CN102211068B - 涂敷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供通过防止涂敷涂敷液时基板带电而能够防止对基板上形成的图案等产生静电破坏等损伤的涂敷装置。涂敷装置具有：工作台(41)，其从基板(100)的下面支撑基板(100)；涂敷液供给部，其相对于支撑在该工作台(41)上的基板(100)相对移动，而对基板(100)涂敷涂敷液；还具有：狭缝喷嘴(42)，其为金属制，用于涂敷涂敷液；支撑构件(44)，其经由绝缘体(35)支撑该狭缝喷嘴(42)。
Description
技术领域
本发明涉及向有机EL显示装置用玻璃基板、液晶显示装置用玻璃基板、PDP用玻璃基板、太阳能电池用基板、电子纸用基板或半导体制造装置用掩模基板等基板上涂敷涂敷液的涂敷装置。
背景技术
在这样的涂敷装置中采用了如下的结构，即，在将基板装载在工作台上的状态下，从形成有横跨基板的宽度方向的狭缝的狭缝喷嘴向基板的表面喷出涂敷液，并且通过使该狭缝喷嘴与装载在工作台上的基板相对移动，向基板的表面涂敷涂敷液(参照专利文献1和专利文献2)。
专利文献1：JP特开2001-310147号公报；
专利文献2：JP特开2004-167476号公报。
在这样的涂敷装置中，在将基板装载在工作台的表面上的状态下，使用涂敷喷嘴涂敷涂敷液，但是此后，存在在想要从工作台上搬出基板时，因基板带电而产生的静电对基板产生静电破坏等损伤的问题。
图10A、图10B、图11A、图11B是用于示意地说明静电对基板100的影响的说明图。
如图10A所示，在通过支撑销74支撑不带电的基板100的状态下，在基板100的内部，正电荷与负电荷保持平衡。在从该状态如图10B所示地使支撑销74下降而将基板100装载在工作台41上的情况下，由于工作台41(例如石制)与基板100(例如玻璃制)的接触产生接触带电，但是基板100内部的负电荷不移动。另外，在从图10B所示的状态使支撑销74上升而形成图10A所示的状态的情况下，在基板100从工作台41上脱离时，除了少许的负电荷与工作台41的正电荷接合以外，基板100不会带电。
对此，如图11A所示，在通过狭缝喷嘴42对装载在工作台41上的基板100的表面涂敷了涂敷液43的情况下，产生对基板100供给负电荷的现象。即，装载在工作台41上的基板100的表面因介电分离而带正电。在该状态下，在通过狭缝喷嘴42涂敷涂敷液43时，由于通常狭缝喷嘴42由金属构成，另外，狭缝喷嘴42与涂敷装置主体电接触(接地)，所以如图11A所示，经由狭缝喷嘴42向涂敷了涂敷液43的基板100的表面供给负电荷。
然后，在对基板100涂敷涂敷液43之后，如图11B所示，通过支撑销74使基板100上升了的情况下，基板100形成带负电的状态。因此，在使基板100从图11A所示的状态上升到图11B所示的状态时，会产生火花等，在基板100上的图案等受到静电破坏等损伤。对于这种现象来说，基板100的上升速度越快越容易发生，另外，基板100的上升距离越大越容易发生。
此外，在使用玻璃基板作为基板100的情况下，带电量与狭缝喷嘴42的移动距离成比例地变大，即与涂敷液43的涂敷面积成比例地变大。另外，在使用至少表面由金属构成的金属基板作为基板100的情况下，无论涂敷液43的涂敷面积如何，带电量都变大。
为了应对这样的问题，有时也能够使用除静电器(ionaizer)等除静电装置，但是在带电量多的情况下，需要特别长的时间来除静电，从而难以完全地除静电。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供通过防止在涂敷涂敷液时基板带电，而能够避免对形成在基板上的图案等产生静电破坏等损伤的涂敷装置。
