JP7492992B2 - 塗布方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
本明細書で開示される主題は、塗布方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程では、コータと呼ばれる基板処理装置が用いられる場合がある。コータは、ガラスなどの基板に対して、ノズルからレジスト液などの処理液を吐出させながら、基板に対してノズルを走査させる。コータは、レジスト液等の処理液に圧力を付与することによって、ノズルから処理液を吐出する。また、移動機構がノズルに対して基板を相対的に移動させることによって、基板の表面に処理液の塗布膜が形成される。
この種の基板処理装置においては、基板全体に亘って、塗布膜の膜厚を均一にすることが求められる場合がある。膜厚を均一にするために、吐出制御パラメータの調整が適宜行われる。この調整作業では、例えば、技術者が、目視で吐出圧力の波形を確認しつつ、複数の吐出制御パラメータの調整を行う。このため、調整作業は、技術者の知識や経験に依存するところが大きい。したがって、吐出制御パラメータの調整は、技術者の多大な時間と労力を要する。また、処理液や基板を大量に消費してしまうおそれがある。そのため、制御パラメータを効率的に調整する技術がこれまでにも提案されている。
例えば特許文献１では、吐出制御パラメータを最適化することが記載されている。具体的には、基板以外に処理液を吐出する疑似吐出工程と、疑似吐出工程における処理液の吐出特性を計測する吐出特性計測工程と、計測された吐出特性の目標特性からのずれの状態量を導出する状態量導出工程と、パラメータの変更に伴う状態量の変化を機械学習して学習モデルを構築する学習工程とを有し、状態量が所定の許容範囲を超えている間、学習モデルに基づいてパラメータを変更した上で、疑似吐出工程、吐出特性計測工程、状態量導出工程および学習工程を繰り返して実行する一方、状態量が許容範囲に入ると、最後に変更されたパラメータを処理液供給工程で処理液を吐出する際のパラメータとして設定する。
しかしながら、特許文献１に記載された方法で最適化された吐出制御パラメータにしたがって、実際に基板に処理液を塗布する実塗布を行った場合、疑似吐出と実塗布との間の条件の違いによって、吐出圧力の圧力波形が必ずしも一致しない場合がある。仮に、実塗布において、圧力波形が変化した場合、実塗布の繰り返しに基づいて出制御パラメータが再調整されることによって、多くの基板を消費してしまうおそれがあった。
本発明の目的は、基板の消費を抑えつつ、吐出制御パラメータを再調整することができる技術を提供することにある。
上記課題を解決するため、第１態様は、基板に処理液を塗布する塗布方法であって、ａ）予め設定された吐出制御パラメータにしたがって、ノズルに対して前記基板を相対的に移動させつつ前記ノズルから前記基板に処理液を吐出する実塗布を行う実塗布工程と、ｂ）前記実塗布工程における、前記ノズルの吐出圧力の時間変化を示す実塗布圧力波形を取得する第１取得工程と、ｃ）前記実塗布圧力波形を評価する第１評価工程と、ｄ）前記第１評価工程の評価結果に基づいて、前記吐出制御パラメータを再調整する再調整工程と、を含み、前記再調整工程は、ｄ１）前記吐出制御パラメータにしたがって、前記ノズルから前記基板以外の箇所に前記処理液を吐出する疑似塗布を行う第１疑似塗布工程と、ｄ２）前記第１疑似塗布工程において、前記吐出圧力の時間変化を示す第１疑似塗布圧力波形を取得する第２取得工程と、ｄ３）前記第１疑似塗布圧力波形を評価する第２評価工程と、ｄ４）前記第２評価工程の評価結果に基づいて、前記吐出制御パラメータを更新する第１更新工程とを含む。
第２態様は、第１態様の塗布方法であって、前記第１評価工程は、前記実塗布圧力波形の、第１理想波形からのずれ量に基づいて評価する工程を含み、前記第２評価工程は、前記第１疑似塗布圧力波形の、前記第１理想波形とは形状が異なる第２理想波形からのずれ量に基づいて評価する工程を含む。
第３態様は、第２態様の塗布方法であって、前記第２理想波形は、前記第１理想波形を、前記実塗布圧力波形と前記第１理想波形との差分値に応じて変形させた形状を有する。
第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの塗布方法であって、ｅ）前記実塗布工程よりも先に、前記吐出制御パラメータを調整する事前調整工程、をさらに含み、前記事前調整工程は、ｅ１）予め設定された前記吐出制御パラメータにしたがって、前記疑似塗布を行う第２疑似塗布工程と、ｅ２）前記第２疑似塗布工程において、前記吐出圧力の時間変化を示す第２疑似塗布圧力波形を取得する第３取得工程と、ｅ３）前記第２疑似塗布圧力波形を評価する第３評価工程と、ｅ４）前記第３評価工程の評価結果に基づいて、前記吐出制御パラメータを更新する第２更新工程とを含み、前記実塗布工程において、前記事前調整工程によって調整された吐出制御パラメータにしたがって前記実塗布を行う。
第５態様は、コンピュータが実行可能なプログラムであって、前記コンピュータに第１態様から第３態様のいずれか１つの塗布方法を実行させる。
第６態様は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、第５態様のプログラムが記録されている。
第１態様の塗布方法によれば、実塗布圧力波形が理想的な波形でない場合、疑似塗布で
得られる圧力波形に基づいて、吐出制御パラメータが再調整される。これにより、基板の消費を抑えつつ、吐出制御パラメータを再調整できる。
得られる圧力波形に基づいて、吐出制御パラメータが再調整される。これにより、基板の消費を抑えつつ、吐出制御パラメータを再調整できる。
