(57)【要約】      （修正有）【課題】微小な異物、あるいは基板の微小な高さの隆起部分であっても、検出洩れがなく、塗布ヘッドの保護を確実にしたスリットコート式塗布装置および塗布方法を提供する。【解決手段】被塗布基板１０を保持する基板保持板と、塗布液をスリット状開口部から塗出する塗布ヘッド２を備え、前記基板保持板と塗布ヘッド２が相対的に移動可能な移動手段を有し、前記塗布ヘッド２は、移動方向側に設けられた回転軸受けを有する支持部９と、該回転軸受けに回転可能に取り付けられ、先端部５が直線形状の板状部材４と、該板状部材４の回転動作を検知可能な検出手段７と、該検出手段７により得られた検出状況により、前記塗布ヘッド２の移動を制御する制御手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布基板を保持する基板保持板と、塗布液をスリット状開口部から塗出する塗布ヘッドを備え、前記基板保持板と塗布ヘッドが相対的に移動可能な移動手段を有するスリットコート型塗布装置において、
前記塗布ヘッドは、
移動方向側に設けられた回転軸受けを有する支持部と、
該回転軸受けに回転可能に取り付けられ、先端部が直線形状の板状部材と、
該板状部材の回転動作を検地可能な検出手段と、
該検出手段により得られた検出状況のより、前記塗布ヘッドの移動を制御する制御手段を有することを特徴とするスリットコート型塗布装置。
【請求項２】
前記板状部材は、先端部が直線形状である下方部と、前記検出手段と接触可能な上方部とからなることを特徴とする請求項１記載のスリットコート型塗布装置。
【請求項３】
前記板状部材は、上方部長さが下方部より長いことを特徴とする請求項２記載のスリットコート型塗布装置。
【請求項４】
前記板状部材は、上方部と下方部が別部材から構成されていることを特徴とする請求項２または３記載のスリットコート型塗布装置。
【請求項５】
前記上方部を構成する材料の比重が、下方部を構成する比重より大きいことを特徴とする請求項４記載のスリットコート型塗布装置。
【請求項６】
前記制御手段が、移動手段の相対的移動の停止であることであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスリットコート型塗布装置。
【請求項７】
前記制御手段が、塗布ヘッドの退避移動であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスリットコート型塗布装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスリットコート型塗布装置を用い、基板上に塗布す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】
本発明は、ガラス等の基板上に、塗布液を均一な厚さに塗布可能な塗布装置および塗布方法に関する。特に、プラズマディスプレイ、液晶デュスプレイ等の平板状の基板上や半導体用ウェハー上にレジスト液、スラリー等の各種液状塗布液を均一な厚さに塗布可能な塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイなど各種電子機器のディスプレイの表示部に用いられる平板状の基板上、あるいは半導体製造用ウェハー上に、レジスト液や絶縁材料等の各所塗布液を塗布する方法として、基板の短辺またはウェハーの直径に相当する幅寸法の全長を有するスリット状の開口部を備えた塗布ヘッドを用いて、スリット状のスリット開口部から一定量に所定塗布液を吐出しつつ、塗布ヘッド側もしくは基板側を一定速度で相対的に移動することで均一な薄膜を形成するスリットコート式塗布装置が近年多く採用されている。
【０００３】
このスリットコート式塗布装置によれば、所望の厚さの塗布層（例えば、膜厚１．５μｍ±５％）を形成するのに必要な塗布液の吐出量は、塗布層の１．１倍以下に抑えることができることから、従来から用いられているスピンコート式塗布装置を用いて塗布層を刑するのに比較して、無駄になる塗布液量が少なく、必要な塗布液の使用量を大幅に削減することができる。
【０００４】
しかし、スリットコート式塗布送致は、１回の相対移動における塗布により、均一な薄膜を形成しなければならないので、塗布液をスリット開口部の全長に亘り、均一な膜厚で吐出する条件と、塗布開始時と塗布終了時における塗布不安定領域を最小化して塗布する必要がある。
【０００５】
このダイコート塗布方法として、塗布ヘッドに、非接触式距離測定センサーを取り付け、このセンサーを用いて、予め塗布有効面と塗布ヘッド開口部の間の間隙を測定し、基準値との偏差を演算した後、この演算結果に基づいて塗布ヘッドを相対的に移動して、塗布液を塗布することで、基板のうねり、反り、厚みむらに対処した均一な塗布層の形成を加納としている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、塗布液の塗布前に、レーザー走査式検出器により、基板の被塗布面を、非接触法により走査して、異物検出を行うことで、１００〜２００μｍの異物を検出することを実施している（特許文献２参照）。
【０００７】
このように、レーザー走査式の検出器によれば、異物にレーザー光が照射されて発生する干渉波形により、異物の有無が検出できる。しかし、微細な異物を検出するため検出精度を高めるためには走査時間をより多く必要となる。このため、塗布前の異物検出に多くの時間を要する問題があった。また、この方法においては、検出できる異物の大きさは、数十μｍと、検出に限界があった。
【０００８】
