JP2003190860A

JP2003190860A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2003190860A
Application number: JP2001398068A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Kawamura; 吉久河村; Tomoyuki Sukunami; 友幸宿南; Masahiro Tada; 昌広多田; Yasuaki Matsumoto; 泰明松本; Shinya Kusunoki; 進也楠
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-08
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP3952771B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、不純物や気泡の除去及び発
生を防止し、不純物や気泡を含まない流体を塗布対象物
に塗布し得る塗布装置を提供することである。他の目的
は、タクトタイムの低下を防止し得る塗布装置を提供す
ることである。【解決手段】塗布装置１０は、タンク９０と吸引流路
２１と入口弁２２とフィードポンプ２０と搬送流路５０
とフィルタ４０とフィルタ排出機構７０とディスペンス
ポンプ３０と吐出流路６０と出口弁６２とを具備してい
る。フィードポンプは、容積を固定し得る搬送チャンバ
ー２５と気泡並びに流体を排出する搬送チャンバー排出
部８０とを有し、搬送チャンバー排出部は、搬送チャン
バー排出弁８２を有している。ディスペンスポンプは、
容積を固定し得る分与チャンバー３３を有し、フィルタ
排出機構７０は、フィルタチャンバー４１に接続された
第１排出部７１とフィルタ出口４２に接続された第２排
出部７２とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体をろ過し、か
つ所望の量の流体を塗布対象物に塗布するための塗布装
置に関している。

【０００２】

【従来の技術】電子部品などの製造方法として、塗布液
を、塗布対象物に対して塗布する工程を有するものがあ
る。例えば、半導体製造方法では、シリコン基板表面に
感光性レジスト液を塗布した後、スピンコートなどで液
を表面に塗り広げ、その後フォトリソ法にてシリコン基
板上に所定の被膜パターンを形成し、しかる後にイオン
注入等の工程を行う。また、カラーフィルタの製造にお
いては、所定色の色顔料を分散させた着色感光性レジス
トをガラス、プラスチック等の基板上に塗布した後、ス
ピンコートなどで基板上に塗り広げ、フォトリソ法を用
い基板上に着色画素パターンを形成している。さらに、
リードフレーム、シャドウマスクなどの材質を金属板と
する電子部品の場合には、塗布した感光性レジストにフ
ォトリソ法を行い、所定のパターンの耐エッチング性被
膜を形成し、しかる後にエッチングを行うことで金属板
に所望のパターンを形成する。

【０００３】以下に、図８を参照して、塗布対象物に塗
布液を塗布するために用いられている従来の塗布装置を
説明する。図８は、従来の塗布装置を模式的に示す図で
ある。

【０００４】図８中に示すように、塗布装置１１０は、
液体流路１００と、加圧パイプ１２０と、フィルタ１４
０と、タンク３００とを有している。液体流路１００
は、自身の中間部に開閉を行うための弁１０１を有して
いる。また、液体流路１００は、一端がタンク３００に
接続されており、他端が塗布液の吐出口１０２を備えて
いる。フィルタ４００は、塗布液中の不純物をろ過・除
去するためのフィルタである。このフィルタ４００は、
液体流路１００中に配置されており、より詳しくは、弁
１０１よりも上流（タンク３００側）に配置されてい
る。タンク３００は、塗布液が貯蔵されている。このタ
ンク３００は、密閉されており、前述の液体流路１００
と、加圧パイプ１２０が接続されている。加圧パイプ１
２０は、一端がタンク３００に接続されており、他端が
図示しない加圧気体供給部に接続されている。この加圧
パイプ１２０は、タンク３００中に加圧気体（例えば、
Ｎ_２ガス等の不活性気体）を送り、タンク３００中を加
圧する。

【０００５】前記塗布液は、タンク３００が加圧パイプ
１２０からの加圧気体によって加圧されることにより、
タンク３００から液体流路１００中に流れる。そして、
前記塗布液は、前記加圧により、液体流路１００中を圧
送され、吐出口より塗布対象物２００上に塗布される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した塗布装置１１
０（タンク内への加圧を行うため、以下、加圧塗布装置
と記す）は、構成が簡単であるため広く用いられてい
る。

【０００７】近年、電子部品は、高密度化し、これに伴
って、形成されるパターンも微細化している。そのた
め、高密度化、微細化した前記部品の製造にあたり、所
望される正確な量にて塗布液を塗布する必要性が高まっ
ている。また、前記部品の製造にあたり、塗布対象物上
に塗布された塗布液中に不純物や気泡が無いことも要求
されている。

【０００８】すなわち、塗布対象物上に塗布された塗布
液の量が不均一であった場合、塗布対象物上に形成され
る被膜の膜厚が不均一となってしまう。従って、フォト
リソ法、フォトエッチング法を用いて形成される製品の
パターン精度は、低下してしまう。また、塗布された塗
布液中に不純物や気泡が混入していた場合、製品のパタ
ーン欠けなどの不良の原因となる。

【０００９】ここで上述した加圧塗布装置１１０は、タ
ンク３００の加圧によりタンク３００から前記塗布液を
圧送することで、フィルタ４００を通過させると共に吐
出口１０２から塗布対象物２００上に塗布する。すなわ
ち、加圧塗布装置１１０では、前記加圧の量に応じて、
塗布液の流速が変化する。従って、加圧塗布装置１１０
では、前記加圧の量に応じて、フィルタ４００でのろ過
時間が決まる。言い換えると、加圧塗布装置１１０は、
吐出時しか塗布液が流路を流れないため、塗布液の吐出
時間もしくは吐出量に応じてフィルタ４００でのろ過条
件が決まる。このため、被製造物の製造効率を上げるべ
く短時間で必要量の吐出が完了するよう、前記加圧量を
上げ塗布液の流速を速くした場合、塗布液がフィルタを
通過する時間が短くなり十分な精度のろ過が出来なくな
る。従って、塗布対象物に塗布された前記塗布液中に
は、塗布液中にフィルタで除去されなかった不純物が存
在しやすくなるといえる。特に、前述のようにろ過精度
が低下した場合、軟質な不純物は、フィルタで除去され
ず、そのままフィルタを通過しやすいと言える。

