JP2014113555A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の外側から塗布材料を塗布することができる塗布装置を提供する。
【解決手段】本発明の塗布装置は、基板１０の上方を移動しつつ塗布液を塗布する長尺状の塗布ノズル１１と、基板から外れた塗布液を受けることが可能なドレインパンと、基板を複数個所で支持してドレインパンから離間させた状態に支持する支持部材１３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、塗布装置に関する。

従来、スリットノズルを用いて基板上に塗布液を塗布する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−７５７４６号公報

従来の塗布方法では基板とスリットノズルを近接させて、塗布液を吐出することで、基板とスリットノズル間を連結させ、塗布膜を維持したまま基板上に膜を形成していた。しかしながら、この場合、塗布膜を基板とスリットノズル間で連結させる際に、膜厚が厚くなってしまう可能性がある。また、基板とスリットノズルとを近接させるため、基板端部からの塗布膜を形成するのではなく、１ｍｍから３０ｍｍ内側より塗布膜を形成するため、基板端部に塗布膜を形成することができなかった。
そこで、基板の外側から塗布を開始することが考えられるが、基板の外側から塗布液を塗布するとステージ上にも塗布液が塗布されてステージが汚れてしまう。そこで、基板の外側から塗布材料の塗布を開始することができる新たな技術の提供が望まれている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、基板の外側から塗布材料を塗布することができる塗布装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る塗布装置は、基板の上方を移動しつつ塗布液を塗布する長尺状の塗布ノズルと、前記基板から外れた前記塗布液を受けることが可能なドレインパンと、前記基板を複数個所で支持して前記ドレインパンから離間させた状態に支持する支持部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の塗布装置によれば、例えば基板から外れた塗布液をドレインパンにより受けて回収することができる。よって、基板の種類によらず、当該基板の外側から塗布液を塗布することができる。また、基板は支持部材によりドレインパンと離間した状態とされるので、ドレインパンに排出された塗布液によって基板が汚れるといった不具合の発生が防止される。

塗布液を貯留する貯留タンクと前記塗布ノズルとの間で前記塗布液を循環させる循環機構をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、循環機構により塗布液を循環させることができるので、当該塗布液として沈降性の高い材料を用いることができる。

前記循環機構は、前記塗布ノズルの待機時のみに動作する構成としてもよい。
この構成によれば、循環機構の駆動を最小限に抑えることができるので、装置の駆動時に要する消費電力を抑えることができる。

前記循環機構は、前記貯留タンク内で前記塗布液を撹拌させる撹拌部材を含む構成としてもよい。
この構成によれば、例えば塗布液として沈降性が高い材料を用いた場合に、当該塗布液を撹拌することで貯留タンク内での沈降の発生を防止することができる。

前記循環機構は、前記塗布ノズルと前記貯留タンクとの間で前記塗布液を循環させる循環ポンプを含み、前記循環ポンプは、前記塗布液を前記貯留タンクから前記塗布ノズルに充填する充填ポンプの機能を兼ねる構成としてもよい。
この構成によれば、循環ポンプが充填ポンプの機能を兼ねるので、装置全体の部品点数を減らすことで低コスト化を実現できる。

前記循環機構は、前記塗布ノズルから吐出された前記塗布液を受ける循環用ドレインを含み、前記塗布液は、前記循環用ドレインから前記貯留タンクへと戻される構成としてもよい。
この構成によれば、塗布液の無駄を無くし、結果的にコスト低減を図ることができる。

前記塗布液の塗布に先立ち、前記基板に前処理液を塗布する前処理液塗布部をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、前処理を施した基板に対して塗布液を良好に塗布できる。

前記塗布ノズルは、前記前処理液塗布部の塗布動作に連動して前記基板に前記塗布液を塗布する構成としてもよい。
この構成によれば、塗布液を塗布した際に気泡が生じるおそれのあるポーラス状の基板に対し、前処理液を塗布した後に続けて塗布液を塗布することができる。よって、気泡の発生を抑えて塗布液を基板上に塗布することができる。

前記前処理液が水である構成としてもよい。
この構成によれば、上述したような気泡の発生を良好に抑えることができる。また、処理液のコストを抑えることができる。

前記支持部材は、前記基板を少なくとも３箇所で支持する支持ピンから構成される構成としてもよい。
この構成によれば、基板を簡便且つ確実に支持することができる。また、装置構成を簡便化することで低コスト化を実現できる。

前記支持ピンは、高さ調整が可能である構成としてもよい。
この構成によれば、基板の水平度を容易に調整することができる。

前記塗布液がスラリー状である構成としてもよい。
この構成によれば、スラリー状のように沈降性の高い材料を基板上に良好に塗布可能な塗布装置を提供できる。

前記塗布液が塗布された前記基板を減圧乾燥する乾燥部をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、基板上に塗布した塗布液を乾燥することで良質な塗布膜を得ることができる。

前記塗布ノズルを洗浄するノズル洗浄部をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、ノズル洗浄部により塗布ノズルの状態を良好に保つことができるので、常に基板上に塗布液を良好に塗布することができる。

