CN1536414A - 溶液涂敷装置和涂敷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种溶液涂敷装置，其以预定的涂敷图形在沿预定方向搬运的基板上涂敷溶液，该溶液涂敷装置包括：喷头(9)，具有以喷墨方式喷出上述溶液的多个喷嘴(16)；驱动部(20)，从该喷头的各喷嘴间歇地喷出溶液；控制装置(21)，存储有在上述喷头上设置的喷嘴的坐标数据，根据该坐标数据和溶液涂敷图形来控制上述驱动部的驱动，使溶液从上述喷嘴向基板喷出。
Description
技术领域
本发明涉及一种从喷嘴喷出溶液，在基板上按照预定的涂敷图形进行涂敷的涂敷装置及涂敷方法。
背景技术
通常，在液晶显示装置和半导体装置的制造工序中，包含用于在玻璃基板和半导体晶片等基板上形成电路图形的成膜处理。在该处理中，在基板板面上例如形成取向膜和抗蚀剂等功能性薄膜。
在基板上形成功能性薄膜时，使用喷墨方式的涂敷装置，所述喷墨方式是将形成该功能性薄膜的溶液从喷嘴喷出而涂敷到基板板面上。该涂敷装置，具有搬运基板的搬运台，在该搬运台的上方，沿与基板的搬运方向大致垂直的方向并列设置有由上述喷嘴形成的多个喷头。从通过供给管连接的溶液容器向各喷头供给溶液。由此，在沿预定方向搬运的基板上表面上，被涂敷从喷嘴喷出的溶液。
要求在上述基板上按预定的涂敷图形涂敷上述溶液。为此，过去是在基板从预定位置被搬运预定距离期间，使从对应于涂敷图形宽度尺寸的多个喷嘴喷出溶液。由此，在上述基板上，利用由设置成格子状的多点构成的溶液，按照预定的涂敷图形通常是矩形状涂敷图形，进行涂敷。
对应于在基板上涂敷的溶液的涂敷图形宽度尺寸，设置喷出溶液的喷嘴的数量，根据此数量，在基板从预定位置被搬运预定距离的期间，喷出溶液的情况下，能够确切地按矩形状涂敷图形涂敷溶液。但是，从喷头上形成的多个喷嘴喷出的溶液喷出量，因连接喷头的溶液供给管的连接位置和从喷头流出溶液的排液管的连接位置等而产生偏差。
为此，在基板上涂敷的溶液的涂敷图形内，由于产生溶液供给量的偏差，因此，由干燥该溶液来形成的功能性薄膜的膜厚度有时会不均匀，在涂敷图形周边部的溶液的供给量过多等的场合下，溶液从涂敷图形溢出，有时损坏涂敷图形的形状。
发明内容
本发明提供一种溶液涂敷装置和涂敷方法，将溶液从形成在喷头上的多个喷嘴向基板喷出，按预定涂敷图形进行涂敷的场合下，能够使在该涂敷图形内的溶液的供给量基本上均匀。
本发明的溶液涂敷装置，其特征在于，
在沿预定方向搬运的基板上，按照预定的涂敷图形涂敷溶液，其特征在于，包括：
喷头，具有以喷墨方式喷出上述溶液的多个喷嘴；
驱动部，从该喷头的各喷嘴间歇地喷出溶液；
控制装置，存储有在上述喷头上设置的喷嘴的坐标数据，根据该坐标数据和溶液涂敷图形来控制上述驱动部的驱动，使溶液从上述喷嘴向基板喷出。
本发明的溶液涂敷方法，其特征在于，
从设置在喷头上的多个喷嘴以喷墨方式喷出溶液，在沿预定方向搬运的基板上按预定涂敷图形进行涂敷，其特征在于，包括：
储存上述喷嘴的坐标数据的工序；
根据上述坐标数据和在上述基板上涂敷的溶液涂敷图形，控制从上述各喷嘴喷出溶液的工序。
根据本发明，把设置在喷头上的多个喷嘴位置作为坐标数据，根据该坐标数据和溶液涂敷图形，通过控制各喷嘴喷出溶液的次数，将溶液均匀地涂敷在涂敷图形内，或者能够将涂敷图形的外形调整成预定形状。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式涂敷装置的概略结构的正面图。
图2是涂敷装置的侧面图。
图3是喷头的纵剖面图。
图4是喷头的底视图。
图5是用于将溶液从各喷头的喷嘴喷出的控制电路图。
图6A～图6C表示喷头设置状态和在基板上涂敷的溶液图形的说明图。
图7是用于将从1个喷头的多个喷嘴喷出供给的溶液量均匀供给到图形内的说明图。
图8是用于在调整溶液涂敷图形外周边缘形状的同时使供给到外周边缘部的溶液量不过量的说明图。
