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JP3653688B2 - Slit coat type coating device and slit coat type coating method - Google Patents

Slit coat type coating device and slit coat type coating method Download PDF

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JP3653688B2
JP3653688B2 JP19635398A JP19635398A JP3653688B2 JP 3653688 B2 JP3653688 B2 JP 3653688B2 JP 19635398 A JP19635398 A JP 19635398A JP 19635398 A JP19635398 A JP 19635398A JP 3653688 B2 JP3653688 B2 JP 3653688B2
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slit
plate
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスリットコート式塗布装置とスリットコート式塗布方法に係り、特にプラズマ、液晶ディスプレイ等の平板状の塗布対象物(以下、基板Wと言う)や半導体用ウエハー上にレジスト液、スラリー等の各種液状塗布液を均一な薄膜状態で塗布する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
各種電子機器のディスプレイ装置の表示部に用いられるガラス製の平板状の基板上、あるいは半導体製造用ウエハー上に、フォトレジスト液や絶縁材料、はんだレジストなどの各種塗布流体を塗布する方法として、基板の短辺またはウエハーの直径に該当する幅寸法の全長を有するスリット状の開口部を備えた塗布ヘッドを用いて、スリット状のスリット開口部から一定量の所定塗布液を吐出しつつ、塗布ヘッド側もしくは基板側を一定速度で相対移動することで均一な薄膜を形成するスリットコート式塗布装置が近年多く採用されている。
【0003】
このスリットコート式塗布装置によれば、所望の塗布面形成(例えば膜厚1.5μm±5%)に必要な吐出流体量を必要形成量の1.1倍以下に抑えることができることから、上記のスピンコート式塗布装置との比較において無駄になる塗布流体の消費を大幅に削減することができるものである。
【0004】
しかし、このスリットコート式塗布装置は、一回の相対移動における塗布のみで均一な薄膜を得るようにしているために、吐出流体をスリット開口部の全長に亘り均一な膜厚で吐出する条件と、スリット開口部から吐出した吐出流体の膜厚を引き伸ばしつつ均一な薄膜にする条件と、さらに塗布開始時と塗布終了時における不安定領域を最少化する条件とが必要となる。
【0005】
一方、特開平10−421号公報に開示の「ダイコータの塗布方法」によれば、塗布ヘッドに非接触式距離測定センサーを固定し、このセンサーにより予め塗布有効面と塗布ヘッド開口部の間の間隙を測定し、基準値との偏差を演算した後に、演算結果に基づき塗布ヘッドを相対移動しつつ塗布することで、基板のうねり、そり、厚みむらに対処するようにして均一な塗布を行なうことが記載されている。
【0006】
また、本願出願人は、塗布工程前にレーザー走査式の検出装置により塗布有効面を非接触で走査して異物検出を行なう工程を実施することにより100〜200ミクロンの大きさの異物を検出している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザー走査式の検出装置によれば、異物にレーザー光が照射されて発生する干渉波形により異物の有無を検出している。このために、微少な異物の検出精度を高めるためには走査時間をより多く必要としており、塗布前の異物検出工程にかなりの時間を要する問題があった。また、この方法においては、検出できる異物の大きさには限界があり、数10ミクロン程度の小さなものは検出することができなかった。
【0008】
また、基板を吸着して保持する保持盤と基板の間に存在する異物によって基板の高さが次第に変化する状態は、干渉波形を得ることができないので検出が非常に困難となる。このために多くの場合において異常なしが検出されてしまい、そのまま塗布工程に移行し、塗布が行われると、塗布ヘッド開口部の先端部分と次第に高くなっている基板表面が先ず接触し、さらに塗布ヘッドが相対移動されると、塗布ヘッド開口部が強く基板を押すことで基板を破損する事態となる。
【0009】
このように、基板が破損したことで、初めて基板と保持盤との間の異物の介在を知ることになるので、作業者は破損した基板を異物とともに取り除くことで、塗布工程を再開することになるが、このとき塗布ヘッド開口部の先端部にも破損が発生する。この塗布ヘッド開口部の先端部の破損は、塗布流体のすじ引き等の発生原因となるので、塗布ヘッドの交換作業及び調整作業がさらに必要となる。この結果、スリットコート式塗布装置ひいては基板製造ラインの全体に対して長時間に及ぶ運転停止を強いる問題がある。さらに、塗布ヘッドの先端部は精密加工を要するためにかなり高価であるので、先端部の破損は極力避けたい。
【0010】