本発明によれば、基板の外側から塗布材料を塗布することができる。

本実施形態に係る塗布装置の概略構成を示す図。 塗布部の概略構成を示す図。 ノズル洗浄部の概略構成を示す図。 循環機構の概略構成及び塗布液タンクの周辺構成を示す図。 減圧乾燥室の構成を示す模式図。 塗布部における動作手順を示すフロー図。 塗布ノズルによる塗布液の塗布処理を説明するための図。 変形例に係る塗布ノズルの塗布処理を説明するための図である。 塗布装置の変形例に係る概略構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
以下の各図において、本実施形態に係る塗布装置の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該ＸＹＺ座標系においては、床面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において塗布装置１００の各構成要素が並べられた方向をＸ方向と表記し、ＸＹ平面上でＸ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

図１は本実施形態に係る塗布装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、塗布装置１００は、基板搬入部１と、塗布部２と、減圧乾燥室３と、搬送ロボット４と、基板搬出部８と、を有する。

基板搬入部１は、基板１０が外部から搬入される領域である。塗布部２は、基板上に塗布材料を塗布するためのものである。減圧乾燥室３は、塗布部２で塗布液が塗布された基板１０を減圧乾燥するためのものである。搬送ロボット４は、基板搬入部１と塗布部２との間での基板の受け渡し、塗布部２と減圧乾燥室３との基板の受け渡しを行うためのものである。搬送ロボット４は、例えば基板を支持可能なアーム部と、該アーム部を駆動させる駆動部とを含み、基板の搬送位置精度が例えば１．０ｍｍ以内に設定されたものが用いられる。基板搬出部８は、減圧乾燥室３内で塗布液が乾燥された基板１０を塗布装置１００内から外部装置に対して搬出するためのものである。

本実施形態において、塗布処理を行う対象である基板１０は、例えば縦横が６００ｍｍ×６００ｍｍのもの、或いは縦横が６００ｍｍ×９００ｍｍのものが用いられる。また、基板の厚さは、例えば１０ｍｍに設定されている。また、本実施形態に用いる基板１０は、例えば表面がポーラス状のものである。

基板搬入部１は、基板１０を支持するための支持面１ａと、該支持面１ａに設けられた支持ピン１ｂを有している。支持ピン１ｂは、支持面１ａに収容された状態から突出した状態に移動可能とされている。これにより、支持ピン１ｂは、基板１０を基板搬入部１の支持面１ａから離間させた状態に保持可能とされている。搬送ロボット４は、支持ピン１ｂに支持された基板１０と支持面１ａとの間に入り込むことで基板１０を受け取る。これにより、搬送ロボット４と基板搬入部１との間における基板１０の受渡しが行われるようになっている。

図２は塗布部２の概略構成を示す図である。図２に示すように、塗布部２は、塗布ノズル１１と、ドレインパン１２と、基板支持部材１３と、ノズル洗浄部１４と、循環機構１５と、前処理液塗布部１６と、を有する。

塗布ノズル１１は、一方向（Ｙ方向）が長手の長尺状に構成されており、不図示のフレーム部材に取り付けられている。フレーム部材は、例えば、ドレインパン１２の上方を幅方向（Ｙ方向）に跨ぐような門柱状に構成され、塗布ノズル１１の上面を支持している。塗布ノズル１１のうち−Ｚ方向の先端には、自身の長手方向に沿ってスリット状の開口部１１ａが設けられており、当該開口部１１ａから塗布液が吐出されるようになっている。すなわち、塗布ノズル１１は、所謂スリットノズルから構成されている。

塗布ノズル１１が取り付けられる上記フレーム部材は、例えばドレインパン１２上をＸ方向に沿って移動可能に構成されている。これにより、塗布ノズル１１は、Ｘ方向に沿って基板１０上を移動し、該基板１０の全面に塗布液を塗布することが可能とされている。

ここで、塗布ノズル１１は、先端の開口部１１ａと基板１０との距離（塗布ギャップ）が例えば６００μｍに設定されている。なお、基板１０の面精度が出ていない場合において、上記塗布ギャップは１０００μｍ程度に設定される。また、上記フレーム部材は、塗布ノズル１１をＸ方向に沿って移動させる際の高さ方向の位置精度が例えば３〜５μｍ以内に設定されている。

本実施形態に係る塗布ノズル１１は、塗布液として沈降性の高いスラリーを塗布する。具体的に本実施形態に係る塗布ノズル１１は、塗布液として、塗料などの沈降性の高い材料を基板１０上に塗布するためのものである。

塗布液は、塗布液タンク（貯留タンク）５から塗布経路６を介して塗布ノズル１１に供給される。塗布経路６は、例えばチューブ状の部材から構成されるものであり、途中に塗布ポンプ（充填ポンプ）７が設けられている。塗布ポンプ（充填ポンプ）７は、塗布液タンク５内の塗布液を塗布ノズル１１側に供給（充填）するためのものである。

ドレインパン１２は、塗布ノズル１１から塗布された塗布液のうち、基板１０から外れた塗布液及び後述する前処理液（以下、これらを総称して廃液と称す）を受けるためのものであり、少なくとも基板１０よりも平面形状が大きく設定されている。ドレインパン１２は、板状の部材から構成されており、上面に後述する基板支持部材１３を取り付けるための取り付け穴（不図示）が設けられている。

また、ドレインパン１２は、例えば、基板１０上から外れた塗布液を排出するための排出溝１２ａが端部に設けられている。排出溝１２ａは、例えば、底面がＸＹ平面内においてＺ方向に傾斜した状態に形成されている。これにより、排出溝１２ａに入り込んだ廃液は、底面に沿ってＺ方向の高さが相対的に低い方向に向かって流れるようになっている。よって、廃液の流れる先に廃液回収タンクを設けることでドレインパン１２上から廃液を良好に回収することができる。また、吸引ポンプによる吸引力を用いることで、排出溝１２ａに入り込んだ廃液を強制的に排出する構成を採用してもよい。これによれば、吸引力によって排出溝１２ａ内の廃液を簡便且つ確実に排出することができる。

