(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に塗布された塗布液が乾燥する前に、重力によって下方に撓む撓みが生じる状態で持ち上げられる操作が行なわれる基板に対し、Ｙ方向及び前記Ｙ方向と直交する方向のＸ方向に塗布液を塗布する塗布方法であって、
前記操作で生じ得る前記基板の前記撓みの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に関する２次元分布を考慮して、前記撓みが大きい箇所が小さい箇所に比べて前記塗布液の厚さが薄くなるように前記基板の前記表面に前記塗布液を塗布する工程を含むことを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記塗布する工程では、前記基板の前記撓みが基準以下の箇所において前記塗布液の厚さが一定の所定値となり、かつ前記基板の前記撓みが前記基準を超えた箇所において前記塗布液の厚さが前記所定値よりも小さくなるように前記基板の前記表面に前記塗布液を塗布する、請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
表面に塗布された塗布液が乾燥する前に、重力によって下方に撓む撓みが生じる状態で持ち上げられる操作が行なわれる基板に対して塗布液を塗布する塗布装置であって、
Ｙ方向に前記塗布液の塗布方向が設定されており、前記Ｙ方向に対して直交する方向であるＸ方向に延びるスリットを有しており、かつ前記スリットから前記塗布液を吐出させる塗布ヘッドと、前記操作で生じ得る前記基板の前記撓みの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に関する２次元分布を考慮して、前記撓みが大きい箇所が小さい箇所に比べて前記塗布液の厚さが薄く前記基板の表面に前記塗布液が塗布されるように、前記塗布液の塗布量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の平坦な表面に塗布液を塗布する塗布方法及び塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタの製造工程等では、ガラス基板にレジスト膜を形成するためダイコーターと称される塗布装置によって基板の表面にレジスト液が塗布される。レジスト膜等の塗布膜にはその厚さの均一性が厳格に要求されるものがある。こうした塗布膜の厚さを許容範囲内に収めるため塗布液の塗布量を調整する種々の方法や装置が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８０１８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８３８２０号公報
【特許文献３】特開２００６−２１２５８６号公報
【特許文献４】特開２００４−２１６２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塗布膜の形成には基板に塗布された塗布液を乾燥させることが必要であり、その乾燥は塗布装置が設置された塗布セクションとは別の場所に設置された乾燥セクションで強制的に行なわれることが多い。塗布液が塗布された基板を塗布セクションから乾燥セクションへ移送するために種々の移送装置が利用される。近年の基板の大型化に伴い、基板の裏面全体を均等に支持しながら基板を持ち上げるには移送装置の大型化が避けられない。そのため、基板の裏面に突き当てられた複数のリフトピン等の支持部材にて基板を持ち上げつつ、ロボットハンド等を利用して基板の移送を行なう移送装置が一般的に知られている。
【０００５】
このような移送装置を利用した場合、持ち上げられた基板の支持が部分的に行なわれる。そのため、基板が大きくなればなるほど、重力による基板の撓みが無視できない状況となる。このような状況下では、塗布セクションで基板の表面を平坦に保持して塗布液の厚さ分布が均一になるように塗布液を塗布しても、乾燥前の塗布液は流動性を有するため、乾燥セクションへの基板の移送過程で基板の撓みに従って塗布液が流れてその厚さ分布が不均一な状態に変化する。塗布液の厚さ分布が変化した状態のまま塗布液が乾燥した場合、出来上がった塗布膜の厚さ分布が許容範囲を超えて不均一となるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、塗布液が乾燥する前に撓みが生じる状態で持ち上げられる操作が行なわれる基板に対して塗布液を塗布する際に、出来上がった塗布膜の厚さ分布の均一性の悪化を抑制できる塗布方法及び塗布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】