图9A～图9C是用于得到被烧固的图形形状精度的说明图。
图10A～图10D是在基板上形成不同挥发性薄膜时溶液涂敷方法说明图。
具体实施方式
以下，参考附图说明本发明的一实施方式。图1和图2示出了本发明涂敷装置具有大致长方体形状基底1。在该基底1下表面的预定位置分别设置有脚2，将上述基底1水平地支撑。
在上述基底1上表面的宽度方向两端部，沿长度方向分别设置有安装板3。在这些安装板3的上述基底1的宽度方向内侧一端部，沿长度方向分别设置有导轨部件4。在这些导轨部件4的上表面侧，大致矩形板状的搬运台5，通过与其下表面两侧平行设置的剖面大致为L形的滑动部件6，被可滑动地支撑。
上述搬运台5上连接有未图示的驱动装置，通过操作该驱动装置，可沿上述导轨部件4驱动上述搬运台5。
通过静电吸盘(chuck)和吸附盘等保持方法，在上述搬运台5的上表面，可装卸地保持例如用于液晶显示装置的玻璃基板等基板W。基板W在保持在上述搬运台5的上表面的情况下，被沿上述基底1的长度方向搬运。
在上述基底1的长度方向中间部，跨过上述一对导轨部件4设置有门型支撑体7。在该支撑体7的上部，水平设置有由角柱构成的安装部件8，在该安装部件8的一侧面上，相对于基板W的搬运方向，以锯齿形设置两列喷墨方式的多个喷头9。在该实施方式中，例如，如图5和图6A中所示，以锯齿形设置两列7个喷头9。
如图3和图4中所示，上述各喷头9配备有喷头本体11。喷头本体11具有自上表面侧向下表面侧连通的开口部12，其下表面开口通过可挠板13封闭。上述可挠板13被喷嘴板14覆盖。由此，在上述头本体11的下表面侧，在可挠板13和喷嘴板14之间形成有液室15。
在上述喷头本体11的长度方向一端部形成有与上述液室15连通的供给孔17。从该供给孔17，例如将取向膜和抗蚀剂等形成功能性薄膜的溶液通过供给管17a供给上述液室15。由此，使上述液室15内充满溶液。
如图4所示，在上述喷嘴板14上的与喷头本体11的长度方向垂直相交的长度方向的大致中心部，即沿着与基板W的搬运方向垂直相交的方向，以锯齿形穿通设置有多个喷嘴16。如图3所示，在上述可挠板13的上表面，相对于每个喷嘴16分别设置有压电元件18。
然后，如图6所示，多个喷头9以预定的重叠L形设置成两列锯齿形，以使各喷头9的喷嘴板14上锯齿形地形成的喷嘴16，沿着与基板W的搬运方向垂直相交的宽度方向形成一定间隔。由此，在与基板W搬运方向垂直相交的宽度方向的全长上，在邻接喷头9的喷嘴板14上形成的喷嘴16的间隔被设定成一定。
通过在上述开口部12内设置的驱动部20，向上述各压电元件18供给驱动电压。由此，从位于与被驱动的压电元件18对应的位置的喷嘴16向搬运台5上的基板W喷出溶液。
如图3所示，在上述喷头本体11的长度方向的另一端部，形成有与上述液室15连通的回收孔19。通过排液管19a从回收孔19回收供给上述液室15的溶液。即，上述各喷头9不止是从各喷嘴16喷射供给上述液室15的溶液，而且使溶液在上述液室15内循环，并从上述回收孔19加以回收。
如图5所示，设置在各喷头9上的驱动部20通过控制装置21被控制驱动。即，在上述控制装置21上存储有在多个喷头9上形成的各喷嘴16的X、Y坐标。例如通过安装部件8安装各喷头9后，根据该喷头9的安装位置来设定各喷嘴16的X、Y坐标。再有，图5中示出了从喷头9分离的驱动部20，但在该实施方式中，上述驱动部20被容纳在如图3所示的喷头9中。
上述控制装置21根据存储的各喷嘴16的坐标，以及涂敷在基板W上的溶液的涂敷图形P，控制上述驱动部20的驱动，并使对应于喷出溶液的喷嘴16的压电元件18动作。
分别通过第1、第2传感器23、24检测图1中所示的通过搬运台5搬运到喷头9下方的基板W的顶端位置和通过喷头9的下方到达预定位置的基板W的顶端位置，并根据该检测信号控制开始向基板W喷出溶液的时间和结束喷出的时间。