基板支持部材１３は、基板１０を複数個所で支持してドレインパン１２から離間させた状態に支持するためのものである。本実施形態において、基板支持部材１３は、例えば３本以上の支持ピン１７から構成されている。これにより、基板支持部材１３は、基板１０を少なくとも３箇所で支持することが可能とされている。

各支持ピン１７は、ベース部１７ａと、支持部１７ｂとを含む。ベース部１７ａは、例えば筒状の部材から構成されており、内面に雌ねじが形成されている。支持部１７ｂは、一端側がベース部１７ａの雌ねじ部に螺合する雄ねじが形成されており、他端側は基板１０を支持する支持面１７ｂ１が形成されている。支持面１７ｂ１は丸みを帯びた形状に加工されている。支持面１７ｂ１は、例えばポリプロピレンなどの樹脂材料から構成されており、基板１０を支持した際に該基板１０にダメージを与えないようになっている。支持部１７ｂは、一端側の雄ねじをベース部１７ａの雌ねじに捩じ込むことで支持面１７ｂ１のＺ方向における位置を調整可能とされている。この構成によれば、各支持ピン１７の支持面１７ｂ１の高さを適宜調整することで基板１０を水平状態で保持したり、所定角度傾斜させた状態で保持することが可能となる。よって、種々の形態で保持される基板１０に対し、塗布液を塗布することが可能となる。

なお、支持ピン１７の数は、３本に限定されることはなく、４本以上に設定しても構わない。これによれば、基板１０が少なくとも４カ所以上で支持されることとなるので、基板１０を安定して保持することができる。

ノズル洗浄部１４は、塗布ノズル１１の先端の開口部１１ａの洗浄を行うことで塗布液の塗布特性を回復或いは維持するためのものである。
図３はノズル洗浄部１４の概略構成を示す図である。図３に示すように、ノズル洗浄部１４は、塗布ノズル１１の先端の開口部１１ａに洗浄液を吹き付ける洗浄部１８と、廃液トレイ１９とを有する。洗浄部１８は、塗布ノズル１１の開口部１１ａの長さ方向に沿って配置される棒状部材から構成され、該開口部１１ａを挟持するように２つの棒状部材が配置されている。この棒状部材には、開口部１１ａの長さ方向（Ｙ方向）に沿って洗浄液を吹き出す複数の吹き出し穴が形成されている。なお、洗浄部１８は、洗浄液として、例えば水を吹き出す。なお、洗浄液の種類はこれに限定されることはなく、塗布液の種類に応じて適宜変更可能であることは当然である。

また、洗浄部１８は不図示の駆動制御部に電気的に接続されることで自動的に洗浄液を吹き出す構成であっても良いし、作業者が必要に応じて手動動作で洗浄液を吹き出す構成であっても良い。手動動作で洗浄液を吹き出す構成を採用すれば、ノズル洗浄部１４の構成を簡略化することができ、結果的に塗布装置１００のコストを低減することができる。

廃液トレイ１９は、塗布ノズル１１の開口部１１ａを洗浄した洗浄水（廃液）を回収するためのものであり、半円筒状の部材から構成される。廃液トレイ１９の底面には、排出口１９ａが設けられ、該排出口１９ａには廃液経路２０を介して廃液を回収するための廃液タンク２１が接続されている。なお、上記搬送ロボット４は、ノズル洗浄部１４による塗布ノズル１１の洗浄処理が行われるタイミングに合わせて、基板１０を基板搬入部１から塗布部２に搬入する搬入動作、或いは、基板１０を塗布部２から減圧乾燥室３に搬出する搬出動作を行う。

循環機構１５は、塗布液を貯留する塗布液タンク５と塗布ノズル１１との間で塗布液を循環させるためのものである。循環機構１５は、詳細については後述するように、塗布ノズル１１の待機時のみに動作するように設定されている。これにより、循環機構１５の駆動を最小限に抑えることができるので、装置の駆動時に要する消費電力を抑えることができる。

図４は循環機構１５の概略構成及び塗布液タンク５の周辺構成を示す図である。図４に示すように、循環機構１５は、循環用ドレイン２２と、循環ポンプ２３と、撹拌機構２４と、を有する。
循環用ドレイン２２は、塗布ノズル１１から排出された塗布液を回収するためのものであり、半円筒状の部材から構成される。循環用ドレイン２２の底面には、排出口２２ａが設けられ、該排出口２２ａには排出経路２５を介して鉛直下方に配置された塗布液タンク５に接続されている。これにより、循環用ドレイン２２に排出された塗布液は、排出経路２５を介して塗布液タンク５内に自然落下するようになっている。

循環ポンプ２３は、塗布ポンプ７と塗布液タンク５とを結ぶ第２経路６ａに設けられている。第２経路６ａは、循環ポンプ２３が駆動する場合にのみ、塗布液が供給される経路である。循環ポンプ２３は、塗布液タンク５内から第２経路６ａを介して塗布液を吸い上げるとともに塗布ポンプ７に塗布液を充填する。塗布ポンプ７は、循環ポンプ２３により充填された塗布液を塗布ノズル１１に供給する。

