CN102387868B - 基板用涂敷装置 - Google Patents

Abstract

本发明能够即时且高精度地调整基板的表面上的涂敷液的涂敷量，并能够减少涂敷开始时和涂敷结束时产生的膜厚不均匀区域。基板用涂敷装置(10)具有狭缝喷嘴(1)、第一相机(3)、第二相机(4)、控制部(5)、泵(8)以及调压室(9)。控制部(5)根据第一相机(3)拍摄的涂道形状与基准形状的比较结果，控制从泵(8)向狭缝喷嘴(1)供给的涂敷液的供给量。此外，控制部(5)根据由第二相机(4)拍摄的图像测定到的距离与基准距离的比较结果，控制调压室(9)产生的狭缝喷嘴(1)的上游侧的气压。

Description

基板用涂敷装置

技术区域

本发明涉及一种基板用涂敷装置，其能够使喷嘴相对于玻璃基板等板状基板在一个方向上相对地进行扫描，并从喷嘴喷射抗蚀剂液等涂敷液而将涂敷液涂敷于基板的涂敷面。

背景技术

在将涂敷液涂敷在玻璃基板等板状基板的表面的情况下，通常使用一种基板用涂敷装置，该基板用涂敷装置使狭缝状的喷嘴在与基板的表面之间设置有间隙的状态下沿与狭缝正交的规定的扫描方向，相对于基板的表面相对地进行扫描。

为了以期望的厚度将涂敷液均匀地涂敷于基板的表面，需要使喷嘴的前端和基板的表面之间的涂敷液的涂道(ビ一ト)形状适当。

作为现有的基板用涂敷装置，存在如下装置：测定将涂敷液供给至喷嘴的泵的压力、施加于基板的机械振动，根据该测定结果推断涂敷液的涂道形状，并对泵的喷射压力、喷嘴的前端和基板的表面之间的间隔进行控制以形成适当的涂道形状(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008-91770号公报

发明内容

但是，专利文献1中记载的基板用涂敷装置不直接对涂道形状进行测定，而是根据可能对涂道形状产生影响的物理量的测定结果来推断涂道形状，因此受时间性的误差或噪声的影响而不能准确地把握实际的涂道形状。因此，存在不能即时且高精度地调整基板的表面上的涂敷液的涂敷量的问题。

尤其是，存在涂敷开始时和涂敷结束时的膜厚不均匀的区域(不均匀区域)增加的问题。该不均匀区域是因来自喷嘴的涂敷液的喷射量不稳定而造成的。

即使在专利文献1记载的装置以外的现有的基板用涂敷装置中，也不直接对涂道形状进行测定，从而不能即时且高精度地调整涂敷液的涂敷量，因此迄今为止还没有能够解决上述问题的装置。

本发明的目的在于提供一种基板用涂敷装置，其根据直接测定涂道形状得到的结果来控制对涂道形状产生影响的参数，从而能够即时且高精度地调整基板的表面上的涂敷液的涂敷量，并能够减少涂敷开始时和涂敷结束时的不均匀区域。

本发明涉及的基板用涂敷装置具有喷嘴、形状测定单元、形状变形单元以及控制单元。喷嘴在与板状基板的表面之间设置有规定间隙的位置上沿规定的扫描方向相对于基板的表面相对移动，并喷出应涂敷于板状基板的表面的涂敷液。形状测定单元以光学方式测定从喷嘴向基板喷出的涂敷液的涂道形状。形状变形单元使从喷嘴喷出的涂敷液的涂道形状变形。控制单元根据形状测定单元测定的涂道形状生成对形状变形单元的动作进行控制的控制数据。

按照上述结构，根据以光学方式测定从喷嘴向基板喷出的涂敷液的涂道形状得到的结果，来调整从喷嘴喷出的涂敷液的涂道形状。因此，能够根据直接测定涂道形状得到的结果，即时且高精度地调整基板的表面上的涂敷液的涂敷量。

