JP2009166002A - Apparatus and method for applying solution - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はヘッドに設けられたノズルから溶液をインクジェット方式によって噴射して基板に塗布する溶液の塗布装置及び塗布方法に関する。 The present invention relates to a solution coating apparatus and a coating method in which a solution is ejected from a nozzle provided in a head by an inkjet method to be applied to a substrate.
一般に、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスがある。この成膜プロセスでは、基板の板面にたとえば配向膜やレジストなどの機能性薄膜が形成される。 Generally, in a manufacturing process of a liquid crystal display device or a semiconductor device, there is a film forming process for forming a circuit pattern on a substrate such as a glass substrate or a semiconductor wafer. In this film forming process, a functional thin film such as an alignment film or a resist is formed on the plate surface of the substrate.
基板に機能性薄膜を形成する場合、この機能性薄膜を形成する溶液をノズルから噴射して基板の板面に塗布するインクジェット方式の塗布装置が用いられることがある。 In the case of forming a functional thin film on a substrate, an ink jet type coating apparatus that sprays a solution for forming the functional thin film from a nozzle and coats it on the plate surface of the substrate may be used.
この塗布装置は、特許文献1に示されるように、基板を搬送する搬送テーブルを有しており、この搬送テーブルの上方には、上記ノズルが穿設された複数のヘッドが基板の搬送方向に対してほぼ直交する方向に沿って並設されている。各ヘッドには供給管を介して接続された溶液タンクから溶液が供給される。それによって、搬送される基板の上面には複数のノズルから溶液が所定間隔で噴射されるようになっている。 As shown in Patent Document 1, this coating apparatus has a transport table for transporting a substrate. Above the transport table, a plurality of heads with the nozzles formed in the transport direction of the substrate. In contrast, they are juxtaposed along a direction that is substantially orthogonal. Each head is supplied with a solution from a solution tank connected via a supply pipe. Thereby, the solution is ejected from the plurality of nozzles at a predetermined interval onto the upper surface of the substrate to be transported.
インクジェット方式の塗布装置を用いて基板に溶液を塗布する場合、溶液の供給管内やノズル内などに気泡が残留していると、ノズルに気泡が詰まったりするなどしてノズルから基板に溶液が適切に噴射されないことがある。 When applying a solution to a substrate using an inkjet type coating device, if bubbles remain in the solution supply pipe or nozzle, the nozzle is clogged with bubbles and the solution is properly applied from the nozzle to the substrate. May not be injected.
そのため、上記塗布装置を使用する前に、上記溶液タンク内を気体で加圧して上記供給管に溶液を高い圧力で供給し、上記ノズルから勢いよく噴出させる。それによって、上記供給管やノズル内に蓄積した気泡を、溶液とともに排出して上記供給管及びヘッド内などに溶液を充満させるということが行われる。 Therefore, before using the coating device, the inside of the solution tank is pressurized with gas, the solution is supplied to the supply pipe at a high pressure, and the nozzle is ejected vigorously from the nozzle. Thereby, the bubbles accumulated in the supply pipe and the nozzle are discharged together with the solution to fill the supply pipe and the head with the solution.
一方、溶液タンクに貯えられる溶液には、たとえば溶液タンクに溶液を供給するときに大気を巻き込むなどの原因によって溶液に気泡が含まれることがある。溶液に気泡が含まれると、供給管内やノズル内などから気泡を除去しても、供給管内やノズル内に気泡が残留している場合と同様、その気泡によってノズルから基板に対して溶液が適切に噴射されないことがある。 On the other hand, in the solution stored in the solution tank, bubbles may be included in the solution due to, for example, air being involved when supplying the solution to the solution tank. If air bubbles are included in the solution, even if the air bubbles are removed from the supply pipe or nozzle, the bubbles are suitable for the solution from the nozzle to the substrate as if bubbles remained in the supply pipe or nozzle. May not be injected.
特に、インクジェット方式の塗布装置に用いられるヘッドに形成されるノズルの径は数十μm程度と微細であるため、そのノズルに気泡がつまり、溶液が吐出されなくなるということが発生し易いということがある。 In particular, since the diameter of the nozzle formed in the head used in the ink jet type coating apparatus is as fine as about several tens of μm, it is likely that bubbles are not generated in the nozzle, that is, the solution is not discharged. is there.
