JP4184508B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板などの枚葉タイプの基板に、効率よくかつ均一な膜厚の塗布膜を形成する塗布装置に係り、特に、所望の塗布膜特性を得るために、簡便かつ迅速に塗布装置を調節できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置や、プラズマディスプレイなどに用いられるガラス基板に、感光性樹脂膜や接着剤層、保護膜などを形成するための樹脂溶液やインキなどの塗布液を塗布する方式としては、一般に回転塗布方式が多用されている。回転塗布方式には開放型と密閉型があるが、いずれも、塗布液の塗布効率が低く、しかも、基板のコーナ部分の塗布膜厚が厚くなりすぎるという欠点があり、今後見込まれる基板寸法の大型化にともなって、塗布液の使用量、塗布膜厚の均一性、および塗布工程の生産性などの点において課題が多い。
【０００３】
そこで、回転塗布方式における欠点を解消するとともに、塗布液自体の物性や基板の平滑度の影響を受けることが少なく、安定して均一な膜厚の塗布膜を枚葉基板に形成できる塗布装置を、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９４／００８４５（国際出願日：１９９４年５月２７日）において、本出願人は先に提案した。
【０００４】
この塗布装置は、上方へ向かって開口するとともに、水平方向に延びる帯状のスリットを有する塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドに塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記塗布ヘッドの上方に対向して配置され、塗布面を下方へ向け、かつ傾斜状態に基板を吸着保持する基板保持部材とを備えている。この塗布装置では、先ず、塗布ヘッドに塗布液を供給してスリットから塗布液を吐出し、基板と塗布ヘッドとの間隙に帯状の液溜まりを形成する。次いで、この液溜まりを横切る方向へ、塗布ヘッド、または基板を吸着保持した基板保持部材を相対的に移動させることによって、塗布液の液溜まりを基板の塗布面に順次接触させ、基板に塗布膜を形成する。
【０００５】
上記塗布装置は、塗布液の粘度や表面張力などの物性、および基板の濡れ性や平滑度などに対応して、所望の均一な塗布膜厚を得るために、基板の塗布面と塗布ヘッドとの間隙を調節する機構、および、前記間隙を維持した状態で、基板の傾斜角度を調節する機構、さらに、塗布ヘッドと基板を吸着保持した基板保持部材との相対的な移動速度を調節する機構などを備えている。この塗布装置によると、塗布液の塗布効率がよく、しかも枚葉基板であっても、塗布面の平滑度に影響されず、基板の片面のみに、広い領域にわたって均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。
【０００６】
次いで、上記塗布装置における塗布膜形成基板の生産性をより向上するため、基板を吸着保持する基板保持部材の外周の複数箇所に、塗布処理する基板の外周よりも内側に延びた空間部を設けた。そして、塗布装置へ基板を供給したり、塗布装置から基板を排出する際、基板を着脱するための基板着脱部材が、基板着脱位置に係止した基板保持部材の前記空間部を通過しながら、基板を装着、または離脱するように構成した塗布装置を、特願平９ー１９５７５（出願日：１９９７年１月２０日）において提案した。この塗布装置によれば、複雑な機構を用いることなく、塗布処理後の基板排出や塗布処理前の基板供給を、高速かつ確実に行えるので、塗布膜形成基板の生産性を高められる。
【０００７】
さらに、本出願人は、基板に形成する塗布膜の膜厚をより均一にするため、上記塗布方式に加え、従来の回転塗布方式を併用した塗布装置を、特願平９ー３１２３７（出願日：１９９７年１月３０日）において提案した。これは、すでに塗布液を塗布された基板を高速回転することにより、均一な膜厚の塗布膜領域を拡大し、塗布膜形成基板の有効寸法を大きくする効果がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記塗布装置における構成上の要点は、第１に、下向きに傾斜して基板保持部材に吸着保持した基板の塗布面と、塗布ヘッドに設けられた水平方向に延びる帯状スリットの上向き開口との間隙とを、常に一定に維持しつつ、基板の塗布面と並行な傾斜方向に、塗布ヘッドを一定速度で移動させるか、または、固定された塗布ヘッド上を、基板を下向きに傾斜して吸着保持した基板保持部材が、基板の塗布面と並行な傾斜方向に、一定速度で通過するように構成することである。