【０００７】
本発明の塗布方法は、表面（ｆ）に塗布された塗布液（ｒ）が乾燥する前に、重力によって下方に撓む撓みが生じる状態で持ち上げられる操作が行なわれる基板（Ｓ）に対し、Ｙ方向及び前記Ｙ方向と直交する方向のＸ方向に塗布液を塗布する塗布方法であって、前記操作で生じ得る前記基板の前記撓みの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に関する２次元分布を考慮して、前記撓みが大きい箇所が小さい箇所に比べて前記塗布液の厚さが薄くなるように前記基板の表面に前記塗布液を塗布する工程を含むものである（請求項１）。
【０００８】
この塗布方法によれば、基板の撓みが大きい箇所に薄く、基板の撓みが小さい箇所に厚く塗布液が塗布される。このため、塗布液の乾燥前に基板の撓みに従って塗布液が流れても、厚く塗布された箇所の塗布液が薄く塗布された箇所に流れることになる。従って、塗布液の厚さ分布が基板の撓みに影響を受けて均一化する方向に変化する。これにより、塗布液が乾燥して出来上がった塗布膜の厚さ分布の均一性の悪化を抑制できる。
【０００９】
本発明の塗布方法の一態様として、前記塗布する工程では、前記基板の前記撓みが基準以下の箇所において前記塗布液の厚さが一定の所定値となり、かつ前記基板の前記撓みが前記基準を超えた箇所において前記塗布液の厚さが前記所定値よりも小さくなるように前記基板の前記表面に前記塗布液を塗布してもよい（請求項２）。この態様によれば、基準以下の場合とその基準を超える場合との間で塗布液の厚さを変えればよいので、例えば撓みの大きさに厳格に合わせて塗布液の厚さ変化させる態様と比べて、塗布液の厚さの調整が簡素化する。従って、出来上がった塗布膜の厚さ分布を許容範囲から逸脱させることなく塗布工程の効率化できる。
【００１０】
本発明の塗布装置は、表面（ｆ）に塗布された塗布液が乾燥する前に、重力によって下方に撓む撓みが生じる状態で持ち上げられる操作が行なわれる基板（Ｓ）に対して塗布液（ｒ）を塗布する塗布装置であって、Ｙ方向に前記塗布液の塗布方向が設定されており、前記Ｙ方向に対して直交する方向であるＸ方向に延びるスリット（２２）を有しており、かつ前記スリットから前記塗布液を吐出させる塗布ヘッド（６）と、前記操作で生じ得る前記基板の前記撓みの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向に関する２次元分布を考慮して、前記撓みが大きい箇所が小さい箇所に比べて前記塗布液の厚さが薄く前記基板の表面に前記塗布液が塗布されるように、前記塗布液の塗布量を調整する調整手段（２０、３５）と、を備えるものである（請求項３）。この塗布装置によれば、上述した作用効果を発揮する塗布方法を実施することができる。
【００１１】
なお、本発明において、撓みとは重力によって下方に撓むことを意味する。基板に撓みが生じる状態とは基板を持ち上げる操作の際に基板の支持位置よりも基板の一部が垂れ下がった状態を意味する。本発明は基板の支持方法を問わないが、例えば、支持ピンやリフトピン等の突起物で基板を支えた場合、基板の撓みはその突起物の支持位置よりも垂れ下がった状態として発生する。上記においては、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の塗布方法及び塗布装置によれば、基板の撓みが大きい箇所に薄く、基板の撓みが小さい箇所に厚く塗布液が塗布されるため、塗布液の乾燥前に基板の撓みに従って塗布液が流れても、塗布液の厚さ分布が基板の撓みに影響を受けて均一化する方向に変化する。これにより、塗布液が乾燥して出来上がった塗布膜の厚さ分布の均一性の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】レジスト液の塗布工程から乾燥工程までの概要を説明する説明図。
【図２】塗布装置の概要を示した斜視図。
【図３】塗布ヘッドの横断面図。