【００１０】一方、十分なろ過を行う（フィルタによる
塗布液のろ過精度を上げる）ために、フィルタの目を細
かくすると、フィルタ４００は、目詰まりが早くなり、
頻繁に交換する必要が出てきてしまう。このフィルタの
交換作業は、繁雑である。また、フィルタ交換中は、塗
布作業が中断されるため、製造効率が低下することにな
る。また、フィルタが目詰まりした際に、前記加圧量を
上げ塗布液をフィルタに送り込み、ろ過速度を上げよう
とすると、軟質な不純物は、圧力により変形し、フィル
タを通過してしまう。

【００１１】また、加圧塗布装置１１０において、塗布
液の流速を遅くした場合、塗布時間がかかってしまい、
塗布装置としてのタクトタイムが低下してしまう。

【００１２】また、加圧塗布装置１１０において、塗布
液の流速を早くした場合、前記塗布液は、液体流路１０
０の内壁、この液体流路１００中に存在する各種の突起
物、及び／又は、フィルタ４００、への接触などにより
受ける物理的外力が大きくなると、塗布液中にカスや気
泡が生じ易くなる。前記不純物や気泡の発生は、塗布液
が揮発性の溶剤を含むときに特に生じやすくなるもので
ある。

【００１３】前述したように、塗布液の流速が早い場
合、フィルタを通過する時間が短いため、十分なろ過が
行われないとともに、前記不純物や気泡が発生してしま
う。もちろん、前記発生した不純物や気泡を十分にろ過
することは、困難である。即ち、前記塗布液中には、液
体流路１００内を流れる際に発生した気泡、及びタンク
３００から液体流路中に圧送された次点で既に存在して
気泡などを含んでいる。このため、前記塗布液中は、前
記不純物や気泡を含んだまま、塗布対象物に塗布されて
しまう。

【００１４】上述した課題を鑑みて、本発明の目的は、
不純物や気泡の除去を確実に行えるとともに、流路中で
新たに不純物や気泡が発生することを防止し、不純物や
気泡を含まない流体を塗布対象物に塗布し得る塗布装置
を提供することである。また、本発明の他の目的は、塗
布装置としてタクトタイムの低下を防止し得る塗布装置
を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の塗布装置は、下記の如く構成
されている。

【００１６】本発明の塗布装置は、塗布対象物に塗布す
るための流体を貯蔵しているタンクと、前記流体の流路
であり、前記タンク中の液体に一端が接続される吸引流
路と、前記吸引流路中に配置されており、前記吸引流路
の開閉を行う入口弁と、前記吸引流路の他端が接続され
ており、前記流体を前記タンクから吸引するとともに受
容し、受容した前記流体を押し出すフィードポンプと、
前記流体の流路であり、前記フィードポンプに一端が接
続されている搬送流路と、前記搬送流路中に配置されて
おり、前記流体をろ過するためのフィルタと、前記フィ
ルタ中に配置されており、気泡並びに前記流体の一部を
排出するためのフィルタ排出機構と、前記搬送流路の他
端が接続されており、前記流体を所定量受容し、前記流
体を所定量吐出するディスペンスポンプと、前記流体の
流路の上方であり、一端が前記ディスペンスポンプに接
続されており、他端が流体の吐出口に接続されている吐
出流路と、前記吐出流路中に配置されており、前記吐出
流路の開閉を行う出口弁と、を具備しており、前記フィ
ードポンプは、前記流体を受容するとともに自身の容積
を所定の量に維持し得る搬送チャンバーと、搬送チャン
バー中の気泡並びに流体の一部を排出するための搬送チ
ャンバー排出部と、を有しており、前記搬送チャンバー
排出部は、排出する気体並びに流体の流路の開閉を行う
搬送チャンバー排出弁を有しており、前記ディスペンス
ポンプは、前記流体を受容するとともに自身の容積を所
定の量に維持し得る分与チャンバーを有しており、前記
フィルタ排出機構は、排出する気体並びに流体の流路の
開閉を行う排出機構弁を有している。

【００１７】上記構成により、本発明の塗布装置は、前
記フィードポンプが、受容する流体の量を規定するよう
に容積を維持し得る搬送チャンバーを有している。同様
にディスペンスポンプが、容積を維持し得る分与チャン
バーを有している。このため、上記塗布装置は、前記搬
送流路中に弁を設けることなく、前記搬送流路中の流体
を逆流させることなく、流体をタンクから吸引し、塗布
対象物に対して流体を塗布し得る。さらに、塗布装置
は、上記搬送流路中に弁を有することなく、フィルタ排
出機構から気泡を排出し得る。従って、本発明の塗布装
置は、新たに気泡や不純物の発生の原因となる突起部を
有している弁を搬送流路中に設ける必要がない。このた
め、この塗布装置は、流路中であらたに気泡や不純物が
発生することを防止し得る。

【００１８】また、本発明の塗布装置のフィードポンプ
は、搬送チャンバー中の気泡並びに流体を排出するため
の搬送チャンバー排出部を有している。このため、この
塗布装置は、フィルタに流体を搬送する前に、大部分の
気泡を排出し得る。従って、この塗布装置は、フィルタ
に殆ど気泡が搬送されず、気泡がフィルタに付着する可
能性を低くし得る。従って、この塗布装置は、フィルタ
に付着した気泡により流体が汚染される可能性を低減し
得る。

【００１９】さらに、上記フィルタは、フィルタ排出機
構を有しているため、搬送チャンバー排出部で排出され
なかった流体中の微小な気泡を排出することができる。
従って、本発明の塗布装置は、より確実に気泡の除去を
し得る。

