塗布裝置的製作方法
2023-07-08 19:32:06
專利名稱：塗布裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在基板的被塗布面朝下的狀態下塗布塗布液的塗布裝置。
背景技術：
以往，作為將光致抗蝕劑等塗布液塗布於矽晶片等基板上的塗布裝置，使用的是旋轉塗布機，該旋轉塗布機把塗布液滴在基板的中央，然後使基板高速旋轉，從而通過離心力作用使塗布液伸展，在基板表面形成塗布膜。
但是，上述旋轉塗布機有時會在基板的周緣部產生所謂抗蝕劑條紋的鼓起。特別是在液晶顯示裝置或液晶顯示裝置製造用光掩模中，需要對大型基板(例如，單邊尺寸大於等於300mm的基板)塗布抗蝕劑，條紋的發生較顯著。
因此，近年來，伴隨著圖形的高精度化以及基板尺寸的大型化，需要開發在大型基板上塗布均勻的抗蝕膜的技術。
於是，作為在大型基板上塗布均勻的抗蝕膜的技術，提出了CAP塗布機(塗布裝置)技術(例如，參照專利文獻1)。
如圖7所示，該CAP塗布機使具有毛細管狀間隙203的噴嘴202沒入存儲有塗布液的液槽201中，使噴嘴202上升到基板200的該被塗布面200A附近，上述基板200以被塗布面200A朝下的姿態被保持，並且使從該噴嘴202的毛細管狀間隙203供給的塗布液與上述被塗布面200A液體地接觸，然後使噴嘴202沿被塗布面200A進行相對的掃描，從而在該被塗布面200A上塗布塗布液，形成塗布膜。
專利文獻1日本特開2001-62370號公報然而，如圖7～圖9所示，在上述專利文獻1所述的CAP塗布機中，在用於使噴嘴202升降的噴嘴支撐軸204上，通過形成於頂端的螺釘205固定有臺座206，使用安裝螺釘207固定該臺座206和噴嘴202。
這樣，噴嘴202使用安裝螺釘207被固定於臺座206上，並安裝在噴嘴支撐軸204上，從而通過安裝螺釘207的緊固力，導致在噴嘴202上產生歪斜。因此形成於噴嘴202的毛細管狀間隙203的間隙由於上述歪斜而有偏差，有可能出現塗布不勻的問題。
並且，由於噴嘴202使用安裝螺釘207長時間擰緊固定於臺座206上，從而每一處緊固位置產生的歪斜被累計下來，此時也在噴嘴202的毛細管狀間隙203的間隔中產生偏差，有可能出現塗布不勻的問題。
發明內容
本發明針對上述問題而提出，目的在於提供一種當通過噴嘴在基板的被塗布面上塗布塗布液時，能夠抑制塗布液的塗布不勻的塗布裝置。
本發明的第一方面，一種塗布裝置，其通過使來自噴嘴的塗布液在朝下的基板的被塗布面上液體地接觸(接液)，並使上述噴嘴與上述基板相對移動，以將塗布液塗布於上述被塗布面而形成塗布膜，其特徵是，上述噴嘴通過磁力保持安裝於使該噴嘴升降的噴嘴支撐軸。
本發明的第二方面，根據第一方面，其特徵是，上述噴嘴通過電磁鐵的磁力保持安裝於噴嘴支撐軸。
本發明的第三方面，根據第二方面，其特徵是，在上述噴嘴支撐軸的頂端固定有臺座，並且在該噴嘴支撐軸上卷繞有線圈，通過對該線圈通電而產生的磁力，上述噴嘴保持安裝於上述臺座。
本發明的第四方面，根據第一至三方面中的任一項，其特徵是，上述基板為光掩模件，塗布液為抗蝕劑。
根據第一或第四方面，由於噴嘴通過磁力保持安裝於使該噴嘴升降的噴嘴支撐軸上，因此不會在該噴嘴上作用過大的用於在噴嘴支撐軸上進行安裝的安裝力，從而能夠防止由於該過大的安裝力而產生的歪斜。因此在形成於噴嘴的使塗布液流動的毛細管狀間隙的間隔上，不會產生由於上述歪斜而產生的偏差，因此能夠抑制塗布液的塗布不勻。
根據第二、三或四方面，由於噴嘴通過電磁鐵的磁力保持安裝於噴嘴支撐軸上，因此能夠在不使用噴嘴時，斷開向電磁鐵的通電，從而使作用於噴嘴的安裝力消失。因此能夠防止在噴嘴上積累由於對噴嘴支撐軸的安裝力長時間持續作用而產生的歪斜，由此也能夠防止在形成於噴嘴的毛細管狀間隙的間隔上產生因上述歪斜而產生的偏差，並且能夠抑制塗布液的塗布不勻。