技术方案1记载的发明为一种涂敷装置，具有：工作台，其从基板的下面支撑所述基板；涂敷液供给部，其相对于支撑在所述工作台上的基板相对移动，而对所述基板涂敷涂敷液，其特征在于，具有：金属制的涂敷液涂敷喷嘴；支撑构件，其经由绝缘体支撑所述涂敷液涂敷喷嘴。
技术方案2记载的发明在技术方案1记载的发明的基础上，所述工作台由具有绝缘性的材料构成。
技术方案3记载的发明在技术方案2记载的发明的基础上，所述工作台是石质平台。
技术方案4记载的发明在技术方案2记载的发明的基础上，所述基板是玻璃基板。
技术方案5记载的发明在技术方案2记载的发明的基础上，所述基板是至少表面由金属构成的金属基板。
技术方案6记载的发明在技术方案2记载的发明的基础上，所述涂敷液涂敷喷嘴是具有狭缝且从该狭缝喷出涂敷液的狭缝喷嘴，该狭缝沿着与相对于支撑在所述工作台上的基板相对移动的方向垂直的方向延伸。
技术方案7记载的发明在技术方案6记载的发明的基础上，具有除静电单元，该除静电单元在所述狭缝喷嘴配置在不与支撑在所述工作台上的基板相向的位置时，对所述狭缝喷嘴除静电。
技术方案8记载的发明在技术方案7记载的发明的基础上，所述除静电单元是接地的预敷机构。
技术方案9记载的发明在技术方案2记载的发明的基础上，所述涂敷液涂敷喷嘴是一边在主扫描方向和垂直于该主扫描方向的副扫描方向上相对于所述基板相对移动一边对所述基板喷出涂敷液的喷嘴。
根据技术方案1至技术方案9记载的发明，通过绝缘体的作用防止使用涂敷液涂敷喷嘴涂敷涂敷液时基板带电，由此能够防止对基板上形成的图案等产生静电破坏等损伤。
根据技术方案7和技术方案8记载的发明，即使在通过绝缘体的作用而处于绝缘状态的涂敷液涂敷喷嘴带电的情况下，也能够通过除静电单元的作用消除带电状态。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的涂敷装置的立体图。
图2是与工作台41和基板100一起示出狭缝喷嘴42被喷嘴支撑部44支撑的支撑状态的概略图。
图3是与工作台41和基板100一起示出狭缝喷嘴42被喷嘴支撑部44支撑的支撑状态的概略图。
图4是与工作台41和基板100一起示出狭缝喷嘴42被喷嘴支撑部44支撑的支撑状态的概略图。
图5是表示喷嘴调整部40的结构的从Y侧观察的侧视图。
图6A、图6B是用于示意地说明静电对基板100的影响的说明图。
图7是本发明的第二实施方式的涂敷装置的俯视图。
图8是本发明的第二实施方式的涂敷装置的主视图。
图9A、图9B是与基板保持部10和基板100一起示出喷嘴23被涂敷头20支撑的支撑状态的概略图。
图10A、图10B是用于示意地说明静电对基板100的影响的说明图。
图11A、图11B是用于示意地说明静电对基板100的影响的说明图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施方式。图1是本发明的第一实施方式的涂敷装置的立体图。
该涂敷装置是向基板100的表面涂敷作为处理液的抗蚀液的也称为狭缝式涂敷机的涂敷装置，在形成在基板100的表面上所形成的电极层等的工艺流程等中应用。成为涂敷装置的涂敷对象的基板100代表性地为用于制造液晶显示装置的图像面板的长方形的玻璃基板，但是也可以是有机EL显示装置用玻璃基板、PDP用玻璃基板、半导体基板、薄膜液晶用柔性基板、光掩模用基板、滤色镜用基板等其他的基板。
该涂敷装置具有：工作台41，其用于从基板100的下面支撑基板100；狭缝喷嘴42，其用于向支撑在该工作台41上的基板100涂敷涂敷液；喷嘴调整部40，其在涂敷涂敷液之前，执行该狭缝喷嘴42的调整处理。