したがって、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、スリットコート式塗布装置において、塗布前の異物検出工程をなくすことで、サイクルタイムを短くすることができ、かつ基板上に存在する異物または基板保持盤と基板の間に存在する異物によって、塗布ヘッドが損傷されることによるコスト負担を回避でき、長時間に及ぶ運転停止の虞を解消し、さらに数10ミクロンまでの微少な異物に対応可能なスリットコート式塗布装置とスリットコート式塗布方法の提供を目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために本発明によれば、基板保持盤上に保持された塗布対象である平面の基板の塗布有効面上に塗布流体をスリット状の開口部から流出する塗布ヘッドと、前記塗布有効面から前記開口部を所定間隙分離間させて前記基板を前記塗布ヘッドに対して相対移動する相対移動手段とを備えたスリットコート式塗布装置であって、前記開口部のヘッド先端部に対して併設されるとともに、前記塗布有効面に沿う直線状の保護先端部を有する板状部材と、該板状部材に固定されることで前記相対移動にともない前記保護先端部が前記基板上に在る異物に衝突することまたは前記基板保持盤と前記基板の間に異物が在るときに前記基板の表面に衝突することを検出する衝突検出手段と、前記検出したときに前記相対移動手段を強制停止する制御手段とを具備することを特徴としている。
【0012】
また、前記板状部材を前記ヘッド先端部の両側に配設することで、往復の前記相対移動における衝突検出を可能にするとともに、前記ヘッド先端部の保護を行なうことを特徴としている。
【0013】
そして、基板保持盤上に塗布対象である平面の基板を保持する工程と、前記基板の塗布有効面上に塗布流体をスリット状の開口部を有する塗布ヘッドから流出する工程と、前記塗布有効面から前記開口部を所定間隙分離間させて前記基板を前記塗布ヘッドに対して相対移動する工程とを備えたスリットコート式塗布方法であって、前記開口部のヘッド先端部に対して併設されるとともに、前記塗布有効面に沿う直線状の保護先端部を有する板状部材と、該板状部材に固定されることで前記相対移動にともない前記保護先端部が基板上に在る異物に衝突することまたは前記基板保持盤と前記基板の間に異物が在るときに前記基板の表面に衝突することを検出する工程と、前記検出したときに前記相対移動の工程を強制停止する工程と、異常状態を知らせる工程とを具備することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について、添付図を参照して述べる。
【0015】
先ず、図1は、塗布ヘッド1により塗布対象である平面の基板Wの塗布有効面上に塗布流体Tを所定厚さで流出して塗布を行う様子を模式的に示した動作原理図である。
【0016】
本図において、塗布ヘッド1には供給管2と排出管3とが接続されており、供給管2を介して塗布流体が供給されスリット状の開口部1aを介して略シート状に吐出する一方で、排出管3を介して塗布直後の塗布流体を排出するように構成されており、後述する昇降機構により昇降するように構成されている。
【0017】
この塗布ヘッド1は、基板Wの搬送を待つための待機位置(P1)に上昇して待機しており、基板Wが搬送され吸着保持盤13上において吸着孔13aに供給される負圧により吸引されて不図示の位置決め装置により位置決めされて保持されるのを待つ。図示のように基板Wが保持されると一定の位置(P2)に下降し、塗布ヘッド1のスリット状の開口部1aにより決定される一直線の塗布開始線からの塗布を行なうために塗布ヘッド1に供給する塗布流体Tに常に一定の圧力を与えられて、膜厚が所定の均一膜を得るようにする。このとき後述の各弁を開閉駆動することで圧力の印加された塗布流体を塗布ヘッド1に安定供給しつつ矢印方向に相対移動することで、塗布ヘッド1内に貯留していた塗布流体をスリット状の開口部1aを介して押し出すことで位置(P3)までの定量吐出を行ない塗布終了線を形成してから、再度待機位置(P4)に上昇する。
【0018】
このように塗布開始線を一直線で同じ位置となるように再現性を持たせることと、開始線から位置(P3)までの間において等厚の塗布を行うようにするためには、塗布ヘッド1内は貯留した塗布液で充填されており、塗布開始線での走行速度が所定の一定速度に到達している必要がある。また、図1に示すように塗布終了線のやや手前となる、適当な位置で流体供給の開閉弁を閉じ、塗布ヘッド1への供給を止め、塗布ヘッド1の残圧にて吐出される量で塗布を行う。この後に、P3で示す位置に塗布ヘッド1が到着すると、これを上昇させると略同時に、塗布ヘッド1に設けたサックバック機構を働かせることで、塗布ヘッド先端部と塗布した液切りとヘッド先端部に付着した液をスリット開口部1a内に一定量(一定時間)引き込み塗布動作を完了する。
【0019】
そして、図1のP1の位置に待機させた塗布ヘッド1をP2の位置へ塗布対象面を塗布ヘッド先端の距離を所定の設定値にすべく降下させ、塗布ヘッド1に対して弁が開放され供給が開始されると、P1位置からP2の位置へ基板Wの移動が加速され、塗布ヘッドがP2aの位置に到達するときは走行速度は最高塗布速度に到達して、その速度で等速塗布動作を行うようにしている。このようにして塗布ヘッドを基板Wに対して近接させることで塗布開始線からの塗布膜の再現性(品質)が左右される。また、P3位置では、塗布完了時において基板Wに塗布した塗布液と塗布ヘッド1内の塗布液の互いの引っ張り合いによってその状態がその都度変化する。また、P4の待機位置から再度P1の待機位置に戻る際に、基板Wが反対方向に相対移動しつつ塗布を行なうことで、連続して塗布を行なうことも可能である。
【0020】
以上のような塗布動作を行なう塗布ヘッド1には、板状部材6、7が移動方向の前後において図示のように併設される。これらの板状部材6、7は、基板Wの塗布有効面に沿う直線状の保護先端部6a、7aが直線状になるように精密加工されており、塗布ヘッド1の直線状の開口部1aのヘッド先端部に対して平行になるように正確に精度出しされて固定される。これら板状部材6、7の内で、塗布の移動の先頭側となる板状部材6の上には微弱な振動を検出する振動センサー5が固定されている。尚、図では両方向に塗布ヘッド1が基板に対して相対移動する様子を示しているが、一方向のみの相対移動による塗布であっても良く、この場合には進行方向の前側のみに板状部材6と振動センサー5を取付ければ良いことになる。
