CN101846884B - 涂布装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涂布装置，其中，无需增加在异物检测部检测出异物后喷嘴移动至异物的距离，从而能够抑制装置的大型化。本发明的涂布装置(11)通过行走机构(25)使管头部(22)行走的同时，在载物台(14)上的基板(12)上涂布从管头部(22)的喷嘴(44)处流出的涂布液。而且，涂布装置(11)包括：异物检测部(45，33)，对与喷嘴(44)相比位于靠行走方向前方侧的异物P进行检测；升降控制部(退避控制部)(32)，通过异物检测部(45，33)而检测出异物P时，控制升降机构(24)以使管头部(22)朝向上方退避。

Description

涂布装置
技术领域
本发明涉及一种将涂布液涂布在基板上的涂布装置。
背景技术
在液晶显示器或等离子显示器等平板显示器中，使用涂布有抗蚀剂液的玻璃基板(以下也称之为涂布基板)。而且，所述涂布基板是通过使用将抗蚀剂均匀涂布在玻璃基板上的涂布装置而制成的。
作为这样的涂布装置，下述专利文献1公开了以下技术方案：上述涂布装置具有：基板保持盘，保持基板；涂布头(涂布部)，配置在由基板保持盘保持的基板上方、且从下端部的喷嘴流出抗蚀剂液；相对移动装置，使涂布头相对于基板保持盘相对水平地移动；其中，使涂布头相对于基板保持盘进行相对水平移动的同时，流出涂布液，从而在基板保持盘的基板上涂布抗蚀剂液。
另外，由于基板上表面与涂布头的喷嘴之间，通常仅有数十μm～百数十μm的间隙，所以如果在基板上存在异物或者在基板保持盘上存在异物而基板浮起来，则存在涂布头的喷嘴与异物或基板发生碰撞而损伤喷嘴或基板的担忧。
因此，如图6所示，专利文献1的涂布装置包括：板状部件(碰撞部)150，其按照在相对于基板保持盘114进行相对移动的方向X1的前方侧上与异物P发生碰撞的方式进行设置；振动传感器151，检测所述板状部件150的振动；控制装置，在振动由振动传感器151被检测时，对涂布头122的相对移动进行强制停止。而且，所述涂布装置具有下述构成：通过使板状部件150与基板112上的异物P发生碰撞，并由振动传感器151检测出因该碰撞而产生的振动，根据该检测信号强制停止涂布头122在X1方向上的移动，由此能够预防涂布头122的喷嘴144与异物P发生碰撞的问题。
专利文献1：特许第3653688号公报
在专利文献1的涂布装置中，从振动传感器151检测出振动到实际停止涂布头122的相对移动需要花费时间，因此必须以涂布头122在该时间内所移动的距离(停止距离)长度来设置涂布头122的喷嘴144与板状部件150之间的间隔L。
另一方面，伴随着近几年抗蚀剂液等的涂布性能的提高，相对于基板保持盘114的涂布头122的相对移动速度具有高速化的倾向。因此，也需要加长涂布头122的停止距离长度，由此需要进一步增加涂布头122的喷嘴144与板状部件150之间的间隔L。但是，如果增加涂布头122与板状部件150之间的间隔L，则存在装置大型化的问题。另外，还存在下述问题：在因与异物P发生碰撞以外的原因而涂布头122以其重心位置为中心产生振动时，距离涂布头122的中心位置越远，由该振动而产生的位移就越大，因此如果增加涂布头122与板状部件150(振动传感器151)之间的间隔L，则对与异物P碰撞以外的振动容易错误地进行检测。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的为提供一种在异物检测部检测出异物之后，即使在不增加喷嘴到异物等之间距离的情况下，也可以避免喷嘴与异物等之间的碰撞，能够抑制装置大型化的涂布装置。
