JP7344533B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。

半導体又はガラス等の基板に薄膜を形成するため、基板上に所定の液体をスリットノズル等から吐出する塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。スリットノズルを用いた塗布装置では、塗布時における基板表面とスリットノズル下端との距離である塗布ギャップを適正に調整する必要がある。特許文献１に記載の塗布装置では、基板載置部のうち、スリットノズルによる塗布開始側に検出部が設けられており、この検出部の結果を用いて基板載置部の載置面に対するスリットノズルの高さを調整している。

特許第４８０３７１４号公報

近年の塗布装置では、基板の大型化に伴い基板載置部が大型化し、さらにスリットノズルの幅も大きくかつ移動範囲も広くなっている。その結果、載置面とスリットノズル下端が移動する面（移動面）との平行度を確保することが難しくなっている。載置面に載置される基板は、載置面に沿うように配置されるので、載置面とスリットノズル下端の移動面とが平行でなくなると、塗布開始側でスリットノズルの高さ位置を調整しただけでは、塗布中において適正な塗布ギャップが確保されない可能性がある。塗布ギャップの変動は、基板に形成される薄膜の膜厚変動を招き、不良品の発生など、歩留まりを低下させることになる。

本発明は、塗布開始から塗布終了までの間にわたって適正な塗布ギャップを確保して、基板に形成される薄膜の膜厚変動を抑制することが可能な塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様においては、基板の表面に液体を塗布する塗布装置が提供される。塗布装置は、基板を載置する載置面を有する基板載置部を備える。塗布装置は、載置面に載置された基板の上面に塗布液を吐出するスリットノズルを備える。塗布装置は、載置面に沿った第１方向に、基板載置部とスリットノズルとを相対的に移動させる移動装置を備える。塗布装置は、基板に対してスリットノズルを昇降させる昇降装置を備える。塗布装置は、基板載置部の塗布開始側における第１方向と交差する第２方向に離間する２カ所に設けられ、載置面に対するスリットノズルの先端の開始側高さをそれぞれ検出する開始側検出部を備える。塗布装置は、基板載置部の塗布終了側における第２方向に離間する２カ所に設けられ、載置面に対するスリットノズルの先端の終了側高さをそれぞれ検出する終了側検出部を備える。塗布装置は、移動装置及び昇降装置を制御する制御部を備える。制御部は、液体の塗布が開始される前に、開始側高さの位置、及び終了側高さの位置を含む仮想面を設定する。制御部は、載置面と平行になるように仮想面を補正する補正量を示すデータを、液体を塗布するときにスリットノズルの先端を載置面に沿わせるべくスリットノズルの先端の高さを補正するための教示データとして生成する。制御部は、液体の塗布が行われるときに、教示データを用いて移動装置及び昇降装置を制御する。

本発明の第２態様においては、基板の表面に液体を塗布する塗布方法が提供される。塗布方法は、基板載置部の載置面に基板を載置することを含む。塗布方法は、載置面に沿った第１方向に、載置面に載置された基板の上面に塗布液を吐出するスリットノズルと基板載置部とを相対的に移動させることを含む。塗布方法は、基板に対してスリットノズルを昇降させることを含む。塗布方法は、基板載置部の塗布開始側における第１方向と交差する第２方向に離間する２カ所において、載置面に対するスリットノズルの先端の開始側高さをそれぞれ検出することを含む。塗布方法は、基板載置部の塗布終了側における第２方向に離間する２カ所において、載置面に対するスリットノズルの先端の終了側高さをそれぞれ検出することを含む。塗布方法は、液体の塗布が開始される前に、開始側高さの位置、及び終了側高さの位置を含む仮想面を設定する。塗布方法は、載置面載置面と平行になるように仮想面を補正する補正量を示すデータを、液体を塗布するときにスリットノズルの先端を載置面に沿わせるべくスリットノズルの先端の高さを補正するための教示データとして生成する。塗布方法は、液体の塗布が行われるときに、教示データを用いて移動の動作及び昇降の動作を制御する。

本発明の態様によれば、塗布開始から塗布終了までの間にわたって、適正な塗布ギャップを確保することできる。その結果、基板に形成される薄膜の膜厚変動を抑制して不良品の発生を防止し、歩留まりの低下を防止することができる。

第１実施形態に係る塗布装置の一例を模式的に示す平面図である。 塗布装置の一例を模式的に示す側面図である。 塗布装置の制御系の一例を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係る塗布装置１００を用いた塗布方法の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置の動作の一例をＹ方向から見た図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置の動作の一例をＸ方向から見た図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置の動作の一例をＹ方向から見た図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置の動作の一例をＸ方向から見た図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置の動作の一例を示す図である。 仮想面の一例を示す模式図である。 仮想面の他の例を示す模式図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置の動作の一例を示す図である。 開始側検出部及び終了側検出部の他の例を示す図である。 実施形態に係る塗布装置の制御方法の他の例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る塗布装置の一例を模式的に示す平面図である。 仮想面の他の例を示す模式図である

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面においては、各構成をわかりやすくするために、一部を強調して、あるいは一部を簡略化して表しており、実際の構造又は形状、縮尺等が異なっている場合がある。

