CN100423852C - 涂布装置以及光掩模件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种当通过喷嘴在基板的被涂布面上涂布涂布液时，能够抑制涂布液的涂布不匀的涂布装置。该涂布装置包括：具有与顶端开口部连通的毛细管状间隙且使涂布液经毛细管状间隙而导向顶端开口部的喷嘴；升降机构部，使该喷嘴的顶端开口部相对于基板的被涂布面接近或离开，并使到达上述顶端开口部的涂布液能够与被涂布面液体地接触；以及移动架，使基板相对于喷嘴进行扫描，并且使与被涂布面液体地接触的上述顶端开口部内的涂布液能够在该被涂布面上进行涂布。上述升降机构部具有支撑喷嘴的喷嘴支撑轴，在该喷嘴支撑轴的顶端固定有台座，并且在喷嘴支撑轴上卷绕有线圈，通过对该线圈通电而产生的电磁铁的磁力，使喷嘴保持安装于上述台座。

Description

涂布装置以及光掩模件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在基板的被涂布面朝下的状态下涂布涂布液的涂布装置。

背景技术

以往，作为将光致抗蚀剂等涂布液涂布于硅晶片等基板上的涂布装置，使用的是旋转涂布机，该旋转涂布机把涂布液滴在基板的中央，然后使基板高速旋转，从而通过离心力作用使涂布液伸展，在基板表面形成涂布膜。

但是，上述旋转涂布机有时会在基板的周缘部产生所谓抗蚀剂条纹的鼓起。特别是在液晶显示装置或液晶显示装置制造用光掩模中，需要对大型基板(例如，单边尺寸大于等于300mm的基板)涂布抗蚀剂，条纹的发生较显著。

因此，近年来，伴随着图形的高精度化以及基板尺寸的大型化，需要开发在大型基板上涂布均匀的抗蚀膜的技术。

于是，作为在大型基板上涂布均匀的抗蚀膜的技术，提出了CAP涂布机(涂布装置)技术(例如，参照专利文献1)。

如图7所示，该CAP涂布机使具有毛细管状间隙203的喷嘴202没入存储有涂布液的液槽201中，使喷嘴202上升到基板200的该被涂布面200A附近，上述基板200以被涂布面200A朝下的姿态被保持，并且使从该喷嘴202的毛细管状间隙203供给的涂布液与上述被涂布面200A液体地接触，然后使喷嘴202沿被涂布面200A进行相对的扫描，从而在该被涂布面200A上涂布涂布液，形成涂布膜。

【专利文献1】日本特开2001-62370号公报

然而，如图7～图9所示，在上述专利文献1所述的CAP涂布机中，在用于使喷嘴202升降的喷嘴支撑轴204上，通过形成于顶端的螺钉205固定有台座206，使用安装螺钉207固定该台座206和喷嘴202。

这样，喷嘴202使用安装螺钉207被固定于台座206上，并安装在喷嘴支撑轴204上，从而通过安装螺钉207的紧固力，导致在喷嘴202上产生歪斜。因此形成于喷嘴202的毛细管状间隙203的间隙由于上述歪斜而有偏差，有可能出现涂布不匀的问题。

并且，由于喷嘴202使用安装螺钉207长时间拧紧固定于台座206上，从而每一处紧固位置产生的歪斜被累计下来，此时也在喷嘴202的毛细管状间隙203的间隔中产生偏差，有可能出现涂布不匀的问题。

发明内容

本发明针对上述问题而提出，目的在于提供一种当通过喷嘴在基板的被涂布面上涂布涂布液时，能够抑制涂布液的涂布不匀的涂布装置。

本发明的第一方面，一种涂布装置，其通过使来自喷嘴的涂布液在朝下的基板的被涂布面上液体地接触(接液)，并使上述喷嘴与上述基板相对移动，以将涂布液涂布于上述被涂布面而形成涂布膜，其特征是，上述喷嘴通过磁力保持安装于使该喷嘴升降的喷嘴支撑轴。

