JP2018043200A - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布処理のタクトタイムを短縮しながらも基板に塗布液を安定して塗布する。【解決手段】基板の主面を上方に向けた状態で基板を浮上させる浮上部と、浮上部により浮上させられた基板を所定の搬送方向に基板搬送速度で搬送する搬送部と、搬送部によって搬送される基板の主面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、塗布液を吐出しているノズルを搬送方向に基板搬送速度よりも遅いノズル移動速度で移動させる移動部と、を備えている。【選択図】図７Ｃ

Description

この発明は、基板の主面を上方に向けて浮上させた状態で搬送方向に所定の基板搬送速度で搬送しながら基板の主面に塗布液を塗布する塗布技術に関するものである。

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程では、基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置が用いられている。このような塗布装置として、基板の裏面に気体を吹き付けて基板を浮上させた状態で当該基板を搬送しながら当該基板の表面（本発明の「基板の主面」に相当）に対して予め所定位置に固定されたスリットノズルから塗布液を吐出して基板のほぼ全体に塗布液を塗布する装置が知られている（特許文献１参照）。

特許第５３４６６４３号

上記のように構成された塗布装置では、スリットノズルを固定しているため、塗布速度は基板の搬送速度に律速される。したがって、塗布処理に要するタクトタイムを短縮するためには、例えば基板の搬送速度を増速するのが効果的である、しかしながら、単純に基板の搬送速度を増速させたのでは、スリットノズルに対して基板が高速に相対移動するため、スリットノズルからの塗布液の供給が間に合わずに基板の表面で塗布液のカスレが発生することがあり、安定して塗布液を基板に塗布することが困難である。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、塗布処理のタクトタイムを短縮しながらも基板に塗布液を安定して塗布することができる塗布技術を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、塗布装置であって、基板の主面を上方に向けた状態で基板を浮上させる浮上部と、浮上部により浮上させられた基板を所定の搬送方向に基板搬送速度で搬送する搬送部と、搬送部によって搬送される基板の主面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、塗布液を吐出しているノズルを搬送方向に基板搬送速度よりも遅いノズル移動速度で移動させる移動部と、を備えることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、基板の主面を上方に向けて浮上させた状態で搬送方向に所定の基板搬送速度で搬送しながら基板の主面に塗布液を塗布する塗布方法であって、ノズルから基板の主面に塗布液を吐出しながらノズルを搬送方向に基板搬送速度よりも遅いノズル移動速度で移動させることを特徴としている。

以上のように、本発明によれば、基板を基板搬送方向に搬送しながらノズルから塗布液を吐出して基板の主面に塗布液を塗布している。このため、基板の搬送速度を高めることで塗布処理のタクトタイムを短縮することができる。このように基板の搬送速度のみを高めると、既述したようにノズルに対する基板の相対移動速度が高まり、塗布速度が過大となる。その結果、塗布液のカスレが発生することがある。

これに対し、本発明では、基板搬送と並行して、塗布液を吐出しているノズルを基板と同様に搬送方向に基板搬送速度よりも遅いノズル移動速度で移動させている。このため、基板搬送速度を高めているにもかかわらず、ノズルに対する基板の相対的な移動速度、つまり塗布装置における塗布速度が過大となるのを抑制しながら基板の主面に塗布液を塗布することができる。したがって、塗布液のカスレを防止しながら塗布処理のタクトタイムを短縮することができる。

本発明にかかる塗布装置の一実施形態を示す図である。 図１Ａから塗布機構を取り外した平面図である。 図１Ａに示す塗布装置を制御する制御機構を示すブロック図である。 浮上機構の平面図である。 浮上機構と塗布機構との関係を模式的に示す側面図である。 図１Ａに示す塗布装置の側面図である。 図１Ａに示す塗布装置により実行される塗布処理を示すフローチャートである。 装置各部での動作状況を示すタイミングチャートである。 塗布処理中の各段階における各部の位置関係を示す図である。

図１Ａは本発明にかかる塗布装置の一実施形態を示す図であり、鉛直上方から見た平面図である、また、図１Ｂは図１Ａから塗布機構を取り外した平面図である。また、図２は図１Ａに示す塗布装置を制御する制御機構を示すブロック図である。なお、図１Ａ、図１Ｂおよび後で説明する各図では、装置各部の配置関係を明確にするために、基板Ｗの搬送方向を「Ｘ方向」とし、図１Ａ、図１Ｂの左手側から右手側に向かう水平方向を「＋Ｘ方向」と称し、逆方向を「−Ｘ方向」と称する。また、Ｘ方向と直交する水平方向Ｙのうち、装置の正面側を「−Ｙ方向」と称するとともに、装置の背面側を「＋Ｙ方向」と称する。さらに、鉛直方向Ｚにおける上方向および下方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「−Ｚ方向」と称する。

