(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット状の光であるスリット光を照射するスリット照明ユニットと、
前記スリット光を、互いに異なる２つの経路に沿って進行する２つの光に分離して対象物に照射し、前記対象物から反射される２つの光が集合された干渉像を抽出する光学系と、
前記干渉像を撮影して映像信号を出力する映像装置と、
前記映像信号の輝度値を取得してリアルタイムで分析して異物の有無を判断する分析ユニットと、
を含み、
前記光学系は、
前記スリット光を第１経路に沿って進行する第１光と第２経路に沿って進行する第２光に分離するスプリッタと、
前記第１経路上に位置する第１対物レンズと、
前記第２経路上に位置する反射ミラー、ＰＺＴユニット及び第２対物レンズと、
を含むことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記反射ミラーは、前記スプリッタと前記ＰＺＴユニットとの間に位置し、前記第２光を前記第２経路に沿って進行するように方向を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記ＰＴＺユニットは、前記第２対物レンズの前段に設けられて、前記第２対物レンズを上下に移動させることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記第１対物レンズと前記第２対物レンズは、同じタイプであることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記第１対物レンズと前記第２対物レンズは、最大に補強干渉を起こすように整列されることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記スプリッタには、前記対象物から反射される前記第１光と前記第２光とが集合されることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記映像装置は、ラインスキャンカメラであることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項８】
対象物上の異物の有無を検査する表面検査方法において、
スリット照明ユニットから照射されるスリット光を、スプリッタを用いて第１経路に沿って進行する第１光及び第２経路に沿って進行する第２光に分離して前記対象物に照射し、
前記対象物に照射された前記第１及び第２光が反射されて前記第１及び第２経路に沿って進行して前記スプリッタに集合されて干渉を起こし、
映像装置が前記干渉による像を撮影して映像信号を出力し、
分析ユニットが前記映像信号の輝度値を分析して異物の有無を判断し、
前記第１光は前記第１経路上に位置する第１対物レンズを通過して前記対象物に照射され、前記第２光は前記第２経路上に位置する反射ミラー、ＰＺＴユニット及び第２対物レンズを経て前記対象物に照射されることを特徴とする表面検査方法。
【請求項９】
前記第１経路と前記第２経路は、反射された前記第１及び第２光が集合される場合に、最大の補強干渉を起こすように形成されることを特徴とする請求項８に記載の表面検査方法。
【請求項１０】
前記輝度値が最大になると異物がないと判断し、前記輝度値が変化すると異物があると判断することを特徴とする請求項８に記載の表面検査方法。
【請求項１１】
基板にコーティング液を塗布するノズルユニットと、
前記基板上の異物の存在有無を検査し、塗布方向の前方に設けられる表面検査装置と、を含み、
前記表面検査装置は、
スリット状の光であるスリット光を照射するスリット照明ユニットと、
前記スリット光を互いに異なる２つの経路に沿って進行する２つの光に分離して対象物に照射し、前記対象物から反射される２つの光が集合された干渉像を抽出する光学系と、
前記干渉像を撮影して映像信号を出力する映像装置と、
前記映像信号の輝度値を取得してリアルタイムで分析して異物の有無を判断する分析ユニットと、
を含み、
前記光学系は、
前記スリット光を第１経路に沿って進行する第１光と第２経路に沿って進行する第２光に分離するスプリッタと、
前記第１経路上に位置する第１対物レンズと、
前記第２経路上に位置する反射ミラー、ＰＺＴユニット及び第２対物レンズと、
を含むことを特徴とするスリットコータ。
【請求項１２】
前記ノズルユニットは、
前記基板上にコーティング液を排出するスリットノズルと、
前記スリットノズルを支持するノズル支持台と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【請求項１３】
前記反射ミラーは、前記スプリッタと前記ＰＺＴユニットとの間に位置し、前記第２光を前記第２経路に沿って進行するように方向を切り替えることを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【請求項１４】
前記ＰＺＴユニットは、前記第２対物レンズの前段に設けられて、前記第２対物レンズを上下に移動させることを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【請求項１５】
前記第１対物レンズと前記第２対物レンズは、同じタイプであることを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【請求項１６】
前記第１対物レンズと前記第２対物レンズは、最大の補強干渉を起こすように整列されることを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【請求項１７】
