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TWI458564B - 塗佈裝置及其基板保持方法 - Google Patents

塗佈裝置及其基板保持方法 Download PDF

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TWI458564B
TWI458564B TW097138880A TW97138880A TWI458564B TW I458564 B TWI458564 B TW I458564B TW 097138880 A TW097138880 A TW 097138880A TW 97138880 A TW97138880 A TW 97138880A TW I458564 B TWI458564 B TW I458564B
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pressure
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coating
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TW097138880A
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TW200936251A (en
Inventor
森俊裕
伊藤禎彥
Original Assignee
東麗工程股份有限公司
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Description

塗佈裝置及其基板保持方法
本發明是關於塗佈塗佈液於基板(substrate)上之塗佈裝置(coating machine)及其基板的保持方法。
在液晶顯示器(liquid crystal display)或電漿顯示器(plasma display)等的平面面板顯示器(flat panel display)使用有在玻璃基板(glass substrate)上塗佈有光阻(resist)液者(稱為塗佈基板)。該塗佈基板是藉由均勻地塗佈光阻液之塗佈裝置形成。
該塗佈裝置具有：承載有基板的平台(stage)；吐出有光阻液之塗佈單元(coating unit)，藉由一邊由塗佈單元吐出光阻液，一邊使塗佈單元移動，以在基板上形成有均勻厚度的光阻液膜。
在這種塗佈裝置中，使基板保持於平台之手段(means)一般已知有藉由在平台形成有吸附孔，使負壓產生於該吸附孔，使基板吸附保持於平台上(例如參照專利文獻1)。具體上，藉由吸附孔與負壓產生裝置被連接，設定該負壓產生裝置於低壓(高真空側)，以在吸附孔產生負壓。而且，藉由基板一被供給至平台就以負壓產生裝置進行高速排氣，急速地使負壓產生於吸附孔，使吸附基板於平台所需的吸附時間縮短，謀求塗佈裝置的週期時間(cycle time)的提高。
[專利文獻1]日本國特開2006-281091號公報
但是，在上述塗佈裝置中藉由以負壓產生裝置進行高速排氣，在吸附孔產生大的負壓(高真空側壓力)。若在這種大的吸引力產生的狀態下進行塗佈，則有在相當於吸附孔的基板部分中產生塗佈不均之虞的問題。
因此，若設定(設定為大氣壓側)俾產生於吸附孔的負壓變弱，則在負壓產生裝置中無法進行高速排氣，使設定壓力產生於吸附孔的時間變長。亦即，使基板吸附於平台所需的時間變長，其結果有塗佈裝置的週期時間長期化之問題。