【0021】
また、開口部1aと基板表面の間の間隙を一定にするために、距離センサー8が板状部材6及び7の上に振動を抑制しない状態で夫々固定されている。この距離センサーとしては、光学的または電気的に距離測定を行なう非接触式のセンサーが好ましいが、特に限定されない。
【0022】
図2は、以上説明の動作原理に基づく塗布ヘッド1を2機分配設したスリットコート式塗布装置10を一部破断して示した外観斜視図である。
【0023】
本図において、装置10の基部となるフレーム11には昇降エアシリンダー12が配設されている。また、フレーム11上にはモータ15が固定されており、このモータ15の出力軸のネジ軸15aを回動駆動するとともに、このネジ軸15aに螺合するリニアガイド14を往復駆動するように構成されている。また、各塗布ヘッド1は両端において上記の昇降エアシリンダー12を設けた昇降部材4に対して固定されており、各エアシリンダー12の駆動により吸着保持盤13上に吸着保持された基板Wの塗布面に対して相対上下駆動するように構成されている。また、昇降エアシリンダーの上には微少調整用のサーボモータ120が固定されている。吸着保持盤13の底面には上記のリニアガイド14が固定されており、モータ15への通電にともない矢印方向に往復移動するようにして上記の相対移動にともなう塗布を可能にしている。
【0024】
そして、吸着保持盤13が図示の位置に待機しているときに、ロボットアーム18上に載置された基板Wが搬送される。この装置10の右上にはアラームライト20が設けられており、異物により何らかの支障が発見されたときに作業者に警報とともに知らせるように構成されている。また装置前面には操作パネル19が設けられており、各調整ツマミ類の調整を行なえるようにしている。
【0025】
図3は、塗布ヘッド1の配管図であって、図1で既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛する。本図において、塗布流体Tは、供給部であるタンク24中に貯えられており、制御部22で制御される空電ユニット23からの供給されるガス供給圧力により流路25中に塗布流体Tを所定供給圧力で送り込む。この流路25には、真空ポンプ29に対して電磁弁28を介して接続されることで内部を真空状態に近づけるようにした脱ガス装置26が接続されており、装置26内の脱ガス管27に真空が作用することで塗布流体Tに混入したガスを除去するようにして、ガスの影響によるすじ引きのない塗布を実現可能にしている。塗布流体Tはその後、オンオフ弁31に送られ、サックバック弁30を経由して供給管2に送られる。またオンオフ弁31とサックバック弁30の間の流路から分岐してオンオフ弁31が図示のようにさらに接続されているが、このオンオフ弁31は、流路25及び供給管2内の残圧を開放するために所定ストロークで駆動される栓体を開くようにして流路25及び供給管2を大気に開放する残圧開放弁として機能するものである。
【0026】
この残圧開放弁は、塗布終了時点において流路を一定期間大気に開放し、圧力を急速に下げることで、この残圧開放弁を設けない場合に比べて塗布流体の供給を急速に低下させるためのものである。この残圧開放弁から外部に放出された塗布流体は容器32で回収される。
【0027】
また、塗布ヘッド1の排出管3は図示のように左右端部に固定されており、集合した排出管より排出される。また、上記の塗布ヘッド1の供給管2に接続されたサックバック弁30は、供給管2内の体積を一時的に減少するために所定ストロークで駆動される栓体を有している。また、このサックバック弁30と供給部との間に接続されるオンオフ弁31にも所定ストロークで駆動される栓体が内蔵されており、この栓体により流路を開閉するように構成されている。
【0028】
一方、振動センサー5には振動検出信号が入力される制御装置22が接続されている。この制御装置22には上記のアラームライト20が接続されている。
【0029】
図4は、上記のように構成されるスリットコート式塗布装置の動作説明のための要部拡大図であって、図4(a)は基板Wの塗布面上に異物Gが固着している場合を示し、また図4(b)は、基板Wの塗布面の裏面上に異物Gが固着しており、吸着保持盤13上に吸着保持された場合を示したものである。
【0030】
先ず、図4(a)に示した場合において、基板Wが塗布ヘッド1に対して相対移動されつつ塗布を行ない、異物Gに板状部材6の保護先端部6aに対して衝突すると、この状態を振動センサー5が捉えて衝突検出信号を制御部22に送ることで、その後の塗布動作を強制停止する。また、図4(b)に示した場合において、基板Wが実線で示す塗布ヘッド1に対して相対移動されつつ塗布を行ない、破線図示の位置に塗布ヘッド1が相対移動すると板状部材6の保護先端部6aに対して基板Wの表面が衝突する状態になる。この状態を振動センサー5が捉えて衝突検出信号を制御部22に送ることで、その後の塗布動作を強制停止することで、基板Wの破損を未然に防止するとともに、塗布ヘッド1の開口部1aの先端部の破損を確実に防止する。
【0031】