本发明的第二方面，根据第一方面，其特征是，上述喷嘴通过电磁铁的磁力保持安装于喷嘴支撑轴。

本发明的第三方面，根据第二方面，其特征是，在上述喷嘴支撑轴的顶端固定有台座，并且在该喷嘴支撑轴上卷绕有线圈，通过对该线圈通电而产生的磁力，上述喷嘴保持安装于上述台座。

本发明的第四方面，根据第一至三方面中的任一项，其特征是，上述基板为光掩模件，涂布液为抗蚀剂。

根据第一或第四方面，由于喷嘴通过磁力保持安装于使该喷嘴升降的喷嘴支撑轴上，因此不会在该喷嘴上作用过大的用于在喷嘴支撑轴上进行安装的安装力，从而能够防止由于该过大的安装力而产生的歪斜。因此在形成于喷嘴的使涂布液流动的毛细管状间隙的间隔上，不会产生由于上述歪斜而产生的偏差，因此能够抑制涂布液的涂布不匀。

根据第二、三或四方面，由于喷嘴通过电磁铁的磁力保持安装于喷嘴支撑轴上，因此能够在不使用喷嘴时，断开向电磁铁的通电，从而使作用于喷嘴的安装力消失。因此能够防止在喷嘴上积累由于对喷嘴支撑轴的安装力长时间持续作用而产生的歪斜，由此也能够防止在形成于喷嘴的毛细管状间隙的间隔上产生因上述歪斜而产生的偏差，并且能够抑制涂布液的涂布不匀。

附图说明

图1是表示本发明的涂布装置的一实施方式的概略侧视图。

图2是表示图1的涂布系统的主视图。

图3是表示沿图2的III-III线的剖面图。

图4表示图3的液槽和喷嘴，是沿图6的IV-IV线的剖面图。

图5是从下方看图2的喷嘴的V向视图。

图6是沿图5的VI-VI线的剖面图。

图7表示现有的涂布系统的液槽和喷嘴，是沿图9的VII-VII线的剖面图。

图8是从下方看图7的喷嘴的VIII向视图。

图9是沿图8的IX-IX线的剖面图。

图10是沿图8的X-X线的剖面图。

符号说明

10涂布装置；28基板；28A被涂布面；30涂布系统；66液槽；78、79、80喷嘴支撑轴；82喷嘴；88毛细管状间隙；90前喷嘴部件；92后喷嘴部件；93台座；101螺钉；102线圈

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。

图1是表示本发明的涂布装置的一实施方式的概略侧视图。图2是表示图1的涂布系统的主视图。图3是表示沿图2的III-III线的剖面图。

如图1所示，涂布装置10构成为包括：基架12；设置于该基架12上的涂布系统30；移动架16，其支撑在基架12上，可水平移动；吸台(以下简称为台)24，其设置于该移动架16，吸附基板28；以及保持系统26，其装卸自由地保持基板28。

上述基板28是在透明基板上形成有遮光膜的光掩模件。涂布于该基板28的涂布液为抗蚀剂，其在基板28上形成遮光膜图形等，形成用于使该基板28成为光掩模的抗蚀膜。

上述移动架16构成为，通过台24吸附保持基板28，并且使该基板28相对于涂布系统30沿水平方向移动。该移动架16是通过使相对置的一对侧板(不图示)和连接这些侧板的顶板(不图示)一体地连接而构成，并且可移动地支撑在设置于基架12上的直线导轨(linear way)14上。在移动架16的一方的侧板上安装有移动部22，该移动部22的螺母部(不图示)与配设在基架12上的滚珠丝杠18螺合。另外，设置有多个吸附孔的上述台24安装在移动架16的顶板的大致中央部上。

上述滚珠丝杠18，通过设置于基架12上的电动机20被驱动旋转。通过该电动机20的旋转，通过滚珠丝杠18和移动部22，移动架16沿着直线导轨14在基架12上朝水平方向移动，使被台24吸附保持的基板28在图1所示的吸附位置、涂布位置和涂布结束位置之间移动。

