CN1550264A - 基板涂覆装置和基板涂覆方法 - Google Patents

Abstract

提供一种自动测定从原点位置到基板的距离，根据测定数据可以控制被涂覆面和喷嘴的间隙的基板涂覆装置和基板涂覆方法。基板涂覆装置(1)利用毛细管现象使储存在基板(10)的更下方的涂覆液(20)上升，使涂覆液(20)接触朝下方的基板(10)的被涂覆面，使喷嘴(24)和基板(10)相对移动，从而形成涂覆膜，该基板涂覆装置(1)构成为，具有：作为测定到基板(10)的被涂覆面的距离(h1)的测定单元的直线量规(7)；使喷嘴(24)升降的升降部(22)；根据直线量规(7)所测定的测定结果控制升降部(22)的控制单元(6)。

Description

基板涂覆装置和基板涂覆方法

技术领域

本发明涉及在使基板的被涂覆面朝向下方的状态下，对其涂覆光致抗蚀剂等涂覆液的基板涂覆装置和基板涂覆方法。

背景技术

以往，作为在硅晶片等的基板上涂覆光致抗蚀剂等涂覆液的基板涂覆装置(涂覆机)，通常使用旋转涂覆机，向基板中央滴下涂覆液，然后使基板高速旋转，从而利用离心力的作用使涂覆液延伸，在基板表面形成涂覆膜。

可是，上述旋转涂覆机有时会在基板的边缘部产生被称为抗蚀剂波纹的鼓起。特别是在液晶显示装置和制造液晶显示装置用的光致掩模中，需要在大型基板(例如一边大于等于300mm的基板)上涂覆抗蚀剂，产生波纹的现象显著。

因此，近年来伴随图形的高精度化和基板尺寸的大型化，期望开发出在大型基板上涂覆均匀的抗蚀膜的技术。

作为在大型基板上涂覆均匀的抗蚀膜的技术，已提出CAP涂覆机(喷涂装置)的技术(例如，专利文献1)。

该CAP涂覆机将具有毛细管状间隙的喷嘴沉没在储存有涂覆液的液槽中，使喷嘴上升到被保持成使被涂覆面朝下的基板的该被涂覆面附近，从毛细管状间隙接触涂覆液，然后使喷嘴扫描整个被涂覆面，从而形成涂覆膜。

具体而言，使完全沉没在抗蚀剂填满到规定高度的液槽的抗蚀剂中的喷嘴，上升到液槽上，即被涂覆基板的下方。然后，控制部暂时停止液槽的上升，仅使喷嘴从液槽突出。

此处，由于喷嘴在之前是完全沉没在抗蚀剂中，所以毛细管状间隙中被填满了抗蚀剂。即，喷嘴在抗蚀剂填满到毛细管状间隙的前端的状态下上升。

然后，控制部仅停止喷嘴的上升，使液槽再次上升，由此使光致掩模坯料的被涂覆面接触抗蚀剂。即，控制部使被填满到喷嘴的毛细管状间隙中的抗蚀剂接触被涂覆面。

这样，在使抗蚀剂接触光致掩模坯料的被涂覆面的状态下，使喷嘴和液槽一起下降到涂覆高度的位置，并且移动光致掩模坯料，使喷嘴扫描整个被涂覆面，从而形成抗蚀膜。

使用该装置，可以形成膜厚均匀的抗蚀膜，且在基板边缘部不会产生波纹。

专利文献1：特开2001-62370号公报

可是，用于制造液晶屏的光致掩模基板，基板的板厚未形成标准化，根据不同的机型其板厚各不同。

因此，操作者在每次更换生产机型时，需要向控制部手工输入基板的板厚和所期望的涂覆膜的膜厚。被输入了上述板厚和膜厚的控制部，调整液槽的垂直方向的位置，控制被涂覆面和喷嘴的间隙。

但是，该CAP涂覆机如上所述可以对应板厚不同的基板，但具有错误输入与实际的基板板厚不同的板厚数据的危险性。

并且，在输入了错误的板厚数据时，为了接触涂覆液使喷嘴上升时，具有由于喷嘴不能充分接近基板造成不能接触涂覆液的问题，或喷嘴冲击基板造成基板受损的问题。

另外，即使在不产生上述问题的情况下，如果输入了错误的板厚数据，也具有不能正确控制基板的被涂覆面和喷嘴的间隙，不能形成所期望膜厚的涂覆膜的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种基板涂覆装置和基板涂覆方法，可自动测定从原点位置到基板的距离，根据测定数据可以控制被涂覆面和喷嘴的间隙。