本發明乃是鑑於上述問題點所進行的創作，其目的為提供一種塗佈裝置及其基板保持方法，即使是設定吸附基板的吸引力為不產生塗佈不均程度的情形，也能抑制塗佈裝置的週期時間長期化。
為了解決上述課題，本發明的塗佈裝置包含：承載基板之平台；使吸引力產生於形成於前述平台的表面之吸引孔，並使基板吸附保持於平台的表面之基板保持手段；以及一邊對被保持於前述平台的表面之基板相對地移動，一邊吐出塗佈液之塗佈單元，其特徵為：前述基板保持手段具有可調節對基板的吸引力之壓力調節部，該壓力調節部可調節成吸附剛被承載於平台的表面後的基板之初期壓，與藉由該初期壓使基板吸附後，維持基板被保持於平台的表 面的狀態之保持壓，該保持壓是設定為比前述初期壓小，前述基板保持手段具有：使吸引力產生於前述吸引孔之吸引力產生裝置，與連通並連接前述吸引力產生裝置與前述吸引孔之配管，前述壓力調節部分別各自具備：調節成前述初期壓之配管路徑，與調節成前述保持壓之配管路徑。
依照該塗佈裝置，透過在吸附被承載於平台的基板的情形下，使負壓(比大氣壓小的壓力)產生於吸引孔並急速地吸附，在壓力到達初期壓後，藉由前述壓力調節部調節成比初期壓小的保持壓，可保持所吸附的基板於平台上。因此，因在藉由塗佈單元塗佈塗佈液於基板上的情形下，可在藉由比初期壓小的保持壓吸附保持的基板上進行塗佈，故與如以往般在吸附被承載於平台的基板之初期壓下進行塗佈的情形比較，可抑制在相當於吸引孔的部分產生塗佈不均。而且，因即使是藉由比初期壓小的保持壓保持基板於平台的構成，也能在吸附基板時以高速產生初期壓，故可解除塗佈裝置的週期時間長期化之問題。
依照該構成，僅藉由切換配管路徑可容易切換吸引孔中的初期壓的產生與保持壓的產生。因此，可提高初期壓與保持壓的切換響應性。
而且能以如下之構成：在連結於前述吸引孔之附近的配管裝設有壓力計，在該壓力計到達初期壓的情形下被調節成前述保持壓。
依照該構成，因壓力計配設於配管的吸引孔附近，故與安裝於其他的配管部分的情形比較，可抑制壓力損失的 影響並精度佳地計測吸引孔中的壓力。
為了解決上述課題，本發明的塗佈裝置的基板保持方法，是包含如下構件之塗佈裝置的基板保持方法：承載基板之平台；使吸引力產生於前述平台的表面並吸附保持基板之基板保持手段；以及一邊對被保持於前述平台的表面之基板相對地移動，一邊吐出塗佈液之塗佈單元，其特徵為：前述基板保持手段具有可藉由調節附加於基板的壓力調節對基板的吸引力之壓力調節部，在藉由該壓力調節部使對被吸附於平台的表面的基板之壓力到達預定的初期壓後，調節成比該初期壓小的保持壓並保持有基板，前述基板保持手段具有：使吸引力產生於前述吸引孔之吸引力產生裝置，與連通並連接前述吸引力產生裝置與前述吸引孔之配管，前述壓力調節部分別各自具備：調節成前述初期壓之配管路徑，與調節成前述保持壓之配管路徑。
依照該塗佈裝置的基板保持方法，透過在吸附被承載於平台的基板的情形下，使負壓產生於吸引孔並急速地吸附，在壓力到達初期壓後，藉由前述壓力調節部調節成比初期壓小的保持壓，與如以往般在吸附被承載於平台的基板之初期壓下進行塗佈的情形比較，可抑制在相當於吸引孔的部分產生塗佈不均。而且，因即使是藉由比初期壓小的保持壓保持基板於平台的構成，也能在吸附基板時以高速產生初期壓，故可解除塗佈裝置的週期時間長期化之問題。
依照本發明的塗佈裝置及其基板保持方法，即使是設定吸附基板的吸引力為不產生塗佈不均程度的情形，也能抑制塗佈裝置的週期時間長期化。
使用圖面說明與本發明有關的實施的形態。
圖1是概略地顯示本發明的一實施形態中的塗佈裝置之斜視圖，圖2是顯示塗佈單元的腳部附近之圖，圖3是顯示塗佈裝置的配管系統之圖。
如圖1~圖3所示，塗佈裝置是將藥液或光阻液等的液狀物(以下稱為塗佈液)之塗佈膜形成於基板10上，具備：基台2；用以承載基板10之平台21；以及對該平台21可移動於特定方向而構成之塗佈單元30。