(1)本发明的涂布装置，其特征在于，包括：保持台，在水平面上保持基板；涂布部，包括朝向所述保持台上的所述基板流出涂布液的喷嘴；行走机构，使所述涂布部相对于所述保持台在水平方向上行走；升降机构，使所述涂布部在上下方向上升降；异物检测部，为了在所述基板上涂布，通过所述行走机构使所述涂布部行走时，检测出位于所述喷嘴的行走方向前方侧的异物；退避控制部，当所述异物检测部检测出异物时，控制所述升降机构以使所述涂布部朝向上方退避。
本发明的涂布装置，由于在通过异物检测部检测出异物时，升降机构通过退避控制部被控制以使涂布部朝上方退避，因此即使不增加用来适应涂布部行走速度的高速化等而从异物检测部检测出异物后喷嘴行走至异物的距离(从异物检测部到喷嘴之间的距离)，也能够避免喷嘴与异物等之间的碰撞，从而能够抑制装置的大型化。
(2)优选的是，所述异物检测部被设置在所述涂布部的喷嘴的行走方向前方侧，且包括：碰撞部，在所述基板上或所述保持台上有异物时，能够与所述异物或者所述基板的表面发生碰撞；碰撞检测部，检测出因与所述异物或者所述基板表面发生碰撞而引起的所述碰撞部的高度变化。
根据该构成，碰撞检测部检测出因与所述异物或者所述基板表面(以下，称之为异物)发生碰撞而引起的碰撞部的高度变化，因此与通过振动传感器检测出因该碰撞引起的振动的情况相比，能够减少误检测且提高检测精度。即，通过振动传感器检测出碰撞部的振动时，有时也对因碰撞部与异物等之间的碰撞以外的原因而发生振动进行误检测，例如，当涂布动作开始时或结束时，也对因涂布部进行加速、减速而引起的、行走方向上的振动进行误检测，但按照本发明所述的方式检测出碰撞部的高度变化时，几乎不会发生上述问题，能够正确地检测出碰撞部与异物等之间的碰撞。
(3)优选的是，所述碰撞部与所述涂布部一体地设置，以使其能够与所述涂布部一起进行上下升降。另外，在涂布装置包括下述构成时，即包括：高度检测部，检测所述涂布部的高度；升降控制部，根据该高度检测部的检测结果将所述涂布部的高度控制到规定高度时，优选的是，所述高度检测部兼作所述碰撞检测部。
根据该构成，用于控制涂布部高度的高度检测部，同时也用于因与异物等的碰撞而引起的、碰撞部的高度变化的检测，因此不需要另设传感器用来检测碰撞部的高度变化。因此，能够减少部件数量，且能够抑制制造成本。
(4)优选的是，在所述碰撞部的行走方向前方侧的下部，形成有以越靠所述行走方向的前方侧其高度越高的方式倾斜的倾斜面。根据该构成，若异物存在于基板等上，则呈倾斜面的碰撞部下面与异物等发生碰撞，伴随着这样的碰撞含有向上成分的一种反作用力作用于碰撞部。因此，碰撞部通过与异物等的碰撞高度易于发生变化，从而能够进一步提高异物的检测精度。
本发明的涂布装置，在检测出基板上或保持台上的异物的情况下，使涂布部向上方退避，因此不需要增加从异物检测部检测出异物后喷嘴行走至异物等的距离，就能够抑制装置的大型化。
附图说明
图1为表示本发明实施方式的涂布装置的立体图；
图2为对上述涂布装置中涂布单元的单元支承部附近进行放大而表示的主视图；
图3为上述涂布装置中升降机构的概略图；
图4为表示上述涂布装置中控制装置的构成的框图；
图5为表示本发明其它实施方式的涂布装置的碰撞部的放大概略图；
图6为表示现有技术的涂布装置的涂布部的概略图。
附图标记说明
11  涂布装置
12  基板
13  基台
14  载物台(保持台)
15  涂布单元
17  滑轨
19  引导面
20  空气轴承
22  管头部(涂布部)
23  单元支承部
24  升降机构
25  行走机构
