズルが採用され、方形状のＬＣＤ基板を前記ノズルによるレジスト液の吐出方向と直交する方向に相対的に平行移動させて塗布する方法が知られている。この場合、前記レジスト供給ノズルにはＬＣＤ基板の幅方向に延びる微小間隔を有するスリット状の吐出開口が備えられ、このスリット状の吐出開口から帯状に吐出されるレジスト液を基板の表面全体に供給してレジスト層を形成するようになされる。
【０００４】
この方法によれば、前記基板の一辺から他辺にわたってレジスト液を帯状に吐出（供給）することができるので、基板の全面にわたって平均してレジスト層を効率的に形成させることができる。このようなスリットコート式の処理液塗布装置については、本件出願人が過去に出願した例えば次に示す特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平１０−１５６２５５号公報
【０００５】
ところで、前記した構成の処理液塗布装置においては、一回の塗布動作によって均一な膜厚を得るようにするために、前記したレジスト液をスリット状の吐出開口から吐出させる場合に、その膜厚を引き伸ばしつつ均一な層状に形成させる動作が伴われる。このために、前記レジスト液を吐出するノズルと前記基板との間の間隙（エアーギャップ）は、膜厚に対応するようにきわめて小さく設定され、例えば１００μｍ程度のギャップをもって両者が相対移動するようになされる。
【０００６】
前記したレジスト液に代表される処理液を基板に対して塗布するに際して、ノズルと基板とは前記した微小間隔をもって相対移動することになるため、例えば基板上に塵埃などの異物が付着している場合においては、その塗布動作中に前記異物が前記ノズルの先端部に接触するという問題が発生する。また、異物が前記基板とこの基板を載置保持するステージとの間に介在された場合には、基板の一部が山状に変形されるため、ノズルと基板の相対移動に伴って、ノズルの先端部に基板が強く押しつけられるという問題が発生する。
【０００７】
特に後者のように、異物が前記基板とステージとの間に介在されている場合においては、基板の破損は当然のことながらノズルの先端部に傷がつき、塗布した処理液にいわゆるすじ引きが発生することになる。このために前記ノズルの交換およびこれに伴う調整作業等が必要になり、基板の製造ラインが長時間にわたって運転停止を余儀なくされるという問題にも発展する。
【０００８】
そこで、本件出願人は前記した処理液吐出ノズルの相対的な進行方向の前方において水平方向に光ビームを投射し、被処理基板上の異物もしくは当該異物によって前記基板がステージから持ち上げられた異常状態を検出することができる光学的な検出手段を採用したスリットコート式塗布装置について提案しており、これは特許文献２に開示されている。
【特許文献２】特開２００７−８５９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記特許文献２に示された光学式の異物検出装置においては、ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って例えばレーザ光等の光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部（カメラ）とを含む光透過型センサユニットが採用され、前記光ビームの受光出力と、前記受光出力の単位時間における変化量（微分値）が所定値以上であるか否かを判断する検出手段が用いられている。
【００１０】
前記したように特に受光出力の微分値を利用して異物を検出するようにした構成によると、異物の検出精度を高めることができるので、これを特許文献２に開示されたスリットコート式塗布装置に採用することで、塗布装置の稼働率を向上させることに寄与できる。
【００１１】
しかしながら前記したように、たとえレーザ光等の光ビームを利用しても、空間に光を投射した場合、空気密度の変化による光の屈折の影響を皆無にすることはできず、また基板が載置されるステージと処理液供給ノズル等との相対移動による微振動の影響を受けて、異物の検出判定においてその精度を上げるには限界が生ずるなど、異物の検出判定手段においては改良の余地が残されている。
【００１２】
そこで、この発明は異物の相対移動方向、換言すれば光透過型センサユニットの相対移動方向において、複数のエリアに別けて光学的な異物検出を行い、履歴を追ってデータを集計することで、異物に対する反応感度を向上せしめ、異物の有無の判定についてより高い精度を確保することができる光学式の異物検出装置およびこれを搭載した処理液塗布装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる好ましい光学式異物検出装置は、ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を乗算する第３手段と、前記第３手段によって得られた乗算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段とを具備した点に特徴を有する。
【００１４】
また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる他の好ましい光学式異物検出装置は、ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を加算する第３手段と、前記第３手段によって得られた加算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段とを具備した点に特徴を有する。
【００１５】
この場合、前記第１手段において得られる前記受光量の情報は、前記サンプルタイミングごとに得られる前記光ビームの受光量を、リファレンス値との比較による割合で示した値を用いることが望ましい。
【００１６】
加えて、この発明にかかる光学式異物検出装置の好ましい実施の形態においては、前記センサユニットの相対移動方向に沿って、３もしくは４つの検査エリアが設定され、かつ前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報として、５サンプルタイミング前の受光量の情報を利用するように構成される。
【００１７】
一方、この発明にかかる処理液塗布装置においては、ステージ上に載置された前記被処理基板に対峙して相対的に移動し、前記被処理基板に向かって処理液を吐出することで、処理液を前記基板の表面に塗布する処理液供給ノズルが備えられ、前記被処理基板に対して相対移動する処理液供給ノズルの移動方向の前方に、前記した光学式異物検出装置を搭載することで、処理液供給ノズルを前記相対移動手段として利用するように構成した点に特徴を有する。
【００１８】
この場合、前記処理液供給ノズルには、前記基板の幅方向に延びるスリット状吐出開口が備えられ、処理液供給ノズルのスリット状吐出開口から帯状に吐出される処理液を前記基板の表面に塗布するように構成され、前記スリット状吐出開口の長手方向に平行するように、かつ前記基板の直近に沿って前記光ビームが投射されるように前記センサユニットを配置した構成とすることが望ましい。
【００１９】
さらに、好ましい実施の形態においては、前記光学式異物検出装置により異物の存在を検知した場合において、前記基板に対する処理液供給ノズルの相対移動が停止されるように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
前記した光学式異物検出装置によると、光透過型センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記センサユニットにより得られる検査エリアごとにおける受光量の情報とサンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分、すなわち単位時間における受光量の変化に相当する微分値が演算される。
【００２１】
加えて、各検査エリアごとの前記差分値（微分値）より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた差分値が引き出される。そして、第１の好ましい手段においては前記した順次１サンプルタイミングがずれた差分値を乗算するようになされる。また、第２の好ましい手段においては前記した順次１サンプルタイミングがずれた差分値を加算するようになされる。
【００２２】