工作台41由具有大致长方体的形状的石质平台构成，该石质平台由花岗岩等石材形成。该石材是具有绝缘性的材料。此外，可以使用其他的具有绝缘性的材料形成的工作台来代替石质平台，例如在铝的表面形成明矾石(氧化铝)的平台等。该工作台41的表面被加工成大致水平并且平坦，作为基板100的支撑面发挥功能。图1中虽然省略了图示，但是在该工作台41的表面上配设有用于升降基板100的多个支撑销，并且分散形成有多个真空吸附口。基板100被支撑销支撑着而在工作台41上搬入和搬出，并且通过真空吸附口吸附基板100，从而在涂敷处理时，基板100在规定的位置保持为水平状态。
狭缝喷嘴42用于从狭缝状的喷出口向基板100的上表面喷出从图外的供给机构供给来的抗蚀液。该狭缝喷嘴42的喷出口沿着大致与工作台41的表面平行的Y轴方向延伸，并且，以能够向铅垂下方(-Z侧)喷出抗蚀液的方式由喷嘴支撑部44支撑。喷嘴支撑部44由以Y轴方向为长边方向的碳纤维强化树脂等板状构件构成。并且，喷嘴支撑部44的两端部由一对升降机构51支撑着而能够升降。
此外，为了使狭缝喷嘴42因为能够将加工精度维持得高，并且加工费用低，通常狭缝喷嘴42的材质采用金属。
一对升降机构51各自的内部具有马达和滚珠丝杠等，形成为能够使喷嘴支撑部44和支撑在喷嘴支撑部44上的狭缝喷嘴42在铅垂方向(Z轴方向)上升降的结构。通过这一对升降机构51调整狭缝喷嘴42的下端部与支撑在工作台41上的基板100的表面间的间隔(间隙)和狭缝喷嘴42相对于基板100的姿势等。
一对升降机构51能够沿着配设在工作台41的两端部上的一对导轨52移动。一对升降机构51通过线性马达53的驱动进行移动，该线性马达53包括沿着导轨52配设的固定件53a和附设在升降机构51上的移动件53b。通过一对升降机构51进行同步移动，支撑在喷嘴支撑部44上的狭缝喷嘴42沿着支撑在工作台41上的基板100的表面移动。一对升降机构51的位置通过线性编码器54检测，该线性编码器54包括配置在线性马达53的固定件53a的下方的标度部54a和附设在线性马达53的移动件53b上的检测部54b。
图2、图3和图4是与工作台41和基板100一起示出狭缝喷嘴42被喷嘴支撑部44支撑的支撑状态的概略图。
如图2所示，狭缝喷嘴42经由绝缘体35附设在喷嘴支撑部44的下表面上。该绝缘体35例如由厚度为5mm左右的树脂构成。另外，为了将该狭缝喷嘴42经由绝缘体35安装在喷嘴支撑部44上，使用对表面进行了绝缘处理的螺栓等。
如图3所示，可以将狭缝喷嘴42经由托架38附设在喷嘴支撑部44上。在这种情况下，只要经由绝缘体35将托架38附设在喷嘴支撑部44的下表面即可。在该实施方式中，绝缘体35能够使用厚度为5mm左右的树脂，另外，为了将托架38经由绝缘体35安装在喷嘴支撑部44上，使用对表面进行了绝缘处理的螺栓等。
此外，在上述的实施方式中，可以使托架本身形成绝缘体，来代替配置绝缘体35。总之，只要使狭缝喷嘴42与体积大于该喷嘴42的构件(涂敷装置的主体部等)之间的电连接绝缘即可，作为其绝缘方法能够采用其他各种方法。
图4是示出了与图2和图3不同的实施方式。本实施方式的喷嘴支撑部44由不锈钢(SUS)或铝铸件构成，为了提高狭缝喷嘴42的位置精度，喷嘴支撑部44的喷嘴侧的面进行了机械加工。并且，在进行机械加工了的面与狭缝喷嘴42之间配设有陶瓷制的绝缘体35，以便维持绝缘性和高的尺寸精度。另外，狭缝喷嘴42通过不锈钢制的螺栓71固定在喷嘴支撑部44上。在该螺栓71上除了紧固需要的螺纹部之外形成有绝缘包覆层72。该绝缘包覆层72能够利用树脂涂敷层或热收缩管。另外，热收缩管能够使用由PFA(四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯·六氟丙烯共聚物)、聚乙烯形成的材料。此外，螺栓71的头部与喷嘴支撑部44之间的绝缘体73除了使用陶瓷制的构件之外，还可以使用具有规定硬度的树脂垫圈等。