塗布装置１は、コロコンベア１００から搬送されてくる水平姿勢の矩形基板Ｗを受け入れ、当該基板Ｗの表面Ｗｆに塗布液を塗布するスリットコータである。この塗布装置１では、コロコンベア１００に隣接して移載機構２が設けられている。この移載機構２は、コロコンベア１００から基板Ｗを受け取って浮上機構３に移載する。

浮上機構３は３つの浮上ユニット３Ａ〜３Ｃを有している。これらの浮上ユニット３Ａ〜３Ｃは、図１Ｂに示すように、基板Ｗの搬送方向Ｘに配列されている。より詳しくは、最も上流側、つまり（−Ｘ）方向側に上流浮上ユニット３Ａが移載機構２に隣接して配置され、最も下流側、つまり（＋Ｘ）方向側に下流浮上ユニット３Ｃが配置されている。また、上流浮上ユニット３Ａと下流浮上ユニット３Ｃとの間に中央浮上ユニット３Ｂが配置されている。

図３Ａは浮上機構の平面図であり、図３Ｂは浮上機構と塗布機構との関係を模式的に示す側面図である。なお、これらの図面では、中央浮上ユニット３Ｂの全部と、上流浮上ユニット３Ａおよび下流浮上ユニット３Ｃの一部分とを模式的に示している。

上流浮上ユニット３Ａおよび下流浮上ユニット３Ｃは、ともに多数の空気の噴出孔３１が１枚の板状のステージ面３２の全面にわたってマトリックス状に分散して形成されている。そして、各噴出孔３１に対して圧縮空気が与えられることで、各噴出孔３１からの圧縮空気の噴出による気体圧力によって基板Ｗを浮上させる。これによって、上流浮上ユニット３Ａおよび下流浮上ユニット３Ｃでは、基板Ｗは上記ステージ面３２から所定の浮上高さ、例えば１０〜５００マイクロメートルだけ浮上する。なお、各噴出孔３１に圧縮空気を供給するために、例えば特許文献１に記載の構成を用いることができる。

また、図３Ａおよび図３Ｂへの図示を省略しているが、下流浮上ユニット３Ｃは上記噴出孔３１以外に複数のリフトピンおよびリフトピン昇降機構を有している。複数のリフトピンは噴出孔３１の合間を縫って所定間隔をおいて、基板Ｗの裏面Ｗｂ全体に対向可能に設けられている。そして、リフトピンはステージ面３２の下方に設置されたリフトピン昇降機構によって、鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降駆動される。つまり、下降時はリフトピンの先端が下流浮上ユニット３Ｃのステージ面３２よりも（−Ｚ）方向側に下降し、上昇時はリフトピンの先端が基板Ｗを移載ロボット（図示省略）に受け渡す位置まで上昇する。こうして上昇したリフトピンによって基板Ｗの下面は支持され、持ち上げられるので、基板Ｗは下流浮上ユニット３Ｃのステージ面３２から上昇する。これによって、移載ロボットによる基板Ｗの塗布装置１からのアンローディングが可能となる。

一方、中央浮上ユニット３Ｂは、次のように構成されて、上流浮上ユニット３Ａおよび下流浮上ユニット３Ｃよりも高い浮上精度を有している。すなわち、中央浮上ユニット３Ｂは、矩形形状の板状のステージ面３３を有している。このステージ面３３には、上流浮上ユニット３Ａおよび下流浮上ユニット３Ｃに設けられた噴出孔３１よりも狭いピッチで複数の孔がマトリックス状に分散して設けられている。また、上流浮上ユニット３Ａおよび下流浮上ユニット３Ｃと異なり、中央浮上ユニット３Ｂでは、孔のうち半分は圧縮空気の噴出孔３４ａとして機能し、残りの半分は吸引孔３４ｂとして機能する。つまり、噴出孔３４ａから圧縮空気を基板Ｗの裏面Ｗｂに向けて噴出してステージ面３３と基板Ｗの裏面Ｗｂとの間の空間ＳＰ（図３Ｂ）に圧縮空気を送り込む。一方、吸引孔３４ｂを介して空間ＳＰから空気を吸引するように構成されている。このように上記空間ＳＰに対して空気の噴出と吸引とが行われることで、上記空間ＳＰでは各噴出孔３４ａから噴出された圧縮空気の空気流は水平方向に広がった後、当該噴出孔３４ａに隣接する吸引孔３４ｂから吸引されることになり、上記空間ＳＰに広がる空気層（圧力気体層）における圧力バランスは、より安定的となり、基板Ｗの浮上高さを高精度に、しかも安定して制御することができる。なお、各噴出孔３４ａへの圧縮空気の供給および吸引孔３４ｂからの空気の吸引を行うために、例えば特許文献１に記載の構成を用いることができる。