为了达到上述目的，本发明的基板涂覆装置用于通过使来自喷嘴的涂覆液接触朝向下方的基板的被涂覆面，使所述基板和所述喷嘴相对移动，在所述被涂覆面形成涂覆膜，该基板涂覆装置构成为，具有：测定从设在所述基板的被涂覆面下方的任意原点位置到所述基板的被涂覆面的距离的测定单元；使所述喷嘴升降的升降单元；根据所述测定单元的测定结果控制所述升降单元的控制单元。

这样，测定从设在基板的被涂覆面下方的任意原点位置(例如，测定单元的原点位置)到基板的被涂覆面的距离，则根据该距离可以算出基板的板厚，根据所算出的板厚可以控制被涂覆面和喷嘴的间隙，所以能够防止人为的测定错误和输入错误，可靠地防止喷嘴冲击基板造成基板受损等。并且，即使不算出板厚，也可以根据从所述原点位置到基板的被涂覆面的距离直接控制升降单元。

另外，该基板涂覆装置构成为，利用所述喷嘴的毛细管现象使所述涂覆液上升。

这样，可以高精度地控制涂覆液的上升，能够形成膜厚薄且均匀的涂覆膜。

另外，优选构成为将所述测定单元设在收纳所述喷嘴的液槽中。

这样，可以直接测定液槽和基板的距离，能够高精度地控制喷嘴和基板被涂覆面的间隙。

并且，该基板涂覆装置适合在把所述基板作为光致掩模坯料，把所述涂覆膜作为抗蚀剂的情况下实施。这样，可以高效率大批量地生产高品质的基板。

为了达到上述目的，本发明的基板涂覆方法，通过使来自喷嘴的涂覆液接触朝向下方的基板的被涂覆面，使所述基板和所述喷嘴相对移动，在所述被涂覆面形成涂覆膜，该基板涂覆方法利用测定单元测定从设在所述基板的被涂覆面下方的任意原点位置到所述基板的被涂覆面的距离，根据该测定结果，利用升降单元使所述喷嘴升降，将所述被涂覆面和所述喷嘴调整为规定间隙。

这样，本发明作为基板涂覆方法很有效，由于不需要操作者进行基板板厚的测定，所以，可防止人为的测定错误和输入错误，能够防止喷嘴冲击基板等。

附图说明

图1是本发明的基板涂覆装置的概略侧视图。

图2是本发明的基板涂覆装置的涂覆单元的主要部分的概略放大剖面图。

图3是本发明的基板涂覆装置的控制单元的概略方框图。

图4是说明本发明的基板涂覆装置中与基板的位置关系的主要部分的概略放大剖面图。

图5是说明基板涂覆装置的动作的概略图，(a)表示测定距离时的侧视图，(b)表示调整液槽高度时的侧视图，(c)表示接触液时的侧视图。

图6是本发明的基板涂覆方法的概略流程图。

图7是说明本发明的基板涂覆方法的其他示例中与基板的位置关系的主要部分的概略放大剖面图。

图中：1基板涂覆装置；2涂覆单元；3吸附单元；4移动单元；5保持单元；6控制单元；7直线量规；10基板；11基座架；12移动架；20涂覆液；21支撑架；22升降部；23毛细管间隙；24喷嘴；25液槽；26喷嘴升降部；60操作面板；61信息处理部；62存储部；63信号输入部；64信号输出部；71测定端子。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的各实施方式。

[基板涂覆装置]

首先，参照图1和图2说明本发明的基板涂覆装置的实施方式。

图1是基板涂覆装置的概略侧视图，图2表示基板涂覆装置的涂覆单元的主要部分的概略放大剖面图。

如图1所示，基板涂覆装置1具有：设在基座架11上的涂覆单元2；设在移动架12上的吸附单元3；使移动架12在基座架11上向水平方向移动的移动单元4；安装在吸附单元3上，用于装卸自如地保持基板10的保持单元5和控制单元6。

涂覆单元2被设置在矩形箱状基座架11的大致中央部。该涂覆单元2构成为在以往技术的CAP涂覆机的涂覆单元上设置直线量规7。

具体而言，如图2所示，涂覆单元2具有：使支撑架21升降的电机驱动式升降部22；具有毛细管间隙23的喷嘴24；被固定在支撑架21的上端部，将喷嘴24收纳成使其浸渍在涂覆液20中的液槽25；使喷嘴24从液槽25突出到规定高度的气缸驱动式喷嘴升降部26，并且作为测定基板10的板厚的测定单元构成为将直线量规7设在液槽25的侧部。

