TW200846847A - Coating device for high viscosity coating solution of a slit coater and a method of the same - Google Patents
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Description
200846847 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及狹缝式塗布機的高粘度塗布液塗布裝置及其 塗布方法，尤其涉及與塗布液的粘度無關地能夠在噴射起 始時刻正確噴射塗布液的塗布裝置及其塗布方法。 【先前技術】 通常’在半導體裝置及平板顯示器（FPD : flat panel display)的製造工藝中，爲了使被處理基板（石夕晶片或玻璃 基板）上的執行特定功能的薄膜，例如氧化薄膜、金屬薄 膜、半導體薄膜等以所需的形狀形成圖案（patternin幻而執 行在所述薄膜上塗布與光源産生反應的感光液（senshive material)的工序。 如此，爲了在被處理基板的薄膜上形成預定電路圖案而 塗布感光液形成感光膜，並對應於電路圖案曝光所述感光 膜，然後對曝光的部位或未曝光的部㈣行顯影處理而加 以清除的一系列過程叫做影印工程或光刻 (Photolithography)工程。 尤其’在所述影印工程中只有使感光膜具有默的均句 厚度，才不會在製造工序中產生缺陷。例如，當感光膜的 厚度大於基準值時，在薄膜中所需的部位有可能不被蝕 刻，而當感光膜的厚度小於基準信眭 垂早值日守，薄膜被蝕刻的量有 可能多於所需的蝕刻量。 在此’若要在被處理基板上形成均 夕取Q勾厚度的感光膜，則 重要的是首先得在被處理基板上冷右 土布均勻厚度的感光液。 131203.doc 200846847 當基板爲玻璃基板時’主要使用非旋轉式塗布（spinless coating)法或狹缝式塗布（slit coating)法，這種方法在將某 板支樓於平臺（surface plate)的狀態下，使形成有狹縫（slit) 的狹缝式喷嘴在基板上沿垂直於所述狹缝的形成方向的方 向移動的同時通過所述狹縫向基板表面塗布感光液，在此 所述狹縫以橫跨基板的方向排出感光液。 圖1是用於非旋轉式塗布法的已有狹缝式塗布機的簡要 立體圖，圖2是簡要表示已有的狹缝式塗布機的塗布液供 給結構的正面圖。 如圖1及圖2所示，已有的狹缝式塗布機包括：裝載並支 擇欲進行感光液處理的基板S的平臺1〇;用於向裝載於所 述平堂10上的基板S塗布塗布液，即塗布感光液的喷嘴 2〇 ;用於移送所述喷嘴20的移送裝置9〇 ;儲藏所述感光液 的儲藏罐50;以及用於將所述儲藏罐5〇裏的感光液通過供 給管路41排到喷嘴2〇的泵40。 所述噴嘴20在平臺1〇的一側待機，當移送裝置9〇根據控 制部60的信號被驅動之後，所述喷嘴2〇向基板8側前進的 同時在基板S的表面塗布感光液，而上述的感光液塗布作 業結束之後，所述喷嘴20向平臺1〇的一側後退而再次處於 待機狀態。 此時，在所述噴嘴20的下部形成預排出部3〇，以用於在 開始進行感光液塗布作業之前向旋轉滾筒3丨的表面事先塗 布感光液。 在所述已有技術中所使用的感光液爲光致抗蝕劑（PR : 1312〇3.(j〇c 200846847 以下稱之爲”塗布液”），所述塗布液是指感光材料，若將其 製成薄膜之後用光照射，則會變爲耐藥品性強的硬f膜， 主要應用於印刷電路板、積體電路·高密度積體電路的製 造、報紙等的印版製作上。 在半導體裝置或平板顯示器的製造工藝中，會使用各種 粘度的塗布液，所述塗布液的粘度越高，在供給管路41的 内部由於摩擦阻力的緣故其移動速度就會越下降。 當利用這種已有技術的狹縫式塗布機塗布高钻度的塗布 液時會‘致在塗布開始位置贺嘴的移動起始時刻與塗布 液的排出起始時刻不相一致（根據移送裝置9〇的作用噴嘴 20被移動之後，噴嘴20才開始進行塗布液噴射作業）的問 題，從而會發生塗布不良的現象。 【發明内容】