【０００９】
第２に、所望の均一な塗布膜厚を得るために、塗布液の粘度や表面張力、および基板の濡れ性などに対応して、基板を保持する基板保持部材の傾斜角度を調節可能とすることである。第３に、塗布装置へ塗布処理前の基板を供給したり、塗布装置から塗布処理後の基板を排出するとき、迅速確実に基板を装着、または離脱できるように、基板保持部材を塗布処理中の下向きの傾斜位置から反転回動し、必ずしも水平である必要はないが、一定の基板着脱位置で上向きに係止することである。
【００１０】
図７、図８は、以上の要点を踏まえて構成した塗布装置の一例である。この装置は、塗布膜形成基板の品質維持や生産性に加え、装置の耐久性や信頼性をも考慮して構成した例である。本例の塗布装置は、図に示すように、基板保持部材１３と塗布ヘッド１６とを共通の塗布部枢体１１に対向して備え、さらに、塗布部枢体１１の回動軸Ｊに基板保持部材１３を軸承し、塗布処理位置Ｒと基板着脱位置Ｖとの間で反転回動するよう構成している。また、塗布部枢体１１は、その下部に設けた回動軸Ｋにて架台２１に軸承されており、塗布処理時の基板の傾斜角度θ、すなわち塗布部枢体１１の回動角度を調節可能としてある。
【００１１】
上記構成の塗布装置において、例えば、基板Ｓに形成する塗布膜の膜厚を調整するため、回動軸Ｋを中心にして塗布部枢体１１を回動させると、基板保持部材１３の傾斜角度を調節することはできるが、基板Ｓを給排するために、基板保持部材１３を基板着脱位置Ｖに回動したとき、基板保持部材１３の係止位置が図９に示すように変化する。そのため、基板保持部材１３に基板Ｓを装着したり、基板保持部材１３から基板Ｓを離脱するための、図示しない基板給排装置に設けた基板着脱部材の動作位置をも調節する必要が生じる。
【００１２】
特に、塗布処理工程の生産性を向上するため、基板着脱部材が通過するための空間部を基板保持部材に設けている場合、塗布部枢体１１の回動角度を調節する都度、基板着脱位置Ｖにおける基板着脱部材の動作位置を、基板保持部材１３の空間部に位置合わせする必要があるため、準備時間が増大し、所望の塗布膜厚を得るための条件出しに手間取る。また、基板給排装置に設けた基板着脱部材の動作位置を調整する機構も必要であり、基板給排装置を含めた塗布装置全体の機構が複雑になり、塗布装置のコストや耐久性、ひいては塗布膜形成基板の品質維持にも影響を及ぼすことになる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上向きに開口したスリットを有する塗布ヘッドに塗布液を供給して、スリットから塗布液を吐出し、下向きに傾斜して保持された基板に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布処理時における基板の傾斜角度を調節可能にするとともに、前記傾斜角度の調節に伴う余分な調整作業を削減し、また、基板給排機構を含めた塗布装置の構成を簡素化して、品質維持が容易で、高い耐久性が得られる塗布装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、塗布部枢体に軸承し、塗布処理位置と基板着脱位置との間を回動する基板保持部材の回動軸心と、塗布部枢体を回動して塗布処理時における基板の傾斜角度を調節する際の、塗布部枢体の回動中心とを同一軸心位置とすることによって、塗布処理時における基板の傾斜角度を変化させても、基板着脱位置における基板保持部材の係止位置が変化しないことに着目した。
【００１５】
そこで、本発明の塗布装置は、塗布部枢体に軸承された基板保持部材を、基板に塗布液を塗布する塗布処理位置と、基板を装着または離脱する基板着脱位置との間で反転回動させる反転回動手段と、基板保持部材の回動軸心を中心とする円軌道に沿って、塗布部枢体を回動自在とする枢体回動手段と、塗布部枢体の回動角度を設定するための角度設定手段とを備える。
【００１６】
枢体回動手段としては、塗布部枢体か、または塗布部枢体を支持する架台の、いずれか一方に、円弧状の案内部材を固着する。その際、円弧状案内部材の円軌道の半径中心を、塗布部枢体に軸承した基板保持部材の回動軸心と一致させる。他方、前記円弧状案内部材の円軌道に沿って摺動する摺動部材を、架台、または塗布部枢体に固着する。例えば、塗布部枢体の両側面に円弧状のガイドレールを設ける。一方、前記円弧状ガイドレールの円軌道に接触しながら回転する支持輪を架台に備える。そして、塗布部枢体を円弧状ガイドレールを介して、架台の支持輪上に載置する。すると、塗布部枢体は、前記架台の支持輪上にて、ガイドレールの円軌道に沿って自在に回動可能となる。
