JP2020185526A - Coating device and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method.
半導体又はガラス等の基板に薄膜を形成するため、基板上に所定の液体をスリットノズル等から吐出する塗布装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。スリットノズルを用いた塗布装置では、塗布時における基板表面とスリットノズル下端との距離である塗布ギャップを適正に調整する必要がある。特許文献1に記載の塗布装置では、基板載置部のうち、スリットノズルによる塗布開始側に検出部が設けられており、この検出部の結果を用いて基板載置部の載置面に対するスリットノズルの高さを調整している。 In order to form a thin film on a substrate such as semiconductor or glass, a coating device for discharging a predetermined liquid onto the substrate from a slit nozzle or the like is known (see, for example, Patent Document 1). In a coating device using a slit nozzle, it is necessary to appropriately adjust the coating gap, which is the distance between the substrate surface and the lower end of the slit nozzle at the time of coating. In the coating apparatus described in Patent Document 1, a detection unit is provided on the coating start side by the slit nozzle in the substrate mounting portion, and the result of this detection portion is used to slit the substrate mounting portion with respect to the mounting surface. The height of the nozzle is adjusted.
近年の塗布装置では、基板の大型化に伴い基板載置部が大型化し、さらにスリットノズルの幅も大きくかつ移動範囲も広くなっている。その結果、載置面とスリットノズル下端が移動する面(移動面)との平行度を確保することが難しくなっている。載置面に載置される基板は、載置面に沿うように配置されるので、載置面とスリットノズル下端の移動面とが平行でなくなると、塗布開始側でスリットノズルの高さ位置を調整しただけでは、塗布中において適正な塗布ギャップが確保されない可能性がある。塗布ギャップの変動は、基板に形成される薄膜の膜厚変動を招き、不良品の発生など、歩留まりを低下させることになる。 In recent coating devices, the size of the substrate mounting portion has increased as the size of the substrate has increased, and the width of the slit nozzle has also increased and the moving range has become wider. As a result, it is difficult to secure parallelism between the mounting surface and the surface on which the lower end of the slit nozzle moves (moving surface). Since the substrate to be mounted on the mounting surface is arranged along the mounting surface, when the mounting surface and the moving surface at the lower end of the slit nozzle are not parallel, the height position of the slit nozzle is on the coating start side. There is a possibility that an appropriate coating gap cannot be secured during coating just by adjusting. Fluctuations in the coating gap cause fluctuations in the film thickness of the thin film formed on the substrate, resulting in a decrease in yield such as the occurrence of defective products.
本発明は、塗布開始から塗布終了までの間にわたって適正な塗布ギャップを確保して、基板に形成される薄膜の膜厚変動を抑制することが可能な塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a coating apparatus and a coating method capable of ensuring an appropriate coating gap from the start of coating to the end of coating and suppressing fluctuations in the film thickness of a thin film formed on a substrate. And.
本発明の第1態様に係る塗布装置は、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、前記載置面に載置された基板の上面に塗布液を吐出するスリットノズルと、前記基板載置部と前記スリットノズルとを前記載置面に沿った第1方向に相対的に移動させる移動装置と、前記基板に対して前記スリットノズルを昇降させる昇降装置と、を有する、塗布装置であって、前記基板載置部の塗布開始側において前記第1方向と交差する第2方向に離間する2カ所に設けられ、前記載置面に対する前記スリットノズルの開始側高さをそれぞれ検出する開始側検出部と、前記基板載置部の塗布終了側において前記第2方向に離間する2カ所に設けられ、前記載置面に対する前記スリットノズルの終了側高さをそれぞれ検出する終了側検出部と、前記開始側検出部で得られた前記開始側高さ、及び前記終了側検出部で得られた前記終了側高さから、前記載置面に対する前記スリットノズルの水平基準及び高さ基準に関する教示データを生成し、前記教示データに基づいて前記移動装置及び前記昇降装置を制御する制御部と、を有する。 The coating apparatus according to the first aspect of the present invention includes a substrate mounting portion provided with a mounting surface on which the substrate is mounted, a slit nozzle for discharging a coating liquid onto the upper surface of the substrate mounted on the above-mentioned mounting surface, and the like. Coating having a moving device for relatively moving the substrate mounting portion and the slit nozzle in the first direction along the above-mentioned mounting surface, and an elevating device for raising and lowering the slit nozzle with respect to the substrate. The device is provided at two locations on the coating start side of the substrate mounting portion, which are separated from each other in the second direction intersecting the first direction, and detects the height of the starting side of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface. End side detection that detects the height of the end side of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface, which is provided at two locations separated in the second direction on the coating end side of the substrate mounting portion and the start side detecting portion. The horizontal reference and height reference of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface from the portion, the start-side height obtained by the start-side detection section, and the end-side height obtained by the end-side detection section. It has a control unit that generates teaching data related to the above teaching data and controls the moving device and the elevating device based on the teaching data.
