JP2008036542A - 薬液供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 エア抜きタンクに排出される塗布液（薬液）の量を少なくして効率のよい薬液供給方法を提供する。
【解決手段】 時刻ｔ１で開閉弁１１を開にするとともにポンプ９のモータを正転させ貯留空間Ｓの容積を徐々に大きくする。すると、脱気モジュール８を通過した塗布液が塗布液供給配管１０を介して定量ポンプ９の貯留空間Ｓに供給される。そして塗布液貯留空間Ｓが所定の容積に達した時刻ｔ２でポンプ９のモータを一旦停止し、同時に開閉弁１１を閉じ、時刻ｔ２から約２秒後に再びポンプ９のモータを再び正転させることで塗布液貯留空間Ｓの容積を拡大し、塗布液を充填する。このとき、開閉弁１４，１７も閉じ状態にあるので、塗布液貯留空間Ｓは密閉空間になっており、塗布液貯留空間Ｓの容積が拡大することで、塗布液貯留空間Ｓ内の圧は低下する。この後、時刻ｔ５において、開閉弁１７を開とし、塗布液貯留空間Ｓ内の残圧を開放し、余剰の塗布液をタンク１９に回収する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ガラス基板などの被処理基板の表面に被膜などを形成する塗布液などの薬液を供給する方法に関する。

スリットノズルなどを用いて、被処理基板の表面に均一な厚みの被膜を形成するには、一定量の塗布液を一定時間の間に被処理基板の表面に供給する必要があり、このための技術として特許文献１、２が知られている。

特許文献１には、シリンジポンプを用いた塗布装置が開示され、塗布された塗布液の流量または重量を測定し、この測定値を次回の塗布液の塗布条件の補正に利用する技術を提案している。

シリンジポンプ（定量ポンプ）を駆動して１回目のショット（塗布）が終了した後、次のショットを行うまでの間、シリンジポンプの塗布液貯留空間内が負圧だと外部からエアを巻き込むことになる。そこで、特許文献１では塗布液貯留空間内の塗布液圧に余剰圧力（陽圧）を持たせているが、この余剰圧力は連続的にショットを行う場合に各ショット毎に同一にはならず、その結果、各ショット毎に一定量の塗布液を吐出することができない。

上記の特許文献１の不具合を解消するため、特許文献２では、塗布液貯留空間につながるエア抜き配管に開閉弁を設け、この開閉弁を塗布前に一旦開にして、塗布液貯留空間内の余剰圧力をエア抜きタンクを介して開放する提案を行なっている。

特開２００１−１２１０６２号公報 特開２００６−４３５８４号公報

特許文献２に開示される方法によれば、各ショット毎に一定量の塗布液を吐出することができる。しかしながら、余剰圧力をエア抜きタンクを介して開放する際に多量の塗布液が余剰圧力とともに排出されてしまう。一例を挙げると、スリットノズルを用いてガラス基板に２ｃｃの塗布液を各ショット毎に吐出する場合、約２ｃｃの塗布液が余剰圧力とともに排出されてしまう。

スリットノズルを用いた塗布方法は従来の遠心法に比べ大幅に使用する塗布液（薬液）の量を軽減できるが、余剰圧力とともに捨てられる塗布液を考慮すると有効利用しているとは言えず、緊急に改善すべき課題であることが分かる。

上記課題を解決するため本発明に係る薬液供給方法は、貯留タンク内の薬液を薬液供給配管を介してポンプの薬液貯留空間に送り込み、ポンプを駆動して前記薬液貯留空間の体積を減少させることで前記薬液貯留空間の下流側に設けたノズルから薬液を吐出するようにした薬液供給方法において、前記薬液供給配管には開閉弁が設けられ、この開閉弁よりも下流側の薬液供給配管にエア抜き配管が接続され、このエア抜き配管には開閉弁が設けられ、前記ポンプの薬液貯留空間への薬液の充填が完了する前に一旦充填を停止し、次いで前記薬液供給配管の開閉弁を閉じ、この後再び前記ポンプの薬液貯留空間への薬液の充填を行い、充填後に前記エア抜き配管に設けた開閉弁を開として薬液貯留空間の残圧を抜くようにした。

薬液供給配管の開閉弁を閉じた状態、即ち薬液貯留空間が閉空間となっている状態でポンプを充填方向に駆動すると、薬液貯留空間の容積が大きくなり、ポンプの内圧を例えば１０ｋＰａ以下とすることが可能になる。