また、上記のように噴出孔３４ａおよび吸引孔３４ｂの配列構造を別の角度から見ると、次のような構造を有していると定義することができる。すなわち、中央浮上ユニット３Ｂは、基板Ｗの搬送方向Ｘに対して直交する水平方向Ｙに延びる帯状に基板Ｗの一部を安定して浮上させる２種類の浮上列３５ａ、３５ｂを有している。浮上列３５ａは、噴出孔３４ａ、吸引孔３４ｂ、噴出孔３４ａ、…、吸引孔３４ｂおよび噴出孔３４ａをこの順序でＹ方向に配列したものである。一方、浮上列３５ｂは、吸引孔３４ｂ、噴出孔３４ａ、吸引孔３４ｂ、…、噴出孔３４ａおよび吸引孔３４ｂをこの順序でＹ方向に配列したものである。そして、これらの浮上列３５ａ、３５ｂを交互にＸ方向に配列したものが中央浮上ユニット３Ｂである。各浮上列３５ａ、３５ｂのＹ方向サイズは基板ＷのＹ方向サイズと同じあるいは若干広いため、Ｙ方向において基板Ｗを安定して浮上させることができる。これに対し、各浮上列３５ａ、３５ｂのＸ方向サイズは基板ＷのＸ方向サイズに比べて大幅に狭いため、単独でＸ方向において基板Ｗを安定して浮上させることは難しい。したがって、Ｘ方向において基板Ｗが安定して浮上される領域は中央浮上ユニット３Ｂの中央部領域である。そこで、本実施形態では、後で説明するようにスリットノズル５１１をＸ方向に移動させる範囲（以下「ノズル移動範囲」という）を中央浮上ユニット３Ｂの中央部領域に制限している。より詳しくは、図３Ａ中の破線で示すように、（−Ｘ）側から数えて２つ目の浮上列３５ａと（＋Ｘ）側から数えて２つ目の浮上列３５ｂとに挟まれたノズル移動範囲でスリットノズル５１１は移動可能となっている。

塗布装置１では、浮上ユニット３Ａ〜３Ｃにより浮上された状態の基板Ｗを搬送方向Ｘに間欠的に搬送するために、搬送機構４が設けられている。以下、図１Ａ、図１Ｂと図４を参照しつつ搬送機構４の構成について説明する。

図４は図１Ａに示す塗布装置の側面図である。搬送機構４は、浮上機構３により浮上状態で支持されている基板ＷのＹ方向の両側端部を吸引して保持しながら浮上機構３により基板Ｗを浮上させたまま搬送方向Ｘに搬送する機能を有している。搬送機構４は、図１Ｂに示すように、基板Ｗを吸着保持するチャック部４１を複数個備えている。ここでは、２つのチャック部材４１ａをＸ方向に配列して一体的にＸ方向に移動自在なチャック部４１を、（＋Ｙ）方向側および（−Ｙ）方向側にそれぞれ１個、合計２個設けているが、各チャック部材４１ａをチャック部４１として設けてもよい。本実施形態では、上記した２つのチャック部４１は、左右対称（＋Ｙ側と−Ｙ側とで対称）構造となっており、左右それぞれで、基板Ｗを吸着保持する。また、搬送機構４は、搬送チャック走行ガイド４２と、搬送チャックリニアモータ４３と、搬送チャックリニアスケール４４と、チャック昇降シリンダ４５とを、備えている。チャック部４１はチャック昇降シリンダ４５の動作により昇降させることが可能となっている。このため、装置全体を制御する制御部９からの保持指令に応じてチャック昇降シリンダ４５が作動することで、チャック部４１が上昇して（＋Ｙ）側、（−Ｙ）側の基板Ｗの両端部の下面を支持して吸着保持する。また、搬送チャック走行ガイド４２は塗布装置１の基台１０上でＸ方向に延設されており、制御部９からの搬送指令に応じて搬送チャックリニアモータ４３が作動することで、チャック部４１を搬送チャック走行ガイド４２に沿って搬送方向Ｘに往復駆動させる。これによって、チャック部４１により保持された基板Ｗが搬送方向Ｘに搬送される。なお、本実施形態では、搬送方向Ｘにおける基板Ｗの位置を搬送チャックリニアスケール４４によって検出可能となっており、制御部９は搬送チャックリニアスケール４４の検出結果に基づいて搬送チャックリニアモータ４３を駆動制御する。

上記した搬送機構４により基板Ｗは表面Ｗｆを鉛直上方に向けた、いわゆるフェースアップ状態で搬送方向Ｘに搬送されるが、当該搬送中に塗布液を基板Ｗの表面Ｗｆに塗布するために、塗布機構５が設けられている。塗布機構５は、図１Ａおよび図２に示すように、基台１０に対して搬送方向Ｘに移動可能なノズルユニット５１と、搬送方向Ｘにおいて当該ノズルユニット５１の上流側（図１Ａの左手側）で基台１０に固定されたノズル洗浄待機ユニット５２と、塗布液をノズルユニット５１に供給する塗布液供給ユニット５８と（図２参照）を有している。