上述保持系统26为如下一种机构：使从涂布装置10的外部搬入的基板28首先以大致垂直的倾斜状态进行保持，然后以水平状态将该基板28交接至移动架16的台24，并且，通过与上述相反的操作，将通过涂布装置10的涂布系统30涂布了涂布液的基板28搬出到涂布装置10的外部。该保持系统26，以使基板28的被涂布面28A朝下，即设置在涂布系统30侧的状态保持该基板28，并且在被涂布面28A朝向涂布系统30侧的状态下，使该基板28吸附在台24的吸附面27上。

如图2和图3所示，所述涂布系统30以配置于基架12的左右方向上的基座板32为基础而构成。在基座板32的上面，设有左右一对移动楔形销34、36。其中，位于右侧的移动楔形销36可以沿着在基座板32的上表面以左右方向进行配置的直线导轨38移动。另外，移动楔形销36的上表面为斜面40，左侧比右侧低。另外，在该斜面40上，也设置了直线导轨42。移动楔形销34也同样地能够使用直线导轨44相对于基座板32沿左右方向移动，并且，在斜面46上设置直线导轨48。

在左右一对移动楔形销34、36上设置有连接轴50，在该连接轴50的右端部上配置有伺服电动机52。在连接轴50的与移动楔形销34、36对应的位置上设有雄螺纹部(不图示)，在移动楔形销34、36的内部设有雌螺纹部(不图示)。通过使该伺服电动机52旋转，旋转连接轴50，移动楔形销34、36沿着直线导轨38、44朝左右方向移动。

在一对移动楔形销34、36的上方设有支撑板件54。该支撑板件54由沿左右方向延伸的支撑板56和从该支撑板56下端朝前后方向延伸的基部58构成。

在该基部58的下表面上设有左右一对支撑脚60、62。支撑脚60、62的下表面为斜面，能够沿着在所述移动楔形销34、36的斜面上形成的直线导轨42、48移动。另外，从基座板32向支撑板件54的基部58的中央部突出有支撑板件54上下移动用的导向轴64。支撑板件54可沿着该导向轴64上下移动，并且，左右方向的移动受到限制。在支撑板件54的上端部，设有用于存储涂布液的液槽66(后述)。

在支撑板件54的支撑板56上通过左右一对直线导轨68设有左右移动板70。该直线导轨68配置于左右方向。左右移动板70能够通过气缸71沿着直线导轨68朝左右方向移动。

在左右移动板70的前面，通过直线导轨72设有上下移动板74。该直线导轨72配设在倾斜方向上。另外，上下移动板74能够沿着从支撑板件54的基部58突出的左右一对导向轴76朝上下方向移动，并且，左右方向的移动受到限制。

各喷嘴支撑轴78、79、80分别从上下移动板74的左端部附近、中央部附近、右端部附近突出，在这些喷嘴支撑轴78、79、80上支撑有喷嘴82(后述)。

另外，如图4所示，支撑在支撑板件54的支撑板56上部的所述液槽66，朝左右方向延伸，侧面形状为梯形。另外，在液槽66的上端部中央部(斜面顶部)上形成有朝左右方向延伸的槽口84。该槽口84能够被设置于液槽66外侧的盖(不图示)封闭。

在该液槽66中内置有喷嘴82。该喷嘴82由前后一对喷嘴，即由前喷嘴部件90和后喷嘴部件92构成，上述一对喷嘴之间隔着向左右方向延伸的毛细管状间隙88。这些前喷嘴部件90和后喷嘴部件92前后对称，截面呈如鸟嘴那样越靠近上方变得越尖的形状，其间设置有毛细管状间隙88。该毛细管状间隙88的上端部沿左右方向开口，下表面也沿左右方向开口。

在喷嘴82的左端部、中央部附近、右端部，通过台座93如后面所述安装有所述喷嘴支撑轴78、79、80。这些喷嘴支撑轴78、79、80能够在液槽66底面上开口的孔94、95、96内滑动。从喷嘴82或台座93(本实施方式中为台座93)的底面到液槽66的底面，设有蛇腹状的封闭部件98、99、100。因此，即使支撑轴78、79、80升降，由于蛇腹状的封闭部件98、99、100沿上下方向伸缩，从而不会使涂布液从孔94、95、96漏出。