そこで、塗布装置を稼動させるにあたっては、上述したように供給管内やノズル内などに残留する気泡を除去すると同時に、溶液タンクに貯えられる溶液に含まれる気泡を除去するようにしている。
ところで、溶液タンクに貯えられる溶液から気泡を除去するには、溶液に含まれる気泡を浮力によって上昇させて大気に放散させるということが行われている。溶液に含まれる気泡は、通常は直径が数百〜数mm単位の大きさであって、溶液中を浮上する浮力を有するから、その浮力を利用して大気中に放散させることで、除去することが可能である。 By the way, in order to remove bubbles from a solution stored in a solution tank, bubbles contained in the solution are lifted by buoyancy and diffused to the atmosphere. Bubbles contained in the solution are usually several hundred to several millimeters in diameter, and have a buoyancy that floats in the solution. Therefore, the bubbles are removed by being diffused into the atmosphere using the buoyancy. It is possible.
しかしながら、浮力を利用して溶液中の気泡を除去する場合、溶液に含まれる気泡を大気中に放散させて除去するにはかなりの時間が掛かるから、生産性の向上に支障をきたすということがあったり、溶液を長時間に亘って放置しても気泡の一部が溶液中に残留するということがあり、そのような場合にはノズルからの溶液の吐出に悪影響を及ぼすということもある。 However, when removing bubbles in a solution using buoyancy, it takes a considerable amount of time to dissipate and remove bubbles contained in the solution in the atmosphere, which hinders improvement in productivity. In some cases, even if the solution is left for a long time, some of the bubbles remain in the solution. In such a case, the discharge of the solution from the nozzle may be adversely affected.
この発明は、溶液に含まれる気泡をナノバブルに微細化することで、溶液から気泡を除去することなく、ヘッドのノズルから溶液を良好に噴射させることができるようにした溶液の塗布装置及び塗布方法を提供することにある。 The present invention relates to a solution coating apparatus and a coating method that can finely jet bubbles contained in a solution into nanobubbles so that the solution can be well jetted from the nozzle of the head without removing the bubbles from the solution. Is to provide.
この発明は、基板に溶液を噴射塗布する塗布装置であって、
上記溶液をインクジェット方式によって噴射するノズルを有するヘッドと、
上記溶液を貯える溶液タンクと、
この溶液タンクに溶液を供給するとともに、この溶液タンクの溶液を上記ヘッドに供給する溶液供給管と、
この溶液供給管に設けられ上記ノズルに供給される溶液に含まれる気泡をナノバブルに微細化する気泡微細化手段と
を具備したことを特徴とする溶液の塗布装置にある。
The present invention is a coating apparatus for spray-coating a solution on a substrate,
A head having a nozzle for ejecting the solution by an inkjet method;
A solution tank for storing the solution;
A solution supply pipe for supplying a solution to the solution tank and supplying the solution in the solution tank to the head;
There is provided a solution coating apparatus, comprising: a bubble refining unit which is provided in the solution supply pipe and which makes bubbles contained in the solution supplied to the nozzle into nanobubbles.
上記気泡微細化手段は、
上記溶液供給管に設けられた給液ポンプと、
上記溶液供給管に設けられ上記給液ポンプから供給された溶液を旋回させて遠心力を付与しその遠心力によって上記溶液に含まれる気泡を剪断してナノバブルに微細化する剪断室を有する容器と
によって構成されていることが好ましい。
The bubble refinement means
A liquid supply pump provided in the solution supply pipe;
A container having a shearing chamber that is provided in the solution supply pipe and swirls the solution supplied from the liquid supply pump to apply a centrifugal force, shears bubbles contained in the solution by the centrifugal force, and refines the bubbles into nanobubbles; It is preferable that it is comprised.
上記溶液供給管には溶液の流れ方向に対して複数の溶液タンクが直列的に設けられていて、
上記気泡微細化手段は、上記ヘッドに最も近い上記溶液の流れ方向の最下流に位置する溶液タンク以外の溶液タンクに気泡をナノバブルに微細化した溶液を供給するよう設けられていることが好ましい。
The solution supply pipe is provided with a plurality of solution tanks in series with respect to the flow direction of the solution,
It is preferable that the bubble refining means is provided so as to supply a solution in which the bubbles are refined into nanobubbles to a solution tank other than the solution tank located on the most downstream side in the solution flow direction closest to the head.