また、図面においては、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。水平面における一方向がＸ方向であり、このＸ方向に直交する方向がＹ方向である。また、ＸＹ平面（水平面）に直交する方向がＺ方向である。Ｚ方向は上下方向と称する場合もある。本実施形態において、後述する基板載置部１０とスリットノズル２０との間の相対移動方向を第１方向Ｄ１と表記する。第１方向Ｄ１は、Ｘ方向と平行である。また、平面視で第１方向Ｄ１に直交する方向を第２方向Ｄ２と表記する。第２方向Ｄ２は、Ｙ方向と平行である。なお、ＸＹＺ座標系において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向を＋方向とし、矢印の方向とは反対の方向が－方向とする。本実施形態において、Ｘ方向に平行な方向を第１方向Ｄ１と表記し、Ｙ方向に平行な方向を第２方向Ｄ２と表記する場合がある。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る塗布装置１００の一例を模式的に示す平面図である。図２は、塗布装置１００の一例を模式的に示す側面図である。図１及び図２に示す塗布装置１００は、平面視において矩形板状の基板Ｓの表面に、薄膜を形成するための液体を塗布する。基板Ｓは、例えばガラス基板であるが、半導体ウェハ（シリコンウェハ）など、他の板状体であってもよい。また、基板Ｓは、矩形であることに限定されず、例えば円形であってもよい。塗布装置１００は、例えば、ファンアウト型ＰＬＰ（Fan-out Panel Level Package）技術において、基板Ｓの表面に、光の吸収又は加熱により変質する分離層を形成するための塗布液Ｑを塗布する場合等に用いられる。
また、塗布液Ｑは、上述した分離層を形成するための液以外であってもよいし、基板Ｓの表面にデバイス等を載置するために用いる接着層形成するための液であってもよいし、基板Ｓに塗布する感光性を有する薬液（レジスト）等であってもよい。

塗布装置１００は、図１及び図２に示すように、基板載置部１０と、スリットノズル２０と、移動装置３０と、昇降装置４０と、開始側検出部５０と、終了側検出部６０と、制御部７０とを備える。基板載置部１０は、平面視において矩形状に設けられ、ベース１２上に固定されている。基板載置部１０は、基板Ｓを載置するための載置面１１を有する。載置面１１は、基板Ｓを載置可能な寸法に設定され、平面視で基板Ｓよりも広い面積を有している。基板載置部１０の載置面１１には、例えば、基板搬送装置により外部から搬送された基板Ｓが載置される。また、基板載置部１０の載置面１１からは、例えば、基板搬送装置により基板Ｓが搬出される。なお、載置面１１に対する基板Ｓの載置及び搬出の一方又は双方は、作業者による手作業で行われてもよい。

基板載置部１０は、載置面１１に載置された基板Ｓを吸着させる構成を有してもよい。このような吸着機構としては、例えば、真空チャック、クランプ機構等が用いられる。真空チャックは、例えば、載置面１１に設けられた溝部と吸引装置とが接続され、この吸引装置を駆動することにより溝部内を負圧にして、載置面１１に載置された基板Ｓを載置面１１上に保持する構成を備える。また、クランプ機構は、載置面１１に載置された基板Ｓの端部の複数個所を挟み込むことで、基板Ｓを載置面１１に保持させる構成を備える。また、基板載置部１０は、基板Ｓを載置面１１上で位置決めするための位置決め部材を備えていてもよい。

ベース１２は、例えば、建屋の床面等に載置され、第１方向Ｄ１（Ｘ方向）及び第２方向Ｄ２（Ｙ方向）について、基板載置部１０よりも広い範囲にわたって設けられている。ベース１２は、第２方向Ｄ２の両側縁部に、それぞれ案内部１２ａが設けられる。案内部１２ａのそれぞれは、第１方向Ｄ１に直線状に延びて設けられる。案内部１２ａは、後述する門型フレーム２１を支持し、門型フレーム２１を第１方向Ｄ１に案内する。ベース１２上には、メンテナンスエリア１３が設けられる。メンテナンスエリア１３は、基板載置部１０の＋Ｘ側に配置される。メンテナンスエリア１３には、例えば、スリットノズル２０に対する洗浄、乾燥防止、予備吐出等を行うための各種装置が設置される。

基板載置部１０は、ベース１２に位置決めされた状態で固定される。本実施形態では、基板載置部１０の長手方向が第１方向Ｄ１に沿うように、かつ、短手方向が第２方向Ｄ２に沿うように位置決めされている。なお、基板載置部１０とベース１２との間には、ベース１２に対する基板載置部１０の位置を、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に調整するための調整機構が設けられてもよい。また、基板載置部１０の下面には、基板載置部１０の上下方向（Ｚ方向）の高さ及び傾き（又は載置面１１の高さ及び傾き）を調整するための高さ調整機構（傾き調整機構）が設けられてもよい。

スリットノズル２０は、載置面１１に載置された基板Ｓの上面に塗布液Ｑを吐出する。スリットノズル２０は、昇降装置４０を介して門型フレーム２１に支持される。スリットノズル２０は、下方側の先端２０ａに備える開口部から塗布液Ｑを吐出可能な構成を有している。スリットノズル２０の内部には、塗布液Ｑを開口部に流通させる不図示の流通路が設けられており、この流通路には供給装置２２が接続されている。供給装置２２は、例えば不図示のポンプを有しており、このポンプで塗布液Ｑを開口部へと押し出すことで開口部から塗布液Ｑが吐出されるようになっている。なお、スリットノズル２０は、塗布液Ｑを吐出可能であれば、任意の構成を適用することができる。

門型フレーム２１は、支柱部２１ａと、梁部２１ｂとを有しており、基板載置部１０を第２方向Ｄ２に跨ぐように設けられている。支柱部２１ａは、基板載置部１０を挟んだ第２方向Ｄ２の両側に１つずつ設けられており、それぞれがベース１２の案内部１２ａ上に支持されている。支柱部２１ａのそれぞれは、案内部１２ａに案内されて第１方向Ｄ１に移動可能である。各支柱部２１ａは、上端部の高さ位置が揃うように設けられている。梁部２１ｂは、各支柱部２１ａの上端部の間に架橋されており、２つの支柱部２１ａを連結する。これら支柱部２１ａ及び梁部２１ｂにより門型フレーム２１が形成されている。