これにより、たとえ一つの検査エリアにおいて異物の検出に誤差が生じても、他の検査エリアにおける検査データ（微分値）の乗算もしくは加算により、確実に異物の存在を検出することができる。したがって、異物に対する反応感度を遥かに向上させることができ、異物の有無の判定についてより高い精度を確保することができる異物検出装置を提供することが可能となる。
【００２３】
そして、前記した異物検出装置を処理液供給ノズルに搭載した処理液塗布装置によると、処理基板に対する処理液供給ノズルの相対移動にしたがって、その移動方向の前方における基板上の異物を感度よく検知することができる。この検知に基づいて、前記基板に対する処理液供給ノズルの相対移動を停止させるように制御することで、基板および処理液供給ノズルに損傷を与える問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明にかかる光学式異物検出装置とこれを搭載した処理液塗布装置について説明するが、先ずは処理液塗布装置の全体構成について説明し、後に前記塗布装置に搭載した光学式の異物検出装置の詳細な構成について説明することにする。
【００２５】
図１および図２は処理液塗布装置の主要部を互いに断面図で示したものである。すなわち、図１は図２におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に見た状態の断面図で示し、また図２は図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の断面図で示している。
【００２６】
図１および図２において、符号１は被処理基板としての例えば方形状のガラス基板を示しており、符号２は前記ガラス基板１を水平状態に載置し、例えば負圧によりこれを吸着保持する載置台（ステージ）を示している。符号１１は処理液供給ノズルを示しており、このノズル１１は外観が概ね直方体状に形成され、その上端部に処理液供給口１１ａが形成されると共に、その下端部にはスリット状の処理液吐出開口１１ｂが形成されている。
【００２７】
この図１および図２に示す実施の形態においては、処理液供給ノズル１１は固定状態になされ、ガラス基板１を水平状態に載置したステージ２が、図１に白抜きの矢印Ｃで示す方向に移動するように構成されている。そして、前記ノズル１１の先端部（図に示す下端部）と、ガラス基板１との間で、ほぼ１００μｍ程度の間隔をもってステージ２が移動しつつ、ノズル１１のスリット状開口１１ｂより処理液Ｒを線状に吐出することで、ガラス基板１上に処理液Ｒを帯状に塗布するように動作する。
【００２８】
前記処理液供給ノズル１１の相対移動方向の前方における側壁には、ホルダ部材１２が取り付けられている。このホルダ部材１２は前記ノズル１１におけるスリット状開口１１ｂの長手方向の寸法よりもさらに長い寸法の例えば柱状の部材により形成されている。そして、ホルダ部材１２の両端部には、投光部５および受光部６がそれぞれ向き合うようにして取り付けられ、これにより光透過形センサユニットを構成している。
【００２９】
図２に示したように前記投光部５および受光部６は、これらを結ぶ直線、すなわち光軸（光ビーム）４が処理液供給ノズル１１におけるスリット状吐出開口１１ｂの長手方向と平行となるように、かつ前記ノズル１１の相対移動方向の前方に位置するように前記ホルダ部材１２に取り付けられている。
【００３０】
前記投光部５より投射される光ビーム４としては、例えば６７０ｎｍ程度の波長を有するレーザビームが用いられる。そして、前記光ビーム４の光軸は基板１の上面に沿って平行に、すなわちこの実施の形態においては基板１の上面における約５０μｍの位置を通るように設定され、前記光ビーム４は基板１の水平移動に伴い、基板１の上面に沿って走査される。
【００３１】
図３は、前記図１および図２に示した構成における特に光学式の異物検出装置の基本作用を説明するものである。すなわち図３（Ａ）はステージ２上に水平状態に載置されたガラス基板１上に異物３が付着している状態を示しており、また（Ｂ）はガラス基板１とステージ２との間に異物３が介在されて、基板１の一部が符号１ａとして示すように盛り上がり状態にされている例を模式的に示している。
【００３２】
そして、前記したスリット状の吐出開口１１ｂは、その長手方向が図３に示す紙面の左右方向に配置された状態になされる。この場合、処理液供給ノズルと前記基板１との間の間隙は、前記したとおり１００μｍ程度になされ、前記光ビーム４は基板１の上面に沿って、その上面における約５０μｍの位置を通るように調整されている。
【００３３】
図３（Ａ）に示す状態においては、投光部５から投射されるレーザビームは、基板１の上面に付着した異物３の影響を受けてレーザビームが遮断されるかもしくは受光部６によって受ける受光量は低減する。また、図３（Ｂ）に示す状態においても、投光部５から投射されるレーザビームは基板の盛り上がり部１ａの影響を受けて、同様にレーザビームが遮断されるかもしくは受光部６によって受ける受光量は低減する。この作用を利用し、前記受光量を後で詳細に説明する演算処理することで、異物３の存否を精度よく判定することができる。
【００３４】
図４は、前記した塗布装置に搭載した光学式異物検出装置の基本形態について説明するものである。この異物検出装置においては前記した投光部５および受光部６よりなる光センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定されている。すなわち、図４に示す例においては、エリア１〜エリア４の４つの検査エリアが設定されている。そして図４には基板の一部に異物３が付着している場合について例示しており、光センサユニットの相対移動に伴い、前記異物３はエリア１からエリア４に向かって移動することになる。
【００３５】
ここで、前記したステージ２および基板１は、等速度で水平移動することになり、その速度は例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ程度になされる。そして前記光センサユニットは、前記各検査エリアごとの前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミング（一例として、１０ｍｓｅｃ）ごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得るようになされる。
【００３６】
この場合、光センサユニットを構成する前記受光部６には、例えばＣＣＤによる光電変換素子が用いられており、これにより得られる受光信号は、あらかじめ基板の処理開始時に得た受光信号をリファレンス値とし、このリファレンス値との比較による割合、すなわち“％”（パーセント）で示した値を得るようになされる。
【００３７】
図５は、その一例について示したものであり、異物３が存在する部分における実データの一部を抜粋した例を示している。すなわち、ｔ００１１〜ｔ００２８は抜粋されたサンプルタイミングを示しており、これは一例として前記したとおり、１０ｍｓｅｃ間隔になされている。そしてサンプルタイミングごとに検査エリア１〜４における受光量を取得し、これを前記したとおりリファレンス値との比較による“％”値でメモリに書き込むようにされる（第１手段）。
【００３８】
例えば、図５に示すサンプルタイミング“ｔ００１７”におけるエリア１の数値Ｓ１は“５１．４５１１４”と示されており、これは前記したリファレンス値に対して約半分の受光量であることを示している。そして、次に示すサンプルタイミング“ｔ００１８”におけるエリア２の数値Ｓ２は“５６．１３８４５”と示されており、前記した相対移動により異物３はエリア２に存在していることが示されている。
【００３９】
前記した状況は、次のサンプルタイミング“ｔ００１９”におけるエリア３の数値Ｓ３にも現れ、さらに次のサンプルタイミング“ｔ００２０”におけるエリア４の数値Ｓ４にも同様に現れている。
【００４０】
前記したサンプルタイミングごとの各エリアにおける数値Ｓ１〜Ｓ４は、いわば検査エリアごとにおける受光量の情報を示すものである。そこで、この実施の形態においては、各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算するようになされる。すなわち、単位時間における受光量の変化に相当する微分値が演算される。
【００４１】
前記微分値を得るために、この実施の形態においては、５サンプルタイミング前の同一検査エリアの受光量の情報を利用するようにしている。すなわち、前記したサンプルタイミング“ｔ００１７”においてエリア１の数値Ｓ１が取得された場合には、これよりも５サンプルタイミング前である“ｔ００１２”の同一検査エリアであるエリア１の数値Ｓ１、すなわち“７５．８１４２４”との差分が演算され、その差分値である“−２４．３６３１”がエリア１微分値として書き込まれる。
