JP2006272208A - Coater - Google Patents

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Tsutomu Kamiyama
勉 上山
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To diminish damage of the nozzle section even if the nozzle section comes in contact with the substrate while reducing the variation of the thickness of the application solution coated onto the substrate. <P>SOLUTION: The nozzle-deforming mechanism 35 of a coater has two or more piezoelectric elements 351 arranged respectively at two or more positions of the nozzle section 32 in the longitudinal direction, and the nozzle section 32 is bent by driving the nozzle-deforming mechanism 35. The nozzle section 32 and the nozzle-deforming mechanism 35 are supported with a nozzle supporting section 311 so that they contact with each other in a separable way from the substrate side. During coating with the coater, the nozzle section 32 is bent flexibly according to the shape of the upper surface of the substrate so as to reduce the variation of the thickness of the application solution coated onto the substrate. Even if the nozzle section 32 comes in contact with the substrate owing to an unassumed factor, the nozzle section 32 and the nozzle-deforming mechanism 35 are separated from the nozzle supporting section 311 so as to relax the impact, reducing the damage of the nozzle section 32. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布装置に関する。   The present invention relates to a coating apparatus that coats a coating solution on a substrate.

従来より、液晶表示装置製造用のガラスの基板上に所定の塗布液を塗布する塗布装置が利用されている。塗布装置では、例えば、水平な面を有するステージである定盤上に基板を吸着保持し、基板の主面に沿う方向に伸びる細長い吐出口が形成されたスリットノズルを、吐出口から塗布液を吐出しつつ基板の主面に沿って移動させることにより基板上への塗布液の塗布(いわゆる、コーティング)が行われる。特許文献1では、このような塗布装置において、それぞれがスリットノズルの基板とは反対側の面に当接するとともにスリットノズルが伸びる方向に沿って配置される複数のねじを用いてスリットノズルを撓ませることにより、スリットノズルの基板側の面の平面度を補正する技術が開示されている。
特開2004−14607号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, coating apparatuses that apply a predetermined coating liquid onto a glass substrate for manufacturing a liquid crystal display device have been used. In a coating apparatus, for example, a substrate is adsorbed and held on a surface plate that is a stage having a horizontal surface, and a slit nozzle in which elongated discharge ports extending in a direction along the main surface of the substrate are formed, and a coating liquid is supplied from the discharge port. Application (so-called coating) of the coating liquid onto the substrate is performed by moving along the main surface of the substrate while discharging. In Patent Document 1, in such a coating apparatus, the slit nozzle is bent using a plurality of screws that are in contact with the surface of the slit nozzle opposite to the substrate and are arranged along the direction in which the slit nozzle extends. Thus, a technique for correcting the flatness of the surface of the slit nozzle on the substrate side is disclosed.
JP 2004-14607 A

ところで、基板上にパターンを精度よく形成するには、基板上に塗布液を均一な厚さにて塗布する必要がある。塗布液の均一な塗布を実現するには、スリットノズルを基板に近接させてスリットノズルの吐出口と基板との間を微小な間隔にて一定にすることが重要であるが、一般的なガラス基板では厚さのばらつき(基板間または基板内におけるばらつき)が数十マイクロメートル(μm)となっており、スリットノズルの吐出口と基板との間を一定の微小距離に高精度に保つことは困難である。また、想定しないトラブルが生じた場合に、スリットノズルを基板に近接させるほどスリットノズルが基板に接触してスリットノズルが損傷してしまう可能性が高くなる。   By the way, in order to form a pattern on a board | substrate accurately, it is necessary to apply | coat a coating liquid with a uniform thickness on a board | substrate. In order to achieve uniform application of the coating liquid, it is important to keep the slit nozzle close to the substrate so that the gap between the discharge port of the slit nozzle and the substrate is constant at fine intervals. In the substrate, the thickness variation (variation between substrates or within the substrate) is several tens of micrometers (μm), and it is possible to maintain a high precision at a certain minute distance between the discharge port of the slit nozzle and the substrate. Have difficulty. Further, when an unexpected trouble occurs, the closer the slit nozzle is to the substrate, the higher the possibility that the slit nozzle contacts the substrate and damages the slit nozzle.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上への塗布液の塗布を精度よく行いつつ、万一ノズルが基板に接触してもノズルの損傷を軽減することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce damage to the nozzle even if the nozzle contacts the substrate while accurately applying the coating liquid onto the substrate.

請求項1に記載の発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布装置であって、基板を保持する保持部と、前記保持部に保持される基板の主面に近接するとともに前記主面に沿う第1の方向に伸びるライン状の吐出口を有し、前記吐出口から前記主面に向けて所定の塗布液を吐出するノズル部と、外部からの信号に基づいて前記ノズル部の前記第1の方向に沿う3カ所以上の部位に前記主面に垂直な方向に力を作用させることにより、前記ノズル部を撓ませるノズル変形機構と、前記ノズル部および前記ノズル変形機構を前記基板側から離間可能な状態で当接して支持するノズル支持部と、前記ノズル部、前記ノズル変形機構および前記ノズル支持部を、前記第1の方向におよそ垂直かつ前記主面に沿う第2の方向に前記保持部に対して相対的に移動する移動機構とを備える。   The invention according to claim 1 is a coating apparatus for applying a coating solution on a substrate, and is close to the main surface of the substrate held by the holding unit and the holding unit, and on the main surface A nozzle portion that discharges a predetermined coating liquid from the discharge port toward the main surface, and the first portion of the nozzle portion based on a signal from the outside. A nozzle deformation mechanism that deflects the nozzle portion by applying a force in a direction perpendicular to the main surface to three or more portions along the direction of 1, and the nozzle portion and the nozzle deformation mechanism from the substrate side The nozzle support part that abuts and supports in a separable state, the nozzle part, the nozzle deformation mechanism, and the nozzle support part in the second direction approximately perpendicular to the first direction and along the main surface. Move relative to the holder And a moving mechanism for.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の塗布装置であって、前記ノズル変形機構が、前記ノズル部の前記第1の方向に沿う5カ所以上の部位に前記主面に垂直な方向に力を作用させる。   Invention of Claim 2 is a coating device of Claim 1, Comprising: The said nozzle deformation mechanism is perpendicular | vertical to the said main surface in the site | part of five or more places along the said 1st direction of the said nozzle part. Apply force in the direction.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の塗布装置であって、前記3カ所以上の部位の少なくとも1つが、前記ノズル変形機構が有する圧電素子の駆動により力の作用を受ける。   A third aspect of the present invention is the coating apparatus according to the first or second aspect, wherein at least one of the three or more portions is subjected to a force by driving a piezoelectric element included in the nozzle deformation mechanism. .

請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の塗布装置であって、前記保持部が前記基板が載置されるステージであり、前記塗布装置が、前記吐出口に対向する前記主面上の吐出位置から前記第2の方向に所定の距離だけ離れた前記主面上の領域であって、前記吐出口に平行なライン状の被検出領域における前記ステージに対する表面高さの前記第1の方向に関する変化を取得する高さ検出部をさらに備え、前記移動機構が、前記被検出領域を前記吐出位置よりも先行させて前記ノズル部、前記ノズル変形機構および前記ノズル支持部と共に前記高さ検出部を前記第2の方向に前記ステージに対して相対的に移動し、前記ノズル変形機構が、前記高さ検出部からの出力に基づいて前記ノズル部を撓ませる。   Invention of Claim 4 is the coating device in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: The said holding | maintenance part is a stage in which the said board | substrate is mounted, The said coating device is in the said discharge outlet. A surface height relative to the stage in a line-shaped detection region parallel to the discharge port, which is a region on the main surface that is a predetermined distance away from the discharge position on the main surface facing the second direction. A height detector that acquires a change in the first direction of the height, wherein the moving mechanism precedes the detected region before the discharge position, and the nozzle unit, the nozzle deformation mechanism, and the nozzle support The height detection unit is moved relative to the stage in the second direction together with the unit, and the nozzle deformation mechanism deflects the nozzle unit based on an output from the height detection unit.

請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の塗布装置であって、前記基板がフラットパネル表示装置用のガラス基板である。   The invention according to claim 5 is the coating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is a glass substrate for a flat panel display device.