この発明は、ノズルから溶液を噴射させて基板に塗布する塗布方法であって、
上記ノズルに供給される溶液に含まれる気泡をナノバブルに微細化する工程と、
微細化された気泡を含む溶液を上記ノズルから上記基板に噴射塗布する工程と
を具備したことを特徴とする溶液の塗布方法にある。
The present invention is a coating method in which a solution is sprayed from a nozzle and applied to a substrate,
Micronizing bubbles contained in the solution supplied to the nozzle into nanobubbles;
And a step of spraying and applying a solution containing fine bubbles to the substrate from the nozzle.
この発明によれば、溶液に含まれる気泡を除去せずにナノバブルに微細化するため、気泡がノズルに詰まって溶液が吐出されなくなるのを防止することができるばかりか、ノズルから吐出された溶液に含まれる気泡が微細であるため、基板に溶液を均一に塗布することが可能となる。 According to the present invention, the bubbles contained in the solution are refined into nanobubbles without removing the bubbles, so that it is possible not only to prevent the bubbles from clogging the nozzle and the solution from being discharged but also the solution discharged from the nozzle. Since the bubbles contained in the substrate are fine, the solution can be uniformly applied to the substrate.
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1と図2に示すこの発明の溶液の塗布装置はベース1を有する。ベース1の上面には所定間隔で離間した一対のレール2がベース1の長手方向に沿って敷設されている。上記レール2にはテーブル3が走行可能に設けられ、図示しない駆動源によって走行駆動されるようになっている。テーブル3の上面には多数の支持ピン4が設けられ、これら支持ピン4にはたとえば液晶表示装置に用いられるガラス製の基板Wが供給支持される。
The solution coating apparatus according to the present invention shown in FIGS. A pair of
上記テーブル3とともに駆動される基板Wの上方には、上記基板Wに機能性薄膜を形成するための溶液をインクジェット方式で噴射塗布する複数のヘッド、この実施の形態では3つのヘッド7が基板Wの走行方向と交差する方向に沿って一列に配設されている。
Above the substrate W driven together with the table 3, a plurality of heads for spraying and applying a solution for forming a functional thin film on the substrate W by an ink jet method, in this embodiment, three
各ヘッド7は図3に示すようにヘッド本体8を備えている。ヘッド本体8は筒状に形成され、その下面開口は可撓板9によって閉塞されている。この可撓板9はノズルプレート11によって覆われており、このノズルプレート11と上記可撓板9との間に複数の液室12が形成されている。
Each
各液室12は、ノズルプレート11内に形成された主管路11Aに不図示の枝管路を介してそれぞれ連通されていて、主管路11Aからこの枝管路を介して溶液が各液室12に供給される。主管路11Aは、一端が後述する給液孔13に接続され、他端が後述する回収孔17に接続される。
Each
上記ヘッド本体8の長手方向一端部には上記液室12に連通する上記給液孔13が形成されている。この給液孔13から上記液室12にはたとえば配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する溶液が供給される。それによって、上記液室12内は溶液で満たされるようになっている。
The
図4に示すように、上記ノズルプレート11には、基板Wの搬送方向に直交する方向に沿って複数、この実施の形態では37個のノズル14が千鳥状に穿設されている。図3に示すように、上記可撓板9の上面には上記各ノズル14にそれぞれ対向する複数の圧電素子15が設けられている。
As shown in FIG. 4, a plurality of, in this embodiment, 37