【００１７】
さらに、架台に対する塗布部枢体の回動角度を設定するための角度設定手段を設け、この角度設定手段を操作して、円弧状ガイドレールを設けた塗布部枢体を、架台に設けた支持輪上にて回動のうえ位置決めして固定することによって、塗布処理時における基板の傾斜角度を調整可能とする。一方、この塗布部枢体の回動中心は、塗布部枢体に軸承している基板保持部材の回動軸心と、同一の軸心位置にあるので、基板の傾斜角度、すなわち塗布処理位置における基板保持部材の傾斜角度を調節するために、塗布部枢体の回動角度を変化させた場合においても、基板保持部材の回動軸心は変化せず、従って、基板着脱位置に回動したときの基板保持部材の係止位置も変化しない。
【００１８】
なお、前記円弧状ガイドレールは、塗布部枢体を支持する架台に設けてもよい。もちろん、その場合は、円弧状ガイドレールの円軌道に接触して摺動する摺動部材を塗布部枢体に設けることになる。また、円弧状ガイドレールを介して塗布部枢体を支持するために、架台に支持輪を設けたが、それに代えて、円弧状ガイドレールの円軌道に接触して摺動する摺動部材を設けてもよい。
【００１９】
さらに、本発明の塗布装置では、塗布処理位置において基板保持部材を係止する塗布処理位置係止手段を塗布部枢体に設けてあり、従って、塗布部枢体の回動角度に関わらず、基板保持部材は、塗布部枢体に設けた係止手段によって係止され、塗布処理時における基板の塗布面と塗布ヘッドとの間隙は常に一定に維持される。また、基板保持部材を基板着脱位置においてほぼ水平に係止する基板着脱位置係止手段を、架台との相対位置が固定される位置に設けてあり、従って、基板着脱位置へ向けて回動した基板保持部材は、塗布部枢体の回動角度に関わらず、常に定位置に係止されるので、基板着脱機構の調節が不要になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１は、本発明の塗布装置の実施形態を示す外観斜視図である。また、図２は、本塗布装置の構成を示す側面透視図である。さらに、図３は、本塗布装置の構成を示す正面図である。
【００２１】
（装置の構成）
まず、本発明の塗布装置の構成例について説明する。図において、１は塗布装置の本体である。塗布装置１は、基板Ｓに塗布膜を形成する塗布部１０と、前記塗布部１０を回動自在に支持する架台部２０とで構成される。架台部２０の側面フレーム２１Ａ、２１Ｂの上部には、それぞれ円弧状のガイドレール２２Ａ、２２Ｂが固着されている。この円弧状ガイドレール２２Ａ、２２Ｂ、または２２は、例えば、摺動面が円軌道をなすように研磨加工された鋼鉄で作製される。
【００２２】
一方、塗布部１０を構成する塗布部枢体１１の側面フレーム１１Ａ、１１Ｂには、前記架台部２０の円弧状ガイドレール２２Ａ、２２Ｂの円軌道に沿って摺動する、複数の摺動部材１２Ａ〜１２Ｄが設けられている。この摺動部材１２Ａ〜１２Ｄ、または１２は、例えば、ボールベアリングやニードルベアリングが用いられる。
【００２３】
塗布部１０は、摺動部材１２Ａ〜１２Ｄを介して、架台部２０の円弧状ガイドレール２２Ａ、２２Ｂに載置され、前記円弧状ガイドレール２２Ａ、２２Ｂの円軌道に沿って自在に回動可能になっている。この塗布部１０の回動中心は、塗布部枢体１１に回動軸Ｊによって軸承されている基板保持部材１３の回動軸心Ｑと同一中心になるように構成される。そして、架台部２０に載置されている塗布部１０は、その回動角度を調節可能に保持する角度設定手段３０によって架台部２０に固着されている。この角度設定手段３０は、架台部１０の側面フレーム２１Ａ、２１Ｂに円弧状に溝切りされた挿通穴３１に、塗布部固定ネジ３２が挿入され、その先端部が塗布部枢体１１に施されたネジ穴に嵌め込まれ、前記塗布部固定ネジ３２を締めることによって、塗布部枢体１１が架台部２０に固定される構造になっている。
【００２４】
塗布部１０の上部には、塗布部枢体１１に軸承された基板保持部材１３が、駆動源Ｍ２によって、塗布処理位置Ｒと基板着脱位置Ｖとの間で、回動可能に設けられる。前記基板保持部材１３は、基板保持面に多数の吸引孔を備え、それらの吸引孔は、図示しない吸引ポンプに接続され、吸引ポンプの吸引作用により、基板を基板保持面に吸着保持する。この基板保持部材１３は、塗布処理位置Ｒにおいては、塗布部枢体１１に設けられた塗布処理位置係止手段１５によって位置決めされ、また、基板着脱位置Ｖにおいては、塗布装置１との相対位置が固定された基板着脱位置係止手段２３によって位置決めされる。
【００２５】