本発明の第2態様に係る塗布方法は、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、前記載置面に載置された基板の上面に塗布液を吐出するスリットノズルと、前記基板載置部と前記スリットノズルとを前記載置面に沿った第1方向に相対的に移動させる移動装置と、前記基板に対して前記スリットノズルを昇降させる昇降装置と、を有する、塗布装置を用いて基板に塗布液を塗布する方法であって、前記基板載置部の塗布開始側において前記第1方向と交差する第2方向に離間する2カ所で、前記載置面に対する前記スリットノズルの開始側高さをそれぞれ検出することと、前記基板載置部の塗布終了側において前記第2方向に離間する2カ所で、前記載置面に対する前記スリットノズルの終了側高さをそれぞれ検出することと、前記開始側検出部で得られた前記開始側高さ、及び前記終了側検出部で得られた前記終了側高さから、前記載置面に対する前記スリットノズルの水平基準及び高さ基準に関する教示データを生成し、前記教示データに基づいて前記移動装置及び前記昇降装置を制御することと、を含む。 The coating method according to the second aspect of the present invention includes a substrate mounting portion provided with a mounting surface on which the substrate is mounted, a slit nozzle for discharging a coating liquid onto the upper surface of the substrate mounted on the above-mentioned mounting surface, and the like. Coating having a moving device for relatively moving the substrate mounting portion and the slit nozzle in the first direction along the above-mentioned mounting surface, and an elevating device for raising and lowering the slit nozzle with respect to the substrate. A method of applying a coating liquid to a substrate using an apparatus, in which the slits with respect to the above-mentioned mounting surface are provided at two locations on the coating start side of the substrate mounting portion, which are separated from each other in the second direction intersecting the first direction. The height of the start side of the nozzle is detected, and the height of the end side of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface is detected at two locations separated in the second direction on the coating end side of the substrate mounting portion. From the start-side height obtained by the start-side detection unit and the end-side height obtained by the end-side detection unit, the horizontal reference and height of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface. It includes generating teaching data about a reference and controlling the moving device and the lifting device based on the teaching data.
本発明の態様によれば、塗布開始から塗布終了までの間にわたって、適正な塗布ギャップを確保することできる。その結果、基板に形成される薄膜の膜厚変動を抑制して不良品の発生を防止し、歩留まりの低下を防止することができる。 According to the aspect of the present invention, an appropriate coating gap can be secured from the start of coating to the end of coating. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the film thickness of the thin film formed on the substrate, prevent the occurrence of defective products, and prevent a decrease in yield.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面においては、各構成をわかりやすくするために、一部を強調して、あるいは一部を簡略化して表しており、実際の構造又は形状、縮尺等が異なっている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, in order to make each configuration easy to understand, a part is emphasized or a part is simplified, and the actual structure or shape, scale, etc. may differ.
また、図面においては、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。水平面における一方向がX方向であり、このX方向に直交する方向がY方向である。また、XY平面(水平面)に直交する方向がZ方向である。Z方向は上下方向と称する場合もある。本実施形態において、後述する基板載置部10とスリットノズル20との間の相対移動方向を第1方向D1と表記する。第1方向D1は、X方向と平行である。また、平面視で第1方向D1に直交する方向を第2方向D2と表記する。第2方向D2は、Y方向と平行である。なお、XYZ座標系において、X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向を+方向とし、矢印の方向とは反対の方向が−方向とする。本実施形態において、X方向に平行な方向を第1方向D1と表記し、Y方向に平行な方向を第2方向D2と表記する場合がある。
