JP2004074050A

JP2004074050A - 塗布装置および塗布方法

Info

Publication number: JP2004074050A
Application number: JP2002239372A
Authority: JP
Inventors: Mikio Masuichi; 増市　幹雄; Yukihiro Takamura; 高村　幸宏; Sanzo Moriwaki; 森脇　三造
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: JP4190827B2

Abstract

【課題】塗布領域に液体を精度良く塗布することができる塗布装置および塗布方法を提供する。
【解決手段】マスク４を試塗位置に位置させた状態でノズルをＸ方向に往復移動させながらマスク４に向けて有機ＥＬ材料を吐出させて塗布軌跡ＣＬをマスク４の内周面上に形成する。そして、この塗布軌跡ＣＬの光学像ＩＣＬをＣＣＤカメラで撮像し、その塗布軌跡ＣＬを示す画像データを制御部のメモリに一時的に記憶する。また、マスク４を塗布位置に位置させた状態で基板１の溝１１の光学像Ｉ１１をＣＣＤカメラで撮像し、その溝１１を示す画像データを制御部のメモリに一時的に記憶する。そして、それらの画像データに基づき塗布軌跡ＣＬと溝１１とが一致するように基板１を位置決めする。その後で、塗布処理を実行する。
【選択図】　　　　図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板とノズルとを相対的に移動させながら前記ノズルから液体を前記基板に供給することで、前記基板の所定の塗布領域に前記液体を塗布する塗布装置および塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の塗布装置として、例えば特開２００２−７５６４０号公報に記載された装置がある。この塗布装置は上記液体として有機ＥＬ材料をガラス基板に塗布する装置である。この装置では、予め基板に形成された溝にノズルを沿わせるように基板とノズルとを相対的に移動させてノズルからの有機ＥＬ材料を溝内に流し込んでおり、こうすることで基板の溝（塗布領域）への有機ＥＬ材料の塗布を実行している。
【０００３】
このように基板とノズルとを相対的に移動させることで塗布領域たる溝に有機ＥＬ材料を塗布する場合、基板とノズルとの相対的な位置ずれが生じていると、有機ＥＬ材料が溝の周囲に塗布されてしまう。そこで、上記従来装置では、基板の四隅に形成されている位置合せマークをＣＣＤカメラで撮像し、その画像データと、予め与えられている溝のレイアウトデータとに基づき塗布のスタートポイントを算出した後、ノズルおよび基板を相対移動させてノズルをスタートポイントの直上位置に位置決めしている。それに続いて、ノズルを移動させながらノズルから有機ＥＬ材料を吐出させて溝への有機ＥＬ材料の塗布を実行している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ノズルから吐出される有機ＥＬ材料は略柱状形状を有しているが、その形状や吐出方向などは常に安定しているわけではなく、有機ＥＬ材料の流量やノズル周辺の環境（温度や湿度）などに応じて相違することがある。このため、塗布軌跡、つまりノズルを基板に対して相対的に移動させながら有機ＥＬ材料を吐出させた際に基板上に塗布される有機ＥＬ材料の軌跡は、有機ＥＬ材料の流量などに応じて変動することがある。そして、それらの要因（流量変化や環境変化など）により塗布軌跡が変動して溝（塗布領域）からずれてしまうと、製品不良を引き起こしてしまう。
【０００５】
したがって、従来装置のようにノズルによる塗布処理前にノズルを単にスタートポイントに位置決めするのみでは、上記した要因（流量変化や環境変化など）により塗布軌跡と溝（塗布領域）とに位置ずれが発生するのを防止することができないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、塗布領域に液体を精度良く塗布することができる塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基板とノズルとを相対的に移動させながらノズルから液体を基板に供給することで、基板の所定の塗布領域に液体を塗布する塗布装置であって、上記目的を達成するため、基板に対してノズルを相対移動させながらノズルから液体を吐出することで形成される塗布軌跡を撮像する撮像手段と、撮像手段から出力される塗布軌跡に関する塗布軌跡情報に基づき、塗布軌跡が塗布領域に一致するように、基板とノズルとの相対的な位置関係を調整する制御手段とを備えている。
【０００８】
このように構成された発明では、基板に対してノズルを相対移動させながらノズルから液体を吐出して塗布軌跡が試し塗りとして形成され、その塗布軌跡が撮像手段により撮像される。そして、その塗布軌跡が塗布領域に一致するように、基板とノズルとの相対的な位置関係が調整される。すなわち、流量変化や環境変化などの要因により塗布軌跡が変動したとしても、その変動に対応して基板とノズルとの相対的な位置関係が調整される。このため、塗布軌跡が塗布領域と一致したまま塗布処理が実行されて塗布領域に液体が精度良く塗布される。
【０００９】
ここで、基板の保持形態として、例えばノズルに対して相対的に移動自在となっているステージにより基板を保持してもよく、この場合、ステージを駆動するステージ駆動機構部を制御することで上記位置関係の調整を精度良く行うことができる。
【００１０】
また、塗布処理を行うにあたって、マスク本体に対して塗布領域に対応する開口を形成してなるマスクを用いて行うようにしてもよい。具体的には、該開口が塗布領域に対向するようにマスクを配置した状態で、ノズルがマスクに向けて液体を供給することでマスクの開口を介して塗布領域に液体を選択的に塗布することができる。この場合、ノズルから吐出された液体はマスクの開口を介して基板に供給されるため、その基板上のうち該開口に対向する塗布領域に選択的に液体が塗布され、その塗布領域以外の領域に液体が塗布されるのを確実に防止する。このように開口に対応した塗布領域に液体が正確に塗布される。
【００１１】