【図４】リフト操作時における基板の撓みの状態を模式的に示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、ガラス製の基板Ｓにレジスト膜を形成する場合、まず塗布セクションＳＣ１に設置された塗布装置１にてレジスト液ｒが基板Ｓの表面ｆに塗布される。次に、レジスト液ｒが塗布された基板Ｓは移送ロボット２によって乾燥セクションＳＣ２に移送される。乾燥セクションＳＣ２には減圧乾燥装置３が設置されており、その減圧乾燥装置３にてレジスト液ｒが強制的に乾燥されて、基板Ｓの表面ｆにレジスト膜Ｒが形成される。
【００１５】
塗布装置１は基板Ｓが水平に載せられるステージ５と、ステージ５に対して相対移動しながらレジスト液ｒを吐出する塗布ヘッド６とを備える。ステージ５にはレジスト液ｒの塗布が終了した基板Ｓを持ち上げる昇降装置７が組み込まれている。昇降装置７は昇降可能な複数のリフトピン８を有する。各リフトピン８が基板Ｓの裏面に突き当てられた状態で一斉に上昇することによって基板Ｓは持ち上げられる。昇降装置７が行なうリフト操作によって、基板Ｓは複数のリフトピン８にて部分的に支持される。基板Ｓが第８世代以上の場合、そのサイズとともに重量も比較的大きいので、リフト操作に伴う基板Ｓの重力による撓みも無視できないものとなる。この撓みを考慮したレジスト液ｒの塗布方法の詳細は後述する。
【００１６】
昇降装置７にて持ち上げられた基板Ｓは、移送ロボット２のロボットハンド１０に受け渡される。ロボットハンド１０は複数の支持ピン１１を有している。基板Ｓはこれらの支持ピン１１が突き当てられた状態でロボットハンド１０にて保持される。減圧乾燥装置３は塗布装置１のステージ５と同様の構造を持つステージ１２を有している。このステージ１２に対しても塗布装置１と同様の昇降装置１３が組み込まれている。昇降装置１３は昇降可能な複数のリフトピン１４を有し、これらリフトピン１４は塗布装置１のリフトピン８と同様にレイアウトされている。移送ロボット２が基板Ｓを減圧乾燥装置３へ受け渡す際には、各リフトピン１４はステージ１２から突出したリフト状態となっている。減圧乾燥装置３は、リフト状態の各リフトピン１４の上に基板Ｓが載せられてから、昇降装置１３の各リフトピン１４を一斉に下降させることにより、基板Ｓを水平に維持しながらステージ１２の上に載せることができる。ステージ１２に載せられた基板Ｓは減圧乾燥装置３にて減圧されながら加熱される。これにより、レジスト液ｒが乾燥して基板Ｓの表面ｆにレジスト膜Ｒが形成される。
【００１７】
図２に示すように、塗布装置１は、上述したステージ５及び塗布ヘッド６の他にも、塗布ヘッド６を移動させる駆動機構２０と、基板Ｓへの塗布前に塗布ヘッド６の状態を整える部材２１とを備えている。なお、図２では、レジスト液ｒの塗布方向がＹ方向として、塗布方向に直交する方向がＸ方向としてそれぞれ示されている。塗布ヘッド６はＸ方向に延びており、その先端部にはレジスト液ｒを吐出するスリット２２が設けられている。スリット２２はＸ方向に延びていて下向きに開口している。駆動装置２０は、塗布ヘッド６を保持する保持部２５と、保持部２５をＹ方向に往復駆動可能な駆動部２６とを有する。保持部２５は塗布ヘッド６の先端部が基板Ｓと一定の間隔を保つように塗布ヘッド６の上部を保持する。駆動部２６は、各種モータ、エンコーダ等の周辺装置を含み、保持部２５を駆動することにより塗布ヘッド６をＹ方向に移動させる。塗布ヘッド６から吐出されるレジスト液ｒの流量は一定になるように調整されている。そのため、塗布ヘッドＳの移動速度を駆動機構２０にて制御することによって、基板Ｓに対するレジスト液ｒの塗布量、即ちレジスト液ｒが塗布される厚さを調整することができる。駆動機構２０は基板Ｓの一端から他端まで塗布ヘッド６が移動する間にも、その移動速度を駆動部２６にて調整できる。これにより、Ｙ方向に関するレジスト液ｒの所望の厚さ分布を得ることができる。
【００１８】
図３に示すように、塗布ヘッド６は第１ブロック３１と第２ブロック３２とが組み合わされることにより構成されている。スリット２２は第１ブロック３１の合わせ面３１ａと第２ブロック３２の合わせ面３２ａとによって形成される。各合わせ面３１ａ、３２ａは平面である。塗布ヘッド６には不図示の供給装置によって所定の圧力でレジスト液ｒが第１ブロック３１に形成された液溜り３１ｂに導かれる。