升降部22具有通过由控制单元6控制的电机(未图示)可以微调支撑架21的高度的升降机构。即，升降部22成为一面控制喷嘴24和基板10被涂覆面的间隙一面升降喷嘴24的升降单元。

另外，喷嘴升降部26具有通过由控制单元6控制的气缸(未图示)使喷嘴24在从被收纳在液槽25中的状态到突出前端部的状态之间仅上升一定距离Hc(参照图4)的升降机构。

此处，在支撑架21的上部固定液槽25，在液槽25的侧面固定直线量规7，喷嘴24构成为通过喷嘴升降部26相对液槽25仅上升一定距离Hc(参照图4)。因此，在升降部22控制支撑架21的高度时，同时控制了直线量规7、液槽25和突出状态的喷嘴24的高度。

作为测定单元的直线量规7被固定在液槽25的吸附位置侧的侧面。

该直线量规7在从控制单元6输入测定开始信号时，测定端子71自动上升，测定与基板10接触的位置(从直线量规的原点位置G3到基板10的被涂覆面的距离h1(参照图4))，将测定结果输出给控制单元6。

控制单元6如图3所示由以下部分构成：由CPU构成的信息处理部61；存储信息的存储部62；具有模拟数字转换功能的信号输入部63；和具有数字模拟转换功能的信号输出部64。

该控制单元6的信号输入部63连接操作面板60和直线量规7，用于输入操作信号和上述距离h1的测定结果。信号输出部64连接保持单元5、吸附单元3、涂覆单元2、移动单元4和直线量规7，并向它们输出控制信号。

控制单元6在吸附单元3吸附基板10时，驱动控制移动单元4的电机，使移动架12(即基板10)从吸附位置向涂覆位置侧移动。

另外，控制单元6通过驱动控制升降部22的电机来升降液槽25，并且通过驱动控制喷嘴升降部26的气缸，使喷嘴24相对液槽25升降。

并且，控制单元6通过控制直线量规7，使直线量规7测定距基板10的距离h1。而且根据所输入的测定结果控制升降部22，使液槽25升降，由此控制喷嘴24和基板10的被涂覆面的间隙。

控制单元6如图4所示预先存储有以下数值，即，在液槽25位于液槽的原点位置G1、并且通过喷嘴升降部26使喷嘴24上升而位于喷嘴的原点位置G2时的喷嘴24和吸附单元3的吸附面的距离(H)，以及从直线量规的原点位置G3到吸附单元3的吸附面的距离(h0)。另外，还存储有在使喷嘴24的涂覆液20接触基板10时，使喷嘴24不冲击被涂覆面、并且涂覆液可以可靠地接触被涂覆面的最佳间隙ΔS。

并且，控制单元6在输入直线量规7测定的从直线量规的原点位置G3到基板10的被涂覆面的距离(h1)时，算出基板10的板厚(＝h0-h1)，根据所算出的板厚数据，算出使接触涂覆液的液槽25的上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)。并且，控制单元6在接触涂覆液之后，为了形成预先输入的膜厚T的涂覆液20，算出使接触涂覆液的液槽25的下降量(＝T-ΔS)。

关于上述构成的基板涂覆装置1的动作，参照图5进行说明。

图5表示说明基板涂覆装置1的动作的概略图。

在该图5(a)中，基板涂覆装置1在基板10被吸附单元3吸附时，移动单元4使基板10移动到涂覆位置侧，使基板10的涂覆位置侧的端部位于直线量规7上。

另外，涂覆单元2的升降部22使支撑架21升降，将液槽25设定在液槽的原点位置G1。

并且，从控制单元6输入了测定开始信号的直线量规7使测定端子71上升并接触，测定从直线量规的原点位置G3到基板10的被涂覆面的距离(h1)，将测定结果(接触位置数据)输出给控制单元6，然后使测定端子71下降。

控制单元6在输入接触位置数据时，从预先输入的直线量规的原点位置G3到吸附单元3的吸附面的距离(h0)中减去接触位置数据(h1)，算出基板10的板厚(h0-h1)。并且，算出使接触涂覆液的液槽25的上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)。

然后，如该图5(b)所示，移动单元4使基板10移动直到基板10的涂覆开始位置位于喷嘴24的正上方。之后，升降部22使液槽25仅上升通过控制单元6算出的上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)。