前記スプリッタには、前記対象物から反射される前記第１光と前記第２光とが集合されることを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【請求項１８】
前記映像装置は、ラインスキャンカメラであることを特徴とする請求項１１に記載のスリットコータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面検査装置、その表面検査方法及びそれを備えるスリットコータ装置に関し、基板上にコーティング層が安定的にコーティングされるように基板の表面に存在する異物を検知するための検査装置、それを用いた検査方法及びそれを備えるスリットコータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体の製造分野、表示装置の製造分野においては、特定機能をする薄膜、例えば、酸化薄膜、金属薄膜、半導体薄膜を基板上にコーティングする工程が行われる。そこで、コーティング層は必要に応じて露光及び現象などによってパターニングされることになる。
【０００３】
コーティング層を形成する方法としては、スピンコーティング（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）及びスリットコーティング（ｓｌｉｔ  ｃｏａｔｉｎｇ）などがある。スリットコーティングは、幅よりも長さが長いスリット状のノズルを有するスリットコータ（ｓｌｉｔ  ｃｏａｔｅｒ）を基板に沿って移動させながらノズルを介してコーティング液を基板上に塗布する方法である。
【０００４】
塗布液を基板に滴下した後、基板を高速回転させてコーティング層を形成するスピンコーティングとは異なって、スリットコーティングは基板が回転しないため、空気中の異物が付着しやすい。
【０００５】
一方、スリットコータは、工程性能を確保するためにスリットダイやノズルが塗布対象基板に最も近接した位置において高速に移動しながら工程を行うことになる。
【０００６】
異物が基板上に存在する場合は工程性能確保が不可能であることは勿論であり、異物と接触してスリットダイやノズルが破損するなど故障が発生する。
【０００７】
そのために、ノズルがコーティング液を塗布する方向の前方に基板上の異物を検知する装置が配置されている。
【０００８】
このような検知方法として、光センサを用いて異物を検知する方法が使用されているが、光センサによる検知方法は構成が簡単であり設置及び使用は簡便であるが光センサの送信部と受信部との間の間隔が遠くなるとセンシング能力が低減され、検知できる異物の大きさが数ｍｍ以上と大きい場合にだけ正確に検知することができるという問題点がある。
【０００９】
その他の検知方法として、傾斜照明を照射して異物表面での散乱現象を利用する異物検知方法があるが、光センサと比べて比較的微細な検出が可能である一方、照明部と検出部が所定角度を有して分離されなければならなく、散乱光を測定するためには測定対象と光学系との間の精密な配置が常に保持されなければならないため光学系が高速で移動しながら測定することができないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のような従来技術の問題点を解決するために考案された本発明は、対象物にコーティング層が安定的にコーティングされるように、対象物の表面に存在する異物を検知するための検査装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、高速移動しながらリアルタイムで効果的に異物を検知できる検査装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記のような表面検査装置を備え、基板に存在する異物によりスリットノズルが損傷されたり破損されたりことを防止することができるスリットコータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような目的を解決するために本発明は、スリット状の光であるスリット光を照射するスリット照明ユニットと、上記スリット光を互いに異なる２つの経路に沿って進行する２つの光に分離して対象物に照射し、上記対象物から反射される２つの光が集合された干渉像を抽出する光学系と、上記干渉像を撮影して映像信号を出力する映像装置と、上記映像信号の輝度値を取得してリアルタイムで分析して異物検知可否を判断する分析ユニットとを含む表面検査装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、対象物上の異物の有無を検査する表面検査方法において、スリット照明ユニットから照射されるスリット光を、スプリッタを用いて第１経路に沿って進行する第１光及び第２経路に沿って進行する第２光に分離して上記対象物に照射し、上記対象物に照射された上記第１光及び第２光が反射されて上記第１経路及び第２経路に沿って進行して、上記スプリッタに集合されて干渉を起こし、映像装置が上記干渉による像を撮影して映像信号を出力し、分析ユニットが上記映像信号の輝度値を分析して異物検知可否を判断することを特徴とする表面検査方法を提供する。
【００１５】
