JP2018001124A - Coating device and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被塗布部材に塗膜を形成するための塗布装置及び塗布方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for forming a coating film on a member to be coated.
カラー液晶用ディスプレイは、カラーフィルタ、TFT用アレイ基板等により構成されている。これらカラーフィルタやTFT用アレイ基板の製造には、被塗布部材である基板に対して塗布液(液体材料)を塗布し塗膜を形成する工程が含まれている。 The color liquid crystal display includes a color filter, a TFT array substrate, and the like. The manufacture of these color filters and TFT array substrates includes a step of applying a coating liquid (liquid material) to a substrate which is a member to be coated to form a coating film.
基板に塗膜を形成するための塗布装置として、スリットコータが用いられており(例えば、特許文献1参照)、スリットコータは、図11に示すように、細長い吐出口91を有する塗布器90(ノズルともいう。)を備えている。このスリットコータによる塗布方法は、基板99に吐出口91を接近させ、基板99と塗布器90とを相対的に移動させながら吐出口91から塗布液を吐出させることで行われる。これにより、基板99上に塗膜C2を形成することが可能となる。
As a coating device for forming a coating film on a substrate, a slit coater is used (see, for example, Patent Document 1), and the slit coater has an applicator 90 (see FIG. 11) having an elongated discharge port 91 (see FIG. 11). It is also called a nozzle.) The coating method using the slit coater is performed by causing the discharge port 91 to approach the substrate 99 and discharging the coating liquid from the discharge port 91 while relatively moving the substrate 99 and the
このようなスリットコータを用いて、図11に示すように、一枚の基板99に複数の塗膜C1,C2を、間隔dを空けて形成することが行われている。すなわち、塗布器90と基板99とを相対的に移動させながら、基板99に対して塗布器90から塗布液を吐出し、一旦この吐出を休止し、再び吐出を開始する塗布動作が行われる。このような塗布動作を「間欠塗布」と呼ぶ。
Using such a slit coater, as shown in FIG. 11, a plurality of coating films C1 and C2 are formed on a single substrate 99 at intervals d. That is, while the
そして、カラーフィルタやTFT用アレイ基板の製造において、歩留まりの向上を図るために、一枚の基板99において隣り合う塗膜C1,C2の間隔dを可及的に狭くすることが要求される場合がある。隣り合う塗膜C1,C2の間の領域(間隔d)を「塗布間欠部d」と呼ぶ。 When manufacturing a color filter or TFT array substrate, it is required to reduce the distance d between the adjacent coatings C1 and C2 as much as possible in one substrate 99 in order to improve the yield. There is. A region (interval d) between adjacent coating films C1 and C2 is referred to as “application intermittent portion d”.
塗布器90から塗布液を吐出させたり、その吐出を休止させたりするための動作は、塗布器90とポンプ92との間に設けられている開閉バルブ93の開閉の切り換え動作によって行われる。すなわち、間欠塗布を行うためには、塗布器90と基板99とを相対移動させた状態で、開閉バルブ93を開状態として塗布器90から塗布液を吐出させ、塗布を一旦休止させるためにこの開閉バルブ93を閉じ、その後、再び開閉バルブ93を開けばよい。なお、開閉バルブ93の開閉を行わせる駆動部は、例えば比較的応答性の高い電磁式のアクチュエータが用いられている。
The operation for discharging the application liquid from the
図12は、間欠塗布を行うための開閉バルブ93の開閉状態を示すタイムチャートである。図11に示す基板99において、例えば一番目(一面目)の塗膜C1を形成するために開閉バルブ93は開状態にある(図12参照)。そして、開閉バルブ93を閉じるための指令信号が所定のタイミング(時刻t1)で与えられ、開閉バルブ93は閉動作して一番目の塗膜C1の終端で開閉バルブ93が全閉状態となる(時刻t2)。そして、塗布を再開するために、開閉バルブ93を開けるための指令信号が出力され(時刻t3)、開閉バルブ93は開動作して全開状態となり(時刻t4)、二番目(二面目)の塗膜C2の形成が始まる。 FIG. 12 is a time chart showing the open / close state of the open / close valve 93 for intermittent application. In the substrate 99 shown in FIG. 11, the open / close valve 93 is in an open state in order to form, for example, the first (first surface) coating film C1 (see FIG. 12). Then, a command signal for closing the opening / closing valve 93 is given at a predetermined timing (time t1), the opening / closing valve 93 is closed, and the opening / closing valve 93 is fully closed at the end of the first coating film C1 ( Time t2). Then, in order to restart the application, a command signal for opening the opening / closing valve 93 is output (time t3), the opening / closing valve 93 is opened and fully opened (time t4), and the second (second surface) coating is performed. Formation of film C2 begins.
ここで、開閉バルブ93の応答時間(スペック値)が例えば20ミリ秒であるとすると、閉の指令(時刻t1)から、全閉状態を経て、再び全開状態となる(時刻t4)までに要する時間(時刻t1〜t4)は、実際の塗布装置において、前記応答時間(20ミリ秒)の2倍(40ミリ秒)よりも長くなってしまう。これは、開閉バルブ93が全閉となるまでの応答時間(20ミリ秒)及び全開となるまでの応答時間(20ミリ秒)の他に、後に説明する反転動作のための空白時間(図12において、時刻t2から時刻t3までの時間)が必須となるためである。 Here, if the response time (spec value) of the open / close valve 93 is, for example, 20 milliseconds, it takes from the close command (time t1) to the fully open state again (time t4). The time (time t1 to t4) is longer than twice the response time (20 milliseconds) (40 milliseconds) in the actual coating apparatus. In addition to the response time (20 milliseconds) until the on-off valve 93 is fully closed and the response time (20 milliseconds) until the open / close valve 93 is fully open, the blank time for the reversing operation described later (FIG. 12). This is because the time from time t2 to time t3) is essential.
