説明

塗布装置

【課題】レーザー光を利用した基板上の異物を検知する異物検知装置の光軸がズレることなく、吐出装置と固定する。
【解決手段】シート状基板と相対的に移動することにより基板を走査し、基板表面に塗布液を吐出する塗布装置において、塗布液の吐出装置の走査方向上流側に配置され、基板上の異物を検知する異物検知装置を少なくとも有する塗布装置であって、前記異物検知装置はレーザー光を基板表面と平行に照射する投光装置、前記投光されたレーザー光を受光する受光装置、投光装置ならびに受光装置それぞれに当接する面に弾性体を有し前記投光装置または受光装置の保持部材に対し接離自在のL型部材、および前記L型部材を前記投光装置または受光装置の保持部材に対し接離動作を行う作動部材により構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に塗布液を供給し基板上に薄膜を形成する塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
基板上に処理を行う装置の一例として、塗布液を基板と相対的に移動するスリットノズルから吐出することにより塗布し、薄膜を形成するスリットノズル式塗布装置が古くから知られている。この塗布装置は、液晶等のフラットパネルディスプレイを始めとして多くの分野で活用されている。この塗布装置においてはスリットノズルから前記移動中に塗布液を継続的に吐出するためにスリットノズルと基板間に塗布液によるビードを形成する必要が有り、基板とスリットノズルを相対的に移動しながらビードを維持する為には基板とスリットノズルの間隔を例えば100〜200μm程度に狭く設定する必要が有る。
【0003】
ところが、塗布前の基板は洗浄されているとはいえパーティクル等の異物が完全に除去されている訳ではない。異物が存在している状態で塗布を行うと、異物そのものまたは異物の基板下への潜り込みにより、スリットノズルが異物または基板と衝突し、基板やスリットノズルの損傷または塗布液の供給が中断される等の問題が発生する。これを防ぐ為に特許文献1の様に、塗布前にレーザー光を含む各種手段により異物を検知する技術が提案されている。
【0004】
この異物検知技術、とりわけそのなかでもレーザー光を利用する技術は検出精度において効果的であるが、光軸が少しでもズレると、異物を検知出来なくなる。近年大形液晶TVの増加などにより基板サイズが増加し塗布巾2mを超えるものが主流になっており、センサの光軸調整精度が厳しくなっている。さらにタクト短縮のため、塗布開始時の加速度・塗布速度・塗布終了時の減速度が大きくなり、塗布装置に取り付いている異物検知装置に掛かる力もより大きくなっている。そのため、光軸調整後に光軸をズレないように異物検知器を固定する必要がある。
【0005】
異物検知器の固定については、レーザーセンサを固定したL型ブラケット(変位規制部材)を、異物検知器の光軸調整後に塗布装置側に設けられたタップに対してボルトにより固定する方法が用いられている。ところがこの方法によれば、L型ブラケット固定の為にボルトを締め込むと、L型ブラケットがボルトの締め込み回転方向に引きつられ、L型ブラケットの姿勢が回転方向にずれてしまう。その結果、L型ブラケットに固定されているセンサの光軸がズレるという問題が発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第4325084号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は前記問題を克服し、センサの光軸ズレを生じさせることなくセンサを固定する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決する為に、本発明の塗布装置は、シート状基板と相対的に移動することにより基板を走査し、基板表面に処理液を吐出することにより基板表面に所定の層を形成する吐出装置と、前記吐出装置の前記走査方向上流側に配置され、基板上の異物を検知する異物検知装置を少なくとも有する塗布装置であって、前記異物検知装置は、レーザー光を基板表面と平行に照射する投光装置と、前記投光されたレーザー光を受光する受光装置と、前記投光装置及び受光装置それぞれに対し光軸調節可能に支持する固定部材と、投光装置及び受光装置それぞれと前記固定部材とに当接し、投光装置及び受光装置の変位を規制する変位規制部材と、を有しており、前記変位規制部材は、投光装置又は受光装置に当接する面にシート状弾性体を備えていることを特徴としている。
【0009】
また、前記変位規制部材は、前記固定部材に対し接離自在に保持されていて、前記変位規制部材には、前記固定部材側に突出可能な作動部材が設けられ、この作動部材により前記変位規制部材が前記固定部材に対し接離動作が行われる構成としてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明の異物検知装置を有する塗布装置により、異物検知装置の光軸ズレを押さえ込むことが可能になり、異物によるスリットノズルや基板の破損の無い安定した塗布動作の行える塗布装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の塗布装置の斜視図である。