此外，在以下的說明中是以塗佈單元30移動的方向為X軸方向，以與X軸方向在水平面上正交的方向為Y軸方向，以正交於X軸及Y軸方向之雙方的方向為Z軸方向來進行說明。
在前述基台2於其中央部分配置有平台21。該平台21是承載所搬進的基板10。而且，在該平台21配設有基板保持手段40，藉由該基板保持手段40使基板10被保持。具體上，藉由使吸引力產生於形成在平台21的表面的複數個吸引孔21a，可使基板10吸附保持於平台21的表面。
亦即，該基板保持手段40具有真空泵(vacuum pump)81(本發明的吸引力產生裝置)與連通並連接該真空泵81(參照圖3)與吸引孔21a之配管50，藉由使真空泵81動作，經由配管50使負壓(比大氣壓小的壓力)產生於吸引孔21a，可保持基板10。
而且，基板保持手段40具有壓力調節部41，在本實施形態中可藉由該壓力調節部41調節成初期壓與保持壓。此處，初期壓是指使剛被承載於平台21的表面後的基板10吸附於平台21的表面時的壓力，藉由真空泵81進行高速排氣，急速地使負壓產生於吸引孔21a並瞬間地吸附基板10用的壓力。而且，保持壓是指在藉由初期壓吸附基板10後，用以維持基板10被保持在平台21的表面之狀態的壓力，是比初期壓小，被吸附於平台21的基板10不會產生偏移的壓力。
壓力調節部41是調節成初期壓的配管(主配管51)與調節成保持壓的配管(副配管52)藉由各自的配管路徑構成。具體上如圖3所示，在調節成初期壓的主配管51配設有主閥(main valve)51a，藉由開關該主閥51a可連通或遮蔽真空泵81與吸引孔21a。因此，藉由在使該主閥51a全開的狀態下使真空泵81動作，以在吸引孔21a產生初期壓。據此，可對被承載於平台21的表面之基板10附加初期壓並吸附。
而且，在調節成保持壓的副配管52配設有副閥(sub valve)52a與副調節器(sub regulator)52b。該副閥52a是與主閥51a相同，藉由開關該副閥52a，可透過副配管 52連通或遮蔽真空泵81與吸引孔21a。而且，副調節器52b是設定俾配管成為預定的壓力，在本實施形態中是設定俾副調節器52b的設定壓力成為保持壓。因此，因藉由在使副閥52a全開的狀態下使真空泵81動作，壓力藉由副調節器52b控制，故在吸引孔21a產生保持壓。此外，若在使主閥51a及副閥52a全開的狀態下使真空泵81動作，則藉由透過主配管51被吸引而在吸引孔21a產生初期壓。
而且，在配管50配設有壓力計53。該壓力計53是計測配管50內的壓力，在本實施形態中是配設於平台21正下方的吸引孔21a附近的配管50部分。據此，可抑制壓力損失等的影響，可精度佳地計測吸引孔21a的壓力狀態。
而且，在平台21配設有使基板10進行升降動作之基板升降機構。具體上，在平台21的表面形成有複數個銷孔(pin hole)，在該銷孔埋設有可在Z軸方向進行升降動作之頂出銷(lift pin)(未圖示)。亦即，藉由若在由平台21的表面使頂出銷突出的狀態下基板10被搬進，則頂出銷的尖端部分抵接基板10並可保持基板10，使頂出銷下降並使其收容於銷孔，可將基板10承載於平台21的表面。
而且，藉由於在平台21的表面承載基板10的狀態下使頂出銷上升，使頂出銷的尖端部分抵接基板10，能以複數根頂出銷的尖端部分保持基板10於預定的高度位置。據此，可極力地抑制與基板10的接觸部分而保持，可不使基板10損傷而平順地進行更換。