前記応答時間は、開動作(又は閉動作)のトリガとなる指令信号の入力から開閉バルブ93が全開状態(又は全閉状態)となるまでの時間である。開閉バルブ93に開(閉)のための指令信号が入力されてから、実際に駆動部が作用して(磁化して)弁体を移動させ、開閉バルブ93が所定のストロークを移動して完全に開いた状態(閉じた状態)となるまでには、所定の時間を要する。この時間が前記応答時間となる。 The response time is a time from the input of a command signal serving as a trigger for the opening operation (or closing operation) until the on-off valve 93 is fully opened (or fully closed). After a command signal for opening (closing) is input to the on-off valve 93, the drive section actually operates (magnetizes) to move the valve body, and the on-off valve 93 moves a predetermined stroke to complete the operation. It takes a predetermined time to reach the open state (closed state). This time becomes the response time.
前記反転動作のための空白時間は、閉じる動作を終えた後(時刻t2)、その反転動作として開く動作を開始するまで(時刻t3)に要する時間であり、これは、閉じる動作を終えた後、開く動作を開始させる際、開閉バルブ93の弁体及び駆動部において閉動作の慣性や磁性の影響が解消されてからでないと、その反対となる開動作に切り替えができないために必要となる時間である。つまり、この空白時間は、開閉バルブ93の動作不能時間となる。 The blank time for the reversing operation is a time required after the closing operation is finished (time t2) until the opening operation is started as the reversing operation (time t3). This is after the closing operation is finished. When the opening operation is started, the time required for switching to the opening operation, which is the opposite of the opening and closing valve 93, after the influence of the inertia and magnetism of the closing operation is eliminated in the valve body and the drive unit. It is. In other words, this blank time is the time during which the on-off valve 93 cannot be operated.
図12において、時刻t2から時刻t4までが、開閉バルブ93の閉時間であり、この閉時間の間、基板99と塗布器90とは相対移動していることから、この閉時間において前記相対移動する距離の範囲(図12に示す間欠区間)が、前記塗布間欠部dとなる。
In FIG. 12, the time from time t2 to time t4 is the closing time of the opening / closing valve 93. During this closing time, the substrate 99 and the
以上より、開閉バルブ93の駆動部として電磁式のアクチュエータが用いられるとしても、開閉バルブ93を閉じるための指令信号を与えられてから(時刻t1)、開閉バルブ93が閉じ、その後、開閉バルブ93を開動作させ、全開状態となるまで(時刻t4)に要する時間(時刻t1〜t4)が、前記応答時間及び前記空白時間によって長くなると、その間、塗布器90と基板99とは相対的に移動していることから、塗布が行われていない領域、つまり、前記塗布間欠部dが長くなってしまう。特に基板99と塗布器90との相対速度が高くなるほど、前記塗布間欠部dは長くなる。
As described above, even if an electromagnetic actuator is used as the drive unit of the on-off valve 93, the on-off valve 93 is closed after the command signal for closing the on-off valve 93 is given (time t1), and then the on-off valve 93 When the time (time t1 to t4) required until the fully opened state (time t4) is increased by the response time and the blank time, the
そこで、被塗布部材に間欠塗布を行う場合において、塗布間欠部の短縮化が可能となる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a coating apparatus and a coating method capable of shortening the intermittent coating portion when intermittent coating is performed on a member to be coated.
本発明の塗布装置は、被塗布部材の被塗布面に対して塗布液を吐出する吐出口を有する塗布器と、前記塗布器と前記被塗布部材とを相対的に移動させる移動手段と、前記塗布器に塗布液を供給する供給手段と、を備え、前記供給手段は、前記塗布器に繋がる供給流路と、前記供給流路を通じて前記塗布器に塗布液を供給するポンプと、前記供給流路の前記ポンプと前記塗布器との間において並列に配置されている複数の開閉バルブと、を有している。 The coating apparatus of the present invention includes an applicator having a discharge port that discharges a coating liquid to a surface to be coated of a member to be coated, a moving unit that relatively moves the applicator and the member to be coated, Supply means for supplying the application liquid to the applicator, wherein the supply means includes a supply channel connected to the applicator, a pump for supplying the application liquid to the applicator through the supply channel, and the supply flow. A plurality of on-off valves arranged in parallel between the pump of the passage and the applicator.
この塗布装置では、複数の開閉バルブが供給流路において並列に配置されている。このため、一つの開閉バルブが閉じた状態で、開いていた別の開閉バルブを閉じると、塗布器からの塗布液の吐出が停止されるが、前記別の開閉バルブが閉動作している途中や閉動作完了時や閉動作完了直後であっても、閉じていた前記一つの開閉バルブを開くために指令信号を与え、開動作を開始させることが可能となる。このため、塗布器からの塗布液の吐出が停止されてから、直ぐに再び吐出が可能となり、この結果、被塗布部材における塗布間欠部を短くすることができる。 In this coating apparatus, a plurality of on-off valves are arranged in parallel in the supply channel. For this reason, when one open / close valve is closed and another open / close valve is closed, the discharge of the coating liquid from the applicator is stopped, but the other open / close valve is being closed. Even when the closing operation is completed or immediately after the closing operation is completed, a command signal is given to open the one open / close valve that has been closed, and the opening operation can be started. For this reason, after the discharge of the coating liquid from the applicator is stopped, the discharge can be performed again immediately, and as a result, the intermittent application portion of the member to be coated can be shortened.
塗布器と被塗布部材とを相対的に移動させながら間欠塗布を行う場合において、塗布休止の際、塗布器の吐出口と被塗布部材との間に形成されている塗布液のビードを破壊するためには、相対移動している塗布器と被塗布部材とを離せばよく、また、その後直ぐに塗布を開始するために、相対移動している塗布器と被塗布部材とを再び接近させればよい。しかし、この場合、塗布休止から次の塗布開始までの間に、塗布器と被塗布部材との離反及び接近のための時間が必要となり、塗布間欠部を短くすることに限界がある。
そこで、塗布装置は、前記塗布器又は前記供給流路に接続されていると共に前記吐出口側に流れる塗布液を吸引する吸引手段を、更に備えているのが好ましい。
例えば、塗布休止の際、ポンプから塗布液が塗布器に向かって送られるのを停止すると共に、前記吸引手段によって吐出口側に流れる塗布液を吸引することで、塗布器と被塗布部材とを離さなくても、塗布液のビードを迅速に破壊して塗布休止が可能となる。このように塗布器と被塗布部材とを離さなくて済むことから、次の塗布開始までの間に、そのための動作時間が不要となり、塗布間欠部をより一層短くすることが可能となる。
When intermittent application is performed while relatively moving the applicator and the member to be coated, the bead of the coating liquid formed between the discharge port of the applicator and the member to be coated is broken when the application is stopped. In order to achieve this, the applicator that is relatively moving and the member to be coated need only be separated from each other, and in order to start application immediately thereafter, the applicator that is relatively moving and the member to be coated can be brought closer again. Good. However, in this case, it takes time for the applicator and the member to be applied to separate and approach between the application stop and the start of the next application, and there is a limit to shortening the application intermittent portion.
