(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の透明の基板の表面に塗布すべき塗布液を吐出するノズルであって前記基板の表面との間に所定の間隙を設けた位置で前記基板の表面に対して所定の走査方向に沿って相対的に移動するノズルと、
前記ノズルから前記基板に吐出された塗布液のビード形状を光学的に測定する形状測定手段と、
前記ノズルから基板の表面までの距離を測定する距離測定手段と、
前記ノズルから吐出される塗布液のビード形状を変形させる形状変形手段と、
前記基板が上面に載置されるステージであって前記上面から底面に貫通した貫通孔を有するステージと、
前記形状測定手段が測定したビード形状に基づいて前記形状変形手段の動作を制御する制御データを作成する制御手段と、
を備え、
前記形状測定手段は、前記走査方向に直交する面であって前記基板の表面に直交する面内の位置から前記ノズルと前記基板の表面との間における前記ノズルから吐出された塗布液のビード形状を撮像する第１の撮像手段と、前記貫通孔に配置されて前記ステージに載置された前記基板の表面に前記ノズルから吐出された塗布液の形状を撮像する第２の撮像手段と、を含み、
前記形状変形手段は、前記ノズルに対する塗布液の供給量を制御する供給量制御手段と、走査方向の上流側でノズルに近接して配置されてノズルと前記基板の表面との間の気圧を制御する圧力制御手段と、を含み、
前記制御手段は、前記第１の撮像手段が撮像した塗布液のビード形状及び前記距離測定手段が測定した距離に基づいて前記供給量制御手段の動作を制御する制御データを作成した後、前記第２の撮像手段が撮像した塗布液の形状に基づいて前記圧力制御手段の動作を制御する制御データを作成する基板用塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス基板等の板状の基板に対してノズルを相対的に一方向に走査させ、ノズルからレジスト液等の塗布液を吐出して基板の塗布面に塗布液を塗布する基板用塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等の板状の基板の表面に塗布液を塗布する場合、スリット状のノズルを基板の表面との間に間隙を設けた状態で、スリットに直交する所定の走査方向に沿って、基板の表面に対して相対的に走査させる基板用塗布装置が用いられる。【０００３】
基板の表面に所望の厚さで塗布液を均一に塗布するためには、ノズルの先端と基板の表面との間における塗布液のビート形状を適正にする必要がある。【０００４】
従来の基板用塗布装置として、ノズルに塗布液を供給するポンプの圧力や基板に加わる機械振動を測定し、この測定結果に基づいて塗布液のビート形状を推定し、適正なビート形状となるようにポンプの吐出圧力やノズルの先端と基板の表面との間隔を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された基板用塗布装置は、ビード形状を直接測定するものではなく、ビード形状に影響を与える可能性のある物理量の測定結果からビード形状を推定するものであり、時間的な誤差やノイズの影響によって現実のビード形状を正確に把握できない。このため、基板の表面における塗布液の塗布量を即時的に高精度で調整することができない問題がある。【０００７】
特に、塗布開始時及び塗布終了時における膜厚の不均一な領域（不均一領域）が増加する問題がある。この不均一領域は、ノズルからの塗布液の吐出量が不安定になることで生じる。【０００８】
特許文献１に記載されたもの以外の従来の基板用塗布装置でも、ビード形状を直接測定するものはなく、塗布液の塗布量を即時的に高精度で調整することはできず、上記の問題を解決できるものは無かった。【０００９】
この発明の目的は、ビード形状を直接測定した結果に基づいてビード形状に影響を与えるパラメータを制御することで、基板の表面における塗布液の塗布量を即時的に高精度で調整できるようにし、塗布開始時及び塗布終了時における不均一領域を減少することができる基板用塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る基板用塗布装置は、ノズル、形状測定手段、距離測定手段、形状変形手段、ステージ、制御手段を備えている。ノズルは、板状の透明の基板の表面との間に所定の間隙を設けた位置で基板の表面に対して所定の走査方向に沿って相対的に移動し、板状の基板の表面に塗布すべき塗布液を吐出する。