而且，塗佈單元30是塗佈塗佈液於基板10上。該塗佈 單元30如圖1、圖2所示，具有與基台2連結的腳部31和延伸於Y軸方向的開縫噴嘴部(slit nozzle part)34，在跨過基台2上於Y軸方向的狀態下可移動於X軸方向而被安裝。具體上，在基台2的Y軸方向兩端部分分別設置有延伸於X軸方向的軌條(rail)22，腳部31被滑動自如地安裝於該軌條22。而且，在腳部31安裝有線性馬達(linear motor)33，藉由驅動控制該線性馬達33使塗佈單元30移動於X軸方向，可在任意的位置停止。
在塗佈單元30的腳部31如圖2所示安裝有塗佈塗佈液之開縫噴嘴部34。具體上，在該腳部31配設有延伸於Z軸方向的軌條37與沿著該軌條37滑動之滑塊(slider)35，此等滑塊35與開縫噴嘴部34是被連結。而且，在滑塊35安裝有藉由伺服馬達36(參照圖4)驅動的滾珠螺桿(ball screw)機構，藉由驅動控制該伺服馬達36使滑塊35移動於Z軸方向，並且可在任意的位置停止。亦即，開縫噴嘴部34是對被保持於平台21的基板10可接離(attach and detach)地被支撐。
開縫噴嘴部34是塗佈塗佈液並在基板10上形成塗佈膜。該開縫噴嘴部34是具有延伸於單向的形狀之柱狀構件，與塗佈單元30的行走(running)方向大致正交而配設。在該開縫噴嘴部34形成有延伸於長度方向的開縫噴嘴(slit nozzle)34a，供給至開縫噴嘴部34的塗佈液是由開縫噴嘴34a遍及長度方向一樣地被吐出。因此，藉由在由該開縫噴嘴34a使塗佈液吐出的狀態下使塗佈單元30行走於 X軸方向，遍及開縫噴嘴34a的長度方向在基板10上形成有一定厚度的塗佈膜。
接著，針對上述塗佈裝置的控制系統之構成，使用圖4所示的方塊圖來說明。
圖4是顯示配設於該塗佈裝置之控制裝置90的控制系統之方塊圖。如圖4所示，該塗佈裝置配設有控制上述的各種單元的驅動之控制裝置90。該控制裝置90具有：控制本體部91、驅動控制部92、壓力控制部93、輸入/輸出裝置控制部94、外部裝置控制部95。
控制本體部91具備：執行邏輯運算之週知的CPU；預先記憶控制該CPU之種種的程式等之ROM(Read-Only Memory：唯讀記憶體)；在裝置動作中一時地記憶種種的資料(data)之RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)；記憶種種的程式或OS(Operating System：作業系統)並且記憶生產程式等的各種資料之HDD(Hard Disk：硬碟)等。而且，控制本體部91具有：主控制部91a、判定部91b、記憶部91c。
主控制部91a是為了依照預先記憶的程式執行一連串的塗佈動作，透過驅動控制部92驅動控制各單元的伺服馬達36、線性馬達33等的驅動裝置。
判定部91b是判定在吸附保持基板10的情形下，使吸引力產生的壓力狀態是否適當。亦即，判定藉由壓力計53檢測的壓力是否到達初期壓。具體上，在後述的記憶部91c記憶有預先設定的初期壓資料，判斷所檢測的壓力是否為該初期壓。在假設到達初期壓的情形下，透過後述的壓力控制 部93控制，俾主閥51a成為閉狀態。據此，藉由連通吸引孔21a與真空泵81的配管50僅被切換至副配管52，使產生於吸引孔21a的壓力被調節成以副調節器52b設定的保持壓。而且，在壓力計53未到達初期壓的情形下，主閥51a及副閥52a的狀態在原封不動的狀態下被維持。
記憶部91c是用以儲存有各種資料，並且一時地儲存運算結果等。具體上，記憶有初期壓、保持壓等的資料。
驅動控制部92是根據來自控制本體部91的控制信號驅動控制線性馬達33、伺服馬達36等。具體上，藉由控制線性馬達33及伺服馬達36使塗佈單元30的移動及開縫噴嘴部34的升降動作等被驅動控制。