圖1是表示本發明的塗布裝置的一實施方式的概略側視圖。
圖2是表示圖1的塗布系統的主視圖。
圖3是表示沿圖2的III-III線的剖面圖。
圖4表示圖3的液槽和噴嘴，是沿圖6的IV-IV線的剖面圖。
圖5是從下方看圖2的噴嘴的V向視圖。
圖6是沿圖5的VI-VI線的剖面圖。
圖7表示現有的塗布系統的液槽和噴嘴，是沿圖9的VII-VII線的剖面圖。
圖8是從下方看圖7的噴嘴的VIII向視圖。
圖9是沿圖8的IX-IX線的剖面圖。
圖10是沿圖8的X-X線的剖面圖。
符號說明10塗布裝置；28基板；28A被塗布面；30塗布系統；66液槽；78、79、80噴嘴支撐軸；82噴嘴；88毛細管狀間隙；90前噴嘴部件；92後噴嘴部件；93臺座；101螺釘；102線圈具體實施方式
以下，參照附圖，對本發明的優選實施方式進行說明。
圖1是表示本發明的塗布裝置的一實施方式的概略側視圖。圖2是表示圖1的塗布系統的主視圖。圖3是表示沿圖2的III-III線的剖面圖。
如圖1所示，塗布裝置10構成為包括基架12；設置於該基架12上的塗布系統30；移動架16，其支撐在基架12上，可水平移動；吸臺(以下簡稱為臺)24，其設置於該移動架16，吸附基板28；以及保持系統26，其裝卸自由地保持基板28。
上述基板28是在透明基板上形成有遮光膜的光掩模件。塗布於該基板28的塗布液為抗蝕劑，其在基板28上形成遮光膜圖形等，形成用於使該基板28成為光掩模的抗蝕膜。
上述移動架16構成為，通過臺24吸附保持基板28，並且使該基板28相對於塗布系統30沿水平方向移動。該移動架16是通過使相對置的一對側板(不圖示)和連接這些側板的頂板(不圖示)一體地連接而構成，並且可移動地支撐在設置於基架12上的直線導軌(linear way)14上。在移動架16的一方的側板上安裝有移動部22，該移動部22的螺母部(不圖示)與配設在基架12上的滾珠絲槓18螺合。另外，設置有多個吸附孔的上述臺24安裝在移動架16的頂板的大致中央部上。
上述滾珠絲槓18，通過設置於基架12上的電動機20被驅動旋轉。通過該電動機20的旋轉，通過滾珠絲槓18和移動部22，移動架16沿著直線導軌14在基架12上朝水平方向移動，使被臺24吸附保持的基板28在圖1所示的吸附位置、塗布位置和塗布結束位置之間移動。
上述保持系統26為如下一種機構使從塗布裝置10的外部搬入的基板28首先以大致垂直的傾斜狀態進行保持，然後以水平狀態將該基板28交接至移動架16的臺24，並且，通過與上述相反的操作，將通過塗布裝置10的塗布系統30塗布了塗布液的基板28搬出到塗布裝置10的外部。該保持系統26，以使基板28的被塗布面28A朝下，即設置在塗布系統30側的狀態保持該基板28，並且在被塗布面28A朝向塗布系統30側的狀態下，使該基板28吸附在臺24的吸附面27上。
如圖2和圖3所示，所述塗布系統30以配置於基架12的左右方向上的基座板32為基礎而構成。在基座板32的上面，設有左右一對移動楔形銷34、36。其中，位於右側的移動楔形銷36可以沿著在基座板32的上表面以左右方向進行配置的直線導軌38移動。另外，移動楔形銷36的上表面為斜面40，左側比右側低。另外，在該斜面40上，也設置了直線導軌42。移動楔形銷34也同樣地能夠使用直線導軌44相對於基座板32沿左右方向移動，並且，在斜面46上設置直線導軌48。
在左右一對移動楔形銷34、36上設置有連接軸50，在該連接軸50的右端部上配置有伺服電動機52。在連接軸50的與移動楔形銷34、36對應的位置上設有雄螺紋部(不圖示)，在移動楔形銷34、36的內部設有雌螺紋部(不圖示)。通過使該伺服電動機52旋轉，旋轉連接軸50，移動楔形銷34、36沿著直線導軌38、44朝左右方向移動。