【００２０】さらに、この塗布装置は、ディスペンスポ
ンプに搬送される前に流体中の不純物を除去し得る。従
って、ディスペンスポンプ中の流体には、不純物が混入
していない。このため、この塗布装置は、塗布する際の
流体の定量性をより確実にし得る。

【００２１】また、前記フィルタは、搬送された流体を
受容するフィルタチャンバーと、前記搬送された流体の
出口であるフィルタ出口と、前記フィルタチャンバーと
フィルタ出口との間に配置され、前記出口に向けて移動
する流体をろ過するろ過媒体とを有しており、前記フィ
ルタ排出機構は、前記フィルタチャンバーに接続されて
いる第１排出部と、前記フィルタ出口に接続されている
第２排出部とを有しており、前記排出機構弁は、前記第
１排出部の排出する気体並びに流体の流路の開閉を行う
第１排出弁と、第２排出部の排出する気体並びに流体の
流路の開閉を行う第２排出弁とを有し得る。

【００２２】上記構成により、フィルタ排出機構は、第
１排出部と、第２排出部を有している。このため、フィ
ルタ排出機構は、ろ過される前の流体の気泡を第１排出
部により排出することが出来る。また、フィルタ排出機
構は、フィルタ出口近傍のろ過後の流体の気泡を第２排
出部により排出すること出来る。従って、第２排出部
は、ろ過媒体を通過してしまった気泡や、交換後のろ過
媒体に付着していた空気による気泡を、確実に排出し得
る。従って、この塗布装置は、より確実に流体から不純
物や気泡を除去し得る。

【００２３】また、前記搬送チャンバー排出部は、前記
フィードポンプの上部に配置され得る。

【００２４】上記構成により、フィードポンプ中の気泡
を搬送チャンバー排出部に容易に集めることができ、よ
り確実に搬送チャンバー排出部から不純物を排出し得
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
のある１つの実施の形態について説明する。

【００２６】上記ある１つの実施の形態について図１を
用いて説明する。図１は、本実施の形態に従った塗布装
置を示す概略図である。

【００２７】塗布装置１０は、以下で詳しく説明する
が、図１中に示すように、タンク９０と、フィードポン
プ２０と、ディスペンスポンプ３０と、吐出口６１とを
有している。

【００２８】タンク９０には、塗布対象物２００に塗布
するための流体３００を貯蔵している。なお、流体３０
０は、例えば、レジスト液のような弾性率の小さい流体
が使用される。

【００２９】フィードポンプ２０は、例えば、ダイアフ
ラムポンプなどのポンプであり、本実施の形態におい
て、ダイアフラムポンプを使用した場合について説明す
る。フィードポンプ２０は、タンク９０に接続されてい
る吸引流路２１と接続されている。言い換えると、吸引
流路２１は、一端がタンク９０の液体３００に延在して
おり、他端がフィードポンプ２０に接続されている。吸
引流路２１は、流路の開閉を行う入口弁２２を有してい
る。入口弁２２は、制御部４００に接続されており、コ
ンピュータ等からなる制御部４００の命令により開閉を
制御される。

【００３０】また、フィードポンプ２０は、金属等の変
形しない材質からなる自身の内壁２３と隔壁２４とによ
り画定される内部空間である搬送チャンバー２５と、隔
壁２４を間に挟んで搬送チャンバー２５と反対側にある
内壁２３と隔壁２４とにより画定される内部空間である
圧力室２６とを有する。

【００３１】膜状の隔壁２４は例えばテフロンなどの弾
性変形しうる、かつ、流体３００に対して耐溶性のある
材質で形成されておりフィードポンプ２０によりその外
縁全体が固定され搬送チャンバー２５と圧力室２６とを
分離している。

【００３２】ここで、圧力室２６内にはポリエチレング
リコール等の弾性変形の少ない圧力伝達液が充填されて
いる。圧力伝達液は圧力室２６内から出し入れされる。
この圧力伝達液の出し入が行われた際に隔壁２４が弾性
変形し、圧力室２６の容積を増減させる。この圧力伝達
液の出し入れは、圧力室２６に接続した圧力調節部２７
により行われ、圧力調節部２７の駆動は制御部４００に
より制御される。

【００３３】また、圧力調節部２７と圧力室２６との間
に圧力計を設置している（図示せず）。

【００３４】前記制御部４００により制御された圧力調
節部２７の駆動による圧力室２６の容積変化に応じて搬
送チャンバー２５の体積を変化させ得る。すなわち、圧
力伝達液を圧力室２６に入れると隔壁２４が搬送チャン
バー２５側に膨らみ圧力室２６の容積が増す。その際、
内壁２３と隔壁２４とで画定される搬送チャンバー２５
の容積は減少する。一方、圧力伝達液を圧力室２６より
出すと隔壁２４が圧力室２６側に凹み圧力室２６の容積
が減る。その際、内壁２３と隔壁２４とで画定される搬
送チャンバー２５の容積は増加する。なお、搬送チャン
バー２５内の圧力は大気圧程度となっている。

【００３５】ここで、隔壁２４がある位置まで変形し
た、もしくは、ある位置にある時点で、圧力調節部２７
とフィードポンプ２０との間に配設したストップバルブ
（図示せず）により圧力室２６内への圧力伝達液の出し
入れを止めると、搬送チャンバー２５と圧力室２６は上
記時点での容積をそのまま維持することになる。すなわ
ち、搬送チャンバー２５と圧力室２６との容積は固定さ
れることになる。本実施の形態において、上記のように
搬送チャンバー２５の容積が固定された状態のことを膜
ロック状態と呼ぶ。なお、ストップバルブは、制御部４
００により開閉を制御される。ここで、前述したように
タンク９０より延存する吸引経路２１は搬送チャンバー
２５に接続している。そのため、後述する表１の状態
で、搬送チャンバー２５の容積を増大させた際、タンク
９０中の流体３００は吸引経路２１を経由して搬送チャ
ンバー２５内部に吸引される。

