TWI404573B - Coating device - Google Patents

Description

塗布裝置 發明領域

本發明係有關於一種塗布裝置，而可對基板塗布由塗布頭之噴嘴吐出之溶液液滴。

發明背景

一般而言，液晶顯示裝置及半導體裝置之製造步驟中，包含用以於玻璃基板及半導體晶圓等基板上形成電路圖形之成膜處理。前述成膜處理中，則於基板板面上形成諸如定向膜或抗蝕膜等功能性薄膜。

於基板上形成功能性薄膜時，可使用由噴嘴吐出可形成該功能性薄膜之溶液而加以塗布於基板上之噴墨型之塗布裝置。

前述塗布裝置一如專利文獻1之揭露，包含可搬送基板之搬送台，該搬送台上方則沿行對基板之搬送方向垂直之方向並列設有已貫設有上述噴嘴之複數塗布頭。對各塗布頭則自經供給管而連接之溶液槽供給溶液。藉此，而可自複數噴嘴對受搬送之基板上面吐出預定量、預定間隔之溶液液滴。

前述之習知技術中，為避免產生基板之瑕疵品，而藉相機拍攝已塗布於基板上之溶液液滴，並藉影像處理裝置進行基於相機之拍攝結果之前述液滴之吐出狀態之測定檢查。且，用於檢查之基板將經洗滌而重複使用。

【先行技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】特開2004-223356號公報

習知技術中，於塗布裝置內，對基板保持裝置所保持之基板上塗布塗布頭之各噴嘴所吐出之液滴，並藉相機拍攝已塗布於前述基板上之液滴後，再由基板保持裝置取出前述基板，而加以置入塗布裝置外之洗滌機構內。

然而，將用於檢查之基板置入洗滌機構時，必須自基板保持裝置取出前述基板，而進行檢查時必須對基板保持裝置安裝新基板，故基板之安裝及取出較不便，而有生產力不佳之問題。

本發明之課題即在進行塗布頭之噴嘴所吐出之液滴之吐出狀態之檢查以確保生產力。

為解決上述問題，本發明可提供一種塗布裝置，可對基板塗布由塗布頭之噴嘴吐出之溶液液滴，包含有：檢出機構，可基於已塗布於基板上之溶液液滴之塗布狀態，檢出前述液滴之吐出狀態；洗滌機構，可洗滌塗布有前述溶液液滴之基板；及，基板保持移動機構，可保持前述基板，並使前述基板進行循環移動以依序加以定位於前述塗布頭之溶液之吐出作業位置、檢出機構之檢出作業位置及洗滌機構之洗滌作業位置各處。

依據本發明，可在基板保持移動機構已保持基板之狀態下，對前述基板依序實施噴嘴之溶液吐出、檢出機構之檢出、洗滌機構之洗滌之各作業，而提昇生產力。

圖式簡單說明

第1圖係顯示本發明一實施例之塗布裝置之模式正面圖。

第2圖係顯示塗布裝置之模式側面圖。

第3圖係顯示塗布頭之截面圖。

第4圖係顯示塗布頭之下面圖。

用以實施發明之形態

第1與2圖所示之本發明之溶液之塗布裝置100具有基座1。基座1上面沿基座1之長向舖設有分離預定間隔之一對軌條2。上述軌條2上設有可移動之載台3，而可藉未圖示之驅動源加以移動驅動。載台3上面設有多數之支持銷4，該等支持銷4則可承接諸如液晶顯示裝置所使用之玻璃製之產品用基板W並予以支持。

與上述載台3一同移動之基板W上方，沿行與基板W之移動方向交錯之方向諸如垂直方向而配設有一列可對上述基板W以噴墨方式吐出塗布用於形成功能性薄膜之溶液之複數塗布頭，即本實施例之3個塗布頭7。

上述塗布頭7一如第3圖所示，包含塗布頭本體8。塗布頭本體8形成筒狀，其下面開口則為撓性板9所封閉。該撓性板9為噴嘴板11所覆蓋，該噴嘴板11與上述撓性板9之間則區隔形成有複數之液室12。

上述塗布頭本體8之長向一端部形成有與上述液室12連通之供液孔13。自該供液孔13可對上述液室12供給用於形成諸如定向膜或抗蝕膜等功能性薄膜之溶液。藉此，可使上述液室12內充滿溶液。

如第4圖所示，上述噴嘴板11上沿與基板W之搬送方向垂直之方向呈棋盤格狀貫設有複數之噴嘴14。上述撓性板9上面則如第3圖所示，分別與上述各噴嘴14對向而設有複數壓電元件15。