壓力控制部93是檢測配管50內的壓力，而且，根據來自控制本體部91的控制信號控制產生於吸引孔21a的壓力。具體上，藉由來自壓力計53的信號檢測吸引孔21a附近的配管50內的壓力。而且，在透過壓力計53顯示初期壓，由控制本體部91傳來切換至保持壓的意旨之信號的情形下，藉由控制主閥51a的驅動，俾主閥51a由開狀態變成閉狀態，以控制配管50內(正確為吸引孔21a附近)成為保持壓。
輸入/輸出裝置控制部94是控制鍵盤(keyboard)83、觸控面板(touch panel)82等的各輸入/輸出裝置。具體上，可由鍵盤83及觸控面板82進行塗佈動作的條件設定等，可適宜地進行初期壓、保持壓等的設定。而且，當由初期壓調節成保持壓，在配管50內應被調節但不成為保持壓 的情形下，在觸控面板上進行警告顯示並對操作者催促警告。
外部裝置控制部95是根據來自控制本體部91的控制信號進行外部裝置的驅動控制。在本實施形態中是與真空泵81連接，藉由使該真空泵81驅動，可產生負壓於吸引孔21a。
接著，針對該塗佈裝置中的動作，一邊參照圖5所示的流程圖，一邊說明。
首先，在步驟S1中基板10的搬進被進行。具體上，在由平台21的表面突出複數根頂出銷的狀態下待機，藉由未圖示的機械手(robot hand)使基板10被承載於頂出銷的尖端部分。
接著，在步驟S2中基板10被承載於平台21。具體上，由在頂出銷的尖端部分承載有基板10的狀態使頂出銷下降並將基板10承載於平台21的表面。此時，藉由未圖示的定位手段使基板10被定位於預定的位置。
接者，藉由步驟S3~S5使基板10被保持在平台21上。首先，藉由步驟S3使基板吸附動作被進行，基板10被吸附在平台21上。具體上，藉由在使主閥51a及副閥52a成開狀態的狀態下，使真空泵81驅動並進行高速排氣，急速地使吸引力產生於吸引孔21a。亦即，透過配管50內的大氣藉由真空泵81被由主配管51急速地吸引，在吸引孔21a急速地產生負壓，瞬間地基板10被吸附於平台21上。
而且，配管50內的壓力是否到達初期壓被判斷(步驟S4)。具體上，壓力計53是否到達初期壓被判斷，在未到達 初期壓的情形下前進到NO的方向，基板吸附動作繼續被進行。
而且，在壓力計53到達初期壓的情形下前進到YES的方向，基板的吸附保持動作被進行(步驟S5)。具體上，主閥51a由開狀態被切換至閉狀態。亦即，藉由真空泵81與吸引孔21a被遮斷，吸引孔21a與真空泵81之配管路徑僅成為副配管52，吸引孔21a中的壓力被調節成以副調節器52b設定的保持壓。因此，基板10被以保持壓吸附保持在平台21上。
接著，在步驟S6中塗佈動作被進行。亦即，藉由一邊使塗佈單元30行走於特定的方向，一邊使塗佈液吐出，使塗佈膜形成於基板10的表面。
接著，在步驟S7中基板10的取出被進行。亦即，在藉由S6中的塗佈動作在基板10表面形成有塗佈膜後，使真空泵81停止，使吸引孔21a中的壓力返回到大氣壓。而且，藉由使頂出銷上升，以頂出銷的尖端部分保持基板10，基板10的遞送被進行於未圖示的機械手，由平台21的表面排出基板10。
依照這種塗佈裝置及其基板保持方法，透過在吸附被承載於平台21的基板10的情形下，使負壓產生於吸引孔21a並急速地吸附，在吸附基板10的壓力到達初期壓後，藉由前述壓力調節部41調節成比初期壓小的保持壓，可保持所吸附的基板10於平台21上。因此，因在藉由塗佈單元30塗佈塗佈液於基板10上的情形下，可在藉由比初期壓小的 保持壓吸附保持的基板10上進行塗佈，故與如以往般在吸附被承載於平台21的基板10之初期壓下進行塗佈的情形比較，可抑制在相當於吸引孔21a的部分產生塗佈不均。而且，因即使是藉由比初期壓小的保持壓保持基板10於平台21的構成，也能在吸附基板10時以高速產生初期壓，故可解除塗佈裝置的週期時間長期化之問題。