一方、塗布部１０の下部には、上向きに開口し水平に延びるスリットを有する塗布ヘッド１６が、前記基板保持部材１３に下向きに吸着保持された基板Ｓの塗布面と並行な方向へスライド可能に、塗布部枢体１１に固着された直線状のガイドレール１７に取り付けられている。前記塗布ヘッド１６は、ガイドレール１７に併設されたボールネジ１８に連結され、駆動源Ｍ１によって、ボールネジ１８が回転することによって、直線状のガイドレール１７に沿って移動可能とされる。
【００２６】
すなわち、基板保持部材１３が回動し、塗布処理位置係止手段１５によって位置決めされ、塗布処理位置Ｒに係止された状態で、基板保持部材１３の基板吸着面と直線状のガイドレール１７とは並行になり、基板保持部材１３に吸着保持された基板Ｓの塗布面と、ガイドレール１７上に移動可能に装着された塗布ヘッド１６の上向きに開口したスリットとは、一定の間隙を保持した状態になる。この状態で、駆動源Ｍ１を駆動すると、前記一定の間隙を維持した状態で、基板保持部材１３に吸着保持された基板Ｓの塗布面と並行な方向に、傾斜した基板Ｓの最も高い端縁Ｓ１から最も低い端縁Ｓ２の方向へ塗布ヘッド１６が移動可能とされる。
【００２７】
前記塗布ヘッド１６には、塗布液貯留タンクＴ、塗布液供給ポンプＰ、塗布液濾過フィルタＦなどで構成された塗布液供給手段が接続され、前記塗布液供給手段が運転状態のとき、塗布ヘッド１６に設けられた上向きに開口し水平に延びるスリットから塗布液が吐出し塗布ヘッド１６の上面に液溜まりを形成する。この状態で塗布ヘッド１６を、傾斜した基板Ｓの最も高い端縁Ｓ１から最も低い端縁Ｓ２の方向へ移動することにより、基板Ｓの塗布面と塗布ヘッド１６との間隙に、スリットから吐出される塗布液によって液溜まりが形成され、この液溜まりの塗布液が順次基板Ｓに付着し、均一な膜厚の塗布膜が基板Ｓの塗布面に形成される。
【００２８】
塗布ヘッド１６が移動し、基板Ｓの塗布面に塗布膜が形成されたら、塗布終了位置Ｍにて塗布ヘッド１６は停止する。次いで、基板保持部材１３が、塗布膜が形成された基板Ｓを吸着保持したまま、基板着脱位置Ｖへ向けて回動を開始する。基板保持部材１３は、駆動源Ｍ２によって反転回動し基板着脱位置Ｖにおいて、基板着脱位置係止手段２３によって位置決めされる。その後、図示しない基板着脱部材によって、塗布膜が形成された基板Ｓは、基板保持部材１３から離脱する。
【００２９】
そして、塗布液を塗布する新しい基板が、基板着脱位置Ｖに係止されている基板保持部材１３上に載置された後、再び基板保持部材１３は塗布処理位置Ｒへ向けて回動する。この間に、塗布ヘッド１６は、塗布終了位置Ｍから塗布開始位置Ｌに復帰し、基板保持部材１３が塗布処理位置Ｒの塗布処理位置係止手段１５に係止されたら、再び、塗布ヘッド１６による塗布処理が開始される。
【００３０】
次に、塗布液を塗布する基板を本塗布装置へ供給する基板供給装置、および本塗布装置にて塗布液を塗布された基板を塗布装置から排出する基板排出装置について説明する。図４は、基板供給装置および基板排出装置を含めた塗布装置の配置を示す上面図である。図において、１は、本発明の塗布装置である。２、および３は、それぞれ基板供給装置、基板排出装置である。
【００３１】
これらの基板給排装置２、３は、いずれも、モータ、もしくはエアシリンダを駆動源とし、自転動作、公転動作、昇降動作などが組み合わされて移動自在に動作する基板着脱部材４を備えている。この基板着脱部材４は、塗布液を塗布する塗布面を上向きとする基板の下面に位置し、基板着脱部材４の先端部に上向きに複数個配設した吸引チャックで基板の下面外周を吸着保持して基板を搬送する。前記、基板供給装置２は、前工程の、例えば、基板洗浄乾燥装置から搬送されてきた塗布処理前の基板を塗布装置１に装着する。また、基板排出装置３は、塗布処理後の基板を塗布装置１から離脱し、後工程の、例えば、塗布液乾燥装置へ基板を排出する。
【００３２】
次に、前記基板給排装置２、３による塗布装置への基板着脱動作について説明する。図６は、基板給排装置に備えた基板着脱部材４による塗布装置への基板供給動作、および塗布装置からの基板排出動作を示している。図において、１３は、回動自在に塗布部枢体に軸承されている基板保持部材である。この基板保持部材１３は、図示しない塗布部枢体に軸承された回動軸Ｊに固定され、その回動中心は回動軸心Ｑである。また、１６は、上向きに塗布液を吐出する塗布ヘッドであり、基板保持部材１３に吸着保持された基板Ｓと平行な方向に往復移動する。４は、前記した基板供給装置２、または基板排出装置３に移動自在に備えられた基板着脱部材である。基板着脱部材４の先端部には、それぞれ吸引チャック５が設けられている。なお、基板保持部材１３には、基板着脱位置Ｖにおいて、基板給排装置に備えた基板着脱部材４の先端部が通過するための複数の空間部１４が設けられている。