当使用上述结构的涂布装置10在基板28上涂布涂布液时，首先通过图1所示的移动架16将台24置于涂布结束位置，将基板28设定于保持系统26。接着，通过移动架16将台24置于吸附位置，通过保持系统26，以被涂布面28A朝下的方式将基板28吸附于台24的吸附面27。然后，通过移动架16，使吸附于台24上的基板28移动到涂布开始位置。

在设置于基架12的涂布位置上的涂布系统30中，涂布液在液槽66中填充至预定高度，喷嘴82在该液槽66内处于没入涂布液中的状态。在基板28置于涂布开始位置的阶段，使液槽66与喷嘴82一起上升到基板28的下方位置。

使该液槽66与喷嘴82上升的方法，如图2所示，使伺服电动机52旋转，以使左右一对移动楔形销34、36移动。这样，在左右方向的移动受到限制的支撑板件54，只能沿着设置在移动楔形销34、36的斜面40、46上的直线导轨42、48向上方移动。如果支撑板件54向上方移动，则液槽66与喷嘴82同时向上方移动。当液槽66上升至基板28的下方时，使该上升暂时停止。

接下来，如上所述，仅使喷嘴82从上升了的液槽66突出。为此，通过气缸71使左右移动板70沿左右方向移动。此时，由于上下移动板74的沿左右方向的移动受到导向轴76的限制，因此当左右移动板70沿左右方向移动时，由于直线导轨72是倾斜设置的，因此上下移动板74仅向上方移动。如果上下移动板74向上方移动，则喷嘴支撑轴78、79、80也同时向上方移动，喷嘴82上升。当喷嘴82从液槽66的涂布液中上升时，在其毛细管状间隙88之间填充有涂布液，因此，喷嘴82以涂布液在毛细管状间隙88中填充至顶端的状态上升。然后，使该上升停止。

在如上所述的喷嘴82突出的状态下，使液槽66再次上升，并在基板28的被涂布面28A上进行液体地接触。即，使在喷嘴82的毛细管状间隙88中所填充的涂布液与基板28的被涂布面28A接触。接下来，在如上所述的该液体地接触状态下，使液槽66与喷嘴82一起下降到涂布高度的位置。此时，喷嘴82的顶端位置和基板28的被涂布面28A之间的距离成为涂布厚度。

在如上所述使喷嘴82下降到涂布高度位置后，通过台24，以恒定速度使基板28相对于涂布系统30相对移动到涂布结束位置。这样，涂布液在喷嘴82的毛细管状间隙88内流动，在涂布液经该毛细管状间隙88，并在基板28的被涂布面28A上沿左右方向涂布的状态下，通过基板28在前后方向移动(扫描)，在上述被涂布面28A上涂布成平面状态。即，涂布液在基板28的被涂布面28A上以预定的涂布厚度涂布成平面状态，形成涂布膜。另外，在该基板28的扫描中，基板28前后方向的姿态和左右方向的姿态均维持水平。

使基板28在涂布结束位置暂时停止，使喷嘴82和液槽66分别从涂布高度位置下降，从基板28离开。当喷嘴82离开基板28的下表面后，如图1所示，将台24向后方移动，置于吸附位置。在该吸附位置，保持系统26将基板28从台24卸下。然后，台24向涂布结束位置移动，基板28从保持系统26被卸下，一系列的涂布动作结束。

如图2和图4所示，所述喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92，通过台座93并借助于电磁铁的磁力保持安装在用于使喷嘴82升降的喷嘴支撑轴78、79和80上。

即，如图4～图6所示，在喷嘴支撑轴78、79和80的顶端形成有螺钉101，通过该螺钉101使台座93固定于喷嘴支撑轴78、79和80的顶端。另外，在喷嘴支撑轴78、79和80上卷绕有线圈102，通过对该线圈102通电，喷嘴支撑轴78、79和80成为电磁铁。