Further, in the drawings, the directions in the drawings will be described using the XYZ coordinate system. One direction in the horizontal plane is the X direction, and the direction orthogonal to the X direction is the Y direction. Further, the direction orthogonal to the XY plane (horizontal plane) is the Z direction. The Z direction may be referred to as a vertical direction. In the present embodiment, the relative movement direction between the
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る塗布装置100の一例を模式的に示す平面図である。図2は、塗布装置100の一例を模式的に示す側面図である。図1及び図2に示す塗布装置100は、平面視において矩形板状の基板Sの表面に、薄膜を形成するための液体を塗布する。基板Sは、例えばガラス基板であるが、半導体ウェハ(シリコンウェハ)など、他の板状体であってもよい。また、基板Sは、矩形であることに限定されず、例えば円形であってもよい。塗布装置100は、例えば、ファンアウト型PLP(Fan-out Panel Level Package)技術において、基板Sの表面に、光の吸収又は加熱により変質する分離層を形成するための塗布液Qを塗布する場合等に用いられる。
また、塗布液Qは、上述した分離層を形成するための液以外であってもよいし、基板Sの表面にデバイス等を載置するために用いる接着層形成するための液であってもよいし、基板Sに塗布する感光性を有する薬液(レジスト)等であってもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the
Further, the coating liquid Q may be a liquid other than the liquid for forming the separation layer described above, or may be a liquid for forming an adhesive layer used for mounting a device or the like on the surface of the substrate S. Alternatively, it may be a photosensitive chemical solution (resist) or the like to be applied to the substrate S.
塗布装置100は、図1及び図2に示すように、基板載置部10と、スリットノズル20と、移動装置30と、昇降装置40と、開始側検出部50と、終了側検出部60と、制御部70とを備える。基板載置部10は、平面視において矩形状に設けられ、ベース12上に固定されている。基板載置部10は、基板Sを載置するための載置面11を有する。載置面11は、基板Sを載置可能な寸法に設定され、平面視で基板Sよりも広い面積を有している。基板載置部10の載置面11には、例えば、基板搬送装置により外部から搬送された基板Sが載置される。また、基板載置部10の載置面11からは、例えば、基板搬送装置により基板Sが搬出される。なお、載置面11に対する基板Sの載置及び搬出の一方又は双方は、作業者による手作業で行われてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板載置部10は、載置面11に載置された基板Sを吸着させる構成を有してもよい。このような吸着機構としては、例えば、真空チャック、クランプ機構等が用いられる。真空チャックは、例えば、載置面11に設けられた溝部と吸引装置とが接続され、この吸引装置を駆動することにより溝部内を負圧にして、載置面11に載置された基板Sを載置面11上に保持する構成を備える。また、クランプ機構は、載置面11に載置された基板Sの端部の複数個所を挟み込むことで、基板Sを載置面11に保持させる構成を備える。また、基板載置部10は、基板Sを載置面11上で位置決めするための位置決め部材を備えていてもよい。
The
ベース12は、例えば、建屋の床面等に載置され、第1方向D1(X方向)及び第2方向D2(Y方向)について、基板載置部10よりも広い範囲にわたって設けられている。ベース12は、第2方向D2の両側縁部に、それぞれ案内部12aが設けられる。案内部12aのそれぞれは、第1方向D1に直線状に延びて設けられる。案内部12aは、後述する門型フレーム21を支持し、門型フレーム21を第1方向D1に案内する。ベース12上には、メンテナンスエリア13が設けられる。メンテナンスエリア13は、基板載置部10の+X側に配置される。メンテナンスエリア13には、例えば、スリットノズル20に対する洗浄、乾燥防止、予備吐出等を行うための各種装置が設置される。
The
基板載置部10は、ベース12に位置決めされた状態で固定される。本実施形態では、基板載置部10の長手方向が第1方向D1に沿うように、かつ、短手方向が第2方向D2に沿うように位置決めされている。なお、基板載置部10とベース12との間には、ベース12に対する基板載置部10の位置を、第1方向D1及び第2方向D2に調整するための調整機構が設けられてもよい。また、基板載置部10の下面には、基板載置部10の上下方向(Z方向)の高さ及び傾き(又は載置面11の高さ及び傾き)を調整するための高さ調整機構(傾き調整機構)が設けられてもよい。
The
スリットノズル20は、載置面11に載置された基板Sの上面に塗布液Qを吐出する。スリットノズル20は、昇降装置40を介して門型フレーム21に支持される。スリットノズル20は、下方側の先端20aに備える開口部から塗布液Qを吐出可能な構成を有している。スリットノズル20の内部には、塗布液Qを開口部に流通させる不図示の流通路が設けられており、この流通路には供給装置22が接続されている。供給装置22は、例えば不図示のポンプを有しており、このポンプで塗布液Qを開口部へと押し出すことで開口部から塗布液Qが吐出されるようになっている。なお、スリットノズル20は、塗布液Qを吐出可能であれば、任意の構成を適用することができる。
The
門型フレーム21は、支柱部21aと、梁部21bとを有しており、基板載置部10を第2方向D2に跨ぐように設けられている。支柱部21aは、基板載置部10を挟んだ第2方向D2の両側に1つずつ設けられており、それぞれがベース12の案内部12a上に支持されている。支柱部21aのそれぞれは、案内部12aに案内されて第1方向D1に移動可能である。各支柱部21aは、上端部の高さ位置が揃うように設けられている。梁部21bは、各支柱部21aの上端部の間に架橋されており、2つの支柱部21aを連結する。これら支柱部21a及び梁部21bにより門型フレーム21が形成されている。
The gate-shaped
門型フレーム21は、移動装置30に接続されており、ベース12の案内部12aに沿って第1方向D1に移動可能である。従って、門型フレーム21は、ベース12に固定配置されている基板載置部10に対して第1方向D1に移動可能である。なお、移動装置30は、門型フレーム21を移動させる任意の構成が適用可能であり、例えば、電動モータにより車輪(ローラ)を駆動させる構成が適用されてもよいし、ボールねじ機構、又はリニアモータ等が適用されてもよい。
The
移動装置30は、基板載置部10とスリットノズル20とを載置面11に沿った第1方向D1(X方向)に相対的に移動させる。本実施形態では、移動装置30により門型フレーム21(スリットノズル20)を基板載置部10に対して第1方向D1に移動させているが、この構成に限定されない。移動装置30は、例えば、門型フレーム21(スリットノズル20)に対して基板載置部10を第1方向D1に移動させる構成であってもよいし、門型フレーム21(スリットノズル20)及び基板載置部10の双方を第1方向D1に移動させる構成であってもよい。
The moving