26  控制装置
28  导轨
29  滑块
30  伺服马达
31  滚珠丝杠机构
32  升降控制部(退避控制部)
33  高度检测部(异物检测部)
34  第一标尺
35  第一读取部
36  滑动支承部
37  线性马达
39  行走控制部(停止控制部)
40  行走位置检测部
41  第二标尺
42  第二读取部
44  喷嘴
45  碰撞部(异物检测部)
45a 倾斜面
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为表示本发明实施方式的涂布装置11的立体图；图2为对上述涂布装置11中涂布单元15的单元支承部23附近进行放大而表示的主视图。如图1和图2所示，涂布装置11是在被供给的薄板状基板12上涂布药液或抗蚀剂等液状物(以下，也可称为涂布液)的装置。该涂布装置11包括：基台13；载物台(保持台)14，用来载置基板12；涂布单元15，以相对于所述载物台14能够朝特定方向移动的方式构成。
另外，在以下说明中，以涂布单元15移动的方向作为X轴方向，以在水平面上与上述方向相正交的方向作为Y轴方向，以与X轴方向和Y轴方向均正交的上下方向作为Z轴方向。
在基台13中载置有载物台14，在该基台14的Y轴方向两侧设置有滑轨17。并且，在该滑轨17上载置有涂布单元15。
该载物台14为将搬入的基板12载置在其上表面上并对其进行保持的机构。在载物台14的表面形成有多个吸引孔(省略图示)，且这些吸引孔与真空泵(省略图示)相连接。于是，如果使真空泵工作，则基板12通过负压被吸引到载物台14的表面上，从而被保持在该表面上。另外，载物台14中设置有使基板12进行升降动作的基板升降机构(省略图示)。
滑轨17为引导涂布单元15的移动的机构，其沿X轴方向延伸而设置。滑轨17在垂直于Z轴方向和垂直于Y轴方向的方向上具有平坦且平滑的引导面19。该引导面19与后述的涂布单元15的空气轴承20相对而置。
涂布单元15为用来朝向被载置在载物台14的基板12涂布涂布液的机构，其包括：管头部(涂布部)22，沿Y轴方向延伸，用来流出涂布液；单元支承部23，设置在所述管头部22的两端部分。
单元支承部23为使管头部22在Z轴方向上升降且使其在X轴方向上行走的机构。即，该单元支承部23包括：升降机构24，使管头部22在Z轴方向上升降；行走机构25，使管头部22在X轴方向上行走。另外，升降机构24和行走机构25的动作通过控制装置26(参照图4)而被控制。而且，控制装置26由含有下述单元的计算机构成：运算单元，其由CPU构成；存储单元，为用于存储程序或数据的ROM、RAM、HDD等；输入输出接口等，其对外部信号进行输入输出；其中，由运算单元来执行被存储在存储单元的各种程序。
如图1和图2所示，升降机构24包括沿Z轴方向延伸的导轨28以及与管头部22相连接的滑块29。滑块29以沿着导轨28可自由滑动的方式安装在该导轨28上。图3是升降机构24的概略图，升降机构24包括：伺服马达30，作为传动件；滚珠丝杠机构31，通过该伺服马达30而被驱动；在该滚珠丝杠机构31上连接有滑块29或管头部22。在控制装置26中，具有作为一个功能部的、对伺服马达30进行驱动控制的升降控制部32(同时参照图4)，升降控制部32按照下述方式构成：通过控制该伺服马达30而使管头部22在Z轴方向上进行升降，且能够使管头部22在任意位置上停止。