通过上述压电元件18动作一次，来预先测定从各喷头9的各喷嘴16喷出的溶液量。在各喷头9中，从位于供给孔17的附近位置的喷嘴16和位于回收孔19的附近位置的喷嘴16，如上述，具有比位于喷头9的宽度方向中央部分的其它喷嘴16喷出的溶液量多的趋势。
以预定速度搬运基板W的同时，在预定时间内从各喷头9的喷嘴16喷出溶液时，在上述基板W上以行列状喷出点状溶液。
如图6A所示，锯齿形地设置多个喷头9，存储在控制装置21中的各喷头9的每一喷头的喷嘴16的X、Y坐标也与喷头9的配置状态同样存储成锯齿形。
因此，在基板W上按矩形状地涂敷溶液的场合下，利用内置在该控制装置21中的未图示转换部，将存储在控制装置21中的各喷头9的喷嘴16的X、Y坐标，进行坐标转换成与锯齿形的设置状态相反的状态，即转换成各喷头9按一列设置的状态，根据该转换坐标，控制从各喷头9的喷嘴16喷出溶液的时间。
由此，如图6B所示，将从每个喷头9喷出的溶液全部作为矩形状的涂敷图形P进行涂敷，防止如图6C中所示对应于喷头9配置状态对各喷头9的每一图形Ph偏离成锯齿形进行涂敷。
考虑到从一个喷头9的多个喷嘴16向基板W喷出的溶液的分布时，根据上述理由，对喷头9的长度方向两端部分的溶液供给量多于对中央部分的供给量。因此，根据从预先测量的各喷嘴16喷出的溶液量，隔次减少溶液喷出量多的喷嘴16的喷出次数。
例如，如图7所示，考虑沿基板W的搬运方向(以此方向为行方向)，从设置在1个喷头9的宽度方向(以此方向为列方向)上的各喷嘴16，以预定间距喷出溶液12次，来形成涂敷图形Ph的情况。在此情况下，从对应于n1的、向列方向两端供给溶液的喷嘴16喷出的次数，从12次中隔次减少6次。同样，从对应于宽度方向内侧的第2列n2的喷嘴16喷出的次数，隔次减少4次，从对应于用n3表示的第3列的喷嘴16喷出的次数，隔次减少3次，并且，从对应于用n4表示的第4列的喷嘴16喷出的次数，隔次减少2次。
由此，从位于喷头9的列方向的多个喷嘴16喷出的溶液量即使存在差异，由于根据该差异隔次减少从喷嘴16喷出的次数，改变了形成在基板W上的点d的数量，所以也能对由一个喷头9形成的涂敷图形ph，在列方向及行方向上以基本上均匀量供给溶液。因此，能够在基板W上形成膜厚度均匀的功能性薄膜。
如图7所示，在根据隔次减少预定部位的行列状点d，将溶液按涂敷图形Ph涂敷在基板W，并排列多个喷头9的涂敷图形Ph，来形成图6B所示的矩形状涂敷图形P的场合下，隔次减少形成涂敷图形P外周缘的点d，则在涂敷后干燥溶液形成的功能性薄膜的外周缘形状不会形成直线状。即，有时会损坏涂敷图形P的外形精度。
如此，在根据来自控制装置21的控制信号，形成如图6B所示的矩形状涂敷图形P的场合，不对形成该涂敷图形P外周缘全周长的点d进行隔次减少的情况下，使溶液从喷嘴16喷出。因此，能够维持涂敷图形P外周缘的直线形状，因此也能确保经干燥溶液形成的功能性薄膜的外形精度。
若为了调整涂敷图形P外周缘形状，在一个喷头9形成的涂敷图形Ph中，而不将对用图8中n1所示的宽度方向第一列喷出溶液的次数隔次减少，则向涂敷图形P(Ph)的外周缘部供给的溶液量增加。
因此，在此情况下，对于形成图8中以n2表示的第2列，以n3表示的第3列、以n4表示的第4列的点d的隔次减少次数，通过控制装置21控制溶液从喷嘴16的喷出次数，控制成与如图7所示的涂敷图形Ph的场合相比例如多1次。
由此，维持涂敷图形P外周缘的形状精度的同时，能够防止向涂敷图形P周边部、特别是向涂敷图形P的列向两端部分供给过多的溶液量。再有，按照需要，也可以隔次减少第5列n5以后的点d。
如图9A所示，在基板W上按预定图形P涂敷溶液并经平坦化后，通过烧固该溶液使其干燥来形成功能性薄膜。溶液一经烧固，由于蒸发溶液中溶剂等原因，如图9B所示，功能性薄膜的形状S与溶液涂敷图形P的形状相比，发生了微小变形。可以通过预先的实验求出此变形量。
