JP2013192980A - Coating apparatus and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for coating a coating liquid on a surface of a substrate.
例えば、有機EL表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、太陽電池用パネル基板、PDP用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する場合においては、基板の表面と近接した状態で水平方向に移動することにより、この基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルが使用される。このような矩形状の基板にスリットノズルを使用して塗布液を塗布するときには、特に、その四隅の領域である角部に塗布された塗布液の膜厚を均一化し得ないという問題が生じやすい。 For example, a coating solution is applied to the surface of a rectangular substrate such as a glass substrate for an organic EL display device, a glass substrate for a liquid crystal display device, a panel substrate for a solar cell, a glass substrate for a PDP, a glass substrate for a photomask, or a substrate for an optical disk. In this case, a slit nozzle that applies a coating solution to the surface of the substrate by moving in the horizontal direction in a state of being close to the surface of the substrate is used. When applying a coating liquid to such a rectangular substrate using a slit nozzle, there is a problem that the film thickness of the coating liquid applied to the corners that are the four corner areas cannot be made uniform. .
このため、従来においては、スリットノズルの形状を最適化するという対応がとられている。また、特許文献1においては、スリットノズルにおけるノズル本体の端面にサイドプレートを取り付け、このサイドプレートを利用することにより、基板上に形成される薄膜の両端部付近の膜厚の低下を防止するようにしたスリットノズルを備えた基板処理装置が開示されている。 For this reason, conventionally, a countermeasure has been taken to optimize the shape of the slit nozzle. Further, in Patent Document 1, a side plate is attached to the end face of the nozzle body in the slit nozzle, and by using this side plate, a decrease in film thickness near both ends of the thin film formed on the substrate is prevented. A substrate processing apparatus having a slit nozzle is disclosed.
特許文献1に記載された基板処理装置は、薄膜の両端部の膜厚を考慮したものであり、基板の角部の膜厚に注目したものではない。また、スリットノズルの構成を最適化することにより基板の角部に塗布される塗布液の膜厚を制御しようとしても、塗布液の粘度等の条件が大きく異なった場合には、スリットノズル自体を変更する必要が生ずることから、ノズル製作のためのコストが高額となる。 The substrate processing apparatus described in Patent Document 1 considers the film thickness at both ends of the thin film, and does not pay attention to the film thickness at the corners of the substrate. In addition, even if it is attempted to control the film thickness of the coating liquid applied to the corners of the substrate by optimizing the configuration of the slit nozzle, if the conditions such as the viscosity of the coating liquid are greatly different, the slit nozzle itself is changed. Since it is necessary to change, the cost for manufacturing the nozzle is high.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、基板の角部における塗布液の膜厚を適切に維持することが可能な塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a coating apparatus and a coating method capable of appropriately maintaining the film thickness of the coating solution at the corners of the substrate while having a simple configuration. For the purpose.
請求項1に記載の発明は、矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置において、前記基板を載置するステージと、前記ステージに載置された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動することにより前記基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルと、前記ステージに載置された基板の角部を昇降させる角部昇降機構と、前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 The invention described in claim 1 is a coating apparatus that applies a coating liquid to a surface of a rectangular substrate, and a stage on which the substrate is placed, and a state in which the substrate is placed close to the surface of the substrate placed on the stage. A slit nozzle that applies a coating liquid to the surface of the substrate by moving in a horizontal direction relative to the substrate, a corner lifting mechanism that lifts and lowers a corner of the substrate placed on the stage, and the corner And a controller for controlling the amount of elevation of the corners of the substrate by the part elevation mechanism.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ステージは、当該ステージに載置された基板の角部に対応する位置に開口部を有するとともに、前記角部昇降機構は、前記開口部内に配設され前記ステージに載置された基板の角部の下面を吸着保持する吸着盤と、前記開口部内に配設され前記吸着盤を昇降させる昇降部とを備える。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the stage has an opening at a position corresponding to the corner of the substrate placed on the stage, and the corner lifting mechanism is A suction plate that sucks and holds the lower surface of the corner portion of the substrate placed in the opening and placed on the stage; and a lifting unit that is placed in the opening and lifts and lowers the suction plate.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記ステージの表面には、前記基板を吸着保持するための吸着溝が形成されるとともに、前記開口部は、前記吸着溝の外側領域に形成される。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a suction groove for sucking and holding the substrate is formed on the surface of the stage, and the opening is formed by the suction groove. Formed in the outer region.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明において、前記基板に塗布される塗布液の種類と前記角部の高さ位置との関係を示す相関データを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶した相関データに基づいて前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the correlation data indicates the relationship between the type of the coating liquid applied to the substrate and the height position of the corner portion. The control unit controls the amount of elevation of the corners of the substrate by the corner elevation mechanism based on the correlation data stored in the storage unit.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記ステージに対する前記基板の角部の高さ位置を測定するセンサを備える。 A fifth aspect of the present invention includes the sensor according to the fourth aspect of the present invention, wherein the sensor measures a height position of a corner portion of the substrate with respect to the stage.
