JPWO2011080933A1 - 基板用塗布装置及び基板塗布方法 - Google Patents

Abstract

基板用塗布装置（１０）は、精密ステージ（７）、ノズル（８）、コンベア（３〜６、２１）を備えている。精密ステージ（７）は、基板Ｗを載置する載置面を水平にして備え、搬送方向に沿って上流端と下流端との間で往復移動自在にされている。コンベア（３〜６、２１）は、基板Ｗを表面が水平面内に位置するように所定の搬送方向に沿って精密ステージ（７）の載置面を経由して搬送する。中間コンベア（２１）は、搬送面がステージの載置面に一致する搬送位置と搬送面がステージ記の載置面より下方の非搬送位置との間に昇降自在にされている。

Description

この発明は、ガラス基板等の板状の基板に対してノズルを相対的に一方向に走査させ、ノズルからレジスト液等の塗布液を吐出して基板の塗布面に塗布液を塗布する基板用塗布装置に関する。

ガラス基板等の板状の基板の表面に塗布液を塗布する場合、スリット状のノズルを基板の表面との間に間隙を設けた状態で、スリットに直交する所定の走査方向に沿って、基板の表面に対して相対的に走査させる基板用塗布装置が用いられる。

大型の基板の生産性の向上のために、コンベアを介して複数枚の基板を順にノズルが配置された塗布処理位置に搬送し、塗布処理後の基板を次の処理位置に搬送することが考えられる。

基板の表面に所望の厚さで塗布液を均一に塗布するためには、ノズルの先端と基板の表面との間隔を一定に維持する必要がある。このため、塗布処理位置には、上面が平滑な精密ステージが配置される。精密ステージ上に載置した基板に対して、ノズルから塗布液が塗布される。

従来の基板用塗布装置として、スリット状のノズルを移動させるレールを、載置台と称される精密ステージを配置した塗布処理位置に、基板と干渉しない状態で、基板搬送方向に直交する方向に配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載された構成では、スリット状のノズルが長手方向を基板搬送方向に沿って配置され、精密ステージ上に搬送された基板に対して、スリット状のノズルがレールに沿って基板搬送方向に直交する方向に移動する。

特開２００４−２９８７７５号公報

しかし、特許文献１に記載された基板用塗布装置は、塗布処理位置で搬送方向への移動を停止した基板に対してノズルを基板搬送方向に直交する方向に移動させるため、塗布処理中に基板を搬送方向に移動させることができず、塗布処理作業のタクトタイムが長時間化する。

一方、精密ステージが配置された塗布処理位置に、搬送用ロボットやユニット間搬送機構を用いた場合でも、塗布処理作業中は基板の移動を停止させる必要があり、塗布処理作業のタクトタイムが長時間化する。

この発明の目的は、搬送経路に沿って基板を移動させつつ基板の表面に塗布液を塗布できるようにし、塗布処理作業のタクトタイムを短縮することができる基板用塗布装置を提供することにある。

この発明に係る基板用塗布装置は、ステージ、ノズル、コンベア、ステージ移動手段、ノズル昇降手段、コンベア昇降手段、制御手段を備えている。ステージは、基板を載置する載置面を水平にして備え、搬送方向に沿って上流端と下流端との間で往復移動自在にされている。コンベアは、基板をその表面が水平面内に位置するように所定の搬送方向に沿ってステージの載置面を経由して搬送し、少なくとも所定範囲の長さの中間部が昇降自在にされている。ステージ移動手段は、ステージを所定範囲内の上流端と下流端との間に往復移動させる。コンベア昇降手段は、コンベアの中間部を、搬送面がステージの載置面に一致する搬送位置と搬送面がステージ記の載置面より下方の非搬送位置との間に昇降させる。制御手段は、コンベアによって搬送された基板を載置面に載置したステージが上流端から下流端に移動する間に、基板の表面に対してノズルから塗布液が吐出されるように、ステージ移動手段及びコンベア昇降手段の動作を制御するように構成されている。

この発明によれば、基板の搬送方向の移動を停止することなく基板の表面に対する塗布処理を行うことができ、塗布処理作業のタクトタイムを短縮することができる。

この発明の実施形態に係る基板用塗布装置の平面図である。 同基板用塗布装置の正面図である。 同基板用塗布装置のコントロール部のブロック図である。 同制御部の処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の基板塗布方法を説明する図である。

以下に、この発明の実施形態に係る基板用塗布装置について、図を参照しつつ説明する。

図１及び図２に示すように、この発明の実施形態に係る基板用塗布装置１０は、メインフレーム１、サブフレーム２、第１上流側コンベア３、第２上流側コンベア４、第１下流側コンベア５、第２下流側コンベア６、精密ステージ７、ノズル８、プライミングローラ９、コントロール部１００を備えている。