因此，将溶液涂敷在基板W上时，通过控制装置21，如图9C所示，若在修正伴随溶液烧固的变形量的涂敷图形H上涂敷溶液，则如图9中点划线所示，能够使烧固后形成的功能性薄膜图形P1具有所希望的形状精度。
在基板W为用于液晶显示面板上的玻璃基板的情况下，如图10A所示，在基板W上具有在铬膜31上重叠形成ITO膜32的部分。相对于溶液，铬膜31和ITO膜32有不同的挥发性。即，相对于溶液，ITO膜32比铬膜31的挥发性高。为此，将溶液涂敷在基板W上时，如图10B所示，在涂敷图形P上，在ITO膜32的部分形成比铬膜31的部分还向基板W内侧凹陷的凹陷部位33。
因此，在将溶液涂敷到铬膜31上重合ITO膜32的部分时，通过控制装置21控制溶液的涂敷形状，并在如图10C所示的涂敷图形P上形成向外突起的凸出部位34，该凸出部位34的大小相当于溶液在铬膜31的部分向内侧凹陷大小。
由此，由于涂敷后的溶液涂敷图形P在如图10D所示，在铬膜31上涂敷的部位和在ITO膜32上涂敷的部位大致成为直线状，即使在基板W上形成有挥发性不同的薄膜，也能够防止在涂敷图形P外周边缘部产生凹凸不平。
如上，将溶液涂敷到基板W时，在控制装置21中存储形成在多个喷头9上的喷嘴16的X、Y坐标，根据此坐标和形成在基板W上的图形P，控制从上述各喷嘴16喷出的溶液。
因此，可以通过控制装置21，可将涂敷在基板W上的溶液涂敷图形，精度良好地控制成希望的形状。
并且，即使从形成各喷头9的多个喷嘴16喷出的溶液喷出量存在差异，可通过利用控制装置21控制喷出次数，使涂敷图形P内的溶液供给量均匀。由此，能够在基板W上形成厚度均匀的功能性薄膜。
再有，本发明并不只限于上述一实施方式，例如形成在基板上的涂敷图形形状并不只限于矩形形状，也可以是其它形状，任一图形形状，均可通过控制装置控制从喷嘴向基板上喷出的溶液形成的点配置，来涂敷溶液。
基板并不限于液晶显示面板的玻璃基板，对于半导体晶片，也可同样适用本发明。
发明效果
如上所述，根据本发明，把设置在喷头上的多个喷嘴位置当作坐标数据存储，根据此坐标数据和溶液涂敷图形，控制从各喷嘴喷出的溶液。
由此，例如通过控制各喷嘴在预定时间内的喷出次数等，就可以使涂敷图形内的溶液按均匀的分布状态进行涂敷，可将图形外形调整为预定形状。
Claims (7)
1、一种溶液涂敷装置，其特征在于，
在沿预定方向搬运的基板上，按照预定的涂敷图形涂敷溶液，其特征在于，包括：
喷头，具有以喷墨方式喷出上述溶液的多个喷嘴；
驱动部，从该喷头的各喷嘴间歇地喷出溶液；
控制装置，存储有在上述喷头上设置的喷嘴的坐标数据，根据该坐标数据和溶液涂敷图形来控制上述驱动部的驱动，使溶液从上述喷嘴向基板喷出。
2、根据权利要求1中记载的溶液涂敷装置，其特征在于，上述控制装置利用上述驱动部，使从喷出溶液量多的喷嘴喷出的次数减少。
3、根据权利要求1中记载的溶液涂敷装置，其特征在于，上述控制装置在除去上述涂敷图形外周缘的部分，使从喷出溶液量多的喷嘴喷出的次数减少。
4、根据权利要求1中记载的溶液涂敷装置，其特征在于，具有多个喷头，这些喷头配置成锯齿形，上述控制装置在将各喷头喷嘴的坐标数据修正为各喷头配置成一列的状态之后使用。
5、根据权利要求1中记载的溶液涂敷装置，其特征在于，上述控制装置将涂敷到上述基板上的上述溶液的涂敷图形，设定为预先对上述溶液通过干燥变化的形状进行了修正的图形。
6、根据权利要求1中记载的溶液涂敷装置，其特征在于，在上述基板的涂敷上述溶液的部分，设置有相对于上述溶液具有不同挥发性的多个膜，上述控制装置根据多个膜的不同挥发性，修正溶液涂敷图形。
7、一种溶液涂敷方法，从设置在喷头上的多个喷嘴以喷墨方式喷出溶液，在沿预定方向搬运的基板上按预定涂敷图形进行涂敷，其特征在于，包括：
储存上述喷嘴的坐标数据的工序；
根据上述坐标数据和在上述基板上涂敷的溶液涂敷图形，控制从上述各喷嘴喷出溶液的工序。
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