【００３３】
例えば、塗布処理後の基板を排出するときは、図５（ａ）に示すように、塗布装置が塗布処理中に、基板排出装置の基板着脱部材４が、基板着脱位置Ｖに移動して待機している。この状態で、塗布ヘッド１６による塗布処理が完了すると、基板保持部材１３が回動軸心Ｑを中心にして基板着脱位置Ｖに向けて反転回動する。次に、図５（ｂ）に示すように、基板保持部材１３が基板着脱位置Ｖに回動し、図示しない基板着脱位置係止手段によって係止される。
【００３４】
次いで、図５（ｃ）に示すように、待機していた基板着脱部材４が上昇し、基板保持部材１３に設けられた空間部１４を基板着脱部材４の先端部が通過し、基板保持部材１３に吸着保持されている基板Ｓの下面外周に到達する。同時に、図示しない基板排出装置の吸引ポンプが作動し、基板保持部材１３に載置されている塗布処理後の基板Ｓの外周下面に吸引チャック５が吸着する。その状態で基板着脱部材４がさらに上昇すると、基板Ｓが基板保持部材１３から離脱する。その後、基板着脱部材４は後工程の塗布液乾燥装置へ向けて移動し、塗布装置から基板を排出する。
【００３５】
次に、塗布処理前の基板を塗布装置に供給するときは、排出動作とは逆の順序で基板着脱部材、および基板保持部材が動作する。先ず、基板供給装置の基板着脱部材４に吸引保持された基板は、前工程の基板洗浄乾燥装置から塗布装置へ向けて移動し、図５（ｃ）に示すように、基板保持部材１３の上方にて一旦停止する。その後、基板着脱部材４が下降し、その先端部が基板保持部材１３の空間部１４を通過するとき、基板供給装置の吸引ポンプが作動を停止し、図５（ｂ）に示すように、基板Ｓは基板着脱部材４から、塗布装置の基板保持部材１３に移載される。
【００３６】
次に、基板保持部材１３に備えた吸引ポンプが作動し、基板Ｓを基板保持面に吸着保持したら、図５（ａ）に示すように、基板保持部材１３は図示しない駆動源によって基板着脱位置Ｖから基板塗布処理位置に向けて反転回動する。この間に、塗布装置の塗布ヘッド１６は、塗布開始位置に移動し、待機している。その後、基板供給装置の基板着脱部材４は、基板着脱位置Ｖから前工程の基板洗浄乾燥装置へ向けて移動し、洗浄乾燥済の基板を吸着し待機する。
【００３７】
基板保持部材１３は、図示しない塗布部枢体の塗布処理位置係止手段によって係止され位置決めが完了すると、塗布ヘッド１６が再び移動を開始し、基板保持部材１３に吸着保持された基板Ｓの塗布面への塗布処理を行う。一方、基板排出装置の基板着脱部材は、塗布処理後の基板を後工程の塗布液乾燥装置へ搬送したのち、塗布装置の基板着脱位置Ｖに復帰し、塗布処理が完了するまで待機する。以上の動作を繰り返すことによって、塗布装置は、前工程の基板洗浄乾燥装置から供給される塗布処理用基板に順次塗布処理を施し、後工程の塗布液乾燥装置に向けて塗布処理後の基板を排出する。
【００３８】
（装置の作用動作）
次に、本塗布装置における塗布処理準備動作について説明する。図６は、塗布部の回動角度を図２の角度とは異なる角度に調節した状態を示している。前述したように、塗布処理では、所望の均一な膜厚などの塗布膜特性を得るため、塗布液の粘度や表面張力を調製するとともに、基板の濡れ性などに対応して、基板を保持する基板保持部材の傾斜角度を調節する。
【００３９】
例えば、基板Ｓに形成する塗布膜の膜厚を厚くしようとするときは、高粘度の塗布液を用いて、かつ、塗布処理時の基板の傾斜角度を小さくするため、図６に示すように、塗布部の回動角度を水平に近づくようにする。逆に、塗布膜の膜厚を薄くしようとするときは、低粘度の塗布液を用いて、かつ、塗布処理時の基板の傾斜角度を大きくするため、図２に示したように、塗布部の回動角度を鉛直に近づくようにする。
【００４０】
しかしながら、塗布液の粘度や表面張力の調製においては、塗布液の乾燥性や塗布膜厚の均一性なども考慮しなければならず、おのずと限界があるので、前述したように、塗布処理時の基板の傾斜角度を調整することによって、所望の均一な膜厚の塗布膜を得ようとするものである。
【００４１】
以下に、本発明の塗布装置において、塗布処理時の基板の傾斜角度を調整する手順について説明する。先ず最初に、本塗布装置で使用する塗布液の粘度と表面張力、および塗布液を塗布する基板の濡れ性を、所定の測定方法を用いて測定し記録する。この記録は、種々の塗布液や基板の塗布特性データとして蓄積することにより、塗布装置の調整に活用することができる。次いで、調製した塗布液を、本装置の塗布液供給手段に供給し、具体的には塗布液貯留タンクＴへ注入する。
【００４２】