撹拌機構２４は、塗布液タンク５内に設けられた撹拌子（撹拌部材）２７と、該撹拌子２７を回転駆動する駆動モーター２８と、を含む。塗布液タンク５は、図４に示すように、上面が開口した有底状の円筒部材から構成されており、内部に撹拌子２７が挿入されている。塗布液タンク５の容量は、例えば６０リットルに設定される。

撹拌子２７は、駆動モーター２８からの駆動力によって回転され、塗布液タンク５内の塗布液を撹拌することができる。本実施形態においては、上述のように塗布液として沈降性の高い塗料を用いている。そのため、撹拌機構２４は、塗布液を良好に撹拌させることで塗布液タンク５内での沈降の発生を抑制するようにしている。
なお、塗布液の粘度が相対的に低い場合においては、上記撹拌機構２４に代えて、マグネチックスタラーを採用するようにしてもよい。

また、塗布液タンク５には、フロートセンサー９が設けられている。フロートセンサー９は、塗布液タンク５内の塗布液の量を検出するためのものである。フロートセンサー９は、塗布液タンク５内の塗布液の残量が所定値よりも少なくなると、例えばアラームを発する。これにより、塗布液の補充を作業者に対して通知することができる。よって、塗布液タンク５内の塗布液が途中で無くなることで基板１０に対する塗布処理が正常に終了しない不具合が発生するリスクを低減させている。

ところで、本実施形態においては、基板１０として表面がポーラス状のものを用いている。このようなポーラス状の表面を有する例えば多結晶体からなる基板１０に塗布液が直接塗布されると、基板１０のポーラス部（多孔質部）内に塗布液が入り込む際に気泡が生じ、塗布液内に気泡が混入した状態となってしまう。このような気泡が混入した塗布膜が乾燥すると、塗布膜の膜質が低下するといった問題が生じてしまう。

このような問題を解消すべく、本実施形態においては上記前処理液塗布部１６を備えることで基板１０に塗布液を塗布するに先立ち、基板１０に前処理液を塗布するようにしている。具体的に、塗布ノズル１１は、前処理液塗布部１６の前処理液の塗布動作に連動して基板１０上に塗布液を塗布するようになっている。

このような背景から本実施形態に係る塗布部２では、基板１０の外側から少なくとも塗布液の塗布を開始する可能性があり、基板１０から外れた塗布液による汚染を防止する必要があった。これに対し、本実施形態においては、上述したようなドレインパン１２上に基板１０を支持ピン１７で支持する構成を採用したのである。

前処理液塗布部１６は塗布スプレー２６を含む。塗布スプレー２６は、基板１０上に前処理液として、例えば水を供給する。塗布スプレー２６は、塗布ノズル１１を保持する不図示のフレーム部材に取り付けられている。すなわち、前処理液塗布部１６は、塗布ノズル１１とともに基板１０上を移動可能とされている。

塗布スプレー２６は、フレーム部材の一方向（Ｙ方向）に沿って複数配置されている。すなわち、塗布スプレー２６は、塗布ノズル１１の開口部１１ａの長さ方向に沿って複数配置され、これにより各塗布スプレー２６から塗布された前処理液が基板１０のＹ方向に沿う幅方向の全域をカバーすることが可能となっている。

本実施形態において、塗布スプレー２６は塗布ノズル１１に対し、＋Ｘ方向に配置されている。すなわち、塗布スプレー２６は、塗布ノズル１１よりも先に基板１０上を通過することが可能となっている。これにより、前処理液塗布部１６は、基板１０のＸ方向に移動することで、塗布液が塗布される前に基板１０の全面に前処理液を塗布することが可能となる。そのため、塗布ノズル１１は、基板１０上には前処理液が塗布された後に塗布液を塗布することが可能である。
なお、前処理から塗布液の塗布までに時間をおく必要が無い場合においては、塗布スプレー２６を塗布ノズル１１に設置するようにしてもよい。

図１に戻って、減圧乾燥室３は、基板１０上に塗布された塗布液を乾燥させる。
減圧乾燥室３は、チャンバー３０、ゲートバルブＧＢ１、ＧＢ２を有している。チャンバー３０は、直方体の箱状に形成され、第一開口部３２及び第二開口部３３を有している。チャンバー３０の内部には、処理室３０ａが形成されている。第一開口部３２及び第二開口部３３は、処理室３０ａとチャンバー３０の外部とを連通する。第一開口部３２及び第二開口部３３は、ゲートバルブＧＢ１、ＧＢ２により閉塞可能とされている。

第一開口部３２は、チャンバー３０の−Ｘ側の面に形成されている。第二開口部３３は、チャンバー３０の＋Ｘ側の面に形成されている。第一開口部３２及び第二開口部３３は、基板１０が通過可能な寸法に形成されている。基板１０は、第一開口部３２及び第二開口部３３を介してチャンバー３０に出し入れされる。

処理室３０ａには、基板搬送部３４及び気体供給部３５、排気部３６及び加熱部３７が設けられている。
基板搬送部３４は、複数のローラー３４ａを有している。ローラー３４ａは、Ｙ方向に一対配置されており、当該一対のローラー３４ａがＸ方向に複数並んでいる。複数のローラー３４ａは、第一開口部３２を介して処理室３０ａに配置された基板１０を支持する。