【００４２】
同様の手順により、エリア２〜４の各数値Ｓ２〜Ｓ４が順に得られると同時に、それぞれ５サンプルタイミング前の同一検査エリアの受光量の情報との比較が順になされ、それぞれエリア１〜４の微分値として書き込まれる（第２手段）。
【００４３】
なお、この実施の形態においては前記した各微分値を得る際に、５サンプルタイミング前の同一検査エリアの受光量の情報との比較（差分検出）するようになされるが、これは原理的には１サンプルタイミング前のものでも、２サンプルタイミング前のものでもよい。ただし、直近のデータとの比較を行うと、異物３の大きさ、前記相対速度、サンプルタイムのインターバルなどのパラメータよっては、その変化率（微分値）を大きくとることができない場合がある。したがって、幾つのサンプルタイミング前の受光量の情報と比較するかについては、前記したパラメータに応じて、チューニングする必要がある。
【００４４】
この発明にかかる光学式異物検出装置の好ましい第１の実施の形態（請求項１に記載）においては、前記した手順によりエリア１〜４の各微分値が得られた時に、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値（微分値）をそれぞれ引き出し、当該４つの差分値を乗算する演算がなされる。例えば、サンプルタイミング“ｔ００２０”において、エリア４の数値Ｓ４が取得された場合には、その微分値（“−２１．５１９５”）をエリア４の微分値として得ることができる。
【００４５】
この微分値が得られた場合には、“演算１（乗算）＝エリア４の微分値×エリア３の１サンプルタイミング前の微分値×エリア２の２サンプルタイミング前の微分値×エリア１の３サンプルタイミング前の微分値”の演算がなされる。すなわち、図５に太い斜め矢印で示した４つの微分値を乗算することにより、一例としてサンプルタイミング“ｔ００２０”において、その演算値として“７０３９６２．４９９４”を得ることができる（第３手段）。
【００４６】
なお、図６は基板上に異物３が存在する部分における図５に示す実データを用いて描いた線図であり、ａがこの第１の実施の形態に基づく特性線図である。またｃは例えばエリア１の微分値のみを利用したいわば前記した従来のものの特性を示しており、ｄは受光量の単純な変化特性を示している。
【００４７】
図６に示した線図から理解できるように、前記“演算１（乗算）”によって得られた乗算出力の絶対値を参照し、これをあらかじめ定められたしきい値と比較することにより異物の存否を判定することができる（第４手段）。すなわち、図６に示した特性線図ａに示す例においては、前記“演算１（乗算）”によって得られた数値が、例えば±２００程度に設定したしきい値を超える場合において、異物３が存在するものと判定することができる。
【００４８】
この実施の形態による光学式異物検出装置によると、例えば異物の相対移動履歴に沿って、各検査エリアに対応した微分値が乗算されることになる。したがって、たとえ一つの検査エリアにおいて異物の検出に誤差が生じても、他の検査エリアにおける検査データ（微分値）の乗算により、確実に異物の存在を検出することができ、異物に対する反応感度を遥かに向上させることができる。
【００４９】
ところで、以上説明した光学式異物検出装置の第１の実施の形態においては、前記したセンサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた差分値（微分値）を乗算する演算がなされるが、前記差分値をそれぞれ加算することでも同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
以下、この発明にかかる光学式異物検出装置の第２の実施の形態（請求項２に記載）について説明する。すなわち、第２の実施の形態においては、前記した第２手段によってエリア１〜４の各微分値が得られた時に、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値（微分値）をそれぞれ引き出し、当該４つの差分値を加算する演算がなされる。
【００５１】
すなわち、“演算２（加算）＝エリア４の微分値＋エリア３の１サンプルタイミング前の微分値＋エリア２の２サンプルタイミング前の微分値＋エリア１の３サンプルタイミング前の微分値”の演算がなされる。これは、図５に太い斜め矢印で示した４つの微分値を加算することにより、一例としてサンプルタイミング“ｔ００２０”において、その加算演算値として“−１２０．４５６”を得ることができる（第３手段）。
【００５２】
図６には、前記した“演算２（加算）”を実行することにより得られたデータに基づいく特性線図をｂとして示している。図６に示した線図ｂから理解できるように、前記“演算２（加算）”によって得られた出力の絶対値を参照し、これをあらかじめ定められたしきい値と比較することにより異物の存否を判定することができる（第４手段）。すなわち、図６に線図ｂとして示した例においては、前記“演算２（加算）”によって得られた数値が、例えば±３０〜４０程度に設定したしきい値を超える場合において異物３が存在するものと判定することができる。
【００５３】
この第２の実施の形態による光学式異物検出装置においても、異物の相対移動履歴に沿って、各検査エリアに対応した微分値が加算されることになる。したがって、たとえ一つの検査エリアにおいて異物の検出に誤差が生じても、他の検査エリアにおける検査データ（微分値）の加算により、確実に異物の存在を検出することができ、従来の手段に比較して異物に対する反応感度を遥かに向上させることができる。
【００５４】
図７および図８は、前記した第１もしくは第２の異物検出装置を搭載した処理液塗布装置の動作について説明するブロック図およびフローチャートである。この処理液塗布装置においては、図７に示すように例えばＣＰＵを備えた制御手段として機能する上位装置２１が備えられている。この上位装置２１からの指令により、まずリファレンス要求がなされると、図８のステップＳ１１〜Ｓ１３に示すようにリファレンス取得の動作が実行される。
【００５５】
これには、図８のステップＳ１１に示すように基板がステージ上で搬送され、ステップＳ１２においてリファレンス取得の要求ありと判断された場合、ステップＳ１３に示すようにリファレンス値の取得動作が実行される。
【００５６】
このリファレンス値の取得動作においては、図７に示すセンサユニットを構成する受光部６により得られた画像信号が、画像／受光量変換手段２２において受光信号に変換される。この受光信号は各検査エリアごとの受光量演算手段２３において各エリアごとのリファレンス値として識別され、前記エリアごとのリファレンス値はそれぞれデータ管理機能を果たすメモリ２４に書き込まれる。
【００５７】
続いて、図８のステップＳ１４に示すように検査要求があるか否かが判定され、検査要求ありと判断されると、ステップＳ１５に示す検査、すなわち異物検出動作が実行される。これには、図７に示す異物検出のために受光部６により得られた画像信号が、画像／受光量変換手段２２において受光信号に変換され、検査エリアごとの受光量演算手段２３に供給される。
【００５８】
そして、前記演算手段２３においては、前記したリファレンス値が管理されるメモリ２４よりリファレンス値を受け取り、このリファレンス値との比較による割合、すなわち前記した“％”（パーセント）で示した前記受光量の情報Ｓ１〜Ｓ４を得ると共に、この値はメモリ２４に書き込まれる。そして、前記値（Ｓ１〜Ｓ４）は、エリア内履歴差分演算手段２５に供給される。
【００５９】
前記差分演算手段２５は、最新の前記値（Ｓ１〜Ｓ４）と、過去（５サンプルタイミング前）の同一検査エリアの受光量の情報との差分を演算し、これにより得られた各エリアごとの差分（微分値Ｄｔ＿１〜Ｄｔ＿４）は、メモリ２６に書き込まれる。前記メモリ２６に書き込まれたデータ（微分値Ｄｔ＿１〜Ｄｔ＿４）は、図５に基づいて説明したように、順次１サンプルタイミングがずれた４つの差分値を乗算（第１の実施の形態）もしくは加算（第２の実施の形態）する演算がなされ、この乗算もしくは加算値は比較器２７に供給される。
【００６０】
前記比較器２７にはアラームを発する基準となるしきい値設定手段２８からのしきい値が供給されており、比較器２７は前記しきい値よりも大きなレベルの乗算もしくは加算演算値がもたらされた場合には、前記した上位装置２１に対してアラームを出力するように機能する。