図5は、図4の動作に係るフローチャートであって、制御例を示している。本図において、動作が開始すると、ステップS1で距離センサー8により基板面からの距離が測定されその測定結果に基づき、図1のP1位置からP2位置への移動が行なわれて塗布開始準備が行なわれる。続いてステップS2に進み、位置P3に相対移動しつつ塗布が行われて、ステップS3において振動センサー5により衝突検出が開始されて、ステップS4で衝突検出の有無が判断され、衝突検出有りのときには、ステップS5−1に進みモータ15への通電を強制停止する。その直後にステップS6で、アラームライト20を起動して作業者に異常発生を知らせてリターンし、S7で作業者が破損基板を除去した後に、S8で次の基板の塗布開始準備をする。またステップS4では衝突検出無しの場合には、S5−2でP3の位置まで塗布動作を継続し、P4の位置までヘッドを上昇した後に、S8で次の基板の塗布開始準備をする。
【0032】
以上の説明では、矩形基板の場合についてのみ説明したが、これに限定されずスリットコート式塗布方法による塗布基板であって、平面の矩形基板及び円形平面状の半導体用ウエハーに対しても適用可能である。
【0033】
尚、本発明は上記の各実施形態に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれることは無論である。
【0034】
【発明の効果 】
以上説明したように、本発明によれば、スリットコート式塗布装置において、塗布前の異物検出工程をなくすことで、サイクルタイムを短くすることができ、かつ基板上に存在する異物または基板保持盤と基板の間に存在する異物によって、塗布ヘッドが損傷されることで長時間に及ぶ運転停止の虞を解消したスリットコート式塗布装置とスリットコート式塗布方法を提供することができる。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】塗布ヘッド1により塗布対象である平面の基板Wの塗布有効面上に塗布流体Tを所定厚さで流出して塗布を行う様子を示した動作原理図である。
【図2】スリットコート式塗布装置の一部を破断して示した外観斜視図である。
【図3】塗布ヘッドの配管図である。
【図4】振動センサーによる異物検出の動作説明図である。
【図5】図4の動作説明フローチャートである。
【符号の説明】
1 塗布ヘッド
2 供給管
3 排出管
4 昇降部材
5 振動センサー
10塗布装置
12エアシリンダー
13吸着保持盤
15モータ
18ロボットアーム
20アラームライト
22制御部
24タンク
25流路
26脱ガス装置
T 塗布流体
W 基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a slit coat type coating apparatus and a slit coat type coating method, and in particular, a resist solution, a slurry or the like on a flat coating object (hereinafter referred to as a substrate W) such as plasma or a liquid crystal display or a semiconductor wafer. The present invention relates to a technique for applying various liquid coating solutions in a uniform thin film state.
[0002]
[Prior art]
As a method for applying various coating fluids such as a photoresist solution, an insulating material, and a solder resist onto a glass flat substrate used for a display unit of a display device of various electronic devices or a semiconductor manufacturing wafer, Using a coating head having a slit-shaped opening having a short side or a full length corresponding to the diameter of the wafer, a predetermined amount of a predetermined coating solution is discharged from the slit-shaped slit opening, and the coating head In recent years, a slit coat type coating apparatus that forms a uniform thin film by relatively moving the substrate side or the substrate side at a constant speed has been widely employed.
[0003]
According to this slit coat type coating apparatus, the amount of ejected fluid required for forming a desired coating surface (for example, a film thickness of 1.5 μm ± 5%) can be suppressed to 1.1 times or less of the required forming amount. Therefore, it is possible to greatly reduce the consumption of the application fluid that is wasted in comparison with the spin coating type coating apparatus.