在使用具有喷嘴82的涂布系统30时，对上述线圈102通电，以使喷嘴支撑轴78、79和80成为电磁铁，通过该电磁铁的磁力，将喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92保持于台座93。另外，当不使用涂布系统30时，断开对线圈102的通电，则喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92不会因磁力保持于喷嘴支撑轴78、79和80的台座93，而以载置于该台座93上的状态配设在液槽66内。

这样，由于涂布系统30具有如上所述的结构，因此根据上述实施方式能够得到以下效果(1)和(2)。

(1)喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92，通过台座93并借助于电磁铁的磁力保持安装在使该喷嘴82升降的喷嘴支撑轴78、79和80上，因此，在该前喷嘴部件90和后喷嘴部件92上，不会作用过大的用于在喷嘴支撑轴78、79和80上进行安装的安装力(例如螺钉的过大的紧固力)，从而能够防止因该过大的安装力而产生歪斜。因此，在形成于喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92上且使涂布液流动的毛细管状间隙88的间隔中，不会产生因上述歪斜而产生的偏差，从而能够抑制涂布液的涂布不匀。

(2)喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92，通过成为电磁铁的喷嘴支撑轴78、79和80的磁力保持安装在该喷嘴支撑轴78、79和80上，因此当不使用喷嘴82时，通过断开对线圈102的通电，能够使作用于喷嘴82的安装力消失。从而能够防止在喷嘴82的前喷嘴部件90和后喷嘴部件92上，长时间持续作用对喷嘴支撑轴78、79和80的安装力而使歪斜累计，由此能够防止在形成于喷嘴82的毛细管状间隙88的间隔中，产生因上述歪斜产生的偏差，并且能够抑制涂布液的涂布不匀。

以上，根据上述实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不限于此。

例如，在上述实施方式中，叙述了基板28为光掩模件的情况，然而也可以是液晶显示装置等玻璃基板。

Claims (10)

1. 一种涂布装置，其使来自喷嘴的涂布液与朝下的基板的被涂布面液体地接触并使上述喷嘴与上述基板相对移动，以将涂布液涂布于上述被涂布面而形成涂布膜，其特征是，

上述喷嘴通过磁力保持安装于使该喷嘴升降的喷嘴支撑轴。

2. 如权利要求1所述的涂布装置，其特征是，上述喷嘴通过电磁铁的磁力保持安装于喷嘴支撑轴。

3. 如权利要求2所述的涂布装置，其特征是，在上述喷嘴支撑轴的顶端固定有台座，并且在该喷嘴支撑轴上卷绕有线圈，通过对该线圈通电而产生的磁力，上述喷嘴保持安装于上述台座。

4. 如权利要求1至3中任一项所述的涂布装置，其特征是，上述基板为光掩模件，涂布液为抗蚀剂。

5. 一种光掩模件的制造方法，其包括：在透明基板上形成遮光膜，在所述遮光膜上涂布抗蚀膜，其特征在于，

在所述涂布工序中，使被涂布面以朝下的状态与从喷嘴供给的涂布液接触，通过使所述被涂布面与喷嘴相对移动，在所述被涂布面上涂布涂布液，并且通过磁力将所述喷嘴保持于喷嘴支撑轴。

6. 如权利要求5所述的光掩模件的制造方法，其特征是，在所述涂布工序中，通过电磁铁的磁力，将所述喷嘴保持于所述喷嘴支撑轴。

7. 如权利要求6所述的光掩模件的制造方法，其特征是，在所述涂布工序之前或之后，所述喷嘴通过电磁铁的磁力保持于所述喷嘴支撑轴并上升和/或下降。

8. 如权利要求7所述的光掩模件的制造方法，其特征是，在所述涂布工序中，所述涂布液通过喷嘴所具有的毛细管状间隙进行供给。

9. 如权利要求8所述的光掩模件的制造方法，其特征是，在所述涂布工序中，在被涂布面朝下的状态下，使填充于喷嘴的毛细管状间隙中的涂布液与被涂布面接触，接着，通过使喷嘴下降，决定涂布厚度。

10. 如权利要求5～9所述的光掩模件的制造方法，其特征是，在所述涂布工序之前，将喷嘴浸渍于涂布液中。

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