このようにマスクを用いる場合には、上記選択塗布に先立って、マスク本体の表面に塗布軌跡を形成することができる。つまり、基板上に塗布軌跡を形成させることなく、基板とノズルとの相対的な位置関係を調整することができ、基板に余分な塗布軌跡を形成するのを防止することができる。
【００１２】
また、マスクを採用した場合、マスクを移動させるマスク駆動機構部をさらに設け、このマスク駆動機構部によってマスクを移動させることで開口を塗布領域に対向する塗布位置に位置させたり、マスク本体を塗布領域に対向させてマスク本体の表面に塗布軌跡を形成可能な試塗位置に位置させるのが望ましい。というのも、マスクを固定配置した場合、塗布軌跡を形成するとき（試塗処理）と、実際に塗布領域に液体を塗布するとき（塗布処理）とで、基板およびノズルの両方を移動させる必要があり、装置構成の複雑化や大型化を招いてしまうのに対し、マスクを移動させる際にはこれらの問題を抑制することができるからである。
【００１３】
また、マスクに付着した液体を除去するマスク洗浄ユニットを設けると、マスクに付着した塗布軌跡を洗浄除去することができる。このため、マスクを繰り返して使用することができ、ランニングコストを低減させることができる。
【００１４】
また、所定の周回軌道上を循環移動する無端ベルトをマスク本体とし、その無端ベルトの一部に開口を形成したものをマスクとして用いることができる。すなわち、開口が基板の塗布領域に対向する塗布位置まで無端ベルト（マスク）を移動させた後に、ノズルから液体が吐出されて塗布領域に選択塗布され、その塗布領域以外の領域に液体が塗布されるのを確実に防止することができる。また、試塗位置まで無端ベルト（マスク）を移動させた後に、ノズルから液体が吐出されて塗布軌跡が形成される。このように無端ベルトの回転移動により試塗処理と塗布処理とを容易に切替えることができ、効率的である。
【００１５】
また、周回軌道上に配置され、マスクに付着した液体を除去するマスク洗浄ユニットを設けると、無端ベルトの移動によりベルト各部は周回軌道上に配置されたマスク洗浄ユニットに搬送され、塗布処理の際にマスクの開口の周囲部分に付着した液体やマスク本体に付着した塗布軌跡を洗浄除去することができる。このため、マスクを繰り返して使用することができ、ランニングコストを低減させることができる。
【００１６】
上記のようにマスクが所定の移動経路に沿って移動する場合、その移動経路上にマスク洗浄ユニットを配置し、移動しているマスクに対して液体を溶解する溶剤を吐出してマスクを洗浄するように構成してもよく、こうすることでマスク洗浄ユニットのコンパクト化を図ることができる。
【００１７】
また、塗布軌跡の形成場所としては、上記したマスク以外に、基板の非塗布領域に形成してもよく、この場合、マスクが不要となり、装置構成を簡素化することができる。
【００１８】
また、撮像手段によって塗布軌跡のみならず、塗布領域を撮像するように構成してもよく、この場合、撮像手段から塗布領域に関する塗布領域情報および塗布軌跡情報が出力される。そこで、塗布領域情報と塗布軌跡情報とに基づき、塗布軌跡が塗布領域に一致するように、基板とノズルとの相対的な位置関係を調整するようにしてもよい。このように塗布領域および塗布軌跡を実際に求めた上で塗布軌跡と塗布領域とを一致させるようにしているので、塗布軌跡と塗布領域とを高精度に一致させることができ、塗布領域への液体の塗布精度をさらに高めることができる。
【００１９】
さらに、この発明は、基板とノズルとを相対的に移動させながら該ノズルから液体を基板に供給することで、基板上の所定の塗布領域に液体を塗布する塗布方法であって、上記目的を達成するため、塗布領域への液体の塗布に先立って下記の第１工程および第２工程を実行している。すなわち、第１工程は、基板に対してノズルを相対移動させながらノズルから液体を吐出して塗布軌跡を形成する工程であり、第２工程は、塗布軌跡と塗布領域とが一致するように基板およびノズルの少なくとも一方を移動させる工程である。
【００２０】
このように構成された発明では、試し塗りとして形成された塗布軌跡が塗布領域に一致するように基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された後で、塗布領域への液体の塗布（塗布処理）が実行される。このため、流量変化や環境変化などの要因により塗布軌跡が変動したとしても、その変動に対応して基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された状態、つまり塗布軌跡が塗布領域と一致した状態で塗布処理が実行され、塗布領域に液体が精度良く塗布される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる塗布装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の塗布装置での基板、マスクおよびノズルの位置関係を模式的に示す図である。この塗布装置は、基板１上に形成された溝１１に液体状の有機ＥＬ材料を塗布する有機ＥＬ塗布装置であり、各溝１１が本発明の「塗布領域」に相当し、また有機ＥＬ材料が本発明の「液体」に相当している。
【００２２】
この塗布装置では、基板１を載置するステージ２が設けられている。このステージ２はＹ方向にスライド自在で、しかも垂直軸に対してθ方向に回動自在となっている。また、ステージ２にはステージ駆動機構部２１が接続されており、装置全体を制御する制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動することでステージ２をＹ方向に移動させたり、θ方向に回転させてステージ２上の基板１を位置決めすることができる。
【００２３】
また、このステージ２の上方には、各溝１１に対応した形状を有する開口４２を無端ベルト（マスク本体）４１に１個形成してなるマスク４が配置されている。この無端ベルト４１は４つのローラ４３〜４６に掛け渡されている。そして、制御部３からの駆動指令に応じてマスク駆動機構部４７が作動すると、ローラ４３が回転してマスク４を所定の周回軌道に沿って矢印方向Ｘに循環移動させる。このため、制御部３によってマスク駆動機構部４７を制御することでマスク４に形成された開口４２を図２に示すように基板１上の溝１１に対向配置させることができる。また、開口４２が基板１からＸ方向に離れた位置に移動させることも可能となっている。なお、図２においては、基板１と、マスク４と、次に説明するノズルとの位置関係を明らかにするため、これら基板１、マスク４およびノズルを上下方向Ｚにおいて実際より広く離間させた状態を図示している。