門型フレーム２１は、移動装置３０に接続されており、ベース１２の案内部１２ａに沿って第１方向Ｄ１に移動可能である。従って、門型フレーム２１は、ベース１２に固定配置されている基板載置部１０に対して第１方向Ｄ１に移動可能である。なお、移動装置３０は、門型フレーム２１を移動させる任意の構成が適用可能であり、例えば、電動モータにより車輪（ローラ）を駆動させる構成が適用されてもよいし、ボールねじ機構、又はリニアモータ等が適用されてもよい。

移動装置３０は、基板載置部１０とスリットノズル２０とを載置面１１に沿った第１方向Ｄ１（Ｘ方向）に相対的に移動させる。本実施形態では、移動装置３０により門型フレーム２１（スリットノズル２０）を基板載置部１０に対して第１方向Ｄ１に移動させているが、この構成に限定されない。移動装置３０は、例えば、門型フレーム２１（スリットノズル２０）に対して基板載置部１０を第１方向Ｄ１に移動させる構成であってもよいし、門型フレーム２１（スリットノズル２０）及び基板載置部１０の双方を第１方向Ｄ１に移動させる構成であってもよい。

スリットノズル２０は、門型フレーム２１の梁部２１ｂに支持されており、門型フレーム２１と一体で第１方向Ｄ１に移動可能である。また、スリットノズル２０は、昇降装置４０により門型フレーム２１の梁部２１ｂに上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。昇降装置４０は、例えば、電動モータ、エアシリンダ等の不図示の駆動源と、この駆動源の駆動力を門型フレーム２１に伝達する不図示の伝達機構とを有する。昇降装置４０は、駆動源の駆動力により、門型フレーム２１の梁部２１ｂに対してスリットノズル２０を昇降可能である。

スリットノズル２０は、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）を長手とする長尺状であり、門型フレーム２１の梁部２１ｂの－Ｘ側の面に昇降装置４０を介して支持され、先端２０ａが基板載置部１０に対向するように配置されている。昇降装置４０は、第２方向Ｄ２に離間する２カ所に設けられており、それぞれがスリットノズル２０を昇降させることができる。この構成により、スリットノズル２０は、先端２０ａがＹ方向に平行の状態から、第１方向Ｄ１の軸まわり（Ｘ軸まわり）に回転可能となっている。

門型フレーム２１の梁部２１ｂには、基板Ｓの上面とスリットノズル２０の先端２０ａとの距離を測定するための距離センサ２３が取り付けられている。距離センサ２３は、例えば光学式のセンサが用いられ、基板Ｓに対して非接触で距離を測定する。距離センサ２３は、梁部２１ｂの＋Ｘ側の面に取り付けられている。すなわち、距離センサ２３は、スリットノズル２０による塗布動作時（＋Ｘ方向への移動時）において、スリットノズル２０より前方に配置されている。距離センサ２３は、第２方向Ｄ２に離間する複数カ所、例えば、第２方向Ｄ２に離間する２カ所に設けられる。距離センサ２３は、測定結果を制御部７０に送信する。

開始側検出部５０は、載置面１１の塗布開始側（－Ｘ側）に対するスリットノズル２０の開始側高さを検出する。開始側検出部５０は、基板載置部１０の塗布開始側の側面において、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）に離間する２カ所に設けられる。開始側検出部５０のそれぞれは、測長子５１を有する構成が用いられる。測長子５１は、例えば、ばね等の弾性部材により、上方に向けて弾性力が付与された状態で設けられる。測長子５１は、最上位置に位置した状態から、弾性力に抗して下方に移動可能となっている。

終了側検出部６０は、載置面１１の塗布終了側（＋Ｘ側）に対するスリットノズル２０の終了側高さを検出する。終了側検出部６０は、基板載置部１０の塗布終了側の側面において、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）に離間する２カ所移設けられる。終了側検出部６０のそれぞれは、開始側検出部５０と同様に、測長子６１を有する構成が用いられる。測長子６１は、例えば、ばね等の弾性部材により、上方に向けて弾性力が付与された状態で設けられる。測長子６１は、最上位置に位置した状態から、弾性力に抗して下方に移動可能となっている。なお、開始側検出部５０と終了側検出部６０とは、同一の構成が用いられてもよいし、互いに異なる構成が用いられてもよい。

開始側検出部５０は、載置面１１の－Ｘ側において、載置面１１に載置される基板Ｓの、第２方向Ｄ２の両端の位置に対応して配置される。同様に、終了側検出部６０は、載置面１１の＋Ｘ側において、載置面１１に載置される基板Ｓの、第２方向Ｄ２の両端の位置に対応して配置される。開始側検出部５０及び終了側検出部６０は、スリットノズル２０に対して測長子５１、６１が接触する接触式の検出部であるが、開始側検出部５０及び終了側検出部６０の一方又は双方は、スリットノズル２０に対して非接触でスリットノズル２０の高さを検出する構成が適用されてもよい。なお、非接触でスリットノズル２０の高さを検出する構成については後述する。

制御部７０は、供給装置２２、移動装置３０、及び昇降装置４０の各部の動作を統括的に制御する。制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの不図示の演算処理装置と、主記憶装置や補助記憶装置などの不図示の記憶装置とを有している。記憶装置には、各種プログラム、各種情報が格納されている。なお、制御部７０は、塗布装置１００の一部として設けられてもよいし、塗布装置１００とは別に、塗布装置１００から離れた位置に設けられてもよい。