スリットノズル20は、門型フレーム21の梁部21bに支持されており、門型フレーム21と一体で第1方向D1に移動可能である。また、スリットノズル20は、昇降装置40により門型フレーム21の梁部21bに上下方向(Z方向)に移動可能である。昇降装置40は、例えば、電動モータ、エアシリンダ等の不図示の駆動源と、この駆動源の駆動力を門型フレーム21に伝達する不図示の伝達機構とを有する。昇降装置40は、駆動源の駆動力により、門型フレーム21の梁部21bに対してスリットノズル20を昇降可能である。
The
スリットノズル20は、第2方向D2(Y方向)を長手とする長尺状であり、門型フレーム21の梁部21bの−X側の面に昇降装置40を介して支持され、先端20aが基板載置部10に対向するように配置されている。昇降装置40は、第2方向D2に離間する2カ所に設けられており、それぞれがスリットノズル20を昇降させることができる。この構成により、スリットノズル20は、先端20aがY方向に平行の状態から、第1方向D1の軸まわり(X軸まわり)に回転可能となっている。
The
門型フレーム21の梁部21bには、基板Sの上面とスリットノズル20の先端20aとの距離を測定するための距離センサ23が取り付けられている。距離センサ23は、例えば光学式のセンサが用いられ、基板Sに対して非接触で距離を測定する。距離センサ23は、梁部21bの+X側の面に取り付けられている。すなわち、距離センサ23は、スリットノズル20による塗布動作時(+X方向への移動時)において、スリットノズル20より前方に配置されている。距離センサ23は、第2方向D2に離間する複数カ所、例えば、第2方向D2に離間する2カ所に設けられる。距離センサ23は、測定結果を制御部70に送信する。
A
開始側検出部50は、載置面11の塗布開始側(−X側)に対するスリットノズル20の開始側高さを検出する。開始側検出部50は、基板載置部10の塗布開始側の側面において、第2方向D2(Y方向)に離間する2カ所に設けられる。開始側検出部50のそれぞれは、測長子51を有する構成が用いられる。測長子51は、例えば、ばね等の弾性部材により、上方に向けて弾性力が付与された状態で設けられる。測長子51は、最上位置に位置した状態から、弾性力に抗して下方に移動可能となっている。
The start
終了側検出部60は、載置面11の塗布終了側(+X側)に対するスリットノズル20の終了側高さを検出する。終了側検出部60は、基板載置部10の塗布終了側の側面において、第2方向D2(Y方向)に離間する2カ所移設けられる。終了側検出部60のそれぞれは、開始側検出部50と同様に、測長子61を有する構成が用いられる。測長子61は、例えば、ばね等の弾性部材により、上方に向けて弾性力が付与された状態で設けられる。測長子61は、最上位置に位置した状態から、弾性力に抗して下方に移動可能となっている。なお、開始側検出部50と終了側検出部60とは、同一の構成が用いられてもよいし、互いに異なる構成が用いられてもよい。
The end
開始側検出部50は、載置面11の−X側において、載置面11に載置される基板Sの、第2方向D2の両端の位置に対応して配置される。同様に、終了側検出部60は、載置面11の+X側において、載置面11に載置される基板Sの、第2方向D2の両端の位置に対応して配置される。開始側検出部50及び終了側検出部60は、スリットノズル20に対して測長子51、61が接触する接触式の検出部であるが、開始側検出部50及び終了側検出部60の一方又は双方は、スリットノズル20に対して非接触でスリットノズル20の高さを検出する構成が適用されてもよい。なお、非接触でスリットノズル20の高さを検出する構成については後述する。
The start
制御部70は、供給装置22、移動装置30、及び昇降装置40の各部の動作を統括的に制御する。制御部70は、CPU(Central Processing Unit)などの不図示の演算処理装置と、主記憶装置や補助記憶装置などの不図示の記憶装置とを有している。記憶装置には、各種プログラム、各種情報が格納されている。なお、制御部70は、塗布装置100の一部として設けられてもよいし、塗布装置100とは別に、塗布装置100から離れた位置に設けられてもよい。
The
図3は、塗布装置100の制御系の一例を示す機能ブロック図である。図3に示すように、制御部70には、開始側検出部50により検出した開始側高さに関する情報と、終了側検出部60により検出した終了側高さに関する情報とが入力される。また、制御部70には、距離センサ23の検出結果が入力される。制御部70は、後述する教示データを生成する教示データ生成部71を備える。
FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the control system of the
教示データ生成部71は、開始側検出部50から取得した開始側高さ、及び終了側検出部60から取得した終了側高さに基づいて、載置面11に対するスリットノズル20の水平基準及び高さ基準に関する教示データを生成する。スリットノズル20の水平基準及び高さ基準は、それぞれ載置面11を基準とする。教示データを生成する場合、教示データ生成部71は、開始側検出部50で得られた2カ所の開始側高さ、及び終了側検出部60で得られた2カ所の終了側高さから、仮想面を設定する。すなわち、2カ所の開始側高さ及び2カ所の終了側高さ(計4カ所の高さ)から、それらの高さを含む面を仮想面として算出する。
The teaching
本実施形態において、仮想面は平面であるが、仮想面が曲面であってもよい。この仮想面は、スリットノズル20が第1方向D1に移動した際に、スリットノズル20の先端20aが沿う面に相当する。教示データ生成部71は、載置面11に対する仮想面の上下方向(Z方向)のずれを算出し、スリットノズル20が塗布開始から塗布終了にわたって第1方向D1に移動した際に、スリットノズル20の先端20aが載置面11と平行の面に沿うように、スリットノズル20の先端20aの高さを補正するための教示データを生成する。
In the present embodiment, the virtual surface is a flat surface, but the virtual surface may be a curved surface. This virtual surface corresponds to the surface along which the
この教示データには、例えば、スリットノズル20の第1方向D1における位置(X位置)と、その位置におけるスリットノズル20の先端20aの高さ(Z位置)と、その位置におけるスリットノズル20の第1方向D1の軸まわりの回転位置(水平基準である載置面11に対する先端20aの傾き)とが関連付けられている。教示データは、移動装置30により移動するスリットノズル20の第1方向D1の位置に応じて、2つの昇降装置40による昇降量を設定するための情報を含む。
The teaching data includes, for example, the position (X position) of the
制御部70は、教示データ生成部71が生成した教示データを用いつつ、上記した供給装置22、移動装置30、及び昇降装置40を制御する。制御部70は、移動装置30によりスリットノズル20を第1方向D1に移動させつつ、供給装置22により塗布液Qをスリットノズル20に供給させることで、このスリットノズル20から基板Sに塗布液Qを塗布させる。この場合において、制御部70は、教示データに基づいて、スリットノズル20による基板Sへの塗布液Qの吐出開始から吐出終了までにわたって、スリットノズル20の先端20aが載置面11(基板S)と平行な面と沿うように、2つの昇降装置40により基板Sに対するスリットノズル20の高さ及び回転位置を制御する。
The