次に、塗布装置の基板傾斜角度の調整作業を行う。例えば、塗布装置の塗布部回動角度が、水平に対し０°〜４０°の範囲を有するとき、最初に設定する塗布部の回動角度を、回動範囲のほぼ中間に位置する２０°に設定する。基板の傾斜角度、すなわち塗布部の回動角度は、図２、図６に示す塗布部固定ネジ３２を一旦緩めて、塗布部１０を回動可能にして調節する。塗布部の回動角度が所定の角度に位置したら、塗布部固定ネジ３２を締めて塗布部１０を架台２０に固定する。
【００４３】
次に、塗布液を塗布するテスト用基板を塗布装置に装着し、塗布処理を行う。このテスト塗布処理は少なくとも３回行い、それぞれ塗布膜厚等の塗布膜特性を測定する。その結果、塗布膜厚等の塗布膜特性の平均値が、例えば、所望の塗布膜厚よりも薄い場合は、最小傾斜角度０°〜中間傾斜角度２０°の中間である１０°に設定し、再度塗布膜特性を測定する。もし、所望の塗布膜厚よりも厚い場合は中間傾斜角度２０°〜最大傾斜角度４０°の中間である３０°に設定し、再度塗布膜特性を測定する。
【００４４】
上記２回の測定結果をもとに、傾斜角度と塗布膜特性との相関特性を得ることによって、所望の塗布膜特性が得られる塗布部の回動角度を求める。その際、相関特性上の精度が不十分なときは、例えば、前記２回の測定の、さらに中間の回動角度において、再度塗布膜特性を測定し、所望の精度の相関特性を得てから、目的とする塗布膜特性を得られる傾斜角度を求め、塗布部の回動角度を決定する。
【００４５】
なお、これらの準備動作中に測定した測定結果や測定条件はすべて記録するとともに、本番の塗布処理中に抜き取り等で塗布膜特性を測定した結果と合わせて、統計処理することによって、各種塗布液の粘度や表面張力、基板の濡れ性、塗布処理時の基板の傾斜角度と、得られた塗布膜特性との相関性が図られ、塗布膜の品質保証が容易になる。
【００４６】
このように、塗布処理においては、所望する塗布膜特性を得るために、何度も塗布装置各部の調整作業を行う場合が多いが、本発明の塗布装置では、これらの調整作業を簡便かつ迅速に行えるように、塗布装置を構成している。その一つは、基板の傾斜角度を調整する機構にある。すでに、装置構成において詳述したように、本発明の塗布装置は、塗布部枢体１１に軸承された水平に延びる回動軸Ｊの回動軸心Ｑを中心に、基板に塗布液を塗布する塗布処理位置Ｒと、基板を装着または離脱する基板着脱位置Ｖとの間で、基板保持部材１３を反転回動させる反転回動手段を備え、基板の供給動作、および排出動作を簡便迅速に行うことができる。
【００４７】
この基板保持部材の回動軸心Ｑは、塗布部枢体１１を回動自在とする枢体回動手段の円弧状ガイドレールに設けた円軌道の半径中心と同一中心に設けられ、塗布部枢体１１を回動し、塗布処理時における基板の傾斜角度をいかように可変した場合でも、基板保持部材の回動軸心Ｑが物理的に移動することはない。従って、塗布部枢体１１の回動角度を調節変更する都度、基板着脱位置Ｖにおいて、基板保持部材１３に基板を装着し、もしくは基板保持部材１３から基板を離脱する基板着脱部材の動作位置を調節する作業が不要になる。また、基板保持部材１３を基板着脱位置Ｖにおいて係止する基板着脱位置係止手段２３も、塗布装置との相対位置を調節する必要がなく、基板の傾斜角度の変更に伴う塗布装置周辺機構の調節作業を不要にすることができ、基板傾斜角度の調整作業を簡略化、迅速化できる。
【００４８】
また、本発明の塗布装置は、基板傾斜角度の調節を容易にするため、塗布処理位置Ｒにおいて基板を吸着保持するための基板保持部材１３を軸承し、かつ前記基板保持部材１３に対し、並行に移動する塗布ヘッド１６を備えた塗布部１０を、架台部２０に設けた円弧状のガイドレール上に載置して、回動自在としている。この円弧状ガイドレールは、塗布部枢体１１に軸承した基板保持部材１３の回動軸心Ｑと同一中心とする円軌道を構成しており、かかる円軌道を備えたガイドレール上にて、回動自在な塗布部枢体１１を、所望の基板傾斜角度に設定するため、本塗布装置では架台部２０に対する塗布部枢体１１の回動角度を設定する角度設定手段３０を備えている。
【００４９】
この角度設定手段３０は、架台部の側面フレームに円弧状に溝切りされた挿通穴３１に、塗布部固定ネジ３２が挿入され、その先端部が塗布部枢体に施されたネジ穴にはめ込まれ、前記塗布部固定ネジ３２を締めることによって、塗布部枢体１１が円弧状ガイドレールを備えた架台部２０に固定される構造になっている。なお、この角度設定手段３０は、塗布装置の両側面に設けられ、塗布部１０を確実に架台部２０に固定することができる。そして、基板の傾斜角度は、角度設定手段３０を構成する塗布部固定ネジ３２を一旦緩め、塗布部枢体を所望の角度に回動した後、塗布部固定ネジ３２を締めることによって簡単に設定される。