【００２４】
また、マスク４が形成する周回ループの内側にノズル５が配設されている。このノズル５はノズル駆動機構部５１と接続されており、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動することでノズル５をＸ方向に往復移動可能となっている。したがって、上記のようにして開口４２が基板１上の溝１１に対向する位置（塗布位置）にマスク４を位置決めした状態で、ノズル５をＸ方向に移動させると、ノズル５はマスク４の開口４２に沿って移動することとなる。
【００２５】
このノズル５は有機ＥＬ材料の供給部と配管接続されており、この供給部から圧送されてくる有機ＥＬ材料をマスク４に向けて吐出可能となっている。このため、図２に示すように塗布位置に位置決めされたマスク４に向けて有機ＥＬ材料を吐出させると、ノズル５から吐出された有機ＥＬ材料のうちマスク４の開口４２を通過したものだけが基板１に塗布される。つまり、基板１の溝１１に選択的に有機ＥＬ材料が塗布される。一方、マスク４の開口４２以外に吐出されてきた有機ＥＬ材料はマスク４に付着することとなり、基板１への供給が阻止され、その結果、溝１１以外の基板表面に有機ＥＬ材料が塗布されるのを確実に防止することができる。
【００２６】
そして、マスク４を塗布位置に固定したままノズル５をＸ方向に移動させると、Ｘ方向に延設された溝１１に有機ＥＬ材料がライン状に塗布されていく。このときも、ノズル５から吐出された有機ＥＬ材料は開口４２を通過したものだけが基板１に供給されて塗布されることから溝１１に対して正確に有機ＥＬ材料を塗布することができる。なお、図面中の符号５２はノズル５の先端部に付着する有機ＥＬ材料を洗浄除去するためのノズル洗浄部であり、ノズル洗浄が必要となると、適宜マスク４に設けられたノズル洗浄用貫通孔４８を介してノズル５の先端部をノズル洗浄部５２に浸漬させてノズル洗浄を行う。
【００２７】
上記のようにしてノズル５による塗布処理を実行した際、マスク４の開口４２の周囲部分、特にノズル５の移動経路（図２中の矢印Ｐ）の延長線上に位置する周囲部分４９に余分な有機ＥＬ材料が付着しやすく、この有機ＥＬ材料をマスク４から除去することが望まれる。そこで、この実施形態では、マスク４の開口４２の周囲部分４９に付着する有機ＥＬ材料を専門的に除去する液体回収部６、６を周囲部分４９に対応させて配設している。すなわち、図１に示すようにノズル５の移動範囲（Ｘ方向における基板サイズと同程度の範囲）の両端に液体回収部６、６がそれぞれ配置されている。
【００２８】
図３は液体回収部の構成を示す斜視図である。この液体回収部６はマスク４の周回方向Ｘにおける下流側に配置されたものであり、図示を省略する液体吸引機構部と配管接続されている。そして、制御部３からの液体回収指令に応じて回収駆動機構部６１（図１）が作動すると、液体吸引機構部から液体回収部６に対して負圧が与えられ、マスク４の開口４２の周囲部分４９を臨むように設けられた回収口６２を介して周囲部分４９から有機ＥＬ材料Ｌを吸引し、所定の回収タンクに回収除去する。なお、図３では下流側の液体回収部６のみを図示しているが、上流側の液体回収部６も全く同様の構成を有しており、上流側の周囲部分４９から有機ＥＬ材料を吸引除去する。
【００２９】
この実施形態では、マスク４に付着する有機ＥＬ材料を洗浄除去するために、マスク洗浄ユニット７がマスク４の周回方向Ｘにおける下流側（図１の右手側）、より詳しくは下流側の液体回収部６とローラ４４との間に配置されている。以下、図４および図５を参照しつつマスク洗浄ユニットの構成について説明する。
【００３０】
図４はマスク洗浄ユニットの構成を示す斜視図であり、図５は図４のマスク洗浄ユニットの断面図である。このマスク洗浄ユニット７は、これらの図に示すようにＸ方向における上流側に配設された溶剤吐出部７１と、下流側に配設された洗浄物回収部７２とで構成されている。この溶剤吐出部７１は、マスク４を挟んで上下方向Ｚに対称配置された上部吐出部７１１と、下部吐出部７１２とを備えている。これら上部および下部吐出部７１１、７１２はともに同一構成を有している。すなわち、これらの吐出部７１１、７１２は図示を省略する溶剤供給部に配管接続されており、制御部３からの溶剤吐出指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動すると、溶剤供給部から有機ＥＬ材料を溶解する溶剤が吐出部７１１、７１２に圧送される。
【００３１】
そして、この溶剤供給を受けた上部吐出部７１１では、図５に示すように本体７１１ａの内部に形成された流路７１１ｂを介して溶剤が圧送され、吐出口７１１ｃからマスク４の内周面Ｓ１に吐出される。これによって、マスク４の内周面Ｓ１に付着している有機ＥＬ材料が洗浄される。また、この溶剤供給を受けた下部吐出部７１２においても、上部吐出部７１１と同様にして溶剤吐出が行われる。すなわち、下部吐出部７１２においても、図５に示すように本体７１２ａの内部に形成された流路７１２ｂを介して圧送される溶剤が吐出口７１２ｃからマスク４の外周面Ｓ２に吐出される。これによって、マスク４の外周面Ｓ２に付着している有機ＥＬ材料が洗浄される。なお、この実施形態では、各吐出部７１１、７１２から吐出された溶剤ならびに溶解された有機ＥＬ材料、つまり洗浄物がマスク４の内周面Ｓ１および外周面Ｓ２に沿って洗浄物回収部７２に流れるように溶剤の吐出方向を調整している。
【００３２】
この洗浄物回収部７２は、図５に示すように、マスク４を挟んで上下方向Ｚに対称配置された上部回収部７２１と、下部回収部７２２とを備えている。これら上部および下部回収部７２１、７２２はともに同一構成を有している。すなわち、これらの回収部７２１、７２２は図示を省略する洗浄物吸引機構部に配管接続されており、制御部３からの洗浄物回収指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動すると、洗浄物吸引機構部から回収部７２１、７２２に対して負圧が与えられ、マスク４の内周面Ｓ１および外周面Ｓ２を臨むように設けられた回収口７２１ａ、７２２ａを介してマスク４から洗浄物（溶剤＋有機ＥＬ材料）を吸引し、所定の回収タンクに回収除去する。