然后，如该图5(c)所示，在喷嘴升降部26使喷嘴24仅上升一定上升量Hc时，喷嘴24和基板10被涂覆面的距离成为ΔS，利用喷嘴24的毛细管现象而上升的涂覆液20接触基板10的被涂覆面。

之后，升降部22根据需要形成的涂覆膜的膜厚T，使液槽25和喷嘴24仅下降一个下降量(＝T-ΔS)，如果移动单元4使基板10在水平方向移动，则在被涂覆面可以形成膜厚T均匀的涂覆膜(参照图4)。

这样，根据本实施方式的基板涂覆装置1，自动测定从直线量规的原点位置G3到基板10被涂覆面的距离h1，根据该测定结果使液槽25上升，所以在使喷嘴24通过喷嘴升降部26从上升了一定上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)的液槽25仅上升一定量Hc时，可以使喷嘴24上的涂覆液20适当接触被涂覆面。即，可以避免喷嘴24冲击基板10，或不能接触涂覆液或仅部分接触涂覆液。

另外，按照每个基板10测定到被涂覆面的距离h1，根据测定结果可以调整喷嘴24和被涂覆面的间隙，所以即使在基板10的板厚有偏差的情况下，也能形成所期望的膜厚T的涂覆膜。

并且，基板涂覆装置1在液槽25安装直线量规7，可以直接测定液槽25和基板10的距离，所以能够高精度地调整喷嘴24和被涂覆面的间隙。

并且，基板涂覆装置1在把基板10作为光致掩模坯料，把涂覆膜作为抗蚀剂的情况下，可以高效率大批量地生产高品质的基板10。

[涂覆方法]

另外，本发明作为基板涂覆方法也非常有效，本发明的基板涂覆方法使上述的基板涂覆装置1执行各处理。

图6是基板涂覆方法的概略流程图。

在该图中，基板涂覆方法是，首先将基板10设置在保持单元5上(步骤S1)。保持单元5使基板10的被涂覆面朝向下方地将基板10安装在吸附单元3上，吸附单元3吸附基板10(步骤S2)。虽然关于吸附基板10之前的方法未图示，但可以利用公知的方法容易实施。

移动单元4使基板10移动到涂覆位置侧，以使基板10的测定点位于直线量规7的正上方(步骤S3)，涂覆单元2的升降部22将液槽25设定在液槽的原点位置G1(步骤S4)。

并且，直线量规7使测定端子71上升，测定从直线量规的原点位置G3到基板10的被涂覆面的距离h1、即接触被涂覆面的位置(接触位置数据)(步骤S5)，并输出给控制单元6。

然后，被输入了接触位置数据的控制单元6在输入接触位置数据时，从预先输入的直线量规的原点位置G3到吸附单元3的吸附面的距离(h0)中减去接触位置数据(h1)，算出基板10的板厚(h0-h1)(步骤S6)。

并且，控制单元6根据所测定的板厚，算出用于从喷嘴24适当接触涂覆液的液槽25的上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)。

然后，移动单元4使基板10移动到涂覆位置侧，直到基板10的涂覆开始位置位于喷嘴24的正上方。并且，升降部22使液槽25仅上升所算出的上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)(步骤S7)。

然后，在通过喷嘴升降部26使浸渍在液槽25中的涂覆液的喷嘴24仅上升一定量Hc时，喷嘴24的上部的涂覆液20接触基板10的被涂覆面(步骤S8)。

此处，根据通过直线量规7测定的接触位置数据，控制单元6算出液槽25的最佳上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)，以使上升后的喷嘴24和基板10被涂覆面的距离成为接触涂覆液的最佳间隙ΔS。因此，在喷嘴24上升时，能够可靠地接触涂覆液，而且喷嘴24不会冲击基板10。

然后，控制单元6根据需要形成的膜厚T，根据每个液槽25使喷嘴24仅下降下降量(＝T-ΔS)(步骤S9)，移动单元4使基板10在水平方向移动时，在被涂覆面可以形成膜厚T均匀的涂覆膜(步骤S10)。

此时，根据通过直线量规7测定的接触位置数据算出液槽25的升降量，所以，例如在相同机型的基板10的板厚存在微妙偏差的情况下，可以根据板厚的偏差来校正喷嘴24和被涂覆面的间隙，能够形成膜厚均匀的涂覆膜。

另外，在上述实施方式中，控制单元6预先存储上述的H、h0，算出基板10的板厚(h0-h1)，算出液槽25的上升量(＝H-(h0-h1)-ΔS)，但不限于这种方法。