また、本発明は、基板にコーティング液を塗布するノズルユニット及び上記基板の異物の存在有無を検査し、上記塗布方向の前方に設けられる表面検査装置を含み、上記表面検査装置は、スリット状の光であるスリット光を照射するスリット照明ユニットと、上記スリット光を互いに異なる２つの経路に沿って進行する２つの光に分離して対象物に照射し、上記対象物から反射される２つの光が集合されて干渉像を抽出する光学系と、上記干渉像を撮影して映像信号を出力する映像装置と、上記映像信号の輝度値を取得してリアルタイムで分析して異物検知可否を判断する分析ユニットと、を含むスリットコータを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象物にコーティング層が安定的にコーティングされるように、対象物の表面に存在する異物をリアルタイムで効果的に検査することができる。
【００１７】
また、微細な異物まで検査することができ、光学系が簡単であり、設置及び使用が容易であり、高速走行する設備ユニットに直接適用することができるため、適用範囲が広い。
【００１８】
また、基板に存在する異物によりスリットノズルの損傷や破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面検査装置の斜視図である。
【図２】図１の表面検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表面検査装置を備えているスリットコータの一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示すスリットコータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、好適な実施例を示す図面を参照して、本発明の一実施形態による表面検査装置、その表面検査方法、それを備えるスリットコータを説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態による表面検査装置の斜視図であり、図２は図１の表面検査装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る表面検査装置１はスリット照明ユニット１０、光学系２０、映像装置３０及び分析ユニット４０を含む。
【００２３】
上記スリット照明ユニット１０はスリット状の光を照射し、光源から照射される照明光を、スリットフィルタを通過させて放出されるように構成されており、スリット光を形成する専用照明光学系形態に構成することができる。光源としては、比較的に値段が安くて、寿命の長いタングステン−ハロゲンランプを用いることが好ましい。
【００２４】
上記光学系２０は、上記スリット照明ユニット１０から照射されるスリット光（スリット状の光）を用いて対象物５の干渉像を抽出するためのものであって、互いに異なる２つの経路により対象物５にスリット光を照射する。上記光学系２０は、スリット光を、互いに異なる２つの経路（第1経路及び第２経路）に沿って進行する２つの光（第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２）に分離して対象物５に照射し、対象物５から反射される２つの光が集合された干渉像を抽出する。
【００２５】
上記光学系２０は、第１スプリッタ２１、第２スプリッタ２２、反射ミラー２３、ＰＺＴ（Ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）ユニット２４、第１対物レンズ２５及び第２対物レンズ２６を含み、上記第１及び第２対物レンズ２５、２６は同じタイプである。同じタイプであるとは、例えば、両レンズの形状及び大きさが同じであることを意味する。
【００２６】
上記第１スプリッタ２１は、上記スリット照明ユニット１０から照射されるスリット光Ｌｓの経路を切り替え、上記第２スプリッタ２２は上記第１スプリッタ２１から入射される光Ｌｓを第１経路に沿って進行する第１光Ｌ１と第２経路に沿って進行する光Ｌ２とに分離する。したがって、第２スプリッタ２２を通過した後、スリット光Ｌｓは、第１経路に沿って進行する第１光Ｌ１と第２経路に沿って進行する第２光Ｌ２とに分離される。
【００２７】
上記第１光Ｌ１は第１対物レンズ２５を通過して対象物５に照射され、上記第２光Ｌ２は反射ミラー２３、ＰＺＴユニット２４及び第２対物レンズ２６を経て対象物５に照射され、上記対象物５に照射される第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は対象物５に垂直に照射されることになる。
【００２８】
したがって、上記第１対物レンズ２５は第１経路上に位置し、上記反射ミラー２３、ＰＺＴユニット２４及び第２対物レンズ２６は第２経路上に位置する。
【００２９】
上記反射ミラー２３は、第２スプリッタ２２とＰＺＴユニット２４との間に位置しており、上記第２スプリッタ２２から分離して入射される上記第２光Ｌ２が第２経路に沿って進行するように、上記第２光Ｌ２の進行方向を切り替える。
【００３０】
上記ＰＺＴユニット２４はナノ単位で調整可能なものであって、上記第２対物レンズ２６の前段に設けられて、外部からの電圧により長さが変化して上記第２対物レンズ２６を上下に移動させる。
【００３１】
上記第１及び第２経路は、上記第１対物レンズ２５及び第２対物レンズ２６を通る映像が理想的に干渉を起こすように、光源のλの大きさによって経路差を有する。
【００３２】
上記第１対物レンズ２５と上記第２対物レンズ２６は最大の補強干渉を起こすように整列され、上記ＰＺＴユニット２４を用いて上記第２対物レンズ２６を移動させることで整列される。
【００３３】
上記映像装置３０は、対象物５に反射されて第１及び第２経路を介して戻る第１及び第２光Ｌ１、Ｌ２を収集し、上記対象物５の干渉像を撮影して映像信号を出力する。
【００３４】