【００１９】
第１ブロック３１と第２ブロック３２とは図２のＸ方向に関して等間隔に設定された取り付け位置においてシム３４を介してボルト３３にて締結されることにより互いに組み合わされる。各取り付け位置のシム３４の厚さを変更してボルト３３を締結することにより、スリット２２の間隔ｄをＸ方向に関して調整できる。これにより、レジスト液ｒの吐出流量をＸ方向に関して調整できるから、Ｘ方向に関するレジスト液ｒの所望の厚さ分布を得ることができる。従って、各取り付け位置に設けられたボルト３３及びシム３４によって調整機構３５が構成される。
【００２０】
次に、塗布装置１を用いたレジスト液の具体的な塗布方法について説明する。図１に示したように、レジスト液ｒの塗布後にリフトピン８を用いたリフト操作によって基板Ｓが持ち上げられるため、基板Ｓは重力によって撓む。図４にはリフト操作時の基板Ｓの撓みが誇張して示されているが、リフトピン８にて支持されていない箇所の撓みはリフトピン８から離れるほど大きくなる。昇降装置７による基板Ｓの支持位置は一定であるので、撓みのＸＹ方向の２次元分布は実験によって又はシミュレーションによって特定することができる。基板Ｓの撓みの大きさとレジスト液ｒの乾燥後に出来上がるレジスト膜Ｒの厚さとの相関関係は実験によって調査できる。その調査結果に基づいて、レジスト膜Ｒの厚さを許容範囲内に収めることができる撓みの上限である基準を決定する。撓みの大きさがこの基準以下に収まる基板Ｓの非補正箇所とこの基準を超える補正箇所とを上記の２次元分布を参照してそれぞれ特定する。
【００２１】
これらの特定結果に基づいて、非補正箇所に塗布されるレジスト液ｒの厚さが一定の所定値となり、かつ補正箇所に塗布されるレジスト液ｒの厚さがこの所定値よりも小さな値となるように、上述した塗布ヘッド６の調整機構３５を調整するとともに塗布ヘッド６の移動速度を駆動機構２０にて設定する。この所定値はレジスト膜Ｒの厚さを設計値にするために必要なレジスト液ｒの厚さである。このように調整機構３５が調整され、かつ駆動機構２０にて移動速度が設定された後に、塗布装置１を操作して基板Ｓにレジスト液ｒを塗布する。調整機構３５が調整され、かつ駆動機構２０にて移動速度が設定されることによって、レジスト液ｒの塗布量が調整されるので、調整機構３５及び駆動機構２０は本発明に係る調整手段として機能する。
【００２２】
これにより、レジスト液ｒの乾燥前にリフト操作されて基板Ｓが図４のように撓み、その撓みに従ってレジスト液ｒが流れても、厚く塗布された非補正箇所のレジスト液ｒが薄く塗布された補正箇所に流れることになる。従って、レジスト液ｒの厚さ分布が基板Ｓの撓みに影響を受けて均一化する方向に変化する。これにより、レジスト液ｒが乾燥して出来上がったレジスト膜Ｒの厚さ分布の均一性の悪化を抑制でき、レジスト膜Ｒの厚さを許容範囲内に収めることができる。
【００２３】
本発明は上記形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記の塗布方法では、撓みの基準を設定して、その基準以下に関しては塗布量の補正を行なっていないが、塗布装置が持っている塗布量の調整能力の範囲内で基板の撓みに合わせてより細かく補正を行なうこともできる。この場合には出来上がったレジスト膜の厚さの均一性がより一層向上する。
【００２４】
上記形態では、塗布液としてレジスト液を、乾燥後の塗布膜としてレジスト膜を例示したが、本発明の適用範囲はこれらに限定されない。塗布液が乾燥して形成される塗布膜の厚さの精度に一定の制約があり、塗布液がその乾燥前に基板の撓みによって流動し得るものであればどのような液体でも本発明の適用対象となり得る。基板に対する操作は図示したリフト操作に限らず、基板の裏面を部分的に支持して基板を重力に逆らって持ち上げる操作であればよい。また、こうした操作で撓みが生じる基板であれば、その材質、大きさ、重量等の特性がどのようなものでも本発明の適用対象となり得る。
【符号の説明】
【００２５】
１  塗布装置
２０  駆動機構
３５  調整機構
Ｓ  基板
ｆ  表面
ｒ  レジスト液（塗布液）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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