ノズルユニット５１は、図４に示すように、Ｙ方向に基板Ｗの表面Ｗｆに対向して延設されたスリットノズル５１１と、スリットノズル５１１を支持するノズル支持部材５１２と、Ｙ方向において搬送機構４よりも外側に設けられた左右対称（＋Ｙ側と−Ｙ側とで対称）構造を有する昇降部５１３とを備えている。この実施形態では、一対の昇降部５１３でノズル支持部材５１２を介してスリットノズル５１１を鉛直方向Ｚに昇降させて基板Ｗの表面Ｗｆとの距離、つまり塗布ギャップを調整可能となっている。より詳しくは、各昇降部５１３は、柱状部材５１４と、鉛直方向Ｚに平行に延びた状態で柱状部材５１４に取り付けられたボールネジ５１５と、ボールネジ５１５の上端部に連結された回転モータ５１６と、ボールネジ５１５に螺合されたブラケット５１７とを備えている。そして、制御部９からの回転指令に応じて回転モータ５１６が作動すると、ボールネジ５１５が回転し、その回転量に応じてブラケット５１７が鉛直方向Ｚに昇降する。このように構成された（＋Ｙ）方向側および（−Ｙ）方向側のブラケット５１７に対してノズル支持部材５１２の両端部がそれぞれ取り付けられ、ノズル支持部材５１２を介して昇降可能に支持されている。

また、各昇降部５１３は、図４に示すように、塗布機構５の移動機構５１８によって搬送方向Ｘに往復移動される。この移動機構５１８は、図４に示すように、昇降部５１３を下方から支持するベース部５１８ａと、走行ガイド５１８ｂと、リニアモータ５１８ｃとを備えている。走行ガイド５１８ｂは、図１Ａや図１Ｂに示すように、塗布装置１の基台１０上でＸ方向に延設されており、制御部９からの移動指令に応じてリニアモータ５１８ｃが作動することで昇降部５１３を走行ガイド５１８ｂに沿って搬送方向Ｘに往復移動させ、昇降部５１３とともにスリットノズル５１１をメンテナンス位置と吐出位置とに位置決め可能となっている。ここで、「メンテナンス位置」とはノズル洗浄待機ユニット５２で予備吐出を含むメンテナンス動作を行う位置を意味し、「吐出位置」とは基板Ｗに向けて塗布液を吐出する動作を行う位置、つまり中央浮上ユニット３Ｂの直上位置を意味している。

また、メンテナンス位置から吐出位置にスリットノズル５１１を移動させた際には、スリットノズル５１１は上記ノズル移動範囲の最上流位置（後で説明する塗布開始位置ＰＳ）に位置される。また、後述するように塗布処理を行っている間、移動機構５１８は制御部９のノズル移動指令に応じてスリットノズル５１１を（＋Ｘ）方向に移動させ、１枚の基板Ｗに対する塗布処理の完了と同時に上記ノズル移動範囲の最下流位置（後で説明する塗布終了位置ＰＥ）で停止させる。さらに、塗布処理の終了後に、移動機構５１８は昇降部５１３と協働してスリットノズル５１１を吐出位置からメンテナンス位置に移動させる。このように、本実施形態では、スリットノズル５１１がメンテナンス位置、吐出位置（ノズル移動範囲の塗布開始位置ＰＳ）および吐出位置（ノズル移動範囲の塗布終了位置ＰＥ）の間を循環的に移動しながら塗布処理が繰り返される。

ノズル支持部材５１２の下端部にスリットノズル５１１が吐出口５１１ａを下方に向けた状態で取り付けられている。このため、制御部９による回転モータ５１６の制御によってスリットノズル５１１を昇降させて吐出口５１１ａを搬送機構４により搬送される基板Ｗの表面Ｗｆに近接させたり、逆に上方に離間させることが可能となっている。すなわち、回転モータ５１６の駆動制御によって塗布ギャップが調整される。

また、後述する浮上高さ検出センサ（図３Ｂ中の符号５３）の出力に基づいて制御部９が回転モータ５１６を制御しており、これによって基板Ｗの表面Ｗｆと吐出口５１１ａとの間隔を高精度に調整可能となっている。そして、吐出口５１１ａを基板Ｗの表面Ｗｆに近接させた状態で塗布液供給ユニット５８から塗布液がスリットノズル５１１に圧送されると、吐出口５１１ａから基板Ｗの表面Ｗｆに向けて吐出される。なお、スリットノズル５１１には、ノズル先端を保護するための保護部材（図３Ｂ中の符号６Ｂ１）、浮上高さ検出センサ（図３Ｂ中の符号５３）および振動センサ（図３Ｂ中の符号６Ｂ２）が取り付けられている。