另外，升降机构24包括对管头部22在上下方向上的位移进行检测的高度检测部33。该高度检测部33由光学或磁性等的线性标尺构成，且包括：第一标尺34，并列设置在管头部22上；第一读取部35，设置在与该第一标尺34相对而置的位置上，与管头部22一起在上下方向上进行升降。并且，高度检测部33按照由第一读取部35读取第一标尺34以检测出管头部22的高度的方式构成。通过第一读取部35而被检测出的信号被输入到控制装置26的升降控制部32，并根据该被输入的信号，伺服马达30通过升降控制部32而被控制。
如图1和图2所示，行走机构25为用来使管头部22在X轴方向上行走的机构，且包括滑动支承部36和线性马达37。
该滑动支承部36通过设置在其与滑轨17之间的空气轴承20而被支承在滑轨17上。并且，通过控制装置26对线性马达37的驱动控制，滑动支承部36在X轴方向上移动。具体来讲，在设置于滑动支承部36上的空气轴承20上通过管路连接有压缩机(省略图示)，且通过该压缩机的动作，空气从空气轴承20被供给到引导面19。于是，通过空气被供给到空气轴承20与引导面19之间，由此滑动支承部36从引导面19浮起，在该状态下，滑动支承部36通过驱动线性马达37的方式而在X轴方向上移动。
如图4所示，控制装置26包括作为一个功能部的、控制线性马达37的行走控制部39，该行走控制部39按照下述方式构成：通过控制线性马达37而使管头部22在X轴方向上行走，且能够使管头部22在任意位置上停止。
另外，在滑动支承部36中，设置有对涂布单元15在X轴方向的位置进行检测的行走位置检测部40。如图1和图2所示，该行走位置检测部40包括：第二标尺41，沿着引导面19设置在滑轨17上；第二读取部42，设置在与该第二标尺41相对而置的位置上；其中，通过该第二读取部42读取第二标尺41，由此涂布单元15的行走位置被检测出来。通过第二读取部42而被检测出的信号被输入到行走控制部39，该行走控制部39根据所输入的信号来控制线性马达37。另外，行走控制部39具有根据所输入的信号计算出涂布单元15的行走速度的功能。
图1和图2所示，管头部22为朝向被保持在载物台14上的基板12的上表面涂布涂布液的机构。该管头部22为具有沿Y轴方向延伸的形状的柱状部件，其在与载物台14的表面相对而置的一侧上具有用来流出涂布液的喷嘴44。该喷嘴44朝向载物台14的表面侧突出，在该突出的部分上形成有朝Y轴方向延伸的狭缝，通过该狭缝而被供给到管头部22的涂布液被流出到基板12的表面上。
通过行走控制部39控制线性马达37，由此管头部22从配置在载物台14的X轴方向的端部侧的状态沿箭头X1方向行走，同时在基板12的表面上涂布涂布液。
另外，在基板12的表面上涂布涂布液时，管头部22的高度按照喷嘴44与基板12表面之间的间隙为大约数十μm～百数十μm之间的规定值的方式进行设定。具体来讲，在涂布涂布液期间，管头部22的高度通过高度检测部33(参照图3)而被实时检测，该检测信号被输入到控制装置26的升降控制部32。于是，伺服马达30通过升降控制部32而被反馈控制，以使管头部22被维持在规定的高度上。
如图3所示，管头部22的下面设置有碰撞部45。该碰撞部45与管头部22同样地朝向Y轴方向延伸、且其与该Y轴方向相正交的截面形状以大致呈L字形状的方式形成。而且，碰撞部45位于管头部22的行走方向X1的前方侧，并配置在相对于喷嘴44处于同一方向且距有规定间隔L的位置上。另外，碰撞部45按照一体固定在管头部22上且能够与管头部22一起进行上下升降和水平移动的方式构成。碰撞部45的下端位置设定在与喷嘴44的前端高度大致相同或稍微低于该高度的位置上。
