JP2005205363A - 枚葉塗膜形成装置及び枚葉塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗膜の膜厚、色度および／または光学濃度のバラつきがなく、板状被処理物上に所定膜厚、色度および／または光学濃度を形成する枚葉塗膜形成装置及び枚葉塗膜形成方法を提供する。
【解決手段】板状被処理物の表面にスリットノズルで塗布液を供給する塗布装置と、前記板状被処理物の表面に塗布した塗布液を乾燥、加熱する装置とを備える枚葉塗膜形成装置において、前記装置で加熱した前記板状被処理物の膜厚、色度および／または光学濃度を測定し、測定結果を前記塗布装置に転送する測定装置が設けられた枚葉塗膜形成装置を用いて、測定結果が所定の膜厚、色度および／または光学濃度に達していない場合は、前記塗布装置を一時停止して、前記スリットノズルからエア抜き及び／又は先端洗浄を行った後に、再び前記塗布装置を稼動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状被処理物表面に形成した被膜の膜厚、色度および／または光学濃度を測定し、この測定結果をフィードバックし、所定の膜厚、色度および／または光学濃度に達していない場合には、所定の処置を行う枚葉塗膜形成装置及び枚葉塗膜形成方法に関する。

従来にあって、半導体ウェーハやガラス基板等の板状被処理物表面にレジスト液等を塗布するには、スピンナー上に載置した被処理物の中心部にノズルから塗布液を滴下して供給し、スピンナーによって被処理物を回転させることで発生する遠心力で塗布液を外方に向けて拡散せしめ、その後ベークして完成することとしている。この方法では、均一な塗布膜を安定して形成することができ、一度塗布条件を設定してしまえば、塗布膜の厚みを一枚毎測定しなくても、均一な塗布膜を形成することができた。

しかしながら、供給する塗布液量に比べて実際塗布膜として基板上に残る塗布液量が少なすぎる。つまり、塗布液として使用されないまま捨てられてしまう塗布液量が多すぎる。更に、基板のサイズが大きくなるにつれて捨てられる塗布液量も多くなり、その量は無視できないものになった。そこで、スピンナー塗布の代わりにノズル自体に所定幅の塗布液吐出口を開口せしめ、ノズルを移動することで被処理物表面に所定幅で塗布液を塗布することが考えられている。

上述した所定幅の塗布液吐出口を有するスリットノズルを用いれば、塗布液の無駄をなくし且つ効率的に塗布を行えるのであるが、被処理基板を回転させないので、最初に塗布した塗膜の厚みがそのまま膜厚となる。よって、供給する塗布液量も配管等のエアによって塗膜の厚みが不均一になることがある。また、この膜厚の不均一が色度もしくは光学濃度の不均一を発生することになる。したがって、スリットノズルで塗布する場合には、塗膜の厚み、色度および／または光学濃度が設定する条件を満たしているか否かを検査して制御しなければならない。

そこで、スリットノズル下方向近傍に配備された吐出膜厚寸法測定センサーからの信号により、制御手段が予めインプットされた吐出膜厚寸法値と帯板走行速度との関係プログラムを介して帯材表面塗工膜厚寸法値を算出し、操作盤上の表示パネル等に送信してスリットノズルの吐出膜厚を制御する。また、走行する帯材表面上の塗工膜厚寸法は、スリットノズル後方側に設けられて帯材の板幅方向に連続的にトラバースしながら測定を行う塗工膜厚測定センサーにより確認される。その設定誤差が確認された場合に、ラインを停止することなく操作盤の運転によって微調整を行うことが提案されている。（特許文献１）

特開平０７−２０４５６１号公報（第２頁〜第３頁、図２）

しかしながら、上記特開平０７−２０４５６１号公報に開示されているスリットノズル塗装装置は、スリットノズル下方向近傍に配備された吐出膜厚寸法測定センサー及びスリットノズル後方側に設けられて帯材の板幅方向にトラバースしながら測定を行う塗工膜厚測定センサーにより、帯材を走行させながら帯材の膜厚をコントロールしているので、枚葉塗布で問題となる塗膜開始位置に近い部分の膜厚変動や色度変動および／または光学濃度変動を検出することが難しい。とくに塗工液供給配管内に気泡が存在すると、塗工開始直後の膜厚や色度および／または光学濃度のバラツキが大きくなる問題もある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、塗膜開始位置近傍の塗膜の厚みのバラツキがなく、板状被処理物上に所定厚の被膜を形成する枚葉塗膜形成装置及び枚葉塗膜形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく本願発明の塗膜形成装置は、板状被処理物の表面にスリットノズルで塗布液を供給する塗布装置と、前記板状被処理物の表面に塗布した塗布液をある程度乾燥（搬送中に波打ったり、流れたりしない程度）せしめる減圧乾燥装置と、このある程度乾燥せしめられた塗布液を更に乾燥せしめて被膜とする加熱装置とを備える枚葉塗膜形成装置において、前記加熱によって形成された被膜の膜厚、色度および／または光学濃度を測定装置で測定し、その測定結果を前記塗布装置にフィードバックする膜厚測定装置を設けた構成とした。

また、本発明に係る枚葉塗膜形成方法は、板状被処理物の表面にスリットノズルで塗布液を供給し、次に前記板状被処理物表面の塗布液を減圧乾燥して塗布液をある程度乾燥せしめ、次いで加熱することで更に塗布液を乾燥させて被膜とし、この被膜の膜厚、色度および／または光学濃度を測定装置で測定し、この測定結果が所定の値に達していない場合に、前記塗布装置を一時停止し、スリットノズルからエア抜き及び／又は先端洗浄を行った後に、再び塗布装置を稼動させるようにした。