Therefore, it is preferable that the coating apparatus further includes a suction unit that is connected to the applicator or the supply flow path and sucks the coating liquid flowing toward the discharge port.
For example, when the application is stopped, the application liquid from the pump is stopped toward the applicator, and the application liquid flowing to the discharge port side is sucked by the suction means, so that the applicator and the member to be applied are Even if it is not separated, the bead of the coating solution can be quickly broken to stop the coating. Since it is not necessary to separate the applicator and the member to be coated in this way, the operation time for that is not required before the start of the next application, and the intermittent application portion can be further shortened.
また、前記のとおり、一つの被塗布部材に対して、一旦、塗布を休止し、その後、塗布を再開する際、被塗布部材と吐出口との間に塗布液のビードを形成する必要がある。そこで、塗布装置は、前記塗布器又は前記供給流路に接続され塗布液を溜めるタンクと、当該タンクに溜められている塗布液を加圧可能とさせる圧力調整手段と、を更に備えているのが好ましい。
例えば、塗布開始の際、ポンプから塗布液を送り出している状態で、かつ、タンクに溜められている塗布液を加圧した状態で、前記開閉バルブの開動作によって、塗布器への塗布液の供給が開始されると、塗布器には、ポンプによる塗布液の供給の他に、タンク側からの塗布液の余剰的な供給が成される。このため、塗布開始の際、塗布器と被塗布部材とを接近させなくても、塗布液のビードの形成が適切かつ迅速に行われる。このように、塗布を開始するために、塗布器と被塗布部材とを接近さなくて済むことから、この接近のための動作時間が不要となり、塗布間欠部をより一層短くすることが可能となる。
Further, as described above, it is necessary to form a bead of the coating liquid between the coated member and the discharge port when the coating is temporarily stopped for one coated member and then the coating is resumed. . Therefore, the coating apparatus further includes a tank that is connected to the applicator or the supply flow path and stores the coating liquid, and a pressure adjusting unit that can pressurize the coating liquid stored in the tank. Is preferred.
For example, at the start of coating, in a state where the coating liquid is being sent out from the pump and the coating liquid stored in the tank is pressurized, the opening / closing valve is opened to release the coating liquid to the applicator. When the supply is started, in addition to the supply of the coating liquid by the pump, an excessive supply of the coating liquid from the tank side is made to the applicator. For this reason, at the start of coating, the bead of the coating liquid can be appropriately and rapidly formed without bringing the applicator and the member to be coated close to each other. As described above, since it is not necessary to bring the applicator and the member to be coated close in order to start coating, the operation time for this approach becomes unnecessary, and the coating intermittent portion can be further shortened. Become.
また、前記塗布装置によって被塗布部材における塗布間欠部を短くするための具体的手段として、前記塗布装置は、前記複数の開閉バルブの開閉動作を制御する制御部を、更に備え、前記制御部は、前記複数の開閉バルブの内の、第一の開閉バルブが閉じた状態で第二の開閉バルブを開状態から閉じるための指令信号を出力すると共に、当該第二の開閉バルブが閉動作している途中、閉動作完了時、又は閉動作完了直後に、前記第一の開閉バルブを開くために指令信号を出力する構成とすればよい。 In addition, as a specific means for shortening the intermittent coating portion in the member to be coated by the coating device, the coating device further includes a control unit that controls opening and closing operations of the plurality of opening and closing valves, and the control unit includes: A command signal for closing the second on-off valve from the open state when the first on-off valve is closed, and the second on-off valve is closed. A command signal may be output to open the first on-off valve when the closing operation is completed or immediately after the closing operation is completed.
また、本発明は、ポンプから塗布器までの供給流路に複数の開閉バルブが並列に配置されている塗布装置によって、当該塗布器と被塗布部材とを相対移動させながら、当該被塗布部材に対して塗布液を間欠塗布する方法であって、並列の配置にある複数の前記開閉バルブの内の一つを開とし、残りの開閉バルブを閉とした状態で、前記ポンプから前記塗布器へ塗布液を供給する定常塗布工程と、前記定常塗布工程において開状態にあった前記開閉バルブを閉じることで塗布を一旦休止する塗布休止工程と、前記定常塗布工程において閉状態であった前記開閉バルブの一つを開き、前記ポンプにより前記塗布器に塗布液を供給する塗布開始工程と、を含む。 Further, the present invention provides a coating device having a plurality of on-off valves arranged in parallel in a supply flow path from a pump to a coating device, while relatively moving the coating device and the coating member. A method of intermittently applying a coating liquid to the applicator from the pump with one of the plurality of on-off valves in a parallel arrangement opened and the remaining on-off valves closed. A steady application step of supplying a coating liquid; an application pause step in which application is temporarily stopped by closing the open / close valve that was open in the steady application step; and the open / close valve that was closed in the steady application step. And an application start step of supplying an application liquid to the applicator by the pump.
この塗布方法によれば、塗布休止工程における開閉バルブを閉じる動作の途中やこの閉じる動作の完了時や閉動作の完了直後であっても、塗布開始工程で、閉状態であった開閉バルブの一つを開くための動作を開始させることができ、これにより、塗布器からの塗布液の吐出が停止されてから、直ぐに再び吐出が可能となる。この結果、被塗布部材における塗布間欠部を短くすることができる。 According to this application method, even during the closing operation of the opening / closing valve in the application suspending process, at the completion of the closing operation, or immediately after the closing operation is completed, the opening / closing valve that has been closed in the application start process is used. The operation for opening the opening can be started, and as a result, the discharge of the coating liquid from the applicator can be stopped again immediately after the discharge of the coating liquid is stopped. As a result, the application intermittent part in a to-be-coated member can be shortened.