【００３６】次いで、搬送チャンバー２５には搬送チャ
ンバー排出部８０を設けている。搬送チャンバー排出部
８０は、搬送チャンバー排出流路８１と、搬送チャンバ
ー排出流路８１の開閉を行う搬送チャンバー排出弁８２
とを有している。

【００３７】搬送チャンバー排出流路８１は、一端がフ
ィードポンプ２０、より詳しくは搬送チャンバー２５の
上部に接続されており、他端はタンク９０と接続されて
いる。なお、本実施の形態では、搬送チャンバー排出流
路８１の他端はＴ字状に分岐させており、一方の分岐を
タンク９０に接続させている。なお、他方の分岐の接続
については後述する。また搬送チャンバー排出弁８２は
制御部４００に接続されており、制御部４００の命令に
より搬送チャンバー排出流路８１の開閉は制御される。

【００３８】次いで、搬送チャンバー２５の搬送チャン
バー排出流路８１との接続部の下方であって吸引流路２
１の接続部の下方の位置に搬送流路５０の一端が接続さ
れている。フィードポンプ２０は、搬送チャンバー２５
中の流体３００を隔壁２４の変形により押し出し、搬送
流路５０に搬送する。言い換えると、搬送チャンバー２
５内の容積が増加した際に搬送チャンバー２５内に吸引
された流体３００は、搬送チャンバー２５内の容積が減
少した際に、搬送チャンバー２５内より押し出される。

【００３９】搬送流路５０は、他端（フィードポンプ２
０と接続されている端部に対して反対側の端部）がディ
スペンスポンプ３０に接続されている。また、搬送流路
５０の間には、流体３００をろ過するためのフィルタ４
０が配設されている。

【００４０】ここで、フィルタ４０は、フィルタチャン
バー４１と、フィルタ出口４２と、ろ過媒体４３とを有
している。本実施の形態に用いたフィルタチャンバー４
１は、図１中に示されているように、フィルタ４０の上
部の略中央に配置されたろ過媒体４３を覆うように配置
されている。ろ過媒体４３は、中空な有底の筒状に形成
されており、この中空部がフィルタ出口４２と略同じ大
きさを有している。ろ過媒体４３は、搬送流路５０を経
由して搬送チャンバー２５からフィルタチャンバー４１
に送られフィルタ出口４２に移動する流体３００をろ過
し得るように構成されている。また、フィルタ４０に
は、フィルタ４０中の気泡並びに流体３００を排出する
ためのフィルタ排出機構７０を接続している。

【００４１】フィルタ排出機構７０は、フィルタチャン
バー４１の上部に接続されている第１排出部７１と、フ
ィルタ出口４２の上部に接続されている第２排出部７２
とを有している。第１排出部７１は、フィルタチャンバ
ー４１より排出される気泡並びに流体が流れる第１排出
路７３と、第１排出流路７３の開閉を行う第１排出弁７
４とを有している。第２排出部７２は、フィルタ出口４
２より排出される気泡並びに流体が流れる第２排出流路
７５と、第２排出流路７５の開閉を行う第２排出弁７６
とを有している。なお、本明細書中において、第１並び
に第２排出弁７４、７６を合わせて、排出機構弁と呼
ぶ。第１並びに第２排出弁７４、７６は、それぞれ、制
御部４００に接続されており、制御部４００の命令によ
り開閉を制御される。

【００４２】第１排出流路７３は、一端がフィルタチャ
ンバー４１上部に接続され、他端がタンク９０と接続さ
れるように配設している。また、第２排出流路７５は、
一端がフィルタ出口４２の上部に接続され、他端がタン
ク９０と接続するように配設している（なお、本実施の
形態においては、図１中に示すように、前述した搬送チ
ャンバー排出流路８１の他方の分岐に第１排出流路７３
の他端及び第２排出流路７５の他端を接続させてい
る）。

【００４３】なお、第２排出弁７６とフィルタ出口４２
との間、および、第１排出弁７４とフィルタチャンバー
４１との間には、圧力計（図示せず）が配置されてい
る。この圧力計は、制御部４００に接続されており、フ
ィルタ出口４２及び、フィルタチャンバー４１における
流体３００の圧力の測定結果を制御部４００に送る。

【００４４】搬送流路５０は、フィルタ４０に接続した
後、フィルタ出口４２より出て、再び延び、ディスペン
スポンプ３０に接続される。

【００４５】ディスペンスポンプ３０は、例えば、ダイ
アフラムポンプなどのポンプであり、本実施の形態にお
いては、ダイアフラムポンプを使用した場合について説
明する。

【００４６】ディスペンスポンプ３０は、搬送流路５０
から搬送されてきた流体３００を受容する。このディス
ペンスポンプ３０は、金属等の変形しない材質からなる
自身の内壁３１と隔壁３２とにより画定される内部空間
である分与チャンバー３３と、隔壁３２を間に挟んで分
与チャンバー３３と反対側にある内壁３１と内隔壁３２
とにより画定される内部空間である圧力室３４とを有す
る。

【００４７】膜状の隔壁３２は例えばテフロン（登録商
標）などの弾性変形しうる、かつ、流体３００に対して
耐溶性を有する材質で形成されており、ディスペンスポ
ンプ３０によりその外縁全体が固定され分与チャンバー
３３と圧力室３４とを分離している。