請求項1ないし5の発明では、基板に近接して設けられるノズル部を基板の主面の形状に合わせて柔軟に撓ませて基板上に塗布される塗布液の厚さのばらつきを低減しつつ、万一ノズル部が基板に接触してもノズル部の損傷を軽減することができる。   According to the first to fifth aspects of the present invention, the nozzle portion provided close to the substrate is flexibly bent in accordance with the shape of the main surface of the substrate to reduce the variation in the thickness of the coating liquid applied on the substrate. Even if the nozzle portion contacts the substrate, damage to the nozzle portion can be reduced.

また、請求項3の発明では、ノズル変形機構の構成を簡素化することができ、請求項4の発明では、ノズル部を適切な形状に撓ませることができる。   In the invention of claim 3, the configuration of the nozzle deformation mechanism can be simplified, and in the invention of claim 4, the nozzle portion can be bent into an appropriate shape.

図1は本発明の一の実施の形態に係る塗布装置1を示す斜視図である。塗布装置1は、液晶表示装置やプラズマ表示装置、有機EL表示装置等のフラットパネル表示装置に用いられるガラス基板上に塗布液を塗布するためのものである。   FIG. 1 is a perspective view showing a coating apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The coating device 1 is for coating a coating solution on a glass substrate used in a flat panel display device such as a liquid crystal display device, a plasma display device, or an organic EL display device.

図1に示すように塗布装置1は本体2および制御部5を備える。制御部5は各種情報を記憶する記憶部51、および、各種情報の表示を行う表示部52を有し、制御部5により本体2の各構成が制御される。本体2は、ガラスの基板9を真空吸着により保持するとともに本体2の各構成の基台となるステージ21を備え、ステージ21の上方(図1中の(+Z)方向)には基板9のステージ21とは反対側の主面である上面に向けて所定の塗布液(例えば、レジスト液)を吐出するとともに、基板9の上面に沿う図1中のY方向に伸びる長尺のヘッド部3が設けられる。ヘッド部3のY方向の各端部はヘッド昇降機構41に接続され、2つのヘッド昇降機構41によりヘッド部3が基板9の主面に垂直なZ方向に移動する。各ヘッド昇降機構41はヘッド移動機構42の移動体側に固定され、2つのヘッド移動機構42によりヘッド部3が基板9の主面に沿う図1中のX方向に移動(主走査)する。以下、ヘッド部3が伸びる方向であるY方向を長手方向とも呼ぶ。   As shown in FIG. 1, the coating apparatus 1 includes a main body 2 and a control unit 5. The control unit 5 includes a storage unit 51 that stores various types of information and a display unit 52 that displays various types of information. The control unit 5 controls each component of the main body 2. The main body 2 includes a stage 21 that holds the glass substrate 9 by vacuum suction and serves as a base of each component of the main body 2. The stage of the substrate 9 is above the stage 21 (in the (+ Z) direction in FIG. 1). A long head portion 3 extending in the Y direction in FIG. 1 along the top surface of the substrate 9 is discharged along with a predetermined coating solution (for example, a resist solution) toward the top surface that is the main surface opposite to the surface 21. Provided. Each end portion of the head portion 3 in the Y direction is connected to the head lifting mechanism 41, and the head portion 3 is moved in the Z direction perpendicular to the main surface of the substrate 9 by the two head lifting mechanisms 41. Each head elevating mechanism 41 is fixed to the moving body side of the head moving mechanism 42, and the head unit 3 moves (main scan) in the X direction in FIG. 1 along the main surface of the substrate 9 by the two head moving mechanisms 42. Hereinafter, the Y direction, which is the direction in which the head portion 3 extends, is also referred to as the longitudinal direction.

図2は塗布装置1の本体2を示す平面図であり、図3は本体2を示す正面図である。各ヘッド移動機構42は、固定体421および移動体422を有するリニアモータ423(図3参照)、移動体422をX方向に案内するガイドレール424、並びに、移動体422のX方向に関する位置を検出するリニアエンコーダ425を備える。各リニアエンコーダ425により検出される移動体422の位置情報は制御部5(図1参照)に出力され、この情報に基づいて各リニアモータ423が制御されることにより、2つの移動体422がY方向に並んでX方向へと移動する。これにより、各ヘッド昇降機構41を介して移動体422に接続されたヘッド部3が、主走査方向(X方向)に垂直な姿勢にて基板9の上方を主走査する。   FIG. 2 is a plan view showing the main body 2 of the coating apparatus 1, and FIG. 3 is a front view showing the main body 2. Each head moving mechanism 42 detects a linear motor 423 (see FIG. 3) having a fixed body 421 and a moving body 422, a guide rail 424 for guiding the moving body 422 in the X direction, and a position of the moving body 422 in the X direction. The linear encoder 425 is provided. The position information of the moving body 422 detected by each linear encoder 425 is output to the control unit 5 (see FIG. 1), and each linear motor 423 is controlled based on this information, so that the two moving bodies 422 are Y Move in the X direction alongside the direction. Thereby, the head unit 3 connected to the moving body 422 via each head lifting mechanism 41 performs main scanning above the substrate 9 in a posture perpendicular to the main scanning direction (X direction).

図4はヘッド昇降機構41の構成を示す図である。各ヘッド昇降機構41は、モータ411、モータ411に接続されたボールねじ機構412、および、モータ411に接続されたロータリーエンコーダ413を備え、実際には、これらの構成はカバー414にて覆われている。各ボールねじ機構412のナットにはヘッド部3の対応する端部が接続される。各ロータリーエンコーダ413により検出されるモータ411の回転角は制御部5(図1参照)に出力され、この回転角に基づいてこのモータ411が制御されることにより、ヘッド部3の両端部を同じ高さに保ちつつヘッド部3がZ方向に移動(昇降)する。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the head lifting mechanism 41. Each head elevating mechanism 41 includes a motor 411, a ball screw mechanism 412 connected to the motor 411, and a rotary encoder 413 connected to the motor 411. In actuality, these components are covered with a cover 414. Yes. A corresponding end portion of the head portion 3 is connected to the nut of each ball screw mechanism 412. The rotation angle of the motor 411 detected by each rotary encoder 413 is output to the control unit 5 (see FIG. 1), and the motor 411 is controlled based on this rotation angle, so that both ends of the head unit 3 are the same. The head unit 3 moves (lifts) in the Z direction while maintaining the height.

図3に示すヘッド部3は長手方向(Y方向)に伸びるヘッド支持板31を備え、ヘッド支持板31の下面には長手方向に伸びるライン状の吐出口を基板9に対向して有するノズル部32、並びに、それぞれが基板9の上面に光を照射して基板9の高さ情報を取得する複数の(図3では6個の)検出ユニット33が取り付けられる。図2中に破線にて示すように、複数の検出ユニット33はノズル部32の(+X)側において長手方向に千鳥状に配列される。また、ノズル部32は図示省略の塗布液供給部に接続され、塗布液供給部からノズル部32に塗布液が供給される。   The head unit 3 shown in FIG. 3 includes a head support plate 31 extending in the longitudinal direction (Y direction), and a nozzle unit having a line-shaped discharge port extending in the longitudinal direction facing the substrate 9 on the lower surface of the head support plate 31. 32, and a plurality (six in FIG. 3) of detection units 33, each of which irradiates light on the upper surface of the substrate 9 to acquire height information of the substrate 9, are attached. As indicated by broken lines in FIG. 2, the plurality of detection units 33 are arranged in a staggered pattern in the longitudinal direction on the (+ X) side of the nozzle portion 32. The nozzle unit 32 is connected to a coating solution supply unit (not shown), and the coating solution is supplied from the coating solution supply unit to the nozzle unit 32.