請求項6に記載の発明は、矩形状の基板の表面に塗布液を塗布する塗布方法において、前記基板をステージ上に搬入する搬入工程と、前記基板をステージ上に吸着保持する吸着保持工程と、前記ステージ上に吸着保持された基板の角部を、その下面より吸着保持して昇降させる角部昇降工程と、スリットノズルを前記ステージに吸着保持された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動させることにより、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、前記基板の吸着保持を停止して、前記基板をステージ上から搬出する搬出工程とを備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a coating method for coating a surface of a rectangular substrate with a coating solution, a loading step for loading the substrate onto a stage, and a suction holding step for sucking and holding the substrate on the stage. A corner raising / lowering step of raising and lowering a corner portion of the substrate sucked and held on the stage by sucking and holding the substrate from its lower surface; The coating step of applying a coating solution to the surface of the substrate by moving the substrate relative to the horizontal direction, and the unloading step of stopping the adsorption holding of the substrate and unloading the substrate from the stage. It is characterized by having.
請求項1および請求項6に記載の発明によれば、基板の角部を昇降させることにより、塗布液の性質が大きく異なった場合においても、基板の角部における塗布液の膜厚を適切に維持することが可能となる。 According to the first and sixth aspects of the present invention, by raising and lowering the corners of the substrate, the film thickness of the coating solution at the corners of the substrate is appropriately adjusted even when the properties of the coating solution are greatly different. Can be maintained.
請求項2に記載の発明によれば、基板の角部をステージに形成された開口部内に配置した吸着盤により好適に昇降させることが可能となる。 According to invention of Claim 2, it becomes possible to raise / lower suitably the corner | angular part of a board | substrate with the suction disk arrange | positioned in the opening part formed in the stage.
請求項3に記載の発明によれば、吸着溝の作用によりステージ上に吸着保持された基板の角部を、その外側に形成された開口部内に配置される吸着盤により昇降させることが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the corner of the substrate sucked and held on the stage by the action of the suction groove can be lifted and lowered by the suction disk disposed in the opening formed on the outside thereof. Become.
請求項4に記載の発明によれば、塗布液の種類に応じて、基板の角部の昇降量を適切な値に設定することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to set the amount of elevation of the corners of the substrate to an appropriate value according to the type of the coating liquid.
請求項5に記載の発明によれば、センサにより角部昇降機構による基板の角部の昇降量を確認して、昇降量を適切な値に設定することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to check the amount of elevation of the corner portion of the substrate by the corner elevation mechanism by the sensor and set the amount of elevation to an appropriate value.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係る塗布装置の斜視図である。また、図2は、この発明に係る塗布装置の側面概要図である。なお、図1においては、後述するノズル洗浄機構31およびプリディスペンス機構34の図示を省略している。また、図2においては、後述するキャリッジ14等の図示を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a coating apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic side view of the coating apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a