各圧電素子15は上記ヘッド本体8内に設けられた駆動回路部16によって後述するように駆動電圧が供給される。それによって、圧電素子15は伸縮し、可撓板9を部分的に変形させるから、その圧電素子15に対向位置するノズル14から溶液が搬送される基板Wの上面に噴射塗布される。
なお、圧電素子15に印加する電圧の強さやパルス幅を変えて圧電素子15の作動量を制御すれば、各圧電素子15が対向するノズル14からの溶液の吐出量を変えることができる。
Each
In addition, if the operation amount of the
図3に示すように、上記ヘッド本体8の長手方向他端部には上記液室12に連通する上記回収孔17が形成されている。上記給液孔13から液室12に供給された溶液は、上記回収孔17から回収することができるようになっている。すなわち、各ヘッド7は上記液室12に供給された溶液をノズル14から噴射させるだけでなく、上記液室12を通じて上記回収孔17から回収することが可能となっている。
なお、各布ヘッド7の給液孔13には第1の溶液供給管21から分岐された供給分岐管22が接続され、回収孔17には溶液回収管23から分岐された回収分岐管24が接続されている。
As shown in FIG. 3, the
A
図1に示すように、各ヘッド7の給液孔13には第1の溶液供給管21が接続され、回収孔17には溶液回収管23からから分岐された供給分岐管22分岐された回収分岐管24が接続されている。上記供給分岐管22には供給開閉弁25が設けられ、回収分岐管24には回収開閉弁26が設けられている。上記第1の溶液供給管21と溶液回収管23との先端は連通弁27を介して接続されている。さらに、回収管23には回収分岐管24よりも基端側の部分に主回収弁28が設けられている。
As shown in FIG. 1, a first solution supply pipe 21 is connected to the
上記第1の溶液供給管21の基端は上記溶液Lが収容された第1の溶液タンク31の底部に接続されている。上記回収管23の基端は上記第1の溶液タンク31に供給する溶液Lを貯蔵した第2の溶液タンク32に接続されている。
The base end of the first solution supply pipe 21 is connected to the bottom of the
上記回収管23の基端部からは供給弁33を有する第2の溶液供給管34が分岐され、この第2の溶液供給管34は上記第1の溶液タンク31の底部に接続されている。つまり、第2の溶液供給管34は上記溶液回収管23の一部を介して上記第2の溶液タンク32に接続されている。
A second
上記第1の溶液タンク31の上部には大気開放管35が接続されている。この大気開放管35には第1の開閉制御弁36が設けられている。第1の開閉制御弁36が開放されれば、上記第1の溶液タンク31内が大気に連通される。
An
なお、大気開放管35は、この大気開放管35から後述するように大気に放散される気体に含まれる気化溶媒を処理するための図示しない処理装置を介して大気に連通する。したがって、大気開放管35を流れる気体は抵抗を受けることになる。
Note that the
上記第1の溶液タンク31の上部には第2の開閉制御弁37が設けられたガス供給管38が接続されている。このガス供給管38には、図示しないガス供給源から窒素などの不活性ガスが供給されるようになっている。
A
上記ガス供給管38には、上記第2の開閉制御弁37よりも上流側にフィルタ39と第3の開閉制御弁40とが順次接続されている。第3の開閉制御弁40には流量絞り弁41が並列に設けられている。この流量絞り弁41と上記第3の開閉制御弁40とでガス流量制御手段を構成している。
A
上記第2の溶液タンク32の上部には、上記第1の溶液タンク31と同様、第4の開閉制御弁43を有する大気開放管44が接続されている。さらに、第2の溶液タンク32は中途部にフィルタ45が設けられた第3の溶液供給管46によって第3の溶液タンク47に接続されている。
Similar to the
また、図示は省略しているが、第2の溶液タンク32にも第1の溶液タンク31と同様に、図示しないガス供給源から窒素などの不活性ガスを供給するガス供給管が接続されている。
Although not shown, a gas supply pipe for supplying an inert gas such as nitrogen from a gas supply source (not shown) is connected to the second solution tank 32 as well as the
上記第3の溶液タンク47には図示せぬ溶液供給源から供給された溶液Lが収容されていて、この溶液Lは上記第3の溶液供給管46に設けられた給液ポンプ48によって上記第2の溶液タンク32に供給されるようになっている。
The
また、第3の溶液供給管46は、フィルタ45の下流側に第4の開閉制御弁49が設けられており、溶液Lの供給と供給停止が切り換え制御できるようになっている。さらに、第3の溶液供給管46は、その先端部が第2の溶液タンク32の底部に近接する位置まで延びている。そのため、第2の溶液タンク32内に溶液Lがあるときには第3の溶液供給管46の先端部が溶液L中に浸漬するので、第3の溶液供給管46から供給される溶液Lが第2の溶液タンク32内に溜まっている溶液L中に直接入り込むこととなるので、ガスを巻き込むことがない。