【００４８】ここで、圧力室３４内にはポリエチレング
リール等の弾性変形の少ない圧力伝達液が充填されてい
る。

【００４９】圧力伝達液は圧力室３４内から出し入れさ
れる。この圧力伝達液の出し入が行われた際に隔壁３２
が弾性変形し、圧力室３４の容積を増減させ得る。この
圧力伝達液の出し入れは、圧力室３４に接続したサーボ
圧力調節部３５により行われ、サーボ圧力調節部３５の
駆動は制御部４００により制御される。なお、サーボ圧
力調節部３５は、フィードポンプ２０に配設した圧力調
節部２７とは異なり、前記容積の増減の調節を細かく制
御し得るように構成されている。より具体的には、サー
ボ圧力調節部３５は、ディスペンスポンプの吸引時に、
圧力室３４中の圧力伝達液の量を細かく減少させること
で、フィルタ４０を経由して送られてくる流体３００に
対して過不足のない速度で圧力室３４の容積を細かく減
少させることが出来る。これによりフィードポンプ２０
とディスペンスポンプ３０との間の流体３００に余分な
正、負の圧力を掛けることなく流体３００を搬送するこ
とが可能となる。またサーボ圧力調節部３５は、流体３
００の塗布時に、圧力室３４中の圧力伝達液の量を所望
する量に正確に増加させることで、圧力室３４の容積を
所望する値に正確に増大させ得る。

【００５０】次いで、搬送流路５０の下方のディスペン
スポンプ３０部に、吐出流路６０の一端が接続されてい
る。なお、吐出流路６０は、他端が吐出口６１に接続さ
れている。

【００５１】分与チャンバー３３は、前記制御部４００
で制御されるサーボ圧力調節部３５の駆動による圧力室
３４の容積変化に応じて容積を変化させ得る。

【００５２】すなわち、制御部４００は、サーボ圧力調
節部３５を制御して、圧力室３４中の容積を調整する。
この容積変化により、隔壁３２は弾性変化して圧力室３
４の容積を変化させる。この圧力室３４の容積変化に応
じて分与チャンバー３３の容積を変化させる。なお、サ
ーボ圧力調節部３５とディスペンスポンプ３０との間に
はストップパルプ若しくはサーボロックを配置しており
（図示せず）、ストップバルブ若しくはサーボロックに
より圧力伝達液の流路を閉じることが出来る。これによ
り圧力室３４の容積を固定し、ひいては、分与チャンバ
ー３３の容積も固定することが可能となる。本明細書中
において、この分与チャンバー３３の容積が固定された
状態も膜ロック状態と呼称する。ディスペンスポンプ３
０は、分与チャンバー３３の容積を減少させた際、分与
チャンバー３３中の流体３００を吐出流路６０に押し出
す。

【００５３】吐出流路６０は、分与チャンバー３３より
押し出された流体３００の流路を開閉する出口弁６２を
有する。出口弁６２は、制御部４００に接続されてお
り、制御部４００の命令により開閉が制御される。ま
た、吐出口６１は、塗布対象である塗布対象物物２００
に対して流体３００を塗布し得るよう、塗布対象物２０
０の上方に配置される。

【００５４】以下に、上記構成の塗布装置１０の動作に
ついて説明する。

【００５５】塗布装置１０は、流体３００をタンク９０
から吸引し、ろ過し、塗布対象物２００に塗布するため
に、以下の工程を有している。

【００５６】塗布装置１０は、まず、初期化工程が行わ
れる。この初期化工程では、全ての弁２２，８２，７
４，７６，６２を閉じた状態で、塗布装置１０内に流体
３００が満たされた状態にする。

【００５７】塗布装置１０は、上記初期化工程が終了す
ると、流体吸引工程が行われる。以下に、この流体吸引
工程を図２並びに表１を参照して説明する。図２は、流
体吸引工程での塗布装置の動作を示す図である。なお、
図２中において塗布装置１０内の流体は、説明に必要な
部分のみ図示している。表１は、以下に示す各工程にお
いて、制御部４００が塗布装置１０の各弁並びに各ポン
プへの制御を示す表である。

【００５８】

【表１】

【００５９】流体吸引工程において、制御部４００は、
表１に示すように各弁の開閉を制御し、分与チャンバー
３３の容積を維持する（膜ロック状態）。この状態で、
フィードポンプ２０は、隔壁２４を動作させ搬送チャン
バー２５の容積を増大させて、タンク９０中の流体３０
０を搬送チャンバー２５中に吸引する。なお、このと
き、搬送チャンバー排出弁８２は、閉じている。また、
流体３００の弾性率は小さい。これらのため、搬送チャ
ンバー排出流路８１中の流体３００は、搬送チャンバー
２５中に逆流することはない。また、第１並びに第２排
出弁７４，７６並びに出口弁６２は閉じているととも
に、分与チャンバー３３は膜ロック状態であり、そして
流体３００の弾性率は小さい。このため、搬送流路５０
中の流体３００は、搬送チャンバー２５中に逆流するこ
とはない。従って、フィードポンプ２０への流体の吸引
中に、流体３００は、フィルタ４０中を逆流して通るこ
とは実質的にない。

【００６０】前記流体吸引工程が終了すると、搬送チャ
ンバーパージ工程が行われる。以下に搬送チャンバーパ
ージ工程を図３を参照して説明する。図３は、搬送チャ
ンバーパージ工程での塗布装置の動作を示す図である。
なお、図３中において塗布装置１０内の流体は、説明に
必要な部分のみ図示している。

【００６１】搬送チャンバーパージ工程では、入口弁２
２を閉じてから、一定時間フィードポンプ２０を待機さ
せる（膜ロック状態とする）。この待機中に、搬送チャ
ンバー２５中の流体３００に含まれる気泡は、搬送チャ
ンバー２５の上部に上がって行き、搬送チャンバー排出
流路８１中に溜まる。この状態で、制御部４００は、表
１中の［搬送チャンバーパージ工程］のように制御す
る。この制御により、フィードポンプ２０は、流体の一
部を排出する。なお、このとき、搬送流路５０中の流体
３００は、前記流体吸引工程と同様に、移動（流動）し
ない。また、入口弁２２が閉じられているため、吸引流
路２１中の流体３００がタンク９０中に入ることはな
い。従って、搬送チャンバー２５中の気泡並びに気泡を
含んでいる流体３００は、搬送チャンバー２５から、搬
送チャンバー排出流路８１を介してタンク９０に排出さ
れる。