図5はヘッド部3を示す縦断面図であり、図6は図5中の矢印A−Aにて示す位置におけるヘッド部3の断面を示す図である。図5に示すように、ヘッド支持板31の下面において(+X)側の部位には複数の検出ユニット33が固定されており、(−X)側の部位には断面形状が略凹状であって、底部の中央に長手方向(Y方向)に伸びる開口311aが形成されたノズル支持部311が取り付けられる。ノズル部32は、長手方向に伸びるライン状の吐出口321aが下端面に形成されるスリットノズル321を有し、開口311aにはスリットノズル321の上部が挿入される。スリットノズル321の上端面には長手方向に伸びる板状のノズル固定板322が取り付けられる。X方向に関してノズル固定板322の幅は開口311aの幅よりも大きくされ、ノズル固定板322の下面(ヘッド支持板31とは反対側の面)においてスリットノズル321の(+X)側の部位および(−X)側の部位のそれぞれが、ノズル支持部311の底部のヘッド支持板31側を向く面((+Z)側を向く面であり、以下、「対向面」という。)311bに対向する。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the head portion 3, and FIG. 6 is a view showing a cross section of the head portion 3 at a position indicated by an arrow AA in FIG. As shown in FIG. 5, a plurality of detection units 33 are fixed to the (+ X) side portion of the lower surface of the head support plate 31, and the cross-sectional shape is substantially concave in the (−X) side portion. A nozzle support portion 311 having an opening 311a extending in the longitudinal direction (Y direction) is attached to the center of the bottom portion. The nozzle part 32 has a slit nozzle 321 in which a line-shaped discharge port 321a extending in the longitudinal direction is formed at the lower end surface, and the upper part of the slit nozzle 321 is inserted into the opening 311a. A plate-like nozzle fixing plate 322 extending in the longitudinal direction is attached to the upper end surface of the slit nozzle 321. The width of the nozzle fixing plate 322 with respect to the X direction is made larger than the width of the opening 311a, and the (+ X) side portion of the slit nozzle 321 on the lower surface of the nozzle fixing plate 322 (the surface opposite to the head support plate 31) and ( Each of the portions on the −X) side faces the surface facing the head support plate 31 side of the nozzle support portion 311 (the surface facing the (+ Z) side, hereinafter referred to as “opposing surface”) 311b.

ノズル固定板322の下面にはノズル変形機構35が固定され、ノズル変形機構35はノズル固定板322に垂直なZ方向に伸縮可能な複数の圧電素子351を有する。詳細には、図6に示すように、スリットノズル321の(+X)側において複数の(図6では5個の)圧電素子351が長手方向に所定の間隔で配置され、各圧電素子351は上方を向く端面がノズル固定板322に固定され、下方を向く端面が長手方向に伸びる素子支持板352に固定される。スリットノズル321の(−X)側においても、長手方向に関して(+X)側の複数の圧電素子351とそれぞれ同じ位置に複数の圧電素子351が設けられ、複数の圧電素子351は長手方向に伸びる素子支持板352に固定される(図5参照)。各素子支持板352はノズル支持部311の対向面311bと当接する。また、各圧電素子351の真上であって、ノズル固定板322とヘッド支持板31との間にはバネ等の弾性体312が設けられ、弾性体312によりノズル固定板322がノズル支持部311の対向面311b側へと付勢されてノズル部32がノズル変形機構35を介してノズル支持部311に支持される。なお、ノズル部32の重さによっては、弾性体312が省略され、ノズル部32の自重のみによりノズル部32がノズル支持部311に支持されてもよい。   A nozzle deformation mechanism 35 is fixed to the lower surface of the nozzle fixing plate 322, and the nozzle deformation mechanism 35 has a plurality of piezoelectric elements 351 that can expand and contract in the Z direction perpendicular to the nozzle fixing plate 322. Specifically, as shown in FIG. 6, a plurality of (five in FIG. 6) piezoelectric elements 351 are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction on the (+ X) side of the slit nozzle 321, and each piezoelectric element 351 is located upward. The end surface facing toward is fixed to the nozzle fixing plate 322, and the end surface facing downward is fixed to the element support plate 352 extending in the longitudinal direction. Also on the (−X) side of the slit nozzle 321, a plurality of piezoelectric elements 351 are provided at the same positions as the plurality of (+ X) side piezoelectric elements 351 in the longitudinal direction, and the plurality of piezoelectric elements 351 extend in the longitudinal direction. It fixes to the support plate 352 (refer FIG. 5). Each element support plate 352 abuts against the facing surface 311 b of the nozzle support portion 311. An elastic body 312 such as a spring is provided directly above each piezoelectric element 351 and between the nozzle fixing plate 322 and the head support plate 31, and the nozzle fixing plate 322 is connected to the nozzle support portion 311 by the elastic body 312. The nozzle portion 32 is supported by the nozzle support portion 311 via the nozzle deformation mechanism 35 by being biased toward the opposite surface 311b side. Depending on the weight of the nozzle part 32, the elastic body 312 may be omitted, and the nozzle part 32 may be supported by the nozzle support part 311 only by its own weight.

ノズル部32では長手方向のある位置に配置された(+X)側の圧電素子351および(−X)側の圧電素子351(以下、長手方向の同じ位置に配置された2つの圧電素子351を「1対の圧電素子351」ともいう。)が同じ量だけ伸縮することにより、長手方向に関してノズル部32の対応する部位に長手方向に垂直なZ方向の力が作用する。これにより、ノズル部32のこの部位がZ方向に変位し、ノズル部32が撓む。また、ヘッド部3では、スリットノズル321を(+Z)側へと突き上げる方向にスリットノズル321に対して直接的に外力が作用した場合には、素子支持板352がノズル支持部311の対向面311bから離間してスリットノズル321への衝撃が緩和される。   In the nozzle portion 32, the (+ X) side piezoelectric element 351 and the (−X) side piezoelectric element 351 (hereinafter referred to as two piezoelectric elements 351 disposed at the same position in the longitudinal direction) are arranged at a certain position in the longitudinal direction. When the pair of piezoelectric elements 351 is also expanded and contracted by the same amount, a force in the Z direction perpendicular to the longitudinal direction acts on the corresponding portion of the nozzle portion 32 in the longitudinal direction. Thereby, this part of the nozzle part 32 is displaced in the Z direction, and the nozzle part 32 bends. Further, in the head portion 3, when an external force is directly applied to the slit nozzle 321 in a direction in which the slit nozzle 321 is pushed up to the (+ Z) side, the element support plate 352 is opposed to the opposing surface 311 b of the nozzle support portion 311. The impact on the slit nozzle 321 is eased away from the nozzle.

図7は検出ユニット33の内部構成を示す図である。検出ユニット33は、光ビームを出射する光ビーム出射部331(例えば、波長830nmの光ビームを出射する半導体レーザ)を有し、光ビーム出射部331からの光ビームはハーフミラー332および1/4波長板(以下、「1/4λ板」という。)333を介して回転するポリゴンミラー334へと導かれる。ポリゴンミラー334にて反射された光ビームはレンズ群335およびトロイダルレンズ336を介して基板9へと導かれ、基板9の上面に光のスポットが形成される。光のスポットはポリゴンミラー334の回転角に応じて基板9の上面上をY方向(長手方向)に沿って一定の向きに走査する(実際には、光のスポットの走査により光が照射される基板9上の領域のY方向の長さは、検出ユニット33の長手方向の幅(長さ)に近いものとなる。)。   FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of the detection unit 33. The detection unit 33 includes a light beam emitting unit 331 that emits a light beam (for example, a semiconductor laser that emits a light beam having a wavelength of 830 nm), and the light beams from the light beam emitting unit 331 are half mirrors 332 and 1/4. The light is guided to a rotating polygon mirror 334 through a wave plate (hereinafter referred to as “¼λ plate”) 333. The light beam reflected by the polygon mirror 334 is guided to the substrate 9 through the lens group 335 and the toroidal lens 336, and a light spot is formed on the upper surface of the substrate 9. The light spot scans on the upper surface of the substrate 9 in a certain direction along the Y direction (longitudinal direction) according to the rotation angle of the polygon mirror 334 (actually, light is irradiated by scanning the light spot. The length in the Y direction of the region on the substrate 9 is close to the width (length) in the longitudinal direction of the detection unit 33.)