图5是表示喷嘴调整部40的结构的从-Y侧观察的侧视图。
该涂敷装置具有喷嘴调整部40，该喷嘴调整部40用于在进行涂敷处理之前，将狭缝喷嘴42的前端部调整为正常状态。喷嘴调整部40配置在图1所示的工作台41的里侧下方，以能够对移动至退避位置的狭缝喷嘴42进行处理。另外，该喷嘴调整部40还发挥用于对狭缝喷嘴42除静电的本发明的除静电单元的功能。
该喷嘴调整处理以清洗处理和预备涂敷处理两阶段进行，其中，清洗处理为通过清洗液清洗狭缝喷嘴42的处理，预备涂敷处理为使狭缝喷嘴42喷出一定量的抗蚀液的处理。因此，如图5所示，喷嘴调整部40具有进行清洗处理的清洗处理部61和进行预备涂敷处理的预备涂敷部62。
清洗处理部61包括：清洗空间63，其形状与狭缝喷嘴42的前端部的形状相符；多个喷出部64，其用于在该清洗空间63内向狭缝喷嘴42的前端部喷出清洗液。
另一方面，预备涂敷部62具有：壳体66，其存积清洗液67；接地的预敷辊(Pre-dispense roller)65，其下端部在该壳体66内浸渍在清洗液67中，从狭缝喷嘴42向该预敷辊65喷出涂敷液；刮片68，其用于从该预敷辊65的表面除去涂敷液和清洗液；清洗喷嘴69，其向预敷辊65与刮片68的抵接部喷出清洗液。
预敷辊65是比狭缝喷嘴42在Y轴方向上的尺寸稍长的大致圆筒状的构件，配置成轴心方向沿着Y轴方向。预敷辊65的材质是铁，包括外周面的表面进行了表面处理。预敷辊65能够以轴心为中心向顺时针方向旋转。
在执行喷嘴调整处理时，首先，为了进行清洗处理，狭缝喷嘴42移动到其前端部进入清洗处理部61的清洗空间63中的位置(图5中用双点划线所示的位置)。然后，从清洗处理部61的多个喷出口64对狭缝喷嘴42的前端部喷出清洗液。由此，除去附着在狭缝喷嘴42的前端部的侧面等上的抗蚀液。
当清洗处理完成时，接着，为了进行预备涂敷处理，狭缝喷嘴42移动到预敷辊65的正上方位置(图5中用实线所示的位置)，配置为与预敷辊65的外周面间隔规定的间隙。接着，预敷辊65开始旋转，以规定时间，从狭缝喷嘴42向该进行旋转的预敷辊65的外周面喷出规定量的抗蚀液，来执行预备涂敷处理。
在预备涂敷处理中，预敷辊65的外周面中的被喷出了抗蚀液的部分通过预敷辊65的旋转依次浸渍在壳体66的下部所存积的清洗液67中。由此，附着在预敷辊65的外周面上的抗蚀液与清洗液67混合，能够大体地从预敷辊65的外周面除去抗蚀液。而且，当预敷辊65进行旋转时，在预敷辊65的浸渍在清洗液67中的外周面在从清洗液67向上提升之后，与刮片68抵接。由此，通过刮片68刮取附着在预敷辊65的外周面上的附着物(主要为清洗液和抗蚀液的残留物等)，从预敷辊65的外周面除去附着物。被除去的附着物被从清洗喷嘴69喷出的清洗液清洗除去。
具有上述结构的涂敷装置，在进行对基板100涂敷涂敷液的动作之前，执行上述的喷嘴调整处理。然后，接着执行涂敷处理。在这种情况下，首先，搬入基板100并且将其支撑在工作台41上。然后，将狭缝喷嘴42配置在基板100的端部的正上方位置，并且开始从狭缝喷嘴42的喷出口喷出抗蚀液。然后，维持喷出该抗蚀液的状态不变，使狭缝喷嘴42以规定的速度向正面侧(+X侧)移动。由此，通过狭缝喷嘴42扫描(喷出扫描)基板100，从而对基板100涂敷涂敷液。