【図2】異物とスリットノズルとの関係を示す説明図である。
【図3】異物検知装置を示す正面図である。
【図4】異物検知装置の投光器の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の塗布装置に係る実施の形態について図面を用いて説明する。
【0013】
図1は本発明の異物検知装置を有する塗布装置の一実施例の概略を示す斜視図である。図1において、塗布装置1は機台11、基板10を固定するステージ21、塗布液を吐出し基板10に塗布液を塗布する吐出装置30、異物検知装置40から構成されている。
【0014】
なお、本実施形態では、基板10の上を吐出装置30が走査を行いながら基板上に塗布液を塗布するが、この走査する方向をX方向(塗布方向ともいう)、これと水平面上で直交する方向をY軸方向、X軸およびY軸方向の双方に直交する方向をZ軸方向とし、さらに図1において右方向を下流側、左方向を上流側として説明を進めることとする。
【0015】
機台11およびステージ21は石材またはセラミックもしくは金属構造体で構成されている。基板10はガラス等の薄板であって、ロボット等の搬入装置(不図示)によりステージ21に搬入される。その際、前記搬入装置から搬入された基板10を受け取るためにリフトピン(不図示)がステージ21に組み込まれている。
【0016】
前記搬入装置が基板10を前記リフトピンに受け渡すと、前記リフトピンは下降し基板10をステージ21上に設置する。ステージ21はさらに基板位置決め機構(不図示)が設置されており、ステージ21上に設置された基板10のX及びY方向の位置決めを行う。
【0017】
また、ステージ21には複数の吸着穴(不図示)が開孔されていて、真空ポンプ(不図示)を通じて基板10の真空吸着を行うことにより前記位置決め機構により位置決めされた基板10をステージ21に固定する。吐出装置30は門型形状を為し基板10に塗布液を塗布する装置であり、塗布液を吐出するスリットノズル31、門型構造を支える側板32、スリットノズル31をサポートするステー33、スリットノズル上昇機構34から構成されている。
【0018】
スリットノズル31はスリット状の吐出口を有し、吐出装置30のX方向への移動に合わせ、基板10上をX方向に走査しながら前記吐出口から塗布液を基板10に吐出する。また、スリットノズル31は真直度向上と操作性改善を兼ねてステー33がその上部に取り付けられている。スリットノズル31は塗布位置と待機位置の間をZ方向に移動するが、その移動はスリットノズル上昇機構34で行われる。スリットノズル上昇機構34はモーター等の駆動手段と直動手段の組み合わせまたはリニアモーターの様な直線駆動手段で構成されている。スリットノズル31には塗布液を補給する塗布液補給機構51が配管53により接続されている。塗布液補給機構51は塗布液補給タンク55、バッファタンク52、制御弁53、配管54、塗布液補給タンク55から構成されている。塗布液補給タンク55に貯蔵された塗布液は圧縮空気などの手段によりバッファタンク52に送液され一時的に貯蔵される。次いで、塗布状況に応じて塗布装置1の制御部(不図示)から出される信号により、制御弁53は開閉を行い、塗布液補給タンク55に送液する。塗布液補給タンク55は塗布動作に応じて基板1枚分の塗布液をスリットノズル31に送液する。
【0019】
図2は、スリットノズルと異物の関係を示す概略説明図である。吐出装置30はリニアモーター等の駆動装置(不図示)により直線運動を行い、基板10上をX方向に移動しながらスリットノズル31より塗布液を吐出する。その際、スリットノズル31の先端部すなわち塗布液が吐出される先端部と基板10の間隔は100μm前後に設定されている。そのため、図2に示されている様な基板10上に異物49aがある場合や、異物49bが基板10の下側に潜り込んでいる場合に吐出装置30が前記の様な走査を行うと、スリットノズル31の先端部分が異物49aそのもの、または異物49bの潜り込みにより盛り上がった基板10と接触し、最悪の場合咬み込む可能性がある。このような咬み込みは、異物の種類によっては基板10のみならずスリットノズル31の破損を引き起こす場合がある。
【0020】
この咬み込みを防ぐ為異物検知器40が設置されているが、前述のようにレーザー光を利用した異物検知については技術的課題がある。そこで以下図3ないし図4を使用して本発明の異物検知装置40の詳細説明を行う。
【0021】
異物検知装置40は図3に示されている様に投光器43a(投光装置)、受光器43b(受光装置)、制御装置41、制御/パワー配線42により構成されている。投光器43aはレーザー発振器および照射光学系から構成されていて、出力0.7mW、波長670nmのレーザー光(クラス2)を照射光学系により概略平行光に調整し光軸50方向に投光する。受光器43bはフォトダイオードを有しており、投光器43aから投光されたレーザー光を受光する。ここで、異物49が有る場合、投光されたレーザー光の全て又は一部が異物49に当り反射または散乱される。その結果、異物49が無い場合に比べて受光器43bで受光するレーザー光は減少することになる。制御装置41は受光器43bから制御/動力配線42を経て送信された受光信号を比較し、異物情報として塗布装置1の制御装置(不図示)に送信することにより塗布装置1は異物の有無を判定することはできる。なお、制御/パワー配線42は複数のハーネスにより構成され、前記信号に加え投光器および受光器の電源および駆動信号などの送受にも利用される。