基板9の上面にて正反射した光ビームの反射光はトロイダルレンズ336およびレンズ群335を介してポリゴンミラー334へと導かれる。ポリゴンミラー334にて反射された光は、1/4λ板333を通過した後にハーフミラー332にてレンズ群337側に向けて反射され、レンズ群337を介して4分割センサ338に導かれる。ここで、レンズ群337はシリンドリカルレンズを含み、レンズ群337を通過した光は、光軸に垂直な光束断面がX方向に長い楕円形から次第にY方向に長い楕円形へと変化するようにされ、ヘッド部3がステージ21に対して所定の基準高さに位置する状態において、基板9の上面(ただし、基板9が理想的な厚さであるものとする。)からの反射光が丁度円形となる位置に4分割センサ338が配置される。したがって、4分割センサ338の受光位置における反射光の光束断面の形状から基板9の上面上の光ビームが照射される位置におけるステージ21からの高さが検出可能となる(すなわち、非点収差法による高さ検出が行われる。)。実際には、4分割センサ338は制御部5に接続され、4分割センサ338の各受光領域にて取得される光強度に基づいて制御部5が所定の演算を行うことにより、基板9上の光ビームの照射位置におけるステージ21からの高さが取得される。以下の説明において、検出ユニット33にて検出された値を表面高さと呼ぶ。なお、表面高さの検出は非点収差法以外に光を利用する他の手法を用いて行われてもよい。   The reflected light of the light beam specularly reflected on the upper surface of the substrate 9 is guided to the polygon mirror 334 via the toroidal lens 336 and the lens group 335. The light reflected by the polygon mirror 334 passes through the ¼λ plate 333, is reflected by the half mirror 332 toward the lens group 337, and is guided to the quadrant sensor 338 through the lens group 337. Here, the lens group 337 includes a cylindrical lens, and the light passing through the lens group 337 is changed from an elliptical shape in which the light beam cross section perpendicular to the optical axis changes from an ellipse that is long in the X direction to an ellipse that is long in the Y direction. In a state where the head unit 3 is located at a predetermined reference height with respect to the stage 21, the reflected light from the upper surface of the substrate 9 (assuming that the substrate 9 has an ideal thickness) is just circular. A quadrant sensor 338 is arranged at a position where Therefore, the height from the stage 21 at the position where the light beam on the upper surface of the substrate 9 is irradiated can be detected from the shape of the cross section of the reflected light at the light receiving position of the four-divided sensor 338 (that is, the astigmatism method). The height is detected by.) Actually, the quadrant sensor 338 is connected to the control unit 5, and the control unit 5 performs a predetermined calculation on the basis of the light intensity acquired in each light receiving region of the quadrant sensor 338, so that The height from the stage 21 at the irradiation position of the light beam is acquired. In the following description, a value detected by the detection unit 33 is referred to as a surface height. The detection of the surface height may be performed using other methods using light besides the astigmatism method.

また、検出ユニット33はパーティクル検出部34をさらに備える。図8はパーティクル検出部34の構成を示す図である。パーティクル検出部34は基板9の上面近傍に設けられるとともにY方向に長い(検出ユニット33のY方向の長さに近い長さ)1対の楕円ミラー341、および、楕円ミラー341と同様にY方向に伸びるラインセンサ342を有する。ZX平面に平行なある面上において基板9の上面上の光ビームの照射位置は、1対の楕円ミラー341の反射面341aを一部とする楕円(図8中にて二点鎖線にて示す。)の焦点と重なり、この位置における散乱光のうち反射面341aへと入射する光は、この楕円のもう1つの焦点に配置されるラインセンサ342に向けて反射される。ラインセンサ342は制御部5に接続され、ラインセンサ342にて取得される光強度を示す信号は、制御部5へと出力される。   The detection unit 33 further includes a particle detection unit 34. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the particle detector 34. The particle detection unit 34 is provided in the vicinity of the upper surface of the substrate 9 and is long in the Y direction (a length close to the length of the detection unit 33 in the Y direction), and a pair of elliptical mirrors 341 and the elliptical mirror 341 in the Y direction. A line sensor 342 extending in the vertical direction. The irradiation position of the light beam on the upper surface of the substrate 9 on a certain plane parallel to the ZX plane is an ellipse partially including the reflecting surface 341a of the pair of elliptical mirrors 341 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 8). .) Of the scattered light at this position and incident on the reflecting surface 341a is reflected toward the line sensor 342 disposed at the other focal point of the ellipse. The line sensor 342 is connected to the control unit 5, and a signal indicating the light intensity acquired by the line sensor 342 is output to the control unit 5.

図9は、塗布装置1が基板9上に塗布液を塗布する動作の流れを示す図である。図2の塗布装置1では、まず、外部の搬送機構により搬入される処理対象の基板9がステージ21上に載置されて吸引吸着により保持される。このとき、ヘッド部3は基板9の(−X)側に位置する。続いて、2つのヘッド昇降機構41によりヘッド部3が所定の基準高さに配置され、2つのヘッド移動機構42を駆動することにより、ヘッド部3が(+X)方向へと移動(主走査)を開始する(ステップS11)。これにより、複数の検出ユニット33がノズル部32に対して先行するように移動し、やがて検出ユニット33が基板9の上方へと到達する。   FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of an operation in which the coating apparatus 1 applies the coating liquid onto the substrate 9. In the coating apparatus 1 shown in FIG. 2, first, the substrate 9 to be processed, which is carried in by an external transport mechanism, is placed on the stage 21 and held by suction suction. At this time, the head unit 3 is located on the (−X) side of the substrate 9. Subsequently, the head unit 3 is arranged at a predetermined reference height by the two head lifting mechanisms 41, and the head unit 3 moves in the (+ X) direction by driving the two head moving mechanisms 42 (main scanning). Is started (step S11). As a result, the plurality of detection units 33 move so as to precede the nozzle portion 32, and eventually the detection unit 33 reaches above the substrate 9.

図7の各検出ユニット33では、基板9上における光のスポットがポリゴンミラー334によりY方向に高速に走査しつつヘッド部3の移動に伴って主走査方向にも移動し、各照射位置における正反射光が4分割センサ338に導かれて検出される。このとき、光のスポットのY方向への走査はヘッド部3の主走査に比べて十分に高速であるため、基板9の上面上においてポリゴンミラー334の1つの反射面による1回の走査により連続的に光ビームが照射されるライン状の領域(以下、「被検出領域」という。)は、Y方向にほぼ平行となり、ヘッド部3の移動に伴って被検出領域も主走査方向に移動する。制御部5では、各検出ユニット33に対応する被検出領域内において光ビームが照射される各位置のステージ21に対する表面高さが4分割センサ338からの出力に基づいて求められ、この被検出領域内の各位置における表面高さの集合が高さ情報として取得される(ステップS12)。このように、被検出領域の高さ情報は、実際には、制御部5の演算により最終的に取得されるが、制御部5では形式的な演算が行われるのみであることから、実質的には高さ情報は検出ユニット33(の4分割センサ338)において基板9の上面上の被検出領域に照射された光の反射光を受光することにより取得されるといえる。もちろん、各検出ユニット33に当該演算を行う電気的回路が設けられ、この回路にて基板9の表面高さを求める演算が行われてもよい。   In each detection unit 33 in FIG. 7, the spot of light on the substrate 9 is scanned in the Y direction at high speed by the polygon mirror 334, and is also moved in the main scanning direction along with the movement of the head unit 3. The reflected light is guided to the quadrant sensor 338 and detected. At this time, since the scanning of the light spot in the Y direction is sufficiently faster than the main scanning of the head unit 3, it is continuously performed on the upper surface of the substrate 9 by one scanning by one reflecting surface of the polygon mirror 334. In particular, a linear region irradiated with a light beam (hereinafter referred to as “detected region”) is substantially parallel to the Y direction, and the detected region moves in the main scanning direction as the head unit 3 moves. . In the control unit 5, the surface height with respect to the stage 21 at each position irradiated with the light beam in the detection area corresponding to each detection unit 33 is obtained based on the output from the quadrant sensor 338, and this detection area A set of surface heights at each position is acquired as height information (step S12). As described above, the height information of the detection area is actually finally obtained by the calculation of the control unit 5, but the control unit 5 only performs a formal calculation. In other words, it can be said that the height information is acquired by receiving the reflected light of the light irradiated to the detection area on the upper surface of the substrate 9 in the detection unit 33 (of the four-divided sensor 338). Of course, each detection unit 33 may be provided with an electric circuit for performing the calculation, and the calculation for obtaining the surface height of the substrate 9 may be performed in this circuit.

