CN101183220B - 药液供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种药液供给装置，包括：喷嘴，其设有用于向基板吐出药液的吐出口；药液供给单元，其可上下移动地设置在喷嘴的上部，并向喷嘴供给药液。而所述药液的吐出量，则通过调整药液供给单元与喷嘴之间的高度差来予以调节。药液供给装置还包括传感器，其用于检测储存药液的液位，并根据液位开启或关闭阀门。所述药液供给单元还包括排出单元，在药液达到一定液位时，其用于将多余的药液排出到外部。另外，药液供给单元安装在喷嘴上部，通过高度差来供给药液，因此无需另设抽吸装置，从而可降低生产成本。而且，由于药液供给单元安装在喷嘴的上部，并向下部供给药液，因此可最大限度地防止泡沫流入到供给至喷嘴的药液中，从而提高生产效率。

Description

药液供给装置 

技术领域

本发明涉及一种药液供给装置，尤其涉及一种通过改良的结构，能够易于向喷嘴供给药液的药液供给装置。 

背景技术

通常，在平板显示器基板的生产工艺中，作为在基板表面形成预定图案的方法，广泛采用照相平版印刷术。 

上述方法在进行曝光、显影、蚀刻之前，先进行如在基板表面涂敷预定厚度的光刻胶等感光药液(以下简称药液)的涂敷作业。 

上述涂敷作业中使用喷嘴，而所述喷嘴使用狭缝式喷嘴，藉以将由药液供给装置所供给的药液喷射到基板上。 

所述药液供给装置包括，与所述喷嘴相连接且用于供给药液的药液供给单元，以及用于抽吸装在所述药液供给单元的药液，并以预定压力将其供给到所述喷嘴的泵。 

而且，在涂敷作业区中，所述药液供给单元及泵安装在与所述喷嘴主体相隔一定距离的喷嘴主体侧方且分别由供给管相连接，并且通过所述泵的抽吸压力从所述药液供给单元抽吸药液，经由所述供给管将药液供给到所述喷嘴。 

但是，所述药液供给装置存在如下问题。 

第一，虽然采用由泵抽吸药液的结构，但所述泵的价格昂贵且结构复杂，因而制造成本高且制造工期长。 

第二，药液供给单元的药液减少的情况下，确认减少量以后，需要手动补充减少的药液，因此存在工作效率降低的问题。 

第三，利用泵，从药液供给单元供给药液时，由于泵的抽吸方向是向上式，因此集聚在药液上部(液面)的泡沫有可能会先于药液之前流入到喷嘴，从而在含有泡沫的状态下供给药液，而这将会导致产品质量降低。 

第四，对基板进行涂敷作业时，随着储存药液的液位逐渐下降，所喷射的药液吐出量也随之减少，从而导致涂敷于基板上的药液厚度不一致。 

发明内容

本发明鉴于上述问题而作，其一个目的在于提供一种将药液供给单元安装在喷嘴上部，通过以向下方式向喷嘴供给药液的药液供给装置，藉此取代利用泵供给药液的药液供给装置，以减少生产成本。 

本发明的另一目的在于，提供一种通过以向下方式向喷嘴供给药液，来最大限度地防止药液中的泡沫流入到喷嘴的药液供给装置。 

本发明的另一目的在于，提供一种自动检测药液供给单元的药液减少量并补充减少的药液，以使药液保持预定液位的药液供给装置。 

本发明的另一目的在于，提供一种根据基板涂敷作业的进度改变药液供给单元的高度，使所喷射的药液吐出量保持一致，以保持涂敷于基板上的药液厚度的药液供给装置。 

为实现上述目的，本发明提供一种药液供给装置，其包括：喷嘴，其设有用于向基板吐出药液的吐出口；药液供给单元，其可上下移动地设置在所述喷嘴的上部，并向所述喷嘴供给药液。其中，通过调整所述药液供给单元与喷嘴之间的高度差来调节所述药液的吐出量。 