在上述结构中，优选形状测定单元包括第一拍摄单元，该第一拍摄单元从与扫描方向正交且与基板面正交的面内的位置拍摄喷嘴和基板的表面之间的涂道形状。通过第一拍摄单元能够直接测定喷嘴和基板的表面之间的涂敷液的涂道形状。

优选，上述基板用涂敷装置还具有平台，该平台是在上表面载置有基板的平台且具有从上表面贯通至底面的贯通孔，形状测定单元包括第二拍摄单元，该第二拍摄单元配置于贯通孔且对平台上载置的透光性的基板的表面进行拍摄。通过第二拍摄单元能够直接测定涂敷开始时和涂敷结束时的不均匀区域的范围。

优选，控制单元根据第二拍摄单元拍摄到的图像，测定扫描方向上的从喷嘴的中心至基板的表面上的涂敷液的涂敷区域和未涂敷区域之间的边界的距离，并根据该测定结果生成控制数据。能够容易地计算用于使涂敷开始时和涂敷结束时的不均匀区域为最小的参数。

优选，将形状变形单元设置为压力控制单元，该压力控制单元在扫描方向的上游侧与喷嘴接近而配置，控制喷嘴和基板的表面之间的气压。通过对喷嘴和基板的表面之间的气压进行调整，能够容易地控制涂道形状。

优选，形状变形单元为供给量控制单元，该供给量控制单元控制供给至喷嘴的涂敷液的供给量。通过调整供给至喷嘴的涂敷液的供给量，能够容易地控制涂道形状。

发明效果

按照本发明，根据直接测定涂道形状得到的结果来控制对涂道形状产生影响的参数，从而能够即时且高精度地调整基板的表面上的涂敷液的涂敷量，并能够减少涂敷开始时和涂敷结束时的不均匀区域。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的基板用涂敷装置的概略结构的图。

图2是表示该基板用涂敷装置的控制部的处理步骤的流程图。

图3是表示该基板用涂敷装置中的涂敷液的涂道形状的图。

图4是表示该基板用涂敷装置中的涂敷边界和喷嘴中心之间的距离的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式涉及的基板用涂敷装置进行说明。

如图1所示，本发明的实施方式涉及的基板用涂敷装置10具有：狭缝喷嘴1、工作台2、第一相机3、第二相机4、控制部5、电动机驱动器6、阀驱动器7、泵8以及调压室9。

狭缝喷嘴1为本发明的喷嘴，从在底面设置的与箭头X方向平行的狭缝喷射涂敷液。工作台2在其上表面上载置有板状的透光性的基板100。狭缝喷嘴1沿与箭头X方向正交的箭头Y方向相对于基板100相对移动。箭头Y方向为本发明的扫描方向。在基板用涂敷装置10中，作为一个例子，工作台2通过未图示的驱动机构在箭头Y方向上移动。

第一相机3与工作台2上载置的基板100的表面平行地且沿着箭头X方向对狭缝喷嘴1和基板100的表面之间进行拍摄。从狭缝喷嘴1向基板100的表面喷射的涂敷液的涂道形状直接被第一相机3拍摄下来。

第二相机4隔着工作台2与狭缝喷嘴1的底面上的箭头Y方向的中心相对配置。在工作台2上的与第二相机4相对的位置形成有贯通孔21。第二相机4经由贯通孔21对基板100的表面进行拍摄。

泵8相当于本发明的形状变形单元，通过电动机的旋转，将未图示的容器内的涂敷液供给至狭缝喷嘴1中设置的腔室内。涂敷液在狭缝喷嘴1中被填充于腔室后供给至喷嘴。从狭缝喷嘴1喷出的涂敷液的喷射量由从泵8放出的涂敷液的供给量控制。泵8是能够对涂敷液的喷射量进行严密控制的柱塞式或注射器式计量泵。

调压室9为本发明的压力控制单元，并接近狭缝喷嘴1的与基板100相对移动的方向即箭头Y方向的上游侧而配置，对狭缝喷嘴1和基板100的表面之间的气压进行控制。调压室9通过加压阀和减压阀的动作，对位于箭头Y方向的下游侧的狭缝喷嘴1和基板100的表面之间的气压进行调整。