また、制御部70は、距離センサ23の測定結果に基づいて、基板Sの上面と、スリットノズル20の先端20aとの間隔が一定又はほぼ一定となるように、昇降装置40により基板Sに対するスリットノズル20の高さを制御する。距離センサ23の測定結果を用いることで、例えば、厚さが異なる基板Sに対して塗布液Qを塗布する場合であっても、それぞれ基板Sの上面と、スリットノズル20の先端20aとの間隔を一定又はほぼ一定にすることができる。また、基板Sの上面において一部の高さが異なる場合であっても、基板Sの上面と、スリットノズル20の先端20aとの間隔を一定又はほぼ一定にすることができる。
Further, based on the measurement result of the
次に、上述のように構成された塗布装置100における動作を説明する。図4は、第1実施形態に係る塗布装置100の制御方法の一例を示すフローチャートである。図5から図12は、実施形態に係る塗布装置100の動作の一例を示す図である。実施形態に係る塗布装置100の制御方法では、制御部70の制御により塗布装置100の各部が動作する。
Next, the operation of the
まず、図4に示すように、制御部70は、開始側高さを検出する(ステップS01)。ステップS01において、開始側検出部50の測長子51は、不図示の弾性体の弾性力により上方に突出した状態となっている。制御部70は、図5(A)及び図6(A)に示すように、移動装置30により門型フレーム21を第1方向D1に移動させて、スリットノズル20を開始側検出部50の上方に配置させる。なお、図5(A)及び(B)は、第2方向D2(Y方向)から見た塗布装置100を示しており、図6(A)及び(B)は、第1方向D1(X方向)から見た塗布装置100を示している。
First, as shown in FIG. 4, the
続いて、制御部70は、昇降装置40によりスリットノズル20を下降させ、スリットノズル20の先端20aを測長子51の上面51aに接触させる。この状態から、制御部70は、図5(B)及び図6(B)に示すように、測長子51の上面51aが基板載置部10の載置面11の高さに到達するまで、昇降装置40によってスリットノズル20を下降させる。制御部70は、測長子51の上面51aが載置面11の高さに到達した状態において、距離センサ23の検出結果が0となるように高さ基準H1(図5(B)参照)を設定する。また、2つの開始側検出部50の検出結果から水平基準L1(図6(B)参照)を設定する。なお、図5及び図6に示す例では、水平基準L1は、水平又はほぼ水平である。
Subsequently, the
次に、図4に示すように、制御部70は、終了側高さを検出する(ステップS02)。ステップS02において、終了側検出部60の測長子61は、開始側検出部50と同様に、不図示の弾性体の弾性力により上方に突出した状態となっている。制御部70は、図7(A)及び図8(A)に示すように、移動装置30により門型フレーム21を第1方向D1に移動させて、スリットノズル20を終了側検出部60の上方に配置させる。なお、図7(A)及び(B)は、第2方向D2(Y方向)から見た塗布装置100を示しており、図8(A)及び(B)は、第1方向D1(X方向)から見た塗布装置100を示している。
Next, as shown in FIG. 4, the
続いて、制御部70は、ステップS01と同様に、昇降装置40によりスリットノズル20を下降させ、先端20aを測長子61の上面61aに接触させる。この状態から、制御部70は、図7(B)及び図7(B)に示すように、測長子61の上面61aが基板載置部10の載置面11の高さに到達するまで、昇降装置40によってスリットノズル20を下降させる。制御部70は、測長子61の上面61aが載置面11の高さに到達した状態において、距離センサ23の検出結果が0となるように高さ基準H2(図7(B)参照)を設定する。また、2つの終了側検出部60の検出結果から水平基準L2(図8(B)参照)を設定する。なお、図7及び図8に示す例では、水平基準L2は、水平又はほぼ水平であり、上記した水平基準L1と同一である。また、上記した例では、ステップS02において、水平基準L2を設定しているが、水平基準L2を設定しなくてもよい。この場合、載置面11の終了側における水平基準として、載置面11の開始側における水平基準L1が用いられてもよい。
Subsequently, the
次に、図4に示すように、制御部70(教示データ生成部71)は、教示データを生成する(ステップS03)。基板載置部10が大型化すると、図9(A)に示すように、スリットノズル20の第1方向D1における移動範囲が長くなり、塗布開始側における高さ基準H1と、塗布終了側における高さ基準H2とが異なる場合がある。また、基板載置部10が大型化すると、図9(B)に示すように、スリットノズル20も第2方向D2に長くなり、載置面11(水平基準L1)に対して、スリットノズル20の先端20aが傾いた状態とになる場合がある。なお、図9では、ベース12の案内部12aを水平方向とし、基板載置部10(載置面11)がベース12に対して第1方向D1に関して角度θ1に傾き、第2方向D2に関して角度θ2に傾いた状態を示しているが、基板載置部10(載置面11)を水平とし、案内部12aが第1方向D1に関して角度θ1に傾き、第2方向D2に関して角度θ2に傾く場合であっても同様である。
Next, as shown in FIG. 4, the control unit 70 (teaching data generation unit 71) generates teaching data (step S03). As the size of the
また、図示していないが、スリットノズル20の第1方向D1における移動範囲が長くなると、塗布開始側において水平基準L1に対するスリットノズル20の傾き(角度θ1)と、塗布終了側において水平基準L2に対するスリットノズル20の傾きと、が異なる場合がある。
Although not shown, when the moving range of the
上記のように、図9(A)では、スリットノズル20の先端20aの移動面に対して、載置面11が角度θ1で傾いた状態を示している。具体的には、載置面11の第1方向D1(X方向)の一端側(−X側)が他端側(+X側)に対して上方に傾いた状態を示している。この場合、スリットノズル20の開始側における高さ基準H1と終了側における高さ基準H2とが異なる。なお、高さ基準H1は、例えば、2つの開始側検出部50から得られる検出結果の平均値が用いられる(図9(B)参照)。同様に、高さ基準H2は、例えば、2つの終了側検出部60から得られる検出結果の平均値が用いられる(図9(B)参照)。
As described above, FIG. 9A shows a state in which the mounting
上記のように、図9(B)では、塗布開始側において、スリットノズル20の先端20aに対して、載置面11が角度θ2で傾いた状態を示している。具体的には、載置面11の第2方向D2(Y方向)の一端側(−Y側)が他端側(+Y側)に対して上方に傾いた状態を示している。この場合、スリットノズル20の+Y側の開始側高さH3と、−Y側の開始側高さH4とが異なる。以下、スリットノズル20の+Y側の開始側高さH3よりも−Y側の開始側高さH4の方が高い場合を例に挙げて説明する。また、図示を省略するが、塗布終了側においても同様に、スリットノズル20の先端20aに対して載置面11が角度θ2で傾いており、スリットノズル20の+Y側の終了側高さ(図10の終了側高さH5参照)が、−Y側の終了側高さ(図10の終了側高さH6参照)と異なる場合がある。以下、スリットノズル20の+Y側の終了側高さよりも−Y側の終了側高さの方が高い場合を例に挙げて説明する。
As described above, FIG. 9B shows a state in which the mounting