本发明的药液供给装置具有如下优点。 

第一，通过将药液储存槽设在喷嘴的上部，利用高度差来向喷嘴 供给药液，因此无需另设抽吸装置，从而可减少生产成本。 

第二，采用将药液储存槽设在喷嘴上部向下供给药液的方式，从而可最大限度地防止泡沫流入到供给至喷嘴的药液中，从而提高生产效率。 

第三，利用传感器检测药液储存槽中的药液减少量，并自动补充减少的药液，从而可易于进行药液补充作业。 

第四，根据基板涂敷作业的进度，改变药液储存槽的高度，从而将喷射的药液吐出量保持一定水平，进而使涂敷于基板上的药液厚度保持一致。 

附图说明

图1是用以说明具备本发明药液供给装置的涂敷装置结构的示意图。 

图2是表示图1所示涂敷装置的药液供给装置结构的概略图。 

图3a是表示未控制药液吐出量的情况下，涂敷于基板上的药液厚度的示意图。 

图3b是表示药液储存槽的高度与基板涂敷位置之间关系的图表。 

图3c是表示控制药液吐出量的情况下，涂敷于基板上的药液厚度的示意图。 

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明实施例所涉及的设置于涂敷装置的药液供给装置。 

如图1及图2所示，本发明一实施例所涉及的涂敷装置的药液供给装置1安装在工作台M的一侧。所述工作台M以常规结构构成，其 具备如输送辊等常规的输送装置M1，藉此输送基板G，并且在此输送过程中进行涂敷光刻胶等感光药液W的涂敷作业。 

所述涂敷装置的药液供给装置1向由输送装置M1输送的基板G上喷射药液W，从而进行涂敷作业。 

所述涂敷装置的药液供给装置1包括：支架F；喷嘴2，其设置在所述支架F上，并向基板G吐出药液W；药液供给单元3，其设置在所述喷嘴2的上部，并向喷嘴2供给药液W。 

所述喷嘴2的底面设置有具备细长切口的常规狭缝式吐出口N，其用于吐出感光药液W。 

其中，以横穿基板G输送区域的方向设置所述吐出口N，从而可在基板G上均匀涂敷药液W。 

另外，所述喷嘴2通过药液导管L1与药液供给单元3相连接。 

这种药液供给单元3，其内部形成有预定容积的空间，可储存药液W。即，这种药液供给单元3包括：药液储存槽10，其用于储存药液W；药液导管L1，其一端与所述药液储存槽10相连接，而另一端与喷嘴2相连接，从而将药液储存槽10内的药液导入喷嘴2；第一阀门9，其安装在所述药液导管L1上，并选择性地开启或关闭药液导管L1；高度调节装置7，其安装在所述药液储存槽10的一侧，用于调节药液储存槽10的高度。 

另外，所述药液供给单元3还包括：药液供给管L2，其与所述药液储存槽10相连接，用于供给药液W；第二阀门11，其安装在所述药液供给管L2上，可阻断或恢复药液W的供给。 

对于这种结构的药液供给单元，所述药液储存槽10设置在喷嘴2的上部，因此可通过药液储存槽10与喷嘴2的高度差而产生的压差，将药液W供给到喷嘴2。 

储存于药液储存槽10内的药液W，在此压差的作用下移向底部，并供给到喷嘴2，因此不需要泵等抽吸装置。 

此时，所述药液储存槽10设置在喷嘴2的上部，并向下供给药液W，由于药液W中的泡沫存在于上部，即药液W的液面，而且首先被供给的是底部的药液W，因此可最大限度地防止泡沫被导入喷嘴2。 

另外，所述药液导管L1上设置有第一阀门9及抽吸阀V。 

当开启第一阀门9时，药液W从所述药液供给单元3，通过药液导管L1供给到喷嘴2，而且通过开闭第一阀门9可供给或停止供给药液W。 

而且，所述抽吸阀V向反方向排出通过药液导管L1供给到喷嘴2的药液W。即，通过喷嘴2喷射药液W时，通过药液导管L1流下的药液具有一定的惯性。因此，即使关闭第一阀门9，由药液导管L1流下的药液W也不会被阻断而继续供给到喷嘴2。 

虽然这种未被阻断而流下来的药液W的量极少，但是对涂敷工艺产生较大影响，因此有必要阻断由药液导管L1流下的药液W。为此，在关闭药液导管L1之后，通过抽吸阀V向反方向吸入药液W并排出，从而防止不必要的药液W流入到喷嘴2。 

另外，所述药液储存槽10与所述药液供给管L2相连接，而药液供给管L2与外部的药液供给源(未图示)相连接。据此，药液W通过药液供给管L2从药液供给源被供给到药液储存槽10中并被储存。 

而且，所述药液储存槽10的一侧安装有压力计A，从而可确认被储存药液W的压力。 

另外，所述药液供给单元还包括安装在药液储存槽10的一侧，用于检测所述药液储存槽10中液位的检测装置。所述检测装置包括，连接于药液储存槽10一侧的药液流入管14及安装于所述药液流入管14 上且用于检测药液液位的传感器13。 