ノズル洗浄待機ユニット５２は基板Ｗの表面Ｗｆへの塗布液の供給を行ったスリットノズル５１１の先端部からレジスト液を洗浄除去する装置であり、当該洗浄処理によってスリットノズル５１１の吐出口５１１ａは次の塗布処理に適した状態に整えられる。このノズル洗浄待機ユニット５２は、図３Ｂおよび図４に示すように、主にローラ５２１、洗浄ユニット５２２、ローラバット５２３などで構成されてノズル洗浄および予備吐出を行う洗浄待機部５２４を備えている。この洗浄待機部５２４では、塗布処理が行われた後のスリットノズル５１１の吐出口５１１ａの洗浄が行われる。また、ローラ５２１の外周面にスリットノズル５１１を近接させた状態で吐出口５１１ａから一定の塗布液を吐出させると、吐出口５１１ａに塗布液の液だまりが形成される（予備吐出動作）。このように吐出口５１１ａに液だまりが均一に形成されると、その後の塗布処理を高精度に行うことが可能となる。このように、スリットノズル５１１の吐出口５１１ａは初期化され、次の塗布処理に備える。なお、ローラ５２１の回転は制御部９からの回転指令に応じてローラ回転モータ（図示省略）の駆動により行われる。また、ローラ５２１に付着した塗布液は、ローラ５２１が回転する際にローラバット５２３内に貯留された洗浄液に下端が浸漬されることで、除去される。

上記したように、本実施形態では、スリットノズル５１１を基板Ｗの表面Ｗｆに近接させて塗布処理を行うため、表面Ｗｆに異物が存在すると、異物とスリットノズル５１１との衝突によってスリットノズル５１１が損傷することがある。また、上記衝突によってスリットノズル５１１の位置に誤差が生じると、その後における塗布処理を継続することができなくなる。そこで、本実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆに存在する異物を検出するために、２種類の異物検出機構６Ａ、６Ｂが設けられている。

異物検出機構６Ａは、搬送方向Ｘにおいて塗布機構に設けられたスリットノズル５１１の上流側で上記異物を非接触方式で検出するものであり、投光部６Ａ１および受光部６Ａ２を有している。投光部６Ａ１および受光部６Ａ２は、図１Ｂに示すように、Ｙ方向において中央浮上ユニット３Ｂを外側から挟み込むように配置されている。投光部６Ａ１および受光部６Ａ２はそれぞれ基台１０の上面から鉛直方向Ｚに立設された支持部材（図示省略）の上端部に取り付けられ、投光部６Ａ１および受光部６Ａ２の高さ位置が調整されている。より具体的には、図３Ｂに示すように投光部６Ａ１から照射されたレーザ光が基板Ｗの表面Ｗｆ上を通過して受光部６Ａ２に入射されるように、投光部６Ａ１および受光部６Ａ２が配設されている。そして、投光部６Ａ１は受光部６Ａ２に向けてレーザ光を照射する。一方、受光部６Ａ２は投光部６Ａ１から照射されたレーザ光を受光し、その受光量を計測して制御部９に出力する。そして、制御部９は当該受光量に基づいて異物検出を行う。

もう一方の異物検出機構６Ｂは接触方式で上記異物を検出するものであり、本実施形態では、塗布機構５のスリットノズル５１１に取り付けられている。異物検出機構６Ｂは、搬送方向Ｘにおける吐出口５１１ａの上流側でスリットノズル５１１に取り付けられた保護部材６Ｂ１と、スリットノズル５１１の振動を検出する振動センサ６Ｂ２とを有している。保護部材６Ｂ１は、スリットノズル５１１のノズル先端を保護するために水平方向Ｙに延設されたプレート部材であり、プレート面が基板Ｗの表面Ｗｆに対して直交するように配置されている。このため、ノズルユニット５１の直下位置を基板Ｗが搬送される際に、基板Ｗ上に異物が存在した場合、保護部材６Ｂ１は、スリットノズル５１１のノズル先端と異物との接触によるスリットノズル５１１の破損を抑制する。また、異物が存在した場合、保護部材６Ｂ１が異物と接触して当該保護部材６Ｂ１に振動が発生し、スリットノズル５１１に伝達される。この振動を振動センサ６Ｂ２が検出して制御部９に出力する。そして、制御部９は当該振動に基づいて異物検出を行う。なお、スリットノズル５１１には、上記異物検出機構６Ｂ以外に、保護部材６Ｂ１よりも先に基板Ｗの上方領域に進入する位置に、基板Ｗの浮上高さを非接触で検知するための浮上高さ検出センサ５３が設置されている。この浮上高さ検出センサ５３によって、浮上した基板Ｗと、中央浮上ユニット３Ｂのステージ面３３の上面との離間距離を測定することが可能であり、その検出値に伴って、制御部９を介して、スリットノズル５１１が下降する位置を調整することができる。なお、浮上高さ検出センサ５３としては、光学式センサや、超音波式センサなどを用いることができる。