【0022】
図4は異物検知装置40の詳細構成を示す図である。異物検知装置40は投光側および受光側に分かれているが、構成的には投光器および受光器の違いのみである。従って図4では投光側のみが示されているが、受光側についても投光器43aを受光器43bに置き換えれば同様の記述となる。また、異物検知装置40は図3に示すように吐出装置30のステー33に固定部材414を介して固定されており、図4における矢印先端がZ軸方向上方になる。
【0023】
投光器43aはまず保持部材411に固定されている。保持部材411は保持部材は実施例は金属プレートであるが樹脂成型品でも良く、それ自身が回転方向調整部材412に固定されている。回転方向調整部材412は投光器43aから射出されるレーザー光の方向を定めるものであり、スクリューなどの調節手段(不図示)により回転軸416回りに回転させることによりYZ平面内における射光方向を定めることが出来る。また、回転方向調整部材412はZ軸方向調整部材413上に設置されている。Z軸方向調整部材413はスクリューなどの調節手段(不図示)によりレーザー光のZ方向位置(高さ)を調節することができる。すなわち、保持部材411に保持された投光器43aは、回転方向調整部材412及び、Z軸方向調整部材413によって光軸調整が行われる。また、Z軸方向調整部材413は固定部材414に固定されている。従って、投光器43a、保持部材411、および調整部材412、413は固定部材414上に設置されていることになる。
【0024】
ここで、図4からも明らかな様に投光器43aは回転方向調整部材412からオーバーハングした状態で取り付けられている。異物検知装置40は投光器43aおよび受光器43bの光軸一致度にその機能を依存しているので、投光器43aおよび受光器43bを安定的に固定する必要がある。本発明の実施例においては以下詳述するようにこの問題に対し対応している。
【0025】
L型部材45(変位規制部材)は光軸調整が終了した投光器43aをZ軸方向下側から保持し、回転方向の動きを規制するものである。説明の便宜上、図4においてL型部材45は断面で表示されている。L型部材45のような保持部材を装着する際に問題となることは、L型部材45をプレート44に対しネジで固定することである。すなわち、ネジで固定するタイプである場合には、L型部材45を固定する際に固定ネジの回転により部材がつれ周り、その結果として投光器43aの固定位置に影響を与え調整済み光軸を狂わせる。そのため実施例においては、L型部材45の固定には、投光器43aへの当接面に弾性部材47が設置されている。弾性部材47は実施例においてはゴム材が使用されている。ゴム材の材質は特に指定する必要は無いが、硬度は70度以下のものが好ましい。また、弾性部材47はゴム材以外に同様の弾性を有する材料、たとえば発泡樹脂などを利用しても構わない。さらに、実施例では弾性部材47はL型部材45に接着されているが、接着以外の方法たとえば押さえ部材などによる固定でも構わない。
【0026】
前述の様に、L型部材45をネジ等により固定することは投光器43aの位置ズレを誘発する。そのため、実施例においてはマグネット46をL型部材45に固定し、L型部材45を固定部材414に対し接離自在になるよう構成されている。ここで、プレート44はマグネット46の吸着対象となるプレートであり、固定部材414に固定されていて、実施例でのSUS410のような磁性材料を素材としている。
【0027】
液晶や半導体などの製造工程においては、パーティクルの発生を極力抑える必要がある。ところが、一般的に磁性材料は着錆し易く、その結果発生した錆が容易にパーティクルになるため磁性材料の使用は制限されている。実施例は液晶工程での利用を想定している為固定部材414は非磁性材料であるSUS304を素材としており、そのためマグネット吸着用プレート44が設置されている。従って、パーティクルを考慮する必要の無い工程に於いては、固定部材414を磁性体としてプレート44を省略することは可能である。
【0028】
また、マグネット46はプレート44に吸着しているため、これを直接人手などでプレート44から分離すると、その作業中にL型部材45が投光器43aに接触しその結果光軸が狂う可能性がある。そのため実施例に於いては、分離動作用の作動部材48(例えばボールプランジャ)が設けられており、この作動部材48によりL型部材45の取外し時に投光器43aの光軸が狂う問題を解消することができる。すなわち、この作動部材48は、ネジ部材の先端部分に金属ボールが組み込まれたものであり、先端部分がプレート44側を向く姿勢でL型部材45の開口部451に組み付けられている。そして、先端部分と反対側端部に、例えば6角レンチなどの工具を差し込んだ状態で回転させることにより、作動部材48がプレート44に対して接離するように進退動作できるようになっている。