第３態様の塗布方法によれば、実塗布圧力波形と第１理想波形の差分値に応じて第１理想波形を変形させた第２理想波形を基準として、吐出制御パラメータが再調整される。これにより、実塗布を行ったときの圧力波形が第１理想波形となるように、吐出制御パラメータを有効に再調整できる。
第４態様の塗布方法によれば、疑似塗布で測定される第２疑似塗布圧力波形の評価に基づいて制御パラメータが調整される。このため、基板を消費せずに制御パラメータを調整できる。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。
＜１． 実施形態＞
図１は、実施形態に係る塗布装置１の全体構成を模式的に示す図である。塗布装置１は、基板Ｓの上面Ｓｆに処理液を塗布する基板処理装置である。基板Ｓは、例えば、液晶表示装置用のガラス基板である。なお、基板Ｓは、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、磁気・光ディスク用のガラス又はセラミック基板、有機ＥＬ用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板又はシリコン基板、その他フレキシブル基板およびプリント基板などの電子機器向けの各種被処理基板であってもよい。塗布装置１は、例えばスリットコータである。
図１は、実施形態に係る塗布装置１の全体構成を模式的に示す図である。塗布装置１は、基板Ｓの上面Ｓｆに処理液を塗布する基板処理装置である。基板Ｓは、例えば、液晶表示装置用のガラス基板である。なお、基板Ｓは、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、磁気・光ディスク用のガラス又はセラミック基板、有機ＥＬ用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板又はシリコン基板、その他フレキシブル基板およびプリント基板などの電子機器向けの各種被処理基板であってもよい。塗布装置１は、例えばスリットコータである。
図１においては、塗布装置１の各要素の配置関係を説明するため、ＸＹＺ座標系を定義している。基板Ｓの移動方向は、「Ｘ方向」である。Ｘ方向において基板Ｓが進行する方向（移動方向の下流へ向かう方）が＋Ｘ方向、その逆方向（移動方向の上流へ向かう方）が－Ｘ方向である。また、Ｘ方向に直交する方向はＹ方向であり、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向はＺ方向である。以下の説明では、Ｚ方向を鉛直方向とし、Ｘ方向およびＹ方向を水平方向とする。Ｚ方向において、＋Ｚ方向を上方向、－Ｚ方向を下方向とする。
塗布装置１は、＋Ｘ方向に向かって順に、入力コンベヤ１００と、入力移載部２と、浮上ステージ部３と、出力移載部４と、出力コンベヤ１１０とを備えている。入力コンベヤ１００と、入力移載部２と、浮上ステージ部３と、出力移載部４と、出力コンベヤ１１０とは、基板Ｓが通過する移動経路を構成する。また、塗布装置１は、移動機構５と、塗布機構７と、処理液供給機構８と、制御ユニット９とをさらに備える。
基板Ｓは、上流側から入力コンベヤ１００に搬送される。入力コンベヤ１００は、コロコンベヤ１０１と、回転駆動機構１０２とを備えている。回転駆動機構１０２は、コロコンベヤ１０１の各コロを回転させる。コロコンベヤ１０１の各コロの回転によって、基板Ｓは、水平姿勢で下流（＋Ｘ方向）に搬送される。「水平姿勢」とは、基板Ｓの主面（面積が最大の面）が水平面（ＸＹ平面）に対して平行な状態をいう。
入力移載部２は、コロコンベヤ２１と回転・昇降駆動機構２２とを備えている。回転・昇降駆動機構２２は、コロコンベヤ２１の各コロを回転させるとともに、コロコンベヤ２１を昇降させる。コロコンベヤ２１の回転によって、基板Ｓは、水平姿勢で下流（＋Ｘ方向）に搬送される。また、コロコンベヤ２１の昇降により、基板ＳのＺ方向における位置が変更される。基板Ｓは、入力コンベヤ１００から入力移載部２を介して浮上ステージ部３へ移載される。
図１に示すように、浮上ステージ部３は、略平板状である。浮上ステージ部３は、Ｘ方向に沿って３分割されている。浮上ステージ部３は、＋Ｘ方向に向かって順に、入口浮上ステージ３１と、塗布ステージ３２と、出口浮上ステージ３３とを備えている。入口浮上ステージ３１の上面、塗布ステージ３２の上面、および出口浮上ステージ３３の上面は、同一平面上にある。浮上ステージ部３は、リフトピン駆動機構３４と、浮上制御機構３５と、昇降駆動機構３６とをさらに備えている。入口浮上ステージ３１には、複数のリフトピンが配置されている。リフトピン駆動機構３４は、複数のリフトピンを昇降させる。浮上制御機構３５は、基板Ｓを浮上させるための圧縮空気を、入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２、および出口浮上ステージ３３に供給する。昇降駆動機構３６は、出口浮上ステージ３３を昇降させる。
入口浮上ステージ３１の上面、および、出口浮上ステージ３３の上面には、浮上制御機構３５から供給される圧縮空気を噴出する多数の噴出穴がマトリクス状に配置されている。各噴出穴から圧縮空気が噴出すると、基板Ｓが浮上ステージ部３に対して上方に浮上する。すると、基板Ｓの下面Ｓｂが浮上ステージ部３の上面から離間しつつ、水平姿勢で支持される。基板Ｓが浮上した状態における、基板Ｓの下面Ｓｂと浮上ステージ部３の上面との間の距離（浮上量）は、好ましくは１０μｍ以上である。当該距離は、好ましくは５００μｍ以下である。