対象物５に反射される第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は対象物５の高さの変化に従って位相差が発生して干渉現象を起こし、このような干渉現象による像を上記映像装置３０が撮影する。
【００３５】
上記干渉像は対象物５の位相勾配を明暗に示しており、位相差がない場合の２つの光は補強干渉を起こすので映像装置の輝度値は最大となり、位相差が発生する場合は相殺干渉を起こすので映像装置の輝度値は低下される。この場合、映像装置３０としてはラインスキャンカメラを使用することが好ましい。
【００３６】
上記分析ユニット４０は、上記映像装置３０から出力される映像信号の輝度値を取得してリアルタイムに分析して異物検知可否を判断する。
【００３７】
図１に示す表面検査装置の動作を簡単に説明すると、上記スリット照明ユニット１０から照射されるスリット光Ｌｓを、第２スプリッタ２２を用いて第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２に分離して第１及び第２経路に沿って対象物５に照射する。
【００３８】
このとき、第１対物レンズ２５と第２対物レンズ２６は最大に補強干渉を起こす位置に整列される。このような整列は、第２対物レンズ２６の前段に位置されているＰＺＴユニット２４を調整することで可能である。
【００３９】
また、第１光Ｌ１は第１対物レンズ２５を介して対象物５に照射され、第２光Ｌ２は反射ミラー２３、ＰＺＴユニット２４及び第２対物レンズ２６を経て対象物５に照射される。
【００４０】
上記対象物５に照射された第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は反射され、再び第１及び第２経路に沿って進行して上記第２スプリッタ２２に集合されて干渉を起こし、干渉による像は映像装置３０から撮影され、撮影された輝度値を分析ユニット４０が分析して異物検知可否を判断する。
【００４１】
このとき、第１対物レンズ２５と第２対物レンズ２６は最大に補強干渉が起こす位置に整列されるので、上記第１経路と上記第２経路は反射された上記第１光及び第２光が集合される場合に、最大の補強干渉を起こすように形成される。
【００４２】
反射される第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２間に経路差が発生しなかったら、最大の輝度値を有することになるが、反射される第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２間に経路差が発生したら、発生される経路差によって相殺干渉が起きて輝度値が変化する。このような輝度値の変化を上記分析ユニット４０が分析して異物の有無を判断することができる。
【００４３】
すなわち、上記輝度値が最大になると異物がないと判断し、上記輝度値が変化すると異物があると判断する。
【００４４】
図３は本発明の一実施形態に係る表面検査装置を備えるスリットコータの一例を示す斜視図であり、図４は図３に示すスリットコータの断面図である。
【００４５】
図３及び図４に示すように、スリットコータ１００は、基板１１０にコーティング液を塗布するノズルユニット１２０と上記基板１１０の面に存在する異物を検査するための表面検査装置１とを含み、上記表面検査装置１は図１及び図２の表面検査装置であるので、それに関する説明は省略し、同一符号を用いるものとする。
【００４６】
上記ノズルユニット１２０は、上記基板１１０上にコーティング液を排出するスリットノズル１２１と該スリットノズル１２１を支持するノズル支持台１２３とを含む。
【００４７】
上記スリットノズル１２１は、上記基板１１０の面から離隔して板面に沿って移動しながら上記基板１１０上にコーティング液を排出する。
【００４８】
上記表面検査装置１は、上記ノズルユニット１２０の塗布方向の前方に設けられて、上記基板１１０上に異物の存在を検査するものであって、この異物を検査する方法は図１及び図２で説明しており、ここでは簡単に説明する。
【００４９】
スリット照明ユニット１０から照射されたスリット光は光学系２０を経て第１経路に沿って進行する第１光Ｌ１及び第２経路に沿って進行する第２光Ｌ２に分離されて基板１１０に照射される。
【００５０】
このとき、上記第１光Ｌ１と第２光Ｌ２は最大の補強干渉を起こす経路に沿って進行される。
【００５１】
上記基板１１０に照射された第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は反射され、再び第１及び第２経路に沿って進行して集合されて干渉を起こし、この干渉による像は映像装置３０によって撮影され、撮影された輝度値を分析ユニット４０が分析して異物検知可否を判断する。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された事項によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００５３】
１  表面検査装置
５  対象物
１０  スリット照明ユニット
２０  光学系
２１  第１スプリッタ
２２  第２スプリッタ
２３  反射ミラー
２４  ＰＺＴユニット
２５  第１対物レンズ
２６  第２対物レンズ
３０  映像装置
４０  分析ユニット
１００  スリットコータ
１１０  基板
１２０  ノズルユニット
１２１  スリットノズル
１２３  ノズル支持台
【図１】
0005582912.tif 000002
【図２】
0005582912.tif 000003
【図３】
0005582912.tif 000004
【図４】
0005582912.tif 000005