【００３３】
さらに、この実施形態では、マスク４の内周面Ｓ１を撮像するための２つのＣＣＤカメラ８１、８２が設けられており、各ＣＣＤカメラ８１、８２からの出力信号を画像処理部８３に出力するように構成されている。そして、この画像処理部８３はＣＣＤカメラ８１、８２からの画像信号に対して所定の画像処理を施した後、画像処理後の画像データを制御部３に出力している。なお、この画像データを受け取った制御部３は後で詳述するアライメント処理を施してノズル５による塗布軌跡と、基板１上の溝１１（塗布領域）とを正確に一致させて塗布処理の精度を高める。
【００３４】
次に、上記のように構成された塗布装置の動作について、図６ないし図９を参照しつつ説明する。図６は図１の塗布装置の動作を示すフローチャートである。この塗布装置では、図示を省略する搬送ロボットにより未処理の基板１がステージ２上に載置される（ステップＳ１）と、制御部３がメモリ（図示省略）に予め記憶されているプログラムにしたがって装置各部を以下のように制御してアライメント処理（ステップＳ２）を実行する。
【００３５】
図７はアライメント処理のフローチャートである。また、図８はアライメント処理の内容を示す模式図である。このアライメント処理は、ノズル５による塗布軌跡と基板１上の溝１１（塗布領域）とを正確に一致させる処理である。
【００３６】
このアライメント処理では、まず図８（ａ）に示すように、マスク４を試塗位置に位置させる（ステップＳ２１）。この「試塗位置」とは、無端ベルト４１のうち開口４２が形成されていない部分が基板１と対向する位置である。そして、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５をＸ方向に往復移動させるとともに、マスク４に向けて有機ＥＬ材料を吐出させる（ステップＳ２２）。これによって、塗布軌跡ＣＬがマスク４の内周面上に形成される。そして、この塗布軌跡ＣＬの光学像ＩｃｌをＣＣＤカメラ８１、８２で撮像する（ステップＳ２３）。これによって、例えば図８（ａ）中の画像Ｉ８１、Ｉ８２に示すような塗布軌跡ＣＬの光学像Ｉｃｌが撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その塗布軌跡ＣＬを示す画像データが本発明の「塗布軌跡情報」として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。
【００３７】
次のステップＳ２４では、制御部３からの駆動指令に応じてマスク駆動機構部４７が作動してマスク４をＸ方向に移動させて塗布位置に位置決めする（同図（ｂ））。また、このマスク移動に伴って塗布軌跡ＣＬが形成されたベルト領域がマスク洗浄ユニット７に搬送されていくため、マスク移動とともに制御部３からの溶剤吐出指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動してマスク洗浄を実行する（ステップＳ２５）。これによって、試し塗りのためにマスク４に形成された塗布軌跡ＣＬは除去される。
【００３８】
そして、塗布位置ではマスク４の開口４２は基板１の溝（塗布領域）１１と対向配置されているため、この溝１１の光学像Ｉ１１をＣＣＤカメラ８１、８２で撮像する（ステップＳ２６）。例えば同図（ｂ）では画像Ｉ８１、Ｉ８２に示すような溝（塗布領域）１１の光学像Ｉ１１が撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その溝（塗布領域）１１を示す画像データが本発明の「塗布領域情報」として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。なお、溝１１と塗布軌跡ＣＬとの相対関係の理解を容易にするため、各画像Ｉ８１、Ｉ８２に塗布軌跡ＣＬを示す仮想線（１点鎖線）を付している。ここで、溝１１の光学像Ｉ１１と塗布軌跡ＣＬとが非平行となっており、塗布軌跡ＣＬと溝１１とが一致していないことがわかる。
【００３９】
そこで、この実施形態では、図８（ｃ）に示すように、制御部３が光学像Ｉ１１の画像データ（塗布領域情報）と光学像Ｉｃｌの画像データ（塗布軌跡情報）とに基づきθ方向における塗布軌跡ＣＬに対する溝１１の傾き量を演算により求めた（ステップＳ２７）後、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をθ方向に上記傾き量だけ回転させて塗布軌跡ＣＬと溝１１とが平行となるようにステージ２上の基板１を位置決めする（ステップＳ２８）。また、単に基板１を回転位置決めするのみで塗布軌跡ＣＬが溝１１の中心からずれている場合には、さらにステージ２をＹ方向に移動させて塗布軌跡ＣＬが溝１１の中心に位置するように制御する。こうすることで、塗布軌跡ＣＬと塗布領域たる溝１１とを完全に一致させることができる。
【００４０】
こうして、基板１のアライメント処理が完了すると、図６のステップＳ３に進んで塗布処理を実行する。図９は塗布処理のフローチャートである。この塗布処理では、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５をスタートポイント、つまり開口４２と対向配置されている溝１１の上流端部（図８（ｄ）の左端）に対応する位置に位置決めする（ステップＳ３１）。そして、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５を（＋Ｘ）方向に移動させるとともに、マスク４に向けて有機ＥＬ材料を吐出させる（ステップＳ３２）。このとき、ノズル５から吐出された有機ＥＬ材料のうちマスク４の開口４２を通過したものだけが該開口４２と対向する溝１１に選択的に塗布される。そして、マスク４の開口４２以外に吐出されてきた有機ＥＬ材料はマスク４に付着することとなり、基板１への供給が阻止され、その結果、溝１１以外の基板表面に有機ＥＬ材料が塗布されるのを確実に防止することができる。また、ノズル５の移動に伴って溝１１に有機ＥＬ材料がライン状に塗布されていく。特に、本実施形態では、このライン塗布に先だってアライメント処理（ステップＳ２）を行うことでノズル５による塗布軌跡ＣＬを溝１１と完全に一致させているため、溝１１に確実に有機ＥＬ材料を塗布することができる。
【００４１】