【００５０】
（他の実施例）
次に、本塗布装置の他の実施例について説明する。図１〜図６に示した本塗布装置では、角度設定手段３０を手動のネジ止め構造としたが、図７、図８に示した、従来の塗布装置で用いられた動力式の角度調整機構を備えてもよい。この動力式角度調節機構４０は、一方が架台部２０に装着され、他方が塗布部枢体１１から延びるボールネジ部４１に挿通されたガイドロッド４２、および前記ガイドロッド４２と並行に設けられたボールネジロッド４３によって構成される。このボールネジロッド４３を手動のハンドル、もしくはモータ等の駆動源Ｍ３を用いて回転することにより、ボールネジロッド４３と噛み合っているボールネジ部４１が移動し、その移動に伴って塗布部１０が、架台部２０に設けた円弧状ガイドレール２２Ａ、２２Ｂの円軌道に沿って回動し、塗布部１０の回動角度を調節することができる。
【００５１】
上記動力式角度調節機構４０を用いて、基板の傾斜角度を調節する際は、駆動源Ｍ３の回転方向切り替えスイッチを兼ねた駆動スイッチを断接して、塗布部の回動角度を調節すればよい。さらに、塗布部１０の回動角度を検出する手段を備えることもでき、その場合は、塗布部１０の回動角度を自動制御により調節することも可能になる。なお、いずれの場合においても、塗布部１０の回動角度を固定するためのネジ止め式角度設定手段を併用し、誤操作による塗布部１０の回動を防止する必要がある。
【００５２】
なお、本実施形態における塗布装置は、基板に塗布液を塗布する際、基板を吸着保持した基板保持部材を固定しておき、該基板の下方に対向して配置された塗布ヘッドを、基板の塗布面と平行に、一定の間隙を維持しながら移動する方式としたが、他の方式としては、塗布ヘッドを固定しておき、該塗布ヘッドの上方に対向して基板保持部材を移動可能に配置し、塗布面を下方に向けかつ傾斜状態で基板を吸着保持した基板保持部材を、塗布ヘッドと一定の間隙を維持しながら移動する構成にしてもよい。
【００５３】
ちなみに、従来の塗布装置では、所望の塗布膜特性を得るための、塗布装置の調整に要する時間が１時間以上必要であったが、本発明の塗布装置によると、塗布装置の調整時間を３０分以下に短縮することができ、飛躍的に、塗布装置の稼働率を向上することができた。
【００５４】
なお、本発明の塗布装置で塗布処理される枚葉基板は、典型的には液晶表示装置のカラーフィルタ用ガラス基板であり、基板に塗布される液は、ガラス基板上に微細パターンを形成するための感光性樹脂溶液である。前記ガラス基板は非可撓性であるが、本塗布装置で処理される基板は、このようなガラス基板に限らず、プラスチック、金属、板紙などでもよい。
【００５５】
また、本発明の塗布装置において使用する塗布液は、特に制限はなく、例えば粘度が３〜５０ｃｐｓ程度の溶剤系感光性樹脂溶液、水系感光性樹脂溶液、または、これらの感光性樹脂溶液に顔料などの着色剤を分散させた感光性樹脂溶液、その他、染料、フィラー、増感剤、樹脂、添加剤などを単独または組合せて混合することもできる。さらに、各種接着剤、保護膜などを形成するための樹脂溶液、各種インキなどを対象とすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した如く、本発明の塗布装置は、請求項１に示したように、塗布部枢体に軸承された水平に延びる回動軸を中心に、基板に塗布液を塗布する塗布処理位置と、基板を装着または離脱する基板着脱位置との間で、基板保持部材を反転回動させる反転回動手段と、基板保持部材の回動軸心を中心とする円軌道に沿って、塗布部枢体を回動自在とする枢体回動手段と、架台に対する塗布部枢体の回動角度を設定するための角度設定手段とを備えたので、所望の塗布膜特性を得るために、塗布部枢体の回動角度を自在に調節して、塗布処理時における基板保持部材の傾斜角度を可変ならしめる。
【００５７】
従って、塗布液の粘度や表面張力、基板に対する濡れ性などの特性に対応して、塗布処理時時における基板の傾斜角度を自在に調節することができ、多様な特性の塗布液に対応して、所望の塗布膜厚や膜厚の均一性などの塗布膜特性を得ることが容易である。さらに、塗布部枢体を回動した場合においても、基板着脱位置における基板保持部材の係止位置は変化せず、従って、基板保持部材に基板を装着、および基板保持部材から基板を離脱するための基板着脱機構の調整作業を不要にすることができる。
【００５８】
また、本発明の塗布装置における枢体回動手段は、請求項２に示したように、塗布部枢体、または架台の一方に固着され、基板保持部材の回動軸心を中心とする円軌道と平行な円弧状の案内部材と、他方に固着され、前記案内部材の円軌道に沿って摺動する摺動部材とで構成されるので、構造が簡単で、かつ精度が高く、信頼性や耐久性に優れる塗布装置を得られる。