前述のように、実際には、図2のヘッド部3には6個の検出ユニット33がY方向に配列して設けられ、各検出ユニット33において被検出領域のY方向の幅は300ミリメートル(mm)とされる。したがって、基板9上の主走査方向のある位置において、基板9のY方向の長さに相当する1800mmの範囲に亘ってY方向に伸びるライン状の領域内の各位置に対して、いずれかの検出ユニット33により表面高さが取得されることとなる。ただし、複数の検出ユニット33は千鳥状に配列されるため、(+X)側の検出ユニット33の列と(−X)側の検出ユニット33の列とでは基板9上の主走査方向のある位置に対して高さ情報が求められる時刻は異なる(後述するパーティクルの検出において同様。)。   As described above, in actuality, six detection units 33 are arranged in the Y direction in the head unit 3 of FIG. 2, and the width of the detection region in the Y direction in each detection unit 33 is 300 millimeters ( mm). Therefore, at any position in the main scanning direction on the substrate 9, either one of the positions in the linear region extending in the Y direction over a range of 1800 mm corresponding to the length of the substrate 9 in the Y direction The surface height is acquired by the detection unit 33. However, since the plurality of detection units 33 are arranged in a staggered pattern, the position of the (+ X) side detection unit 33 and the (−X) side detection unit 33 in the main scanning direction on the substrate 9. However, the time at which the height information is obtained is different (the same applies to the detection of particles described later).

また、基板9の上面上の被検出領域内にパーティクルが存在する場合には、光ビームがパーティクルにより乱反射されて散乱光が図8の楕円ミラー341によりラインセンサ342へと導かれて検出される。これにより、検出ユニット33では被検出領域内の各位置における基板9の上面に付着するパーティクルの有無が検出される(ステップS13)。検出ユニット33における表面高さの取得およびパーティクルの検出は、ヘッド部3の主走査に並行して連続的に行われ、基板9の上面上の各位置における表面高さおよびパーティクルの有無を示す情報が制御部5の記憶部51に順次記憶される。なお、データ処理の能力を考慮して基板9上に形成される光のスポットの外径は約100マイクロメートル(μm)、ポリゴンミラー334の回転速度は毎分15000回転とされる。   When particles are present in the detection area on the upper surface of the substrate 9, the light beam is irregularly reflected by the particles, and the scattered light is guided to the line sensor 342 by the elliptical mirror 341 shown in FIG. . As a result, the detection unit 33 detects the presence or absence of particles adhering to the upper surface of the substrate 9 at each position in the detection area (step S13). The acquisition of the surface height and the detection of the particles in the detection unit 33 are continuously performed in parallel with the main scanning of the head unit 3, and information indicating the surface height and the presence / absence of particles at each position on the upper surface of the substrate 9. Are sequentially stored in the storage unit 51 of the control unit 5. In consideration of the data processing capability, the outer diameter of the light spot formed on the substrate 9 is about 100 micrometers (μm), and the rotational speed of the polygon mirror 334 is 15000 revolutions per minute.

スリットノズル321が基板9上の所定の塗布開始位置の上方へと到達すると、基板9の上面に近接する吐出口321aからの塗布液の吐出が開始される。ここで、図5のスリットノズル321の吐出口321aに対向する基板9の上面上の吐出位置と、吐出口321aにほぼ平行な各被検出領域とは、Y方向に垂直かつ基板9の上面に沿う主走査方向に関して、対応する検出ユニット33のヘッド支持板31への取り付け位置に応じた距離だけ離れており、被検出領域は吐出位置に対して先行して主走査方向に移動する。塗布装置1では、基板9上の吐出位置が主走査方向のある位置へと到達した際に、この位置に対して複数の検出ユニット33により先行して取得された基板9の上面のY方向の表面高さの変化に基づいて複数の圧電素子351の駆動が制御され、1対の圧電素子351が取り付けられたノズル部32のY方向(長手方向)の各部位に基板9の上面に垂直なZ方向に力が作用する。すなわち、吐出口321aからの塗布液の吐出に並行して、吐出口321aが形成されるスリットノズル321の下端面を、対向する基板9の上面のY方向に関する表面高さの変化(低周波成分の変化)におよそ倣うように各1対の圧電素子351が伸縮してノズル部32を撓ませる(ステップS14)。これにより、基板9の上面と吐出口321aとの間の間隔が所定の目標間隔に可能な範囲で近づけられる。   When the slit nozzle 321 reaches above a predetermined application start position on the substrate 9, the discharge of the application liquid from the discharge port 321 a close to the upper surface of the substrate 9 is started. Here, the discharge position on the upper surface of the substrate 9 facing the discharge port 321a of the slit nozzle 321 in FIG. 5 and each detected region substantially parallel to the discharge port 321a are perpendicular to the Y direction and on the upper surface of the substrate 9. With respect to the main scanning direction, the distance corresponding to the attachment position of the corresponding detection unit 33 to the head support plate 31 is separated, and the detection area moves in the main scanning direction in advance of the ejection position. In the coating apparatus 1, when the discharge position on the substrate 9 reaches a certain position in the main scanning direction, the Y-direction of the upper surface of the substrate 9 acquired in advance by the plurality of detection units 33 with respect to this position. The driving of the plurality of piezoelectric elements 351 is controlled based on the change in the surface height, and each part in the Y direction (longitudinal direction) of the nozzle portion 32 to which the pair of piezoelectric elements 351 is attached is perpendicular to the upper surface of the substrate 9. A force acts in the Z direction. That is, in parallel with the discharge of the coating liquid from the discharge port 321a, the lower end surface of the slit nozzle 321 in which the discharge port 321a is formed changes the surface height in the Y direction of the upper surface of the opposite substrate 9 (low frequency component). Each pair of piezoelectric elements 351 expands and contracts to bend the nozzle portion 32 so as to approximately follow (change in the above) (step S14). Thereby, the space | interval between the upper surface of the board | substrate 9 and the discharge outlet 321a is closely approached to the predetermined target space | interval.

塗布装置1では、例えば、Y方向の長さが約2mであるノズル部32に対して、基板9の上面と吐出口321aとの間の目標間隔は80〜100μmとされる。通常、Y方向に関して基板9の上面の形状は1〜2カ所にてノズル部32側に凸または凹となっており、凸部と凹部との表面高さの差も20μm程度である。したがって、各1対の圧電素子351を僅かに伸縮させるのみにより、図6のノズル部32のY方向に沿う5カ所の部位に基板9の上面に垂直な方向に力を作用させ、スリットノズル321の下端面の撓みを最大2カ所で凸または最大2カ所で凹として吐出口321aとステージ21との間の間隔を部分的に変更し、基板9の上面の主走査方向の高さの変化に対しては、全ての圧電素子351を駆動して吐出口321aとステージ21との間の間隔を全体的に変更することにより、スリットノズル321の下端面の撓みを通常の基板9の表面の形状におよそ沿わせることが可能となる。これにより、基板9の上面と吐出口321aとの間の間隔のばらつきが低減され、基板9上に塗布液が均一の厚さにて精度よく塗布される。   In the coating apparatus 1, for example, the target interval between the upper surface of the substrate 9 and the discharge port 321a is set to 80 to 100 μm with respect to the nozzle portion 32 having a length in the Y direction of about 2 m. Usually, the shape of the upper surface of the substrate 9 in the Y direction is convex or concave toward the nozzle portion 32 at one or two locations, and the difference in surface height between the convex portion and the concave portion is about 20 μm. Accordingly, by slightly expanding and contracting each pair of piezoelectric elements 351, force is applied to the five portions along the Y direction of the nozzle portion 32 in FIG. The bottom surface of the substrate 9 is convex at a maximum of two locations or concave at a maximum of two locations, and the interval between the discharge port 321a and the stage 21 is partially changed to change the height of the upper surface of the substrate 9 in the main scanning direction. On the other hand, all the piezoelectric elements 351 are driven to change the distance between the discharge port 321a and the stage 21 as a whole, so that the bending of the lower end surface of the slit nozzle 321 is changed to the shape of the surface of the normal substrate 9. It will be possible to follow along. Thereby, the dispersion | variation in the space | interval between the upper surface of the board | substrate 9 and the discharge outlet 321a is reduced, and a coating liquid is apply | coated to the board | substrate 9 with a uniform thickness with high precision.