メインフレーム１は、上面にサブフレーム２、第１上流側コンベア３、第２上流側コンベア４、第１下流側コンベア５、第２下流側コンベア６を保持している。また、メインフレーム１は、支持部材１１，１２を介してノズル８、プライミングローラ９を保持している。メインフレーム１の上面には、レール１３が配置されている。

サブフレーム２は、メインフレーム１に昇降自在に保持され、中間コンベア２１を支持している。中間コンベア２１は、この発明のコンベアの中間部であり、複数のローラ２１１で構成されている。

第１上流側コンベア３、第２上流側コンベア４、第１下流側コンベア５、第２下流側コンベア６は、中間コンベア２１とともに、この発明のコンベアを構成している。各コンベア３〜６は、それぞれ複数のローラ３１，４１，５１，６１によって構成されている。コンベア３〜６及び中間コンベア２１は、基板を上流側から下流側に向けて直線上に搬送する。ローラ３１，４１，５１，６１，２１１は、基板の底面における搬送方向に平行な両端部に当接する。基板の搬送方向は、レール１３の長手方向に一致している。

なお、各コンベア３〜６，２１は、複数のローラ３１，４１，５１，６１，２１１で構成されたローラハースに限るものではなく、ベルト又はチェーン等、基板の搬送に適した機構を用いることができる。

精密ステージ７は、この発明のステージであり、レール１３の長手方向に沿って上流端と下流端との間の所定範囲内で往復移動自在にされている。精密ステージ７の上面は、平滑な水平面にされており、基板が載置される。精密ステージ７が往復移動する所定範囲は、基板搬送方向でサブフレーム内に設定されている。なお、精密ステージ７は、上面に基板を吸着せさるものであってもよい。

ノズル８は、下面に開放したスリットから塗布液を吐出する。ノズル８は、支持部材１１によって精密ステージ７の上方で吐出位置と退避位置との間に昇降自在に支持されている。ノズル８は、スリットの長手方向を水平面内で基板搬送方向に直交させて配置されている。

プライミングローラ９は、この発明の清掃部材であり、ノズル８のスリットに周面を当接させて回転する。プライミングローラ９は、プライミングローラ用モータとともにプライミングユニット１２によって精密ステージ７の上方で基板搬送方向に沿って清掃位置と待機位置との間に往復移動自在にされている。清掃部材としてのプライミングローラ９は、ノズル８による塗布液の吐出状態を安定化させるために設けられているものであり、ノズル８から基板表面の全面に塗布液を安定して吐出できることを条件に省略できる。

図３に示すように、コントロール部１００は、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３を備えたＣＰＵ１０１に、モータドライバ１０４〜１１１、バルブドライバ１１２を接続して構成されている。コントロール部１００は、この発明の制御部に相当し、メインフレーム１から離間した位置に設置されたボックス内に収納されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２が記憶しているプログラムにしたがってモータドライバ１０４〜１１１及びバルブドライバ１１２に駆動データを出力する。この間に入出力されるデータがＲＡＭ１０３に一時格納される。

モータドライバ１０４〜１１１は、それぞれコンベアモータ３０１〜３０３、ノズル用モータ３０４、プライミングローラ用モータ３０５、プライミングユニット用モータ３１０、ステージ用モータ３０６、サブフレーム昇降用モータ３０７、塗布液用バルブ３０８に接続されている。

ノズル用モータ３０４、ステージ用モータ３０６、サブフレーム昇降用モータ３０７は、それぞれこの発明のノズル昇降手段、ステージ移動手段、コンベア昇降手段に相当する。ノズル昇降手段、ステージ移動手段、コンベア昇降手段は、モータに限るものではなく、エアシリンダやリニアモータ等の任意の駆動源を用いることができる。

図４に示すように、ＣＰＵ１０１は、基板塗布作業時にモータドライバ１０４〜１０６に駆動信号を出力し、コンベアモータ３０１〜３０３を所定の基板搬送速度で回転させる（Ｓ１）。これによって、ローラ３１，４１，５１，６１，２１１が回転を開始し、図５（Ａ）に示すように、基板Ｗが矢印Ｘで示す基板搬送方向に搬送される。

図５（Ａ）に示すように、サブフレーム２は、基板塗布作業の開始時に、上下方向において中間コンベア２１の搬送面がコンベア３〜６の搬送面に一致する搬送位置に位置している。また、精密ステージ７は矢印Ｘ方向の上流端に位置しており、ノズル８は基板Ｗから離間した退避位置に位置しており、プライミングローラ９はノズル８のスリットに当接する清掃位置に位置している。また、矢印Ｘ方向におけるノズル８の位置は、上流端に位置する精密ステージ７の下流端に略一致している。