図３は、塗布装置１００の制御系の一例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御部７０には、開始側検出部５０により検出した開始側高さに関する情報と、終了側検出部６０により検出した終了側高さに関する情報とが入力される。また、制御部７０には、距離センサ２３の検出結果が入力される。制御部７０は、後述する教示データを生成する教示データ生成部７１を備える。

教示データ生成部７１は、開始側検出部５０から取得した開始側高さ、及び終了側検出部６０から取得した終了側高さに基づいて、載置面１１に対するスリットノズル２０の水平基準及び高さ基準に関する教示データを生成する。スリットノズル２０の水平基準及び高さ基準は、それぞれ載置面１１を基準とする。教示データを生成する場合、教示データ生成部７１は、開始側検出部５０で得られた２カ所の開始側高さ、及び終了側検出部６０で得られた２カ所の終了側高さから、仮想面を設定する。すなわち、２カ所の開始側高さ及び２カ所の終了側高さ（計４カ所の高さ）から、それらの高さを含む面を仮想面として算出する。

本実施形態において、仮想面は平面であるが、仮想面が曲面であってもよい。この仮想面は、スリットノズル２０が第１方向Ｄ１に移動した際に、スリットノズル２０の先端２０ａが沿う面に相当する。教示データ生成部７１は、載置面１１に対する仮想面の上下方向（Ｚ方向）のずれを算出し、スリットノズル２０が塗布開始から塗布終了にわたって第１方向Ｄ１に移動した際に、スリットノズル２０の先端２０ａが載置面１１と平行の面に沿うように、スリットノズル２０の先端２０ａの高さを補正するための教示データを生成する。

この教示データには、例えば、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１における位置（Ｘ位置）と、その位置におけるスリットノズル２０の先端２０ａの高さ（Ｚ位置）と、その位置におけるスリットノズル２０の第１方向Ｄ１の軸まわりの回転位置（水平基準である載置面１１に対する先端２０ａの傾き）とが関連付けられている。教示データは、移動装置３０により移動するスリットノズル２０の第１方向Ｄ１の位置に応じて、２つの昇降装置４０による昇降量を設定するための情報を含む。

制御部７０は、教示データ生成部７１が生成した教示データを用いつつ、上記した供給装置２２、移動装置３０、及び昇降装置４０を制御する。制御部７０は、移動装置３０によりスリットノズル２０を第１方向Ｄ１に移動させつつ、供給装置２２により塗布液Ｑをスリットノズル２０に供給させることで、このスリットノズル２０から基板Ｓに塗布液Ｑを塗布させる。この場合において、制御部７０は、教示データに基づいて、スリットノズル２０による基板Ｓへの塗布液Ｑの吐出開始から吐出終了までにわたって、スリットノズル２０の先端２０ａが載置面１１（基板Ｓ）と平行な面と沿うように、２つの昇降装置４０により基板Ｓに対するスリットノズル２０の高さ及び回転位置を制御する。

また、制御部７０は、距離センサ２３の測定結果に基づいて、基板Ｓの上面と、スリットノズル２０の先端２０ａとの間隔が一定又はほぼ一定となるように、昇降装置４０により基板Ｓに対するスリットノズル２０の高さを制御する。距離センサ２３の測定結果を用いることで、例えば、厚さが異なる基板Ｓに対して塗布液Ｑを塗布する場合であっても、それぞれ基板Ｓの上面と、スリットノズル２０の先端２０ａとの間隔を一定又はほぼ一定にすることができる。また、基板Ｓの上面において一部の高さが異なる場合であっても、基板Ｓの上面と、スリットノズル２０の先端２０ａとの間隔を一定又はほぼ一定にすることができる。

次に、上述のように構成された塗布装置１００における動作を説明する。図４は、第１実施形態に係る塗布装置１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。図５から図１２は、実施形態に係る塗布装置１００の動作の一例を示す図である。実施形態に係る塗布装置１００の制御方法では、制御部７０の制御により塗布装置１００の各部が動作する。

まず、図４に示すように、制御部７０は、開始側高さを検出する（ステップＳ０１）。ステップＳ０１において、開始側検出部５０の測長子５１は、不図示の弾性体の弾性力により上方に突出した状態となっている。制御部７０は、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、移動装置３０により門型フレーム２１を第１方向Ｄ１に移動させて、スリットノズル２０を開始側検出部５０の上方に配置させる。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）から見た塗布装置１００を示しており、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、第１方向Ｄ１（Ｘ方向）から見た塗布装置１００を示している。

続いて、制御部７０は、昇降装置４０によりスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の先端２０ａを測長子５１の上面５１ａに接触させる。この状態から、制御部７０は、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、測長子５１の上面５１ａが基板載置部１０の載置面１１の高さに到達するまで、昇降装置４０によってスリットノズル２０を下降させる。制御部７０は、測長子５１の上面５１ａが載置面１１の高さに到達した状態において、距離センサ２３の検出結果が０となるように高さ基準Ｈ１（図５（Ｂ）参照）を設定する。また、２つの開始側検出部５０の検出結果から水平基準Ｌ１（図６（Ｂ）参照）を設定する。なお、図５及び図６に示す例では、水平基準Ｌ１は、水平又はほぼ水平である。