在一對移動楔形銷34、36的上方設有支撐板件54。該支撐板件54由沿左右方向延伸的支撐板56和從該支撐板56下端朝前後方向延伸的基部58構成。
在該基部58的下表面上設有左右一對支撐腳60、62。支撐腳60、62的下表面為斜面，能夠沿著在所述移動楔形銷34、36的斜面上形成的直線導軌42、48移動。另外，從基座板32向支撐板件54的基部58的中央部突出有支撐板件54上下移動用的導向軸64。支撐板件54可沿著該導向軸64上下移動，並且，左右方向的移動受到限制。在支撐板件54的上端部，設有用於存儲塗布液的液槽66(後述)。
在支撐板件54的支撐板56上通過左右一對直線導軌68設有左右移動板70。該直線導軌68配置於左右方向。左右移動板70能夠通過氣缸71沿著直線導軌68朝左右方向移動。
在左右移動板70的前面，通過直線導軌72設有上下移動板74。該直線導軌72配設在傾斜方向上。另外，上下移動板74能夠沿著從支撐板件54的基部58突出的左右一對導向軸76朝上下方向移動，並且，左右方向的移動受到限制。
各噴嘴支撐軸78、79、80分別從上下移動板74的左端部附近、中央部附近、右端部附近突出，在這些噴嘴支撐軸78、79、80上支撐有噴嘴82(後述)。
另外，如圖4所示，支撐在支撐板件54的支撐板56上部的所述液槽66，朝左右方向延伸，側面形狀為梯形。另外，在液槽66的上端部中央部(斜面頂部)上形成有朝左右方向延伸的槽口84。該槽口84能夠被設置於液槽66外側的蓋(不圖示)封閉。
在該液槽66中內置有噴嘴82。該噴嘴82由前後一對噴嘴，即由前噴嘴部件90和後噴嘴部件92構成，上述一對噴嘴之間隔著向左右方向延伸的毛細管狀間隙88。這些前噴嘴部件90和後噴嘴部件92前後對稱，截面呈如鳥嘴那樣越靠近上方變得越尖的形狀，其間設置有毛細管狀間隙88。該毛細管狀間隙88的上端部沿左右方向開口，下表面也沿左右方向開口。
在噴嘴82的左端部、中央部附近、右端部，通過臺座93如後面所述安裝有所述噴嘴支撐軸78、79、80。這些噴嘴支撐軸78、79、80能夠在液槽66底面上開口的孔94、95、96內滑動。從噴嘴82或臺座93(本實施方式中為臺座93)的底面到液槽66的底面，設有蛇腹狀的封閉部件98、99、100。因此，即使支撐軸78、79、80升降，由於蛇腹狀的封閉部件98、99、100沿上下方向伸縮，從而不會使塗布液從孔94、95、96漏出。
當使用上述結構的塗布裝置10在基板28上塗布塗布液時，首先通過圖1所示的移動架16將臺24置於塗布結束位置，將基板28設定於保持系統26。接著，通過移動架16將臺24置於吸附位置，通過保持系統26，以被塗布面28A朝下的方式將基板28吸附於臺24的吸附面27。然後，通過移動架16，使吸附於臺24上的基板28移動到塗布開始位置。
在設置於基架12的塗布位置上的塗布系統30中，塗布液在液槽66中填充至預定高度，噴嘴82在該液槽66內處於沒入塗布液中的狀態。在基板28置於塗布開始位置的階段，使液槽66與噴嘴82一起上升到基板28的下方位置。
使該液槽66與噴嘴82上升的方法，如圖2所示，使伺服電動機52旋轉，以使左右一對移動楔形銷34、36移動。這樣，在左右方向的移動受到限制的支撐板件54，只能沿著設置在移動楔形銷34、36的斜面40、46上的直線導軌42、48向上方移動。如果支撐板件54向上方移動，則液槽66與噴嘴82同時向上方移動。當液槽66上升至基板28的下方時，使該上升暫時停止。