基板１０を支持した状態で各ローラー３４ａをＹ軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー３４ａによって支持される基板１０がＸ方向（＋Ｘ方向又は−Ｘ方向）に搬送される。なお、基板１０を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。

図５は減圧乾燥室３の構成を示す模式図である。
図５に示すように、気体供給部３５は、処理室３０ａに窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給する。気体供給部３５は、第一供給部３５ａ及び第二供給部３５ｂを有している。第一供給部３５ａ及び第二供給部３５ｂは、ガスボンベやガス管などのガス供給源３５ｃに接続されている。処理室３０ａへのガスの供給は主として第一供給部３５ａを用いて行われる。第二供給部３５ｂは、第一供給部３５ａによる気体の供給量を微調整する。

排気部３６は、処理室３０ａを吸引し当該処理室３０ａの気体をチャンバー３０の外部に排出して、処理室３０ａを減圧させる。処理室３０ａを減圧させることにより、基板１０の塗布液に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、塗布液を乾燥させる。排気部３６は、第一吸引部３６ａ及び第二吸引部３６ｂを有している。第一吸引部３６ａ及び第二吸引部３６ｂは、ポンプなどの吸引源３６ｃ及び３６ｄに接続されている。処理室３０ａからの吸引は主として第一吸引部３６ａを用いて行われる。第二吸引部３６ｂは、第一吸引部３６ａによる吸引量を微調整する。

加熱部３７は、処理室３０ａに配置された基板１０上の塗布液を加熱する。加熱部３７としては、例えば赤外線装置やホットプレートなどが用いられる。加熱部３７の温度は、例えば室温〜１００℃程度に調整可能である。加熱部３７を用いることにより、基板１０上の塗布液に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、減圧下での乾燥処理をサポートする。
なお、上記減圧乾燥室３では、処理室３０ａ内に不活性ガスを供給する構成を例に挙げたが、不活性ガスを供給しないで真空ポンプによる真空引きのみによって処理室３０ａ内を減圧して基板１０上の塗布液を乾燥させるようにしても構わない。

続いて、塗布装置１００の動作について説明する。
はじめに外部装置から基板１０が基板搬入部１内に搬入される。
基板１０が基板搬入部１内に搬入された後、搬送ロボット４は基板搬入部１内に基板１０を受け取りに行く。搬送ロボット４は、基板搬入部１から受け取った基板１０を塗布部２に搬入する。

搬送ロボット４は、塗布部２内に搬入した基板１０を支持ピン１７上に載置する。そして、搬送ロボット４は、アームを塗布部２内から退避させる。これにより、塗布部２内への基板１０の搬入動作が終了する。支持ピン１７に支持された基板１０は、裏面がドレインパン１２に非接触状態で保持される。

基板１０を搬入するに先立ち、作業者はドレインパン１２上に少なくとも３本以上の支持ピン１７を設置しておく。作業者は、支持ピン１７の高さを適宜調整して、基板１０の水平度を調整する。支持ピン１７の高さは、支持部１７ｂの雄ねじをベース部１７ａの雌ねじに捩じ込むことで行われる。なお、基板１０と塗布ノズル１１との距離（塗布ギャップ）は、塗布ノズル１１が昇降することで調整される。

続いて、塗布装置１００は、塗布部２による塗布処理を行う。
図６は、塗布部２における動作手順を示すフロー図である。
図６に示すように、塗布装置１００は、ノズル待機（ステップＳ１）、塗布開始（ステップＳ２）、塗布終了（ステップＳ３）、ノズル先端洗浄（ステップＳ４）の順に各処理を行う。

塗布部２は、基板１０が搬入されるまでの間、塗布ノズル１１が待機状態となっている（ステップＳ１）。
ここで、本実施形態において、ノズル待機状態とは、塗布液の塗布を開始できる準備が完了し、塗布ノズル１１の先端の開口部１１ａから塗布液が循環用ドレイン２２に排出されている状態を意味する。すなわち、後述のノズル先端洗浄は、開口部１１ａから塗布液が塗布されないことから上記ノズル待機状態に含まれないものとする。

上述のようにノズル待機において、塗布部２は、循環機構１５を駆動させる。また、塗布部２は、塗布ポンプ７も駆動させる。循環機構１５は、循環ポンプ２３及び撹拌機構２４を駆動させる。

循環ポンプ２３は、塗布液タンク５内から塗布液を吸い上げるとともに塗布ポンプ７に塗布液を充填する。塗布ポンプ７は、循環ポンプ２３により充填された塗布液を塗布ノズル１１に供給する。

これにより、塗布ノズル１１は、先端の開口部１１ａから塗布液を排出する。塗布ノズル１１から排出された塗布液は、循環用ドレイン２２内に排出される。このように塗布ノズル１１は、待機状態において、開口部１１ａから塗布液を排出させることで、沈降性の高い塗布液であっても塗布経路６の内部及びノズル内部で固着が生じることで詰りが生じるといった不具合の発生が抑制されたものとなる。

循環用ドレイン２２に排出された塗布液は、該循環用ドレイン２２の底面に設けられた排出口２２ａ及び該排出口２２ａに接続される排出経路２５を経由して鉛直下方に配置された塗布液タンク５に自然落下して戻る。

撹拌機構２４は、駆動モーター２８により塗布液タンク５内に設けられた撹拌子２７を回転させる。撹拌機構２４は、撹拌子２７により循環用ドレイン２２及び排出経路２５を経由して塗布ノズル１１から排出された塗布液を再度撹拌させることで沈降の発生を抑制することができる。