教示データ生成部71は、開始側検出部50で得られた2カ所の開始側高さH3、H4と、終了側検出部60で得られた2カ所の終了側高さH5、H6とから、仮想面を設定する。図10は、教示データ生成部71によって設定される仮想面の一例を示す図である。図10に示すように、教示データ生成部71は、2カ所の開始側高さH3、H4と、2カ所の終了側高さH5、H6との4つを頂点とする矩形状の平面を仮想面Vとして設定する。なお、4カ所の高さから仮想面Vを作成する手法は、任意の手法を適用可能である。仮想面Vは、図10に示すように、基準面Lに対して傾いた状態となっている。この基準面Lは、例えば、基板載置部10の載置面11と平行の面又は一致する面である。なお、図10では、基準面Lを水平面と平行に示している。
The teaching
図11は、教示データ生成部71によって設定される仮想面の他の例を示す図である。図11は、塗布終了側において、スリットノズル20の+Y側の終了側高さH7の方が−Y側の終了側高さH8よりも高い場合の例である。この場合、制御部70は、2カ所の開始側高さH3、H4と、2カ所の終了側高さH7、H8との4つを頂点とする矩形状の面を仮想面VAとして設定する。なお、4カ所の高さから仮想面VAを作成する手法は、任意の手法を適用可能である。仮想面VAは、開始側では+Y側よりも−Y側が高くなっており、終了側では+Y側の方が−Y側よりも高くなっている。つまり、仮想面VAは、基準面Lに対してねじれた面である。図10に示すように、仮想面VAは、平面ではなく曲面であるが、第1方向D1(X方向)の任意の位置において、第2方向D2(Y方向)が直線となっている。
FIG. 11 is a diagram showing another example of the virtual surface set by the teaching
ステップS03において、教示データ生成部71は、設定した仮想面V、VAが基準面L(すなわち載置面11)と平行となるように補正し、その時の補正量を教示データとして生成する。この教示データは、スリットノズル20の第1方向D1における各位置において、2つの昇降装置40によるそれぞれの昇降量に関する情報を含む。すなわち、教示データは、スリットノズル20の第1方向D1における各位置において、基板Sとスリットノズル20とのギャップGが一定となる昇降装置40の昇降量に関する情報と、スリットノズル20の先端20aの水平基準L1、L2に対する角度θ1、θ2が0又はほぼ0となるように、2つの昇降装置40によるそれぞれの昇降量に関する情報とを含む。
In step S03, the teaching
次に、図4に示すように、制御部70は、教示データに基づいて移動装置30及び昇降装置40を制御する(ステップS04)。ステップS04において、制御部70は、まず、図12(A)に示すように、移動装置30及び昇降装置40により、スリットノズル20を塗布開始位置に配置させる。このとき、距離センサ23により、基板Sの上面とスリットノズル20との間の距離が測定され、基板Sの厚さを考慮した高さにスリットノズル20が配置させることで、基板Sとスリットノズル20とのギャップGを予め決められた値に設定することができる。
Next, as shown in FIG. 4, the
続いて、制御部70は、図12(B)に示すように、移動装置30により、スリットノズル20を第1方向D1に移動させつつ、供給装置22によりスリットノズル20に塗布液Qを供給する。このとき、制御部70は、上記した教示データに基づき、スリットノズル20の第1方向D1の位置に応じて、昇降装置40の昇降量を制御する。その結果、スリットノズル20の先端20aは、基準面L(すなわち載置面11と平行な面)に沿って移動することになる。
Subsequently, as shown in FIG. 12B, the
このような制御部70の制御により、スリットノズル20の先端20aと基板Sとの間で適正なギャップGが確保された状態で、先端20aの開口部から基板Sに対して塗布液Qが吐出される。なお、制御部70は、スリットノズル20が第1方向D1に移動している間において、距離センサ23の測定結果に基づき、ギャップGが一定になるように昇降装置40を制御する。
By such control of the
また、図11に示す仮想面VAのように、第1方向D1における各位置で、基準面Lに対するスリットノズル20の先端20aの角度が変化する場合(すなわち、スリットノズル20の先端20aの高さが+Y側と−Y側とで異なる場合)、制御部70は、スリットノズル20の第1方向D1の位置に応じて、2つの昇降装置40(−Y側の昇降装置40と+Y側の昇降装置)に異なる昇降量の制御信号を送信する。このように、−Y側の昇降装置40と+Y側の昇降装置とで独立して別個に制御することで、スリットノズル20の第1方向D1の位置において、スリットノズル20が水平基準L1、L2と平行となるような姿勢(すなわち載置面11と平行となるような姿勢)にすることができる。
Further, as in the virtual surface VA shown in FIG. 11, when the angle of the
図13は、開始側検出部及び終了側検出部の他の例を示す図である。図13に示すように、開始側検出部50A及び終了側検出部60Aは、非接触のセンサを用いて開始側高さ及び終了側高さを測定可能な構成であってもよい。開始側検出部50A及び終了側検出部60Aは、例えばレーザ光等の測定光を射出する不図示の発光部と、対象物(スリットノズル20の先端20a)で反射された測定光を受光する受光部とを有する光学センサ等が用いられてもよい。開始側検出部50A及び終了側検出部60Aは、検出結果を制御部70に送信する。このように、開始側検出部50A及び終了側検出部60Aとすることにより、スリットノズル20の先端20aに対する接触を回避することができる。
FIG. 13 is a diagram showing another example of the start side detection unit and the end side detection unit. As shown in FIG. 13, the start
図14は、実施形態に係る塗布方法の他の例を示すフローチャートである。図14に示すように、制御部70は、教示データに基づいて移動装置30及び昇降装置40の制御を行う場合、教示データの生成から所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS05)。ステップS05において、所定時間は、例えば、数時間であってもよいし、1日であってもよいし、又は1カ月であってもよい。ステップS05において、所定時間が経過していないと判定される場合(ステップS05のNO)、制御部70は、ステップS05の処理を繰り返し行う。一方、ステップS05において所定時間が経過したと判定される場合(ステップS05のYES)、制御部70は、ステップS01以降の処理を繰り返し行わせる。
FIG. 14 is a flowchart showing another example of the coating method according to the embodiment. As shown in FIG. 14, when the
つまり、制御部70は、再度、開始側高さ及び終了側高さを検出し、教示データを生成する。制御部70は、先の教示データを新たな教示データに更新する。この構成により、載置面11とスリットノズル20の先端20aの移動面との関係が時間の経過に伴なって変化する場合、この変化に追従した制御を行うことができるため、適正な塗布ギャップを長時間にわたって継続して確保することができる。
That is, the
以上のように、第1実施形態に係る塗布装置100及び塗布方法によれば、塗布開始から塗布終了までの間にわたって、基板Sとスリットノズル20との間の適正なギャップGを確保することできる。その結果、基板Sに形成される薄膜の膜厚変動を抑制して不良品の発生を防止し、歩留まりの低下を防止することができる。