ＣＰＵ１０１は、基板Ｗの下流端が精密ステージ７の下流端の位置に達すると（Ｓ２）、モータドライバ１０７，１０９，１１１に駆動信号を出力し、ノズル用モータ３０４、プライミングユニット用モータ３１０、サブフレーム昇降用モータ３０７をそれぞれ所定量正転させる（Ｓ３〜Ｓ５）。これによって、図５（Ｂ）に示すように、プライミングローラ９を搭載したプライミングユニット１２が退避位置に移動し、ノズル８が塗布位置に下降し、サブフレーム２が非搬送位置に下降する。

ＣＰＵ１０１は、さらに、モータドライバ１１０及びバルブドライバ１１２に駆動信号を出力し、ステージ用モータ３０６を正転させるとともに（Ｓ６）、塗布液用バルブ３０８を開成する（Ｓ７）。これによって、精密ステージ７が上流端から下流端に向かって矢印Ｘ方向に移動を開始するとともに、ノズル８から塗布液が塗布される。ノズル８が塗布位置に位置している状態で、ノズル８のスリットと基板Ｗの上面との間には、塗布液の塗布に最適な間隔が形成される。基板Ｗは、平滑に形成された精密ステージ７の上面に載置された状態で、ノズル８から吐出される塗布液が、表面の全面に均一に塗布される。

ＣＰＵ１０１は、図５（Ｃ）に示すように、精密ステージ７が下流端に到達し、基板Ｗの上流端がノズル８のスリット位置に達すると（Ｓ８）、バルブドライバ１１２に駆動信号を出力して塗布液用バルブを閉成する（Ｓ９）。さらに、ＣＰＵ１０１は、モータドライバ１０７、１０８、１１１に駆動信号を出力し、ノズル用モータ３０４、ステージ用モータ３０６、サブフレーム昇降用モータ３０７をそれぞれ所定量だけ逆転させる（Ｓ１０〜Ｓ１２）。これによって、図５（Ｄ）に示すように、ノズル８が退避位置に上昇し、精密ステージ７が上流端に向かって移動し、サブフレーム２が搬送位置に上昇する。さらに、ＣＰＵ１０１は、ノズル８が退避位置に到達した後（Ｓ１３）、モータドライバ１０９に駆動信号を出力し、プライミングユニット用モータ３１０を所定量だけ逆転させる（Ｓ１４）。これによって、図５（Ｅ）に示すように、プライミングローラ９を搭載したプライミングユニット１２が清掃位置に移動する。ＣＰＵ２０１は、モータドライバ１０８を介してプライミングローラ用モータ３０５を駆動し、プライミングローラ９を回転させてノズル８を清掃する。

ＣＰＵ１０１は、次の基板Ｗが無くなるまでステップＳ２〜Ｓ１４の処理を繰り返し実行し（Ｓ１５）、複数枚の基板Ｗに対する塗布液の塗布作業を順次実行する。

1枚の基板Ｗに対する塗布作業が完了した後、精密ステージ７が下流端から上流端に移動する間までに、次の基板Ｗの下流端が矢印Ｘ方向におけるノズル８の配置位置に到達しないように、各基板Ｗの間に空間を設ける。これによって、各基板Ｗの搬送を停止することなく、複数枚の基板に対する塗布液の塗布を順次行うことができ、基板塗布作業のタクトタイムを短縮することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１−メインフレーム
２−サブフレーム
３−第１上流側コンベア
４−第２上流側コンベア
５−第１下流側コンベア
６−第２下流側コンベア
７−精密ステージ
８−ノズル
９−プライミングローラ
１０−基板用塗布装置
１００−制御部
Ｗ−基板

モータドライバ１０４〜１１１はそれぞれコンベアモータ３０１〜３０３、ノズル用モータ３０４、プライミングローラ用モータ３０５、プライミングユニット用モータ３１０、ステージ用モータ３０６、サブフレーム昇降用モータ３０７に接続されており、バルブドライバ１１２は、塗布液用バルブ３０８に接続されている。

ＣＰＵ１０１は、図５（Ｃ）に示すように、精密ステージ７が下流端に到達し、基板Ｗの上流端がノズル８のスリット位置に達すると（Ｓ８）、バルブドライバ１１２に駆動信号を出力して塗布液用バルブを閉成する（Ｓ９）。さらに、ＣＰＵ１０１は、モータドライバ１０７、１０８、１１１に駆動信号を出力し、ノズル用モータ３０４、ステージ用モータ３０６、サブフレーム昇降用モータ３０７をそれぞれ所定量だけ逆転させる（Ｓ１０〜Ｓ１２）。これによって、図５（Ｄ）に示すように、ノズル８が退避位置に上昇し、精密ステージ７が上流端に向かって移動し、サブフレーム２が搬送位置に上昇する。さらに、ＣＰＵ１０１は、ノズル８が退避位置に到達した後（Ｓ１３）、モータドライバ１０９に駆動信号を出力し、プライミングユニット用モータ３１０を所定量だけ逆転させる（Ｓ１４）。これによって、図５（Ｅ）に示すように、プライミングローラ９を搭載したプライミングユニット１２が清掃位置に移動する。ＣＰＵ１０１は、モータドライバ１０８を介してプライミングローラ用モータ３０５を駆動し、プライミングローラ９を回転させてノズル８を清掃する。