このように、本実施形態では、２種類の異物検出機構６Ａ、６Ｂを設けることで異物検出を確実に行うことができる。しかも、異物検出時には制御部９は基板Ｗの搬送を強制的に停止してスリットノズル５１１の破損や基板Ｗのダメージなどを未然に防止する。

制御部９は上記したように塗布装置１の装置各部を制御する機能を有している。この制御部９には、予め定められた処理プログラムを実行して各部の動作を制御するＣＰＵ９１と、ＣＰＵ９１により実行される処理プログラムや処理中に生成されるデータ等を記憶保存するためのメモリ９２と、処理の進行状況や異物検出などを必要に応じてユーザーに報知するための表示部９３とが設けられている。そして、塗布装置１では、ＣＰＵ９１が処理プログラムにしたがって装置各部を以下のように制御することで塗布処理が実行される。

図５は図１Ａに示す塗布装置により実行される塗布処理を示すフローチャートである。また、図６は装置各部での動作状況を示すタイミングチャートである。さらに、図７Ａないし図７Ｄは塗布処理中の各段階における各部の位置関係を示す図である。図５に示す塗布処理は、コロコンベア１００から未処理の基板Ｗを受け取った後で、当該基板Ｗを（＋Ｘ）方向に浮上搬送しながらスリットノズル５１１から塗布液を基板Ｗの表面Ｗｆに吐出して塗布層を形成するものである。この塗布処理は、ＣＰＵ９１が予め記憶された処理プログラムを実行して各部を制御することによりなされる。

制御部９に対して塗布指令が与えられると、移載機構２がコロコンベア１００から基板Ｗを受け取り、浮上ユニット３Ａに移載する（ステップＳ１０１）。また、制御部９は塗布指令に含まれる塗布処理に関する各種情報、つまり基板サイズ、基板搬送速度などの塗布条件を取得し、それらに基づいてノズル移動範囲でのスリットノズル５１１の移動速度（以下「ノズル移動速度」という）の適正値を演算する（ステップＳ１０２）。というのも、本実施形態では、後で詳述するように基板Ｗを（＋Ｘ）方向に搬送する一方でスリットノズル５１１を（＋Ｘ）方向に基板Ｗの搬送速度（以下「基板搬送速度」という）よりも遅いノズル移動速度でノズル移動範囲内を移動させて基板Ｗの表面Ｗｆのほぼ全面に塗布液を塗布するからである。つまり、本実施形態では、基板Ｗとスリットノズル５１１とを同じ（＋Ｘ）方向で、しかも基板Ｗとスリットノズル５１１との相対速度、つまり塗布速度を基板移動速度よりも抑えながら塗布処理を行うという、従来技術にはないユニークな技術を採用しているからである。なお、このステップＳ１０２で設定されたノズル移動速度の詳細については、以下において詳述する。

次のステップＳ１０３では、ノズル洗浄待機ユニット５２において、予備吐出を実行する。この予備吐出は、ローラ５２１の外周面にスリットノズル５１１を近接させた状態で吐出口５１１ａから一定の塗布液を吐出させる動作であり、これによって、図７Ａに示すように、吐出口５１１ａに塗布液の液だまりＬＤが形成される。このように吐出口５１１ａに液だまりＬＤが均一に形成されると、その後の塗布処理を高精度に行うことが可能となる。こうして、スリットノズル５１１の吐出口５１１ａは初期化され、次の塗布処理の準備を完了する。

これに続いて、制御部９からの移動指令に応じて昇降部５１３および移動機構５１８が作動してスリットノズル５１１を塗布開始位置ＰＳに移動させ、吐出口５１１ａ（図３Ｂ）を鉛直下方に向けて位置決めする（ステップＳ１０４）。また、スリットノズル５１１の移動と同時あるいは前後して、搬送機構４が制御部９からの搬送指令に応じて基板Ｗを（＋Ｘ）方向に搬送させ、基板Ｗの表面Ｗｆのうち最初に塗布すべき領域が塗布開始位置ＰＳに位置した時点で基板搬送を停止する（ステップＳ１０５）。こうして、図７Ｂに示すように、スリットノズル５１１および基板Ｗの塗布開始位置ＰＳへの位置決めがともに完了すると、図６および図７Ｂないし図７Ｄに示すようにして塗布処理が実行される（ステップＳ１０６）。また、塗布処理と並行して移載機構２が次の基板Ｗをコロコンベア１００から受け取り、浮上ユニット３Ａに移載し（ステップＳ１０７）、次の塗布処理に備える。