塗布ステージ３２の上面には、浮上制御機構３５から供給される圧縮空気を噴出する噴出穴と、気体を吸引する吸引穴とが、Ｘ方向およびＹ方向において、交互に配置されている。浮上制御機構３５は、噴出穴からの圧縮空気の噴出量と、吸引穴からの空気の吸引量とを制御する。これにより、塗布ステージ３２の上方を通過する基板Ｓの上面ＳｆのＺ方向における位置が規定値となるように、塗布ステージ３２に対する基板Ｓの浮上量が精密に制御される。なお、塗布ステージ３２に対する基板Ｓの浮上量は、後述するセンサ６１またはセンサ６２の検出結果に基づいて、制御ユニット９により算出される。また、塗布ステージ３２に対する基板Ｓの浮上量は、好ましくは、気流制御によって高精度に調整可能とされる。
浮上ステージ部３に搬入された基板Ｓは、コロコンベヤ２１から＋Ｘ方向への推進力が付与され、入口浮上ステージ３１上に搬送される。入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３は、基板Ｓを浮上状態で支持する。浮上ステージ部３として、例えば、特許第５３４６６４３号に記載された構成が採用されてもよい。
移動機構５は、浮上ステージ部３の下方に配置されている。移動機構５は、チャック機構５１と、吸着・走行機構５２とを備える。チャック機構５１は、吸着部材に設けられた吸着パッド（図示省略）を備えている。チャック機構５１は吸着パッドを基板Ｓの下面Ｓｂの周縁部に当接させた状態で、基板Ｓを下側から支持する。吸着・走行機構５２は、吸着パッドに負圧を付与することにより、基板Ｓを吸着パッドに吸着する。また、吸着・走行機構５２は、チャック機構５１をＸ方向に往復走行させる。
チャック機構５１は、基板Ｓの下面Ｓｂが浮上ステージ部３の上面よりも高い位置に位置する状態で、基板Ｓを保持する。チャック機構５１により基板Ｓの周縁部が保持された状態で、基板Ｓは、浮上ステージ部３から付与される浮力により水平姿勢を維持する。
図１に示すように、塗布装置１は、板厚測定用のセンサ６１を備えている。センサ６１は、コロコンベヤ２１の近傍に配置されている。センサ６１は、チャック機構５１に保持された基板Ｓの上面ＳｆのＺ方向における位置を検出する。また、センサ６１の直下に基板Ｓを保持していない状態のチャック（図示省略）が位置することで、センサ６１は吸着部材の上面である吸着面の鉛直方向Ｚにおける位置を検出可能となっている。
チャック機構５１は、浮上ステージ部３に搬入された基板Ｓを保持しつつ、＋Ｘ方向に移動する。これにより、基板Ｓが入口浮上ステージ３１の上方から塗布ステージ３２の上方を経由して、出口浮上ステージ３３の上方へ搬送される。そして、基板Ｓは、出口浮上ステージ３３から出力移載部４へ移動される。
出力移載部４は、基板Ｓを出口浮上ステージ３３の上方の位置から出力コンベヤ１１０へ移動させる。出力移載部４は、コロコンベヤ４１と、回転・昇降駆動機構４２とを備えている。回転・昇降駆動機構４２は、コロコンベヤ４１を回転駆動するとともに、コロコンベヤ４１をＺ方向に沿って昇降させる。コロコンベヤ４１の各コロが回転することによって、基板Ｓが＋Ｘ方向へ移動する。また、コロコンベヤ４１が昇降することによって、基板ＳがＺ方向に変位する。
出力コンベヤ１１０は、コロコンベヤ１１１と、回転駆動機構１１２とを備えている。出力コンベヤ１１０は、コロコンベヤ１１１の各コロの回転により基板Ｓを＋Ｘ方向に搬送し、基板Ｓを塗布装置１外へ払い出す。なお、入力コンベヤ１００および出力コンベヤ１１０は、塗布装置１の一部である。ただし、入力コンベヤ１００及び出力コンベヤ１１０は、塗布装置１とは別の装置に組み込まれていてもよい。
塗布機構７は、基板Ｓの上面Ｓｆに処理液を塗布する。塗布機構７は、基板Ｓの移動経路の上方に配置されている。塗布機構７は、ノズル７１を有する。ノズル７１は、下面にスリット状の吐出口を有するスリットノズルである。ノズル７１は、位置決め機構（不図示）に接続されている。位置決め機構は、ノズル７１を、塗布ステージ３２の上方の塗布位置（図１中、実線で示す位置）と、後述するメンテナンス位置との間で移動させる。処理液供給機構８は、ノズル７１に接続されている。処理液供給機構８がノズル７１に処理液を供給することによって、ノズル７１の下面に配置された吐出口から処理液が吐出される。
塗布装置１では、処理液を吐出するノズル７１に対して、移動機構５が基板Ｓを移動させることによって、基板Ｓに処理液が塗布される。しかしながら、移動機構５が、一定位置に配置された基板Ｓに対してノズル７１を移動させるように構成されていてもよい。また、移動機構５が、ノズル７１および基板Ｓの双方を移動させるように構成されてもよい。この場合、基板Ｓの移動方向は、ノズル７１の移動方向と反対であってもよい。また、基板Ｓの移動方向は、ノズル７１の移動方向と同じであってもよい。この場合、搬送される基板Ｓの速度よりも速い速度でノズル７１が基板Ｓを追いかけるように、移動機構５がノズル７１および基板Ｓを搬送してもよい。
図２は、処理液供給機構８の構成を示す図である。処理液供給機構８は、ポンプ８１と、配管８２と、処理液補充ユニット８３と、配管８４と、開閉弁８５と、圧力計８６と、駆動部８７とを備えている。ポンプ８１は、処理液をノズル７１に送給するための送給源であり、体積変化により処理液を送給する。ポンプ８１は、例えば、特開平１０－６１５５８号公報に記載されたベローズタイプのポンプであってもよい。図２に示すように、ポンプ８１は、径方向において弾性膨張収縮自在である可撓性チューブ８１１を有する。可撓性チューブ８１１の一方端は、配管８２を介して処理液補充ユニット８３と接続される。可撓性チューブ８１１の他方端は、配管８４を介してノズル７１と接続される。
ポンプ８１は、軸方向において弾性変形自在であるベローズ８１２を有する。ベローズ８１２は、小型ベローズ部８１３と、大型ベローズ部８１４と、ポンプ室８１５と、作動ディスク部８１６とを有する。ポンプ室８１５は、可撓性チューブ８１１とベローズ８１２との間に位置する。ポンプ室８１５には、非圧縮性媒体が封入される。作動ディスク部８１６は、駆動部８７に接続される。