形状測定手段は、ノズルから基板に吐出された塗布液のビード形状を光学的に測定する。距離測定手段は、ノズルから基板の表面までの距離を測定する。形状変形手段は、ノズルから吐出される塗布液のビード形状を変形させる。制御手段は、形状測定手段が測定したビード形状に基づいて形状変形手段の動作を制御する制御データを作成する。形状測定手段は、走査方向に直交する面であって基板の表面に直交する面内の位置からノズルと基板の表面との間におけるノズルから吐出された塗布液のビード形状を撮像する第１の撮像手段と、貫通孔に配置されてステージに載置された基板の表面にノズルから吐出された塗布液の形状を撮像する第２の撮像手段と、を含む。形状変形手段は、ノズルに対する塗布液の供給量を制御する供給量制御手段と、走査方向の上流側でノズルに近接して配置されてノズルと基板の表面との間の気圧を制御する圧力制御手段と、を含む。制御手段は、第１の撮像手段が撮像した塗布液のビード形状及び距離測定手段が測定した距離に基づいて供給量制御手段の動作を制御する制御データを作成した後、第２の撮像手段が撮像した塗布液の形状に基づいて圧力制御手段の動作を制御する制御データを作成する。
【００１１】
この構成によれば、ノズルから基板に吐出された塗布液のビード形状を光学的に測定した結果に基づいて、ノズルから吐出される塗布液のビード形状が調整される。したがって、ビード形状を直接測定した結果に基づいて、基板の表面における塗布液の塗布量が即時的に高精度で調整される。【００１２】
この構成において、形状測定手段は、走査方向に直交する面でかつ基板面に直交する面内からノズルと基板の表面との間におけるビード形状を撮像する第１の撮像手段を含むものであることが好ましい。第１の撮像手段によってノズルと基板の表面との間における塗布液のビード形状が直接測定できる。【００１３】
基板が上面に載置されるステージであって上面から底面に貫通した貫通孔を有するステージをさらに備え、形状測定手段が、貫通孔に配置されてステージに載置された透光性の基板の表面を撮像する第２の撮像手段を含むものであることが好ましい。第２の撮像手段により、塗布開始時及び塗布終了時の不均一領域の範囲を直接測定することができる。【００１４】
制御手段は、第２の撮像手段が撮像した画像から、走査方向におけるノズルの中心から基板の表面における塗布液の塗布領域と未塗布領域との境界までの距離を測定し、この測定結果に基づいて制御データを作成するものであることが好ましい。塗布開始時及び塗布終了時の不均一領域を最小にするためのパラメータの算出を容易に行うことができる。【００１５】
形状変形手段は、走査方向の上流側でノズルに近接して配置され、ノズルと基板の表面との間の気圧を制御する圧力制御手段とすることが好ましい。ノズルと基板の表面との間の気圧の調整によってビート形状を容易に制御できる。【００１６】
形状変形手段は、ノズルに対する塗布液の供給量を制御する供給量制御手段であることが好ましい。ノズルに対する塗布液の供給量の調整によってビード形状を容易に制御できる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ビード形状を直接測定した結果に基づいてビード形状に影響を与えるパラメータを制御することで、基板の表面における塗布液の塗布量を即時的に高精度で調整でき、塗布開始時及び塗布終了時における不均一領域を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態に係る基板用塗布装置の概略の構成を示す図である。
【図２】同基板用塗布装置の制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】同基板用塗布装置における塗布液のビード形状を示す図である。
【図４】同基板用塗布装置における塗布境界とノズル中心との距離を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、この発明の実施形態に係る基板用塗布装置について、図を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１に示すように、この発明の実施形態に係る基板用塗布装置１０は、スリットノズル１、テーブル２、第１カメラ３、第２カメラ４、制御部５、モータドライバ６、バルブドライバ７、ポンプ８、調圧チャンバ９を備えている。