また、塗布途上において、例えば、検出ユニット33により取得される被検出領域内のいずれかの位置の表面高さが、圧電素子351の制御を行ってもスリットノズル321が基板9に接触すると想定される高さ以上である場合には(ステップS15)、制御部5が図3のヘッド昇降機構41を駆動することによりヘッド部3が上昇され、ノズル部32とステージ21上の基板9とが離間される(ステップS15a)。このように、塗布装置1では被検出領域の表面高さの最大値が予め定められた値以上であるとしてエラーが検出された場合に、スリットノズル321の基板9への接触が回避されることにより、スリットノズル321が基板9に接触してスリットノズル321が損傷することが防止される。スリットノズル321の基板9への接触の回避が行われた場合には、表示部52にその旨が表示されて操作者に報告されるとともにヘッド部3の移動が停止される(ステップS17)。   Further, during the application, for example, it is assumed that the surface height at any position within the detection region acquired by the detection unit 33 causes the slit nozzle 321 to contact the substrate 9 even if the piezoelectric element 351 is controlled. 3 (step S15), the control unit 5 drives the head lifting mechanism 41 in FIG. 3 to raise the head unit 3, and the nozzle unit 32 and the substrate 9 on the stage 21 are separated from each other. (Step S15a). Thus, in the coating apparatus 1, when an error is detected on the assumption that the maximum value of the surface height of the detection area is equal to or greater than a predetermined value, the contact of the slit nozzle 321 with the substrate 9 is avoided. This prevents the slit nozzle 321 from coming into contact with the substrate 9 and damaging the slit nozzle 321. When the contact of the slit nozzle 321 with the substrate 9 is avoided, the fact is displayed on the display unit 52 and reported to the operator, and the movement of the head unit 3 is stopped (step S17).

さらに、塗布途上において、ラインセンサ342によりパーティクルが検出され、かつ、4分割センサ338にて取得される被検出領域の表面高さの最大値が予め定められた値以上であるとしてエラーが検出された場合にも(ステップS15)、制御部5がヘッド昇降機構41を駆動することによりヘッド部3が上昇する(ステップS15a)。例えば、ラインセンサ342により基板9の上面上にパーティクルの存在が検出され、かつ、基板9の厚さが理想的なものであると仮定して被検出領域の表面高さの最大値に基づいて推定されるパーティクルの高さが60μm以上である場合に、ノズル部32とステージ21上の基板9とが離間される。このようにして、スリットノズル321のパーティクルへの接触が回避されることにより、スリットノズル321がパーティクルに接触してスリットノズル321が損傷することが防止される。スリットノズル321のパーティクルへの接触の回避が行われた場合には、表示部52にその旨が表示されて操作者に報告されるとともにヘッド部3の移動が停止される(ステップS17)。   Further, during the coating process, particles are detected by the line sensor 342, and an error is detected as the maximum value of the surface height of the detection area acquired by the quadrant sensor 338 is equal to or greater than a predetermined value. Also in the case (step S15), the control unit 5 drives the head lifting mechanism 41 to raise the head unit 3 (step S15a). For example, the presence of particles on the upper surface of the substrate 9 is detected by the line sensor 342, and the thickness of the substrate 9 is assumed to be ideal, based on the maximum value of the surface height of the detection area. When the estimated particle height is 60 μm or more, the nozzle portion 32 and the substrate 9 on the stage 21 are separated from each other. In this way, the contact of the slit nozzle 321 with the particles is avoided, thereby preventing the slit nozzle 321 from coming into contact with the particles and damaging the slit nozzle 321. When the contact of the slit nozzle 321 with the particles is avoided, the fact is displayed on the display unit 52 and reported to the operator, and the movement of the head unit 3 is stopped (step S17).

なお、検出ユニット33により基板9上に外径100μmの光のスポットが形成される場合に、大きさが100μm未満(例えば、60μm程度)のパーティクルが基板9上に存在するとしても、4分割センサ338にて当該パーティクルからの反射光がある程度検出される限り、当該パーティクルのおよその高さは検出可能である。   When a spot of light having an outer diameter of 100 μm is formed on the substrate 9 by the detection unit 33, even if particles having a size of less than 100 μm (for example, about 60 μm) are present on the substrate 9, the four-divided sensor As long as the reflected light from the particle is detected to some extent at 338, the approximate height of the particle can be detected.

塗布装置1ではヘッド部3の主走査方向への移動を継続しつつ、上記ステップS12〜S14の動作およびステップS15のエラー判定が繰り返し行われ、スリットノズル321が基板9上の塗布停止位置の上方へと到達すると(ステップS16)、吐出口321aからの塗布液の吐出が停止されるとともにヘッド部3の主走査も停止され、塗布装置1による基板9上への塗布液の塗布動作が終了する(ステップS17)。   In the coating apparatus 1, the operation in steps S 12 to S 14 and the error determination in step S 15 are repeatedly performed while the head unit 3 continues to move in the main scanning direction, and the slit nozzle 321 is positioned above the coating stop position on the substrate 9. (Step S16), the discharge of the coating liquid from the discharge port 321a is stopped and the main scanning of the head unit 3 is also stopped, and the coating liquid coating operation on the substrate 9 by the coating apparatus 1 is completed. (Step S17).

塗布動作が終了すると、記憶部51にて記憶される基板9の上面上の各位置における表面高さおよびパーティクルの有無を示す情報が表示部52にて表示される。そして、これらの情報から、高さが低く(すなわち、スリットノズル32との接触を回避するほどではない高さであり)かつ面積が大きいパーティクルが存在する、あるいは、高さが低くかつ面積も小さいが多数のパーティクルが存在すると認められる場合に、基板9が不良品と判断され、必要に応じて基板9に対してリワーク工程等が行われる。なお、基板9の上面上の各位置における表面高さおよびパーティクルの有無を示す情報は、基板9の良否の判断以外に基板9に対する後続の処理に利用されてもよい。   When the coating operation is completed, information indicating the surface height and the presence / absence of particles at each position on the upper surface of the substrate 9 stored in the storage unit 51 is displayed on the display unit 52. From these pieces of information, there are particles having a low height (that is, a height that does not avoid contact with the slit nozzle 32) and a large area, or a low height and a small area. Is recognized as having a large number of particles, the substrate 9 is determined to be defective, and a rework process or the like is performed on the substrate 9 as necessary. Information indicating the surface height and the presence / absence of particles at each position on the upper surface of the substrate 9 may be used for subsequent processing on the substrate 9 in addition to determining whether the substrate 9 is good or bad.

以上のように、図1の塗布装置1では、検出ユニット33が被検出領域上にて光のスポットをY方向に走査させることにより、Y方向に関する被検出領域内の各位置における正確な表面高さが順次取得される。そして、検出ユニット33からの出力に基づく制御部5の制御により、ノズル変形機構35が基板9の上面の形状に合わせてノズル部32を適切な形状に撓ませるとともに、ノズル部32の全体をZ方向に移動する。これにより、塗布装置1では基板9の上面と吐出口321aとの間の間隔のばらつきを低減して、基板9上に塗布液を精度よく塗布することができる。また、塗布途上において、検出ユニット33により取得される表面高さの最大値が所定の値以上である場合にヘッド昇降機構41が制御されることにより、ノズル部32の基板9への接触が回避され、さらに、検出ユニット33により所定の高さ以上のパーティクルが検出された場合にも、ノズル部32のパーティクルへの接触が回避される。これにより、ノズル部32が基板9またはパーティクルに接触してノズル部32が損傷することが防止される。   As described above, in the coating apparatus 1 of FIG. 1, the detection unit 33 scans the spot of light on the detection area in the Y direction, so that an accurate surface height at each position in the detection area in the Y direction is obtained. Are acquired sequentially. Then, under the control of the control unit 5 based on the output from the detection unit 33, the nozzle deformation mechanism 35 bends the nozzle unit 32 into an appropriate shape according to the shape of the upper surface of the substrate 9, and the entire nozzle unit 32 is Z Move in the direction. Thereby, in the coating apparatus 1, the dispersion | variation in the space | interval between the upper surface of the board | substrate 9 and the discharge outlet 321a can be reduced, and a coating liquid can be apply | coated on the board | substrate 9 with a sufficient precision. Further, in the course of application, when the maximum value of the surface height acquired by the detection unit 33 is equal to or greater than a predetermined value, the head lifting mechanism 41 is controlled to avoid contact of the nozzle portion 32 with the substrate 9. Further, even when the detection unit 33 detects a particle having a predetermined height or higher, the nozzle unit 32 is prevented from contacting the particle. Thereby, it is prevented that the nozzle part 32 contacts the board | substrate 9 or a particle, and the nozzle part 32 is damaged.