As described above, according to the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。図15は、第2実施形態に係る塗布装置200の一例を示す図である。図15に示すように、塗布装置200は、第1実施形態に係る塗布装置100の構成に加えて、基板載置部10のうち第1方向D1(X方向)の中央部に中央側検出部80を有する。中央側検出部80は、第2方向D2(Y方向)に基板載置部10を挟むように、基板載置部10の+Y側及び−Y側に1つずつ配置される。なお、中央側検出部80の構成については、上記した開始側検出部及び終了側検出部60と同様であり、接触式又は非接触式のいずれであってもよい。なお、塗布装置200を用いた塗布方法は、第1実施形態と同様に、図4のフローチャートに沿って実行される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a diagram showing an example of the
塗布装置200において、制御部70は、仮想面を設定する際、開始側検出部50により開始側高さを検出し(図4のステップS01)、終了側検出部60により終了側高さを検出する(図4のステップS02)とともに、中央側検出部80により中央側高さを検出する。制御部70は、塗布開始側についての検出結果であるスリットノズル20の+Y側の開始側高さH3、−Y側の開始側高さH4と、塗布終了側についての検出結果であるスリットノズル20の+Y側の終了側高さH5、−Y側の終了側高さH6と、塗布中央側についての検出結果であるスリットノズル20の+Y側の中央側高さH9、−Y側の中央側高さH10とを取得する。
In the
制御部70の教示データ生成部71は、開始側高さH3、H4、終了側高さH5、H6、及び中央側高さH9、H10の6カ所の高さに基づいて、仮想面VBを作成する。なお、6カ所の高さから仮想面VBを作成する手法は、任意の手法を適用可能である。
The teaching
図16は、第2実施形態の仮想面の一例を示す図である。図16に示すように、仮想面VBは、−Y側においては下側(−Z側)に湾曲した形状を有し、+Y側においては上側(+Z側)に湾曲した形状を有する。仮想面VBは、図16に示すように、曲面であるが、中央側高さH9、H10において屈曲した面であってもよい。教示データ生成部71は、設定した仮想面VBが基準面L(すなわち載置面11)と平行となるように補正し、その時の補正量を教示データとして生成する(図4のステップS03)。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a virtual surface of the second embodiment. As shown in FIG. 16, the virtual surface VB has a shape curved downward (−Z side) on the −Y side and curved upward (+ Z side) on the + Y side. As shown in FIG. 16, the virtual surface VB is a curved surface, but may be a curved surface at the central heights H9 and H10. The teaching
制御部70は、教示データ生成部71が生成した教示データに基づいて移動装置30及び昇降装置40を制御する。制御部70による制御は、上記した第1実施形態と同様であり、図4のフローチャートに示すステップS04が実行される。制御部70は、まず、移動装置30及び昇降装置40により、スリットノズル20を塗布開始位置に配置させる。続いて、制御部70は、図16に示す仮想面VBに沿うように昇降装置40を制御しつつ、供給装置22によりスリットノズル20に塗布液Qを供給する。この制御により、スリットノズル20の先端20aと基板Sとの間で適正な塗布ギャップが確保された状態で、先端20aの開口部から基板Sに対して塗布液Qが吐出される。
The
以上のように、第2実施形態に係る塗布装置200によれば、第1実施形態と同様に、塗布開始から塗布終了までの間にわたって、適正な塗布ギャップを確保し、基板Sに形成される薄膜の膜厚変動を抑制して不良品の発生を防止できる。また、教示データが、6カ所の高さによる仮想面VBに基づいて作成されるので、第2方向D2の各位置におけるスリットノズル20の高さ及び傾きを高精度に補正することができる。
As described above, according to the
以上、実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した記載に限定されない。また、上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者において明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、上記した第2実施形態の塗布装置200では、第2方向D2における中央部分の1カ所に中央側検出部80を備える構成を例に挙げて説明しているが、この構成に限定されない。例えば、第2方向D2における中央部分の2カ所以上に中央側検出部80を備える構成であってもよい。この構成の場合、8カ所以上の高さによる仮想面に基づいて教示データが作成されてもよい。
Although the embodiments have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above description. It will also be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. Such modified or improved forms are also included in the technical scope of the present invention. For example, in the
また、特許請求の範囲、明細書及び図面中において示したシステム、方法、装置、プログラム及び記録媒体における動作、ステップ等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるものでない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須ではない。 In addition, the execution order of each process such as the scope of claims, the operation in the system, method, device, program and recording medium shown in the specification and drawings, and the step is that the output of the previous process is used in the subsequent process. Unless otherwise, it is feasible in any order. Further, even if the operations in the above-described embodiment are described using "first", "next", "continued", etc. for convenience, it is not essential to carry out the operations in this order.