【００６１】
図８に示す前記した検査ステップＳ１５の実行中において、ステップＳ１６に示すようにアラームの発生が監視されており、アラームが発生せずにステップＳ１７に示すように基板の全面にわたる異物検出の検査が終了すれば、この異物検出のルーチンは終了する。
【００６２】
一方、検査の継続中にステップＳ１６においてアラームありと判定された場合には、図７に示す上位装置２１はこれを受けて、ステップＳ１８に示すように基板の搬送を停止させると共に、ステップＳ１９に示すようにノズル１１からの処理液Ｒの吐出を停止させて、ノズル１１を上昇させる動作を実行させる。
【００６３】
なお、以上説明した実施の形態においては、被処理基板１を載置したステージ２が水平移動し、処理液供給ノズル１１と投光部５および受光部６を含むセンサユニットが固定状態になされているが、これとは逆に、被処理基板１を載置したステージ２が固定状態になされ、処理液供給ノズル１１と投光部５および受光部６を含むセンサユニットが被処理基板上を移動するように構成されていても同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
また、以上説明した光学式異物検出装置においては、前記したセンサユニットの相対移動方向に沿って、４つの検査エリアを設定しているが、この数は４つに限られることはなく、適宜複数の検査エリアを設定することができる。すなわち、検査エリアの数が多くなるほど、異物に対する反応感度を上げることができるものの、演算に時間を要することになる。したがって、検査エリアの数は異物に対する反応感度と、許される演算時間との関係で決定されることになり、前記した理由により前記検査エリアの数は好ましくは３〜４に設定される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
この発明にかかる処理液塗布装置は、先に説明したＬＣＤ基板に対して例えばレジスト液を塗布する場合の塗布装置に限らず、半導体ウエハやプリント基板、その他の電子ディバイスの製造分野、またはその他の分野において採用されるスリットコート式塗布装置等に好適に採用することができる。また、この発明にかかる光学式異物検出装置は、前記した処理液塗布装置に採用されるのみならず、特に平面状になされた基板面を監視する必要のある自動機等に好適に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明にかかる処理液塗布装置の実施の形態を示した断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａから見た状態の断面図である。
【図３】図１および図２に示した処理液塗布装置に搭載された光透過形センサユニットの作用を説明する模式図である。
【図４】この発明にかかる光学式異物検出装置の基本形態について説明する模式図である。
【図５】異物の存否を判定するための処理演算を説明する表図である。
【図６】図５に示す表図から得られる異物の検出状況を説明する線図である。
【図７】異物検出装置を搭載した処理液塗布装置の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図８】同じく動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 被処理基板（ガラス基板）
１ａ 基板の盛り上がり部
２ 載置台（ステージ）
３ 異物
４ 光軸（光ビーム）
５ 投光部
６ 受光部（カメラ）
１１ 処理液供給ノズル
１１ａ 処理液供給口
１１ｂ 処理液吐出開口
Ｒ 処理液
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理基板に塵埃等の異物が付着した状態を光学式に検出する検出装置と、この検出装置を搭載し前記被処理基板に対して処理液を塗布する例えばスリットコート式の処理液塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＣＤの製造技術分野においては、ＬＣＤ基板上に形成された半導体層、絶縁体層、電極層等を選択的に所定のパターンにエッチングする工程が実行される。この場合、前記ＬＣＤ基板上にフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術が応用される。
【０００３】
前記したＬＣＤ基板上にフォトレジスト液を塗布する場合においては、溶剤に感光性樹脂を溶解してなるレジスト液を帯状に吐出するレジスト供給ノズルが採用され、方形状のＬＣＤ基板を前記ノズルによるレジスト液の吐出方向と直交する方向に相対的に平行移動させて塗布する方法が知られている。この場合、前記レジスト供給ノズルにはＬＣＤ基板の幅方向に延びる微小間隔を有するスリット状の吐出開口が備えられ、このスリット状の吐出開口から帯状に吐出されるレジスト液を基板の表面全体に供給してレジスト層を形成するようになされる。
【０００４】
この方法によれば、前記基板の一辺から他辺にわたってレジスト液を帯状に吐出（供給）することができるので、基板の全面にわたって平均してレジスト層を効率的に形成させることができる。このようなスリットコート式の処理液塗布装置については、本件出願人が過去に出願した例えば次に示す特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平１０−１５６２５５号公報
【０００５】
ところで、前記した構成の処理液塗布装置においては、一回の塗布動作によって均一な膜厚を得るようにするために、前記したレジスト液をスリット状の吐出開口から吐出させる場合に、その膜厚を引き伸ばしつつ均一な層状に形成させる動作が伴われる。このために、前記レジスト液を吐出するノズルと前記基板との間の間隙（エアーギャップ）は、膜厚に対応するようにきわめて小さく設定され、例えば１００μｍ程度のギャップをもって両者が相対移動するようになされる。
【０００６】
前記したレジスト液に代表される処理液を基板に対して塗布するに際して、ノズルと基板とは前記した微小間隔をもって相対移動することになるため、例えば基板上に塵埃などの異物が付着している場合においては、その塗布動作中に前記異物が前記ノズルの先端部に接触するという問題が発生する。また、異物が前記基板とこの基板を載置保持するステージとの間に介在された場合には、基板の一部が山状に変形されるため、ノズルと基板の相対移動に伴って、ノズルの先端部に基板が強く押しつけられるという問題が発生する。
【０００７】
特に後者のように、異物が前記基板とステージとの間に介在されている場合においては、基板の破損は当然のことながらノズルの先端部に傷がつき、塗布した処理液にいわゆるすじ引きが発生することになる。このために前記ノズルの交換およびこれに伴う調整作業等が必要になり、基板の製造ラインが長時間にわたって運転停止を余儀なくされるという問題にも発展する。
【０００８】
そこで、本件出願人は前記した処理液吐出ノズルの相対的な進行方向の前方において水平方向に光ビームを投射し、被処理基板上の異物もしくは当該異物によって前記基板がステージから持ち上げられた異常状態を検出することができる光学的な検出手段を採用したスリットコート式塗布装置について提案しており、これは特許文献２に開示されている。
【特許文献２】特開２００７−８５９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記特許文献２に示された光学式の異物検出装置においては、ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って例えばレーザ光等の光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部（カメラ）とを含む光透過型センサユニットが採用され、前記光ビームの受光出力と、前記受光出力の単位時間における変化量（微分値）が所定値以上であるか否かを判断する検出手段が用いられている。
【００１０】
前記したように特に受光出力の微分値を利用して異物を検出するようにした構成によると、異物の検出精度を高めることができるので、これを特許文献２に開示されたスリットコート式塗布装置に採用することで、塗布装置の稼働率を向上させることに寄与できる。
【００１１】