また、前記塗布休止工程では、塗布を一旦休止するために、前記塗布器の吐出口側に流れる塗布液を吸引しながら前記開閉バルブを閉じるのが好ましい。
この場合、開閉バルブを閉じることでポンプから塗布液が塗布器に向かって送られるのを停止すると共に、吐出口側に流れる塗布液が吸引されることで、塗布器と被塗布部材とを離さなくても、塗布液のビードを迅速に破壊して塗布休止が可能となる。このように塗布器と被塗布部材とを離さなくて済むことから、次の塗布開始までの間に、そのための動作時間が不要となり、塗布間欠部をより一層短くすることが可能となる。
Moreover, in the said application | coating suspension process, in order to suspend application | coating once, it is preferable to close the said opening-and-closing valve, attracting | sucking the coating liquid which flows into the discharge outlet side of the said applicator.
In this case, by closing the opening / closing valve, the coating liquid is stopped from being sent from the pump to the applicator, and the coating liquid flowing toward the discharge port is sucked to separate the applicator and the member to be coated. Even without this, it is possible to quickly break the bead of the coating solution and to stop the coating. Since it is not necessary to separate the applicator and the member to be coated in this way, the operation time for that is not required before the start of the next application, and the intermittent application portion can be further shortened.
また、前記塗布開始工程では、前記供給流路に接続されかつ塗布液を溜めているタンクの当該塗布液を加圧した状態で、前記開閉バルブの一つを開くのが好ましい。
この場合、ポンプから塗布液を送り出している状態で、かつ、タンクに溜められている塗布液が加圧された状態で、前記開閉バルブの開動作によって、塗布器への塗布液の供給が開始されると、塗布器には、ポンプによる塗布液の供給の他に、タンク側からの塗布液の余剰的な供給が成される。このため、塗布開始の際、塗布器と被塗布部材とを接近させなくても、塗布液のビードの形成が適切かつ迅速に行われる。このように、塗布を開始するために、塗布器と被塗布部材とを接近さなくて済むことから、この接近のための動作時間が不要となり、塗布間欠部をより一層短くすることが可能となる。
In the application start step, it is preferable to open one of the opening and closing valves in a state where the application liquid in a tank connected to the supply flow path and storing the application liquid is pressurized.
In this case, supply of the coating liquid to the applicator is started by opening the on-off valve while the coating liquid is being pumped out and the coating liquid stored in the tank is pressurized. Then, in addition to the supply of the application liquid by the pump, the application apparatus is supplied with an excessive supply of the application liquid from the tank side. For this reason, at the start of coating, the bead of the coating liquid can be appropriately and rapidly formed without bringing the applicator and the member to be coated close to each other. As described above, since it is not necessary to bring the applicator and the member to be coated close in order to start coating, the operation time for this approach becomes unnecessary, and the coating intermittent portion can be further shortened. Become.
本発明によれば、被塗布部材に間欠塗布を行う場合において、塗布間欠部を短くすることが可能となる。この結果、歩留まりの向上が図れる。 According to the present invention, the intermittent application portion can be shortened when intermittent application is performed on a member to be applied. As a result, the yield can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、塗布装置5の概略構成を示す模式図である。この塗布装置5は、被塗布部材に塗布液を吐出して塗膜を形成するための装置である。本実施形態における被塗布部材は帯状の基板Wであり、塗布装置5が行う塗布動作により、この基板W上に塗布液による塗膜C1,C2が形成される。塗布装置5は、塗布器10(ノズル、スリットダイともいう)を備えており、この塗布器10から塗布液を吐出し、基板Wの上面に塗布液を塗布する。基板Wの上面が、塗布液が塗布される被塗布面となり、この被塗布面が上向きとなる姿勢で基板Wはステージ9上に支持され、その状態で塗布が行われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the
特に本実施形態では、一枚の基板Wに複数の塗膜C1,C2を、間隔dを空けて形成する。すなわち、塗布器10と基板Wとを相対的に移動させながら、この基板Wに対して塗布器10から塗布液を吐出し、一旦この吐出を休止し、再び吐出を開始する塗布動作を行う。以下において、塗布器10と基板Wとを相対的に移動させながら塗布液の吐出の休止と再開を行うことで、一枚の基板Wに複数の塗膜C1,C2を、間隔dを空けて形成する塗布動作を「間欠塗布」と呼ぶ。
In particular, in the present embodiment, a plurality of coating films C1 and C2 are formed on a single substrate W with a gap d. That is, while the
そして、歩留まりの向上のために、一枚の基板Wにおいて隣り合う塗膜C1,C2の間隔dを可及的に狭くするのが必要となる場合がある。なお、隣り合う塗膜C1,C2の間の領域(間隔d)を、以下において「塗布間欠部d」と呼ぶ。 In order to improve the yield, it may be necessary to narrow the distance d between the adjacent coatings C1 and C2 as much as possible in one substrate W. In addition, the area | region (space | interval d) between adjacent coating films C1 and C2 is called the "application | coating intermittent part d" below.