また、この実施形態では、ライン塗布の際にマスク４の上流側周囲部分４９（図２）に付着する有機ＥＬ材料を回収除去するために、上流側液体回収部６を作動させる（ステップＳ３３）。ただし、上流側液体回収部６の作動によりノズル５から吐出される有機ＥＬ材料の流れが乱れると塗布精度に悪影響が及ぶため、この悪影響が及ばない範囲で上流側液体回収部６を作動させるのが望ましく、例えばノズル５が液体回収部６から所定距離だけ離れた位置を移動している間でのみ作動させるように制御するようにすればよい。この点に関しては、後で説明する下流側液体回収部６においても全く同様である。
【００４２】
そして、ノズル５が折り返し位置、つまりライン塗布処理中の溝１１の下流端部（図８（ｄ）の右端）に対応する位置にまで移動してくると、ステップＳ３４で「ＹＥＳ」と判断されて、上流側と同様に、マスク４の下流側周囲部分４９（図２）に付着する有機ＥＬ材料を回収除去するために、下流側液体回収部６を作動させる（ステップＳ３５）。
【００４３】
さらに、ステップＳ３６で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３６で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っていると、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ３７）後、ステップＳ３８に進み、次の溝１１に対してライン塗布を実行する。
【００４４】
すなわち、ノズル５の移動方向を反転させ、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５を（−Ｘ）方向に移動させるとともに、このときも、ノズル５から吐出された有機ＥＬ材料のうちマスク４の開口４２を通過したものだけが該開口４２と対向する溝１１に選択的に塗布される。
【００４５】
また、ノズル５の復動時においても、往動時と同様に、マスク４の下流側周囲部分４９に付着する有機ＥＬ材料を回収除去するために、下流側液体回収部６を作動させる（ステップＳ３９）。
【００４６】
そして、ノズル５がスタートポイント、つまりライン塗布処理中の溝１１の下流端部（図８（ｄ）の左端）に対応する位置にまで移動してくると、ステップＳ４０で「ＹＥＳ」と判断されて、マスク４の上流側周囲部分４９に付着する有機ＥＬ材料を回収するために、上流側液体回収部６を作動させる（ステップＳ４１）。
【００４７】
次に、ノズル５がスタートポイントに戻ってくると、ステップＳ４０で「ＹＥＳ」と判断され、さらにステップＳ４２で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ４２で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っている間、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ４３）後、ステップＳ３２に進み、次の溝１１に対して上記一連のライン塗布を実行する。
【００４８】
一方、ステップＳ４２で「ＹＥＳ」と判断すると、塗布処理を終了し、図６のステップＳ４に進む。
【００４９】
このステップＳ４では、制御部３からの駆動指令に応じてマスク駆動機構部４７が作動してマスク４をＸ方向に移動させるとともに、搬送ロボットによりステージ２から処理済の基板１をアンロードし、次の処理装置に搬送する。
【００５０】
また、上記マスク移動に伴って開口４２が形成されたベルト領域がマスク洗浄ユニット７に搬送されていくため、マスク移動とともに制御部３からの溶剤吐出指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動してマスク洗浄を実行する（ステップＳ６）。これによって、開口４２の周囲部分に付着した余剰の有機ＥＬ材料はマスク４から除去され、再利用が可能となる。
【００５１】
以上のように、この実施形態によれば、塗布処理（ステップＳ３）に先立って、アライメント処理（ステップＳ２）を実行しているので、流量変化や環境変化などの要因により塗布軌跡ＣＬが変動したとしても、その変動に対応して基板１とノズル５との相対的な位置関係が調整された状態、つまり塗布軌跡ＣＬが溝１１と一致した状態となっている。そして、この状態で塗布処理が実行されるため、溝１１に確実に有機ＥＬ材料を塗布することができる。
【００５２】
また、ノズル５から吐出された有機ＥＬ材料をマスク４の開口４２を介して基板１に供給して塗布するように構成しているため、その基板１上のうち該開口４２に対向する溝１１に選択的に有機ＥＬ材料を塗布することができ、その溝１１以外の領域に有機ＥＬ材料が塗布されるのを確実に防止することができる。したがって、この塗布装置を用いることで溝１１に有機ＥＬ材料を正確に塗布することができる。
【００５３】
また、アライメント処理（ステップＳ２）により塗布軌跡ＣＬがマスク４に付着し、また塗布処理（ステップＳ３）によりノズル５から吐出された有機ＥＬ材料のうち開口４２から外れた有機ＥＬ材料がマスク４に付着するが、マスク４を洗浄するマスク洗浄ユニット７を設け、毎回マスク洗浄しているため、マスク４を繰り返して使用することが可能となってランニングコストを低減させることができる。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、所定の周回軌道上を循環移動する無端ベルト４１の一部に開口４２を形成したものをマスク４として用いているため、板状のマスクをマスク収容部と塗布位置との間でマスク搬送ロボットなどの搬送装置により往復搬送する場合に比べて装置構成を簡素化することができ、装置の小型化やコスト低減を図ることができる。また、上記のようにして塗布処理を行った場合、開口４２を形成したベルト部分では、その開口４２の周囲部分４９に有機ＥＬ材料が付着するが、塗布処理の完了に続いて無端ベルト４１を周回軌道に沿って移動させると、開口４２を形成したベルト部分が基板１から離れてマスク４に付着した有機ＥＬ材料がマスク４から離れて基板１に再付着するのを防止することができる。しかも、無端ベルト４１の移動により有機ＥＬ材料が付着したベルト部分は周回軌道上に配置されたマスク洗浄ユニット７に搬送され、マスク搬送と同時にマスク洗浄を行うことができ、塗布装置のスループットを向上することができる。