θ1、θ2・・・角度
D1・・・第1方向
D2・・・第2方向
H1、H2・・・高さ基準
L1、L2・・・水平基準
H3、H4・・・開始側高さ
H5、H6、H7、H8・・・終了側高さ
L・・・基準面
S・・・基板
Sa・・・上面
V、VA、VB・・・仮想面
10・・・基板載置部
11・・・載置面
12・・・ベース
12a・・・案内部
13・・・メンテナンスエリア
20・・・スリットノズル
20a・・・先端
21・・・門型フレーム
21a・・・支柱部
21b・・・梁部
22・・・供給装置
23・・・距離センサ
30・・・移動装置
40・・・昇降装置
50、50A・・・開始側検出部
51、61・・・測長子
51a、61a・・・上面
60、60A・・・終了側検出部
70・・・制御部
80・・・中央側検出部
100、200・・・塗布装置
θ1, θ2 ... Angle D1 ... First direction D2 ... Second direction H1, H2 ... Height reference L1, L2 ... Horizontal reference H3, H4 ... Start side height H5, H6, H7, H8 ... End side height L ... Reference surface S ... Board Sa ... Top surface V, VA, VB ...
Claims (12)
前記基板載置部の塗布開始側において前記第1方向と交差する第2方向に離間する2カ所に設けられ、前記載置面に対する前記スリットノズルの開始側高さをそれぞれ検出する開始側検出部と、
前記基板載置部の塗布終了側において前記第2方向に離間する2カ所に設けられ、前記載置面に対する前記スリットノズルの終了側高さをそれぞれ検出する終了側検出部と、
前記開始側検出部で得られた前記開始側高さ、及び前記終了側検出部で得られた前記終了側高さから、前記載置面に対する前記スリットノズルの水平基準及び高さ基準に関する教示データを生成し、前記教示データに基づいて前記移動装置及び前記昇降装置を制御する制御部と、を有する、塗布装置。 A substrate mounting portion having a mounting surface on which the substrate is mounted, a slit nozzle for discharging a coating liquid onto the upper surface of the substrate mounted on the previously described mounting surface, and the substrate mounting portion and the slit nozzle in front A coating device comprising a moving device for relatively moving in a first direction along a mounting surface and an elevating device for raising and lowering the slit nozzle with respect to the substrate.
A start side detection unit is provided at two locations on the coating start side of the substrate mounting portion, which intersects the first direction and is separated from each other in the second direction, and detects the start side height of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface. When,
An end-side detection unit, which is provided at two locations separated in the second direction on the coating end side of the substrate mounting portion and detects the end-side height of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface, respectively.
Teaching data regarding the horizontal reference and height reference of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface from the start side height obtained by the start side detection unit and the end side height obtained by the end side detection unit. A coating device having a control unit for generating the moving device and controlling the moving device and the elevating device based on the teaching data.
前記制御部は、2カ所の前記開始側高さ、2カ所の前記終了側高さ、及び2カ所の前記中間位置高さから前記仮想面を設定する、請求項2に記載の塗布装置。 An intermediate position detection unit that detects the intermediate position height of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface at two locations separated from each other in the second direction between the coating start side and the coating end side of the substrate mounting portion. Is provided,
The coating device according to claim 2, wherein the control unit sets the virtual surface from two heights on the start side, two heights on the end side, and two heights at the intermediate position.
前記制御部は、前記教示データと、前記距離センサからの測定結果とに基づいて前記昇降装置を制御する、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の塗布装置。 A distance sensor for measuring the distance between the substrate and the slit nozzle is provided on the coating end side of the slit nozzle.
The coating device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control unit controls the elevating device based on the teaching data and the measurement result from the distance sensor.
前記開始側検出部及び前記終了側検出部の一方又は双方は、前記載置部に載置される前記基板の、前記第2方向の両側に対応して配置される、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の塗布装置。 The substrate mounting portion is provided in a rectangular shape in a plan view.
Claims 1 to 1, wherein one or both of the start-side detection unit and the end-side detection unit are arranged so as to correspond to both sides of the substrate mounted on the above-mentioned placement unit in the second direction. 7. The coating apparatus according to any one of 7.
前記基板載置部の塗布開始側において前記第1方向と交差する第2方向に離間する2カ所で、前記載置面に対する前記スリットノズルの開始側高さをそれぞれ検出することと、
前記基板載置部の塗布終了側において前記第2方向に離間する2カ所で、前記載置面に対する前記スリットノズルの終了側高さをそれぞれ検出することと、
前記開始側検出部で得られた前記開始側高さ、及び前記終了側検出部で得られた前記終了側高さから、前記載置面に対する前記スリットノズルの水平基準及び高さ基準に関する教示データを生成し、前記教示データに基づいて前記移動装置及び前記昇降装置を制御することと、を含む、塗布方法。 A substrate mounting portion having a mounting surface on which the substrate is mounted, a slit nozzle for discharging a coating liquid onto the upper surface of the substrate mounted on the previously described mounting surface, and the substrate mounting portion and the slit nozzle in front A method of applying a coating liquid to a substrate using a coating device, which comprises a moving device that moves relative to the first direction along the described surface and an elevating device that raises and lowers the slit nozzle with respect to the substrate. And
The height of the starting side of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface is detected at two locations separated from each other in the second direction intersecting the first direction on the coating starting side of the substrate mounting portion.
The height of the end side of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface is detected at two locations separated from each other in the second direction on the coating end side of the substrate mounting portion.
Teaching data regarding the horizontal reference and height reference of the slit nozzle with respect to the above-mentioned mounting surface from the start side height obtained by the start side detection unit and the end side height obtained by the end side detection unit. A coating method, which comprises controlling the moving device and the elevating device based on the teaching data.
When a predetermined time elapses from the generation of the teaching data, or when a coating liquid is applied to a predetermined number of substrates using the teaching data, the start side height is newly detected and the end side height is detected. The coating method according to claim 11, further comprising detecting the stagnation and generating the teaching data, and updating the teaching data to new teaching data.
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