控制部5相当于本发明的控制单元，并与第一相机3、第二相机4、电动机驱动器6以及阀驱动器7连接。控制部5根据第一相机3和第二相机4拍摄到的图像数据生成校正后的驱动数据，并输出给电动机驱动器6和阀驱动器7。

电动机驱动器6以对应于驱动数据的电力驱动泵8的电动机。阀驱动器7根据驱动数据使调压室9的加压阀或减压阀开闭。

如图2所示，基板用涂敷装置10的控制部5在将涂敷液涂敷于基板100的涂敷作业开始时(S1)，读取第一相机3拍摄到的图像数据(S2)。控制部5根据第一相机3拍摄到的图像提取涂敷液的涂道形状(S3)，将提取出的涂道形状与预先存储于存储部51中的基准形状进行比较并生成应供给至电动机驱动器6的驱动数据(S4)。

另外，控制部5读取第二相机4拍摄到的图像数据(S5)。控制部5根据第二相机4拍摄到的图像，通过边缘提取处理提取基板100的表面上的已涂敷区域和未涂敷区域之间的涂敷边界(S6)，再测定提取出的涂敷边界与狭缝喷嘴1的中心之间的在箭头Y方向的距离(S7)。控制部5将测定到的距离与预先存储于存储部51中的基准距离进行比较并生成应供给至阀驱动器7的驱动数据(S8)。

控制部5将在S4和S8生成的驱动数据输出至电动机驱动器6和阀驱动器7(S9)。

控制部5至少使上述S2～S4的处理持续进行，直到狭缝喷嘴1的与基板100的相对移动量达到规定值而将涂敷液涂敷于基板100的涂敷作业结束为止(S10)。

存储于存储部51中的基准形状，例如通过由第一相机3对涂道形状进行拍摄并观察以各种方式变更从泵8放出的涂敷液的供给量时的基板100的表面上的涂敷液的涂敷状态，而实验性地得出。基板100的表面上的涂敷状态良好时的涂道形状被作为基准形状而存储于存储部51中。

存储于存储部51中的基准距离，例如通过由第二相机4对基板100的表面进行拍摄并测定以各种方式变更从泵8放出的涂敷液的供给量时的狭缝喷嘴1的中心和涂敷边界之间的距离，而实验性地得出。基板100的表面上的涂敷开始时和涂敷结束时的涂敷状态良好时的距离被作为基准距离而存储于存储部51中。

如图3(A)～(C)所示，通过S2～S4的处理，在将涂敷液涂敷于基板100的表面的涂敷作业中，将第一相机3拍摄到的涂道形状的图像31A或图像31B与基准形状32进行比较。在第一相机3拍摄涂道形状的图像31A的情况下，以减少将涂敷液供给至狭缝喷嘴1的供给量的方式变更对于泵8的电动机的驱动数据。在第一相机3拍摄涂道形状的图像31B的情况下，以增加将涂敷液供给至狭缝喷嘴1的供给量的方式变更对于泵8的电动机的驱动数据。

由此，能够以使期望厚度的涂敷液均匀地涂敷于基板100的表面的方式控制供给至狭缝喷嘴1的涂敷液的供给量，能良好地维持基板100的表面上的涂敷液的涂敷状态。

如图4(A)～(C)所示，通过S5～S8的处理，在将涂敷液涂敷于基板100的表面的涂敷作业中，将根据第二相机4拍摄到的图像测定的距离41A或距离41B与基准距离42进行比较。在根据第二相机4拍摄到的图像测定了距离41A的情况下，驱动数据被输出至调压室9的加压阀。在根据第二相机4拍摄到的图像测定了距离41B的情况下，驱动数据被输出至调压室9的减压阀。

在S7的处理中，以上游侧为正、下游侧为负，对箭头Y方向上的从喷嘴1的中心距离至基板100的表面上的已涂敷区域的距离进行测定。在如图4(C)所示的例子中，距离41B为负值。