処理液補充ユニット８３は、処理液を貯留する貯留タンク８３１を有する。貯留タンク８３１は、配管８２を介してポンプ８１と接続される。配管８２には、開閉弁８３３が介挿される。開閉弁８３３は、制御ユニット９からの指令に応じて開閉する。開閉弁８３３が開かれると、貯留タンク８３１からポンプ８１の可撓性チューブ８１１への処理液の補給が可能となる。また、開閉弁８３３が閉じると、貯留タンク８３１からポンプ８１の可撓性チューブ８１１への処理液の補充が規制される。
配管８４は、ポンプ８１の出力側に接続されている。開閉弁８５は、配管８４に介挿されている。開閉弁８５は、制御ユニット９からの指令に応じて開閉する。開閉弁８５が開閉することにより、ノズル７１に対する処理液の送液と送液停止とが切り替えられる。圧力計８６は、配管８４に配置されている。圧力計８６は、ノズル７１に送液される処理液の圧力（吐出圧力）を検出し、検出した圧力値を示す信号を「制御ユニット９に出力する。
図３は、図２に示すポンプ８１の作動ディスク部８１６の移動パターンを示すグラフである。図３中、横軸は時刻を示しており、縦軸は作動ディスク部８１６の移動速度を示す。駆動部８７は、制御ユニット９からの指令に応じて、図３に示すような移動パターン（時間経過に対する作動ディスク部８１６の速度の変化を示すパターン）で作動ディスク部８１６を軸方向に変位させる。作動ディスク部８１６の変位により、ベローズ８１２の内側の容積が変化する。これにより、可撓性チューブ８１１が径方向に膨張収縮してポンプ動作を実行し、処理液補充ユニット８３から補給される処理液がノズル７１に向けて送給される。作動ディスク部８１６の移動パターンは、ノズル７１から吐出される処理液の吐出特性と密接に関係しているため、移動パターンに応じて、吐出圧力の時間変化を示す圧力波形が得られる。なお、吐出圧力の増減に応じて、吐出量（ノズル７１から吐出される処理液の量）が増減する。
本実施形態では、作動ディスク部８１６の移動を規定する各種パラメータ（加速時間、定常速度、定常速度時間、減速時間など）を調整することによって、ノズル７１から吐出される処理液の、吐出圧力の圧力波形を理想的な波形と一致あるいは近似させる最適化処理（調整処理）が適宜行われる。この最適化処理については、後に詳述する。
図１および図２に示すように、処理液供給機構８から処理液が供給されるノズル７１には、センサ６２が配置される。センサ６２は、基板ＳのＺ方向における高さを非接触で検知する。センサ６２は、制御ユニット９とデータ通信可能に接続される。センサ６２の検出結果に基づいて、制御ユニット９は、浮上している基板Ｓと、塗布ステージ３２の上面との間の距離（離間距離）を測定する。制御ユニット９は、センサ６２によって測定された離間距離に基づいて、位置決め機構によるノズル７１の塗布位置を調整する。なお、センサ６２としては、光学式センサ、または、超音波センサを採用し得る。
塗布機構７は、ノズル洗浄待機ユニット７２を備えている。ノズル洗浄待機ユニット７２は、メンテナンス位置に配置されたノズル７１に対して所定のメンテナンスを行う。ノズル洗浄待機ユニット７２は、ローラ７２１と、洗浄部７２２と、ローラバット７２３とを有している。ノズル洗浄待機ユニット７２は、ノズル７１に対して洗浄および液だまりの形成を行うことによって、ノズル７１の吐出口を塗布処理に適した状態に整える。また、塗布装置１においては、処理液に加わる吐出圧力を評価するため、ノズル７１がメンテナンス位置（疑似塗布位置）に配置された状態、すなわち、ノズル７１の吐出口がローラ７２１の外周面に対向する状態で、ノズル７１からローラ７２１の外周面に処理液を吐出する。このとき、ローラ７２１が回転することによって、ノズル７１から吐出される処理液を、移動する面に塗布することができる。すなわち、移動する基板Ｓに塗布する塗布を疑似的に再現できる。
ノズル７１からローラ７２１の表面に処理液を吐出することは、基板Ｓ以外の箇所で処理液を吐出する「疑似塗布」と称する。また、ノズル７１から基板Ｓに処理液を塗布することを、「実塗布」と称する。
図４は、制御ユニット９の構成例を示すブロック図である。制御ユニット９は、塗布装置１の各要素の動作を制御する。制御ユニット９は、コンピュータであって、演算部９１と、記憶部９３と、ユーザインターフェース９５とを備えている。演算部９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成されるプロセッサである。記憶部９３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの一過性の記憶装置、および、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）およびＳＳＤ（Solid State Drive）などの非一過性の補助記憶装置で構成される。
ユーザインターフェース９５は、ユーザに情報を表示するディスプレイ、および、ユーザによる入力操作を受け付ける入力機器を含む。制御ユニット９としては、例えばデスクトップ型、ラップトップ型、あるいはタブレット型のコンピュータを用いることができる。
記憶部９３は、プログラム９３１を記憶する。プログラム９３１は、記録媒体Ｍによって提供される。すなわち、記録媒体Ｍは、プログラム９３１を、コンピュータである制御ユニット９によって読取可能に記録されている。記録媒体Ｍは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学ディスク、磁気ディスクなどである。
演算部９１は、プログラム９３１を実行することにより、吐出制御部９１０、吐出圧力測定部９１１、移動制御部９１２、速度測定部９１３および吐出制御パラメータ調整部９１５として機能する。