Further, the third
また、第2の溶液タンク32内に溶液Lがないときでも、溶液Lが第3の溶液供給管46から第2の溶液タンク32へ供給される際の溶液Lの飛び跳ね抑制されるので、溶液L中にガスを巻き込むことが防止できる。
なお、この実施の形態においては、第1の溶液供給管21、第2の共益供給管34及び第3の溶液供給管46で、溶液供給管を構成する。
Further, even when there is no solution L in the second solution tank 32, the solution L is suppressed from jumping when the solution L is supplied from the third
In this embodiment, the first solution supply pipe 21, the second
上記給液ポンプ48の吐出側には気泡微細化手段としてのナノバブル生成器51が設けられている。このナノバブル生成器51は図5と図6に示すように内部を剪断室52とした中空状の容器53を有する。この容器53の外周面の軸方向一端部には、上記供給ポンプ48から吐出された溶液Lを上記第3の溶液供給管46を通じて上記剪断室52に供給する供給口体54が設けられている。
On the discharge side of the
上記供給口体54は図5に示すように上記容器53の軸方向一端側に向かって角度αで傾斜し、しかも図6に示すように径方向に対して角度βで傾斜している。それによって、上記給液ポンプ48から所定の圧力で吐出されて上記供給口体54から上記剪断室52に供給された溶液は、その剪断室52の内周面に沿って旋回しながら上記容器53の軸方向一端から他端に向かって進行するようになっている。
The
溶液Lが剪断室52を矢印で示す方向に旋回しながら軸方向に進行すると、溶液Lに含まれる気泡が旋回によって生じる剪断力によって分断されて微細化される。この実施の形態では溶液Lに含まれる気泡が直径1μm以下のナノバブルに微細化されるよう、上記溶液Lが上記剪断室52に吐出される圧力や角度が設定される。
When the solution L advances in the axial direction while turning the
気泡がナノバブルに微細化された溶液Lは、上記容器53の軸方向他端面の径方向中心部に接続された流出口体55から流出し、上記第3の溶液供給管46を通じて上記第2の溶液タンク32に供給される。
The solution L in which the bubbles are refined into nanobubbles flows out from the
上記剪断室52は上記供給口体54が接続された一端から上記流出口体55が接続された他端に向かって断面形状が次第に小さくなる円錐形状に形成されている。それによって、上記給液ポンプ48によって上記供給口体54から上記剪断室52に所定の圧力で供給された溶液Lは、剪断室52の断面積が上記流出口体55に向かって次第に小さくなるため、旋回速度がほとんど低下することなく剪断室52を旋回する。その結果、溶液Lに含まれる気泡には、溶液Lが流出口体55から流出するまで、ほぼ同じ強さの剪断力が作用するから、溶液Lに含まれる気泡が確実に微細化されることになる。
The
なお、剪断室52に供給される溶液Lの圧力と、剪断室52の円錐形状の傾斜角度の設定によっては、溶液Lの旋回速度を上昇させて流出口体55から流出させることが可能である。
Depending on the pressure of the solution L supplied to the
上記第2の溶液タンク32に供給されたナノバブルを含む溶液Lは、表面張力が小さく、しかも高い浸透性を備えることになる。溶液Lに含まれるナノバブルの直径は1μm程度であり、上記ヘッド7に設けられたノズル14の直径数十μmに比べて十分に小さい。
The solution L containing nanobubbles supplied to the second solution tank 32 has a low surface tension and high permeability. The diameter of nanobubbles contained in the solution L is about 1 μm, which is sufficiently smaller than the diameter of the
そのため、ナノバブルを含む溶液Lは、圧電素子15の伸縮によって生じる圧力によって、上記ヘッド7のノズル14に詰まることなく、円滑に基板Wに吐出される。そして、ナノバブルを含む溶液Lは小さな表面張力と、高い浸透性によって基板Wの板面に確実かつ均一に塗布されることになる。
Therefore, the solution L containing nanobubbles is smoothly discharged onto the substrate W without clogging the
