(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置において、
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動することにより前記基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルと、
前記ステージに載置された基板の角部を昇降させる角部昇降機構と、
前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する制御部と、
を備え、
前記ステージは、当該ステージに載置された基板の角部に対応する位置に開口部を有するとともに、
前記角部昇降機構は、前記開口部内に配設され前記ステージに載置された基板の角部の下面を吸着保持する吸着盤と、前記開口部内に配設され前記吸着盤を昇降させる昇降部とを備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置において、
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動することにより前記基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルと、
前記ステージに載置された基板の角部を昇降させる角部昇降機構と、
前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する制御部と、
前記基板に塗布される塗布液の種類と前記角部の高さ位置との関係を示す相関データを記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶した相関データに基づいて前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御することを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記ステージの表面には、前記基板を吸着保持するための吸着溝が形成されるとともに、
前記開口部は、前記吸着溝の外側領域に形成される塗布装置。
【請求項４】
請求項２に記載の塗布装置において、
前記ステージに対する前記基板の角部の高さ位置を測定するセンサを備える塗布装置。
【請求項５】
矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布方法において、
前記基板をステージ上に搬入する搬入工程と、
前記基板をステージ上に吸着保持する吸着保持工程と、
前記ステージ上に吸着保持された基板の角部を、前記ステージにおける前記基板の角部に対応する位置に設けられた開口部内に配置された吸着盤により、その下面より吸着保持して昇降させる角部昇降工程と、
スリットノズルを前記ステージおよび前記吸着盤に吸着保持された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動させることにより、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、
前記基板の吸着保持を停止して、前記基板をステージ上から搬出する搬出工程と、
を備えたことを特徴とする塗布方法。
【請求項６】
矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布方法において、
前記基板をステージ上に搬入する搬入工程と、
前記基板をステージ上に吸着保持する吸着保持工程と、
前記ステージ上に吸着保持された基板の角部を、その下面より吸着保持して昇降させる角部昇降工程と、
スリットノズルを前記ステージに吸着保持されるとともに前記角部が吸着保持された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動させることにより、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、
前記基板の吸着保持を停止して、前記基板をステージ上から搬出する搬出工程と、を備え、
前記角部昇降工程においては、前記基板に塗布される塗布液の種類と前記角部の高さ位置との関係を示す相関データに基づいて前記基板の角部の昇降量が制御されることを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、太陽電池用パネル基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する場合においては、基板の表面と近接した状態で水平方向に移動することにより、この基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルが使用される。このような矩形状の基板にスリットノズルを使用して塗布液を塗布するときには、特に、その四隅の領域である角部に塗布された塗布液の膜厚を均一化し得ないという問題が生じやすい。
【０００３】
このため、従来においては、スリットノズルの形状を最適化するという対応がとられている。また、特許文献１においては、スリットノズルにおけるノズル本体の端面にサイドプレートを取り付け、このサイドプレートを利用することにより、基板上に形成される薄膜の両端部付近の膜厚の低下を防止するようにしたスリットノズルを備えた基板処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された基板処理装置は、薄膜の両端部の膜厚を考慮したものであり、基板の角部の膜厚に注目したものではない。また、スリットノズルの構成を最適化することにより基板の角部に塗布される塗布液の膜厚を制御しようとしても、塗布液の粘度等の条件が大きく異なった場合には、スリットノズル自体を変更する必要が生ずることから、ノズル製作のためのコストが高額となる。