種與塗布液㈣度錢地能夠在喷射起始時刻正確喷射塗 布液的塗布裝置及其塗布方法。 一實施例所提供的
布液。 條件時喷嘴排出塗 爲了實現上述目的，根據本發明的第一 狹縫式塗布機的高粘度塗布液塗布裝置， 在此， 所述壓力檢測部包括· ••設置在所述泵與喷嘴之間 I31203.doc 200846847 的供給官路上的壓力感測器；以及設置在所述噴嘴側的供 給管路末端的排出閥，以用於當所述壓力感測器的檢測值 葙足預疋值¥，根據所述控制部的信號導通供給管路。 而且，在所述喷嘴側的排出闊被關閉的狀態下直至供給 管路内的壓力大於等於預定壓力爲止，所述果應當進行壓 縮工作。 此時，所述預定壓力最好按照與供給管路的長度及供給 φ 管路内塗布液的粘度成正比的方式設定。 根據本發明的第二實施例所提供的狹縫式塗布機的高粘 度塗布液塗布裝置，包括：塗布液儲藏罐；果，用於將所 述塗布液儲藏罐長的塗布液通過供給管路壓送至噴嘴側； 控制部’用於控制所述泵及噴嘴的工作；以及信號延遲 部，用於將所述控制部的噴嘴啓動信號延遲預定時間。 在此，所述信號延遲部最好按照與供給管路的長度及供 、巧笞路内塗布液的粘度成正比的方式設定延遲時間。 • 根據本發明的第一實施例所提供的狹缝式塗布機的高粘 度塗布液塗布方法，包括如下步驟：啓動果，以用於將塗 键諸藏罐内的塗布液壓送至喷嘴側；關閉喷嘴侧的供給 管路而檢測供給管路内部壓力；比較所述檢測壓力與預定 =力；職當所述比較結果爲檢測壓力大於等於預定壓力 時，開放排出閥而排出塗布液。 在此，在檢測所述供給管路内部壓力的步驟中，最好在 泵與噴嘴之間的供給管路上設置壓力感測器而檢測供給管 路内部的壓力。 131203.doc 200846847 而且，所述預定壓力最好按照與供給管路的長度及供給 吕路内塗布液的粘度成正比的方式設定，在通過排出閥排 出塗布液的步驟中，最好使喷嘴在排出塗布液的同時根據 移送裝置而移動。 而且，最好還包括當比較所述檢測壓力與預定壓力的結 果爲檢測壓力小於預定壓力時，將供給管路内部的壓力檢 測值反饋到控制部而直到檢測壓力大於等於預定壓力爲止 Φ 使泵持續進行壓縮工作的步驟。 根據本發明的第二實施例所提供的狹縫式塗布機的高粘 度塗布液塗布方法，包括如下步驟：啓動泵，以用於將塗 布液儲藏罐内的塗布液壓送至喷嘴側；與所述泵的啓動信 魂同傳送喷嘴啓動信號；信號延遲部接收所述喷嘴啓動 信號而將信號延遲預定時間；判斷所述信號延遲時間是否 達到預定時間；以及當所述判斷結果爲信號延遲時間已達 到預定時間時，使噴嘴移動。 • 在此’所述預定時間最好按照與供給管路的長度及供給 管路内塗布液的點度成正比的方式設定。 而且，還包括當判斷所述信號延遲時間是否達到預定時 間的結果爲信號延遲時間還未達到預定時間時，所述信號 延遲部直至達到預定時間爲止繼續延遲信號的步驟。 本發明在狹缝式塗布機的塗布液塗布工作開始之前，啓 動泵而在供給管路内部形成大於等於預定壓力的排出壓 力，從而在使用高粘度塗布液進行塗布作業時，在喷嘴開 放及啓動的同時使塗布液排出而能夠得到均勻品質的塗層 131203.doc 200846847 表面。 【實施方式】 以下，參照附圖對本發明的實施例所提供的狹縫式塗布 機的高枯度塗布液塗布裝置及其塗布方法進行詳細說明。 圖3是根據本發明的第—實施例所提供的高枯度塗布液 塗布裝置的概略圖，圖4是用於控制圖3所示塗布裝置的控 制信號系統圖。