【００２１】
スリットノズル１は、この発明のノズルであり、底面に設けられた矢印Ｘ方向に平行なスリットから塗布液を吐出する。テーブル２は、上面に板状の透光性の基板１００を載置する。スリットノズル１は、矢印Ｘ方向に直交する矢印Ｙ方向に沿って基板１００に対して相対的に移動する。矢印Ｙ方向は、この発明の走査方向である。基板用塗布装置１０では、一例として、テーブル２が、図示しない駆動機構を介して矢印Ｙ方向に移動する。
【００２２】
第１カメラ３は、テーブル２上に載置された基板１００の表面に平行でかつ矢印Ｘ方向に沿ってスリットノズル１と基板１００の表面との間を撮像する。スリットノズル１から基板１００の表面に吐出された塗布液のビード形状が、第１カメラ３によって直接撮像される。
【００２３】
第２カメラ４は、テーブル２を挟んでスリットノズル１の底面における矢印Ｙ方向の中心に対向して配置されている。テーブル２には、第２カメラ４に対向する位置に貫通孔２１が形成されている。第２カメラ４は、貫通孔２１を経由して基板１００の表面を撮像する。
【００２４】
ポンプ８は、この発明の形状変形手段に相当し、モータの回転により、図示しないタンク内の塗布液をスリットノズル１に設けられたチャンバ内に供給する。塗布液は、スリットノズル１でチャンバに充填された後にノズルに供給される。スリットノズル１からの塗布液の吐出量は、ポンプ８からの塗布液の供給量によって制御させる。ポンプ８は、塗布液の吐出量を厳密に制御できるプランジャ型又はシリンジ型の定量ポンプである。
【００２５】
調圧チャンバ９は、この発明の圧力制御手段であり、スリットノズル１における基板１００との相対移動方向である矢印Ｙ方向の上流側に近接して配置され、スリットノズル１と基板１００の表面との間の気圧を制御する。調圧チャンバ９は、加圧バルブ及び減圧バルブの動作により、矢印Ｙ方向の下流側におけるスリットノズル１と基板１００の表面との間の気圧を調整する。
【００２６】
制御部５は、この発明の制御手段に相当し、第１カメラ３、第２カメラ４、モータドライバ６、バルブドライバ７が接続されている。制御部５は、第１カメラ３及び第２カメラ４が撮像した画像データに基づいて補正した駆動データを作成し、モータドライバ６及びバルブドライバ７に出力する。
【００２７】
モータドライバ６は、駆動データに応じた電力でポンプ８のモータを駆動する。バルブドライバ７は、駆動データに応じて調圧チャンバ９の加圧バルブ又は減圧バルブを開閉する。
【００２８】
図２に示すように、基板用塗布装置１０の制御部５は、基板１００に対する塗布液の塗布作業が開始されると（Ｓ１）、第１カメラ３が撮像した画像データを読み取る（Ｓ２）。制御部５は、第１カメラ３が撮像した画像から塗布液のビード形状を抽出し（Ｓ３）、抽出したビード形状を記憶部５１に予め記憶されている基準形状と比較してモータドライバ６に供給すべき駆動データを作成する（Ｓ４）。
【００２９】
また、制御部５は、第２カメラ４が撮像した画像データを読み取る（Ｓ５）。制御部５は、第２カメラ４が撮像した画像からエッジ抽出処理によって基板１００の表面における塗布済み領域と未塗布領域との塗布境界を抽出し（Ｓ６）、抽出した塗布境界とスリットノズル１の中心との矢印Ｙ方向の距離を測定する(Ｓ７)。制御部５は、測定した距離を記憶部５１に予め記憶している基準距離と比較してバルブドライバ７に供給すべき駆動データを作成する（Ｓ８）。
【００３０】
制御部５は、Ｓ４及びＳ８で作成した駆動データをモータドライバ６及びバルブドライバ７に出力する（Ｓ９）。
【００３１】
制御部５は、少なくとも上記Ｓ２〜Ｓ４の処理を、スリットノズル１の基板１００に対する相対的な移動量が所定値に達し、基板１００に対する塗布液の塗布作業が完了するまで継続して行う（Ｓ１０）。
【００３２】
記憶部５１に記憶されている基準形状は、例えば、第１カメラ３によってビード形状を撮像しつつポンプ８からの塗布液の供給量を種々変化させた際の基板１００の表面における塗布液の塗布状態を観察することで、実験的に得られる。基板１００の表面における塗布状態が良好となった際のビード形状が、基準形状として記憶部５１に記憶されている。
【００３３】
記憶部５１に記憶されている基準距離は、例えば、第２カメラ４によって基板１００の表面を撮像しつつポンプ８からの塗布液の供給量を種々変化させた際のスリットノズル１の中心と塗布境界との距離を測定することで、実験的に得られる。基板１００の表面における塗布開始時及び塗布終了時の塗布状態が良好となった際の距離が、基準距離として記憶部５１に記憶されている。