然后，当狭缝喷嘴42移动到基板100的正面侧(+X侧)的端部的正上方位置时，喷出扫描结束，停止从狭缝喷嘴42喷出抗蚀液。通过这样的处理，均匀地在基板100的大致整个面上涂敷抗蚀液，从而在基板100的表面上形成规定膜厚的抗蚀液的层。此后，狭缝喷嘴42在退避区域退避，从工作台41上搬出处理后的基板100。由此，完成对一个基板100的一系列的涂敷处理。
图6A、图6B是用于示意地说明在上述的涂敷动作时静电对基板100的影响的说明图。
如图6A所示，在将不带电的基板100装载在工作台41上的状态下，在基板100的内部，正电荷与负电荷保持平衡。因此，基板100的表面由于介电分离而带正电。在该状态下，在通过狭缝喷嘴42涂敷涂敷液43的情况下，因为在现有的装置中，狭缝喷嘴42通常由金属构成，另外，狭缝喷嘴42与涂敷装置主体电接触(接地)，所以经由狭缝喷嘴42向涂敷了涂敷液43的基板100的表面供给负电荷。
但是，在本发明的涂敷装置中，如图2～图4所示，在狭缝喷嘴42与涂敷装置主体之间具有绝缘体35。因此，不向基板100的表面供给负电荷。因而，即使在支撑销74从图6A所示的状态开始上升而形成图6B所示的状态的情况下，在基板100从工作台41脱离时，除了少许的负电荷与工作台41的正电荷结合以外，基板100不会带电。
此外，在本发明的涂敷装置中，如图2～图4所示，因为在狭缝喷嘴42与涂敷装置主体之间具有绝缘体35，所以狭缝喷嘴42相对于涂敷装置主体形成绝缘状态。因此，在长时间持续涂敷的情况下，有时狭缝喷嘴42本身带电。
但是，在该涂敷装置中，在涂敷涂敷液之前，执行喷嘴调整处理，在该喷嘴调整处理时，连续从狭缝喷嘴42向喷嘴调整部40的预敷辊65喷出涂敷液。并且，预敷辊65接地。因此，在该喷嘴调整处理时，消除狭缝喷嘴42的带电。
接着，基于附图说明本发明的其他实施方式。图7是本发明的第二实施方式的涂敷装置的俯视图，图8是该涂敷装置的主视图。
该涂敷装置用于对矩形的基板100涂敷涂敷液，具有用于使基板100移动的基板移动机构11。如图8所示，该基板移动机构11具有从基板100的背面保持基板100的基板保持部10。该基板保持部10被沿着一对轨道12移动的基台13和配设在该基台13上的旋转台14支撑着。因此，该基板保持部10能够在图7所示的Y方向上与基板100的表面平行地移动。另外，该基板保持部10能够以朝向铅垂方向(图7中的Z方向)的轴为中心进行旋转。
向保持在基板保持部10上的基板100的表面喷出涂敷液的涂敷头20通过头移动机构21，沿着一对引导部22在平行于基板100表面的主扫描方向(图7中的X方向)上往复移动。在该涂敷头20上，在副扫描方向上以规定的间距配设有用于连续喷出同一种涂敷液的多个喷嘴23。该喷嘴23向铅垂方向的下方喷出液柱状的涂敷液。此外，在图7和图8中为了便于图示，仅示出了5个喷嘴23，但是喷嘴23的个数可以更多，另外也可以是一个。
涂敷头20经由空气供给管和多个涂敷液供给管一起形成的供给管组26与涂敷液存积部24和空气供给源25连接。该涂敷装置，采用利用空气的非接触移动机构作为保持涂敷头20的滑块31的移动机构，使用空气供给管是为了向该非接触移动机构供给空气。另外，使用多个涂敷液供给管是为了向各喷嘴23供给涂敷液。
在涂敷头20的往复移动方向(X方向)上，在基板保持部10的两侧配设有接受来自涂敷头20的喷嘴23的涂敷液的两个受液部17、18。
在一对引导部22的两端部附近配设有能够以朝向Z轴方向的轴为中心旋转的一对带轮33。在该一对带轮33上卷绕有无端状的同步带34。保持涂敷头20的滑块31的一端固定在该同步带34上。另一方面，在滑块31的另一端上固定有上述的涂敷头20。因此，通过未图示的马达的驱动，使同步带34顺时针或逆时针旋转，从而能够使涂敷头20向(-X)方向或(+X)方向往复移动。