次に、図４に示すように、制御部７０は、終了側高さを検出する（ステップＳ０２）。ステップＳ０２において、終了側検出部６０の測長子６１は、開始側検出部５０と同様に、不図示の弾性体の弾性力により上方に突出した状態となっている。制御部７０は、図７（Ａ）及び図８（Ａ）に示すように、移動装置３０により門型フレーム２１を第１方向Ｄ１に移動させて、スリットノズル２０を終了側検出部６０の上方に配置させる。なお、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）から見た塗布装置１００を示しており、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、第１方向Ｄ１（Ｘ方向）から見た塗布装置１００を示している。

続いて、制御部７０は、ステップＳ０１と同様に、昇降装置４０によりスリットノズル２０を下降させ、先端２０ａを測長子６１の上面６１ａに接触させる。この状態から、制御部７０は、図７（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように、測長子６１の上面６１ａが基板載置部１０の載置面１１の高さに到達するまで、昇降装置４０によってスリットノズル２０を下降させる。制御部７０は、測長子６１の上面６１ａが載置面１１の高さに到達した状態において、距離センサ２３の検出結果が０となるように高さ基準Ｈ２（図７（Ｂ）参照）を設定する。また、２つの終了側検出部６０の検出結果から水平基準Ｌ２（図８（Ｂ）参照）を設定する。なお、図７及び図８に示す例では、水平基準Ｌ２は、水平又はほぼ水平であり、上記した水平基準Ｌ１と同一である。また、上記した例では、ステップＳ０２において、水平基準Ｌ２を設定しているが、水平基準Ｌ２を設定しなくてもよい。この場合、載置面１１の終了側における水平基準として、載置面１１の開始側における水平基準Ｌ１が用いられてもよい。

次に、図４に示すように、制御部７０（教示データ生成部７１）は、教示データを生成する（ステップＳ０３）。基板載置部１０が大型化すると、図９（Ａ）に示すように、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１における移動範囲が長くなり、塗布開始側における高さ基準Ｈ１と、塗布終了側における高さ基準Ｈ２とが異なる場合がある。また、基板載置部１０が大型化すると、図９（Ｂ）に示すように、スリットノズル２０も第２方向Ｄ２に長くなり、載置面１１（水平基準Ｌ１）に対して、スリットノズル２０の先端２０ａが傾いた状態とになる場合がある。なお、図９では、ベース１２の案内部１２ａを水平方向とし、基板載置部１０（載置面１１）がベース１２に対して第１方向Ｄ１に関して角度θ１に傾き、第２方向Ｄ２に関して角度θ２に傾いた状態を示しているが、基板載置部１０（載置面１１）を水平とし、案内部１２ａが第１方向Ｄ１に関して角度θ１に傾き、第２方向Ｄ２に関して角度θ２に傾く場合であっても同様である。

また、図示していないが、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１における移動範囲が長くなると、塗布開始側において水平基準Ｌ１に対するスリットノズル２０の傾き（角度θ１）と、塗布終了側において水平基準Ｌ２に対するスリットノズル２０の傾きと、が異なる場合がある。

上記のように、図９（Ａ）では、スリットノズル２０の先端２０ａの移動面に対して、載置面１１が角度θ１で傾いた状態を示している。具体的には、載置面１１の第１方向Ｄ１（Ｘ方向）の一端側（－Ｘ側）が他端側（＋Ｘ側）に対して上方に傾いた状態を示している。この場合、スリットノズル２０の開始側における高さ基準Ｈ１と終了側における高さ基準Ｈ２とが異なる。なお、高さ基準Ｈ１は、例えば、２つの開始側検出部５０から得られる検出結果の平均値が用いられる（図９（Ｂ）参照）。同様に、高さ基準Ｈ２は、例えば、２つの終了側検出部６０から得られる検出結果の平均値が用いられる（図９（Ｂ）参照）。

上記のように、図９（Ｂ）では、塗布開始側において、スリットノズル２０の先端２０ａに対して、載置面１１が角度θ２で傾いた状態を示している。具体的には、載置面１１の第２方向Ｄ２（Ｙ方向）の一端側（－Ｙ側）が他端側（＋Ｙ側）に対して上方に傾いた状態を示している。この場合、スリットノズル２０の＋Ｙ側の開始側高さＨ３と、－Ｙ側の開始側高さＨ４とが異なる。以下、スリットノズル２０の＋Ｙ側の開始側高さＨ３よりも－Ｙ側の開始側高さＨ４の方が高い場合を例に挙げて説明する。また、図示を省略するが、塗布終了側においても同様に、スリットノズル２０の先端２０ａに対して載置面１１が角度θ２で傾いており、スリットノズル２０の＋Ｙ側の終了側高さ（図１０の終了側高さＨ５参照）が、－Ｙ側の終了側高さ（図１０の終了側高さＨ６参照）と異なる場合がある。以下、スリットノズル２０の＋Ｙ側の終了側高さよりも－Ｙ側の終了側高さの方が高い場合を例に挙げて説明する。

教示データ生成部７１は、開始側検出部５０で得られた２カ所の開始側高さＨ３、Ｈ４と、終了側検出部６０で得られた２カ所の終了側高さＨ５、Ｈ６とから、仮想面を設定する。図１０は、教示データ生成部７１によって設定される仮想面の一例を示す図である。図１０に示すように、教示データ生成部７１は、２カ所の開始側高さＨ３、Ｈ４と、２カ所の終了側高さＨ５、Ｈ６との４つを頂点とする矩形状の平面を仮想面Ｖとして設定する。なお、４カ所の高さから仮想面Ｖを作成する手法は、任意の手法を適用可能である。仮想面Ｖは、図１０に示すように、基準面Ｌに対して傾いた状態となっている。この基準面Ｌは、例えば、基板載置部１０の載置面１１と平行の面又は一致する面である。なお、図１０では、基準面Ｌを水平面と平行に示している。