【００６２】なお、搬送チャンバー排出弁８２は、気泡
や不純物の発生原因となる突起部を有している。しか
し、この搬送チャンバー排出弁８２の近傍で発生する気
泡や不純物は、上記排出動作により、排出される流体３
００とともにタンク９０に排出されるため、搬送流路５
０に搬送されることはない。上記排出は、所定量の流体
３００が排出されると終了する。即ち、フィードポンプ
２０中の流体３００より、気泡や不純物が除去されたこ
とになる。

【００６３】上記搬送チャンバーパージ工程が終了する
と、続いて流体搬送工程が行われる。以下に流体搬送工
程を図４を参照して説明する。図４は、流体搬送工程で
の塗布装置１０の動作を示す図である。なお、図４中に
おいて塗布装置１０内の流体は、説明に必要な部分のみ
図示している。

【００６４】流体搬送工程において、制御部４００は、
表１中の［流体搬送工程］に示すように各部を制御す
る。上記制御により、搬送チャンバー２５中の流体３０
０は、分与チャンバー３３に搬送される。なお、フィー
ドポンプ２０と、ディスペンスポンプ３０とは、同期す
るように動作する。より具体的には、搬送チャンバー２
５は、容積を減少させて、減少させた容積分だけ流体３
００を押し出す。このとき、分与チャンバー３３は、搬
送チャンバー２５により押し出された流体３００を受容
し得るように、搬送チャンバー２５の容積の減少量と同
期して容積を増大させる。即ち、フィードポンプ２０と
ディスペンスポンプ３０との容積変化は、略一対一の関
係になるように制御される。従って、本実施の形態の塗
布装置は、搬送過程で実施されるろ過に関して、ろ過精
度を向上することができる。すなわち、上記搬送は、出
口弁６２を閉じた状態で行われているため、吐出口６１
からの流体３００の塗布とは、別の流速で流体３００を
搬送出来る。圧力調節部２７近傍の圧力計で検出する圧
力をＰＦ、第１排出弁７４近傍の圧力計で検出する圧力
をＰ１、第２排出弁７６近傍の圧力計で検出する圧力を
Ｐ２、としたとき、ＰＦ＞Ｐ１＞Ｐ２となるように（例
えば、ＰＦ＝１Ｋｐａ、Ｐ１＝０．７ＫＰａ、Ｐ２＝
０．１ＫＰａ）、Ｐ２を限りなく０Ｋｐａに近づくよう
各ポンプの動きを制御すれば流体３００は、フィルタ４
０中を所望の速度（塗布する際の流速より十分に遅い速
度）で通過させ得る。フィルタ４０を十分に時間をかけ
て通過させるため流体３００は、十分にろ過し得る。

【００６５】なお、第１排出弁７４の近傍には、前述し
たように、圧力計が配置されている。言い換えると、こ
の圧力計は、搬送流路５０と連通している第１排出流路
７３とフィルタチャンバー４１との間に配置されている
ため、搬送流路５０の流圧を検出することが出来る。従
って、制御部４００は、圧力計の検出結果により、搬送
中の流体３００に過度の流圧がかからないように、フィ
ードポンプ２０とディスペンスポンプ３０とをフィード
バック制御し得る。なお、上記制御は、搬送流路５０中
の流圧が、略大気圧と同様になるようにされることが好
ましい。また、第１排出弁７４及び第２排出弁７６の近
傍に設けた２つの圧力計の差圧（Ｐ１−Ｐ２）の検出結
果により、ろ過媒体４３の目詰まりを検出でき、ろ過媒
体４３の交換時期を検知することが出来る。

【００６６】なお、フィードポンプ２０並びにディスペ
ンスポンプ３０は、分与チャンバー３３に、塗布する際
の所定量の流体３００が溜まると、動作を終了する。こ
のとき、搬送チャンバー２５中には、搬送されていない
流体３００が一部残っていてもよく、残っている流体３
００分だけの容積を持つ。

【００６７】上記流体搬送工程が終了すると、続いて、
フィルタ第１パージ工程が行われる。以下にフィルタ第
１パージ工程を図５を参照して説明する。図５は、フィ
ルタ第１パージ工程での塗布装置の動作を示す図であ
る。なお、図５中において塗布装置１０内の流体は、説
明に必要な部分のみ図示している。

【００６８】前記流体搬送工程において、ろ過媒体４３
を通過する前に搬送中の流体３００に加わったわずかな
圧力により気泡が、発生する場合がある。この気泡は、
フィルタチャンバー４１の上方に配置されている第１排
出部７１に溜まる。

【００６９】フィルタ第１パージ工程において、制御部
４００は、表１中の［フィルタ第１パージ工程］に示す
ように各部を制御する。上記制御により分与チャンバー
３３が膜ロック状態となるため、搬送流路５０中のフィ
ルタ４０より下流の流体３００は、移動（流動）しな
い。また、上記制御により、フィードポンプ２０より、
流体３００を押し出した際、気泡並びに気泡を含んでい
る第１排出部７１に溜まった流体３００は、第１排出流
路７３を介してタンク９０に排出される。

【００７０】なお、第１排出弁７４は、不純物の発生原
因となる突起部を有している。しかし、この第１排出弁
７４の近傍で発生する不純物は、上記排出動作により、
排出される流体３００とともにタンク９０に排出される
ため、搬送流路５０に搬送されることはない。即ち、フ
ィルタチャンバー４１中の流体３００より、気泡や不純
物が除去されたことになる。

【００７１】上記排出は、所定量の流体３００が排出さ
れると終了する。なお、このとき、搬送チャンバー２５
には、搬送されていない流体３００が残っていてもよ
い。

【００７２】上記フィルタ第１パージ工程が終了する
と、続いて、フィルタ第２パージ工程が行われる。以下
にフィルタ第２パージ工程を図６を参照して説明する。
図６は、フィルタ第２パージ工程での塗布装置の動作を
示す図である。なお、図６中において塗布装置１０内の
流体は、説明に必要な部分のみ図示している。