塗布装置5は、前記塗布器10の他に、基板Wと塗布器10とを相対的に移動させる移動手段20と、塗布器10に塗布液を供給する供給手段70とを備えている。また、図1に示す塗布装置5は、塗布液を吸引する吸引手段40と、塗布液を溜めているタンク45と、このタンク45に溜められている塗布液を加圧可能とさせる圧力調整手段46とを備えており、更に、塗布装置5が備える前記各機構の制御を行うコンピュータからなる制御部50を備えている。
In addition to the
図2(A)は塗布器10の斜視図である。塗布器10は、一方向に長い直線状のノズルからなり、その下端に、塗布液を吐出する吐出口11が設けられている。図2(B)は塗布器10の断面図である。塗布器10は、その内部に、塗布液が溜められる空間13(以下、マニホールド13という。)、及び、マニホールド13と吐出口11とを繋ぐスリット状流路12を有している。マニホールド13、スリット状流路12及び吐出口11は、一方向(図2(B)の紙面に直交する方向)に沿って長く形成されている。マニホールド13は、供給流路60から流入し吐出口11から吐出させる塗布液を一旦溜めるために拡大させた領域である。スリット状流路12の下端が吐出口11となり、基板Wに対して吐出口11から塗布液が下向きに吐出される。後述する塗布動作(間欠塗布)の際、マニホールド13、スリット状流路12は、塗布液で満たされた状態(つまり、充満状態)となる。
FIG. 2A is a perspective view of the
図1において塗布装置5は、更に、装置基台6、及び、この装置基台6に搭載され基板Wを上に載せるステージ9を備えている。ステージ9に固定されている基板Wと塗布器10とは移動手段20によって相対的に移動可能となる。本実施形態では、塗布器10は装置基台6に対して固定状態にある。この塗布器10に対してステージ9が水平方向に移動する。このために、移動手段20は、装置基台6に設けられているレール21と、このレール21に沿ってステージ9を移動させるリニアアクチュエータ22とを備えている。移動手段20(リニアアクチュエータ22)は、制御部50によって制御され、基板W(ステージ9)と塗布器10とを一定速度で被塗布面に平行な方向(水平方向)に相対的に移動させる。なお、移動手段20は、塗布器10と基板Wとを相対移動させる構成であればよく、図示しないが、固定状態にあるステージ9(基板W)に対して塗布器10を移動させる構成であってもよい。また、移動手段20は別の構成であってもよい。塗布器10と基板Wとの相対速度は高く、例えば、毎秒300〜400ミリメートル程度である。
In FIG. 1, the
供給手段70は、塗布器10に繋がる供給流路60と、この供給流路60を通じて塗布器10に塗布液を供給するポンプ30と、供給流路60の途中に設けられている第一開閉バルブ31及び第二開閉バルブ32とを有している。
供給流路60は、塗布液を流す配管からなり、ポンプ30(接続部30a)から塗布器10までの下流側流路60aと、ポンプ30(接続部30a)から第三開閉バルブ33までの上流側流路60bとを有している。
The supply means 70 includes a
The
下流側流路60aは、その途中において、第一分岐流路60a−1と第二分岐流路60a−2とに分岐し、その下流側で合流している。第一分岐流路60a−1の途中に第一開閉バルブ31が設けられ、第二分岐流路60a−2の途中に第二開閉バルブ32が設けられている。以上より、第一開閉バルブ31及び第二開閉バルブ32は、供給流路60のポンプ30と塗布器10との間(つまり下流側流路60a)において並列に配置された構成となる。
The
第一開閉バルブ31及び第二開閉バルブ32は、制御部50から出力される指令信号に基づいて開動作及び閉動作を択一的に行うことができ、また、これらは独立して開閉動作可能である。つまり、制御部50は、二つの開閉バルブ31,32それぞれの開閉動作を独立して制御する。本実施形態では、第一及び第二開閉バルブ31,32、並びに、後述する第三、第四及び第五開閉バルブ33,34,35それぞれにおいて、駆動部として電磁式のアクチュエータが用いられている。これら開閉バルブ31〜35は全て同じものであってもよいが、異なっていてもよい。第一開閉バルブ31と第二開閉バルブ32とでは、開動作(又は閉動作)のトリガとなる指令信号の入力から全開状態(又は全閉状態)となるまでの時間(つまり、応答時間)が同じであり、20ミリ秒程度である。これら開閉バルブ31〜35は閉じることで流路を閉塞する。
The first opening / closing
ポンプ30は、供給流路60(下流側流路60a)を通じて塗布器10に塗布液を供給する。ポンプ30は、容積計量型のものであり、任意の流量の塗布液を精度よく供給流路60へ送り出すことが可能である。本実施形態では、ポンプ30を容積計量型のピストンポンプ(シリンジポンプともいう。)としている。ポンプ30は、制御部50によって制御され、単位時間当たりの塗布液の送り量が制御されて、一定の送り量(単位時間あたりの平均送り量)の塗布液が供給流路60を通じて塗布器10に供給される。
The
タンク45は、上流側流路60bに第三開閉バルブ33を介して接続されている。タンク45は塗布液を溜めている。圧力調整手段46は、タンク45に溜められている塗布液を加圧可能とさせる。具体的に説明すると、圧力調整手段46は、圧縮空気をタンク45に供給する加圧器からなり、この圧縮空気によってタンク45の内圧を高めたりその内圧を所定値に維持したりすることができる。これにより、後にも説明するが、タンク45の塗布液を所定のタイミングで下流側となる塗布器10側へ送り出す(圧送する)ことができる。なお、図1では、タンク45が第三開閉バルブ33を介して供給流路60の一部に接続されているが、図示しないが塗布器10に接続されていてもよい。
The
吸引手段40は、下流側流路60aに第四開閉バルブ34及び第五開閉バルブ35を介して接続されている。第四開閉バルブ34及び第五開閉バルブ35は直列に接続されている。吸引手段40は、下流側流路60aの塗布液を吸引する吸引ポンプ41と、この吸引ポンプ41による吸引力を調整する調整器(調圧器)42とを備えている。この吸引手段40は、後にも説明するが、所定のタイミングで、塗布器10の吐出口11側に流れる下流側流路60aの塗布液を吸引する。なお、図1では、吸引手段40が第四開閉バルブ34及び第五開閉バルブ35を介して供給流路60の一部に接続されているが、図示しないが塗布器10に接続されていてもよい。
The suction means 40 is connected to the
以上の構成を備えている塗布装置5によって実行される塗布方法について説明する。この塗布方法は、ポンプ30から塗布器10までの供給流路60に二つ開閉バルブ31,32が並列に配置されている塗布装置5によって行われる方法であり、塗布器10に対して基板Wを移動させながら、この基板Wに対して塗布液を間欠塗布する方法である。なお、以下の各工程において説明する開閉バルブ31〜35の開閉動作の指令信号は、制御部50から出力される。また、各工程では、基板Wは一定の速度で水平方向に移動している。