如圖3及圖4所示，狹縫式塗布機的高粘度塗布液塗布裝 置，包括：塗布液儲藏罐11〇，用於儲藏塗布液；泵13〇， 用於將所述塗布液儲藏罐11〇裏的塗布液通過供給管路14〇 壓送至喷嘴1 80側；控制部〗6〇，用於控制所述泵i 3 〇及噴 嘴180的工作；以及壓力檢測部15〇，用於檢測所述供給管 路140的壓力而傳送至所述控制部16〇，從而當達到預定壓 力條件時使噴嘴1 80排出塗布液。 在所述塗布液儲藏罐11〇的供給管路140前端設有儲藏罐 控制閥111，所述儲藏罐控制閥U1受控制部16〇的控制而 被開/閉。 所述泵130可由氣缸及活塞構成，當所述活塞（未圖示） 前進而向噴嘴18〇側壓送塗布液時，關閉儲藏罐控制閥m 而防止塗布液逆流到塗布液儲藏罐110，而當所述活塞後 退時’開放儲藏罐控制閥111而使塗布液填充於氣缸的内 部。 所述壓力檢測部150，包括：設置在所述泵130與噴嘴 180之間的供給管路14〇上的壓力感測器15ι ;及設置在所 131203.doc -10 - 200846847 述喷嘴180側的供給管路140末端的排出閥153，以用於當 所述壓力感測器151的檢測值滿足預定值時，根據控制部 160的信號導通供給管路140。 此時，所述壓力感測器151檢測供給管路丨4〇内的壓力而 反饋到控制部160，而所述控制部16〇直至所檢測的壓力達 到預疋壓力爲止以關閉排出閥15 3的狀態使泵13 0執行壓縮 工作。 _ 所述控制部160，在塗布開始位置若判斷爲在供給管路 140内已形成充分的排出壓力，則開放排出閥J 53而使塗布 液通過喷嘴180喷出，與此同時驅動移送裝置19〇而使噴嘴 180移動，由此在基板表面形成預定厚度的塗布液塗層。 此日守，所述的預定壓力是基於供給管路丨4〇的長度及供 給管路140内的塗布液的粘度而設定，供給管路14〇的内部 達到預定壓力的狀態爲塗布液被壓縮的狀態，所以在開放 排出閥153的同時根據膨脹力塗布液將會被排出。 # 圖5是根據本發明的第二實施例所提供的高粘度塗布液 塗布裝置的概略圖，圖6是用於控制圖5所示塗布裝置的控 制信號系統圖。 如圖5及圖6所示，狹縫式塗布機的高粘度塗布液塗布裝 置，包括·塗布液儲藏罐110;泵130，用於將所述塗布液 儲藏罐U〇裏的塗布液通過供給管路140壓送至喷嘴180 側；控制部160，用於控制所述泵13〇及噴嘴18〇的工作； 以及仏唬延遲部17〇，用於將所述控制部16〇對噴嘴18〇的 啓動信號延遲預定的時間。 131203.doc -11 - 200846847 在所述塗布液儲藏罐〗10的供給管路14〇前端設有儲藏罐 控制閥111，所述儲藏罐控制閥1U受控制部16〇的控制而 被開/閉。 所述泵130可由氣缸及活塞構成，當所述活塞（未圖示） 前進而向喷嘴180側壓送塗布液時，關閉儲藏罐控制閥lu 而防止塗布液逆流到塗布液儲藏罐11{)，而當所述活塞後 退時，開放儲藏罐控制閥111而使塗布液填充於氣缸的内 部。 在此，所述彳§號延遲部170基於供給管路的長度及供 給管路140内的塗布液的粘度而設定延遲時間。 即’栗13 0根據控制部16 〇的信號進行壓縮工作，信號延 遲部170計算供給管路140内的高粘度塗布液的移動速度而 得出延遲時間並在該延遲時間過後驅動喷嘴1 8〇的移送裝 置190，由此使噴嘴180的啓動時刻與塗布液的排出時刻達 到一致。 以下，參照圖7及圖8對利用了根據本發明的第一及第二 實施例所提供的高粘度塗布液塗布裝置的塗布液塗布方法 進行說明。 圖7是用於說明根據本發明的第一實施例所提供的高粘 度塗布液塗布裝置的塗布方法的流程圖。