所述药液流入管14的两端与药液储存槽10的内部相连通。 

因此，随着药液储存槽10内部液位的升降，药液流入管14内部的液位也随之升降。 

所述传感器13安装在所述的药液流入管14上，而所述传感器13优选使用光学传感器。 

所述传感器13可感应光线强度从而做出反应。如果所述药液流入管14的内部填满药液W，光线就会被阻断，传感器13处于关闭状态。 

相反，如果药液流入管14内部的液位下降，光线就会增强，传感器13处于开启状态。 

而且，所述传感器13与所述第二阀门11相连接。所述传感器13检测药液流入管14内部的液位，当液位下降至预定范围以下，就会向第二阀门11传送信号，开启第二阀门11，从而向药液储存槽10补充药液W。 

其结果，可防止药液储存槽10中药液W的液位下降至预定范围以下，从而使药液储存槽10的液位保持一定水平，进而使喷嘴2的吐出压力保持一定。 

另外，通过所述高度调节装置7可适当调节所述药液储存槽10的高度。 

具体而言，所述高度调节装置7包括：气缸17；活塞15，其一端安装在气缸17的内部，而另一端与所述药液储存槽10相连接，从而通过升降运动调节药液储存槽10的高度。 

此时，所述高度调节装置7的驱动源可采用油压或空压系统。 

因此，通过所述气缸17的驱动，活塞15上升时，可将药液储存槽10移向较高的位置，而活塞15下降时，可将药液储存槽10移向较 低的位置。 

若通过高度调节装置7调节药液储存槽10的高度，药液W的液位将会发生变化，因此对被供给到喷嘴2的药液W所施加的压力也会发生相应的变化。 

因此，通过调节药液储存槽10的高度来调节喷嘴2的吐出量，从而让涂敷于基板G上的药液W保持一定的厚度。 

下面详细说明这种药液的吐出过程。首先，图3a表示未控制药液吐出量时的药液厚度。如图所示，在使药液供给槽10(图2)保持一定高度的状态下，向基板G喷射药液W时，涂敷于基板G上的药液W的厚度在其起始部P1及尾部P2比中间部分厚度更厚。 

即，在进行涂敷作业时，喷嘴2与基板G间大约相隔100微米(0.1mm)，因此，最初需要用药液填满喷嘴2与基板G之间的空间，否则在进行涂敷作业时，会存在药液W未被涂敷于基板G上而断裂的部分。 

为此，刚开始在基板G被停放时，需要喷射较多的药液W以填满所有空间，之后才开始涂敷作业，因而涂敷于基板G的起始部P1的药液W的厚度比较厚。 

而且，涂敷于基板G的尾部P2部分的药液W的厚度也比较厚，其理由如同上述说明。即，结束涂敷作业之后，通过关闭第一阀门9来阻断由喷嘴2喷射的药液W。而在此时，通过药液导管L1流下的药液W具有一定的惯性。因此，即使关闭第一阀门9，药液也不会被及时阻断，而继续供给到基板G上。而由于这些多余的药液W，基板G尾部P2的涂层厚度较厚。 

如上所述，涂敷于基板G的起始部P1及尾部P2的药液W厚度一般比较厚。因此，为了克服此问题，从而在基板整个区域上均匀涂敷 药液，如上所述适当地调节药液储存槽10的高度。 

此时，如果要控制基板G的起始部P1和尾部P2上的涂敷厚度，需要对起始部P1和尾部P2分两次控制，因此其控制过程较为复杂。但是，如果控制基板G中间部分的厚度，就只需控制一次，因此更易于控制。 

即，如图3b及图3c所示，根据基板G的涂敷位置，调节药液储存槽10(参见图2)的高度后喷射药液。 

具体而言，将基板G分为开始区域S1、中间区域S2、末尾区域S3的情况下，对中间区域S2进行涂敷时，可以相对提升药液储存槽10的高度；而对开始区域S1和末尾区域进行涂敷时，可以相对降低药液储存槽10高度，并在此状态下喷射药液W。 

因此，如上所述，可以克服开始区域S1和末尾区域S3涂敷厚度较厚的问题，从而在基板G的整个区域上以均匀的厚度t涂敷药液W。 

上面描述了气缸式高度调节装置，但是本发明并不局限于此。本发明的高度调节装置还可以是由电机和与该电机相结合的螺杆轴构成的结构。该螺杆轴连接于药液供给单元，从而在电机驱动时，通过螺杆轴的升降来调节药液供给单元的高度。 