以上のようにして、循環機構１５は、塗布ノズル１１から排出された塗布液を撹拌させた後、再度塗布ノズル１１に循環させる構成を実現している。これによれば、本実施形態のように沈降性の高い塗料を塗布液として採用した場合であっても、沈降を生じさせることを防止することができる。

塗布ノズル１１は、ノズル待機状態から塗布を開始する（ステップＳ２）。
塗布部２は、塗布ノズル１１を支持するフレーム部材を＋Ｘ方向（基板１０側）に移動させ、塗布ノズル１１を循環用ドレイン２２の直上から離間させる。このとき、塗布部２は、循環機構１５（循環ポンプ２３及び撹拌機構２４）の駆動を停止するとともに塗布ポンプ７の駆動も停止させる。そして、塗布ノズル１１を基板１０の手前又は−Ｘ側の基板端部まで移動し、再び塗布ポンプ７を駆動させる。

ところで、本実施形態に係る基板１０は、表面がポーラス状となっている。このように表面がポーラス状の基板１０に塗布液を直接塗布すると塗布液中に気泡が混入するおそれがある。これに対し、本実施形態においては、塗布部２が基板１０上に前処理液を塗布し、続けて前処理液上に塗布液を塗布することで塗布液内への気泡の混入を防止するようにしている。塗布部２は、基板１０の外側から前処理液及び塗布液の塗布を行い、基板１０が端部から前処理液及び塗布液が連続的に塗布されるようにしている。

まず塗布部２は、前処理液塗布部１６を駆動させる。前処理液塗布部１６は、塗布スプレー２６から前処理液を塗布する。塗布部２は、塗布スプレー２６の前処理液の塗布動作に連動して基板１０上に塗布液を塗布する。

塗布スプレー２６は、上述のように塗布ノズル１１とともに基板１０上を移動可能とされるため、前処理液塗布部１６は、基板１０のＸ方向に移動することで、該基板１０の全面に亘って前処理液を塗布することができる。
ここで、塗布スプレー２６は、塗布ノズル１１に対して＋Ｘ方向に配置されているため、塗布ノズル１１よりも先に基板１０上を通過し、塗布液の塗布に先立ち基板１０上に前処理液を塗布することができる。塗布スプレー２６は、前処理液として水を基板１０上に塗布する。

また、塗布スプレー２６は、塗布ノズル１１の開口部１１ａの長さ方向に複数配置されており、これにより基板１０のＹ方向に沿う幅方向の全域に亘って前処理液を塗布することができる。なお、前処理液としては、上述した水の他、イソプロピルアルコール、メタノール水溶液等を使用してもよい。

図７は塗布ノズル１１による塗布液の塗布処理を説明するための図である。
本実施形態において、塗布ノズル１１は、基板１０の手前（外側）、基板端部から塗膜が形成できるように、塗布ポンプ７及び塗布スプレー２６を駆動させ、前処理液及び塗布液の塗布を開始する。ここで、基板１０と塗布ノズル１１との距離（塗布ギャップ）は、例えば６００μｍに設定され、塗布ノズル１１の走行速度は１００ｍｍ／ｓｅｃに設定される。
従って、基板１０の端部に到達するまでの間、基板１０の外に前処理液及び塗布液が排出されてしまう。このとき、基板１０から外れた前処理液及び塗布液は、ドレインパン１２に排出される。なお、図７（ａ）においては、前処理液のみがドレインパン１２上に排出された状態を示している。

ここで、基板１０は、ドレインパン１２上に支持ピン１７により上方に持ち上げられた状態に保持されている。よって、基板１０の裏面（支持ピン１７に支持される側の面）がドレインパン１２に排出された前処理液及び塗布液によって汚染されるといった不具合が生じることを防止できる。
このように本実施形態に係る塗布部２によれば、基板１０の外側から塗布液の塗布を開始した構成を採用した場合に起因する問題（基板１０の汚染）を解消することができる。

なお、ドレインパン１２に排出された前処理液及び塗布液（廃液）は、ドレインパン１２に設けられた排出溝１２ａに入り込む。排出溝１２ａは、上述のように底面が傾斜する方向に設けられた不図示の廃液回収タンク内に回収される。なお、廃液回収タンクに回収された廃液について塗布液及び前処理液を分離する処理を行った後、それぞれ塗布ノズル１１及び塗布スプレー２６に供給することで再利用するようにしても構わない。

このような構成に基づき、塗布部２は、図７（ｂ）に示されるように基板１０の端部から前処理液が塗布された上に続けて塗布液を塗布することができる。基板１０上に前処理液が塗布されると、該前処理液によってポーラス部上に薄膜が形成される。前処理液に続いて塗布ノズル１１から塗布された塗布液は、前処理液により形成されている薄膜上に重ねて塗布されることとなる。前処理液による薄膜は、ポーラス部側からの塗布液内への気泡の入り込みを防止する。よって、塗布ノズル１１は、気泡の入り込みを防止した状態に基板１０上に塗布液を塗布することができる。

このようにして、塗布部２は、塗布ノズル１１を基板１０の他端（＋Ｘ方向の端部）まで移動させることで気泡を混入させることなく、基板１０の全面に亘って塗布液を良好に塗布することができる。以上により、塗布ノズル１１による塗布処理が終了する（ステップＳ３）。