各壓電元件15係由設於上述塗布頭本體8內之驅動部16供給其驅動電壓。藉此，而可使壓電元件15進行伸縮，並使撓性板9局部變形而加壓與該部分對向之液室12內之溶液，故可自與該壓電元件15位置對向之噴嘴14朝受搬送之基板W上面吐出塗布溶液。

如第3圖所示，上述塗布頭本體8之長向他端部形成有與上述液室12連通之回收孔17。自上述供液孔13供入液室12之溶液則可由回收孔17進行回收。即，上述塗布頭7非僅自噴嘴14吐出已供入上述液室12之溶液，並可經上述液室12而自上述回收孔17進行回收。

因此，藉載台3而搬送基板W至塗布頭7下方後，若藉驅動部16對壓電元件15通電，則將自噴嘴14對基板W吐出已供入塗布頭7之液室12之溶液L，而可對基板W吐出塗布溶液。基板W尚未搬送至塗布頭7下方時，則可自上述回收孔17回收已供入上述液室12之溶液。

前述塗布裝置100之上述載台3上一體設有可檢查塗布頭7之各噴嘴14所吐出之液滴之吐出狀態之檢查裝置20。

即，上述檢查裝置20一如第1、2圖所示，包含沿行載台3之移動方向之一方側面上已固定之L字狀之安裝構件21。該安裝構件21之水平部分上面固定配置有洗滌槽22。洗滌槽22配置於排成一列之各塗布頭7之下方。前述洗滌槽22之平面尺寸大於同時面對全部之塗布頭7時之範圍。

上述檢查裝置20並包含基板保持移動機構30。該基板保持移動機構30包含設於洗滌槽22之沿行各塗布頭7排成一列之方向之一方端面之馬達等間歇旋轉裝置31。該間歇旋轉裝置31之旋轉軸32則於洗滌槽22內部沿行各塗布頭7排成一列之方向(與來自噴嘴14之液滴之吐出方向垂直之方向)而延伸。該旋轉軸32上固定有分別對應各塗布頭7之複數基板保持體，即本實施例之3個基板保持體33。各基板保持體33則包含可藉真空吸附機構或機械性保持機構等而保持檢查用基板K之基板保持部34。另，檢查用基板K之形成尺寸小於上述載台3上面所保持之產品用之基板W。

上述基板保持移動機構30包含4個基板保持部34，而可將複數之個別檢查用基板，即本實施例之4個檢查用基板K個別，排列保持於沿行可藉間歇旋轉裝置31而驅動之旋轉軸32之旋轉方向之檢查用基板K之移動方向之複數位置上，即本實施例之4個位置各處。

亦即，基板保持體33一如第1圖所示，在正面觀察時呈正方形，4個側壁面分別構成基板保持部34，而可以旋轉軸32為中心並按90°之間隔保持4片檢查用基板K。另，基板保持部34不限於4個，4個以下或以上均可，至少須為1個。

檢查裝置20可藉載台3之移動而將洗滌槽22、基板保持移動機構30搬送至塗布頭7下方，並對檢查用基板K塗布塗布頭7之各噴嘴14所吐出之溶液液滴。此時，基板保持移動機構30之間歇旋轉裝置31可使旋轉軸32按90度間隔進行間歇旋轉，以將4個基板保持部34中之2個基板保持部34定位於沿行塗布頭7之各噴嘴14吐出溶液之垂直方向之上下2位置上，並將其餘2個基板保持部34定位於沿行水平方向之左右2位置上。

上述檢查裝置20包含可拍攝已塗布於基板K上之溶液之液滴E(第2圖中假設塗布頭7包含5個噴嘴14，而顯示5滴液滴E)之作為拍攝裝置之相機23(檢出機構)。該相機23固定於上述洗滌槽22之一方側壁(位於與載台3相反之側之側壁)上。另，在此，自塗布頭7之各噴嘴14對基板K塗布之溶液液滴E之數量設為各1滴。

上述相機23之光軸設在與基板保持移動機構30之旋轉軸32垂直之水平軸上。相機23分別對應基板保持移動機構30之3個基板保持體33個別而分離設置，具有可一次測定定位於各基板保持體33之右位置(第1圖所示之右位置)上之基板保持部34所保持之基板K之全部塗布範圍之視域，而可概括擷取5滴液滴E之影像。惟，亦可將相機23設成可朝基板K之一端側至他端側之水平方向移動，並使相機23朝水平方向移動而對基板K之全部塗布範圍之一端側至他端側進行掃瞄同時加以拍攝。