なお、上記供給開閉弁25、回収開閉弁26、主回収弁28、供給弁33、第1乃至第4の開閉制御弁36,37,40,43は図示しない制御装置によって開閉が制御され、上記給液ポンプ48は上記制御装置によって発停が制御されるようになっている。
The supply on / off
さらに、第1の溶液タンク31内の溶液Lの液面はレベルセンサ60によって検出される。第1の溶液タンク31の溶液Lの液面が所定以下になったことがレベルセンサ60によって検出されると、その検出に基いて不図示のガス供給管から不活性ガスが供給され、このガス圧によって第2の溶液タンク32内の溶液Lが通じて第1の溶液タンク31に補給されるようになっている。
Further, the level of the solution L in the
つまり、溶液Lを第3の溶液タンク47に貯えておき、その溶液Lに含まれる気泡をナノバブルに微細化してその溶液Lを第2の溶液タンク32に供給してから、ヘッド7に最も近い第1の溶液タンク31に供給するようにした。そのため、不図示のガス供給管から供給される不活性ガスによる溶液Lの供給圧力を供給ポンプ48による溶液Lの供給圧力よりも小さく設定して溶液Lを第2の溶液タンク32から第1の溶液タンク31に供給できるから、第1の溶液タンク31における溶液Lの圧力変動を小さくすることができる。それによって、第1の溶液タンク31から各ヘッド7のノズル14に、溶液Lを安定した圧力で供給することが可能となる。
That is, the solution L is stored in the
図2に示すように、上記テーブル3の一端面には側面形状がL字状の取付け部材61が垂直な一辺を上記テーブル3の端面に固定して設けられている。この取付け部材61の水平な他辺には上下シリンダ62が軸線を垂直にして設けられている。
As shown in FIG. 2, one end surface of the table 3 is provided with an
上記上下シリンダ62のロッドには弾性部材63を介して載置板64が取付けられている。この載置板64の上面には各ヘッド7に対応する長さのブレード状のゴムなどの弾性材からなる3つの押え部材65がそれぞれ保持部材66に上下方向に変位可能に保持されている。各押え部材65は上記保持部材66に設けられたばね67によって上昇方向に弾性的に付勢されている。
A mounting
上記載置板64には上記押え部材65と並列にブレード状のゴムなどの弾性材によって形成されたワイピング部材68が設けられている。このワイピング部材68は上記押え部材65よりも背が高く形成されている。
The
上記載置板64は回収槽71の内底部に設けられている。この回収槽71の一側にはガイド板72が設けられ、このガイド板72にはガイド部材73が設けられている。このガイド部材73は上記テーブル3の端面に上下方向に沿って設けられたガイドレール74にガイドされて上下動可能となっている。
The mounting
それによって、上記上下シリンダ62が駆動されれば、上記載置板64が駆動されるとともに、ガイド板72がガイドレール74に沿って上下動するから、載置板64が前後左右方向に振れるのが規制されて上下動する。
Accordingly, when the upper and
上記回収槽71には図1に示す回収タンク75が接続されている。この回収タンク75は、上記ヘッド7のノズル14の気泡抜きを行なう際、ノズル14から回収槽71に噴射される溶液を回収する。
A
上記載置板64を上昇させ、押え部材65によって各ヘッド7のノズル14を閉塞すれば、第1の溶液タンク31内の溶液Lを各ヘッド7の給液孔13から液室12及び回収孔17を通して循環させることができる。それによって、第1の溶液供給管21、ヘッド7及び回収管23の気泡抜きを行うことができる。
When the mounting
ノズル14を開放して第1の溶液タンク31内の溶液Lが回収管23に戻らない状態で溶液Lを各ヘッド7に供給すれば、溶液Lはノズル14から噴射するから、ノズル14の気泡抜きを行うことができる。
If the solution L is supplied to each
基板Wに溶液Lを塗布する際、ワイピング部材68をヘッド7のノズル14が開口したノズル面に接触する高さに設定しておけば、基板Wがヘッド7の下方を往復動する際にノズル面に付着残留する溶液Lを拭き取ることができる。
When the solution L is applied to the substrate W, if the wiping
つぎに、上記構成の塗布装置によって基板Wに溶液Lを塗布する場合について説明する。
第1の溶液タンク31内の溶液Lの液面は、ヘッド7のノズル面よりも所定寸法低いレベルに維持され、そのレベル、つまり図1に示すノズル面と液面との水頭hが一定になるようレベルセンサ60によって制御されている。
Next, a case where the solution L is applied to the substrate W by the coating apparatus having the above configuration will be described.