塗布部２は、基板１０に対する塗布液の塗布処理が終了すると、塗布ノズル１１の先端の開口部１１ａの洗浄処理を行う。具体的に塗布部２は、図７（ｃ）に示すように、塗布ノズル１１をノズル洗浄部１４に移動させる。ノズル洗浄部１４は、洗浄部１８により塗布ノズル１１の先端の開口部１１ａに洗浄液（例えば、水）を吹き付けて洗浄を行う（図３参照）。洗浄部１８は、塗布ノズル１１の開口部１１ａを挟持するように配置されているため、開口部１１ａに対して洗浄液を効率よく吹き付けることで開口部１１ａについて高い洗浄性を得ることができる。

塗布装置１００は、ノズル洗浄部１４による塗布ノズル１１に対する洗浄処理が行われるタイミングに合わせて、塗布部２内から塗布処理済みの基板１０の搬出を行う。具体的に搬送ロボット４は、基板１０を塗布部２から減圧乾燥室３に搬出する搬出動作を行う。

減圧乾燥室３は、第一開口部３２を閉塞するゲートバルブＧＢ１を開くことで処理室３０ａ内と外部とを連通させる。搬送ロボット４は、第一開口部３２を介して基板１０をチャンバー３０内に搬入する。搬送ロボット４は、チャンバー３０内に設けられた基板搬送部３４（複数のローラー３４ａ）に基板１０を受け渡す。

減圧乾燥室３は、処理室３０ａに基板１０を搬入した後、ゲートバルブＧＢ１を閉じる。その後、減圧乾燥室３は排気部３６及び加熱部３７を駆動させる。排気部３６は、処理室３０ａを吸引し当該処理室３０ａの気体をチャンバー３０の外部に排出して、処理室３０ａを減圧する。加熱部３７は、処理室３０ａに配置された基板１０上の塗布液を加熱する。このようにして、減圧乾燥室３は、処理室３０ａを減圧させた状態で加熱部３７による加熱を行うことで塗布液に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、基板１０上の塗布液を乾燥させることで良質な塗布膜（塗装膜）を形成することができる。

なお、基板１０は上述のように表面がポーラス状であることから塗布液中に気泡が入り込むおそれがあるものの、本実施形態に係る塗布装置１００によれば、基板１０の外側から前処理液の塗布及び塗布液の処理を行うことで塗布液中への気泡の混入を防止することができる。よって、気泡の混入がない塗布膜を減圧乾燥することで得た塗布膜は、良質な膜質を備えた信頼性の高いものとなる。

減圧乾燥室３は、基板１０上の塗布液を乾燥させた後、第二開口部３３を閉塞するゲートバルブＧＢ２を開くことで処理室３０ａ内と外部とを連通させる。減圧乾燥室３は、基板搬送部３４（複数のローラー３４ａ）を駆動させる。具体的に複数のローラー３４ａをＹ軸周りに時計回りに回転させることにより、基板１０を第二開口部３３を介して処理室３０ａから基板搬出部８へと搬送する。

塗布装置１００は、基板搬出部８に搬送された基板１０を不図示の外部装置（例えば、塗布工程の後に行われる加工処理を行う加工装置）に受け渡す。

搬送ロボット４は、減圧乾燥室３に基板１０を搬入した後、新しい別の基板１０を塗布部２内に搬入する。
このように塗布装置１００は、搬送ロボット４により塗布部２内に基板１０を順次搬入するとともに、塗布処理済みの基板１０を搬出して減圧乾燥室３内に搬入することで良質な塗布膜が形成された基板１０を効率よく得ることができる。

以上説明したように本実施形態に係る塗布装置１００によれば、基板１０から外れた塗布液がドレインパン１２により回収されるので、基板１０の種類によらず、当該基板１０の外側から塗布液を塗布することができる。また、基板１０は支持ピン１７によりドレインパン１２と離間した状態とされるので、ドレインパン１２に排出された塗布液によって基板１０が汚れるといった不具合の発生が防止される。また、支持ピン１７が高さ調整可能に構成されているので、基板１０の水平度を容易に調整することができる。

また、塗布装置１００は、塗布液を塗布した際に気泡が生じるおそれのあるポーラス状の基板１０に対し、前処理液を塗布した後に続けて塗布液を塗布することができる。よって、気泡の発生を抑えて塗布液を基板１０上に塗布することができる。また、前処理液として水を用いることで上述した気泡の発生を抑えつつ、処理液としてのコストを抑えることができる。

また、塗布装置１００は、循環機構１５により塗布ノズル１１と塗布液タンク５との間で塗布液を循環させることができるので、当該塗布液として沈降性の高い材料を用いることができる。
また、循環機構１５は、撹拌機構２４（撹拌子２７）を備えるので、塗布液タンク５内に貯留した沈降性の高い塗布液を良好に撹拌して沈降の発生を抑制できる。
さらに、循環機構１５は、塗布ノズル１１から排出された塗布液を循環用ドレイン２２により塗布液タンク５に戻すので、塗布液の無駄を無くし、コスト低減を実現できる。

また、塗布装置１００は、循環機構１５をノズル待機時のみに動作させるので、循環機構１５の駆動が最小限に抑えられることとなり、装置全体としての消費電力を抑えることができる。
また、塗布装置１００は、ノズル洗浄部１４を備えるので、塗布ノズル１１の状態を良好に保つことができるので、常に基板１０上に塗布液を良好に塗布することができる。