Claims (6)

1. 基板を載置する載置面を水平にして備え、搬送方向に沿って所定範囲内で往復移動自在にされたステージと、
   塗布液を下方に吐出するスリットであって前記搬送方向に直交するスリットを備えたノズルと、
   基板を表面が水平面内に位置するように前記搬送方向に沿って前記載置面を経由して搬送し、少なくとも前記所定範囲の長さの中間部が昇降自在にされたコンベアと、
   前記ステージを前記所定範囲内の上流端と下流端との間に往復移動させるステージ移動手段と、
   前記コンベアの中間部を、搬送面が前記載置面に一致する搬送位置と搬送面が前記載置面より下方の非搬送位置との間に昇降させるコンベア昇降手段と、
   前記コンベアによって搬送された基板を前記載置面に載置した前記ステージが前記上流端から前記下流端に移動する間に、基板の表面に対して前記ノズルから塗布液が吐出されるように、前記ステージ移動手段及び前記コンベア昇降手段の動作を制御するように構成された制御部と、を備えた基板用塗布装置。
2. 前記制御手段は、
   前記ステージを、前記載置面に基板を載置して前記上流端から前記下流端に向けて往動させ、前記載置面に基板を載置せずに前記下流端から前記上流端に復動させるように、前記ステージ移動手段の動作を制御し、
   前記コンベアの中間部を、前記上流端に位置している前記ステージの上方に基板が到達した時に前記非搬送位置に下降させ、前記載置面に基板を載置した前記ステージが前記下流端に到達した時に前記搬送位置に上昇させるように、前記コンベア昇降手段の動作を制御する、請求項１に記載の基板用塗布装置。
3. 前記ノズルは、前記ステージの上方で上下方向に往復移動自在にされ、
   前記ノズルを、前記載置面に載置された基板の表面に対する塗布液の吐出に最適な吐出位置とより上方の退避位置との間に昇降させるノズル昇降手段を備え、
   前記制御部は、前記ノズルを、前記コンベアの中間部が前記非搬送位置に下降した後に前記吐出位置に下降させ、前記載置面に基板を載置した前記ステージが前記下流端に到達した時に前記退避位置に上昇させるように、前記ノズル昇降手段の動作を制御する請求項２に記載の基板用塗布装置。
4. 基板を前記ノズルのスリットを清掃する清掃手段であって前記搬送方向に沿って往復移動自在にされた清掃部材と、前記清掃部材を前記ノズルに当接する清掃位置と当接しない待機位置との間に移動させる清掃部材移動手段と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記清掃部材を、前記ノズルが前記塗布位置から前記退避位置まで上昇した時に前記清掃位置に移動させ、前記ノズルが前記退避位置から前記塗布位置に移動する前に前記待機位置に位置するように、前記清掃部材移動手段を動作させる請求項３に記載の基板用塗布装置。
5. 前記コンベアは、基板における搬送方向に平行な２側面の近傍に接触する請求項１乃至４の何れかに記載の基板用塗布装置。
6. コンベアを介して基板を所定の搬送方向に沿って水平に搬送し、ノズルから吐出した塗布液を基板の表面に塗布する基板塗布方法であって、
   載置する載置面を水平にして備え、搬送方向に沿って上流端と下流端との間で往復移動自在にされたステージと、基板を表面が水平面内に位置するように前記搬送方向に沿って前記載置面を経由して搬送し、少なくとも前記所定範囲の長さの中間部が搬送面の高さを前記載置面に一致する搬送位置とより下方の非搬送位置との間で昇降自在にされたコンベアと、を準備し、
   前記コンベアによって搬送された第１の基板が前記上流端に位置する前記ステージの載置面上に到達した時に、前記コンベアの中間部を前記搬送位置から前記非搬送位置に下降させる工程と、
   前記第１の基板を搭載した前記ステージを前記上流端から前記下流端に移動させつつ、前記第１の基板の表面に対して前記ノズルから塗布液を吐出する工程と、
   前記ステージが前記下流端に達した後に、前記コンベアの中間部を前記非搬送位置から前記搬送位置に上昇させる工程と、
   前記コンベアによって搬送された第２の基板が前記上流端に達する前に、前記ステージを前記下流端から前記上流端に復動させる工程と、
   を含む基板塗布方法。

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