従来であれば、シリンジポンプの薬液貯留空間内が負圧にならないように、該薬液貯留空間内に薬液が完全に充填されるまで、薬液貯留空間内の陽圧を維持していたため、エア抜き配管のバルブを開にした途端に多量の薬液が余剰圧とともに排出されていたが、本発明によれば、薬液貯留空間内に薬液が完全に充填される前に一旦充填を停止するとともに前記薬液供給配管の開閉弁を閉じ、この後再び前記ポンプの薬液貯留空間への薬液の充填を行ってポンプ内の圧力を下げ、充填後に前記エア抜き配管に設けた開閉弁を開として薬液貯留空間の残圧を抜くようにしたので、余剰圧力によって薬液貯留空間内を満たす量だけ排出される薬液の量が少なくなり、効率よく薬液を塗布することができる。
具体的には、残圧抜きで排出される薬液の量が、２ｃｃ〜０．５ｃｃに削減される。

以下に本発明を実施するための実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る薬液供給方法を実施する装置の構成図、図２はシリンジポンプおよび各バルブのタイムチャートであり、この実施例にあっては薬液としてレジスト膜やＳＯＧ膜を形成する塗布液を例にとって説明する。

図中１は塗布液貯留タンクであり、塗布液貯留タンク１からの上昇管２には開閉弁３が設けられ、上昇管２は塗布液供給配管４につながっている。塗布液貯留タンク１の下流側にはエア抜きセクション５が設けられている。このエア抜きセクション５にはエア抜きタンク６、フィルタ７及び脱気モジュール８が順に配置されている。尚、エア抜きタンク６にはプレッシャーライン１６が挿入され、大気開放と加圧とが切り替え可能となっている。

脱気モジュール８の下流側には定量ポンプとしてのシリンジポンプ９が配置され、このシリンジポンプ９と脱気モジュール８をつなぐ塗布液供給配管１０の途中に開閉弁１１が設けられ、また、シリンジポンプ９の下流側にはスリットノズル１２が配置され、このスリットノズル１２とシリンジポンプ９をつなぐ塗布液供給配管１３のスリットノズル１２に近接した端部に開閉弁１４が設けられている。

また、前記シリンジポンプ９にはピストンの移動によってその容積を変化する塗布液貯留空間Ｓが設けられている。尚、実際の塗布液貯留空間は前記開閉弁１１よりも下流側で開閉弁１４よりも上流側の配管内の空間も含まれる。

また、前記塗布液供給配管１０の開閉弁１１よりも下流側でシリンジポンプ９よりも上流側の位置からエア抜き配管１５が分岐している。このエア抜き配管１５には開閉弁１７および逆止弁１８が設けられ、最終的にはエア抜きタンク１９につながっている。

また、前記スリットノズル１２内とタンク１９とは戻り配管２０でつながり、この戻り配管２０にも開閉弁２１が設けられている。

以上において、全ての開閉弁３，１１，１４，１７，２１を閉状態にした時点をスタートとして説明する。
上記の状態から開閉弁３を開とし塗布液貯留タンク１内の塗布液を所定量だけエア抜きタンク６に送り込み、開閉弁３を閉じる。このときエア抜きタンク６は大気に開放されており、エア抜きタンク６に送り込まれた塗布液中の気泡が除去される。

次いで、エア抜きタンク６の大気開放を加圧に切り替え、エア抜きタンク６内の塗布液をフィルタ７を介して脱気モジュール８に送り込み減圧によって塗布液に溶解しているガスを除去する。

次いで、図２に示すように時刻ｔ１で開閉弁１１を開にするとともにポンプ９のモータを正転させ貯留空間Ｓの容積を徐々に大きくする。すると、脱気モジュール８を通過した塗布液が塗布液供給配管１０を介して定量ポンプ９の貯留空間Ｓに供給され、更に開閉弁１４に至るまでの塗布液供給配管１３内も塗布液で満たされる。即ち、配管内を含む塗布液貯留空間Ｓ内が塗布液で満たされる。

このとき、配管内および塗布液貯留空間Ｓ内が負圧になるとエアを巻き込むので、配管内および塗布液貯留空間Ｓ内を陽圧にするため、ポンプ９のモータを正転させることでなされる塗布液貯留空間Ｓの容積の拡大速度よりも開閉弁１１を介して供給される塗布液の供給量の方を多くするように設定する。