しかしながら前記したように、たとえレーザ光等の光ビームを利用しても、空間に光を投射した場合、空気密度の変化による光の屈折の影響を皆無にすることはできず、また基板が載置されるステージと処理液供給ノズル等との相対移動による微振動の影響を受けて、異物の検出判定においてその精度を上げるには限界が生ずるなど、異物の検出判定手段においては改良の余地が残されている。
【００１２】
そこで、この発明は異物の相対移動方向、換言すれば光透過型センサユニットの相対移動方向において、複数のエリアに別けて光学的な異物検出を行い、履歴を追ってデータを集計することで、異物に対する反応感度を向上せしめ、異物の有無の判定についてより高い精度を確保することができる光学式の異物検出装置およびこれを搭載した処理液塗布装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる好ましい光学式異物検出装置は、ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を乗算する第３手段と、前記第３手段によって得られた乗算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段とを具備した点に特徴を有する。
【００１４】
また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる他の好ましい光学式異物検出装置は、ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を加算する第３手段と、前記第３手段によって得られた加算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段とを具備した点に特徴を有する。
【００１５】
この場合、前記第１手段において得られる前記受光量の情報は、前記サンプルタイミングごとに得られる前記光ビームの受光量を、リファレンス値との比較による割合で示した値を用いることが望ましい。
【００１６】
加えて、この発明にかかる光学式異物検出装置の好ましい実施の形態においては、前記センサユニットの相対移動方向に沿って、３もしくは４つの検査エリアが設定され、かつ前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報として、５サンプルタイミング前の受光量の情報を利用するように構成される。
【００１７】
一方、この発明にかかる処理液塗布装置においては、ステージ上に載置された前記被処理基板に対峙して相対的に移動し、前記被処理基板に向かって処理液を吐出することで、処理液を前記基板の表面に塗布する処理液供給ノズルが備えられ、前記被処理基板に対して相対移動する処理液供給ノズルの移動方向の前方に、前記した光学式異物検出装置を搭載することで、処理液供給ノズルを前記相対移動手段として利用するように構成した点に特徴を有する。
【００１８】
この場合、前記処理液供給ノズルには、前記基板の幅方向に延びるスリット状吐出開口が備えられ、処理液供給ノズルのスリット状吐出開口から帯状に吐出される処理液を前記基板の表面に塗布するように構成され、前記スリット状吐出開口の長手方向に平行するように、かつ前記基板の直近に沿って前記光ビームが投射されるように前記センサユニットを配置した構成とすることが望ましい。
【００１９】
さらに、好ましい実施の形態においては、前記光学式異物検出装置により異物の存在を検知した場合において、前記基板に対する処理液供給ノズルの相対移動が停止されるように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
前記した光学式異物検出装置によると、光透過型センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記センサユニットにより得られる検査エリアごとにおける受光量の情報とサンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分、すなわち単位時間における受光量の変化に相当する微分値が演算される。
【００２１】
加えて、各検査エリアごとの前記差分値（微分値）より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた差分値が引き出される。そして、第１の好ましい手段においては前記した順次１サンプルタイミングがずれた差分値を乗算するようになされる。また、第２の好ましい手段においては前記した順次１サンプルタイミングがずれた差分値を加算するようになされる。
【００２２】
これにより、たとえ一つの検査エリアにおいて異物の検出に誤差が生じても、他の検査エリアにおける検査データ（微分値）の乗算もしくは加算により、確実に異物の存在を検出することができる。したがって、異物に対する反応感度を遥かに向上させることができ、異物の有無の判定についてより高い精度を確保することができる異物検出装置を提供することが可能となる。
【００２３】
そして、前記した異物検出装置を処理液供給ノズルに搭載した処理液塗布装置によると、処理基板に対する処理液供給ノズルの相対移動にしたがって、その移動方向の前方における基板上の異物を感度よく検知することができる。この検知に基づいて、前記基板に対する処理液供給ノズルの相対移動を停止させるように制御することで、基板および処理液供給ノズルに損傷を与える問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明にかかる光学式異物検出装置とこれを搭載した処理液塗布装置について説明するが、先ずは処理液塗布装置の全体構成について説明し、後に前記塗布装置に搭載した光学式の異物検出装置の詳細な構成について説明することにする。
【００２５】
図１および図２は処理液塗布装置の主要部を互いに断面図で示したものである。すなわち、図１は図２におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に見た状態の断面図で示し、また図２は図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態の断面図で示している。
【００２６】
図１および図２において、符号１は被処理基板としての例えば方形状のガラス基板を示しており、符号２は前記ガラス基板１を水平状態に載置し、例えば負圧によりこれを吸着保持する載置台（ステージ）を示している。符号１１は処理液供給ノズルを示しており、このノズル１１は外観が概ね直方体状に形成され、その上端部に処理液供給口１１ａが形成されると共に、その下端部にはスリット状の処理液吐出開口１１ｂが形成されている。
【００２７】
この図１および図２に示す実施の形態においては、処理液供給ノズル１１は固定状態になされ、ガラス基板１を水平状態に載置したステージ２が、図１に白抜きの矢印Ｃで示す方向に移動するように構成されている。そして、前記ノズル１１の先端部（図に示す下端部）と、ガラス基板１との間で、ほぼ１００μｍ程度の間隔をもってステージ２が移動しつつ、ノズル１１のスリット状開口１１ｂより処理液Ｒを線状に吐出することで、ガラス基板１上に処理液Ｒを帯状に塗布するように動作する。
【００２８】
前記処理液供給ノズル１１の相対移動方向の前方における側壁には、ホルダ部材１２が取り付けられている。このホルダ部材１２は前記ノズル１１におけるスリット状開口１１ｂの長手方向の寸法よりもさらに長い寸法の例えば柱状の部材により形成されている。そして、ホルダ部材１２の両端部には、投光部５および受光部６がそれぞれ向き合うようにして取り付けられ、これにより光透過形センサユニットを構成している。
【００２９】
図２に示したように前記投光部５および受光部６は、これらを結ぶ直線、すなわち光軸（光ビーム）４が処理液供給ノズル１１におけるスリット状吐出開口１１ｂの長手方向と平行となるように、かつ前記ノズル１１の相対移動方向の前方に位置するように前記ホルダ部材１２に取り付けられている。
【００３０】
前記投光部５より投射される光ビーム４としては、例えば６７０ｎｍ程度の波長を有するレーザビームが用いられる。そして、前記光ビーム４の光軸は基板１の上面に沿って平行に、すなわちこの実施の形態においては基板１の上面における約５０μｍの位置を通るように設定され、前記光ビーム４は基板１の水平移動に伴い、基板１の上面に沿って走査される。
【００３１】