涂布涂布液的期间，若在基板12上存在异物P，则沿箭头X1方向行走的管头部22的碰撞部45与该异物P发生碰撞。另外，若在载物台14上存在异物P，则被载置在该载物台上的基板12部分浮起，且碰撞部45与基板12的表面发生碰撞。并且，如果发生这些碰撞，则管头部22进行快速位移以使管头部22朝向上方(Z轴方向)被抬起。该位移通过高度检测部33的第一读取部35读取第一标尺34的方式被检测出，且该检测信号被输入到控制装置26。
这样，因碰撞部45与异物P等碰撞而引起的管头部22的位移大于因管头部22的通常行走而产生的微小的上下移动，两者能够明显区别开。因此，在控制装置26中，在由第一读取部35检测出的位移为规定的阈值以上的情况下，判断出该位移是因与异物P等的碰撞而产生的位移。
另外，如图4所示，控制装置26的升降控制部32根据与异物P等的碰撞而产生的位移检测信号(碰撞信号)控制伺服马达30，以使管头部22上升。于是，通过该管头部22的上升，异物P与喷嘴44的碰撞被避免。
另外，控制装置26的行走控制部39根据被输入的碰撞信号控制线性马达37，以使管头部22的行走停止。于是，通过该管头部22的停止，异物P与喷嘴44的碰撞也能够被避免。
在此，碰撞部45和高度检测部33构成对存在于基板12上或载物台14的异物P进行检测的异物检测部，控制装置26的升降控制部32作为使管头部22从异物P处向上方退避的退避控制部而起作用，行走控制部39作为使管头部22停止的停止控制部而起作用，以使喷嘴44不与异物P发生碰撞。
在本实施方式的涂布装置11中，如果通过异物检测部检测出基板12上的异物P，则不仅使管头部22停止，而且使该管头部12向上方退避，因此无需像以往一样(参照图6)增加喷嘴44的前端和碰撞部45之间的间隔L，能够抑制装置的大型化。
即，以往，只是单纯地使管头部22的行走停止，因此必须使喷嘴44和碰撞部45之间的间隔L大于在检测出异物P之后从线性马达37开始停止动作到管头部22真正停止的时间内管头部22所移动的距离(停止距离)，管头部22的行走速度越快，该停止距离就越长，因此也需要增加间隔L的长度，但在本实施方式中，只要使管头部22的上升高度略微高于异物P的高度，就能够避免与异物P之间的碰撞，而且该上升量与上述停止距离相比非常小，因此无需像以往一样增加喷嘴44与碰撞部45之间的间隔L。
另外，若增加喷嘴44和碰撞部(第一读取部35)之间的间隔L，则在以管头部22的重心位置为中心而发生振动时，第一读取部35的位置中的振动(上下移动)会变大，因此产生将其误检测为因与异物P碰撞而产生的高度变化的可能性，但在本实施方式中，由于无需将喷嘴44和碰撞部45(第一读取部35)之间的间隔L增加到上述距离，因此难以产生这样的问题。
而且，在本实施方式中，通过使用控制管头部22高度的高度检测部33而检测出碰撞部45和异物P等之间的碰撞，因此无需另外设置用于检测该碰撞的专用传感器，通过削减部件数量就能够减少制造成本。
图5为表示本发明的其他实施方式的涂布装置的碰撞部的放大概略图。本实施方式的碰撞部45的下部形成有以越靠行走方向X1的前方侧其高度越高的方式倾斜的倾斜面45a。具体来讲，该倾斜面45通过下述方式形成：对在碰撞部45中位于行走方向X1前方侧的角部以相同方向X1上的宽度a、高度b的方式进行倒角而形成。优选的是，该宽度a和高度b之间的关系为b＜a，因此相对于水平面的倾斜面45a的倾斜角度θ设定为0＜θ＜45°。
在本实施方式中，若存在于基板12上的异物P与碰撞部45的倾斜面45a发生碰撞，则碰撞部45受到含有基于倾斜面45a的倾斜角度θ的、向上成分的反作用力。因此，在本实施方式中，通过与异物P之间的碰撞，容易使碰撞部45朝上方位移，根据该位移能够提高异物的检测精度。另外，通过将倾斜面45a的倾斜角度θ设定为0＜θ＜45°而能够加大作用于碰撞部45的反作用力的向上成分，能够使碰撞部45更易于朝上方位移。另外，碰撞部45与异物P发生碰撞后，朝向行走方向X1行走，由此管头部22容易沿着倾斜面45a上升，能够更可靠地避免异物P和喷嘴44之间的碰撞。