吐出制御部９１０は、ノズル７１に処理液を送給するポンプ８１の動作（送給動作）を制御する。吐出制御部９１０は、予め設定された吐出制御パラメータにしたがって、ポンプ８１の送給動作を制御する。
吐出圧力測定部９１１は、吐出圧力の時間変化を示す圧力波形を測定する。すなわち、吐出圧力測定部９１１は、所定のサンプリング周期で圧力計８６が測定した吐出圧力を周期的に取得する。これにより、ノズル７１から処理液が吐出される期間において処理液に与えられた吐出圧力が取得され、圧力波形を示すデータ（吐出データ）として記憶部９３に記憶される。吐出データは、ある時刻とその時刻に測定された吐出圧力の関係（すなわち、吐出圧力の経時変化）を示すデータである。
移動制御部９１２は、ノズル７１に対して基板Ｓを移動させる吸着・走行機構５２の動作（移動動作）を、予め設定された移動制御パラメータに基づいて制御する。
速度測定部９１３は、チャック機構５１および吸着・走行機構５２による基板Ｓの移動速度を測定する。速度測定部９１３は、吸着・走行機構５２の出力（例えば、ロータリーエンコーダの出力など）に基づいて、基板Ｓの移動速度を測定する。速度測定部９１３は、取得した速度を、速度データとして記憶部９３に記憶させる。速度データは、時刻とその時刻に測定された移動速度の関係（すなわち、移動速度の経時変化）を示すデータである。
吐出制御パラメータ調整部９１５は、吐出制御パラメータを最適化する処理を行う。吐出制御パラメータ調整部９１５は、疑似塗布を行うことによって得られる圧力波形を評価し、その評価結果に基づいて吐出制御パラメータを更新する。吐出制御パラメータ調整部９１５は疑似塗布および圧力波形の取得、圧力波形の評価、および吐出制御パラメータの更新を繰り返し実行することにより、吐出制御パラメータを最適化する。
塗布装置１において、ノズル７１から吐出される処理液を基板Ｓの上面Ｓｆに均一な膜厚で塗布するためには、ノズル７１から吐出される際の処理液の吐出速度、つまり吐出圧力を調整することが重要である。このため、吐出圧力の圧力波形が理想波形に近づくように、圧力波形と密接に関連する吐出制御パラメータが最適化される。具体的には、最適化対象の吐出制御パラメータは、作動ディスク部８１６の移動を規定する設定値であって、図３および以下に示す１６個のポンプ制御用の設定値である。
・定常速度Ｖ１
・加速時間Ｔ１：停止状態から定常速度Ｖ１に加速させる時間
・定常速度時間Ｔ２：定常速度Ｖ１を継続させる時間
・定常速度Ｖ２
・減速時間Ｔ３：定常速度Ｖ１から定常速度Ｖ２に減速させる時間
・定常速度時間Ｔ４：定常速度Ｖ２を継続させる時間
・定常速度Ｖ３
・加速時間Ｔ５：定常速度Ｖ２から定常速度Ｖ３に加速させる時間
・定常速度時間Ｔ６：定常速度Ｖ３を継続させる時間
・定常速度Ｖ４
・減速時間Ｔ７：定常速度Ｖ３から定常速度Ｖ４に減速させる時間
・定常速度時間Ｔ８：定常速度Ｖ４を継続させる時間
・定常速度Ｖ５
・加速時間Ｔ９：定常速度Ｖ４から定常速度Ｖ５に加速させる時間
・定常速度時間Ｔ１０：定常速度Ｖ５を継続させる時間
・減速時間Ｔ１１：定常速度Ｖ５から停止状態に減速させる時間
・定常速度Ｖ１
・加速時間Ｔ１：停止状態から定常速度Ｖ１に加速させる時間
・定常速度時間Ｔ２：定常速度Ｖ１を継続させる時間
・定常速度Ｖ２
・減速時間Ｔ３：定常速度Ｖ１から定常速度Ｖ２に減速させる時間
・定常速度時間Ｔ４：定常速度Ｖ２を継続させる時間
・定常速度Ｖ３
・加速時間Ｔ５：定常速度Ｖ２から定常速度Ｖ３に加速させる時間
・定常速度時間Ｔ６：定常速度Ｖ３を継続させる時間
・定常速度Ｖ４
・減速時間Ｔ７：定常速度Ｖ３から定常速度Ｖ４に減速させる時間
・定常速度時間Ｔ８：定常速度Ｖ４を継続させる時間
・定常速度Ｖ５
・加速時間Ｔ９：定常速度Ｖ４から定常速度Ｖ５に加速させる時間
・定常速度時間Ｔ１０：定常速度Ｖ５を継続させる時間
・減速時間Ｔ１１：定常速度Ｖ５から停止状態に減速させる時間
上記１６個の吐出制御パラメータは、ノズル７１に処理液を送給するポンプ８１の動作（送給動作）を制御するための制御量に相当する。なお、吐出制御パラメータの種類および個数は、特に制限されるものではなく、ポンプ８１の送給動作を制御する制御量である限り、任意に設定され得る。
＜吐出制御パラメータの調整＞
図５は、吐出制御パラメータの調整処理の流れを示す図である。図５に示される調整処理は、処理レシピが変更された場合、または、ユーザからの指示入力があった場合に行われる。処理レシピは、具体的には、処理手順または処理内容（処理液の種類、基材の種類、処理液の供給量）を含む。
図５は、吐出制御パラメータの調整処理の流れを示す図である。図５に示される調整処理は、処理レシピが変更された場合、または、ユーザからの指示入力があった場合に行われる。処理レシピは、具体的には、処理手順または処理内容（処理液の種類、基材の種類、処理液の供給量）を含む。
図５に示される調整処理は、実塗布を行う前に吐出制御パラメータを調整する事前調整段階（ステップＳ１～ステップＳ４）と、事前調整によって調整された吐出制御パラメータにしたがって実際に基板Ｓに塗布を行う実塗布段階（ステップＳ５以降）とを含む。また、実塗布段階は、測定された圧力波形に応じて、吐出制御パラメータを再調整する再調整段階（ステップＳ７～ステップＳ９）を含む。事前調整段階および再調整段階では、後述するように、疑似塗布によって得られる圧力波形に基づいて、吐出制御パラメータが更新される。
＜事前調整段階＞
事前調整段階では、まず、吐出制御パラメータ調整部９１５が、吐出制御パラメータを所定の初期値に設定する（ステップＳ１）。初期値は、任意の値であってもよいし、あるいは、所定のアルゴリズムに基づいて設定される値であってもよい。また、吐出制御パラメータ調整部９１５は、ユーザからの初期値の入力を受け付け、受け付けた初期値を記憶部９３に記憶させてもよい。