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、基板の角部における塗布液の膜厚を適切に維持することが可能な塗布装置および塗布方法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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置において、前記基板を載置するステージと、前記ステージに載置された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動することにより前記基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルと、前記ステージに載置された基板の角部を昇降させる角部昇降機構と、前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する制御部と、を備え、前記ステージは、当該ステージに載置された基板の角部に対応する位置に開口部を有するとともに、前記角部昇降機構は、前記開口部内に配設され前記ステージに載置された基板の角部の下面を吸着保持する吸着盤と、前記開口部内に配設され前記吸着盤を昇降させる昇降部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置において、前記基板を載置するステージと、前記ステージに載置された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動することにより前記基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルと、前記ステージに載置された基板の角部を昇降させる角部昇降機構と、前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する制御部と、前記基板に塗布される塗布液の種類と前記角部の高さ位置との関係を示す相関データを記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶した相関データに基づいて前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ステージの表面には、前記基板を吸着保持するための吸着溝が形成されるとともに、前記開口部は、前記吸着溝の外側領域に形成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ステージに対する前記基板の角部の高さ位置を測定するセンサを備える塗布装置。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布方法において、前記基板をステージ上に搬入する搬入工程と、前記基板をステージ上に吸着保持する吸着保持工程と、前記ステージ上に吸着保持された基板の角部を、前記ステージにおける前記基板の角部に対応する位置に設けられた開口部内に配置された吸着盤により、その下面より吸着保持して昇降させる角部昇降工程と、スリットノズルを前記ステージおよび前記吸着盤に吸着保持された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動させることにより、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、前記基板の吸着保持を停止して、前記基板をステージ上から搬出する搬出工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布方法において、前記基板をステージ上に搬入する搬入工程と、前記基板をステージ上に吸着保持する吸着保持工程と、前記ステージ上に吸着保持された基板の角部を、その下面より吸着保持して昇降させる角部昇降工程と、スリットノズルを前記ステージに吸着保持されるとともに前記角部が吸着保持された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動させることにより、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、前記基板の吸着保持を停止して、前記基板をステージ上から搬出する搬出工程と、を備え、前記角部昇降工程においては、前記基板に塗布される塗布液の種類と前記角部の高さ位置との関係を示す相関データに基づいて前記基板の角部の昇降量が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、請求項２、請求項５および請求項６に記載の発明によれば、基板の角部を昇降させることにより、塗布液の性質が大きく異なった場合においても、基板の角部における塗布液の膜厚を適切に維持することが可能となる。
【００１４】
請求項１および請求項５に記載の発明によれば、基板の角部をステージに形成された開口部内に配置した吸着盤により好適に昇降させることが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、吸着溝の作用によりステージ上に吸着保持された基板の角部を、その外側に形成された開口部内に配置される吸着盤により昇降させることが可能となる。
【００１６】
請求項２および請求項６に記載の発明によれば、塗布液の種類に応じて、基板の角部の昇降量を適切な値に設定することが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、センサにより角部昇降機構による基板の角部の昇降量を確認して、昇降量を適切な値に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る塗布装置の斜視図である。
【図２】この発明に係る塗布装置の側面概要図である。
【図３】開口部４０、吸着盤４１および吸着溝４２と、ステージ１１上に載置される基板１００との配置関係を示す平面図である。
【図４】ステージ１１上に吸着保持された基板１００とスリットノズル１３および吸着盤４１との配置関係を示す正面概要図である。
【図５】図４の要部を拡大して示す概要図である。
【図６】基板１００の角部の高さ位置を測定するためのセンサ１２を、基板１００等と共に示す平面概要図である。