【0029】
この作動部材48により、投光器43aの光軸に影響を与えることを抑えてL型部材45を脱着させることができる。すなわち、L型部材45を取付ける場合には、マグネット46の面位置から金属ボールが突出した状態で、L型部材45を投光器43aに当接させつつプレート44に取付ける。そして、作動部材を回転させることにより、金属ボールをマグネット46の面位置よりも内部に位置させ、マグネット46とプレート44とを完全に密着させる。これにより、光軸に影響を与えることなく投光器43aを固定することができる。また、L型部材45を取り外す場合には、作動部材48を回転させて金属ボールをマグネット46の面位置から突出させる。これにより、マグネット46とプレート44との磁力による吸引力が低減されるため、L型部材45を容易に取り外すことができる。すなわち、投光器43aの光軸に影響を与えることなくL型部材45を取り外すことができる。
【0030】
なお、先端の前記金属ボールは作動部材48に組み込まれているネジに対し回転自在になる様設置されているので作動部材48に組み込まれているネジを回転させても、プレート44に回転変位を生じる事無くマグネット46から離間することが可能になる。また、図4には、L型部材45が1つのみ記載されているが、L型部材45を安定させるために、作動部材48は複数設置することが好ましい。
【0031】
このようにして作動部材48によりL型部材45をほぼ垂直に接離させるので、接離時において投光器43aに不用意な力が加わり光軸が狂うことを防ぐことが出来る。
【0032】
上記実施形態においては、変位規制部材として、L型部材45を用いる例について説明したが、投光器43aと固定部材414とに当接する部材、又は、受光器43bと固定部材414とに当接する部材であればよく、この変位規制部材により投光器43a及び受光器43bの変位が規制されるものであればよい。
【0033】
上記実施形態においては、作動部材48は金属ボールの出没による機構を利用したが、これ以外の機構であっても同等の効果を発揮するもの、例えばラック/ピニオン機構等、は全て利用可能である。さらに、マグネットを電磁石として電気的に接離を行わせることも可能である。
【0034】
本発明の記述では、基板処理を基板への塗布液の塗布としたが、これ以外にもプロキシ露光機など塗布装置と同様に基板に近接して走査を行う装置であれば本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【0035】
1 塗布装置
10 基板
11 機台
21 ステージ
30 吐出部
31 スリットノズル
32 側板
33 ステー
34 口金上昇機構
40 異物検知装置
411 保持部材
412 回転方向調整部材
413 Z軸方向調整部材
414 固定部材
416 回転軸
43a 投光器
43b 受光器
44 プレート
45 L型部材
451 開口部
46 マグネット
47 弾性体
48 作動部材
49 異物
49a 異物(上)
49b 異物(下)
50 光軸
51 塗布液補給機構
52 バッファタンク
53 制御弁
54 配管
55 塗布液補給タンク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シート状基板と相対的に移動することにより基板を走査し、基板表面に処理液を吐出することにより基板表面に所定の層を形成する吐出装置と、前記吐出装置の前記走査方向上流側に配置され、基板上の異物を検知する異物検知装置を少なくとも有する塗布装置であって、
前記異物検知装置は、
レーザー光を基板表面と平行に照射する投光装置と、
前記投光されたレーザー光を受光する受光装置と、
前記投光装置及び受光装置それぞれに対し光軸調節可能に支持する固定部材と、
投光装置及び受光装置それぞれと前記固定部材とに当接し、投光装置及び受光装置の変位を規制する変位規制部材と、
を有しており、前記変位規制部材は、投光装置又は受光装置に当接する面にシート状弾性体を備えていることを特徴とする塗布装置。
【請求項2】
前記変位規制部材は、前記固定部材に対し接離自在に保持されていて、前記変位規制部材には、前記固定部材側に突出可能な作動部材が設けられ、この作動部材により前記変位規制部材が前記固定部材に対し接離動作が行われることを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−202907(P2012−202907A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−69561(P2011−69561)
【出願日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【出願人】(000219314)東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Fターム(参考)】