由此，以削减将涂敷液涂敷于基板100的表面的涂敷开始位置和涂敷结束位置的膜厚不均匀区域的方式，对箭头Y方向的上游侧的狭缝喷嘴1和基板100的表面之间的气压进行调整。在单一的基板100的表面上的扫描方向的多个区域上空出间隔而涂敷涂敷液的情况下，虽然在单一的基板100上存在多个涂敷开始位置和涂敷结束位置，但仍能在所有的涂敷开始位置和涂敷结束位置上削减膜厚不均匀区域。

另外，还可以仅根据第一相机3或第二相机4拍摄到的图像，生成泵8的电动机和调压室9的阀的驱动数据。

此外，还可以基于第一相机3拍摄到的涂道形状的图像与基准形状的比较结果、根据第二相机4拍摄到的图像测定的距离与基准距离的比较结果这两个比较结果，生成泵8的电动机和调压室9的阀的驱动数据。

通过对泵8的电动机的动作或调压室9的阀的动作的任一方进行控制，能够良好地维持将涂敷液涂敷于基板100的表面的涂敷状态，能够削减涂敷开始时和涂敷结束时的膜厚不均匀区域，在该情况下，还可以省略对另一方的控制。

在应涂敷涂敷液的基板100不透明的情况下，不能通过第二相机4对基板100的表面进行拍摄。在该情况下，也可以在将涂敷液涂敷于基板100的涂敷作业之前，使用透明的测试用薄板对箭头Y方向的上游侧的狭缝喷嘴1的中心与涂敷边界之间的距离进行拍摄。

控制部5控制的对象并不限定为泵8的电动机和调压室9的阀，还可以取代它们或在它们的基础上，采用例如狭缝喷嘴1和基板100的相对移动速度等对基板100表面上的涂敷液的涂敷状态造成影响的其他参数。

上述实施方式的说明，应认为在所有方面均为例示，而非限制性的内容。本发明的范围并非由上述实施方式示出，而是由权利要求示出。而且，本发明的范围中包含与权利要求等同的含义及范围内的所有变更。

标号说明

1...狭缝喷嘴

2...工作台

3...第一相机

4...第二相机

5...控制部

6...电动机驱动器

7...阀驱动器

8...泵

9...调压室

10...基板用涂敷装置

21...贯通孔

32...基准形状

42...基准距离

100...基板

Claims (1)

1.一种基板用涂敷装置，包括：

喷嘴，喷出应涂敷于板状的透明基板的表面的涂敷液，且在该喷嘴与所述基板的表面之间设置有规定间隙的位置上沿规定的扫描方向相对于所述基板的表面相对移动；

第一相机，从与所述扫描方向正交且与基板的表面正交的面内的位置拍摄所述喷嘴和基板的表面之间的从所述喷嘴喷出的涂敷液的涂道形状；

平台，在上表面载置有所述基板且具有从所述上表面贯通至底面的贯通孔；

第二相机，配置于所述贯通孔且对从所述喷嘴向所述平台上载置的所述基板的表面喷出的涂敷液的形状进行拍摄；

泵，控制供给至所述喷嘴的涂敷液的供给量；

调压室，处于扫描方向的上游侧，对喷嘴和所述基板的表面之间的气压进行控制；及

控制部，根据所述第一相机及所述第二相机的拍摄结果而生成对所述泵及所述调压室的动作进行控制的控制数据，

所述控制部在将从所述第一相机所拍摄的图像所提取出的涂敷液的涂道形状和基准形状进行比较来生成用于对所述泵的动作进行控制的控制数据之后，从所述第二相机所拍摄的图像通过边缘提取处理而提取基板表面上的已涂敷区域和未涂敷区域的涂敷边界、将所提取出的涂敷边界与所述喷嘴的中心在所述扫描方向上的距离和基准距离进行比较来生成用于对所述调压室的动作进行控制的控制数据。