この塗布装置は、基板100を吸着保持するためのステージ11を備える。このステージ11としては、その上面の平面度が数マイクロメータ程度とされた石定盤等が使用される。このステージ11の表面には、吸着溝42が形成されている。また、このステージ11の表面付近には、基板100の角部の下面を吸着保持する吸着盤41が配設されている。この吸着盤41は、後述する開口部40内に配設されている。後述するように、吸着溝42の作用によりステージ11上に吸着保持された基板100は、これらの吸着盤41によりその角部を吸着保持されて昇降する。また、ステージ11には、図示を省略した複数のリフトピンが、適宜の間隔をおいて設けられている。このリフトピンは、基板100の搬入、搬出時に、基板100をその下方より支持して、ステージ11の表面より上方に上昇させる。なお、開口部40は、ステージ11に形成された凹部であってもよく、ステージ11を貫通する孔部であってもよい。この明細書でいう開口部40とは、吸着盤41等を収納可能な空間がステージ11の表面から内部に向かって形成される各種の形状を含む概念である。
This coating apparatus includes a
吸着盤41は、後述する開閉弁18を介して、真空ポンプや排気ファン等の排気手段と接続されている。また、吸着溝42は、後述する開閉弁19を介して、真空ポンプや排気ファン等の排気手段と接続されている。
The
ステージ11の上方には、このステージ11の両側部分から略水平に掛け渡されたキャリッジ14が設けられている。このキャリッジ14は、スリットノズル13を支持するためのノズル支持部15と、このノズル支持部15の両端を支持する左右一対の昇降機構16とを備える。また、ステージ11の両端部には、略水平方向に平行に伸びる一対の走行レール17が配設される。これらの走行レール17は、キャリッジ14の両端部をガイドすることにより、キャリッジ14を、図1に示すX方向に往復移動させる。
Above the
ステージ11およびキャリッジ14の両側部分には、ステージ11の両側の縁側に沿って、それぞれ固定子21と移動子22を備える一対のリニアモータ20が配設されている。また、ステージ11およびキャリッジ14の両側部分には、それぞれスケール部と検出子とを備えた一対のリニアエンコーダ23が固設される。このリニアエンコーダ23は、キャリッジ14の位置を検出する。
A pair of
また、図2に示すように、ステージ11の側方には、ノズル洗浄機構31が配設されている。このノズル洗浄機構31は、洗浄ブロック32と待機ポッド33とを備える。この塗布装置においては、塗布動作を実行する前あるいは実行した後に、スリットノズル13をこのノズル洗浄機構31で洗浄するようにしている。
Further, as shown in FIG. 2, a
また、図2に示すように、ステージ11の側方には、プリディスペンス機構34が配設されている。このプリディスペンス機構34は、貯留槽35内に貯留された洗浄液中にその一部を浸漬したプリディスペンスローラ36と、ドクターブレード37とを備える。プリディスペンスローラ36とドクターブレード37とは、Y方向に対して、スリットノズル13と同等以上の長さを有する。また、プリディスペンスローラ36は、図示しないモータの駆動により回転する。この塗布装置においては、塗布動作を実行する前に、プリディスペンスローラ36の上方に移動したスリットノズル13から少量の塗布液を吐出することにより、ノズル洗浄機構31による洗浄時に洗浄液を含有した塗布液を、スリットノズル13内から除去する工程を実行するようにしている。
Further, as shown in FIG. 2, a
図3は、上述した開口部40、吸着盤41および吸着溝42と、ステージ11上に載置される基板100との配置関係を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing the positional relationship between the
図3に示すように、ステージ11の表面における基板100の下面と対応する領域には、基板100を吸着保持するための吸着溝42が形成されている。そして、図3に拡大して示すように、吸着溝42の作用によりステージ11の表面に吸着保持される基板100の四隅の角部と対応する、吸着溝42の外側の位置には、開口部40が形成されており、この開口部40内には、基板100の角部の下面を吸着保持するための吸着盤41が配設されている。
As shown in FIG. 3, a
図4は、ステージ11上に吸着保持された基板100とスリットノズル13および吸着盤41との配置関係を示す正面概要図であり、図5は、図4の要部を拡大して示す概要図である。
4 is a schematic front view showing the positional relationship between the
ステージ11には、上述した開口部40が形成されており、この開口部40内には吸着盤41が配設されている。この吸着盤41は、昇降軸43を介して、その内部にネジ機構を備えた昇降部44と連結されている。また、この昇降部44は、モータ45と接続されている。吸着盤41は、このモータ45の駆動により昇降する。そして、その昇降量、すなわち、高さ位置は、モータ45の回転量により制御される。
In the
図6は、基板100の角部の高さ位置を測定するためのセンサ12を、基板100等と共に示す平面概要図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing the
上述したノズル支持部15の下面には、基板100の角部の高さ位置を測定するための一対のセンサ12が配設されている。これらのセンサ12は、ステージ11上に吸着保持される基板100の端縁付近と対応する位置に配置されている。このため、ノズル支持部15がスリットノズル13と共に、図1に示すX方向に往復移動したときには、一対のセンサ12は基板100の一対の端縁と対向する位置を移動する。そして、このセンサ12は、この移動時において基板100の四隅の角部と対向したときに、これらの角部の高さ位置を測定する。なお、このようなセンサ12としては光学式センサ等種々のセンサを採用することができる。
A pair of
図7は、この発明に係る主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing a main control system according to the present invention.