塗布処理の開始時点（図６におけるタイミングｔ１）では、図７Ｂに示すようにスリットノズル５１１および基板Ｗが塗布開始位置ＰＳに位置決めされ、基板搬送速度、ノズル移動速度はともにゼロとなっており、基板Ｗの表面Ｗｆの直上位置にスリットノズル５１１が位置している。また、昇降部５１３によりスリットノズル５１１が基板Ｗに近接される。このときの塗布ギャップ（スリットノズル５１１の吐出口５１１ａと基板Ｗの表面Ｗｆとの距離）は値ＧＰ１であり、こうして吐出口５５１ａを近接させた状態で一定時間（タイミングｔ１〜ｔ２）の間に制御部９は塗布液供給ユニット５８を制御して一定量の塗布液をスリットノズル５１１に圧送してビードＢ（基板Ｗ上での液溜り）を形成する。

そして、次のタイミングｔ２で、（＋Ｘ）方向への基板Ｗの搬送が開始されるとともに（＋Ｘ）方向へのスリットノズル５１１の移動が開始される。また、塗布ギャップが値ＧＰ１から値ＧＰ２に引き上げられるとともに、塗布液がスリットノズル５１１に圧送されて吐出口５１１ａから単位時間当たり吐出量Ｍ１で基板Ｗの表面Ｗｆに吐出される。

この実施形態では、予めステップＳ１０２でノズル移動速度Ｖｎが基板搬送速度Ｖｗよりも遅くなるように設定されており、スリットノズル５１１に対して基板Ｗが相対速度Ｖ（＝Ｖｗ−Ｖｎ）で（＋Ｘ）方向に搬送される。このため、図７Ｃに示すように、時間経過に伴ってスリットノズル５１１が（＋Ｘ）方向に移動しながら相対速度Ｖで基板Ｗの表面Ｗｆに塗布層ＣＬが形成されていく。つまり、本実施形態では、塗布速度は基板搬送速度Ｖｗよりも遅くなっている。

そして、タイミングｔ３に達すると、塗布液の吐出が停止されるとともに、基板Ｗの搬送およびスリットノズル５１１の移動がともに停止される。このとき、図７Ｄに示すように、基板Ｗの表面Ｗｆのうち最後に塗布すべき領域とスリットノズル５１１とが塗布終了位置ＰＥに位置し、塗布処理が終了する。このように、本実施形態では、基板Ｗを比較的速い基板搬送速度Ｖｗで搬送しながらもスリットノズル５１１を（＋Ｘ）方向に移動させることで基板搬送速度Ｖｗよりもノズル移動速度Ｖｎ分だけ遅い速度で塗布液を基板Ｗの表面Ｗｆに塗布することが可能となっている。すなわち、上記ステップＳ１０２では、当該塗布処理が可能となるように塗布条件に基づいてノズル移動速度Ｖｎを演算している。

図５に戻って塗布装置１の動作説明を続ける。上記のようにして塗布処理（ステップＳ１０６）が完了すると、スリットノズル５１１が塗布終了位置ＰＥからノズル洗浄待機ユニット５２に向けて移動される（ステップＳ１０８）。一方、塗布層ＣＬが塗布された基板Ｗは次のようにして搬出される（ステップＳ１０９）。すなわち、基板Ｗは下流浮上ユニット３Ｃまで搬送された後でリフトピン（図示省略）を上昇され、下流浮上ユニット３Ｃのステージ面３２から持ち上げられる。さらに、当該基板Ｗは移載ロボット（図示省略）により塗布装置１から搬出される。

ここで、移載機構２により次の未処理基板Ｗが浮上ユニット３Ａに移載されて待機しているとき（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」）には、当該待機中の基板Ｗに対する塗布条件が前回の塗布条件から変更されるか否かをステップＳ１１１で確認した上で上記一連の処理を繰り返す。つまり、塗布条件が変更された場合（ステップＳ１１１で「ＹＥＳ」）にはステップＳ１０２に戻る一方、変更されていない場合（ステップＳ１１１で「ＮＯ」）にはステップＳ１０３に戻って上記処理を繰り返す。

以上のように、本実施形態では、基板搬送方向、つまり（＋Ｘ）方向と同じ方向にスリットノズル５１１を図６、図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、基板搬送速度Ｖｗよりも遅いノズル移動速度Ｖｎで移動させながら塗布処理を行っている。このため、基板Ｗを比較的高速で搬送しているにもかかわらず、塗布装置１での塗布速度（＝Ｖｗ-Ｖｎ）は基板搬送速度Ｖｗよりも遅く、カスレなどの不具合を発生させることなく、タクトタイムを短縮することができる。