本発明によれば、塗膜形成後の板状被処理物の膜厚、色度および／または光学濃度を測定して、その結果、所定の値と異なった値を測定した場合に、塗膜形成装置を止め、枚葉塗布液供給用配管内のエア抜きやノズルの先端洗浄等の必要な処置を行うことで、異常事態に速やかに対応することができるようになる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は、本発明に係る枚葉塗膜形成装置の構成図であり、図２は、本発明に係る枚葉塗膜形成装置のチャート図である。

図１に示すように、枚葉塗膜形成装置は、送込み部と、塗布装置と、減圧乾燥装置と、受取部と、加熱装置及び冷却装置と、搬送部と、分配部とからなる。塗布装置には、スリットノズルが設けられている。このスリットノズルには、ポンプＡを通って塗布液が供給され、エアバルブＡがその供給量をコントロールし、また、エアバルブＢ及びポンプＢを通って、スリットノズル用エア抜きタンクと接続している。なお、エアバルブＢは、スリットノズルのエアを抜く以外には常に閉めている。

また、減圧乾燥装置では短時間のうちに、塗布液全体から塗布液中の溶媒をある程度除去した生乾き状態とし、搬送中に塗布液が波打ったり、流れ落ちることがないようにする。なお、減圧乾燥せずに、加熱装置でいきなり加熱すると、塗膜の表面のみが固まる現象が生じやすく、塗膜中に溶媒が濃度勾配をもって残存する傾向にあり好ましくない。

また、本実施例の加熱装置は、一回３枚の板状被処理物をベークすることができ、冷却装置は、一回１枚の板状被処理物を冷却することができる。更に、搬送部の後部に板状被処理物の膜厚、色度および／または光学濃度を測定する測定装置が設けられている。この測定装置は、コントローラセンサーによって、エアバルブＡ及びＢの開閉をコントロールする。

このように、塗布装置に送られてきた板状被処理物上にスリットノズルから塗布液を供給して、そして減圧乾燥装置で減圧乾燥をしてから、受取部を経て、ロボットによって加熱装置に送られる。加熱装置ではベークされた板状被処理物は、冷却装置で冷却した後に搬送部に設けた測定装置によって、膜厚、色度および／または光学濃度を測定する。本実施例で用いた膜厚測定装置は、色度測定機である。この色度測定機は、色で膜厚の厚さを測定する。なお、膜厚測定は、色度測定機に限らない。

また、板状被処理物の測定場所は、とくに制限はないが、少なくとも塗布開始位置と基板中央部を各１点含むことが必要である。本発明の動作例として、赤色の塗膜の膜厚を面内３点の色度値で管理する例を用いて説明する。ここで、管理規格は、中心値±７／１０００とする。

図２に示すように、測定結果が規格中心値±７／１０００を超えていない場合には、板状処理物はそのまま分配部に送り込む。一方、測定結果が規格中心値±７／１０００を超えた場合には、アラーム信号が発生して、塗布装置への板状被処理物の送り込みを停止し、スリットノズルはディップ位置で待機すると同時に、エアバブルＡが閉じ、塗布液の送り込みが停止する。

次に、エアバルブＢを開けると、スリットノズルのエア抜きが開始する。そして、スリットノズルの洗浄を行い、プリディスペンスをしてから、アラームを解除して、通常動作に戻って塗布を再開する。

即ち、板状被処理物上に塗布液を供給し、ベークすることで塗膜を形成するが、塗布液供給用配管内にエアが存在すると、塗り始めの膜厚が所定膜厚よりも薄くなってしまう。また、供給する塗布液量も配管等のエアによってバラつきが生じ、なかなか安定した塗布膜を連続して形成できない。従来は、塗布液タンクとスリットノズルとの間に脱気装置が付いているが、スリットノズル先端でサックバック等の動作を繰り返しているうちに配管内にエアがスリットノズルにたまる。このエアを自動的に抜くことで、塗り始めの膜厚が所定膜厚よりも薄くなる現象を抑制することができる。

なお、本実施の形態は、測定機を搬送部に設けたが、受取部又はコンベアに設けても良い。

ベークした後の膜厚、色度および／または光学濃度を測定して、所定値と異なる場合、一旦塗布装置を停止し、スリットノズルのエアを抜いてから、塗布を再開することで、ばらつきのない塗布膜厚、色度および／または光学濃度を形成することができる。

本発明に係る枚葉塗膜形成装置の構成図 本発明に係る枚葉塗膜形成装置のチャート図

Claims (2)

1. 板状被処理物の表面にスリットノズルで塗布液を供給する塗布装置と、前記板状被処理物の表面に塗布した塗布液をある程度乾燥せしめる減圧乾燥装置と、前記ある程度乾燥せしめられた塗布液を更に乾燥して被膜を形成する加熱装置とを備える枚葉塗膜形成装置において、前記加熱により形成された被膜の膜厚、色度および／または光学濃度を測定し、その測定結果を前記塗布装置にフィードバックする測定装置が設けられていることを特徴とする枚葉塗膜形成装置。
2. 板状被処理物の表面にスリットノズルで塗布液を供給し、次に前記板状被処理物表面の塗布液を減圧乾燥して塗布液をある程度乾燥せしめ、次いで加熱することで更に塗布液を乾燥させて被膜とし、この被膜の膜厚、色度および／または光学濃度を測定装置で測定し、この測定結果が所定の値に達していない場合に、前記塗布装置を一時停止し、スリットノズルからエア抜き及び／又は先端洗浄を行った後に、再び塗布装置を稼動させることを特徴とする枚葉塗膜形成方法。