又，上述檢查裝置20並包含可基於相機23之拍攝結果而測定前述液滴E之塗布狀態之影像處理裝置24(檢出機構)。影像處理裝置24則可依據基板K上對應塗布頭7之各噴嘴14之位置上有無液滴E、由基板K上之各液滴E個別之投影面積算出之前述液滴E個別之吐出量、基板K上之各液滴E間之間距等塗布狀態而檢出來自各噴嘴14之液滴之吐出狀態。

上述檢查裝置20可對控制裝置25傳送影像處理裝置24之檢出結果。控制裝置25則可自影像處理裝置24之檢出結果中發現來自各噴嘴14之液滴E之吐出狀態之異常(來自噴嘴14之液滴E之未吐出、相對於吐出量之目標值之異常、相對於液滴間距之目標值之異常)。

上述控制裝置25一旦發現對應各塗布頭7之任一之基板K上存在液滴E之吐出狀態之異常，則以該塗布頭7為再檢查對象，輸出該塗布頭7之噴嘴14之清潔、更換、與該塗布頭7之噴嘴14對向之壓電元件15之驅動電壓之調整等檢修指令。

上述控制裝置25並可由諸如影像處理裝置24所算出之液滴E之投影面積算出各液滴E之量，即各塗布頭7之噴嘴14之實際吐出量。控制裝置25可比較算出之實際吐出量與事先已記憶之各噴嘴14所應吐出之吐出量(目標吐出量)而求出其差數。

其次，差數若在容許值以上，則依據其差數及已預先藉實驗求出之吐出量與壓電元件15之驅動電壓之關係，求出應對壓電元件15施加之驅動電壓，而對塗布頭7之驅動部16輸出將目前之驅動電壓修正為新驅動電壓之檢修指令。

輸入檢修指令後之塗布頭7將接受再檢查，並測定實際吐出量，確認與目標值之差數之有無，以藉修正後之壓電元件15之驅動電壓再檢查其噴嘴14之吐出狀態。

此時，對於未成為再檢查對象之其它塗布頭7，亦可與已輸入檢修指令之塗布頭7一同進行液滴E之吐出而再確認吐出狀態，或不進行吐出。

上述檢查裝置20並包含可洗滌經相機23之拍攝後之塗布有液滴E之基板K之洗滌裝置26(洗滌機構)。洗滌裝置26則包含固定於洗滌槽22底面上之超音波振子26A，以及貯留於洗滌槽22內之洗滌液26B。

上述超音波振子26A係就基板保持移動機構30之各基板保持體33而分別設置者，並與定位於各基板保持體33之下位置上之基板保持部34所保持之基板K成相對狀態。洗滌液26B之液面高度則可完全浸入定位於各基板保持體33之下位置上之基板保持部34所保持之基板K。

上述檢查裝置20並包含可使藉洗滌裝置26洗滌後之基板K乾燥之乾燥裝置27(乾燥機構)。乾燥裝置27則包含固定於洗滌槽22之他方側壁上之送風機等。乾燥裝置27係就基板保持移動機構30之各基板保持體33而分別設置者，可對定位於各基板保持體33之左位置(第1圖中左位置)上之基板保持部34所保持之基板K之全部塗布範圍進行吹送乾燥空氣等乾燥處理。

因此，檢查裝置20可使基板保持移動機構30之旋轉軸32按90度間隔進行間歇旋轉，而使各基板保持體33之4個基板保持部34在第1圖中依序定位於上位置、右位置、下位置、左位置各處，而可使該等4個基板保持部34所保持之個別基板K進行循環移動，以依序加以定位於(1)塗布頭7之各噴嘴14之溶液之吐出作業位置(上位置)、(2)與相機23對向之該相機23之液滴E之拍攝(檢出)作業位置(右位置)、(3)洗滌裝置26之基板K之洗滌作業位置(下位置)、(4)與乾燥裝置27對向之該乾燥裝置27之基板K之乾燥作業位置(左位置)各處。

另，檢查裝置20所使用之檢查用基板K可為含氟樹脂製，或於玻璃基板表面上形成含氟樹脂等撥水性材料膜者。此時，塗布於基板K上之液滴E將因基板K之撥水性而不滲散反呈球形，故吐出量若相同，便將形成大致相同直徑之球形。

因此，相機23所拍攝之基板K上之液滴E之投影面積之偏差將減少，而可提昇由前述投影面積算出吐出量之精度。

檢查裝置20之檢查步驟則如下。

(1)藉載台3之移動而將檢查裝置20之洗滌槽22、基板保持移動機構30搬送至各塗布頭7之下方。再對已藉基板保持移動機構30而定位於基板保持體33之上位置(吐出作業位置)上之基板保持部34所保持之基板K，自對應之塗布頭7之各噴嘴14吐出塗布各1滴之溶液液滴E。