【００３４】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、Ｓ２〜Ｓ４の処理により、基板１００の表面に対する塗布液の塗布作業中に、第１カメラ３が撮像したビード形状の画像３１Ａ又は画像３１Ｂと基準形状３２とが比較される。第１カメラ３がビード形状の画像３１Ａを撮像した場合、スリットノズル１に対する塗布液の供給量を減量するようにポンプ８のモータに対する駆動データが変更される。第１カメラ３がビード形状の画像３１Ｂを撮像した場合、スリットノズル１に対する塗布液の供給量を増量するようにポンプ８のモータに対する駆動データが変更される。
【００３５】
これによって、基板１００の表面に所望の厚さの塗布液が均一に塗布されるように、スリットノズル１に対する塗布液の供給量が制御され、基板１００の表面における塗布液の塗布状態が良好に維持される。
【００３６】
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、Ｓ５〜Ｓ８の処理により、基板１００の表面に対する塗布液の塗布作業中に、第２カメラ４が撮像した画像から測定された距離４１Ａ又は距離４１Ｂと基準距離４２とが比較される。第２カメラ４が撮像した画像から距離４１Ａが測定された場合には、調圧チャンバ９の加圧バルブに駆動データが出力される。第２カメラ４が撮像した画像から距離４１Ｂが測定された場合には、調圧チャンバ９の減圧バルブに駆動データが出力される。
【００３７】
Ｓ７の処理では、矢印Ｙ方向におけるノズル１の中心距離から上流側を正、下流側を負として、基板１００の表面における塗布済み領域までの距離が測定される。図４（Ｃ）に示す例では、距離４１Ｂは、負の値である。
【００３８】
これによって、基板１００の表面に対する塗布液の塗布開始位置及び塗布終了位置の膜厚不均一領域が削減されるように、矢印Ｙ方向の上流側におけるスリットノズル１と基板１００の表面との間の気圧が調整される。単一の基板１００の表面における走査方向の複数の領域に間隔を設けて塗布液を塗布する場合には、単一の基板１００に複数の塗布開始位置及び塗布終了位置が存在するが、全ての塗布開始位置及び塗布終了位置で膜厚不均一領域を削減できる。
【００３９】
なお、第１カメラ３又は第２カメラ４の何れか一方のみが撮像した画像に基づいて、ポンプ８のモータ及び調圧チャンバ９のバルブの駆動データを作成するようにしてもよい。
【００４０】
また、第１カメラ３が撮像したビード形状の画像と基準形状との比較結果と、第２カメラ４が撮像した画像から測定された距離と基準距離との比較結果と、の両方に基づいて、ポンプ８のモータ及び調圧チャンバ９のバルブの駆動データを作成するようにしてもよい。
【００４１】
ポンプ８のモータの動作又は調圧チャンバ９のバルブの動作の何れか一方を制御することで、基板１００の表面に対する塗布液の塗布状態を良好に維持でき、塗布開始時及び塗布終了時の膜厚不均一領域を削減できる場合には、他方の制御を省略してもよい。
【００４２】
塗布液を塗布すべき基板１００が透明でない場合には、第２カメラ４によって基板１００の表面を撮像することができない。この場合には、基板１００に対する塗布液の塗布作業に先立って、透明のテスト用シートを用いて矢印Ｙ方向における上流側のスリットノズル１の中心と塗布境界との距離を撮像するようにしてもよい。
【００４３】
制御部５が制御する対象は、ポンプ８のモータ及び調圧チャンバ９のバルブに限るものではなく、これらに代えて又はこれらとともに、例えば、スリットノズル１と基板１００との相対移動速度等の基板１００の表面における塗布液の塗布状態に影響を与える他のパラメータであってもよい。
【００４４】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１−スリットノズル
２−テーブル
３−第１カメラ
４−第２カメラ
５−制御部
６−モータドライバ
７−バルブドライバ
８−ポンプ
９−調圧チャンバ
１０−基板用塗布装置
２１−貫通孔
３２−基準形状
４２−基準距離
１００−基板
【図１】
0005470371.tif 000002
【図２】
0005470371.tif 000003
【図３】
0005470371.tif 000004
【図４】
0005470371.tif 000005