事前調整段階では、まず、吐出制御パラメータ調整部９１５が、吐出制御パラメータを所定の初期値に設定する（ステップＳ１）。初期値は、任意の値であってもよいし、あるいは、所定のアルゴリズムに基づいて設定される値であってもよい。また、吐出制御パラメータ調整部９１５は、ユーザからの初期値の入力を受け付け、受け付けた初期値を記憶部９３に記憶させてもよい。
ステップＳ１によって吐出制御パラメータが設定された後、塗布装置１は、疑似塗布を行うとともに、圧力波形を取得する（ステップＳ２）。具体的には、ノズル７１を所定のメンテナンス位置（ローラ７２１と対向する位置）へ移動させる。そして、制御ユニット９は、ステップＳ１によって設定された制御パラメータにしたがってポンプ８１を制御し、ノズル７１からローラ７２１に処理液を吐出させる。また、疑似塗布が行われている間、吐出圧力測定部９１１は、圧力計８６によって測定される吐出圧力をサンプリングし、圧力波形のデータを取得する。ステップＳ２によって取得される圧力波形は、「第２疑似塗布圧力波形」の一例である。ステップＳ２は、「第２疑似塗布工程」および「第３取得工程」の一例である。
ステップＳ２によって疑似塗布の圧力波形が取得された後、疑似塗布圧力波形の評価が行われる（ステップＳ３）。評価方法の一例として、吐出制御パラメータ調整部９１５は、ステップＳ２で取得された圧力波形の、理想とする波形である第１理想波形Ｗｔ１（図６参照）からのずれ量が、所定の許容範囲を越えているか否かを判定する。ステップＳ３は、「第３評価工程」の一例である。
なお、ステップＳ３においては、ユーザが圧力波形を評価してもよい。この場合、ステップＳ３において、制御ユニット９は、圧力波形と、第１理想波形Ｗｔ１とをディスプレイに表示させてもよい。また、制御ユニット９は、上記ずれ量をディスプレイに表示させてもよい。このように、ディスプレイに各種情報が表示されることによって、ユーザが評価することを適切に支援できる。また、制御ユニット９は、入力機器によって、ユーザからの評価結果の入力を受け付け、入力された評価結果を記憶部９３に記憶させてもよい。
ステップＳ３によって疑似塗布圧力波形が第１理想波形Ｗｔ１と同じであると評価された場合（例えば、ずれ量が許容範囲内である場合。ステップＳ３においてＹｅｓ）、塗布装置１は、事前調整段階を終了し、ステップＳ５以降の実塗布段階を行う。
ステップＳ３によって圧力波形が第１理想波形Ｗｔ１と異なると評価された場合（例えば、ずれ量が許容範囲を越える場合。ステップＳ３においてＮｏの場合）、塗布装置１は、吐出制御パラメータを更新する（ステップＳ４）。具体的には、吐出制御パラメータ調整部９１５は、ステップＳ３の評価結果に基づき、疑似塗布を行った場合の圧力波形が第１理想波形Ｗｔ１となるように、吐出制御パラメータを更新する。吐出制御パラメータを更新するアルゴリズムしては、例えば、ベイズ最適化、遺伝的アルゴリズム、勾配法、線形計画法など、任意に選択し得る。ステップＳ４は、「第２更新工程」の一例である。
なお、吐出制御パラメータの更新は、特許文献１に記載されているように、吐出制御パラメータの変更量と、上記ずれ量の関係を学習した学習済モデルを用いて行われてもよい。学習用のモデルとしては、ニューラルネットワークを利用することができる。
また、ステップＳ４においては、ユーザが、吐出制御パラメータを更新できるようにしてもよい。この場合、制御ユニット９は、入力機器によって、新たな吐出制御パラメータの入力を受け付け、受け付けた吐出制御パラメータを記憶部９３に記憶させてもよい。
ステップＳ４によって吐出制御パラメータが更新された後、塗布装置１は、ステップＳ２に戻り、疑似塗布を再び実行する。このように、塗布装置１は、疑似塗布で得られる圧力波形が理想的な波形となるまで、ステップＳ２からステップＳ４を繰り返し行う。これにより、吐出制御パラメータが適正値に調整される。
＜実塗布段階＞
実塗布段階においては、まず、塗布装置１は、事前調整段階によって調整された吐出制御パラメータに基づいて実塗布を行うとともに、圧力波形を取得する（ステップＳ５）。具体的には、処理液供給機構８は、ノズル７１を塗布位置に移動させる。そして、制御ユニット９は、移動機構５を制御することによって基板Ｓを所定の搬送方向Ｄｔに移動させつつ、吐出制御パラメータにしたがってポンプ８１を駆動することによって、ノズル７１から処理液を基板Ｓに吐出させる。また、実塗布が行われている間、吐出圧力測定部９１１は、圧力計８６によって測定される吐出圧力をサンプリングすることによって、圧力波形データを取得する。以下、ステップＳ５で取得される圧力波形を「実塗布圧力波形」と称する。ステップＳ５は、「実塗布工程」および「第１取得工程」の一例である。
実塗布段階においては、まず、塗布装置１は、事前調整段階によって調整された吐出制御パラメータに基づいて実塗布を行うとともに、圧力波形を取得する（ステップＳ５）。具体的には、処理液供給機構８は、ノズル７１を塗布位置に移動させる。そして、制御ユニット９は、移動機構５を制御することによって基板Ｓを所定の搬送方向Ｄｔに移動させつつ、吐出制御パラメータにしたがってポンプ８１を駆動することによって、ノズル７１から処理液を基板Ｓに吐出させる。また、実塗布が行われている間、吐出圧力測定部９１１は、圧力計８６によって測定される吐出圧力をサンプリングすることによって、圧力波形データを取得する。以下、ステップＳ５で取得される圧力波形を「実塗布圧力波形」と称する。ステップＳ５は、「実塗布工程」および「第１取得工程」の一例である。