[0004]
However, since this slit coat type coating apparatus is designed to obtain a uniform thin film only by coating in a single relative movement, the conditions for discharging the discharge fluid with a uniform film thickness over the entire length of the slit opening Further, it is necessary to have a condition for forming a uniform thin film while increasing the film thickness of the discharge fluid discharged from the slit opening, and further a condition for minimizing the unstable region at the start and end of application.
[0005]
On the other hand, according to “Die coater coating method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-421, a non-contact distance measuring sensor is fixed to the coating head, and the sensor between the coating effective surface and the coating head opening in advance. After measuring the gap and calculating the deviation from the reference value, coating is performed while moving the coating head relatively based on the calculation result, and uniform coating is performed so as to deal with substrate waviness, warpage, and thickness unevenness. It is described.
[0006]
In addition, the applicant of the present application detects foreign matter having a size of 100 to 200 microns by performing a step of detecting foreign matter by scanning the effective coating surface in a non-contact manner with a laser scanning type detection device before the coating step. ing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the laser scanning type detection device, the presence or absence of a foreign object is detected by an interference waveform generated by irradiating the foreign object with laser light. For this reason, in order to increase the detection accuracy of minute foreign matter, more scanning time is required, and there is a problem that a considerable time is required for the foreign matter detection step before coating. In this method, the size of foreign matter that can be detected is limited, and a small foreign substance of about several tens of microns cannot be detected.
[0008]
In addition, the state in which the height of the substrate gradually changes due to foreign substances existing between the holding plate that holds the substrate and the substrate is difficult to detect because an interference waveform cannot be obtained. For this reason, in many cases, no abnormality is detected, the process proceeds to the coating process as it is, and when coating is performed, the tip portion of the coating head opening first comes into contact with the gradually increasing substrate surface, and further coating is performed. When the head is relatively moved, the coating head opening strongly presses the substrate, resulting in damage to the substrate.
[0009]
In this way, since the substrate is damaged, it will be known for the first time that foreign matter is interposed between the substrate and the holding plate, so that the operator can resume the coating process by removing the damaged substrate together with the foreign matter. However, at this time, the tip of the coating head opening is also damaged. Since the breakage of the tip of the coating head opening causes the application fluid to be drawn, for example, the coating head must be replaced and adjusted. As a result, there is a problem that the slit coat type coating apparatus, and thus the entire substrate production line, is forced to stop for a long time. Furthermore, since the tip of the coating head requires a precision process and is quite expensive, it is desirable to avoid damage to the tip as much as possible.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and in the slit coat type coating apparatus, the cycle time can be shortened by eliminating the foreign matter detection step before coating, and exists on the substrate. The cost burden due to the coating head being damaged by the foreign matter or the foreign matter existing between the substrate holding plate and the substrate can be avoided, the possibility of long-term operation stoppage is eliminated, and the fineness is as small as several tens of microns. An object of the present invention is to provide a slit coat type coating apparatus and a slit coat type coating method capable of handling foreign substances.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, the coating fluid flows out from the slit-shaped opening onto the coating effective surface of the planar substrate to be coated held on the substrate holding plate. A slit coat-type coating apparatus comprising: a coating head that performs a predetermined gap separation from the coating effective surface; and a relative movement unit that moves the substrate relative to the coating head. A plate-like member having a linear protective tip along the coating effective surface and fixed to the plate-like member so as to move along with the relative movement. A collision detecting means for detecting that the unit collides with a foreign substance existing on the substrate or a collision with a surface of the substrate when a foreign substance exists between the substrate holding plate and the substrate; Said phase It is characterized by comprising a control means for forcibly stopping the movement means.
[0012]
In addition, the plate-like member is disposed on both sides of the head front end portion, thereby enabling collision detection in the reciprocal relative movement and protecting the head front end portion.
[0013]
A step of holding a flat substrate to be coated on a substrate holding plate; a step of flowing a coating fluid from a coating head having a slit-shaped opening on the coating effective surface of the substrate; and the coating effective surface And a step of moving the substrate relative to the coating head with a predetermined gap separation between the substrate and the coating portion, and a slit coating type coating method provided alongside the head end of the opening. And a plate-like member having a linear protective tip along the effective coating surface, and the protective tip collides with a foreign substance on the substrate with the relative movement by being fixed to the plate-like member. Or detecting a collision with the surface of the substrate when there is a foreign object between the substrate holding plate and the substrate , forcibly stopping the relative movement step when detected, Status It is characterized by comprising a step of informing.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0015]
First, FIG. 1 is an operation principle diagram schematically showing a state in which application fluid T flows out with a predetermined thickness onto an effective application surface of a flat substrate W to be applied by the application head 1. .