また、基板の表面の異物を検出することは可能であるが、基板とこの基板を吸着して保持する保持盤との間に存在する異物によって、基板の高さが高くなった場合、干渉波形を得ることができないので、前述のレーザー走査式検出器で検出することは困難となる。この場合、検出されないので、異常なしとしてそのまま塗布操作が継続されると、塗布ヘッド開口部の先端部分と基板表面とが接触し、さらに塗布ヘッドが相対的に移動されると、塗布ヘッド開口部が基板を押すことで、基板が破損してしまう。
【０００９】
このように、基板が破損して初めて基板と保持盤の間に異物が存在していたことに気づき、作業者は基板と一緒に異物を取り除き、塗布工程を再開する。しかし、この基板を取り除く際、塗布ヘッド開口部の先端部にも破損が生じる。
この先端部の破損は、塗布液の移動方向に筋状のむら等の発生原因となるので、新しい塗布ヘッドとの交換が必要となる。この結果、スリットコート式塗布装置、ひいては基板製造ライン全体が、長時間に及ぶ運転停止してしまう問題があった。
さらに、塗布ヘッド開口部の先端部は、精密加工を施す必要があるので、加工に長時間要するばかりでなく、大きな損失につながるため、この塗布ヘッドの先端部の破損は極力避ける必要があった。
【００１０】
したがって、特許文献２において、スリットコート式塗布装置において、塗布ヘッドと一緒に移動する板状部材を設けることで、塗布前の異物検出工程を省略し、しかも異物による塗布ヘッドの破損を防止することが開示されている。
具体的には、異物が塗布ヘッドに取り付けた板状部材に接触すると、この板状部材が振動するのを検知機構が検知すると、塗布ヘッドの基板に対する相対移動を強制的に停止することで、塗布ヘッドの破損を防止することが開示されている。
このように、異物を塗布前に検知する必要がないので、製造のサイクルタイムを短くすることができ、しかも基板上に存在する異物だけでなく、基板と基板保持盤との間に存在する異物の検出も可能となった。
【００１１】
また、他の手段として、異物を検知した際、塗布ヘッドを基板の被塗布免から退避させることにより、塗布ヘッドの損傷を防止することが開示されている（特許文献３参照）。
この特許文献３には、基板上の異物を検知体の最下面が検知すると、異物と接触した作用により、検知体が上方に動くことにより異物の検知を行うことが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−４２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２４５７１号公報
【特許文献３】特開２００２−１１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記基板上の異物は、大きさが非常に小さく、また、基板上に強固に付着している状態ではない。そして、異物による基板の隆起部分も非常に低い高さである。
そのため、前記異物や基板の隆起部分の検出は難しく、異物や基板の隆起部分を検出できない場合が生じる。
特に、基板と塗布ヘッドとの相対移動方向と、塗布ヘッドに併設されている検出手段の移動方向が略直角方向であると、異物や基板の隆起部分を検出手段で押す力が分散し、異物を確実に検出できない場合があった。
また、検出手段として、塗布ヘッドに固定されている板状部材の振動を検出する方式でも、板状部材が塗布ヘッドに固定されているため、微小な異物を振動によって検出することは非常に困難であった。
そこで、本発明は、微小な異物、あるいは基板の微小な高さの隆起部分であっても、検出洩れがなく、塗布ヘッドの保護を確実にしたスリットコート式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】
【００１３】
請求項１記載の発明は、被塗布基板を保持する基板保持板と、塗布液をスリット状開口部から塗出する塗布ヘッドを備え、前記基板保持板と塗布ヘッドが相対的に移動可能な移動手段を有するスリットコート型塗布装置において、
前記塗布ヘッドは、
移動方向側に設けられた回転軸受けを有する支持部と、
該回転軸受けに回転可能に取り付けられ、先端部が直線形状の板状部材と、
該板状部材の回転動作を検地可能な検出手段と、
該検出手段により得られた検出状況のより、前記塗布ヘッドの移動を制御する制御手段を有することを特徴とするスリットコート型塗布装置である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記板状部材は、先端部が直線形状である下方部と、前記検出手段と接触可能な上方部とからなることを特徴とする請求項１記載のスリットコート型塗布装置である。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記板状部材は、上方部長さが下方部より長いことを特徴とする請求項２記載のスリットコート型塗布装置である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記板状部材は、上方部と下方部が別部材から構成されていることを特徴とする請求項２または３記載のスリットコート型塗布装置である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記上方部を構成する材料の比重が、下方部を構成する比重より大きいことを特徴とする請求項４記載のスリットコート型塗布装置である。