【図７】この発明に係る主要な制御系を示すブロック図である。
【図８】塗布液１０１の塗布状態を示す説明図である。
【図９】塗布液１０１の塗布状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る塗布装置の斜視図である。また、図２は、この発明に係る塗布装置の側面概要図である。なお、図１においては、後述するノズル洗浄機構３１およびプリディスペンス機構３４の図示を省略している。また、図２においては、後述するキャリッジ１４等の図示を省略している。
【００２０】
この塗布装置は、基板１００を吸着保持するためのステージ１１を備える。このステージ１１としては、その上面の平面度が数マイクロメータ程度とされた石定盤等が使用される。このステージ１１の表面には、吸着溝４２が形成されている。また、このステージ１１の表面付近には、基板１００の角部の下面を吸着保持する吸着盤４１が配設されている。この吸着盤４１は、後述する開口部４０内に配設されている。後述するように、吸着溝４２の作用によりステージ１１上に吸着保持された基板１００は、これらの吸着盤４１によりその角部を吸着保持されて昇降する。また、ステージ１１には、図示を省略した複数のリフトピンが、適宜の間隔をおいて設けられている。このリフトピンは、基板１００の搬入、搬出時に、基板１００をその下方より支持して、ステージ１１の表面より上方に上昇させる。なお、開口部４０は、ステージ１１に形成された凹部であってもよく、ステージ１１を貫通する孔部であってもよい。この明細書でいう開口部４０とは、吸着盤４１等を収納可能な空間がステージ１１の表面から内部に向かって形成される各種の形状を含む概念である。
【００２１】
吸着盤４１は、後述する開閉弁１８を介して、真空ポンプや排気ファン等の排気手段と接続されている。また、吸着溝４２は、後述する開閉弁１９を介して、真空ポンプや排気ファン等の排気手段と接続されている。
【００２２】
ステージ１１の上方には、このステージ１１の両側部分から略水平に掛け渡されたキャリッジ１４が設けられている。このキャリッジ１４は、スリットノズル１３を支持するためのノズル支持部１５と、このノズル支持部１５の両端を支持する左右一対の昇降機構１６とを備える。また、ステージ１１の両端部には、略水平方向に平行に伸びる一対の走行レール１７が配設される。これらの走行レール１７は、キャリッジ１４の両端部をガイドすることにより、キャリッジ１４を、図１に示すＸ方向に往復移動させる。
【００２３】
ステージ１１およびキャリッジ１４の両側部分には、ステージ１１の両側の縁側に沿って、それぞれ固定子２１と移動子２２を備える一対のリニアモータ２０が配設されている。また、ステージ１１およびキャリッジ１４の両側部分には、それぞれスケール部と検出子とを備えた一対のリニアエンコーダ２３が固設される。このリニアエンコーダ２３は、キャリッジ１４の位置を検出する。
【００２４】
また、図２に示すように、ステージ１１の側方には、ノズル洗浄機構３１が配設されている。このノズル洗浄機構３１は、洗浄ブロック３２と待機ポッド３３とを備える。この塗布装置においては、塗布動作を実行する前あるいは実行した後に、スリットノズル１３をこのノズル洗浄機構３１で洗浄するようにしている。
【００２５】
また、図２に示すように、ステージ１１の側方には、プリディスペンス機構３４が配設されている。このプリディスペンス機構３４は、貯留槽３５内に貯留された洗浄液中にその一部を浸漬したプリディスペンスローラ３６と、ドクターブレード３７とを備える。プリディスペンスローラ３６とドクターブレード３７とは、Ｙ方向に対して、スリットノズル１３と同等以上の長さを有する。また、プリディスペンスローラ３６は、図示しないモータの駆動により回転する。この塗布装置においては、塗布動作を実行する前に、プリディスペンスローラ３６の上方に移動したスリットノズル１３から少量の塗布液を吐出することにより、ノズル洗浄機構３１による洗浄時に洗浄液を含有した塗布液を、スリットノズル１３内から除去する工程を実行するようにしている。
【００２６】
図３は、上述した開口部４０、吸着盤４１および吸着溝４２と、ステージ１１上に載置される基板１００との配置関係を示す平面図である。
【００２７】
図３に示すように、ステージ１１の表面における基板１００の下面と対応する領域には、基板１００を吸着保持するための吸着溝４２が形成されている。そして、図３に拡大して示すように、吸着溝４２の作用によりステージ１１の表面に吸着保持される基板１００の四隅の角部と対応する、吸着溝４２の外側の位置には、開口部４０が形成されており、この開口部４０内には、基板１００の角部の下面を吸着保持するための吸着盤４１が配設されている。
【００２８】
図４は、ステージ１１上に吸着保持された基板１００とスリットノズル１３および吸着盤４１との配置関係を示す正面概要図であり、図５は、図４の要部を拡大して示す概要図である。
【００２９】
ステージ１１には、上述した開口部４０が形成されており、この開口部４０内には吸着盤４１が配設されている。この吸着盤４１は、昇降軸４３を介して、その内部にネジ機構を備えた昇降部４４と連結されている。また、この昇降部４４は、モータ４５と接続されている。吸着盤４１は、このモータ４５の駆動により昇降する。そして、その昇降量、すなわち、高さ位置は、モータ４５の回転量により制御される。
【００３０】
図６は、基板１００の角部の高さ位置を測定するためのセンサ１２を、基板１００等と共に示す平面概要図である。
【００３１】
上述したノズル支持部１５の下面には、基板１００の角部の高さ位置を測定するための一対のセンサ１２が配設されている。これらのセンサ１２は、ステージ１１上に吸着保持される基板１００の端縁付近と対応する位置に配置されている。このため、ノズル支持部１５がスリットノズル１３と共に、図１に示すＸ方向に往復移動したときには、一対のセンサ１２は基板１００の一対の端縁と対向する位置を移動する。そして、このセンサ１２は、この移動時において基板１００の四隅の角部と対向したときに、これらの角部の高さ位置を測定する。なお、このようなセンサ１２としては光学式センサ等種々のセンサを採用することができる。