図３は、前記図１および図２に示した構成における特に光学式の異物検出装置の基本作用を説明するものである。すなわち図３（Ａ）はステージ２上に水平状態に載置されたガラス基板１上に異物３が付着している状態を示しており、また（Ｂ）はガラス基板１とステージ２との間に異物３が介在されて、基板１の一部が符号１ａとして示すように盛り上がり状態にされている例を模式的に示している。
【００３２】
そして、前記したスリット状の吐出開口１１ｂは、その長手方向が図３に示す紙面の左右方向に配置された状態になされる。この場合、処理液供給ノズルと前記基板１との間の間隙は、前記したとおり１００μｍ程度になされ、前記光ビーム４は基板１の上面に沿って、その上面における約５０μｍの位置を通るように調整されている。
【００３３】
図３（Ａ）に示す状態においては、投光部５から投射されるレーザビームは、基板１の上面に付着した異物３の影響を受けてレーザビームが遮断されるかもしくは受光部６によって受ける受光量は低減する。また、図３（Ｂ）に示す状態においても、投光部５から投射されるレーザビームは基板の盛り上がり部１ａの影響を受けて、同様にレーザビームが遮断されるかもしくは受光部６によって受ける受光量は低減する。この作用を利用し、前記受光量を後で詳細に説明する演算処理することで、異物３の存否を精度よく判定することができる。
【００３４】
図４は、前記した塗布装置に搭載した光学式異物検出装置の基本形態について説明するものである。この異物検出装置においては前記した投光部５および受光部６よりなる光センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定されている。すなわち、図４に示す例においては、エリア１〜エリア４の４つの検査エリアが設定されている。そして図４には基板の一部に異物３が付着している場合について例示しており、光センサユニットの相対移動に伴い、前記異物３はエリア１からエリア４に向かって移動することになる。
【００３５】
ここで、前記したステージ２および基板１は、等速度で水平移動することになり、その速度は例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ程度になされる。そして前記光センサユニットは、前記各検査エリアごとの前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミング（一例として、１０ｍｓｅｃ）ごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得るようになされる。
【００３６】
この場合、光センサユニットを構成する前記受光部６には、例えばＣＣＤによる光電変換素子が用いられており、これにより得られる受光信号は、あらかじめ基板の処理開始時に得た受光信号をリファレンス値とし、このリファレンス値との比較による割合、すなわち“％”（パーセント）で示した値を得るようになされる。
【００３７】
図５は、その一例について示したものであり、異物３が存在する部分における実データの一部を抜粋した例を示している。すなわち、ｔ００１１〜ｔ００２８は抜粋されたサンプルタイミングを示しており、これは一例として前記したとおり、１０ｍｓｅｃ間隔になされている。そしてサンプルタイミングごとに検査エリア１〜４における受光量を取得し、これを前記したとおりリファレンス値との比較による“％”値でメモリに書き込むようにされる（第１手段）。
【００３８】
例えば、図５に示すサンプルタイミング“ｔ００１７”におけるエリア１の数値Ｓ１は“５１．４５１１４”と示されており、これは前記したリファレンス値に対して約半分の受光量であることを示している。そして、次に示すサンプルタイミング“ｔ００１８”におけるエリア２の数値Ｓ２は“５６．１３８４５”と示されており、前記した相対移動により異物３はエリア２に存在していることが示されている。
【００３９】
前記した状況は、次のサンプルタイミング“ｔ００１９”におけるエリア３の数値Ｓ３にも現れ、さらに次のサンプルタイミング“ｔ００２０”におけるエリア４の数値Ｓ４にも同様に現れている。
【００４０】
前記したサンプルタイミングごとの各エリアにおける数値Ｓ１〜Ｓ４は、いわば検査エリアごとにおける受光量の情報を示すものである。そこで、この実施の形態においては、各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算するようになされる。すなわち、単位時間における受光量の変化に相当する微分値が演算される。
【００４１】
前記微分値を得るために、この実施の形態においては、５サンプルタイミング前の同一検査エリアの受光量の情報を利用するようにしている。すなわち、前記したサンプルタイミング“ｔ００１７”においてエリア１の数値Ｓ１が取得された場合には、これよりも５サンプルタイミング前である“ｔ００１２”の同一検査エリアであるエリア１の数値Ｓ１、すなわち“７５．８１４２４”との差分が演算され、その差分値である“−２４．３６３１”がエリア１微分値として書き込まれる。
【００４２】
同様の手順により、エリア２〜４の各数値Ｓ２〜Ｓ４が順に得られると同時に、それぞれ５サンプルタイミング前の同一検査エリアの受光量の情報との比較が順になされ、それぞれエリア１〜４の微分値として書き込まれる（第２手段）。
【００４３】
なお、この実施の形態においては前記した各微分値を得る際に、５サンプルタイミング前の同一検査エリアの受光量の情報との比較（差分検出）するようになされるが、これは原理的には１サンプルタイミング前のものでも、２サンプルタイミング前のものでもよい。ただし、直近のデータとの比較を行うと、異物３の大きさ、前記相対速度、サンプルタイムのインターバルなどのパラメータよっては、その変化率（微分値）を大きくとることができない場合がある。したがって、幾つのサンプルタイミング前の受光量の情報と比較するかについては、前記したパラメータに応じて、チューニングする必要がある。
【００４４】
この発明にかかる光学式異物検出装置の好ましい第１の実施の形態（請求項１に記載）においては、前記した手順によりエリア１〜４の各微分値が得られた時に、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値（微分値）をそれぞれ引き出し、当該４つの差分値を乗算する演算がなされる。例えば、サンプルタイミング“ｔ００２０”において、エリア４の数値Ｓ４が取得された場合には、その微分値（“−２１．５１９５”）をエリア４の微分値として得ることができる。
【００４５】
この微分値が得られた場合には、“演算１（乗算）＝エリア４の微分値×エリア３の１サンプルタイミング前の微分値×エリア２の２サンプルタイミング前の微分値×エリア１の３サンプルタイミング前の微分値”の演算がなされる。すなわち、図５に太い斜め矢印で示した４つの微分値を乗算することにより、一例としてサンプルタイミング“ｔ００２０”において、その演算値として“７０３９６２．４９９４”を得ることができる（第３手段）。
【００４６】
なお、図６は基板上に異物３が存在する部分における図５に示す実データを用いて描いた線図であり、ａがこの第１の実施の形態に基づく特性線図である。またｃは例えばエリア１の微分値のみを利用したいわば前記した従来のものの特性を示しており、ｄは受光量の単純な変化特性を示している。
【００４７】
図６に示した線図から理解できるように、前記“演算１（乗算）”によって得られた乗算出力の絶対値を参照し、これをあらかじめ定められたしきい値と比較することにより異物の存否を判定することができる（第４手段）。すなわち、図６に示した特性線図ａに示す例においては、前記“演算１（乗算）”によって得られた数値が、例えば±２００程度に設定したしきい値を超える場合において、異物３が存在するものと判定することができる。
【００４８】
この実施の形態による光学式異物検出装置によると、例えば異物の相対移動履歴に沿って、各検査エリアに対応した微分値が乗算されることになる。したがって、たとえ一つの検査エリアにおいて異物の検出に誤差が生じても、他の検査エリアにおける検査データ（微分値）の乗算により、確実に異物の存在を検出することができ、異物に対する反応感度を遥かに向上させることができる。
【００４９】
ところで、以上説明した光学式異物検出装置の第１の実施の形態においては、前記したセンサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた差分値（微分値）を乗算する演算がなされるが、前記差分値をそれぞれ加算することでも同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