再次参照图1及图2，本实施例还包括排出单元5，所述排出单元5包括：排出管L3，其与所述药液储存槽10的一侧相连接；排出槽20，其用于储存通过排出管L3排出的药液W；排放管路L4，其用于将所述排出槽20的药液W排放到外部。 

所述排出管L3的一端与所述药液储存槽10相连接，而另一端与排出槽20相连接。因此，如果所述药液储存槽10的药液W的液位上升至预定范围以上，上升的药液就会通过所述排出管L3排出到排出槽20。 

相反，如果药液储存槽10的液位下降至预定范围以下，就会停止药液W通过排出管L3排出。 

下面，参照附图，进一步详细说明本发明优选实施例所涉及的药液供给装置的操作过程。 

如图1及图2所示，本发明涂敷装置的药液供给装置1在基板G上涂敷药液W时，首先通过输送装置M1向喷嘴方向输送基板G。其次，开启药液导管L1的第一阀门9，利用重力作用将药液供给单元3的药液W供给到喷嘴2。 

此时，所述药液储存槽10内已储存有通过药液供给管L2供给的药液W。 

供给到喷嘴2的药液W，通过狭缝式吐出口N被喷射到基板G的上表面。 

此时，通过高度调节装置7，适当调节所述药液储存槽10高度，从而使涂敷于基板G上的药液W厚度保持一致。 

即，在气缸17的驱动作用下，活塞15做上下运动时，药液储存槽10也随之上升或下降。 

如此，通过高度调节装置7来调节药液储存槽10的高度时，药液W的液位及喷嘴2之间的高度差也会发生变化，从而改变向喷嘴2供给的药液W所受到的压力。 

因此，可通过调节药液储存槽10的高度，来适当调整喷嘴2的吐出量，从而使涂敷于基板G的药液W的厚度保持一致。 

另外，结束对基板G的涂敷作业后，启动抽吸阀V阻断通过药液导管L1流下来的药液W，从而防止微量的药液W供给到喷嘴2。 

另外，随着涂敷作业的进行，储存在所述药液供给单元3中的药液也逐渐减少。传感器13感测到药液W的液位下降后，开启药液供 给管L2上的阀门11，从而向药液供给单元3供给药液W，以使药液W的液位保持一定的水平。 

而且，如果药液供给单元3的液位上升至一定水平以上，就通过排出管L3将多余的药液W排出到排出槽20。 

通过上述过程，可有效地进行对基板G的涂敷作业。 

虽然在上面描述了本发明的药液供给装置应用在涂敷装置的情况，但并不局限于此，本发明还可以应用在曝光、显影、蚀刻、清洗等其它工艺上。 

Claims (4)

1.一种药液供给装置，其特征在于，包括：

喷嘴，其形成有用于向基板吐出药液的吐出口；及

药液供给单元，其可上下移动地设置在所述喷嘴的上部，并向所述喷嘴供给药液，

其中，通过调整所述药液供给单元与所述喷嘴之间的高度差来调节药液吐出量；

所述药液供给单元，包括：

药液储存槽，其用于向所述喷嘴供给药液；

药液导管，其一端与所述药液储存槽相连接，而另一端与所述喷嘴相连接，用于将所述药液储存槽的药液导入所述喷嘴；

第一阀门，其安装在所述药液导管上，并选择性地开启或关闭所述药液导管；及

高度调节装置，其安装在所述药液储存槽的一侧，用于调节所述药液储存槽的高度；

所述药液供给单元进一步包括排出单元，其用于在供给到药液储存槽的药液超过预定液位时，排出过量的药液；

所述排出单元包括，

排出管，其与所述药液储存槽一侧相连接；

排出槽，其与所述排出管相连接，用于储存通过排出管排出的药液。

2.根据权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于：

所述药液供给单元还包括，

药液供给管，其与所述药液储存槽相连接，用于从设于外部的药液供给源，将药液导入所述药液储存槽中；及

第二阀门，其安装在所述药液供给管上，用于选择性地开启或关闭所述药液供给管。

3.根据权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于：

所述药液供给单元还包括用于检测所述药液储存槽中液位的检测装置，

其中，所述检测装置包括：药液流入管，其两端与药液储存槽连通，以使所述药液储存槽的药液流入到其内部；传感器，其安装在所述药液流入管的一侧，用于检测流入到所述药液流入管中的药液高度。

4.根据权利要求1所述的药液供给装置，其特征在于：

所述高度调节装置包括，

气缸，其安装于所述药液供给单元的下端；

活塞，其一端与气缸相连接，而另一端与药液储存槽相连接，用于提升或下降所述药液储存槽。

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