JP3048789B2 - 流体塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体塗布装置に関する。
具体的にいうと、本発明は、塗布対象物の表面に均一な
膜厚で流体を塗布するためのスロット型の流体塗布装置
において、流体塗膜の端部の膜厚を均一にするための技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や半導体光
学素子、半導体素子、半導体集積回路、プリント配線基
板等の製造工程においては、フォトレジストや絶縁材
料、はんだレジスト等の各種塗布液を塗布対象物（例え
ば、ガラス基板や半導体ウエハ等）の表面に塗布し、数
ミクロン程度の非常に薄い塗膜を形成する必要がある。
例えば、液晶ディスプレイの製造工程においては、ガラ
ス基板の表面に、乾燥時の厚みが約１〜３ミクロンの均
一なフォトレジストをコーティングする必要がある。

【０００３】このような場合、極めて均一な膜厚の塗膜
を形成する必要があり、しかも、高精度に膜厚を制御す
る必要があるため、従来においては、塗布装置としてス
ピンコ−タが一般に用いられている。

【０００４】スピンコ−タを用いたスピンコート法は、
塗布対象物を一定の回転数で回転させながら基層の上に
塗布液を滴下し、遠心力によって塗布液を薄く延ばし、
塗布液の粘度や回転数等によって決まる膜厚の塗膜を塗
布対象物の表面に形成する方法である。

【０００５】しかしながら、このようなスピンコート法
によれば、塗布対象物の一部にのみ選択的に塗布液を塗
布することができず、塗布対象物の全面に塗布すること
しかできなかった。また、塗布対象物の上に滴下した塗
布液のうち塗布対象物の表面に塗布されるのは数％に過
ぎず、残りの９０数％の余剰の塗布液は塗布対象物から
排出される。しかも、この排出された塗布液は空気に触
れるため、回収して再利用することができず、塗布液の
浪費が激しいという問題があった。さらに、排出された
余剰の塗布液の清掃処理を要求されていた。また、スピ
ンコ−ト法によって塗布した場合、塗布対象物の表面ば
かりでなく、塗布対象物の端面（外周面）にも塗布液が
付着するため、乾燥後、塗布対象物の端面に付着した塗
膜が剥離し、剥離した塗膜が塗布対象物の表面に付着
し、後工程においてトラブルを発生させることがあり、
製品の歩留りを低下させる原因となっていた。また、そ
の歩留り低下を避けるためには、塗布対象物の端面や裏
面をクリーニングしなければならず、そのための付加工
程を必要としていた。

【０００６】このようなスピンコート法の欠点を解決す
る方法として、本発明の出願人はスロット型の流体塗布
装置（スロット式粘液噴出塗布装置）に着目し、その開
発と改良を進めている。図１８に示すものは、本発明の
出願人が開発したスロット型の流体塗布装置２００の構
造を示す概略図である。２０１は塗布ヘッドであって、
内壁面に空洞状の流体リザーバ２０２を凹設された第１
の分割ヘッド２０３と平らな内壁面の第２の分割ヘッド
２０４との間にシム２０５を挟み込むことにより、シム
２０５の切欠状凹部２０６によって第１及び第２の分割
ヘッド２０３，２０４間にスロット２０７を形成し、第
１及び第２の分割ヘッド２０３，２０４同志をボルト
（図示せず）によって締結させたものである。また、塗
布ヘッド２０１の上面には流体リザーバ２０２と連通し
た液注入口２０８が開口されている。２０９は塗布液２
１０を溜めたタンクであって、タンク２０９内の液面は
エア圧によって加圧されている。塗布ヘッド２０１の液
注入口２０８とタンク２０９とは開閉弁２１１を備えた
液供給チューブ２１２を介して接続されている。しかし
て、開閉弁２１１を開いて液注入口２０８から流体リザ
ーバ２０２内に塗布液２１０を注入すると、塗布液２１
０は流体リザーバ２０２内の全幅にわたって均一に拡散
し、さらに流体リザーバ２０２と連通しているスロット
２０７に流れてスロット２０７のギャップにより一定の
膜厚に整えられ、スロット２０７下端の開口部から塗布
対象物の表面に塗布される。