如圖7所示，首 先爲了將塗布液儲藏罐110内的塗布液壓送至喷嘴18〇側而 啓動泵130(S11)。 接著，關閉喷嘴180侧的供給管路14〇而檢測供給管路 140的内部壓力（S12)’之後比較所述檢測壓力與預定壓力 131203.doc 200846847 (S13)。 此時，爲了檢測所述供給管路14〇内部的壓力而在泵13〇 與噴嘴180之間的供給管路14〇上設置壓力感測器151，所 述壓力感測器15 1將檢測壓力反饋到控制部} 6〇而與預定壓 力進行比較。 此時，所述預定壓力基於供給管路14〇的長度及供給管 路140内的塗布液的粘度而設定，該預定壓力意味著使排 _ 出閥153的開放時刻與噴嘴18〇對塗布液的排出時刻相一致 時的壓力值。 接著’當所述比較結果爲檢測壓力大於等於預定壓力 時，開放排出閥153而排出塗布液（S14)，在此，通過所述 噴嘴180排出塗布液的同時驅動移送裝置19〇而使噴嘴ι8〇 移動。 此時’當比較所述檢測壓力與預定壓力的結果爲檢測壓 力小於預定壓力時’將供給管路丨4〇内部的壓力檢測值反 • 饋到控制部160而直到大於等於預定壓力爲止持續執行泵 130的壓縮工作。 圖8是用於說明根據本發明的第二實施例所提供的高粘 度塗布液塗布裝置的塗布方法的流程圖。如圖8所示，首 先爲了將塗布液儲藏罐110内的塗布液壓送至噴嘴18〇側而 啓動泵130(S21)。 接著，與所述泵130的啓動信號一同傳送噴嘴18〇的啓動 "ί口號（S22)。之後，彳δ號延遲部17〇接收所述噴嘴的啓 動信號而將該信號延遲預定時間（S23)。 131203.doc -13- 200846847 此時，所述預定時間基於供給管路140的長度及供給总 路140内的塗布液的點度而設定，即設定從泵13G的啓動把 刻至通過喷嘴180排出塗布液的塗布液排出時刻爲止的延 遲時間。 接著，判斷所述信號延遲時間是否達到預定時間 (S24) $所述判斷結果爲信號延遲時間已達到預定時間 時’使喷嘴180移動（S25)。 θ 此時，當判斷結果爲信號延遲時間還未達到預定時間 時，所述信號延遲部170直至達到預定時間爲止繼續延遲 信號。 對於具有如上所述結構及作用的本發明而言，本技術領 域的普通技術人員可根據如前所述的實施例進行各種修改 及變更，因此本發明真正的技術保護範圍並不局限在詳細 記載於說明書裏的内纟，而是應當以#利要求書所記載的 内容爲准。 【圖式簡單說明】 圖1是用於非旋轉式塗布法的已有狹縫式塗布機的簡要 立體圖； 圖2疋間要表示已有的狹缝式塗布機的塗布液供給結構 的正面圖； 圖3是根據本發明的第一實施例所提供的塗布液塗布裝 置的概略圖； 圖4是用於控制圖3所示塗布裝置的控制信號系統圖； 圖5是根據本發明的第二實施例所提供的塗布液塗布裝 131203.doc -14- 200846847 置的概略圖； 圖6疋用於控制圖5所示塗右壯 x 孟帝裝置的控制信號糸統圖； 圖7疋用於說明根據本發明的第一實施例所提供的塗布 . 液塗布裝置的塗布方法的流程圖； • 圖8是用於說明根據本發明的第二實施例所提供的塗布 液塗布裝置的塗布方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 10 平臺 2〇 喷嘴 30 預排出部 31 旋轉滾筒 40 泵 41 供給管路 5〇 儲藏罐 60 控制部 _ 90 移送裝置 110 塗佈液儲藏罐 ， 111 儲藏罐控制閱 • 130 泵 140 供給管路 150 壓力檢測部 151 壓力感應器 153 排出閥 160 控制部 131203.doc -15- 200846847 170 信號延遲部 180 喷嘴 190 移送裝置 S 基板 511 啟動泵130 512 檢測供給管路140的内部壓力 513 比較檢測壓率與預定壓力 514 開放排出閥153而排出塗佈液 • S21 啟動泵130 S 2 2 傳送喷嘴18 0的啟動信號 523 信號延遲部170接收接收喷嘴180的啟動信號而 將信號延遲預定時間 524 判斷所述信號延遲時間是否達到預定時間 525 使喷嘴180移動 W 基板寬度 131203.doc -16-