接下來，如上所述，僅使噴嘴82從上升了的液槽66突出。為此，通過氣缸71使左右移動板70沿左右方向移動。此時，由於上下移動板74的沿左右方向的移動受到導向軸76的限制，因此當左右移動板70沿左右方向移動時，由於直線導軌72是傾斜設置的，因此上下移動板74僅向上方移動。如果上下移動板74向上方移動，則噴嘴支撐軸78、79、80也同時向上方移動，噴嘴82上升。當噴嘴82從液槽66的塗布液中上升時，在其毛細管狀間隙88之間填充有塗布液，因此，噴嘴82以塗布液在毛細管狀間隙88中填充至頂端的狀態上升。然後，使該上升停止。
在如上所述的噴嘴82突出的狀態下，使液槽66再次上升，並在基板28的被塗布面28A上進行液體地接觸。即，使在噴嘴82的毛細管狀間隙88中所填充的塗布液與基板28的被塗布面28A接觸。接下來，在如上所述的該液體地接觸狀態下，使液槽66與噴嘴82一起下降到塗布高度的位置。此時，噴嘴82的頂端位置和基板28的被塗布面28A之間的距離成為塗布厚度。
在如上所述使噴嘴82下降到塗布高度位置後，通過臺24，以恆定速度使基板28相對於塗布系統30相對移動到塗布結束位置。這樣，塗布液在噴嘴82的毛細管狀間隙88內流動，在塗布液經該毛細管狀間隙88，並在基板28的被塗布面28A上沿左右方向塗布的狀態下，通過基板28在前後方向移動(掃描)，在上述被塗布面28A上塗布成平面狀態。即，塗布液在基板28的被塗布面28A上以預定的塗布厚度塗布成平面狀態，形成塗布膜。另外，在該基板28的掃描中，基板28前後方向的姿態和左右方向的姿態均維持水平。
使基板28在塗布結束位置暫時停止，使噴嘴82和液槽66分別從塗布高度位置下降，從基板28離開。當噴嘴82離開基板28的下表面後，如圖1所示，將臺24向後方移動，置於吸附位置。在該吸附位置，保持系統26將基板28從臺24卸下。然後，臺24向塗布結束位置移動，基板28從保持系統26被卸下，一系列的塗布動作結束。
如圖2和圖4所示，所述噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92，通過臺座93並藉助於電磁鐵的磁力保持安裝在用於使噴嘴82升降的噴嘴支撐軸78、79和80上。
即，如圖4～圖6所示，在噴嘴支撐軸78、79和80的頂端形成有螺釘101，通過該螺釘101使臺座93固定於噴嘴支撐軸78、79和80的頂端。另外，在噴嘴支撐軸78、79和80上卷繞有線圈102，通過對該線圈102通電，噴嘴支撐軸78、79和80成為電磁鐵。
在使用具有噴嘴82的塗布系統30時，對上述線圈102通電，以使噴嘴支撐軸78、79和80成為電磁鐵，通過該電磁鐵的磁力，將噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92保持於臺座93。另外，當不使用塗布系統30時，斷開對線圈102的通電，則噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92不會因磁力保持於噴嘴支撐軸78、79和80的臺座93，而以載置於該臺座93上的狀態配設在液槽66內。
這樣，由於塗布系統30具有如上所述的結構，因此根據上述實施方式能夠得到以下效果(1)和(2)。
(1)噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92，通過臺座93並藉助於電磁鐵的磁力保持安裝在使該噴嘴82升降的噴嘴支撐軸78、79和80上，因此，在該前噴嘴部件90和後噴嘴部件92上，不會作用過大的用於在噴嘴支撐軸78、79和80上進行安裝的安裝力(例如螺釘的過大的緊固力)，從而能夠防止因該過大的安裝力而產生歪斜。因此，在形成於噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92上且使塗布液流動的毛細管狀間隙88的間隔中，不會產生因上述歪斜而產生的偏差，從而能夠抑制塗布液的塗布不勻。