この塗布装置は、装置全体を制御する制御部51を有する。この制御部51は、記憶部52と接続されている。また、この制御部51は、上述したセンサ12およびモータ45と接続されている。さらに、この制御部51は、上述したように、吸着盤41と排気手段との間に配設され、吸着盤41による排気動作をオンオフする開閉弁18と、吸着溝42と排気手段との間に配設され、吸着盤42による排気動作をオンオフする開閉弁19とも接続されている。なお、後述するように、記憶部52には、基板100に塗布される塗布液の種類と、基板100における角部の高さ位置との関係を示す相関データが記憶されている。
The coating apparatus has a
次に、上述した塗布装置による塗布液の塗布動作について説明する。図8および図9は、上述した塗布装置による塗布液101の塗布状態を示す説明図である。
Next, the application | coating operation | movement of the coating liquid by the coating device mentioned above is demonstrated. 8 and 9 are explanatory views showing the application state of the
この塗布装置により塗布動作を実行するときには、最初に、図示しない搬送機構により、ステージ11上に基板100を搬入する。そして、制御部51により図7に示す開閉弁19を開閉制御して、吸着溝42から排気を行うことにより、ステージ11上に基板100を吸着保持する。また、制御部51により図7に示す開閉弁18を開閉制御して、吸着盤41から排気を行うことにより、この吸着盤41により基板100の角部の下面を吸着保持する。
When a coating operation is executed by this coating apparatus, first, the
次に、記憶部52に記憶された基板100に塗布される塗布液の種類と、そのときの基板100における角部の適切な高さ位置との関係を示す相関データに基づいて、制御部51の制御によりモータ45の回転を制御することにより、吸着盤41の高さ位置を変更する。これにより、ステージ11上に吸着保持された基板100の角部の高さ位置が変更される。
Next, based on the correlation data indicating the relationship between the type of the coating liquid applied to the
すなわち、図8に示すように、基板100の角部を吸着保持した吸着盤41が下降することにより基板100の角部の高さ位置が低くなり、スリットノズル13と基板100の角部の表面との距離が大きくなったときには、スリットノズル13と基板100の角部の表面との間に形成される塗布液101のビード量が多くなる。この時には、基板100の角部に塗布される塗布液101の膜厚は大きなものとなる。これに対して、図9に示すように、基板100の角部を吸着保持した吸着盤41が上昇することにより基板100の角部の高さ位置が高くなり、スリットノズル13と基板100の角部の表面との距離が小さくなったときには、スリットノズル13と基板100の角部の表面との間に形成される塗布液101のビード量が少なくなる。この時には、基板100の角部に塗布される塗布液101の膜厚は小さなものとなる。ビードとは、スリットノズル13と基板100の表面との間に生成する液だまりを意味し、メニスカスとも呼ばれる。
That is, as shown in FIG. 8, the height position of the corners of the
この基板100の角部に形成される塗布液101の膜厚の大きさは、塗布液101の粘度や表面張力によって変化する。また、基板100の角部に形成される塗布液101の膜厚の大きさは、塗布液101の乾燥時に塗布液101が基板100の中央部付近に引っ張られることから、塗布液101の乾燥性によっても変化する。このため、基板100に対して塗布される塗布液101の種類と、基板100の角部の高さ位置との関係が最適となるような相関データが予め実験的に求められ、記憶部52に記憶されている。そして、塗布液101の塗布時には、この相関データに基づいて、制御部51がモータ45の回転を制御し、吸着盤41の高さ位置を変更する。
The film thickness of the
この状態において、スリットノズル13をステージ11に吸着保持された基板100の表面と近接させた状態で、このスリットノズル13をリニアモータ20の駆動により基板100の表面に沿って移動させるとともに、塗布液を表面に供給する。これにより、基板100の表面に塗布液101の薄膜が形成される。
In this state, the
また、スリットノズル13の移動時には、スリットノズル13と共にノズル支持部15が図1に示すX方向に往復移動したときには、一対のセンサ12が基板100の一対の端縁と対向する位置を移動する。そして、このセンサ12が、この移動時に基板100の四隅の角部と対向する位置を通過し、これらの角部の高さ位置を測定する。これにより、実際の基板100の角部の高さ位置を確認することが可能となる。そして、基板100の高さ位置が設定値と異なった場合には、制御部51がモータ45の回転を制御し、吸着盤41の高さ位置をさらに変更する。
Further, when the
以上の動作により基板100の表面への塗布液の塗布が終了すれば、図示しない搬送機構により、ステージ11上から基板100を搬出する。
When the application of the coating liquid to the surface of the
なお、上述した実施形態では、記憶部52に記憶された相関データに基づいて、ステージ11に吸着保持された基板100の角部の高さ位置を変更しているがこれに限られるものではない。例えば、塗布液の種類を変更した際に、操作者によって制御部51に基板100における適切な高さ位置を入力する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the height position of the corner portion of the
11 ステージ
12 センサ
13 スリットノズル
14 キャリッジ
15 ノズル支持部
16 昇降機構
17 走行レール
18 開閉弁
19 開閉弁
20 リニアモータ
23 リニアエンコーダ
31 ノズル洗浄機構
34 プリディスペンス機構
40 開口部
41 吸着盤
42 吸着溝
43 昇降軸
44 昇降部
45 モータ
51 制御部
52 記憶部
100 基板
101 塗布液
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動することにより前記基板の表面に塗布液を塗布するスリットノズルと、
前記ステージに載置された基板の角部を昇降させる角部昇降機構と、
前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。 In a coating apparatus that applies a coating liquid to the surface of a rectangular substrate,
A stage on which the substrate is placed;