图9A、图9B是与基板保持部10和基板100一起示出喷嘴23通过作为喷嘴支撑部的涂敷头20支撑的支撑状态的概略图。
如图9A所示，喷嘴23经由绝缘体36附设在涂敷头20上。该绝缘体36例如由厚度为几mm左右的树脂构成。该喷嘴23以周围被绝缘体36围绕的状态安装在涂敷头20上。
此外，如图9B所示，可以经由托架39将喷嘴23附设在涂敷头20上。在这种情况下，只要使该托架39经由绝缘体37附设在涂敷头20的下表面上即可。在这种情况下，绝缘体37能够使用厚度为5mm左右的树脂，另外，为了使该托架39经由绝缘体37安装在涂敷头20上，使用对表面进行了绝缘处理的螺栓等。
在本实施方式中，可以将托架本身形成绝缘体，来代替配设绝缘体37。总之，只要使喷嘴23与体积大于该喷嘴23的体积的构件(涂敷装置的主体部等)之间的电连接绝缘即可，作为其绝缘方法能够采用其他的各种方法。
在具有上述结构的涂敷装置中，在开始涂敷涂敷液的情况下，首先，基板100被保持在基板保持部10上。然后，对形成在基板100上的定位标记进行检测，基于该检测结果使基板保持部10移动和旋转，使基板100配置在图7中实线所示的涂敷开始位置。在该状态下，开始从涂敷头20的多个喷嘴23喷出涂敷液，并且通过头移动机构21使涂敷头20在主扫描方向上移动。
然后，从多个喷嘴23的每个喷嘴23以恒定流量向基板100的表面连续地喷出的涂敷液，并且使涂敷头20以恒定的速度在主扫描方向上连续地移动，从而向基板100的涂敷区域的多个线状区域呈条状地涂敷涂敷液。
只要使涂敷头20移动到与图7和图8中用双点划线所示的受液部18相向的待机位置而形成由涂敷液产生的条状的图案，就使涂敷头20移动到待机位置，驱动基板移动机构11，使基板100与基板保持部10一起在副扫描方向上移动。
在该第二实施方式中，在喷嘴23与涂敷装置主体之间具有绝缘体36、37。因此，不向基板100的表面供给负电荷。因而，在基板100从基板保持部10脱离时，除了少许的负电荷与工作台41的正电荷结合以外，基板100不会带电。因此，能够防止在基板上产生静电破坏等损伤。
Claims (8)
1.一种涂敷装置，具有：工作台，其从基板的下面支撑所述基板；涂敷液供给部，其相对于支撑在所述工作台上的基板相对移动，而对所述基板涂敷涂敷液，其特征在于，具有：
金属制的涂敷液涂敷喷嘴；
支撑构件，其经由绝缘体支撑所述涂敷液涂敷喷嘴；
所述工作台由具有绝缘性的材料构成。
2.如权利要求1所述的涂敷装置，其特征在于，所述工作台是石质平台。
3.如权利要求1所述的涂敷装置，其特征在于，所述基板是玻璃基板。
4.如权利要求1所述的涂敷装置，其特征在于，所述基板是至少表面由金属构成的金属基板。
5.如权利要求1所述的涂敷装置，其特征在于，
所述涂敷液涂敷喷嘴是具有狭缝且从该狭缝喷出涂敷液的狭缝喷嘴，该狭缝沿着与相对于支撑在所述工作台上的基板相对移动的方向垂直的方向延伸。
6.如权利要求5所述的涂敷装置，其特征在于，具有除静电单元，该除静电单元在所述狭缝喷嘴配置在不与支撑在所述工作台上的基板相向的位置时，对所述狭缝喷嘴除静电。
7.如权利要求6所述的涂敷装置，其特征在于，所述除静电单元是接地的预敷机构。
8.如权利要求1所述的涂敷装置，其特征在于，
所述涂敷液涂敷喷嘴是一边在主扫描方向和垂直于该主扫描方向的副扫描方向上相对于所述基板相对移动一边对所述基板喷出涂敷液的喷嘴。
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