The liquid level of the solution L in the
基板Wに溶液Lを塗布しないときには、上記第1の溶液タンク31内には、流量絞り弁41及び第2の開閉制御弁37を通じて微量の不活性ガスが供給され、第1の開閉制御弁36を通じて大気開放管35から放出されている。
When the solution L is not applied to the substrate W, a small amount of inert gas is supplied into the
それによって、第1の溶液タンク31内の溶液Lが大気に接触するのが防止されるから、溶液Lが大気中の酸素や水分と反応して劣化するのが防止される。第1の溶液タンク31に供給される不活性ガスの流量は流量絞り弁41によって微量に設定されるから、第1の溶液タンク31内の溶液Lに含まれる溶媒の蒸発量が抑制される。それによって、第1の溶液タンク31内の溶液Lの濃度が経時変化するのを抑制することができる。
As a result, the solution L in the
基板Wがテーブル3によってヘッド7の下方に搬送されてきたならば、駆動回路部16によって圧電素子15に通電し、ヘッド7の液室12に供給された溶液Lをノズル14から基板Wに噴射する。それによって、基板Wに溶液を噴射塗布することができる。
If the substrate W has been transported below the
また、第1の溶液タンク31内の溶液Lの液面は一定になるようにレベルセンサ60によって制御されるので、その液面とヘッド7のノズル面との水頭hが変動するのが防止される。
Further, since the liquid level of the solution L in the
つまり、溶液Lは予め設定された水頭hのもとで圧電素子15の作動によってノズル14から噴射される。そのため、各ノズル14から所定量の溶液Lを精密に噴射することができるから、溶液Lを基板Wに均一の量で塗布することが可能となる。
That is, the solution L is ejected from the
基板Wに供給される溶液Lは、その溶液Lに含まれる気泡がナノバブル生成器51によってナノバブルに微細化される。気泡がナノバブルに微細化されれば、気泡の大きさがノズル14の系に比べてはるかに小さくなるので、溶液Lがヘッド7のノズル14から吐出される際に、その気泡がノズル14に詰まり、溶液Lがノズル14から確実に吐出されなくなるということがない。
In the solution L supplied to the substrate W, bubbles contained in the solution L are refined into nanobubbles by the
しかも、ナノバブルに微細化された気泡を含む溶液Lは、表面張力が小さく、浸透性が高く、濡れ性が向上する。そのため、ノズル14から基板Wに吐出された溶液Lは、基板Wの板面の所望の部位に確実に付着することになるから、そのことによっても基板Wに対する溶液Lの塗布を均一かつ確実に行うことが可能となる。
In addition, the solution L containing fine bubbles in nanobubbles has low surface tension, high permeability, and improved wettability. Therefore, the solution L discharged from the
また、ナノバブルを含んだ溶液Lは向上した濡れ性によって基板上で濡れ拡がり易くなるので、基板W上に付着した各溶液Lが一体化して形成される配向膜の膜厚の均一性を向上させることができ、形成される機能成膜の品質を向上させることが可能となる。 Further, since the solution L containing nanobubbles easily spreads on the substrate due to the improved wettability, the uniformity of the film thickness of the alignment film formed by integrating the solutions L attached on the substrate W is improved. Therefore, the quality of the functional film to be formed can be improved.
上記ナノバブル生成器51の剪断室52は、溶液Lが供給される供給口体54から溶液Lが流出する流出口体55に向かって断面積が次第に小さくなる円錐形状に形成されている。そのため、剪断室52を旋回する溶液Lの旋回速度は、流出口体55に向かって流れる間、ほとんど減速することがないから、溶液Lに含まれる気泡の微細化を効率よく、しかも確実に行うことが可能になる。
The
第3の溶液タンク47の溶液Lを給液ポンプ48によって強制的にナノバブル生成器51に供給して溶液Lに含まれる気泡を微細化し、その溶液Lをヘッド7に供給してノズル14から吐出させるようにした。
The solution L in the
そのため、気泡を含む溶液Lを放置してその溶液Lから気泡を除去する従来に比べ、ヘッド7への溶液Lの供給を迅速に行うことが可能になるから、生産性の向上を図ることができるという利点を有する。
Therefore, the solution L can be quickly supplied to the
ヘッド7に溶液Lを供給する管路には複数、この実施の形態では第1乃至第3の3つの溶液タンク31,32,47を設け、溶液Lを給液ポンプ48によって第3の溶液タンク47から第2の溶液タンク32に供給するときに第3の溶液供給管46に設けられたナノバブル生成器51で溶液Lに含まれる気泡をナノバブルに微細化するようにした。
A plurality of, in this embodiment, first to third three
そのため、第2の溶液タンク32から供給された第1の溶液タンク31内での溶液Lの圧力が変動するということがほとんどなく、第1の溶液タンク31の液面と、ヘッド7のノズル面との水頭hが一定に維持されるから、溶液Lを圧電素子15の伸縮によって生じる圧力でノズル14から精密な量で吐出させることができる。
Therefore, the pressure of the solution L in the
上記一実施の形態では溶液供給管に3つの溶液タンクを直列的に設けるようにしたが、第1の溶液タンクと第2の溶液タンクとの2つだけであってもよく、その場合、第1の溶液タンクと第2の溶液タンクを接続する第2の溶液供給管に給液ポンプとナノバブル生成器を設けるようにすればよい。 In the one embodiment, the three solution tanks are provided in series in the solution supply pipe. However, only two of the first solution tank and the second solution tank may be provided. A liquid supply pump and a nanobubble generator may be provided in the second solution supply pipe connecting the one solution tank and the second solution tank.