そして塗布液貯留空間Ｓが所定の容積に達した時刻ｔ２でポンプ９のモータを一旦停止し、同時に開閉弁１１を閉じる。実施例にあってはモータ９の停止と開閉弁１１の閉動作を同時にしているが、これらのタイミングは若干ずれてもよい。

そして、時刻ｔ２から約２秒後に再びポンプ９のモータを再び正転させることで塗布液貯留空間Ｓの容積を拡大し、塗布液を充填する。このとき、開閉弁１４，１７も閉じ状態にあるので、塗布液貯留空間Ｓは密閉空間になっており、塗布液貯留空間Ｓの容積が拡大することで、塗布液貯留空間Ｓ内の圧は低下する。尚，圧は低下しても負圧にならないようにする必要がある。

目安としては、ポンプ９の内圧が２０ｋＰａ以下となる時刻ｔ４でポンプ９を
停止せしめる。

この後、時刻ｔ５において、開閉弁１７を開とし、塗布液貯留空間Ｓ内の残圧を開放し、余剰の塗布液をタンク１９に回収する。

この後、時刻ｔ６で定量ポンプ９を駆動（逆転）し、同時に開閉弁１４を開とする。すると定量ポンプ９を停止せしめる時刻ｔ７までに塗布液貯留空間Ｓの体積減少分に相当する量の塗布液がスリットノズル１２から吐出し、１回目のショットを行う。また、最初に液を入れたときだけ開閉弁２１を開として余分な塗布液を戻し配管２０を介してエア抜きタンク１９に送り込む。

上記の１回目のショットが終了したならば、開閉弁１４，２１を閉とし、開閉弁１１を開とし、且つ定量ポンプ９を元の位置に戻し、脱気モジュール８を介して再び塗布液貯留空間Ｓ内に塗布液を送り込む。このとき塗布液貯留空間Ｓ内は外部からのエアの巻き込みを防止するため前記したように余剰圧力で陽圧になっている。

尚、図示例ではポンプとして定量ポンプを示したが、これに限定されるものではない。また、ノズルについてもスリットノズルには限定されない。更に、分岐配管１５を開閉弁１１と定量ポンプ９との間から分岐せしめたが、定量ポンプ９と開閉弁１４の間の塗布液供給配管１３から分岐してもよい。

本発明に係る塗布装置および塗布方法は、スリットノズルを用いてガラス基板の表面に一定厚のレジスト膜やＳＯＧ膜を形成する工程に利用することができる。

本発明に係る薬液供給方法を実施する装置の構成図 定量ポンプおよび各開閉弁のタイムチャート

符号の説明

１…液貯留タンク、２…上昇管、３，１１，１４，１７，２１…開閉弁、４…塗布液供給配管、５…エア抜きセクション、６…エア抜きタンク、７…フィルタ、８…脱気モジュール、９…定量ポンプ（シリンジポンプ）、１０…塗布液供給配管、１２…スリットノズル、１３…塗布液供給配管、１５…エア抜き配管、１６…プレッシャーライン、１８…逆止弁、１９…エア抜きタンク、２０…戻り配管、Ｓ…塗布液貯留空間。

Claims (2)

1. 貯留タンク内の薬液を薬液供給配管を介してポンプの薬液貯留空間に送り込み、ポンプを駆動して前記薬液貯留空間の体積を減少させることで前記薬液貯留空間の下流側に設けたノズルから薬液を吐出するようにした薬液供給方法において、前記薬液供給配管には開閉弁が設けられ、この開閉弁よりも下流側の薬液供給配管にエア抜き配管が接続され、このエア抜き配管には開閉弁が設けられ、前記ポンプの薬液貯留空間への薬液の充填が完了する前に一旦充填を停止し、前記薬液供給配管の開閉弁を閉じ、この後再び前記ポンプの薬液貯留空間への薬液の充填を行い、充填後に前記エア抜き配管に設けた開閉弁を開として薬液貯留空間の残圧を抜くことを特徴とする薬液供給方法。
2. 請求項１に記載の薬液供給方法において、前記薬液貯留空間への薬液の充填の一旦停止し、この後薬液供給配管の開閉弁を閉じた状態で充填を再開することで、ポンプの内圧を２０ｋＰａ以下とすることを特徴とする薬液供給方法。