図１１は、教示データ生成部７１によって設定される仮想面の他の例を示す図である。図１１は、塗布終了側において、スリットノズル２０の＋Ｙ側の終了側高さＨ７の方が－Ｙ側の終了側高さＨ８よりも高い場合の例である。この場合、制御部７０は、２カ所の開始側高さＨ３、Ｈ４と、２カ所の終了側高さＨ７、Ｈ８との４つを頂点とする矩形状の面を仮想面ＶＡとして設定する。なお、４カ所の高さから仮想面ＶＡを作成する手法は、任意の手法を適用可能である。仮想面ＶＡは、開始側では＋Ｙ側よりも－Ｙ側が高くなっており、終了側では＋Ｙ側の方が－Ｙ側よりも高くなっている。つまり、仮想面ＶＡは、基準面Ｌに対してねじれた面である。図１０に示すように、仮想面ＶＡは、平面ではなく曲面であるが、第１方向Ｄ１（Ｘ方向）の任意の位置において、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）が直線となっている。

ステップＳ０３において、教示データ生成部７１は、設定した仮想面Ｖ、ＶＡが基準面Ｌ（すなわち載置面１１）と平行となるように補正し、その時の補正量を教示データとして生成する。この教示データは、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１における各位置において、２つの昇降装置４０によるそれぞれの昇降量に関する情報を含む。すなわち、教示データは、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１における各位置において、基板Ｓとスリットノズル２０とのギャップＧが一定となる昇降装置４０の昇降量に関する情報と、スリットノズル２０の先端２０ａの水平基準Ｌ１、Ｌ２に対する角度θ１、θ２が０又はほぼ０となるように、２つの昇降装置４０によるそれぞれの昇降量に関する情報とを含む。

次に、図４に示すように、制御部７０は、教示データに基づいて移動装置３０及び昇降装置４０を制御する（ステップＳ０４）。ステップＳ０４において、制御部７０は、まず、図１２（Ａ）に示すように、移動装置３０及び昇降装置４０により、スリットノズル２０を塗布開始位置に配置させる。このとき、距離センサ２３により、基板Ｓの上面とスリットノズル２０との間の距離が測定され、基板Ｓの厚さを考慮した高さにスリットノズル２０が配置させることで、基板Ｓとスリットノズル２０とのギャップＧを予め決められた値に設定することができる。

続いて、制御部７０は、図１２（Ｂ）に示すように、移動装置３０により、スリットノズル２０を第１方向Ｄ１に移動させつつ、供給装置２２によりスリットノズル２０に塗布液Ｑを供給する。このとき、制御部７０は、上記した教示データに基づき、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１の位置に応じて、昇降装置４０の昇降量を制御する。その結果、スリットノズル２０の先端２０ａは、基準面Ｌ（すなわち載置面１１と平行な面）に沿って移動することになる。

このような制御部７０の制御により、スリットノズル２０の先端２０ａと基板Ｓとの間で適正なギャップＧが確保された状態で、先端２０ａの開口部から基板Ｓに対して塗布液Ｑが吐出される。なお、制御部７０は、スリットノズル２０が第１方向Ｄ１に移動している間において、距離センサ２３の測定結果に基づき、ギャップＧが一定になるように昇降装置４０を制御する。

また、図１１に示す仮想面ＶＡのように、第１方向Ｄ１における各位置で、基準面Ｌに対するスリットノズル２０の先端２０ａの角度が変化する場合（すなわち、スリットノズル２０の先端２０ａの高さが＋Ｙ側と－Ｙ側とで異なる場合）、制御部７０は、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１の位置に応じて、２つの昇降装置４０（－Ｙ側の昇降装置４０と＋Ｙ側の昇降装置４０）に異なる昇降量の制御信号を送信する。このように、－Ｙ側の昇降装置４０と＋Ｙ側の昇降装置４０とで独立して別個に制御することで、スリットノズル２０の第１方向Ｄ１の位置において、スリットノズル２０が水平基準Ｌ１、Ｌ２と平行となるような姿勢（すなわち載置面１１と平行となるような姿勢）にすることができる。

図１３は、開始側検出部及び終了側検出部の他の例を示す図である。図１３に示すように、開始側検出部５０Ａ及び終了側検出部６０Ａは、非接触のセンサを用いて開始側高さ及び終了側高さを測定可能な構成であってもよい。開始側検出部５０Ａ及び終了側検出部６０Ａは、例えばレーザ光等の測定光を射出する不図示の発光部と、対象物（スリットノズル２０の先端２０ａ）で反射された測定光を受光する受光部とを有する光学センサ等が用いられてもよい。開始側検出部５０Ａ及び終了側検出部６０Ａは、検出結果を制御部７０に送信する。このように、開始側検出部５０Ａ及び終了側検出部６０Ａとすることにより、スリットノズル２０の先端２０ａに対する接触を回避することができる。

図１４は、実施形態に係る塗布方法の他の例を示すフローチャートである。図１４に示すように、制御部７０は、教示データに基づいて移動装置３０及び昇降装置４０の制御を行う場合、教示データの生成から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ０５）。ステップＳ０５において、所定時間は、例えば、数時間であってもよいし、１日であってもよいし、又は１カ月であってもよい。ステップＳ０５において、所定時間が経過していないと判定される場合（ステップＳ０５のＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ０５の処理を繰り返し行う。一方、ステップＳ０５において所定時間が経過したと判定される場合（ステップＳ０５のＹＥＳ）、制御部７０は、ステップＳ０１以降の処理を繰り返し行わせる。