【００７３】前記流体搬送工程において、流体３００中
の気泡が、ろ過媒体４３を通過する場合がある。また、
ろ過媒体４３を交換した際に、ろ過媒体４３に付着して
いた空気が、気泡となってフィルタ出口４２側に移動す
る場合がある。これらの気泡は、フィルタ出口４２の上
方に配置されている第２排出部７２に溜まる。第２排出
部７２に溜まった気泡は、構造上、下流に流されない形
状を有している。

【００７４】フィルタ第２パージ工程において、制御部
４００は、表１中の［フィルタ第２パージ工程］に示す
ように各部を制御する。上記制御により分与チャンバー
３３が膜ロック状態であるため、搬送流路中のフィルタ
４０より下流の流体３００は、移動（流動）しない。ま
た、上記制御により、フィードポンプ２０は、流体３０
０を押し出すため、気泡並びに気泡を含んでいるフィル
タ出口４２部の流体３００は、第２排出流路７５を介し
てタンク９０に排出される。即ち、フィルタ出口４２の
流体３００は、気泡や不純物が除去されたことになる。
上記排出は、所定量の流体３００が排出されると終了す
る。

【００７５】第１排出弁７４及び第２排出弁７６の近傍
に各々圧力計を有しているため、不純物の発生原因とな
る突起部を有していると言える。しかし、これらの突起
部で発生する不純物は、上記排出動作により、排出され
る流体３００とともにタンク９０に排出されるため、搬
送流路５０に搬送されることはない。

【００７６】前記フィルタ第２パージ工程が終了する
と、続いて、流体塗布工程が行われる。以下に流体塗布
工程を図７を参照して説明する。図７は、流体塗布工程
での塗布装置の動作を示す図である。なお、図７中にお
いて塗布装置１０内の流体は、説明に必要な部分のみ図
示している。

【００７７】流体塗布工程において、制御部４００は、
表１中の［流体塗布工程］に示すように各部を制御す
る。この制御により、ディスペンスポンプ３０は、分与
チャンバー３３中の流体３００を吐出口６１に向けて押
し出す。この押し出された流体３００は、吐出口６１か
ら塗布対象物２００上に吐出される。なお、このとき、
表１中に示されているように、第１並びに第２排出弁７
４，７６と、入口弁２２と、搬送チャンバー排出弁８２
が閉じており、搬送チャンバー２５が膜ロック状態であ
るため、搬送流路５０中の流体３００は、搬送チャンバ
ー２５中に逆流することはない。従って、ディスペンス
ポンプ３０の流体の吐出中に、流体３００は、フィルタ
４０中を逆流して通ることはない。

【００７８】塗布装置１０は、前記流体吸引工程から流
体塗布工程までを繰り返し、塗布対象物２００への塗布
を行う。なお、上述した塗布工程を始める前に初期化工
程として、上流側から逐次吸引、ベントを繰り返し、前
記タンクから吐出口まで、ポンプ、流路中に液を満たし
ておくものである。また、フィルタ第１パージ工程、フ
ィルタ第２パージ工程は、必要により省略しても構わな
い。

【００７９】上記動作で示すように、塗布装置１０は、
搬送チャンバー２５並びに分与チャンバー３３を膜ロッ
ク状態にし得るとともに、上述のように各弁を連動して
閉じられる。このため、塗布装置１０は、搬送流路５０
中に弁を設けることなく、搬送流路中の流体を逆流させ
ることなく、タンク９０から流体３００を吸引し、塗布
対象２００に対して流体３００を塗布することが出来
る。言い換えると、塗布装置１０は、搬送流路５０中に
弁を設けることなく、塗布装置１０中への流体３００の
吸引と、塗布対象物２００への塗布とを分離して行うこ
とが可能である。従って、塗布装置１０は、流体３００
を確実にろ過し得るとともに、新たに気泡の発生の原因
となる突起部を有している弁を搬送流路５０中に設ける
必要がないため、流路中であらたに不純物が発生するこ
とを防止し得る。

【００８０】また、塗布装置１０のフィードポンプ２０
は、搬送チャンバー２５中の気泡並びに流体を排出する
ための搬送チャンバー排出部８０を有している。このた
め、この塗布装置１０は、フィルタ４０に流体を搬送す
る前に、十分な時間を掛けて流体から気泡を分離させて
から気泡を排出し得る。従って、この塗布装置１０は、
フィルタ４０に殆ど気泡が搬送されず、気泡がフィルタ
４０に付着する可能性が低い。従って、この塗布装置１
０は、フィルタ４０に付着した気泡により流体が汚染さ
れる可能性を低減し得る。

【００８１】さらに、塗布装置１０は、第１排出部７１
を有している。このため、フィルタ排出機構７０は、フ
ィルタチャンバー４１中のろ過される前の流体に含まれ
る気泡（ろ過媒体４３より上流の気泡）を第１排出部７
１により排出することが出来る。

【００８２】また、フィルタ排出機構７０は、フィルタ
出口４２近傍において、第２排出部７２を有している。
従って、第２排出部７２は、ろ過媒体４３を通過してし
まった気泡や、交換後のろ過媒体４３に付着していた空
気による気泡を、確実に排出し得る。従って、この塗布
装置１０は、より確実に流体から気泡や不純物を除去し
得る。

【００８３】このように、塗布装置１０は、気泡や不純
物の除去を確実に行えるとともに、流路中であらたに気
泡や不純物が発生することを防止し得る。

【００８４】また、塗布装置１０は、上述のように、フ
ィルタ排出機構７０により、流体３００がディスペンス
ポンプ３０に搬送される前に、不純物を取り除く。この
ため、塗布装置１０は、ディスペンスポンプ３０中に排
出機構を配置する必要がないため、あらたに不純物が発
生する可能性を低減し得る。さらに、ディスペンスポン
プ３０中の流体３００には、不純物や気泡が混入してい
ないため、塗布する際の流体の定量性をより確実にし得
る。