[0016]
In this figure, a supply pipe 2 and a discharge pipe 3 are connected to the coating head 1, and a coating fluid is supplied through the supply pipe 2 and discharged into a substantially sheet shape through a slit-shaped opening 1a. Thus, it is configured to discharge the coating fluid immediately after coating through the discharge pipe 3, and is configured to be lifted and lowered by a lifting mechanism described later.
[0017]
The coating head 1 is lifted to a standby position (P1) for waiting for the transfer of the substrate W and is in a standby state, and is sucked by the negative pressure supplied to the suction hole 13a on the suction holding plate 13 after the substrate W is transported. Then, it waits for being positioned and held by a positioning device (not shown). As shown in the drawing, when the substrate W is held, the coating head 1 descends to a certain position (P2) and performs coating from a straight coating start line determined by the slit-like opening 1a of the coating head 1. A constant pressure is always applied to the coating fluid T supplied to the film to obtain a uniform film having a predetermined film thickness. At this time, the application fluid stored in the coating head 1 is slit by moving relative to the direction of the arrow while stably supplying the coating fluid to which the pressure is applied by opening and closing each valve described later. The liquid is ejected through the opening 1a to form a constant amount of discharge up to the position (P3) to form a coating end line, and then rises again to the standby position (P4).
[0018]
In this way, in order to provide reproducibility so that the coating start line is in the same position in a straight line and to perform uniform coating between the starting line and the position (P3), the coating head 1 The inside is filled with the stored coating liquid, and the traveling speed on the coating start line needs to reach a predetermined constant speed. Further, as shown in FIG. 1, the fluid supply on / off valve is closed at an appropriate position slightly before the coating end line, the supply to the coating head 1 is stopped, and the amount discharged by the residual pressure of the coating head 1 Apply with. Thereafter, when the coating head 1 arrives at the position indicated by P3, when the coating head 1 is lifted, the suction head mechanism provided on the coating head 1 is operated at the same time, so that the coating head tip, the applied liquid drain and the head tip are applied The liquid adhering to is drawn into the slit opening 1a by a fixed amount (fixed time) to complete the coating operation.
[0019]
Then, the coating head 1 that has been waiting at the position P1 in FIG. 1 is lowered to the position P2 so that the distance to the tip of the coating head reaches a predetermined set value, and the valve is opened with respect to the coating head 1. When the supply is started, the movement of the substrate W is accelerated from the P1 position to the P2 position, and when the coating head reaches the P2a position, the traveling speed reaches the maximum coating speed, and the uniform coating is performed at that speed. I try to do it. In this manner, the reproducibility (quality) of the coating film from the coating start line is influenced by bringing the coating head close to the substrate W. Further, at the position P3, the state changes each time due to the mutual pulling of the coating liquid applied to the substrate W and the coating liquid in the coating head 1 at the completion of coating. Further, when returning from the standby position of P4 to the standby position of P1 again, it is possible to perform coating continuously by applying the substrate W while relatively moving in the opposite direction.
[0020]
The coating head 1 that performs the coating operation as described above is provided with plate-like members 6 and 7 as shown in the figure before and after the moving direction. These plate-like members 6 and 7 are precisely processed so that the linear protective tip portions 6 a and 7 a along the coating effective surface of the substrate W are linear, and the linear opening 1 a of the coating head 1. The head is accurately fixed and fixed so as to be parallel to the tip of the head. Among these plate-like members 6, 7, a vibration sensor 5 that detects weak vibration is fixed on the plate-like member 6 that is the leading side of the movement of application. Although the drawing shows a state in which the coating head 1 moves relative to the substrate in both directions, it may be applied by relative movement in only one direction. In this case, a plate-like shape is formed only on the front side in the traveling direction. The member 6 and the vibration sensor 5 may be attached.
[0021]
Further, in order to make the gap between the opening 1a and the substrate surface constant, the distance sensor 8 is fixed on the plate-like members 6 and 7 without suppressing vibration. The distance sensor is preferably a non-contact type sensor that optically or electrically measures the distance, but is not particularly limited.
[0022]
FIG. 2 is an external perspective view showing a slit coat type coating apparatus 10 in which two coating heads 1 based on the operation principle described above are arranged, partially broken.
[0023]
In this figure, an elevating air cylinder 12 is disposed on a frame 11 which is a base portion of the apparatus 10. A motor 15 is fixed on the frame 11. The screw shaft 15a of the output shaft of the motor 15 is driven to rotate, and the linear guide 14 that is screwed to the screw shaft 15a is driven to reciprocate. Has been. Further, each coating head 1 is fixed to the lifting member 4 provided with the lifting air cylinder 12 at both ends, and the coating of the substrate W sucked and held on the suction holding plate 13 by driving each air cylinder 12 is performed. It is configured to be driven up and down relative to the surface. A servo motor 120 for fine adjustment is fixed on the lift air cylinder. The linear guide 14 is fixed to the bottom surface of the suction holding plate 13 so as to reciprocate in the direction of the arrow as the motor 15 is energized so that the coating can be performed with the relative movement.