以下、この発明にかかる光学式異物検出装置の第２の実施の形態（請求項２に記載）について説明する。すなわち、第２の実施の形態においては、前記した第２手段によってエリア１〜４の各微分値が得られた時に、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値（微分値）をそれぞれ引き出し、当該４つの差分値を加算する演算がなされる。
【００５１】
すなわち、“演算２（加算）＝エリア４の微分値＋エリア３の１サンプルタイミング前の微分値＋エリア２の２サンプルタイミング前の微分値＋エリア１の３サンプルタイミング前の微分値”の演算がなされる。これは、図５に太い斜め矢印で示した４つの微分値を加算することにより、一例としてサンプルタイミング“ｔ００２０”において、その加算演算値として“−１２０．４５６”を得ることができる（第３手段）。
【００５２】
図６には、前記した“演算２（加算）”を実行することにより得られたデータに基づいく特性線図をｂとして示している。図６に示した線図ｂから理解できるように、前記“演算２（加算）”によって得られた出力の絶対値を参照し、これをあらかじめ定められたしきい値と比較することにより異物の存否を判定することができる（第４手段）。すなわち、図６に線図ｂとして示した例においては、前記“演算２（加算）”によって得られた数値が、例えば±３０〜４０程度に設定したしきい値を超える場合において異物３が存在するものと判定することができる。
【００５３】
この第２の実施の形態による光学式異物検出装置においても、異物の相対移動履歴に沿って、各検査エリアに対応した微分値が加算されることになる。したがって、たとえ一つの検査エリアにおいて異物の検出に誤差が生じても、他の検査エリアにおける検査データ（微分値）の加算により、確実に異物の存在を検出することができ、従来の手段に比較して異物に対する反応感度を遥かに向上させることができる。
【００５４】
図７および図８は、前記した第１もしくは第２の異物検出装置を搭載した処理液塗布装置の動作について説明するブロック図およびフローチャートである。この処理液塗布装置においては、図７に示すように例えばＣＰＵを備えた制御手段として機能する上位装置２１が備えられている。この上位装置２１からの指令により、まずリファレンス要求がなされると、図８のステップＳ１１〜Ｓ１３に示すようにリファレンス取得の動作が実行される。
【００５５】
これには、図８のステップＳ１１に示すように基板がステージ上で搬送され、ステップＳ１２においてリファレンス取得の要求ありと判断された場合、ステップＳ１３に示すようにリファレンス値の取得動作が実行される。
【００５６】
このリファレンス値の取得動作においては、図７に示すセンサユニットを構成する受光部６により得られた画像信号が、画像／受光量変換手段２２において受光信号に変換される。この受光信号は各検査エリアごとの受光量演算手段２３において各エリアごとのリファレンス値として識別され、前記エリアごとのリファレンス値はそれぞれデータ管理機能を果たすメモリ２４に書き込まれる。
【００５７】
続いて、図８のステップＳ１４に示すように検査要求があるか否かが判定され、検査要求ありと判断されると、ステップＳ１５に示す検査、すなわち異物検出動作が実行される。これには、図７に示す異物検出のために受光部６により得られた画像信号が、画像／受光量変換手段２２において受光信号に変換され、検査エリアごとの受光量演算手段２３に供給される。
【００５８】
そして、前記演算手段２３においては、前記したリファレンス値が管理されるメモリ２４よりリファレンス値を受け取り、このリファレンス値との比較による割合、すなわち前記した“％”（パーセント）で示した前記受光量の情報Ｓ１〜Ｓ４を得ると共に、この値はメモリ２４に書き込まれる。そして、前記値（Ｓ１〜Ｓ４）は、エリア内履歴差分演算手段２５に供給される。
【００５９】
前記差分演算手段２５は、最新の前記値（Ｓ１〜Ｓ４）と、過去（５サンプルタイミング前）の同一検査エリアの受光量の情報との差分を演算し、これにより得られた各エリアごとの差分（微分値Ｄｔ＿１〜Ｄｔ＿４）は、メモリ２６に書き込まれる。前記メモリ２６に書き込まれたデータ（微分値Ｄｔ＿１〜Ｄｔ＿４）は、図５に基づいて説明したように、順次１サンプルタイミングがずれた４つの差分値を乗算（第１の実施の形態）もしくは加算（第２の実施の形態）する演算がなされ、この乗算もしくは加算値は比較器２７に供給される。
【００６０】
前記比較器２７にはアラームを発する基準となるしきい値設定手段２８からのしきい値が供給されており、比較器２７は前記しきい値よりも大きなレベルの乗算もしくは加算演算値がもたらされた場合には、前記した上位装置２１に対してアラームを出力するように機能する。
【００６１】
図８に示す前記した検査ステップＳ１５の実行中において、ステップＳ１６に示すようにアラームの発生が監視されており、アラームが発生せずにステップＳ１７に示すように基板の全面にわたる異物検出の検査が終了すれば、この異物検出のルーチンは終了する。
【００６２】
一方、検査の継続中にステップＳ１６においてアラームありと判定された場合には、図７に示す上位装置２１はこれを受けて、ステップＳ１８に示すように基板の搬送を停止させると共に、ステップＳ１９に示すようにノズル１１からの処理液Ｒの吐出を停止させて、ノズル１１を上昇させる動作を実行させる。
【００６３】
なお、以上説明した実施の形態においては、被処理基板１を載置したステージ２が水平移動し、処理液供給ノズル１１と投光部５および受光部６を含むセンサユニットが固定状態になされているが、これとは逆に、被処理基板１を載置したステージ２が固定状態になされ、処理液供給ノズル１１と投光部５および受光部６を含むセンサユニットが被処理基板上を移動するように構成されていても同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
また、以上説明した光学式異物検出装置においては、前記したセンサユニットの相対移動方向に沿って、４つの検査エリアを設定しているが、この数は４つに限られることはなく、適宜複数の検査エリアを設定することができる。すなわち、検査エリアの数が多くなるほど、異物に対する反応感度を上げることができるものの、演算に時間を要することになる。したがって、検査エリアの数は異物に対する反応感度と、許される演算時間との関係で決定されることになり、前記した理由により前記検査エリアの数は好ましくは３〜４に設定される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
この発明にかかる処理液塗布装置は、先に説明したＬＣＤ基板に対して例えばレジスト液を塗布する場合の塗布装置に限らず、半導体ウエハやプリント基板、その他の電子ディバイスの製造分野、またはその他の分野において採用されるスリットコート式塗布装置等に好適に採用することができる。また、この発明にかかる光学式異物検出装置は、前記した処理液塗布装置に採用されるのみならず、特に平面状になされた基板面を監視する必要のある自動機等に好適に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明にかかる処理液塗布装置の実施の形態を示した断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａから見た状態の断面図である。
【図３】図１および図２に示した処理液塗布装置に搭載された光透過形センサユニットの作用を説明する模式図である。
【図４】この発明にかかる光学式異物検出装置の基本形態について説明する模式図である。
【図５】異物の存否を判定するための処理演算を説明する表図である。
【図６】図５に示す表図から得られる異物の検出状況を説明する線図である。
【図７】異物検出装置を搭載した処理液塗布装置の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図８】同じく動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 被処理基板（ガラス基板）
１ａ 基板の盛り上がり部
２ 載置台（ステージ）
３ 異物
４ 光軸（光ビーム）
５ 投光部
６ 受光部（カメラ）
１１ 処理液供給ノズル
１１ａ 処理液供給口
１１ｂ 処理液吐出開口
Ｒ 処理液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、