【００８５】また、本実施の形態において、搬送チャン
バー排出部８０、第１排出部７１，及び第２排出部７２
により排出される気泡並びに流体３００は、タンク９０
中に戻されているため、排出した流体３００を再利用す
ることが可能である。従って、塗布装置１０は、流体３
００をより無駄なく利用し得る。

【００８６】なお、本実施の形態において、フィードポ
ンプ２０並びにディスペンスポンプ３０は、ダイアフラ
ムポンプを使用した場合において説明しているが、流体
を所定量受容出来ると共に、任意の容積で流体の受容部
を維持し得るように構成されていれば、他の公知のポン
プを使用することも可能である。

【００８７】また、本実施の形態の塗布装置１０は、突
起部や圧力の変化などにより気泡や不純物が発生しやす
い流体を、不純物を除去するとともに定量で塗布する装
置である。このため、本実施の形態において、流体３０
０は、レジスト液を用いた場合において説明している
が、上記塗布が求められる流体ならば、どのような流体
に対しても使用し得る。なお、上記流体は、弾性率の小
さいものが望まれる。

【００８８】これまで、いくつかの実施の形態について
図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

【００８９】

【発明の効果】本発明は、不純物や気泡の除去を確実に
行えるとともに、流路中で新たに不純物や気泡が発生す
ることを防止し、不純物や気泡を含まない流体を塗布対
象物に塗布し得る塗布装置を提供し得る。また、本装置
では、被塗布物が吐出口下に搬送され流体の塗布工程が
行われる前に流体吸引からフィルタリング、気泡のパー
ジといった一連動作（表１中の流体吸引工程〜フィルタ
第２パージ工程）が行われるており、被塗布物が吐出口
の下に来たとき即座に所定量の流体の塗布が行える。こ
れにより被塗布対象物への塗布時間は、短く出来る。即
ち本装置は、塗布装置としてタクトタイムの低下を防止
した装置としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ある１つの実施の形態に従った塗布装
置を示す概略図である。

【図２】図２は、流体吸引工程での塗布装置の動作を示
す図である。

【図３】図３は、搬送チャンバーパージ工程での塗布装
置の動作を示す図である。

【図４】図４は、流体搬送工程での塗布装置の動作を示
す図である。

【図５】図５は、フィルタ第１パージ工程での塗布装置
の動作を示す図である。

【図６】図６は、フィルタ第２パージ工程での塗布装置
の動作を示す図である。

【図７】図７は、流体塗布工程での塗布装置の動作を示
す図である。

【図８】図８は、従来の塗布装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１０塗布装置２０フィードポンプ２１吸引流路２２入口弁２５搬送チャンバー３０ディスペンスポンプ３３分与チャンバー４０フィルタ４１フィルタチャンバー４２フィルタ出口４３ろ過媒体５０搬送流路６０吐出流路６１吐出口６２出口弁７０フィルタ排出機構７１第１排出部７２第２排出部８０搬送チャンバー排出部９０タンク２００塗布対象物３００流体４００制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者多田昌広東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者松本泰明東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者楠進也東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内Ｆターム(参考） 2H025 AB16 EA04 4F041 AA01 AA02 AA05 AA06 AB02 BA32 BA34 BA35 4F042 AA01 AA02 AA07 AA08 AA10 BA02 CA01 CB02 CB08 CB11 CB19 CB25 5F046 JA01 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布対象物に塗布するための流体を貯蔵
しているタンクと、前記流体の流路であり、前記タンクの中の液体に一端が
接続される吸引流路と、前記吸引流路中に配置されており、前記吸引流路の開閉
を行う入口弁と、前記吸引流路の他端が接続されており、前記流体を前記
タンクから吸引するとともに受容し、受容した前記流体
を押し出すフィードポンプと、前記流体の流路であり、前記フィードポンプに一端が接
続されている搬送流路と、前記搬送流路中に配置されており、前記流体をろ過する
ためのフィルタと、前記フィルタ中に配置されており、気泡並びに前記流体
の一部を排出するためのフィルタ排出機構と、前記搬送流路の他端が接続されており、前記流体を所定
量受容し、前記流体を所定量吐出するディスペンスポン
プと、前記流体の流路の上方であり、一端が前記ディスペンス
ポンプに接続されており、他端が流体の吐出口に接続さ
れている吐出流路と、前記吐出流路中に配置されており、前記吐出流路の開閉
を行う出口弁と、を具備しており、前記フィードポンプは、前記流体を受容するとともに自
身の容積を所定の量に維持し得る搬送チャンバーと、搬
送チャンバー中の気泡並びに流体の一部を排出するため
の搬送チャンバー排出部と、を有しており、前記搬送チャンバー排出部は、排出する気体並びに流体
の流路の開閉を行う搬送チャンバー排出弁を有してお
り、前記ディスペンスポンプは、前記流体を受容するととも
に自身の容積を所定の量に維持し得る分与チャンバーを
有しており、前記フィルタ排出機構は、排出する気体並びに流体の流
路の開閉を行う排出機構弁を有している塗布装置。
【請求項２】前記フィルタは、搬送された流体を受容
するフィルタチャンバーと、前記搬送された流体の出口
であるフィルタ出口と、前記フィルタチャンバーとフィ
ルタ出口との間に配置され、前記出口に向けて移動する
流体をろ過するろ過媒体とを有しており、前記フィルタ排出機構は、前記フィルタチャンバーに接
続されている第１排出部と、前記フィルタ出口に接続さ
れている第２排出部とを有しており、前記排出機構弁は、前記第１排出部の排出する気体並び
に流体の流路の開閉を行う第１排出弁と、第２排出部の
排出する気体並びに流体の流路の開閉を行う第２排出弁
とを有している請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】前記搬送チャンバー排出部は、前記フィ
ードポンプの上部に配置されている請求項１に記載の塗
布装置。