(2)噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92，通過成為電磁鐵的噴嘴支撐軸78、79和80的磁力保持安裝在該噴嘴支撐軸78、79和80上，因此當不使用噴嘴82時，通過斷開對線圈102的通電，能夠使作用於噴嘴82的安裝力消失。從而能夠防止在噴嘴82的前噴嘴部件90和後噴嘴部件92上，長時間持續作用對噴嘴支撐軸78、79和80的安裝力而使歪斜累計，由此能夠防止在形成於噴嘴82的毛細管狀間隙88的間隔中，產生因上述歪斜產生的偏差，並且能夠抑制塗布液的塗布不勻。
以上，根據上述實施方式對本發明進行了說明，但是本發明不限於此。
例如，在上述實施方式中，敘述了基板28為光掩模件的情況，然而也可以是液晶顯示裝置等玻璃基板。
權利要求
1.一種塗布裝置，其使來自噴嘴的塗布液與朝下的基板的被塗布面液體地接觸並使上述噴嘴與上述基板相對移動，以將塗布液塗布於上述被塗布面而形成塗布膜，其特徵是，上述噴嘴通過磁力保持安裝於使該噴嘴升降的噴嘴支撐軸。
2.如權利要求1所述的塗布裝置，其特徵是，上述噴嘴通過電磁鐵的磁力保持安裝於噴嘴支撐軸。
3.如權利要求2所述的塗布裝置，其特徵是，在上述噴嘴支撐軸的頂端固定有臺座，並且在該噴嘴支撐軸上卷繞有線圈，通過對該線圈通電而產生的磁力，上述噴嘴保持安裝於上述臺座。
4.如權利要求1至3中任一項所述的塗布裝置，其特徵是，上述基板為光掩模件，塗布液為抗蝕劑。
5.一種光掩模件的製造方法，其包括在透明基板上形成遮光膜，在所述遮光膜上塗布抗蝕膜，其特徵在於，在所述塗布工序中，使被塗布面以朝下的狀態與從噴嘴供給的塗布液接觸，通過使所述被塗布面與噴嘴相對移動，在所述被塗布面上塗布塗布液，並且通過磁力將所述噴嘴保持於噴嘴支撐軸。
6.如權利要求5所述的光掩模件的製造方法，其特徵是，在所述塗布工序中，通過電磁鐵的磁力，將所述噴嘴保持於所述噴嘴支撐軸。
7.如權利要求6所述的光掩模件的製造方法，其特徵是，在所述塗布工序之前或之後，所述噴嘴通過電磁鐵的磁力保持於所述噴嘴支撐軸並上升和/或下降。
8.如權利要求7所述的光掩模件的製造方法，其特徵是，在所述塗布工序中，所述塗布液通過噴嘴所具有的毛細管狀間隙進行供給。
9.如權利要求8所述的光掩模件的製造方法，其特徵是，在所述塗布工序中，在被塗布面朝下的狀態下，使填充於噴嘴的毛細管狀間隙中的塗布液與被塗布面接觸，接著，通過使噴嘴下降，決定塗布厚度。
10.如權利要求5～9所述的光掩模件的製造方法，其特徵是，在所述塗布工序之前，將噴嘴浸漬於塗布液中。
全文摘要
本發明提供一種當通過噴嘴在基板的被塗布面上塗布塗布液時，能夠抑制塗布液的塗布不勻的塗布裝置。該塗布裝置包括具有與頂端開口部連通的毛細管狀間隙且使塗布液經毛細管狀間隙而導向頂端開口部的噴嘴；升降機構部，使該噴嘴的頂端開口部相對於基板的被塗布面接近或離開，並使到達上述頂端開口部的塗布液能夠與被塗布面液體地接觸；以及移動架，使基板相對於噴嘴進行掃描，並且使與被塗布面液體地接觸的上述頂端開口部內的塗布液能夠在該被塗布面上進行塗布。上述升降機構部具有支撐噴嘴的噴嘴支撐軸，在該噴嘴支撐軸的頂端固定有臺座，並且在噴嘴支撐軸上卷繞有線圈，通過對該線圈通電而產生的電磁鐵的磁力，使噴嘴保持安裝於上述臺座。
文檔編號B05B13/02GK1843637SQ20061007257
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月7日 優先權日2005年4月8日
發明者石崎高広 申請人:Hoya株式會社