ここで、上記作用効果を明確にするために、従来技術との対比で上記実施形態のメリットについて図６を参照しつつ説明する。スリットノズル５１１を固定した従来技術においては、図６の最上段グラフ中の１点鎖線で示すように、上記不具合の発生を防止するためには基板搬送速度を本実施形態での基板搬送速度Ｖｗよりも遅い速度Ｖｗ０に設定せざるを得ず、そのためにタクトタイムの長時間化が避けなれない。また、従来技術において基板搬送速度を本実施形態での基板搬送速度Ｖｗと同じ値に設定しながらもカスレ等の不具合が発生するのを防止するためには、図６の上から３番目のグラフ中の１点鎖線で示すように塗布ギャップを本実施形態での塗布ギャップＧＰ２よりも狭い塗布ギャップＧＰ０に設定した状態で基板Ｗを高速で搬送せざるを得ず、スリットノズル５１１と基板Ｗとの接触リスクが高くなるという問題が発生する。さらに、図６の最下段グラフ中の１点鎖線で示すように単位時間当たりの塗布液の吐出量を量Ｍ１よりも多い量Ｍ０に増やすことでカスレ等の不具合に対応することも考えられるが、塗布液の消費量が増大してしまい、ランニングコストが高くなるという別の問題が発生する。これに対し、本実施形態によれば、上記問題を発生させることなく、塗布処理を安定して短いタクトタイムで実行することができる。また、本実施形態にかかる塗布装置１は、塗布液の使用量を削減することができ、環境保全の面において有効である。

このように本実施形態では、基板Ｗの表面Ｗｆが本発明の「基板の主面」に相当している。また、浮上機構３および浮上ユニット３Ａ〜３Ｃがそれぞれ本発明の「浮上部」、「上流浮上部」、「精密浮上部」および「下流浮上部」の一例に相当している。また、搬送機構４および移動機構５１８がそれぞれ本発明の「搬送部」および「移動部」の一例に相当している。さらに、（＋Ｘ）方向が本発明の「搬送方向」に相当している。

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、ノズル移動範囲を図３Ａ中の破線で示すように設定しているが、ノズル移動範囲はこれに限定されるものではなく、さらに内側に設定してもよい。

また、上記実施形態では、塗布条件が変更される毎に、塗布条件に基づいてノズル移動速度を演算している（ステップＳ１０２）が、基板Ｗ毎に予めノズル移動速度を求めるとともに制御部９に保存しておき、演算工程を行うことなく、基板Ｗ毎にノズル移動速度を設定するように構成してもよい。

本発明は、基板の主面を上方に向けて浮上させた状態で搬送方向に所定の基板搬送速度で搬送しながら前記基板の主面に塗布液を塗布する塗布技術全般に適用することができる。

１…塗布装置
３…浮上機構（浮上部）
３Ａ…上流浮上ユニット（上流浮上部）
３Ｂ…中央浮上ユニット（精密浮上部）
３Ｃ…下流浮上ユニット（下流浮上部）
４…搬送機構（搬送部）
９…制御部
５１１…スリットノズル
５１１ａ…吐出口
５１８…移動機構（移動部）
Ｖｎ…ノズル移動速度
Ｖｗ…基板搬送速度
Ｗ…基板
Ｗｆ…表面（基板の主面）
Ｘ…搬送方向

Claims (4)

1. 基板の主面を上方に向けた状態で前記基板を浮上させる浮上部と、
   前記浮上部により浮上させられた前記基板を所定の搬送方向に基板搬送速度で搬送する搬送部と、
   前記搬送部によって搬送される前記基板の主面に塗布液を吐出して塗布するノズルと、
   前記塗布液を吐出している前記ノズルを前記搬送方向に前記基板搬送速度よりも遅いノズル移動速度で移動させる移動部と、
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置であって、
   前記浮上部は、精密浮上部と、前記搬送方向の上流側で前記精密浮上部に隣接して設けられる上流浮上部と、前記搬送方向の下流側で前記精密浮上部に隣接して設けられる下流浮上部とを有し、
   前記上流浮上部および前記下流浮上部による前記基板の浮上精度は前記精密浮上部による前記基板の浮上精度よりも低く、
   前記移動部は、前記ノズルを前記精密浮上部と対向させながら移動させる塗布装置。
3. 請求項２に記載の塗布装置であって、
   前記移動部は、前記搬送方向において前記精密浮上部の中央部と対向させながら移動させる塗布装置。
4. 基板の主面を上方に向けて浮上させた状態で搬送方向に所定の基板搬送速度で搬送しながら前記基板の主面に塗布液を塗布する塗布方法であって、
   ノズルから前記基板の主面に前記塗布液を吐出しながら前記ノズルを前記搬送方向に前記基板搬送速度よりも遅いノズル移動速度で移動させることを特徴とする塗布方法。

Images