A coating method executed by the
図3は、開閉バルブ31〜35の開閉状態を示すタイムチャートである。図4は、塗布器10から塗布液を吐出させて一番目の塗膜C1を形成している途中を示す説明図である。この途中状態では、ポンプ30が塗布液を一定の流量で送り出しており、基板Wに一番目の塗膜C1が形成される。この状態で塗布を行う工程を定常塗布工程という。また、この途中状態(図3の時刻t0)では、並列に配置されている開閉バルブ31,32のうちの、第二開閉バルブ32は開状態であるが、第一開閉バルブ31は閉状態にある。その他の開閉バルブ33〜35の開又は閉は、図4に示す状態にある。
FIG. 3 is a time chart showing the open / close state of the open /
また、この定常塗布工程では(図4参照)、吸引手段40は吸引動作を行っている。ただし、第五開閉バルブ35は開状態であるが第四開閉バルブ34は閉状態にあるため、塗布器10の吐出口11側に流れる塗布液の吸引は行われていない。つまり、図4に示す状態は、吸引手段40による吸引の準備状態である。
In this steady application process (see FIG. 4), the suction means 40 performs a suction operation. However, since the fifth open /
図5は、定常塗布工程の次に開始される塗布休止工程を説明している説明図である。この塗布休止工程では、開状態にあった第二開閉バルブ32を閉じると共に、第四開閉バルブ34を開く(図3の時刻t1)。第五開閉バルブ35は開状態のままであって、第四開閉バルブ34が開かれることで、吸引手段40によって塗布器10の吐出口11側に流れる塗布液が吸引される。これにより、吐出口11と基板Wとの間に形成されていたビードBが破壊され、基板Wに対する塗布が休止される(図6参照)。この塗布液の吸引時間は僅かであり、第五開閉バルブ35を閉じることで流路が遮断され(図3の時刻t2)、吸引手段40による吸引が停止される。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a coating pause process started after the steady coating process. In this application pause process, the second open /
また、この塗布休止工程(図5及び図6)において、前記のとおり、第一開閉バルブ31が継続して閉状態であると共に、第二開閉バルブ32が開から閉状態となると(時刻t1)、閉状態にあった第三開閉バルブ33が開かれる。圧力調整手段46はタンク45の塗布液の圧力を所望の値に調整することができ、本実施形態では、タンク45内を一定の加圧状態に保持している。第三開閉バルブ33の開動作により、開閉バルブ31,32の上流側にある部分流路60cの内圧が、後に説明する塗布開始工程のために必要な圧力値に上昇する。また、この際、ポンプ30から送り出される塗布液の流れ方向が、塗布器10側からタンク45側に変わり、タンク45に塗布液が送り込まれることで、塗布休止状態においてもポンプ30を減速させることなく動かし続けることができる。
Moreover, in this application | coating suspension process (FIG.5 and FIG.6), as above-mentioned, while the 1st on-off
図7は、塗布休止工程の次に開始される塗布開始工程を説明している説明図である。この塗布開始工程では、閉状態にあった第一開閉バルブ31を開く(図3の時刻t3)。これにより、ポンプ30から送り出された塗布液が塗布器10側へ流れる。更に、前記のとおりタンク45の塗布液及び部分流路60cの塗布液の内圧が上昇しているため、第一開閉バルブ31が開くと同時に、上昇した前記内圧によって塗布液が塗布器10へ圧送される。このため、塗布器10には、ポンプ30による一定量の塗布液が送られると共に、内圧が上昇した塗布液が圧送される。このため、吐出口11からは、ポンプ30による塗布液の送り出し量が吐出されるのに加えて、前記圧送による余剰吐出が行われる。この結果、図7に示すように、塗布液のビードBを迅速に形成することができ、塗布が再開され、二番目の塗膜C2の形成が開始される。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a coating start process started after the coating pause process. In this coating start process, the first opening / closing
なお、前記圧送が行われる時間は、図3に示すように時刻t3から時刻t4までであり、短時間である。圧送を終了するために第三開閉バルブ33を閉じる。
また、前記圧送の終了のために、第五開閉バルブ35を開状態とし(図3の時刻t4)、吸引手段40によって塗布液を短時間について吸引し、これにより、前記余剰吐出を抑制している(図8参照)。つまり、前記余剰吐出を抑制するために、第五開閉バルブ35を(時刻t4で)開状態とした後、(時刻t5で)第四開閉バルブ34を閉じることにより、吸引手段40が吸引を行うための流路を遮断している。
In addition, as shown in FIG. 3, the time during which the pressure feeding is performed is from time t3 to time t4, and is a short time. The third on-off
In addition, in order to end the pumping, the fifth opening / closing
図9は、塗布器10より塗布液を吐出させて二番目の塗膜C2を形成している途中を示す説明図である。この状態では、並列に配置されている開閉バルブ31,32のうちの、第一開閉バルブ31は開状態であるが、第二開閉バルブ32は閉状態にある。この状態で行われる塗布状態は、図1に示す前記塗布途中状態と同じであり、これが、二番目の塗膜C2のための定常塗布工程となる。
以上により、一つの基板Wに対して複数の塗膜C1,C2が塗布間欠部dを有して形成される。
FIG. 9 is an explanatory view showing the way in which the coating liquid is discharged from the
In this way, a plurality of coating films C1 and C2 are formed on the single substrate W with the intermittent coating portion d.