【００５５】
図１０は、この発明にかかる塗布装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態にかかる塗布装置では、マスク４に関連する構成を有しておらず、ノズル５から有機ＥＬ材料を基板１の溝（塗布領域）１１に直接塗布するように構成するとともに、試し塗りたる塗布軌跡を基板１の非塗布領域に行う点が第１実施形態と相違しており、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一である。したがって、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。
【００５６】
図１１は、図１０の塗布装置の動作を示すフローチャートである。この塗布装置では、図示を省略する搬送ロボットにより未処理の基板１がステージ２上に載置される（ステップＳ１）と、制御部３がメモリ（図示省略）に予め記憶されているプログラムにしたがって装置各部を以下のように制御してアライメント処理（ステップＳ２０）を実行する。このアライメント処理は、基板１の非塗布領域に塗布軌跡を形成し、その塗布軌跡を利用して基板１とノズル５との相対的な位置関係を調整することでノズル５による塗布軌跡と基板１上の溝１１（塗布領域）とを正確に一致させる処理である。以下、図１２および図１３を参照しつつ詳述する。
【００５７】
図１２はアライメント処理のフローチャートである。また、図１３はアライメント処理の内容を示す模式図である。この塗布装置の初期状態では、図１３（ａ）に示すように、ノズル５はノズル洗浄部５２に待機している。なお、図１３中の符号Ａ８１、Ａ８２はそれぞれＣＣＤカメラ８１、８２の撮像エリアを示している。
【００５８】
そして、アライメント処理の開始指令が制御部３から与えられると、この開始指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に移動させ、基板１の非塗布領域１２をノズル５の移動経路Ｒ（２点鎖線）上に位置させる（ステップＳ２０１）。この位置が、本発明の「試塗位置」に相当する。そして、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５をＸ方向に往復移動させるとともに、基板１の非塗布領域１２に向けて有機ＥＬ材料を吐出させる（ステップＳ２０２）。これによって、塗布軌跡ＣＬが基板１の非塗布領域１２上に形成される。そして、この塗布軌跡ＣＬの光学像ＩｃｌをＣＣＤカメラ８１、８２で撮像する（ステップＳ２０３）。これによって、例えば図１３（ｂ）中の画像Ｉ８１、Ｉ８２に示すような塗布軌跡ＣＬの光学像Ｉｃｌが撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その塗布軌跡ＣＬを示す画像データが本発明の「塗布軌跡情報」として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。
【００５９】
次のステップＳ２０４では、駆動指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に移動させ、図１３（ｃ）に示すように、基板１の塗布領域１１をノズル５の移動経路Ｒ上に位置させる（ステップＳ２０４）。この位置が、本発明の「塗布位置」に相当する。そして、塗布位置では、溝１１の光学像Ｉ１１をＣＣＤカメラ８１、８２で撮像する（ステップＳ２０５）。これによって、例えば同図（ｃ）中の画像Ｉ８１、Ｉ８２に示すような溝（塗布領域）１１の光学像Ｉ１１が撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その溝（塗布領域）１１を示す画像データが本発明の「塗布領域情報」として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。なお、溝１１と塗布軌跡ＣＬとの相対関係の理解を容易にするため、各画像Ｉ８１、Ｉ８２に塗布軌跡ＣＬを示す仮想線（１点鎖線）を付している。ここで、溝１１の光学像Ｉ１１と塗布軌跡ＣＬとが非平行となっており、塗布軌跡ＣＬと溝１１とが一致していないことがわかる。
【００６０】
そこで、この第２実施形態では、図１３（ｄ）に示すように、制御部３が光学像Ｉ１１の画像データ（塗布領域情報）と光学像Ｉｃｌの画像データ（塗布軌跡情報）とに基づきθ方向における塗布軌跡ＣＬに対する溝１１の傾き量を演算により求めた（ステップＳ２０６）後、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をθ方向に上記傾き量だけ回転させて塗布軌跡ＣＬと溝１１とが平行となるようにステージ２上の基板１を位置決めする（ステップＳ２０７）。また、単に基板１を回転位置決めするのみで塗布軌跡ＣＬが溝１１の中心からずれている場合には、さらにステージ２をＹ方向に移動させて塗布軌跡ＣＬが溝１１の中心に位置するように制御する。こうすることで、塗布軌跡ＣＬと塗布領域たる溝１１とを完全に一致させることができる。
【００６１】
こうして、基板１のアライメント処理が完了すると、図１１のステップＳ３０に進んで塗布処理を実行する。図１４は塗布処理のフローチャートである。この塗布処理では、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５をスタートポイント、つまり溝１１の一方端部に対応する位置に位置決めする（ステップＳ３０１）。そして、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５を（＋Ｘ）方向に移動させるとともに、基板１に向けて有機ＥＬ材料を吐出させる（ステップＳ３０２）。この実施形態では、予めアライメント処理により塗布軌跡ＣＬを溝１１に一致させているため、ノズル５からの有機ＥＬ材料が確実に溝１１に供給される。また、ノズル５の移動に伴って溝１１に有機ＥＬ材料がライン状に塗布されていく。
【００６２】