Claims (1)
- 200846847 十、申請專利範圍： 1· 一種狹縫式塗布機的高粘度塗布液塗布 从办# · 、直’其特徵在 塗布液儲藏罐； 裏的塗布液通過供給管 泵，用於將所述塗布液儲藏罐 路壓送至喷嘴側；控制部，用於控制所述泵及噴嘴的工作；以及 壓力檢測部，用於檢測所述供給管路的壓力而傳送至 所述控制部，從而當達到狀壓力條件時噴嘴排出塗布 液0 2·根據權利要求1所述的狹缝式塗布機的高粘度塗布液塗 布裝置’其特徵在於所述壓力檢測部包括： 設置在所述泵與喷嘴之間的供給管路上的壓力感測 器；以及 設置在所述喷嘴側的供給管路末端的排出閥，以用於 ‘所述壓力感測裔的檢測值滿足預定值時，根據所述控 制部的信號導通供給管路。 3 ·根據權利要求2所述的狹縫式塗布機的高粘度塗布液塗 布裝置，其特徵在於在所述喷嘴側的排出閥被關閉的狀 態下直至供給管路内的壓力大於等於預定壓力爲止，所 述泵進行壓縮 工作。 4·根據權利要求3所述的狹缝式塗布機的高粘度塗布液塗 布裝置，其特徵在於所述預定壓力按照與供給管路的長 度及供給管路内塗布液的粘度成正比的方式設定。 131203.doc 200846847 5. —種狹缝式塗布機的高粘度塗布液塗布裝置，其特徵在 於包括： 塗布液儲藏罐； 果’用於將所述塗布液儲藏罐裏的塗布液通過供給管 路壓送至噴嘴側； 控制部，用於控制所述泵及喷嘴的工作；以及 信號延遲部，用於將所述控制部的噴嘴啓動信號延遲 預定時間。 6·根據權利要求5所述的狹缝式塗布機的高粘度塗布液塗 布裝置，其特徵在於所述信號延遲部按照與供給管路的 長度及供給管路内塗布液的粘度成正比的方式設定延遲 時間。一種狹缝式塗布機的高粘度塗布液塗布方法，其特徵在 於包括如下步驟： 啓動泵，以用於將塗布液儲藏罐内的塗布液壓送至噴 嘴側； ' 關閉喷嘴側的供給管路而檢測供給管路内部壓力； 比較所述檢測壓力與預定壓力；以及 當所述比較結果爲檢測壓力大於等於預定壓力時，開 放排出閥而排出塗布液。 根據權利要求7所述的狹縫式塗布機的高枯度塗布液塗 布方法，其特徵在於所述預定壓力按照與供給管路的長 度及供給官路内塗布液的粘度成正比的方式設定。 根據權利要求7所述的狹縫式塗布機的高㈣塗布液塗 13I203.doc 200846847 布方法’其特徵在於還包括當所述比較結果爲檢測壓力 小於預定壓力時，將供給管路内部的壓力檢測值反饋到 控制部而直到檢測壓力大於等於預定壓力爲止使泵持續 進行壓縮工作的步驟。 1 〇· —種狹縫式塗布機的高粘度塗布液塗布方法，其特徵在 於包括如下步驟： 啓動泵，以用於將塗布液儲藏罐内的塗布液壓送至噴 嘴側； ' 與所述泵的啓動信號-同傳送喷嘴啓動信號； 信號延遲部接收所述噴嘴啓動信號而將信號延遲預定 時間； 否達到預定時間；以及 遲時間已達到預定時間時 判斷所述信號延遲時間是 當所述判斷結果爲信號延 使喷嘴移動。 11.WA塗布機的高粘度塗布液塗 布方法，其特徵在於所述預 ^ 預心犄間按照與供給管路的長 度及供給管路内塗布液的 的長 度成正比的方式設定。 131203.doc
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