前記のとおり、塗布器10から塗布液を吐出させたり、その吐出を休止させたりして間欠塗布を行うための動作は、塗布器10とポンプ30との間に並列接続されている第一及び第二開閉バルブ31,32の開閉の切り換え動作によって行われる。これら第一及び第二開閉バルブ31,32に開動作又は閉動作させるための指令信号は、制御部50から出力されるが、その指令信号の出力タイミングについて図3により説明する。本実施形態では、制御部50は、第一開閉バルブ31が閉じた状態で第二開閉バルブ32を開状態から閉じるための指令信号を、時刻t0の後の時刻taで出力すると共に、この第二開閉バルブ32が閉動作している途中である時刻tbで、第一開閉バルブ31を開くために指令信号を出力している。つまり、第二開閉バルブ32の閉動作のための応答時間中に、第一開閉バルブ31を開くための指令信号をこの第一開閉バルブ31に出力し、開動作を開始させている。
As described above, the operation for performing intermittent application by discharging the application liquid from the
以上より、本実施形態の塗布方法をまとめて説明すると、この塗布方法には、次の定常塗布工程と、塗布休止工程と、塗布開始工程とが含まれる。
定常塗布工程(図4参照):並列の配置にある複数の開閉バルブ31,32の内の一つである第二開閉バルブ32を開とし、残りの第一開閉バルブ31を閉とした状態で、ポンプ30から塗布器10へ塗布液を一定量で供給する。
塗布休止工程(図5、図6参照):前記定常塗布工程において、閉状態にあった第一開閉バルブ31はそのまま閉で、開状態にあった第二開閉バルブ32を閉じることで塗布を一旦休止する。
塗布開始工程(図7、図8参照):前記塗布休止工程で閉じた第二開閉バルブ32はそのまま閉状態で、前記定常塗布工程において閉状態であった第一開閉バルブ31を開き、ポンプ30により塗布器10に塗布液を一定量で供給する。
From the above, the coating method of this embodiment will be described collectively. This coating method includes the following steady coating process, coating pause process, and coating start process.
Regular application process (see FIG. 4): in a state where the second on-off
Application stop process (see FIGS. 5 and 6): In the steady application process, the first on-off
Application start step (see FIGS. 7 and 8): The second on-off
このように二つの第一及び第二開閉バルブ31,32が供給流路60において並列に配置されている塗布装置5によって実行される塗布方法によれば、第一開閉バルブ31が閉じた状態で、開いていた別の第二開閉バルブ32を閉じると、塗布器10からの塗布液の吐出が停止されるが、この第二開閉バルブ32が閉動作している途中(図3の時刻tb)であっても、閉じていた第一開閉バルブ31を開くために指令信号を与え、開動作を開始させることが可能となる。このため、塗布器10からの塗布液の吐出が停止されてから、直ぐに再び吐出が可能となる。つまり、極短時間について塗布液の吐出停止が可能となる。この結果、基板Wと塗布器10との相対速度が高速であっても、基板Wにおける塗布間欠部d(図3において、間欠区間)を短くすることができる。塗布間欠部dに相当する間欠区間は、図3において、時刻t1から時刻t3までの間に塗布器10と基板Wとが相対移動する領域であり、この間欠区間に該当する時間(時刻t1から時刻t3)は、開閉バルブ31(又は32)単体の応答時間よりも短い。
このように、一つの基板Wに対して複数の塗膜C1,C2を形成する場合において、塗布間欠部dを短くすることが可能であることから、この基板Wを用いた製品の製造において、歩留まりの向上が図れる。
Thus, according to the coating method performed by the
Thus, in the case of forming a plurality of coating films C1 and C2 on one substrate W, it is possible to shorten the application intermittent portion d, so in the manufacture of a product using this substrate W, Yield can be improved.
なお、前記実施形態(図3参照)では、第一開閉バルブ31を開くために指令信号を出力するタイミングを、第二開閉バルブ32が閉動作している途中である時刻tbとしているが、これ以外であってもよく、第二開閉バルブ32の閉動作完了時(時刻t1)、又は閉動作完了直後(時刻t1の直後)とすることができる。この場合も、塗布間欠部dを短くすることができる。
すなわち、制御部50は、第一開閉バルブ31が閉じた状態で第二開閉バルブ32を開状態から閉じるための指令信号を、時刻taで出力すると共に、この第二開閉バルブ32が閉動作している途中、閉動作完了時、又は閉動作完了直後に、第一開閉バルブ31を開くために指令信号を出力することができる。
In the above embodiment (see FIG. 3), the timing at which the command signal is output to open the first opening / closing
That is, the
塗布休止工程に関して更に説明する。前記のとおり、塗布器10に対して基板Wを移動させながら間欠塗布を行う場合において、塗布休止の際、塗布器10の吐出口11と基板Wとの間に形成されている塗布液のビードBを破壊する必要がある。このためには、移動している基板Wから塗布器10を高さ方向に離せばよく、また、その後直ぐに塗布を開始するために、移動している基板Wに塗布器10を再び高さ方向に接近させればよい。しかし、この場合、塗布休止から次の塗布開始までの間に、塗布器10の離反及び接近のための時間が必要となり、塗布間欠部dを短くすることに限界がある。
そこで、本実施形態の塗布休止工程では、塗布を一旦休止するために、図5及び図6に示すように、塗布器10の吐出口11側に流れる塗布液を前記吸引手段40によって吸引しながら、第二開閉バルブ32を閉じている。
これにより、第二開閉バルブ32を閉じることでポンプ30から塗布液が塗布器10に向かって送られるのを停止すると共に、吐出口11側に流れる塗布液を吸引することで、塗布器10を基板Wから高さ方向に離さなくても、塗布液のビードBを迅速に破壊して塗布休止が可能となる。このように本実施形態の場合、塗布器10を基板Wから離さなくて済むことから、次の塗布開始までの間に、そのための動作時間が不要となり、塗布間欠部dをより一層短くすることが可能となる。また、吸引手段40の前記吸引により、余分な塗布液が吐出されず、図10に示すように、一番目の塗膜C1の終端における膜厚不良部81の範囲を小さくすることが可能となる。
The application suspension process will be further described. As described above, when intermittent coating is performed while moving the substrate W relative to the
Therefore, in the application pause process of the present embodiment, in order to temporarily stop the application, as shown in FIGS. 5 and 6, while the application liquid flowing to the
As a result, the second opening / closing
塗布開始工程について更に説明する。前記のとおり、一つの基板Wに対して、一旦、塗布を休止し、その後、塗布を再開する際(図7参照)、基板Wと吐出口11との間に塗布液のビードBを形成する必要がある。そこで、本実施形態の塗布開始工程では、供給流路60に接続されているタンク45の塗布液を加圧した状態で、第一開閉バルブ31を開いている。
これは、塗布間欠部dをより一層短くするためである。すなわち、塗布開始の際、ポンプ30から塗布液を送り出している状態で、かつ、タンク45に溜められている塗布液を加圧した状態で、開閉バルブ31が開動作することによって、塗布器10へ塗布液の供給が開始されると、塗布器10には、ポンプ30による塗布液の定量的な供給の他に、タンク45側からの塗布液の余剰的な供給が成される。このため、図7に示すように、塗布開始の際、塗布器10を基板Wに高さ方向に接近させなくても、塗布液のビードBの形成が適切かつ迅速に行われる。このように、塗布を開始するために、塗布器10を基板Wに接近さなくて済むことから、この接近のための動作時間が不要となり、塗布間欠部dをより一層短くすることが可能となる。また、吐出口11から塗布液の余剰吐出が行われることで、図10に示すように、二番目の塗膜C2の始端のための塗布液不足を抑制することができ、膜厚不良部82の範囲を小さくすることが可能となる。
The application start process will be further described. As described above, when application is temporarily stopped and then application is resumed on one substrate W (see FIG. 7), a bead B of the application liquid is formed between the substrate W and the