このように、塗布装置1では、制御部5がノズル部32および検出ユニット33の移動に伴って吐出口321aから塗布液を吐出させつつ、検出ユニット33からの高さ情報に基づいてノズル変形機構35を制御して吐出口321aとステージ21との間の間隔を部分的にまたは全体的に微小に変更し、また、ヘッド昇降機構41を制御して吐出口321aとステージ21との間の間隔を大きく変更することにより、基板9上への塗布液の塗布を適切に行うことが実現される。なお、ノズル部32の基板9またはパーティクルへの接触の回避は、ヘッド昇降機構41によるノズル部32の上昇に代えて、制御部5によるヘッド移動機構42の停止により実現することも可能である。   As described above, in the coating apparatus 1, the control unit 5 discharges the coating liquid from the discharge port 321 a as the nozzle unit 32 and the detection unit 33 move, and the nozzle deformation mechanism based on the height information from the detection unit 33. 35, the interval between the discharge port 321 a and the stage 21 is changed partially or entirely minutely, and the head lift mechanism 41 is controlled to control the interval between the discharge port 321 a and the stage 21. It is realized that the coating liquid is appropriately applied onto the substrate 9 by greatly changing. The avoidance of contact of the nozzle portion 32 with the substrate 9 or the particles can be realized by stopping the head moving mechanism 42 by the control portion 5 instead of raising the nozzle portion 32 by the head lifting mechanism 41.

また、図5のヘッド部3では、ノズル支持部311によりノズル部32およびノズル変形機構35が基板9側から離間可能な状態で当接して支持される。これにより、上記のように基板9に近接して設けられるノズル部32を基板9の上面の形状に合わせて柔軟に撓ませて基板9上に塗布される塗布液の厚さのばらつきを低減しつつ、万一、想定しない要因によりノズル部32が基板9やパーティクルに接触した場合であっても、ノズル部32およびノズル変形機構35がノズル支持部311から離間してノズル部32への衝撃が緩和されることにより、ノズル部32の損傷を軽減することができる。   Further, in the head portion 3 of FIG. 5, the nozzle portion 32 and the nozzle deformation mechanism 35 are in contact with and supported by the nozzle support portion 311 in a state where they can be separated from the substrate 9 side. As a result, the nozzle portion 32 provided close to the substrate 9 as described above is flexibly bent in accordance with the shape of the upper surface of the substrate 9 to reduce variations in the thickness of the coating liquid applied on the substrate 9. However, even if the nozzle part 32 comes into contact with the substrate 9 or particles due to an unforeseen factor, the nozzle part 32 and the nozzle deformation mechanism 35 are separated from the nozzle support part 311 and an impact is applied to the nozzle part 32. By being relaxed, damage to the nozzle portion 32 can be reduced.

さらに、塗布装置1では、塗布途上においてパーティクル検出部34により取得されるパーティクルの検出結果が記憶部51にて記憶される。ここで、基板への塗布液の塗布前または塗布後に他の検査装置にて基板上のパーティクルの検査を行う場合には、塗布装置と検査装置との間で基板を搬送する必要があるが、ガラス基板では搬送途上において端部等が容易に損傷してしまうため、基板の搬送回数を減少させることが望ましい。これに対し、塗布装置1では基板9上に塗布液を塗布しつつ基板9上のパーティクルが検出されるため、他の検査装置における基板9上のパーティクルの検査を省略してフラットパネル表示装置の製造に係る処理の簡略化を図りつつ、基板9の搬送回数を減少させることができる。   Further, in the coating apparatus 1, the particle detection result acquired by the particle detection unit 34 during the application is stored in the storage unit 51. Here, when performing inspection of particles on the substrate in another inspection device before or after application of the coating liquid to the substrate, it is necessary to transport the substrate between the coating device and the inspection device, In the case of a glass substrate, an end portion or the like is easily damaged during the transfer, so it is desirable to reduce the number of times the substrate is transferred. On the other hand, in the coating apparatus 1, particles on the substrate 9 are detected while applying the coating liquid onto the substrate 9, so that the inspection of the particles on the substrate 9 in other inspection apparatuses is omitted, and the flat panel display device The number of times of transporting the substrate 9 can be reduced while simplifying the processing related to the manufacturing.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.

基板9上の被検出領域の高さ情報の取得は光を利用しない他の手法により実現されてもよいが、検出ユニット33では、被検出領域に照射された光の反射光を受光することにより被検出領域の高さ情報が非接触式にて容易に取得される。   Acquisition of the height information of the detection area on the substrate 9 may be realized by other methods that do not use light, but the detection unit 33 receives reflected light of the light irradiated to the detection area. The height information of the detection area can be easily acquired by a non-contact method.

上記実施の形態では、検出ユニット33によりY方向に関する被検出領域内の各位置における表面高さが取得されるが、ノズル部32を基板9の上面の形状に合わせて撓ませるという観点では、検出ユニット33では被検出領域における表面高さのY方向に関する変化を取得すれば足りる。   In the above embodiment, the detection unit 33 acquires the surface height at each position in the detected region in the Y direction. From the viewpoint of bending the nozzle portion 32 according to the shape of the upper surface of the substrate 9, detection is performed. In the unit 33, it is sufficient to acquire a change in the Y direction of the surface height in the detection area.

上記実施の形態では、複数の圧電素子351を駆動することにより、ノズル部32の長手方向に沿う5カ所の部位に対して基板9の上面に垂直なZ方向に力が作用するが、ノズル部32の撓みを基板9の上面の形状にある程度沿わせるという観点では、力の作用を受けるノズル部32の部位は3カ所以上であれば足り、ノズル部32の撓みをより精度よく基板9の上面の形状に沿わせるには、ノズル部32の長手方向に沿う5カ所以上の部位に対してZ方向に力を作用させることが好ましい。   In the above embodiment, by driving the plurality of piezoelectric elements 351, force acts in the Z direction perpendicular to the upper surface of the substrate 9 with respect to five portions along the longitudinal direction of the nozzle portion 32. From the viewpoint that the deflection of the nozzle 32 conforms to the shape of the upper surface of the substrate 9 to some extent, it is sufficient that the number of portions of the nozzle portion 32 receiving the action of the force is three or more, and the deflection of the nozzle portion 32 can be more accurately performed. It is preferable to apply a force in the Z direction to five or more portions along the longitudinal direction of the nozzle portion 32 in order to follow the shape of the nozzle portion 32.

また、ノズル部32を変形させるノズル変形機構35として圧電素子351以外に、例えば、モータや圧縮空気を用いるものを利用することも可能であるが、ノズル変形機構35の構成を簡素化するには圧電素子を利用することが好ましい。この場合に、必ずしもノズル部32の力の作用を受ける全ての部位を圧電素子にてZ方向に強制的に変位させて力を作用させる必要はなく、例えば、3カ所の部位のうち中央にのみ圧電素子が設けられるとともに他の2つの部位はZ方向に関して当該圧電素子に対して相対的に固定されて(例えば、ヒンジ支持されて)1つの圧電素子の駆動のみにより各部位にZ方向の力を作用させてもよく、また、中央の部位のみが両側の2つの部位にそれぞれ設けられる2つの圧電素子に対してZ方向に関して相対的に固定されてもよい。このように、ノズル部32の長手方向に沿う3カ所以上の部位の少なくとも1つが、圧電素子の駆動により力の作用を受けることにより、ノズル変形機構の簡素化を図りつつノズル部32を変形することが実現される。   In addition to the piezoelectric element 351, for example, a device using a motor or compressed air can be used as the nozzle deformation mechanism 35 that deforms the nozzle portion 32, but in order to simplify the configuration of the nozzle deformation mechanism 35. It is preferable to use a piezoelectric element. In this case, it is not always necessary to force all the parts that receive the action of the force of the nozzle portion 32 to be displaced in the Z direction by the piezoelectric element, for example, only at the center of the three parts. A piezoelectric element is provided and the other two parts are fixed relative to the piezoelectric element in the Z direction (for example, supported by a hinge), and a force in the Z direction is applied to each part only by driving one piezoelectric element. Alternatively, only the central part may be fixed relative to the two piezoelectric elements respectively provided at the two parts on both sides in the Z direction. In this way, at least one of the three or more portions along the longitudinal direction of the nozzle portion 32 is subjected to a force action by driving the piezoelectric element, thereby deforming the nozzle portion 32 while simplifying the nozzle deformation mechanism. Is realized.