つまり、制御部７０は、再度、開始側高さ及び終了側高さを検出し、教示データを生成する。制御部７０は、先の教示データを新たな教示データに更新する。この構成により、載置面１１とスリットノズル２０の先端２０ａの移動面との関係が時間の経過に伴なって変化する場合、この変化に追従した制御を行うことができるため、適正な塗布ギャップを長時間にわたって継続して確保することができる。

以上のように、第１実施形態に係る塗布装置１００及び塗布方法によれば、塗布開始から塗布終了までの間にわたって、基板Ｓとスリットノズル２０との間の適正なギャップＧを確保することできる。その結果、基板Ｓに形成される薄膜の膜厚変動を抑制して不良品の発生を防止し、歩留まりの低下を防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図１５は、第２実施形態に係る塗布装置２００の一例を示す図である。図１５に示すように、塗布装置２００は、第１実施形態に係る塗布装置１００の構成に加えて、基板載置部１０のうち第１方向Ｄ１（Ｘ方向）の中央部に中央側検出部８０を有する。中央側検出部８０は、第２方向Ｄ２（Ｙ方向）に基板載置部１０を挟むように、基板載置部１０の＋Ｙ側及び－Ｙ側に１つずつ配置される。なお、中央側検出部８０の構成については、上記した開始側検出部及び終了側検出部６０と同様であり、接触式又は非接触式のいずれであってもよい。なお、塗布装置２００を用いた塗布方法は、第１実施形態と同様に、図４のフローチャートに沿って実行される。

塗布装置２００において、制御部７０は、仮想面を設定する際、開始側検出部５０により開始側高さを検出し（図４のステップＳ０１）、終了側検出部６０により終了側高さを検出する（図４のステップＳ０２）とともに、中央側検出部８０により中央側高さを検出する。制御部７０は、塗布開始側についての検出結果であるスリットノズル２０の＋Ｙ側の開始側高さＨ３、－Ｙ側の開始側高さＨ４と、塗布終了側についての検出結果であるスリットノズル２０の＋Ｙ側の終了側高さＨ５、－Ｙ側の終了側高さＨ６と、塗布中央側についての検出結果であるスリットノズル２０の＋Ｙ側の中央側高さＨ９、－Ｙ側の中央側高さＨ１０とを取得する。

制御部７０の教示データ生成部７１は、開始側高さＨ３、Ｈ４、終了側高さＨ５、Ｈ６、及び中央側高さＨ９、Ｈ１０の６カ所の高さに基づいて、仮想面ＶＢを作成する。なお、６カ所の高さから仮想面ＶＢを作成する手法は、任意の手法を適用可能である。

図１６は、第２実施形態の仮想面の一例を示す図である。図１６に示すように、仮想面ＶＢは、－Ｙ側においては下側（－Ｚ側）に湾曲した形状を有し、＋Ｙ側においては上側（＋Ｚ側）に湾曲した形状を有する。仮想面ＶＢは、図１６に示すように、曲面であるが、中央側高さＨ９、Ｈ１０において屈曲した面であってもよい。教示データ生成部７１は、設定した仮想面ＶＢが基準面Ｌ（すなわち載置面１１）と平行となるように補正し、その時の補正量を教示データとして生成する（図４のステップＳ０３）。

制御部７０は、教示データ生成部７１が生成した教示データに基づいて移動装置３０及び昇降装置４０を制御する。制御部７０による制御は、上記した第１実施形態と同様であり、図４のフローチャートに示すステップＳ０４が実行される。制御部７０は、まず、移動装置３０及び昇降装置４０により、スリットノズル２０を塗布開始位置に配置させる。続いて、制御部７０は、図１６に示す仮想面ＶＢに沿うように昇降装置４０を制御しつつ、供給装置２２によりスリットノズル２０に塗布液Ｑを供給する。この制御により、スリットノズル２０の先端２０ａと基板Ｓとの間で適正な塗布ギャップが確保された状態で、先端２０ａの開口部から基板Ｓに対して塗布液Ｑが吐出される。

以上のように、第２実施形態に係る塗布装置２００によれば、第１実施形態と同様に、塗布開始から塗布終了までの間にわたって、適正な塗布ギャップを確保し、基板Ｓに形成される薄膜の膜厚変動を抑制して不良品の発生を防止できる。また、教示データが、６カ所の高さによる仮想面ＶＢに基づいて作成されるので、第２方向Ｄ２の各位置におけるスリットノズル２０の高さ及び傾きを高精度に補正することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した記載に限定されない。また、上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者において明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、上記した第２実施形態の塗布装置２００では、第２方向Ｄ２における中央部分の１カ所に中央側検出部８０を備える構成を例に挙げて説明しているが、この構成に限定されない。例えば、第２方向Ｄ２における中央部分の２カ所以上に中央側検出部８０を備える構成であってもよい。この構成の場合、８カ所以上の高さによる仮想面に基づいて教示データが作成されてもよい。

また、特許請求の範囲、明細書及び図面中において示したシステム、方法、装置、プログラム及び記録媒体における動作、ステップ等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるものでない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須ではない。