(2)使基板保持移動機構30之旋轉軸32進行90度間歇旋轉，而將上述(1)之基板K定位於相機23之拍攝作業位置(右位置)上，再拍攝已自各噴嘴14吐出而塗布於基板K上之液滴E。影像處理裝置24則依據相機23之拍攝結果，檢出各噴嘴14所吐出之液滴E之吐出狀態，再由控制裝置25依據影像處理裝置24之檢出結果，進行必要之噴嘴14之檢修。

(3)使基板保持移動機構30之旋轉軸32進行90度間歇旋轉，而將上述(2)之基板K定位於洗滌裝置26之洗滌作業位置(下位置)上，再洗滌業經相機23拍攝後之塗布有液滴E之基板K。即，控制裝置25可使超音波振子26A按預定之頻率進行振盪，並藉其振盪與洗滌液26B之洗滌力而沖淨基板K上塗布之液滴E。

(4)使基板保持移動機構30之旋轉軸32進行90度間歇旋轉，而將上述(3)之基板K定位於乾燥裝置27之乾燥作業位置(左位置)上，以使藉洗滌裝置26而洗滌後之基板K乾燥。

(5)洗滌乾燥後之基板K將循環地進行次一檢查(包括依據同一噴嘴14之異常吐出狀態，而由控制裝置25輸出之前述檢修指令所要求之再檢查)，而再度依序定位於上述(1)~(4)之吐出作業位置、拍攝作業位置、洗滌作業位置、乾燥作業位置上。

本實施例可獲致以下之作用效果。

(a)在塗布裝置100內，基板K可在為基板保持移動機構30所保持之狀態下進行循環移動，而依序定位於塗布頭7之溶液之吐出作業位置、相機23之拍攝作業位置、洗滌裝置26之洗滌作業位置各處，以接受重複檢查。

在基板保持移動機構30已保持基板K之狀態下，可對該基板K依序實施噴嘴14之溶液吐出、相機23之拍攝、洗滌裝置26之洗滌之各作業，而可減少對基板保持部34安裝或取出基板K之手續，並相對提昇生產力。

洗滌裝置26配置於塗布裝置100內，而可避免設備空間之增加。

又，由於構成使基板保持移動機構30之基板保持體33進行間歇旋轉，即可使基板保持部34所保持之基板K依序定位於吐出作業位置、拍攝作業位置、洗滌作業位置上，故可藉旋轉之單純移動形態進行作業位置之切換，而實現裝置構造之簡化。

(b)基板保持移動機構30可於塗布裝置100內將藉洗滌裝置26而洗滌後之基板K定位於乾燥裝置27之乾燥作業位置上。

在基板保持移動機構30已保持基板K之狀態下，可對洗滌後之基板K藉乾燥裝置27而實施乾燥處理。藉此，而可縮短洗滌後之基板K之乾燥時間，並縮短洗滌後之基板K再進行檢查前之等待時間，故此點亦有助於提昇生產力。

乾燥裝置27配置於塗布裝置100內，而可節省設備空間。

(c)基板保持移動機構30包含可將複數之基板K個別排列保持於沿行基板K之移動方向之複數位置個別上之複數基板保持部34，而可將各基板K依序定位於各作業位置上。因此，可對複數之各基板K同時併行實施噴嘴14之溶液吐出、相機23之拍攝、洗滌裝置26之洗滌之各作業，進而若有必要亦包含乾燥裝置27之乾燥作業，而更為提昇生產力。

以上，已參照圖示詳細說明本發明之實施例，但本發明之具體構造並不限於上述實施例，在不逸脫本發明之要旨範圍內之設計變更等亦包含於本發明範圍內。舉例言之，檢出機構雖使用相機23，但不限於此，亦可使用諸如線型感測器或雷射位移計等距離測定機構。使用線型感測器時，可使線型感測器橫跨而掃瞄基板K上所塗布之液滴，以擷取已滴下於基板K上之液滴E之平面影像。又，使用距離測定機構時，亦可使距離測定機構橫跨而掃瞄基板K上所塗布之液滴，並依據此時之距離測定值之變化而求出液滴E之直徑及塗布高度等外徑尺寸。

又，檢查裝置20雖與載台3一同相對於塗布頭7而水平移動，但亦可構成使檢查裝置20與載台3分別獨立地相對於塗布頭7進行水平移動，或檢查裝置20亦可固定配置於基座上，而使塗布頭7水平移動至檢查裝置20之資訊。