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明の構成は上記説明に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜置き換え可能である。
例えば、上記実施形態では、塗布液を塗布する基板１０として、ポーラス状のものを例示したが、例えばガラス基板、樹脂基板等の非ポーラスのものに塗布液を塗布するようにしても構わない。この場合、前処理として基板を洗浄する洗浄液を塗布し、洗浄処理後の基板１０に対して塗布液を塗布することが可能となる。よって、基板１０に付着した異物やゴミ等を除去した状態で塗布液を塗布することが可能となるので、基板１０上に塗布液を均一に塗布することができる。

或いは、ガラス基板の場合、塗布液を直接塗布した場合であっても、上述したような気泡の発生が問題とならないため、基板の洗浄は不要である。この場合、前処理液塗布部１６を省略することができ、これによれば、装置構成が簡略化され、装置のコスト低減を図ることができる。

また、上記実施形態では、基板１０の外側から塗布液を塗布する場合を例に挙げたが、基板１０の端部から塗布液の塗布を開始するようにしても構わない。
図８は変形例に係る塗布ノズル１１の塗布処理を説明するための図である。
図８（ａ）において、塗布ノズル１１は、基板１０の端部上から塗膜が形成できるように、塗布ポンプ７及び塗布スプレー２６を駆動させ、前処理液及び塗布液の塗布を開始する。なお、基板１０の種類によっては前処理液を塗布せず、塗布液のみを塗布するようにしてもよい。

塗布部２は、図８（ｂ）に示されるように基板１０の端部上から前処理液および塗布液を順に塗布することができる。塗布部２は、塗布ノズル１１を基板１０の他端（＋Ｘ方向の端部）まで移動させることで気泡を混入させることなく、基板１０の全面に亘って塗布液を良好に塗布することができる。

塗布部２は、基板１０に対する塗布液の塗布処理が終了すると、図８（ｃ）に示すように、塗布ノズル１１をノズル洗浄部１４に移動させ、先端の開口部１１ａを洗浄する（図３参照）。

本変形例に係る塗布処理によれば、前処理液及び塗布液が概ね基板１０に塗布されるので、ドレインパン１２が受ける前処理液及び塗布液の量を抑えることができる。よって、前処理液及び塗布液の無駄を少なくすることができ、結果的に塗布処理を低コストで行うことができる。

また、上記実施形態においては、塗布液を塗布液タンク５から塗布ノズル１１に充填する塗布ポンプ７と、塗布ノズル１１から排出された塗布液を再度塗布ノズル１１に循環させる循環ポンプ２３とを別個に設ける場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、循環ポンプ２３において、塗布ポンプ７の機能を兼ねるようにしてもよく、この場合、図９に示すように塗布ノズル１１と塗布液タンク５との間の塗布経路６には循環ポンプ２３のみが設けられることとなる。このように循環ポンプ２３によって塗布ポンプ７の機能を兼用することで、装置全体の部品点数を減らすことができ、結果的に低コスト化を図ることができる。

３…減圧乾燥室、５…塗布液タンク（貯留タンク）、７…塗布ポンプ（充填ポンプ）、１０…基板、１１…塗布ノズル、１２…ドレインパン、１３…基板支持部材、１４…ノズル洗浄部、１５…循環機構、１６…前処理液塗布部、１７…支持ピン、２３…循環ポンプ、２７…撹拌子（撹拌部材）、１００…塗布装置

Claims (14)

1. 基板の上方を移動しつつ塗布液を塗布する長尺状の塗布ノズルと、
   前記基板から外れた前記塗布液を受けることが可能なドレインパンと、
   前記基板を複数個所で支持して前記ドレインパンから離間させた状態に支持する支持部材と、
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 塗布液を貯留する貯留タンクと前記塗布ノズルとの間で前記塗布液を循環させる循環機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記循環機構は、前記塗布ノズルの待機時のみに動作することを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記循環機構は、前記貯留タンク内で前記塗布液を撹拌させる撹拌部材を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の塗布装置。
5. 前記循環機構は、前記塗布ノズルと前記貯留タンクとの間で前記塗布液を循環させる循環ポンプを含み、
   前記循環ポンプは、前記塗布液を前記貯留タンクから前記塗布ノズルに充填する充填ポンプの機能を兼ねることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の塗布装置。
6. 前記循環機構は、前記塗布ノズルから吐出された前記塗布液を受ける循環用ドレインを含み、
   前記塗布液は、前記循環用ドレインから前記貯留タンクへと戻されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の塗布装置。
7. 前記塗布液の塗布に先立ち、前記基板に前処理液を塗布する前処理液塗布部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
8. 前記塗布ノズルは、前記前処理液塗布部の塗布動作に連動して前記基板に前記塗布液を塗布することを特徴とする請求項７に記載の塗布装置。
9. 前記前処理液が水であることを特徴とする請求項７又は８に記載の塗布装置。
10. 前記支持部材は、前記基板を少なくとも３箇所で支持する支持ピンから構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の塗布装置。
11. 前記支持ピンは、高さ調整が可能であることを特徴とする請求項１０に記載の塗布装置。
12. 前記塗布液がスラリー状であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の塗布装置。
13. 前記塗布液が塗布された前記基板を減圧乾燥する乾燥部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の塗布装置。
14. 前記塗布ノズルを洗浄するノズル洗浄部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の塗布装置。

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