A slit nozzle that applies a coating liquid to the surface of the substrate by moving in a horizontal direction relative to the substrate in a state of being close to the surface of the substrate placed on the stage;
A corner lifting mechanism that lifts and lowers a corner of the substrate placed on the stage;
A controller that controls the amount of elevation of the corners of the substrate by the corner elevation mechanism;
A coating apparatus comprising:
前記ステージは、当該ステージに載置された基板の角部に対応する位置に開口部を有するとともに、
前記角部昇降機構は、前記開口部内に配設され前記ステージに載置された基板の角部の下面を吸着保持する吸着盤と、前記開口部内に配設され前記吸着盤を昇降させる昇降部とを備える塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1,
The stage has an opening at a position corresponding to a corner of the substrate placed on the stage,
The corner raising / lowering mechanism includes a suction plate that sucks and holds the lower surface of the corner of the substrate placed in the opening and placed on the stage, and a lifting portion that is arranged in the opening and lifts the suction plate. A coating apparatus comprising:
前記ステージの表面には、前記基板を吸着保持するための吸着溝が形成されるとともに、
前記開口部は、前記吸着溝の外側領域に形成される塗布装置。 The coating apparatus according to claim 2,
A suction groove for sucking and holding the substrate is formed on the surface of the stage,
The said opening part is a coating device formed in the outer side area | region of the said adsorption groove.
前記基板に塗布される塗布液の種類と前記角部の高さ位置との関係を示す相関データを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶した相関データに基づいて前記角部昇降機構による前記基板の角部の昇降量を制御する塗布装置。 In the coating device in any one of Claims 1-3,
A storage unit for storing correlation data indicating the relationship between the type of coating liquid applied to the substrate and the height position of the corners;
The said control part is a coating device which controls the raising / lowering amount of the corner | angular part of the said board | substrate by the said corner | angular part raising / lowering mechanism based on the correlation data memorize | stored in the said memory | storage part.
前記ステージに対する前記基板の角部の高さ位置を測定するセンサを備える塗布装置。 The coating apparatus according to claim 4, wherein
A coating apparatus comprising a sensor for measuring a height position of a corner portion of the substrate with respect to the stage.
前記基板をステージ上に搬入する搬入工程と、
前記基板をステージ上に吸着保持する吸着保持工程と、
前記ステージ上に吸着保持された基板の角部を、その下面より吸着保持して昇降させる角部昇降工程と、
スリットノズルを前記ステージに吸着保持された基板の表面と近接した状態で当該基板に対して水平方向に相対的に移動させることにより、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、
前記基板の吸着保持を停止して、前記基板をステージ上から搬出する搬出工程と、
を備えたことを特徴とする塗布方法。
In the coating method of coating the coating liquid on the surface of the rectangular substrate,
A loading step of loading the substrate onto a stage;
A suction holding step for sucking and holding the substrate on a stage;
A corner lifting / lowering step of lifting and lowering the corners of the substrate sucked and held on the stage by sucking and holding from the lower surface;
An application step of applying a coating liquid to the surface of the substrate by moving the slit nozzle in a horizontal direction relative to the substrate in a state of being close to the surface of the substrate held by suction on the stage;
An unloading step of stopping suction holding of the substrate and unloading the substrate from the stage;
A coating method characterized by comprising:
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