又，雖自各噴嘴14對檢查裝置20之基板K上塗布1滴之溶液液滴E，但不限於1滴，亦可為複數滴。此時，亦可於基板K上之同一處塗布複數滴之液滴E，或分別塗布於不同位置上。

於基板K上同一處塗布複數液滴E時，將求出由複數滴量之液滴之投影面積求出之吐出量除以塗布於同一處之液滴數後之值作為液滴每滴之吐出量。於不同位置上分別塗布複數液滴時，則可求出由個別之液滴E之投影面積分別求出之吐出量之平均值作為液滴每滴之吐出量。

又，於不同位置上塗布複數液滴時，可使載台3按預定速度移動，同時按設定之吐出間隔而依設定次數自各噴嘴14吐出液滴。

產業之可利用性

本發明可進行塗布頭之噴嘴所吐出之液滴之吐出狀態之檢查，以確保生產力。

1．．．基座

2．．．軌條

3．．．載台

4．．．支持銷

7．．．塗布頭

8．．．塗布頭本體

9．．．撓性板

11．．．噴嘴板

12．．．液室

13．．．供液孔

14．．．噴嘴

15．．．壓電元件

16．．．驅動部

17．．．回收孔

20．．．檢查裝置

21．．．安裝構件

22．．．洗滌槽

23．．．相機

24．．．影像處理裝置

25．．．控制裝置

26．．．洗滌裝置

26A．．．超音波振子

26B．．．洗滌液

27．．．乾燥裝置

30．．．基板保持移動機構

31．．．間歇旋轉裝置

32．．．旋轉軸

33．．．基板保持體

34．．．基板保持部

100．．．塗布裝置

E．．．液滴

K．．．檢查用基板

L．．．溶液

W．．．基板

第1圖係顯示本發明一實施例之塗布裝置之模式正面圖。

第2圖係顯示塗布裝置之模式側面圖。

第3圖係顯示塗布頭之截面圖。

第4圖係顯示塗布頭之下面圖。

1．．．基座

2．．．軌條

3．．．載台

4．．．支持銷

7．．．塗布頭

20．．．檢查裝置

21．．．安裝構件

22．．．洗滌槽

23．．．相機

24．．．影像處理裝置

25．．．控制裝置

26．．．洗滌裝置

26A．．．超音波振子

26B．．．洗滌液

27．．．乾燥裝置

30．．．基板保持移動機構

32．．．旋轉軸

33．．．基板保持體

34．．．基板保持部

100．．．塗布裝置

K．．．檢查用基板

W．．．基板

Claims (5)

1. 一種塗布裝置，係具有檢查裝置者，該檢查裝置係用以檢查由塗布頭之噴嘴朝基板吐出之溶液之吐出狀態，且前述檢查裝置具有使前述基板循環地移動之基板保持移動機構，前述基板保持移動機構係構成為使用於使前述基板在由前述噴嘴朝前述基板吐出前述溶液之液滴之吐出作業裝置、檢查在前述吐出作業位置塗布於前述基板之液滴之塗布狀態之檢查作業位置、及不論在前述檢查作業位置之檢查結果，洗滌除去在前述吐出作業位置塗布於前述基板之液滴之洗滌作業位置，由前述洗滌作業位置到前述吐出作業位置依該順序依序定位，且使前述基板反覆檢查。
2. 如申請專利範圍第1項之塗布裝置，其包含可使業經在前述洗滌作業位置洗滌之基板乾燥之乾燥機構，前述基板保持移動機構則可使基板進行循環移動依下述順序而依序定位於前述吐出作業位置、前述檢查作業位置、前述洗滌作業位置及前述乾燥機構進行之乾燥作業位置各處。
3. 如申請專利範圍第1或2項之塗布裝置，前述基板保持移動機構包含複數之基板保持部，該基板保持部可將複數基板個別排列保持於沿行基板之移動方向之複數位置之各個位置上，並將各基板保持部所保持之基板依序定位於各作業位置上。
4. 如申請專利範圍第3項之塗布裝置，前述基板之移動方向係以與來自前述噴嘴之液滴之吐出方向垂直之轉軸為中心之旋轉方向，前述基板保持移動機構則按以前述轉軸為中心之90度間隔保持前述複數之基板，並以前述轉軸為中心而使其等間歇旋轉各90度，前述各作業位置則配置成對應前述間歇旋轉所致之前述基板之停止位置。
5. 如申請專利範圍第1項之塗布裝置，其包含可朝水平方向直線驅動於前述塗布頭之下方之載台，該載台上面保持有塗布有上述塗布頭之噴嘴所吐出之上述溶液液滴之產品用基板，前述檢查機構與前述載台一體地設置。