θ１、θ２・・・角度
Ｄ１・・・第１方向
Ｄ２・・・第２方向
Ｈ１、Ｈ２・・・高さ基準
Ｌ１、Ｌ２・・・水平基準
Ｈ３、Ｈ４・・・開始側高さ
Ｈ５、Ｈ６、Ｈ７、Ｈ８・・・終了側高さ
Ｌ・・・基準面
Ｓ・・・基板
Ｓａ・・・上面
Ｖ、ＶＡ、ＶＢ・・・仮想面
１０・・・基板載置部
１１・・・載置面
１２・・・ベース
１２ａ・・・案内部
１３・・・メンテナンスエリア
２０・・・スリットノズル
２０ａ・・・先端
２１・・・門型フレーム
２１ａ・・・支柱部
２１ｂ・・・梁部
２２・・・供給装置
２３・・・距離センサ
３０・・・移動装置
４０・・・昇降装置
５０、５０Ａ・・・開始側検出部
５１、６１・・・測長子
５１ａ、６１ａ・・・上面
６０、６０Ａ・・・終了側検出部
７０・・・制御部
８０・・・中央側検出部
１００、２００・・・塗布装置

Claims (12)

1. 基板の表面に液体を塗布する塗布装置であって、
   前記基板を載置する載置面を有する基板載置部と、
   前記載置面に載置された前記基板の上面に塗布液を吐出するスリットノズルと、
   前記載置面に沿った第１方向に、前記基板載置部と前記スリットノズルとを相対的に移動させる移動装置と、
   前記基板に対して前記スリットノズルを昇降させる昇降装置と、
   前記基板載置部の塗布開始側における前記第１方向と交差する第２方向に離間する２カ所に設けられ、前記載置面に対する前記スリットノズルの先端の開始側高さをそれぞれ検出する開始側検出部と、
   前記基板載置部の塗布終了側における前記第２方向に離間する２カ所に設けられ、前記載置面に対する前記スリットノズルの先端の終了側高さをそれぞれ検出する終了側検出部と、
   前記移動装置及び前記昇降装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   液体の塗布が開始される前に、前記開始側高さの位置、及び前記終了側高さの位置を含む仮想面を設定し、
   前記載置面と平行になるように前記仮想面を補正する補正量を示すデータを、液体を塗布するときに前記スリットノズルの先端を前記載置面に沿わせるべく前記スリットノズルの先端の高さを補正するための教示データとして生成し、
   液体の塗布が行われるときに、前記教示データを用いて前記移動装置及び前記昇降装置を制御する、塗布装置。
2. 前記仮想面は、平面又はねじれた面である、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記基板載置部の塗布開始側と塗布終了側との間の、前記第２方向に離間する２カ所に、前記載置面に対する前記スリットノズルの中間位置高さをそれぞれ検出する中間位置検出部を備え、
   前記制御部は、２カ所の前記開始側高さ、２カ所の前記終了側高さ、及び２カ所の前記中間位置高さから前記仮想面を設定する、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記制御部は、前記移動装置により前記基板と前記スリットノズルとを相対的に移動させて前記基板に対する塗布液の吐出の開始から終了までの間に、前記教示データを用いて前記昇降装置により前記基板に対する前記スリットノズルの高さを制御する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の塗布装置。
5. 前記制御部は、前記スリットノズルによる前記基板への塗布液の吐出の開始から終了までにわたって、前記基板と前記スリットノズルの先端との間隔が一定又はほぼ一定となるように、前記昇降装置により前記基板に対する前記スリットノズルの高さを制御する、請求項４に記載の塗布装置。
6. 前記スリットノズルの塗布終了側に設けられ、前記基板と前記スリットノズルとの距離を測定する距離センサを備え、
   前記制御部は、前記教示データ、及び前記距離センサによる測定結果を用いて前記昇降装置を制御する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の塗布装置。
7. 前記基板載置部は、平面視で矩形状に設けられ、
   前記開始側検出部及び前記終了側検出部の一方又は双方は、前記基板載置部に載置される前記基板の、前記第２方向の両側に対応して配置される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の塗布装置。
8. 前記開始側検出部及び前記終了側検出部の一方又は双方は、前記スリットノズルに対して非接触又は接触で前記載置面に対する前記スリットノズルの高さを検出する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の塗布装置。
9. 前記基板載置部を固定するベースを備える、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の塗布装置。
10. 前記スリットノズルを前記第１方向に案内する案内部を備える、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の塗布装置。
11. 基板の表面に液体を塗布する塗布方法であって、
    基板載置部の載置面に前記基板を載置することと、
    前記載置面に沿った第１方向に、前記載置面に載置された前記基板の上面に塗布液を吐出するスリットノズルと前記基板載置部とを相対的に移動させることと、
    前記基板に対して前記スリットノズルを昇降させることと、
    前記基板載置部の塗布開始側における前記第１方向と交差する第２方向に離間する２カ所において、前記載置面に対する前記スリットノズルの先端の開始側高さをそれぞれ検出することと、
    前記基板載置部の塗布終了側における前記第２方向に離間する２カ所において、前記載置面に対する前記スリットノズルの先端の終了側高さをそれぞれ検出することと、を含み、
    液体の塗布が開始される前に、前記開始側高さの位置、及び前記終了側高さの位置を含む仮想面を設定し、
    前記載置面と平行になるように前記仮想面を補正する補正量を示すデータを、液体を塗布するときに前記スリットノズルの先端を前記載置面に沿わせるべく前記スリットノズルの先端の高さを補正するための教示データとして生成し、
    液体の塗布が行われるときに、前記教示データを用いて前記移動の動作及び前記昇降の動作を制御する、塗布方法。
12. 前記教示データの生成時から所定時間が経過した際、又は前記教示データを用いて所定枚数の前記基板に対して塗布液を塗布した際に、新たに前記開始側高さの検出、前記終了側高さの検出、及び前記教示データの生成を行い、先の前記教示データを新たな前記教示データに更新する、請求項１１に記載の塗布方法。

Images