そして、ノズル５が折り返し位置、つまりライン塗布処理中の溝１１の他方端部に対応する位置にまで移動してくると、ステップＳ３０３で「ＹＥＳ」と判断されて、さらに、ステップＳ３０４で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３０４で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っていると、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ３０５）後、ステップＳ３０６に進み、次の溝１１に対してライン塗布を実行する。
【００６３】
すなわち、ノズル５の移動方向を反転させ、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５１が作動してノズル５を（−Ｘ）方向に移動させるとともに、基板１への有機ＥＬ材料の吐出を継続させる（ステップＳ３０６）。このときにも、往動時と同様に、ノズル５から吐出された有機ＥＬ材料は確実に溝１１に塗布される。
【００６４】
次に、ノズル５がスタートポイントに戻ってくると、ステップＳ３０７で「ＹＥＳ」と判断され、さらにステップＳ３０８で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３０８で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っている間、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ３０９）後、ステップＳ３０２に進み、次の溝１１に対して上記一連のライン塗布を実行する。
【００６５】
一方、ステップＳ３０８で「ＹＥＳ」と判断すると、塗布処理を終了し、図１１のステップＳ５に進み、搬送ロボットによりステージ２から処理済の基板１をアンロードし、次の処理装置に搬送する。
【００６６】
以上のように、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、塗布処理（ステップＳ３０）に先立って、アライメント処理（ステップＳ２０）を実行しているので、流量変化や環境変化などの要因により塗布軌跡ＣＬが変動したとしても、その変動に対応して基板１とノズル５との相対的な位置関係が調整された状態、つまり塗布軌跡ＣＬが溝１１と一致した状態となっている。そして、この状態で塗布処理が実行されるため、溝１１に確実に有機ＥＬ材料を塗布することができる。
【００６７】
また、この第２実施形態では、マスク４やそれに関連する構成を設ける必要がないため、装置構成を簡素化することができ、装置コストの低減を図ることができる。
【００６８】
また、アライメント処理（ステップＳ２０）により塗布軌跡ＣＬが基板１の非塗布領域１２に付着することとなるが、この非塗布領域１２は最終製品に直接関係しない領域であるため、塗布軌跡ＣＬをそのまま残存させてもよい。また、除去するのが望ましい場合には、非塗布領域１２のみを洗浄するマスク洗浄ユニットをさらに装備させるようにすればよい。
【００６９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では塗布軌跡情報および塗布領域情報をこの順序で取得しているが、この順序を入れ替えてもよいことは言うまでもない。
【００７０】
また、上記実施形態では、２つのＣＣＤカメラ８１、８２により塗布軌跡ＣＬおよび溝（塗布領域）１１を撮像しており、これらＣＣＤカメラ８１、８２が本発明の「撮像手段」として機能しているが、撮像手段を構成するカメラの個数や配設位置などは上記実施形態に限定されるものではなく、任意であり、例えば単一のカメラにより塗布軌跡ＣＬおよび溝（塗布領域）１１を撮像するようにしてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、撮像手段たるＣＣＤカメラ８１、８２により塗布軌跡ＣＬおよび溝（塗布領域）１１を撮像して本発明の「塗布軌跡情報」および「塗布領域情報」を取得しているが、「塗布領域情報」については他の方法により求めるようにしてもよい。例えば基板１上の溝１１のレイアウトなどについてはＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）を使って設計されているため、そのレイアウトデータに基づき「塗布領域情報」を求めるようにしてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、ノズル５がＸ方向に移動し、また基板１がＹ方向に移動するように構成することで基板１とノズル５とが相対移動可能に構成されているが、いずれか一方のみを移動させるように構成してもよく、本発明は基板とノズルとを相対的に移動させながら前記ノズルから液体を前記基板に供給することで、前記基板の所定の塗布領域に前記液体を塗布する塗布装置全般に適用することができる。
【００７３】
また、上記実施形態では、ノズル５は１つの溝１１に対して１個のノズルが対応しているが、複数のノズルを一体的に並設してマスク４の１つの開口４２から複数の溝を同時に塗布するように構成してもよい。また、ノズル５に複数の吐出口を設けて複数の溝を同時に塗布するようにしてもよいし、１つの溝１１を塗布するように構成してもよい。
【００７４】
また、第１実施形態では、無端ベルト４１に開口４２を１個設けてなるマスク４を用いているが、開口４２の個数や配設位置などについては特に限定されるものではなく、例えば複数個設けるようにしてもよい。また、無端ベルト４１を用いることが必須構成要件ではなく、例えば板状のマスクを使用して塗布処理を行う塗布装置に対しても本発明を適用することができる。
【００７５】
また、上記第１および第２実施形態では、Ｘ方向に１ライン状の溝１１がＹ方向に複数個形成された基板１に対して有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置に対して本発明を適用しているが、Ｘ方向に２ライン以上の溝が形成された基板に有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置や溝を設けることなく基板の所定の表面領域に直接有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置などにも本発明を適用することができる。特にマスクを用いる塗布装置では、その塗布領域（上記溝や所定の表面領域）に対応した開口を有するマスクを用いればよいし、マスクを用いずに直接基板に有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置ではノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出タイミングを制御するようにすればよい。