また、各ヘッドの回収孔から溶液回収管を通じて戻される溶液を第2の溶液タンクに戻すようにしたが、第3の溶液タンクに戻すようにしてもよい。 Further, the solution returned from the recovery hole of each head through the solution recovery tube is returned to the second solution tank, but may be returned to the third solution tank.
7…ヘッド、14…ノズル、21…第1の溶液供給管、31…第1の溶液タンク、32…第2の溶液タンク、34…第2の溶液供給管、46…第3の溶液供給管、47…第3の溶液タンク、48…給液ポンプ、51…ナノバブル生成器(気泡微細化手段)、53…容器、52…剪断室。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記溶液をインクジェット方式によって噴射するノズルを有するヘッドと、
上記溶液を貯える溶液タンクと、
この溶液タンクに溶液を供給するとともに、この溶液タンクの溶液を上記ヘッドに供給する溶液供給管と、
この溶液供給管に設けられ上記ノズルに供給される溶液に含まれる気泡をナノバブルに微細化する気泡微細化手段と
を具備したことを特徴とする溶液の塗布装置。 A coating apparatus for spraying and applying a solution to a substrate,
A head having a nozzle for ejecting the solution by an inkjet method;
A solution tank for storing the solution;
A solution supply pipe for supplying a solution to the solution tank and supplying the solution in the solution tank to the head;
A solution coating apparatus, comprising: a bubble refining unit which is provided in the solution supply pipe and which makes bubbles contained in the solution supplied to the nozzle into nanobubbles.
上記溶液供給管に設けられた給液ポンプと、
上記溶液供給管に設けられ上記給液ポンプから供給された溶液を旋回させて遠心力を付与しその遠心力によって上記溶液に含まれる気泡を剪断してナノバブルに微細化する剪断室を有する容器と
によって構成されていることを特徴とする請求項1記載の溶液の塗布装置。 The bubble refinement means
A liquid supply pump provided in the solution supply pipe;
A container having a shearing chamber that is provided in the solution supply pipe and swirls the solution supplied from the liquid supply pump to apply a centrifugal force, shears bubbles contained in the solution by the centrifugal force, and refines the bubbles into nanobubbles; The solution coating apparatus according to claim 1, comprising:
上記気泡微細化手段は、上記ヘッドに最も近い上記溶液の流れ方向の最下流に位置する溶液タンク以外の溶液タンクに気泡をナノバブルに微細化した溶液を供給するよう設けられていることを特徴とする請求項1記載の溶液の塗布装置。 The solution supply pipe is provided with a plurality of solution tanks in series with respect to the flow direction of the solution,
The bubble miniaturization means is provided so as to supply a solution in which bubbles have been refined into nanobubbles to a solution tank other than the solution tank located on the most downstream side in the flow direction of the solution closest to the head. The solution coating apparatus according to claim 1.
上記ノズルに供給される溶液に含まれる気泡をナノバブルに微細化する工程と、
微細化された気泡を含む溶液を上記ノズルから上記基板に噴射塗布する工程と
を具備したことを特徴とする溶液の塗布方法。 An application method in which a solution is sprayed from a nozzle and applied to a substrate,
Micronizing bubbles contained in the solution supplied to the nozzle into nanobubbles;
And a step of spray-coating a solution containing micronized bubbles from the nozzle onto the substrate.
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---|---|---|---|---|
JP2012213340A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for producing dispensing liquid coated sheet |
US10219670B2 (en) | 2014-09-05 | 2019-03-05 | Tennant Company | Systems and methods for supplying treatment liquids having nanobubbles |
-
2008
- 2008-01-18 JP JP2008009571A patent/JP2009166002A/en not_active Withdrawn
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