This is to further shorten the application intermittent portion d. That is, at the start of application, the open /
以上のように、本発明の塗布装置5は、基板Wに対して塗布液を間欠的に供給することで塗膜C1,C2を間欠的に形成することを可能とする装置であり、前記実施形態では、間欠塗布のために並列に配置する開閉バルブの数を二つとして説明したが、開閉バルブは複数であればよく、三つ以上であってもよい。
例えば三つとする場合、前記実施形態のとおり、一旦、塗布液の供給をやめて塗布を休止し、その後、塗布液の供給を再開して塗布を開始した後、直ぐに塗布液の供給をやめて塗布を休止する場合に好適である。つまり、二番目以降の塗膜の長さを短くする場合、並列に配置した三つの開閉バルブをそれぞれ所定のタイミングで開閉動作させればよい。
As described above, the
For example, in the case of three, as described in the above embodiment, once the supply of the coating liquid is stopped and the application is stopped, and then the supply of the coating liquid is restarted and the application is started. This is suitable for a pause. That is, when shortening the length of the second and subsequent coating films, it is only necessary to open and close the three open / close valves arranged in parallel at predetermined timings.
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の塗布装置5は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
The embodiments disclosed above are illustrative in all respects and not restrictive. That is, the
前記実施形態では、被塗布部材が、枚葉状の基板Wである場合について説明したが、被塗布部材はこれ以外であってもよく、塗布を行う一方向(塗布方向)に長く当該一方向に直交する幅方向の寸法が一定である帯状の基板Wであってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the member to be coated is the single-wafer substrate W has been described. However, the member to be coated may be other than this, and is long in one direction (coating direction) in which coating is performed. It may be a belt-like substrate W having a constant widthwise dimension.
5:塗布装置
10:塗布器
11:吐出口
20:移動手段
30:ポンプ
31:第一開閉バルブ
32:第二開閉バルブ
40:吸引手段
45:タンク
46:圧力調整手段
50:制御部
60:供給流路
70:供給手段
W:基板(被塗布部材)
5: coating device 10: applicator 11: discharge port 20: moving means 30: pump 31: first opening / closing valve 32: second opening / closing valve 40: suction means 45: tank 46: pressure adjusting means 50: control unit 60: supply Flow path 70: Supply means W: Substrate (member to be coated)
Claims (7)
前記供給手段は、前記塗布器に繋がる供給流路と、前記供給流路を通じて前記塗布器に塗布液を供給するポンプと、前記供給流路の前記ポンプと前記塗布器との間において並列に配置されている複数の開閉バルブと、を有している塗布装置。 An applicator having a discharge port for discharging a coating liquid to a surface to be coated of a member to be coated, a moving means for relatively moving the coating device and the member to be coated, and supplying the coating liquid to the coating device And a supply means for
The supply means is arranged in parallel between a supply channel connected to the applicator, a pump for supplying a coating liquid to the applicator through the supply channel, and the pump and the applicator in the supply channel. A plurality of on-off valves.
前記制御部は、前記複数の開閉バルブの内の、第一の開閉バルブが閉じた状態で第二の開閉バルブを開状態から閉じるための指令信号を出力すると共に、当該第二の開閉バルブが閉動作している途中、閉動作完了時、又は閉動作完了直後に、前記第一の開閉バルブを開くために指令信号を出力する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の塗布装置。 A controller for controlling the opening and closing operations of the plurality of opening and closing valves;
The control unit outputs a command signal for closing the second opening / closing valve from the open state when the first opening / closing valve is closed among the plurality of opening / closing valves, and the second opening / closing valve The coating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a command signal is output to open the first on-off valve during the closing operation, when the closing operation is completed, or immediately after the closing operation is completed. .
並列の配置にある複数の前記開閉バルブの内の一つを開とし、残りの開閉バルブを閉とした状態で、前記ポンプから前記塗布器へ塗布液を供給する定常塗布工程と、
前記定常塗布工程において開状態にあった前記開閉バルブを閉じることで塗布を一旦休止する塗布休止工程と、
前記定常塗布工程において閉状態であった前記開閉バルブの一つを開き、前記ポンプにより前記塗布器に塗布液を供給する塗布開始工程と、
を含む、塗布方法。 A coating device in which a plurality of open / close valves are arranged in parallel in a supply flow path from the pump to the applicator, intermittently applies the coating liquid to the coated member while relatively moving the applicator and the coated member. A method of applying,
A steady application step of supplying a coating liquid from the pump to the applicator with one of the plurality of on-off valves in a parallel arrangement opened and the remaining on-off valves closed,
An application suspension step of temporarily stopping application by closing the open / close valve that was open in the steady application step;
Opening one of the open / close valves that was closed in the steady application step, and applying the application liquid to the applicator by the pump; and
A coating method comprising:
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