图7是说明基板涂覆方法的其他示例中与基板的位置关系的主要部分的概略放大剖面图。

在该图中，控制单元6预先存储直线量规的原点位置G3和喷嘴的原点位置G2的一定距离Hd。

并且，直线量规7使测定端子71上升，测定从直线量规的原点位置G3到基板10的被涂覆面的距离(h1)，向控制单元6输出测定结果(接触位置数据)，控制单元6更直接地算出(h1-Hd-ΔS)使接触涂覆液的液槽25的上升量。

另外，其他方法和上述实施方式的基板涂覆方法大致相同。

根据该基板涂覆方法，升降部22通过控制单元6使液槽25从液槽的原点位置G1仅上升(h1-Hd-ΔS)，然后，喷嘴升降部26使喷嘴24仅上升一定上升量Hc，喷嘴24和基板10的被涂覆面的距离成为ΔS，利用喷嘴24的毛细管现象而上升的涂覆液20接触基板10的被涂覆面。

然后，升降部22根据需要形成的涂覆膜的膜厚T，按照每个液槽25使喷嘴24仅下降一个下降量(＝T-ΔS)，如果移动单元4使基板10在水平方向移动，则在被涂覆面上可以形成膜厚T均匀的涂覆膜。

这样，根据本实施方式的基板涂覆方法，操作者不需测定基板10的板厚即可作业，可以防止人为的测定错误和输入错误，能够防止喷嘴24冲击基板10。

另外，操作者也可以预先测定基板10的板厚，根据该测定结果控制直线量规7向被涂覆面附近的上升量。这样，操作者首先根据预先测定的基板10的板厚，使液槽25上升到液槽的原点位置G1，使直线量规7上升到直线量规的原点位置G3。然后，根据直线量规7测定的从直线量规的原点位置G3到基板10的被涂覆面的距离(h1)，按照液槽25升降喷嘴24，可以形成膜厚均匀的涂覆膜。

此时，也可以附加安全装置，在由操作者实施的基板10的板厚测定结果和通过测定单元(直线量规7)测定的板厚测定结果超过允许范围时，发出错误警告，由此可以进行可靠性更高的涂覆。

以上，关于本发明的基板涂覆装置和基板涂覆方法说明了优选的实施方式，但是，本发明的基板涂覆装置和基板涂覆方法不限于上述的实施方式，当然可以在本发明的范围内进行各种变更。

例如，在上述其他示例的基板涂覆方法中，也可以把喷嘴的原点位置G2和直线量规的原点位置G3调整为相同高度，使Hd＝0，更简单地算出液槽25的上升量(h1-ΔS)。

发明效果

如上所述，根据本发明，测定从设在基板的被涂覆面下方的任意原点位置到基板的被涂覆面的距离，根据测定数据控制被涂覆面和喷嘴的间隙，所以能够避免由于喷嘴未充分接近基板造成的不能接触涂覆液的不良，或喷嘴冲击基板造成基板受损，并且可以形成所期望的膜厚的涂覆膜。

Claims (5)

1.一种基板涂覆装置，用于通过使来自喷嘴的涂覆液接触朝向下方的基板的被涂覆面，使所述基板和所述喷嘴相对移动，在所述被涂覆面上形成涂覆膜，其特征在于，具有：

用于测定从设在所述基板的被涂覆面下方的任意原点位置到所述基板的被涂覆面的距离的测定单元；

使所述喷嘴升降的升降单元；

根据所述测定单元的测定结果控制所述升降单元的控制单元。

2.根据权利要求1所述的基板涂覆装置，其特征在于，利用所述喷嘴的毛细管现象使所述涂覆液上升。

3.根据权利要求2所述的基板涂覆装置，其特征在于，把所述测定单元设置在收纳所述喷嘴的液槽中。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的基板涂覆装置，其特征在于，使所述基板为光致掩模坯料，并且使所述涂覆膜为抗蚀膜。

5.一种基板涂覆方法，通过使来自喷嘴的涂覆液接触朝向下方的基板的被涂覆面，使所述基板和所述喷嘴相对移动，在所述被涂覆面形成涂覆膜，其特征在于，

利用测定单元测定从设在所述基板的被涂覆面下方的任意原点位置到所述基板的被涂覆面的距离，

根据该测定结果，利用升降单元使所述喷嘴升降，将所述被涂覆面和所述喷嘴调整为规定间隙。

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