本发明并不限定于上述实施例，而是能够进行适当的设计变更。
例如，检测碰撞部45的高度变化的碰撞检测部也可以是对朝向伺服马达30的供给电流进行检测的电流计。若碰撞部45通过与异物P等的碰撞而使管头部22上升，则伺服马达30的转矩发生变化而供给电流也发生变化。因此，若检测出该供给电流值的变化，则能够检测出碰撞部45与异物的碰撞。
在上述实施方式中，碰撞部45由不同于管头部22的部件来形成且被固定在管头部22上而与管头部22呈一体化，但是也可以通过对管头部22自身的加工而使碰撞部45与其一体形成。
另外，碰撞部45也可以是与管头部22分开的、单独地进行上下升降的结构。此时，除了高度检测部33以外，只要具有对碰撞部45的高度进行检测的碰撞检测部就可以。
本发明的涂布装置也可以具有除了高度检测部33以外的传感器以检测出碰撞部45和异物P之间的碰撞。例如，也可以是与以往(参照图6)相同的方式构成：设置对管头部22的振动进行检测的振动传感器，根据该振动传感器的检测信号使管头部22进行上升动作或者停止动作。
但是，即使以在Z轴方向的检测灵敏度最大的方式设置振动传感器，对于如涂布装置这样的在XYZ方向上具有驱动部的装置来说，还是会检测到检测灵敏度最大的方向以外的振动，因此有可能导致误检测，例如，涂布动作开始时或结束时，误检测出伴随着管头部22的加速或减速而发生的振动。对于这一点，在上述实施方式中，在碰撞部45与异物P等发生碰撞的情况下，由于通过高度检测部33检测出该碰撞部45的高度变化(Z轴方向的位移)，因此涂布动作开始或结束时等，几乎不会发生误检测。
另外，作为其他传感器，也可以使用利用了激光等的光学传感器。
在上述实施方式中，通过使涂布单元15在滑轨17上移动而使管头部22相对于载物台14在X轴方向上行走，但也可以通过固定涂布单元15而使载物台14在X轴方向上移动的方式，使管头部22相对于载物台14在X轴方向上相对行走。

Claims (1)

1.一种涂布装置，包括：
保持台，在水平面上保持基板；
涂布部，包括朝向所述保持台上的所述基板流出涂布液的喷嘴；
行走机构，使所述涂布部相对于所述保持台在水平方向上行走；
升降机构，使所述涂布部在上下方向上升降；
异物检测部，在为了在所述基板上涂布涂布液而通过所述行走机构使所述涂布部行走时，检测出位于所述喷嘴的行走方向前方侧的异物；
退避控制部，当所述异物检测部检测出异物时，控制所述升降机构以使所述涂布部朝向上方退避；其特征在于，
所述异物检测部设置在与所述涂布部的喷嘴相比靠行走方向的前方侧，且包括：碰撞部，在所述基板上或所述保持台上有异物时，能够与所述异物或者所述基板的表面发生碰撞；碰撞检测部，检测出因与所述异物或者所述基板表面相碰撞而引起的所述碰撞部的高度变化，
所述碰撞部与所述涂布部设置成一体，以使所述碰撞部能够与所述涂布部一起升降，
所述涂布装置还包括：高度检测部，检测所述涂布部的高度；升降控制部，根据所述高度检测部的检测结果将所述涂布部的高度控制到规定高度，
所述高度检测部兼作所述碰撞检测部，
在所述碰撞部的行走方向的前方侧的下部，形成有以越靠所述行走方向的前方侧其高度越高的方式倾斜的倾斜面。
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