さらに、要求される塗布精度によっては、ノズル変形機構35の駆動は必ずしも検出ユニット33からの出力に基づいて制御される必要はなく、例えば、塗布装置1において検出ユニット33を省略するとともに、他の装置において取得される基板9の上面の形状(すなわち、基板9の厚さの分布)を示す情報が記憶部51にて記憶され、この情報に基づいてノズル変形機構35が制御されてもよい。すなわち、ノズル変形機構35が、ノズル変形機構35の外部からの信号に基づいてノズル部32の長手方向に沿う3カ所以上の部位にZ方向に力を作用させることにより、基板9上への塗布液の適切な塗布が実現される。この場合、基板9を保持する保持部はステージ21以外に、基板9の下面に当接して基板9を支持する支持ピン等であってもよい。   Furthermore, depending on the required application accuracy, the drive of the nozzle deformation mechanism 35 does not necessarily need to be controlled based on the output from the detection unit 33. For example, the detection unit 33 is omitted from the application apparatus 1, and Information indicating the shape of the upper surface of the substrate 9 (that is, the thickness distribution of the substrate 9) acquired in the apparatus may be stored in the storage unit 51, and the nozzle deformation mechanism 35 may be controlled based on this information. That is, the nozzle deforming mechanism 35 applies a force in the Z direction to three or more portions along the longitudinal direction of the nozzle portion 32 based on a signal from the outside of the nozzle deforming mechanism 35, thereby applying onto the substrate 9. Appropriate application of the liquid is realized. In this case, the holding unit that holds the substrate 9 may be a support pin or the like that supports the substrate 9 in contact with the lower surface of the substrate 9 in addition to the stage 21.

塗布装置1では、ヘッド移動機構42によりヘッド部3がステージ21に対して主走査方向に移動するが、ヘッド部3が固定され、ステージ21がヘッド部3に対して主走査方向に移動してもよい。すなわち、ヘッド部3は主走査方向にステージ21に対して相対的に移動すればよい。   In the coating apparatus 1, the head unit 3 is moved in the main scanning direction with respect to the stage 21 by the head moving mechanism 42, but the head unit 3 is fixed and the stage 21 is moved in the main scanning direction with respect to the head unit 3. Also good. That is, the head unit 3 may be moved relative to the stage 21 in the main scanning direction.

塗布装置1はフラットパネル表示装置用の大型のガラス基板への塗布液の塗布に特に適しているが、ガラス基板以外に半導体基板やプリント配線基板への塗布液の塗布に利用されてもよい。   The coating apparatus 1 is particularly suitable for coating a coating liquid on a large glass substrate for a flat panel display device, but may be used for coating a coating liquid on a semiconductor substrate or a printed wiring board other than the glass substrate.

塗布装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a coating device. 塗布装置の本体を示す平面図である。It is a top view which shows the main body of a coating device. 塗布装置の本体を示す正面図である。It is a front view which shows the main body of a coating device. ヘッド昇降機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a head raising / lowering mechanism. ヘッド部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a head part. 図5中の矢印A−Aにて示す位置におけるヘッド部の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the head part in the position shown by arrow AA in FIG. 検出ユニットの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of a detection unit. パーティクル検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a particle detection part. 塗布装置が基板上に塗布液を塗布する動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement in which a coating device apply | coats a coating liquid on a board | substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1 塗布装置
21 ステージ
32 ノズル部
33 検出ユニット
35 ノズル変形機構
42 ヘッド移動機構
311 ノズル支持部
321a 吐出口
351 圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coating device 21 Stage 32 Nozzle part 33 Detection unit 35 Nozzle deformation mechanism 42 Head moving mechanism 311 Nozzle support part 321a Discharge port 351 Piezoelectric element

Claims (5)

基板上に塗布液を塗布する塗布装置であって、
基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持される基板の主面に近接するとともに前記主面に沿う第1の方向に伸びるライン状の吐出口を有し、前記吐出口から前記主面に向けて所定の塗布液を吐出するノズル部と、
外部からの信号に基づいて前記ノズル部の前記第1の方向に沿う3カ所以上の部位に前記主面に垂直な方向に力を作用させることにより、前記ノズル部を撓ませるノズル変形機構と、
前記ノズル部および前記ノズル変形機構を前記基板側から離間可能な状態で当接して支持するノズル支持部と、
前記ノズル部、前記ノズル変形機構および前記ノズル支持部を、前記第1の方向におよそ垂直かつ前記主面に沿う第2の方向に前記保持部に対して相対的に移動する移動機構と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
A coating apparatus for coating a coating liquid on a substrate,
A holding unit for holding the substrate;
It has a line-shaped discharge port that is close to the main surface of the substrate held by the holding unit and extends in the first direction along the main surface, and a predetermined coating liquid is applied from the discharge port toward the main surface. A nozzle for discharging;
A nozzle deformation mechanism that bends the nozzle portion by applying a force in a direction perpendicular to the main surface to three or more portions along the first direction of the nozzle portion based on an external signal;
A nozzle support part that abuts and supports the nozzle part and the nozzle deformation mechanism in a state of being able to be separated from the substrate side;
A moving mechanism that moves the nozzle portion, the nozzle deformation mechanism, and the nozzle support portion relative to the holding portion in a second direction approximately perpendicular to the first direction and along the main surface;
A coating apparatus comprising:
請求項1に記載の塗布装置であって、
前記ノズル変形機構が、前記ノズル部の前記第1の方向に沿う5カ所以上の部位に前記主面に垂直な方向に力を作用させることを特徴とする塗布装置。
The coating apparatus according to claim 1,
The coating apparatus, wherein the nozzle deformation mechanism applies a force in a direction perpendicular to the main surface to five or more portions along the first direction of the nozzle portion.
請求項1または2に記載の塗布装置であって、
前記3カ所以上の部位の少なくとも1つが、前記ノズル変形機構が有する圧電素子の駆動により力の作用を受けることを特徴とする塗布装置。
The coating apparatus according to claim 1 or 2,
An application apparatus, wherein at least one of the three or more portions is subjected to a force by driving a piezoelectric element included in the nozzle deformation mechanism.
請求項1ないし3のいずれかに記載の塗布装置であって、
前記保持部が前記基板が載置されるステージであり、
前記塗布装置が、前記吐出口に対向する前記主面上の吐出位置から前記第2の方向に所定の距離だけ離れた前記主面上の領域であって、前記吐出口に平行なライン状の被検出領域における前記ステージに対する表面高さの前記第1の方向に関する変化を取得する高さ検出部をさらに備え、
前記移動機構が、前記被検出領域を前記吐出位置よりも先行させて前記ノズル部、前記ノズル変形機構および前記ノズル支持部と共に前記高さ検出部を前記第2の方向に前記ステージに対して相対的に移動し、
前記ノズル変形機構が、前記高さ検出部からの出力に基づいて前記ノズル部を撓ませることを特徴とする塗布装置。
The coating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The holding unit is a stage on which the substrate is placed;
The coating device is a region on the main surface that is separated from the discharge position on the main surface facing the discharge port by a predetermined distance in the second direction, and has a line shape parallel to the discharge port. A height detector for acquiring a change in the first direction of the surface height relative to the stage in the detection region;
The moving mechanism moves the detection area relative to the stage in the second direction together with the nozzle section, the nozzle deformation mechanism, and the nozzle support section with the detected area preceding the discharge position. Move
The said nozzle deformation | transformation mechanism bends the said nozzle part based on the output from the said height detection part, The coating device characterized by the above-mentioned.
請求項1ないし4のいずれかに記載の塗布装置であって、
前記基板がフラットパネル表示装置用のガラス基板であることを特徴とする塗布装置。
The coating apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A coating apparatus, wherein the substrate is a glass substrate for a flat panel display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008229492A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Toray Ind Inc Coating liquid applicator
CN105817397A (en) * 2016-05-30 2016-08-03 深圳市劲拓自动化设备股份有限公司 Glue dispensing device

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