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記制御手段が、移動手段の相対的移動の停止であることであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスリットコート型塗布装置である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記制御手段が、塗布ヘッドの退避移動であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスリットコート型塗布装置である。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスリットコート型塗布装置を用い、基板上に塗布することを特徴とする塗布方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、塗布液を塗布する前に、予め基板の異物検出走査を実施しないでも、異物が板状部材に接触すると、この板状部材に加わった回転する力が、回転軸に伝わり、確実に基板上の異物を排除できるし、基板の裏面に付着した異物が存在しても、また、異物以外、基板の隆起を検知することができるので、製造のサイクルタイムを短縮できた。
また、基板上の異物、あるいは基板と基板保持盤との間に存在する異物による隆起により、塗布ヘッドが損傷することを未然に防止することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、異物１１が存在する基板１０上に、スリットコート式塗布装置１が位置している状態を示している。
前記スリットコート式塗布装置１と基板１０とは、相対移動可能であり、以下の説明は、基板１０が静止しており、塗布装置１が右方向に移動可能であることを前提に説明する。
【００２４】
スリットコート式塗布装置１は、スリット状開口部を有する塗布ヘッド２、該塗布ヘッド２と連結一体となっている支持部９を有し、該支持部９には、回転軸３を介して、該回転軸３を中心に回転する板状部材４を具備している。該板状部材４の下方には、先端に前記基板１０面と平行な直線形状とした先端部５を有する下方部材６ａを具備している。
また、前記板状部材４の上方には上方部材６ｂを具備し、該上方部材６ａの先端には、振動を検知する振動センサー７が設けられている。
【００２５】
塗布ヘッド２は、通常用いられている、先端に開口部を有するスリットを具備し、前記スリットを通して塗布液を吐出して、塗布層を形成する。
【００２６】
板状部材４を構成する下方部材６ａは、剛性を有する材料から構成されているのが好ましい。この下方部材６ａが剛性を有しないと、異物と接触したとき、下方部材６ａが変形してしまい、回転に必要な力が加わらず、検知できない状態となる。また、上方部材６ｂも剛性を有する材料からなるものが好ましい。
また、前記下方部材６ａ、上方部材６ｂは、比重の小さい材料から構成されていることが望ましい。この下方部材６ａ、上方部材６ｂを構成する材料の比重が大きいと、異物と接触した場合でも、板状部材が回転しなくなるからである。
【００２７】
ここで、板状部材を構成する上方材料６ｂの長さが、下方部材６ａの長さより長くすることで、下方部材６ａに加わった力で回転しやすくなり、異物の検知感度を高くすることができる。
【００２８】
さらに、板状部材４の下方部材６ａの先端部は、塗布ヘッド２のリップ先端８よりも基板１０側、すなわち、リップ先端より下方の位置となるように配置することが必要である。このように、下方部材６ａを配置することで、下方部材６ａで検知できない異物があったとしても、塗布ヘッドのリップ先端が、その異物に接触し、傷付けてしまうことを防止することができる。
【００２９】
次に、振動センサー７は、一般の振動センサーを使用することができ、例えば、ピエゾ振動子を用いて、上方部材６ｂの振動をピエゾ振動子に伝え、このピエゾ振動子が発生する電気信号を検知することで、振動センサーとして機能する。
【００３０】
そして、前記振動センサー７が、振動を検知した後の動作について説明する。
１つの動作は、振動センサー７が振動を検知した場合、直ちに塗布ヘッド２を基板１０との相対移動を停止する。
他の動作は、振動センサー７が振動を検知した場合、直ちに塗布ヘッド２を基板１０の上方に退避させ、異物が塗布ヘッドの先端部に触れないようにする。この際、塗布ヘッド２と基板２との相対移動は停止せず、そのまま移動状態を保ったままでよい。
この塗布ヘッド２と基板１０との相対移動は、異物の検出の有無にも関わらず、同じ動作が継続されるので、相対移動に関するプログラムを修正する必要はない。
また、異物が検出された基板は、後工程で搬出することにより、複数枚の基板へ塗布液を塗布するに際し、特別な変更を加えることなしに、そのまま連続して行うことができる。
【００３１】
次に、第２の実施形態について説明する。
図２に示すように、検出する手段を、振動センサーに変えて、電気的な導通を検知する導通センサー２０を用いても、同様な検出が可能である。
導通センサーで異物を検知した後の塗布ヘッドの動作は、第１実施形態と同様に行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の塗布装置の主要部を示す説明図である。
【図２】本発明の他の塗布装置の主要部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…塗布装置  ２…塗布ヘッド  ３…回転軸  ４…板状部材
５…先端部  ６ａ…下方部材  ６ｂ…上方部材  ９…支持部
１０…基板    １１…異物    
【図１】
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【図２】
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