前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、
前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、
前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を乗算する第３手段と、
前記第３手段によって得られた乗算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段と、
を具備したことを特徴とする光学式異物検出装置。
【請求項２】
ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、
前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、
前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、
前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を加算する第３手段と、
前記第３手段によって得られた加算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段と、
を具備したことを特徴とする光学式異物検出装置。
【請求項３】
前記第１手段において得られる前記受光量の情報は、前記サンプルタイミングごとに得られる前記光ビームの受光量を、リファレンス値との比較による割合で示した値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された光学式異物検出装置。
【請求項４】
前記センサユニットの相対移動方向に沿って、３もしくは４つの検査エリアが設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された光学式異物検出装置。
【請求項５】
前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報として、５サンプルタイミング前の受光量の情報を利用するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された光学式異物検出装置。
【請求項６】
ステージ上に載置された前記被処理基板に対峙して相対的に移動し、前記被処理基板に向かって処理液を吐出することで、処理液を前記基板の表面に塗布する処理液供給ノズルが備えられ、
前記被処理基板に対して相対移動する処理液供給ノズルの移動方向の前方に、前記請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された光学式異物検出装置を搭載することで、前記処理液供給ノズルを前記相対移動手段として利用するように構成したことを特徴とする処理液塗布装置。
【請求項７】
前記処理液供給ノズルには、前記基板の幅方向に延びるスリット状吐出開口が備えられ、処理液供給ノズルの前記スリット状吐出開口から帯状に吐出される処理液を前記基板の表面に塗布するように構成され、前記スリット状吐出開口の長手方向に平行するように、かつ前記基板の直近に沿って前記光ビームが投射されるように前記センサユニットが配置されていることを特徴とする請求項６に記載された処理液塗布装置。
【請求項８】
前記光学式異物検出装置により異物の存在を検知した場合において、前記基板に対する処理液供給ノズルの相対移動が停止されるように構成したことを特徴とする請求項６または請求項７に記載された処理液塗布装置。
【請求項１】
ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、
前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、
前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、
前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を乗算する第３手段と、
前記第３手段によって得られた乗算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段と、
を具備したことを特徴とする光学式異物検出装置。
【請求項２】
ステージ上に載置された被処理基板の上面に沿って光ビームを投射する投光部、および前記光ビームを受光する受光部とを含む光透過型センサユニットと、前記センサユニットを被処理基板に対して相対移動させることで、前記光ビームの光軸が被処理基板の上面に沿って平行に走査されるようになされる相対移動手段とを備えた光学式異物検出装置であって、
前記相対移動手段による前記センサユニットの相対移動方向に沿って複数の検査エリアが設定され、前記各検査エリアごとにおける前記光ビームの受光量を、あらかじめ定められたサンプルタイミングごとに測定して、各検査エリアごとにおける前記受光量の情報を得る第１手段と、
前記第１手段により得られた前記各検査エリアごとにおける受光量の情報と、前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報との差分をそれぞれ演算し、各検査エリアごとの前記差分値を得る第２手段と、
前記第２手段により得られた各検査エリアごとの前記差分値より、前記センサユニットの相対移動履歴に対応した検査エリア順に、順次１サンプルタイミングがずれた前記差分値をそれぞれ引き出し、当該各差分値を加算する第３手段と、
前記第３手段によって得られた加算出力の絶対値に応じて、異物の存否を判定する第４手段と、
を具備したことを特徴とする光学式異物検出装置。
【請求項３】
前記第１手段において得られる前記受光量の情報は、前記サンプルタイミングごとに得られる前記光ビームの受光量を、リファレンス値との比較による割合で示した値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された光学式異物検出装置。
【請求項４】
前記センサユニットの相対移動方向に沿って、３もしくは４つの検査エリアが設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された光学式異物検出装置。
【請求項５】
前記サンプルタイミング単位の過去の同一検査エリアの受光量の情報として、５サンプルタイミング前の受光量の情報を利用するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された光学式異物検出装置。
【請求項６】
ステージ上に載置された前記被処理基板に対峙して相対的に移動し、前記被処理基板に向かって処理液を吐出することで、処理液を前記基板の表面に塗布する処理液供給ノズルが備えられ、
前記被処理基板に対して相対移動する処理液供給ノズルの移動方向の前方に、前記請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された光学式異物検出装置を搭載することで、前記処理液供給ノズルを前記相対移動手段として利用するように構成したことを特徴とする処理液塗布装置。
【請求項７】
前記処理液供給ノズルには、前記基板の幅方向に延びるスリット状吐出開口が備えられ、処理液供給ノズルの前記スリット状吐出開口から帯状に吐出される処理液を前記基板の表面に塗布するように構成され、前記スリット状吐出開口の長手方向に平行するように、かつ前記基板の直近に沿って前記光ビームが投射されるように前記センサユニットが配置されていることを特徴とする請求項６に記載された処理液塗布装置。
【請求項８】
前記光学式異物検出装置により異物の存在を検知した場合において、前記基板に対する処理液供給ノズルの相対移動が停止されるように構成したことを特徴とする請求項６または請求項７に記載された処理液塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−７８３４８（Ｐ２０１０−７８３４８Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４０８１（Ｐ２００８−２４４０８１）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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