【００３２】
図７は、この発明に係る主要な制御系を示すブロック図である。
【００３３】
この塗布装置は、装置全体を制御する制御部５１を有する。この制御部５１は、記憶部５２と接続されている。また、この制御部５１は、上述したセンサ１２およびモータ４５と接続されている。さらに、この制御部５１は、上述したように、吸着盤４１と排気手段との間に配設され、吸着盤４１による排気動作をオンオフする開閉弁１８と、吸着溝４２と排気手段との間に配設され、吸着盤４２による排気動作をオンオフする開閉弁１９とも接続されている。なお、後述するように、記憶部５２には、基板１００に塗布される塗布液の種類と、基板１００における角部の高さ位置との関係を示す相関データが記憶されている。
【００３４】
次に、上述した塗布装置による塗布液の塗布動作について説明する。図８および図９は、上述した塗布装置による塗布液１０１の塗布状態を示す説明図である。
【００３５】
この塗布装置により塗布動作を実行するときには、最初に、図示しない搬送機構により、ステージ１１上に基板１００を搬入する。そして、制御部５１により図７に示す開閉弁１９を開閉制御して、吸着溝４２から排気を行うことにより、ステージ１１上に基板１００を吸着保持する。また、制御部５１により図７に示す開閉弁１８を開閉制御して、吸着盤４１から排気を行うことにより、この吸着盤４１により基板１００の角部の下面を吸着保持する。
【００３６】
次に、記憶部５２に記憶された基板１００に塗布される塗布液の種類と、そのときの基板１００における角部の適切な高さ位置との関係を示す相関データに基づいて、制御部５１の制御によりモータ４５の回転を制御することにより、吸着盤４１の高さ位置を変更する。これにより、ステージ１１上に吸着保持された基板１００の角部の高さ位置が変更される。
【００３７】
すなわち、図８に示すように、基板１００の角部を吸着保持した吸着盤４１が下降することにより基板１００の角部の高さ位置が低くなり、スリットノズル１３と基板１００の角部の表面との距離が大きくなったときには、スリットノズル１３と基板１００の角部の表面との間に形成される塗布液１０１のビード量が多くなる。この時には、基板１００の角部に塗布される塗布液１０１の膜厚は大きなものとなる。これに対して、図９に示すように、基板１００の角部を吸着保持した吸着盤４１が上昇することにより基板１００の角部の高さ位置が高くなり、スリットノズル１３と基板１００の角部の表面との距離が小さくなったときには、スリットノズル１３と基板１００の角部の表面との間に形成される塗布液１０１のビード量が少なくなる。この時には、基板１００の角部に塗布される塗布液１０１の膜厚は小さなものとなる。ビードとは、スリットノズル１３と基板１００の表面との間に生成する液だまりを意味し、メニスカスとも呼ばれる。
【００３８】
この基板１００の角部に形成される塗布液１０１の膜厚の大きさは、塗布液１０１の粘度や表面張力によって変化する。また、基板１００の角部に形成される塗布液１０１の膜厚の大きさは、塗布液１０１の乾燥時に塗布液１０１が基板１００の中央部付近に引っ張られることから、塗布液１０１の乾燥性によっても変化する。このため、基板１００に対して塗布される塗布液１０１の種類と、基板１００の角部の高さ位置との関係が最適となるような相関データが予め実験的に求められ、記憶部５２に記憶されている。そして、塗布液１０１の塗布時には、この相関データに基づいて、制御部５１がモータ４５の回転を制御し、吸着盤４１の高さ位置を変更する。
【００３９】
この状態において、スリットノズル１３をステージ１１に吸着保持された基板１００の表面と近接させた状態で、このスリットノズル１３をリニアモータ２０の駆動により基板１００の表面に沿って移動させるとともに、塗布液を表面に供給する。これにより、基板１００の表面に塗布液１０１の薄膜が形成される。
【００４０】
また、スリットノズル１３の移動時には、スリットノズル１３と共にノズル支持部１５が図１に示すＸ方向に往復移動したときには、一対のセンサ１２が基板１００の一対の端縁と対向する位置を移動する。そして、このセンサ１２が、この移動時に基板１００の四隅の角部と対向する位置を通過し、これらの角部の高さ位置を測定する。これにより、実際の基板１００の角部の高さ位置を確認することが可能となる。そして、基板１００の高さ位置が設定値と異なった場合には、制御部５１がモータ４５の回転を制御し、吸着盤４１の高さ位置をさらに変更する。
【００４１】
以上の動作により基板１００の表面への塗布液の塗布が終了すれば、図示しない搬送機構により、ステージ１１上から基板１００を搬出する。
【００４２】
なお、上述した実施形態では、記憶部５２に記憶された相関データに基づいて、ステージ１１に吸着保持された基板１００の角部の高さ位置を変更しているがこれに限られるものではない。例えば、塗布液の種類を変更した際に、操作者によって制御部５１に基板１００における適切な高さ位置を入力する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１１      ステージ
１２      センサ
１３      スリットノズル
１４      キャリッジ
１５      ノズル支持部
１６      昇降機構
１７      走行レール
１８      開閉弁
１９      開閉弁
２０      リニアモータ
２３      リニアエンコーダ
３１      ノズル洗浄機構
３４      プリディスペンス機構
４０      開口部
４１      吸着盤
４２      吸着溝
４３      昇降軸
４４      昇降部
４５      モータ
５１      制御部
５２      記憶部
１００    基板
１０１    塗布液
【図１】
0005871674.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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