[0024]
The substrate W placed on the robot arm 18 is transported while the suction holding board 13 is waiting at the position shown in the drawing. An alarm light 20 is provided on the upper right of the apparatus 10 and is configured to notify an operator together with an alarm when any trouble is detected by a foreign object. In addition, an operation panel 19 is provided on the front side of the apparatus so that adjustment knobs can be adjusted.
[0025]
FIG. 3 is a piping diagram of the coating head 1. Components already described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In this figure, the coating fluid T is stored in a tank 24 which is a supply unit, and the coating fluid T is placed in the flow path 25 by the gas supply pressure supplied from the aeroelectric unit 23 controlled by the control unit 22. At a predetermined supply pressure. The flow path 25 is connected to a degassing device 26 that is connected to a vacuum pump 29 via an electromagnetic valve 28 so that the inside is brought close to a vacuum state. By applying a vacuum to 27, the gas mixed in the coating fluid T is removed, thereby making it possible to realize coating without streaking due to the influence of the gas. Thereafter, the coating fluid T is sent to the on / off valve 31 and sent to the supply pipe 2 via the suck back valve 30. Further, the ON / OFF valve 31 is further connected as shown in the figure by branching from the flow path between the ON / OFF valve 31 and the suck back valve 30, and this ON / OFF valve 31 is connected to the flow path 25 and the residual pressure in the supply pipe 2. It functions as a residual pressure release valve that opens the flow path 25 and the supply pipe 2 to the atmosphere by opening a plug that is driven with a predetermined stroke to release the valve.
[0026]
This residual pressure release valve opens the flow path to the atmosphere for a certain period of time at the end of application and rapidly reduces the pressure, thereby rapidly reducing the supply of application fluid compared to the case where this residual pressure release valve is not provided. Is for. The coating fluid discharged to the outside from the residual pressure release valve is collected in the container 32.
[0027]
Further, the discharge pipe 3 of the coating head 1 is fixed to the left and right ends as shown in the figure, and is discharged from the collected discharge pipe. Further, the suck back valve 30 connected to the supply pipe 2 of the coating head 1 has a plug that is driven with a predetermined stroke in order to temporarily reduce the volume in the supply pipe 2. The on / off valve 31 connected between the suck-back valve 30 and the supply unit also has a built-in plug body that is driven with a predetermined stroke, and is configured to open and close the flow path by the plug body. Yes.
[0028]
On the other hand, a control device 22 to which a vibration detection signal is input is connected to the vibration sensor 5. The control device 22 is connected with the alarm light 20 described above.
[0029]
4 is an enlarged view of a main part for explaining the operation of the slit coat type coating apparatus configured as described above, and FIG. 4A shows a foreign substance G fixed on the coating surface of the substrate W. FIG. FIG. 4B shows a case where the foreign matter G is fixed on the back surface of the coated surface of the substrate W and is sucked and held on the suction holding platen 13.
[0030]
First, in the case shown in FIG. 4A, when the substrate W is applied while being moved relative to the application head 1, and the foreign object G collides against the protective tip 6 a of the plate-like member 6, this state is obtained. Is detected by the vibration sensor 5 and a collision detection signal is sent to the control unit 22 to forcibly stop the subsequent coating operation. In the case shown in FIG. 4B, application is performed while the substrate W is moved relative to the application head 1 indicated by the solid line, and when the application head 1 is moved relative to the position shown by the broken line, the plate-like member 6 is moved. The surface of the substrate W collides with the protective tip 6a. The vibration sensor 5 captures this state and sends a collision detection signal to the control unit 22 to forcibly stop the subsequent coating operation, thereby preventing the substrate W from being damaged and opening the opening 1a of the coating head 1. To prevent damage to the tip of the.
[0031]
FIG. 5 is a flowchart relating to the operation of FIG. 4 and shows a control example. In this figure, when the operation is started, the distance from the substrate surface is measured by the distance sensor 8 in step S1, and based on the measurement result, the movement from the P1 position to the P2 position in FIG. It is. Then the process proceeds to step S2, are performed coated with relative movement to the position P3, collision detection is initiated by the vibration sensor 5 in step S3, it is determined the presence or absence of collision detection in step S4, when there is detected a collision In step S5-1, the power supply to the motor 15 is forcibly stopped. Immediately after that, in step S6, the alarm light 20 is activated to notify the operator of the occurrence of an abnormality, and the process returns. If no collision is detected in step S4, the coating operation is continued to the position P3 in S5-2, the head is raised to the position P4, and preparation for starting the coating of the next substrate is performed in S8.