ステップＳ５によって実塗布圧力波形が取得された後、実塗布圧力波形の評価が行われる（ステップＳ６）。実塗布圧力波形の評価方法は、ステップＳ３における圧力波形の評価方法と同じとしてもよい。すなわち、吐出制御パラメータ調整部９１５は、ステップＳ５によって取得された実塗布圧力波形の、第１理想波形Ｗｔ１からのずれ量が、所定の許容範囲を越えているか否かを判定してもよい。ステップＳ６は、「第１評価工程」の一例である。
なお、ステップＳ６においては、ユーザが実塗布圧力波形を評価してもよい。この場合、ステップＳ６において、制御ユニット９は、実塗布圧力波形と、第１理想波形Ｗｔ１とをディスプレイに表示させてもよい。また、制御ユニット９は、上記ずれ量をディスプレイに表示させてもよい。このように、ディスプレイに各種情報が表示されることによって、ユーザが評価することを適切に支援できる。また、制御ユニット９は、入力機器によって、ユーザからの評価結果の入力を受け付け、入力された評価結果を記憶部９３に記憶させてもよい。
ステップＳ６によって、実塗布圧力波形が第１理想波形Ｗｔ１と同じであると評価された場合（例えば、ずれ量が許容範囲内である場合。ステップＳ６においてＹｅｓ）、塗布装置１は、吐出制御パラメータの調整処理を終了する。すなわち、以降の実塗布では、ステップＳ５で使用された吐出制御パラメータが使用される。一方、ステップＳ６において、実塗布圧力波形が第１理想波形Ｗｔ１と一致しないと評価された場合（例えば、ずれ量が許容範囲を越える場合。ステップＳ６においてＮｏ）、塗布装置１は、吐出制御パラメータを再調整する必要があるものと判断し、ステップＳ７からステップＳ９の再調整段階を実行する。
＜再調整段階＞
再調整段階では、まず、吐出制御パラメータが更新される（ステップＳ７）。具体的には、吐出制御パラメータ調整部９１５は、疑似塗布を行った場合の圧力波形が、後述する第２理想波形Ｗｔ２（図６参照）となるように、吐出制御パラメータを更新する。吐出制御パラメータを更新するアルゴリズムしては、例えば、ベイズ最適化、遺伝的アルゴリズム、勾配法、線形計画法など、任意に選択し得る。ステップＳ７は、「第１更新工程」の一例である。
再調整段階では、まず、吐出制御パラメータが更新される（ステップＳ７）。具体的には、吐出制御パラメータ調整部９１５は、疑似塗布を行った場合の圧力波形が、後述する第２理想波形Ｗｔ２（図６参照）となるように、吐出制御パラメータを更新する。吐出制御パラメータを更新するアルゴリズムしては、例えば、ベイズ最適化、遺伝的アルゴリズム、勾配法、線形計画法など、任意に選択し得る。ステップＳ７は、「第１更新工程」の一例である。
なお、吐出制御パラメータの更新は、特許文献１に記載されているように、吐出制御パラメータの変更量と、上記ずれ量の関係を学習した学習済モデルを用いて行われてもよい。学習用のモデルとしては、ニューラルネットワークを利用することができる。
また、ステップＳ７においては、ユーザが吐出制御パラメータを更新できるようにしてもよい。この場合、吐出制御パラメータ調整部９１５は、入力機器によって、ユーザからの新たな吐出制御パラメータの入力を受け付け、受け付けた吐出制御パラメータを記憶部９３に記憶させてもよい。
図６は、第２理想波形Ｗｔ２の設定例を示す図である。第２理想波形Ｗｔ２は、例えば、吐出制御パラメータ調整部９１５によって生成され、記憶部９３に保存される。第２理想波形Ｗｔ２は、第１理想波形Ｗｔ１とは異なる形状を有する。具体的に、第２理想波形Ｗｔ２は、第１理想波形Ｗｔ１を、実塗布圧力波形Ｗｒ１と第１理想波形Ｗｔ１との差分値（ずれ量）に基づいて変形された形状を有する。より具体的には、第２理想波形Ｗｔ２は、第１理想波形Ｗｔ１から上記差分値を差し引いた形状を有する。なお、第２理想波形Ｗｔ２の形状は、図６に示される形状に限定されるものではなく、適宜に設定され得る。
図５に戻って、ステップＳ７によって吐出制御パラメータが更新された後、塗布装置１は、更新された吐出制御パラメータにしたがって、疑似塗布を行う（ステップＳ８）。ステップＳ８は、「第１疑似塗布工程」および「第２取得工程」の一例である。ノズル７１が塗布ステージ３２上方の塗布位置にある場合、塗布機構７は、ノズル７１をメンテナンス位置まで移動させる。そして、ノズル７１から回転するローラ７２１に処理液が吐出される。疑似塗布が行われている間、吐出圧力測定部９１１は、圧力計８６によって測定される吐出圧力をサンプリングすることによって、圧力波形を取得する。ステップＳ８によって取得される圧力波形は、「第１疑似塗布圧力波形」の一例である。
ステップＳ８によって圧力波形が取得された後、疑似塗布圧力波形が評価される（ステップＳ９）。圧力波形の評価方法は、ステップＳ３における圧力波形の評価方法と同じとしてもよい。ただし、ステップＳ９においては、第１理想波形Ｗｔ１の代わりに、第２理想波形Ｗｔ２が使用される。具体的には、吐出制御パラメータ調整部９１５は、ステップＳ８によって取得された圧力波形の、第２理想波形Ｗｔ２からのずれ量が、所定の許容範囲を越えているか否かを判定してもよい。ステップＳ８は、「第２評価工程」の一例である。
なお、ステップＳ９においては、ユーザが圧力波形を評価してもよい。この場合、ステップＳ６において、制御ユニット９は、圧力波形と、第２理想波形Ｗｔ２とをディスプレイに表示させてもよい。また、制御ユニット９は、上記ずれ量をディスプレイに表示させてもよい。このように、ディスプレイに各種情報が表示されることによって、ユーザが評価することを適切に支援できる。また、制御ユニット９は、入力機器によって、ユーザからの評価結果の入力を受け付け、入力された評価結果を記憶部９３に記憶させてもよい。