【００５９】
さらに、本発明の塗布装置は、請求項３に示したように、塗布処理位置にて所定の角度で傾斜して基板保持部材を係止する塗布処理位置係止手段が塗布部枢体に設けてあり、従って、塗布処理時における基板の塗布面と塗布ヘッドとの間隙は一定に維持されので、塗布部枢体の回動角度に関わらず、間隙調節が不要になる。また、基板保持部材を基板着脱位置においてほぼ水平に係止する基板着脱位置係止手段を、架台との相対位置が固定される位置に設けてあり、従って、基板着脱位置へ向けて回動した基板保持部材は、常に定位置に係止されるので、塗布部枢体の回動角度に関わらず、基板着脱機構の調節が不要になり、構造が簡単でかつ精度が高く、信頼性や耐久性に優れる塗布装置を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本塗布装置の全体構成を示す外観斜視図である。
【図２】 本塗布装置の構成を示す側面図である。
【図３】 本塗布装置の構成を示す正面図である。
【図４】 基板給排装置を含めた塗布装置の配置を示す上面図である。
【図５】 基板着脱位置における基板着脱動作を示す説明図である。
【図６】 塗布部の回動角度設定動作を説明するための側面図である。
【図７】 従来の塗布装置の構成例を示す外観斜視図である。
【図８】 従来の塗布装置の構成を示す側面図である。
【図９】 従来の塗布装置における基板着脱位置を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 塗布装置
１０ 塗布部
１１ 塗布部枢体
１１Ａ、１１Ｂ 側面フレーム
１２、１２Ａ〜１２Ｄ 摺動部材
１３ 基板保持部材
１５ 塗布処理位置係止手段
１６ 塗布ヘッド
１７ ガイドレール
１８ ボールネジ
２０ 架台部
２１ 架台
２２、２２Ａ、２２Ｂ 円弧状ガイドレール
２３ 基板着脱位置係止手段
３０ 角度設定手段
Ｊ 回動軸
Ｑ 回動軸心
Ｐ 塗布液供給ポンプ
Ｆ 塗布液濾過フィルタ
Ｔ 塗布液貯留タンク
Ｓ 基板
Ｒ 塗布処理位置
Ｖ 基板着脱位置
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 駆動源

Claims (3)

1. 塗布面を下方へ向け、かつ傾斜状態で基板を吸引保持する基板保持部材と、基板保持部材の下方に設けられ、上方へ向かって開口し水平方向に延びるスリットを有する塗布ヘッドと、塗布ヘッドに塗布液を供給し、スリットから塗布液を吐出する塗布液供給手段と、基板保持部材、または塗布ヘッドを、基板の傾斜方向と平行な方向へ相対的に移動させる移動手段と、基板保持部材を回動可能に軸承するとともに、基板の塗布面と塗布ヘッドとが塗布処理時において一定の間隙を維持するように、基板保持部材と塗布ヘッド、および移動手段を保持する塗布部枢体と、塗布部枢体を支持する架台とで構成され、
   塗布液供給手段にて塗布ヘッドに塗布液を供給することにより、基板保持部材に吸引保持された基板の塗布面と塗布ヘッドとの間隙に、スリットから吐出される塗布液によって液溜まりを形成しつつ、移動手段にて、塗布ヘッド、または基板保持部材を基板の傾斜方向と平行に、傾斜した基板の最も高い端縁から最も低い端縁の方向へ移動することにより、液溜まりの塗布液を基板の塗布面に付着させて、塗布膜を形成する塗布装置において、
   塗布部枢体に軸承された水平に延びる回動軸を中心に、基板に塗布液を塗布する塗布処理位置と、基板を装着または離脱する基板着脱位置との間で、基板保持部材を反転回動させる反転回動手段と、基板保持部材の回動軸心を中心とする円軌道に沿って、塗布部枢体を回動自在とする枢体回動手段と、架台に対する塗布部枢体の回動角度を設定するための角度設定手段とを備えたことを特徴とする塗布装置。
2. 塗布部枢体または架台の一方に固着され、基板保持部材の回動軸心を中心とする円軌道と平行な円弧状の案内部材と、他方に固着され、前記円弧状案内部材の円軌道に沿って摺動する摺動部材とで構成される枢体回動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 塗布処理位置にて所定の角度で傾斜して基板保持部材を係止する塗布処理位置係止手段が塗布部枢体に設けられ、基板着脱位置にてほぼ水平に基板保持部材を係止する基板着脱位置係止手段が、架台との相対位置が固定される位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。

Images