而且，在上述實施形態中雖然是針對藉由配設主配管51與副配管52並切換此等主配管51與副配管52的配管路徑，切換初期壓與保持壓的例子來說明，惟也可以是僅以具有主閥51a與調節器之一個配管50，藉由控制該調節器的調節切換初期壓與保持壓之構成。依照該構成，與上述實施形態比較，雖然關於切換初期壓與保持壓需要時間，但因配管路徑變成一個，故塗佈裝置全體的空間變成有利的構成。
2‧‧‧基台
10‧‧‧基板
21‧‧‧平台
21a‧‧‧吸引孔
22、37‧‧‧軌條
30‧‧‧塗佈單元
31‧‧‧腳部
33‧‧‧線性馬達
34‧‧‧開縫噴嘴部
34a‧‧‧開縫噴嘴
35‧‧‧滑塊
36‧‧‧伺服馬達
40‧‧‧基板保持手段
41‧‧‧壓力調節部
50‧‧‧配管
51‧‧‧主配管
51a‧‧‧主閥
52‧‧‧副配管
52a‧‧‧副閥
52b‧‧‧副調節器
53‧‧‧壓力計
81‧‧‧真空泵
82‧‧‧觸控面板
83‧‧‧鍵盤
90‧‧‧控制裝置
91‧‧‧控制本體部
91a‧‧‧主控制部
91b‧‧‧判定部
91c‧‧‧記憶部
92‧‧‧驅動控制部
93‧‧‧壓力控制部
94‧‧‧輸入/輸出裝置控制部
95‧‧‧外部裝置控制部
圖1是顯示與本發明的實施形態有關的塗佈裝置之斜視圖。
圖2是顯示塗佈單元的腳部附近之概略圖。
圖3是顯示塗佈裝置的真空泵與配管系統之概略圖。
圖4是顯示上述塗佈裝置的控制系統之方塊圖。
圖5是顯示上述塗佈裝置的動作之流程圖。
10‧‧‧基板
21‧‧‧平台
21a‧‧‧吸引孔
40‧‧‧基板保持手段
41‧‧‧壓力調節部
50‧‧‧配管
51‧‧‧主配管
51a‧‧‧主閥
52‧‧‧副配管
52a‧‧‧副閥
52b‧‧‧副調節器
53‧‧‧壓力計
81‧‧‧真空泵

Claims (3)

  1. 一種塗佈裝置，包含：承載基板之平台；使吸引力產生於形成於該平台的表面之吸引孔，並使基板吸附保持於平台的表面之基板保持手段；以及一邊對被保持於該平台的表面之基板相對地移動，一邊吐出塗佈液之塗佈單元，其特徵為：該基板保持手段具有可調節對基板的吸引力之壓力調節部，該壓力調節部可調節成吸附剛被承載於平台的表面後的基板之初期壓，與藉由該初期壓使基板吸附後，維持基板被保持於平台的表面的狀態之保持壓，該保持壓是設定為比該初期壓小，該基板保持手段具有：使吸引力產生於該吸引孔之吸引力產生裝置，與連通並連接該吸引力產生裝置與該吸引孔之配管，該壓力調節部分別各自具備：調節成該初期壓之配管路徑，與調節成該保持壓之配管路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項之塗佈裝置，其中在連結於該吸引孔之附近的配管裝設有壓力計，在該壓力計到達初期壓的情形下被調節成該保持壓。
  3. 一種塗佈裝置的基板保持方法，是包含如下構件之塗佈裝置的基板保持方法：承載基板之平台；使吸引力產生於該平台的表面並吸附保持基板之基板保持手段；以及一邊對被保持於該平台的表面之基板相對地移動，一邊吐出 塗佈液之塗佈單元，其特徵為：該基板保持手段具有可藉由調節附加於基板的壓力調節對基板的吸引力之壓力調節部，在藉由該壓力調節部使對被吸附於平台的表面的基板之壓力到達預定的初期壓後，調節成比該初期壓小的保持壓並保持有基板，該基板保持手段具有：使吸引力產生於該吸引孔之吸引力產生裝置，與連通並連接該吸引力產生裝置與該吸引孔之配管，該壓力調節部分別各自具備：調節成該初期壓之配管路徑，與調節成該保持壓之配管路徑。
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