ステップＳ９によって疑似塗布の圧力波形が第２理想波形Ｗｔ２と異なると評価された場合（例えば、ずれ量が許容範囲を越える場合。ステップＳ９においてＮｏ）、塗布装置１は、再びステップＳ７（吐出制御パラメータの更新）を行う。一方、ステップＳ９によって疑似塗布の圧力波形が第２理想波形Ｗｔ２と同じと評価された場合、塗布装置１は、再調整段階を終了して、ステップＳ５の実塗布を行う。このように、塗布装置１は、疑似塗布で得られる圧力波形が第２理想波形Ｗｔ２と同じと評価されるまで、ステップＳ７からステップＳ９を繰り返し行う。これにより、吐出制御パラメータが再調整される。
＜効果＞
ステップＳ６によって、実塗布圧力波形が理想的でないと評価された場合、疑似塗布（ステップＳ８）で得られる圧力波形に基づいて吐出制御パラメータが再調整される。これにより、基板Ｓの消費を抑えつつ、吐出制御パラメータの再調整を行うことができる。基板Ｓの消費が抑制されることによって、環境負荷を低減できる。
ステップＳ６によって、実塗布圧力波形が理想的でないと評価された場合、疑似塗布（ステップＳ８）で得られる圧力波形に基づいて吐出制御パラメータが再調整される。これにより、基板Ｓの消費を抑えつつ、吐出制御パラメータの再調整を行うことができる。基板Ｓの消費が抑制されることによって、環境負荷を低減できる。
また、再調整段階では、評価の基準となる第２理想波形Ｗｔ２を、第１理想波形Ｗｔ１を実塗布圧力波形Ｗｒ１と第１理想波形Ｗｔ１との差分値に応じて変形させた形状としている。これにより、実塗布を行った際の圧力波形が第１理想波形Ｗｔ１となるよう、吐出制御パラメータを有効に再調整できる。
また、実塗布を行うための吐出制御パラメータの事前調整を、ステップＳ２の疑似塗布によって得られる圧力波形に基づいて行うことによって、基板Ｓの消費をさらに抑えることができる。
＜２． 変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、疑似塗布を、ローラ７２１上に処理液を吐出することとしている。しかしながら、ローラ７２１以外の箇所に処理液が吐出されてもよい。例えば、ローラバット７２３など、ノズル７１から吐出された処理液を受けることが可能な容器に対して、処理液が吐出されてもよい。
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
１ 塗布装置
５ 移動機構
７ 塗布機構
７１ ノズル
７２ ローラ
８ 処理液供給機構
９ 制御ユニット
８１ ポンプ
８６ 圧力計
９１０ 吐出制御部
９１１ 吐出圧力測定部
９１５ 吐出制御パラメータ調整部
９３１ プログラム
Ｗｒ１ 実塗布圧力波形
Ｗｔ１ 第１理想波形
Ｗｔ２ 第２理想波形
５ 移動機構
７ 塗布機構
７１ ノズル
７２ ローラ
８ 処理液供給機構
９ 制御ユニット
８１ ポンプ
８６ 圧力計
９１０ 吐出制御部
９１１ 吐出圧力測定部
９１５ 吐出制御パラメータ調整部
９３１ プログラム
Ｗｒ１ 実塗布圧力波形
Ｗｔ１ 第１理想波形
Ｗｔ２ 第２理想波形
Claims (6)
- 基板に処理液を塗布する塗布方法であって、
ａ） 予め設定された吐出制御パラメータにしたがって、ノズルに対して前記基板を相対的に移動させつつ前記ノズルから前記基板に処理液を吐出する実塗布を行う実塗布工程と、
ｂ） 前記実塗布工程における、前記ノズルの吐出圧力の時間変化を示す実塗布圧力波形を取得する第１取得工程と、
ｃ） 前記実塗布圧力波形を評価する第１評価工程と、
ｄ） 前記第１評価工程の評価結果に基づいて、前記吐出制御パラメータを再調整する再調整工程と、
を含み、
前記再調整工程は、
ｄ１） 前記吐出制御パラメータにしたがって、前記ノズルから前記基板以外の箇所に前記処理液を吐出する疑似塗布を行う第１疑似塗布工程と、
ｄ２） 前記第１疑似塗布工程において、前記吐出圧力の時間変化を示す第１疑似塗布圧力波形を取得する第２取得工程と、
ｄ３） 前記第１疑似塗布圧力波形を評価する第２評価工程と、
ｄ４） 前記第２評価工程の評価結果に基づいて、前記吐出制御パラメータを更新する第１更新工程と、
を含む、塗布方法。 - 請求項１に記載の塗布方法であって、
前記第１評価工程は、前記実塗布圧力波形の、第１理想波形からのずれ量に基づいて評価する工程を含み、
前記第２評価工程は、前記第１疑似塗布圧力波形の、前記第１理想波形とは形状が異なる第２理想波形からのずれ量に基づいて評価する工程を含む、
塗布方法。 - 請求項２に記載の塗布方法であって、
前記第２理想波形は、前記第１理想波形を、前記実塗布圧力波形と前記第１理想波形との差分値に応じて変形させた形状を有する、塗布方法。 - 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の塗布方法であって、
ｅ） 前記実塗布工程よりも先に、前記吐出制御パラメータを調整する事前調整工程、
をさらに含み、
前記事前調整工程は、
ｅ１） 予め設定された前記吐出制御パラメータにしたがって、前記疑似塗布を行う第２疑似塗布工程と、
ｅ２） 前記第２疑似塗布工程において、前記吐出圧力の時間変化を示す第２疑似塗布圧力波形を取得する第３取得工程と、
ｅ３） 前記第２疑似塗布圧力波形を評価する第３評価工程と、
ｅ４） 前記第３評価工程の評価結果に基づいて、前記吐出制御パラメータを更新する第２更新工程と、
を含み、
前記実塗布工程において、前記事前調整工程によって調整された吐出制御パラメータにしたがって前記実塗布を行う、塗布方法。 - コンピュータが実行可能なプログラムであって、
前記コンピュータに請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の塗布方法を実行させる、プログラム。 - コンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、
請求項５に記載のプログラムが記録されている、記録媒体。
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