[0032]
In the above description, only the case of a rectangular substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and is a coated substrate by a slit coat type coating method, and can be applied to a flat rectangular substrate and a circular flat semiconductor wafer. It is.
[0033]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is a matter of course that the present invention is included even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention.
[0034]
【The invention's effect 】
As described above, according to the present invention, in the slit coat type coating apparatus, the cycle time can be shortened by eliminating the foreign matter detection step before coating, and foreign matter existing on the substrate or the substrate holding plate. A slit coat type coating apparatus and a slit coat type coating method can be provided in which the coating head is damaged by foreign matters existing between the substrate and the substrate, thereby eliminating the possibility of long-term shutdown.
[0035]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an operation principle diagram showing a state in which coating fluid T flows out with a predetermined thickness onto a coating effective surface of a flat substrate W to be coated by a coating head 1;
FIG. 2 is an external perspective view showing a part of the slit coat type coating apparatus in a broken state.
FIG. 3 is a piping diagram of a coating head.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of foreign object detection by a vibration sensor.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coating head 2 Supply pipe 3 Discharge pipe 4 Elevating member 5 Vibration sensor 10 Coating device 12 Air cylinder 13 Adsorption holding board 15 Motor 18 Robot arm 20 Alarm light 22 Control part 24 Tank 25 Flow path 26 Degassing device T Coating fluid W Substrate

Claims (3)

基板保持盤上に保持された塗布対象である平面の基板の塗布有効面上に塗布流体をスリット状の開口部から流出する塗布ヘッドと、前記塗布有効面から前記開口部を所定間隙分離間させて前記基板を前記塗布ヘッドに対して相対移動する相対移動手段とを備えたスリットコート式塗布装置であって、前記開口部のヘッド先端部に対して併設されるとともに、前記塗布有効面に沿う直線状の保護先端部を有する板状部材と、該板状部材に固定されることで前記相対移動にともない前記保護先端部が前記基板上に在る異物に衝突することまたは前記基板保持盤と前記基板の間に異物が在るときに前記基板の表面に衝突することを検出する衝突検出手段と、前記検出したときに前記相対移動手段を強制停止する制御手段とを具備することを特徴とするスリットコート式塗布装置。A coating head for flowing a coating fluid from a slit-shaped opening onto a coating effective surface of a flat substrate to be coated held on a substrate holding plate, and the opening from the coating effective surface is separated by a predetermined gap. A slit coat type coating apparatus including a relative moving means for relatively moving the substrate with respect to the coating head, and is provided along the head end portion of the opening and along the coating effective surface. A plate-shaped member having a linear protective tip, and the protective tip collides with a foreign substance on the substrate with the relative movement by being fixed to the plate-shaped member, or the substrate holding plate, And a collision detection means for detecting a collision with the surface of the substrate when a foreign substance is present between the substrates, and a control means for forcibly stopping the relative movement means when detected. You Slit coating type application apparatus. 前記板状部材を前記ヘッド先端部の両側に配設することで、往復の前記相対移動における衝突検出を可能にするとともに、前記ヘッド先端部の保護を行なうことを特徴とする請求項1に記載のスリットコート式塗布装置。 2. The plate-like member is disposed on both sides of the head tip, thereby enabling collision detection in the reciprocal relative movement and protecting the head tip. Slit coat type coating device. 基板保持盤上に塗布対象である平面の基板を保持する工程と、前記基板の塗布有効面上に塗布流体をスリット状の開口部を有する塗布ヘッドから流出する工程と、前記塗布有効面から前記開口部を所定間隙分離間させて前記基板を前記塗布ヘッドに対して相対移動する工程とを備えたスリットコート式塗布方法であって、前記開口部のヘッド先端部に対して併設されるとともに、前記塗布有効面に沿う直線状の保護先端部を有する板状部材と、該板状部材に固定されることで前記相対移動にともない前記保護先端部が基板上に在る異物に衝突することまたは前記基板保持盤と前記基板の間に異物が在るときに前記基板の表面に衝突することを検出する工程と、前記検出したときに前記相対移動の工程を強制停止する工程と、異常状態を知らせる工程とを具備することを特徴とするスリットコート式塗布方法。A step of holding a planar substrate to be coated on a substrate holder, a step of flowing a coating fluid from a coating head having a slit-shaped opening on the coating effective surface of the substrate, and the coating effective surface from the coating effective surface A slit coat type coating method comprising a step of separating the opening relative to the coating head with a predetermined gap separation, and being provided alongside the head tip of the opening, A plate-like member having a linear protective tip along the effective coating surface, and being fixed to the plate-like member, the protective tip collides with a foreign substance on the substrate with the relative movement, or Detecting a collision with the surface of the substrate when foreign matter is present between the substrate holding plate and the substrate; forcibly stopping the relative movement step when detected; and an abnormal state. News Slit coating type coating method characterized by comprising the steps.
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