【００７６】
さらに、本発明の適用対象は有機ＥＬ塗布装置に限定されるものではなく、半導体ウエハ、ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板にフォトレジスト液、現像液、エッチング液などの塗布液を塗布する塗布装置に対して適用することができる。すなわち、本発明は液体を基板上の塗布領域に塗布する塗布装置全般に適用することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基板に対してノズルを相対移動させながらノズルから液体を吐出して塗布軌跡を形成し、その塗布軌跡が塗布領域に一致するように基板とノズルとの相対的な位置関係を調整するように構成しているので、流量変化や環境変化などの要因により塗布軌跡が変動したとしても、常に塗布軌跡を塗布領域と一致させた状態で塗布処理を実行することができ、塗布領域に液体を精度良く塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる塗布装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の塗布装置での基板、マスクおよびノズルの位置関係を模式的に示す図である。
【図３】液体回収部の構成を示す斜視図である。
【図４】マスク洗浄ユニットの構成を示す斜視図である。
【図５】図４のマスク洗浄ユニットの断面図である。
【図６】図１の塗布装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態でのアライメント処理のフローチャートである。
【図８】第１実施形態でのアライメント処理の内容を示す模式図である。
【図９】第１実施形態での塗布処理のフローチャートである。
【図１０】この発明にかかる塗布装置の第２実施形態を示す図である。
【図１１】図１０の塗布装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態でのアライメント処理のフローチャートである。
【図１３】第２実施形態でのアライメント処理の内容を示す模式図である。
【図１４】第２実施形態での塗布処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１…基板
２…ステージ
３…制御部（制御手段）
４…マスク
５…ノズル
７…マスク洗浄ユニット
１１…溝（塗布領域）
１２…非塗布領域
２１…ステージ駆動機構部
４１…無端ベルト（ベルト本体）
４７…マスク駆動機構部
４２…開口
８１、８２…ＣＣＤカメラ（撮像手段）

Claims

基板とノズルとを相対的に移動させながら前記ノズルから液体を前記基板に供給することで、前記基板の所定の塗布領域に前記液体を塗布する塗布装置において、
前記基板に対して前記ノズルを相対移動させながら前記ノズルから液体を吐出することで形成される塗布軌跡を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される前記塗布軌跡に関する塗布軌跡情報に基づき、前記塗布軌跡が前記塗布領域に一致するように、前記基板と前記ノズルとの相対的な位置関係を調整する制御手段と
を備えたことを特徴する塗布装置。
前記基板を保持しながら前記ノズルに対して相対的に移動自在となっているステージと、前記ステージを駆動するステージ駆動機構部とをさらに備え、
前記制御手段は前記ステージ駆動機構部を制御して前記位置関係の調整を行う請求項１記載の塗布装置。
マスク本体に対して前記塗布領域に対応する開口を形成してなるマスクをさらに備え、
該開口が前記塗布領域に対向するように前記マスクを配置した状態で、前記ノズルが前記マスクに向けて前記液体を供給することで前記マスクの開口を介して前記塗布領域に前記液体を選択的に塗布する一方、
前記選択塗布に先立って、前記マスク本体の表面に前記塗布軌跡を形成するとともに該塗布軌跡が前記塗布領域に一致するように前記基板と前記ノズルとの相対的な位置関係を調整する請求項１または２記載の塗布装置。
前記マスクを移動させるマスク駆動機構部をさらに備え、
前記マスク駆動機構部は、前記マスクを移動させることで前記開口を前記塗布領域に対向する塗布位置に位置させたり、前記マスク本体を前記塗布領域に対向させて前記マスク本体の表面に前記塗布軌跡を形成可能な試塗位置に位置させる請求項３記載の塗布装置。
前記マスクに付着した前記液体を除去するマスク洗浄ユニットをさらに備えた請求項３または４記載の塗布装置。
前記マスクは所定の周回軌道上を循環移動する無端ベルトを前記マスク本体とし、その無端ベルトの一部に前記開口を形成したものである請求項３または４記載の塗布装置。
前記周回軌道上に配置され、前記マスクに付着した前記液体を除去するマスク洗浄ユニットをさらに備えた請求項６記載の塗布装置。
前記マスク洗浄ユニットは、移動している前記マスクに対して前記液体を溶解する溶媒を吐出して前記マスクを洗浄する請求項５または７記載の塗布装置。
前記基板上には前記塗布領域と、非塗布領域とが設けられており、該非塗布領域に前記塗布軌跡が形成される請求項１または２記載の塗布装置。
前記撮像手段は前記塗布領域を撮像可能となっており、
前記制御手段は、前記撮像手段から出力される前記塗布領域に関する塗布領域情報と前記塗布軌跡情報とに基づき、前記塗布軌跡が前記塗布領域に一致するように、前記基板と前記ノズルとの相対的な位置関係を調整する請求項１ないし９のいずれかに記載の塗布装置。
基板とノズルとを相対的に移動させながら該ノズルから液体を前記基板に供給することで、前記基板上の所定の塗布領域に前記液体を塗布する塗布方法において、
前記塗布領域への前記液体の塗布に先立って下記の第１工程および第２工程を実行することを特徴とする塗布方法。
前記第１工程は、前記基板に対して前記ノズルを相対移動させながら前記ノズルから液体を吐出して塗布軌跡を形成する工程であり、
前記第２工程は、前記塗布軌跡と前記塗布領域とが一致するように前記基板および前記ノズルの少なくとも一方を移動させる工程である。