【０００７】このようなスロット型の流体塗布装置によ
れば、過剰な塗布液を供給することなく、塗布ヘッドか
ら塗布対象物上の必要な領域へのみ塗布液を供給するこ
とができ、塗布液の歩留りを向上させて塗布液を節約す
ることができる。また、このため塗布対象物の側面に付
着した塗膜が剥離して塗布対象物の塗布面に付着したり
することも防止できる。さらに、塗布液を外気にさらす
ことなく塗布対象物へ塗布することができるクローズド
方式の流体塗布装置を製作することができる。また、塗
布ヘッドの清掃も簡単にできるといった利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな流体塗布装置２００にあっては、塗布時、塗布ヘッ
ド２０１内に大きな液供給圧が掛かっており、また、ス
ロット２０７において圧力損失が存在するので、開閉弁
２１１を閉じて塗布を終了しても直ちに塗布ヘッド２０
１内の圧力が大気圧まで下がらず、当分の間塗布ヘッド
２０１内の塗布液２１０は残圧が掛かった状態に保たれ
る。このため、開閉弁２１１を閉じて塗布終了した後
も、塗布液２１０がスロット２０７から押し出され、図
１８に示すようにスロット２０７の開口部に液垂れが生
じる。このままで開閉弁２１１を開き、再び塗布対象物
２１３に塗布を開始すると、図１９に示すように、液垂
れのために塗布液２１０の塗布開始端において塗膜の膜
厚が厚くなり、均一な膜厚の塗膜を得ることができなか
った。

【０００９】また、塗布液２１０の塗布終了時において
も、塗布液２１０の塗布終了と同時に、塗布ヘッドへの
流体の供給を停止させると、塗布液２１０の塗布終了端
においても塗膜の膜厚が厚くなり、塗膜の塗布終了側の
端を均一にすることができなかった。

【００１０】さらに、塗布開始時には、図２０（ａ）
（ｂ）に示すように塗布ヘッド２０１を下降させて塗布
ヘッド２０１の下端と塗布対象物２１３とが所定間隔と
なった時（時間ｔ０）に開閉弁２１１を開いて塗布を開
始しているが、開閉弁２１１を開くタイミングと塗布液
２１０が流出するタイミングとの間に時間的な遅れが生
じるため、液垂れを完全に拭った直後に塗布を開始した
場合には、塗膜の始端２１４が開閉弁２１１を開いた位
置αからずれると共に、塗布開始端において塗布液２１
０に薄い箇所やカスレが発生し、図２１に示すように塗
膜の始端２１４をまっすぐに揃えることができなかっ
た。

【００１１】本発明は叙上の技術的背景に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、スロット型
の流体塗布装置において、塗布された流体塗膜の端部の
膜厚を均一にすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の流体塗
布装置は、流体を注入するための流体注入口と、該流体
注入口から注入された流体を幅方向に拡散させるための
空洞部と、該空洞部内の流体を一定の厚みにして流出さ
せるためのスロットとを塗布ヘッドに形成された流体塗
布装置において、塗布動作開始時に前記塗布ヘッドを塗
布動作位置へ向けて移動させ、塗布動作終了時に前記塗
布ヘッドを塗布動作位置から離間させる塗布ヘッド昇降
手段と、前記塗布ヘッドに対して流体の供給及び停止を
行う手段と、前記塗布ヘッドへの流体の供給を停止し前
記塗布ヘッドを塗布動作位置から離間させる塗布終了時
において、塗布ヘッドを塗布動作位置から離間させる動
作の開始タイミング後の所定時間、塗布ヘッド内の流体
を排出する手段とを備えたことを特徴としている。

【００１３】また、請求項２に記載の流体塗布装置は、
請求項１に記載した流体塗布装置における前記塗布ヘッ
ドの塗布終了時において、前記流体排出手段が流体の排
出動作を終了した後、前記塗布ヘッド内を減圧すること
によってスロット内の流体を内側へ引き込ませる手段を
さらに備えたことを特徴としている。

【００１４】また、請求項３に記載の流体塗布装置は、
流体を注入するための流体注入口と、該流体注入口から
注入された流体を幅方向に拡散させるための空洞部と、
該空洞部内の流体を一定の厚みにして流出させるための
スロットとを塗布ヘッドに形成された流体塗布装置にお
いて、塗布動作開始時に前記塗布ヘッドを塗布動作位置
へ向けて移動させ、塗布動作終了時に前記塗布ヘッドを
塗布動作位置から離間させる塗布ヘッド昇降手段と、前
記塗布ヘッドに対して流体の供給及び停止を行う手段と
を備え、流体の塗布開始時において、前記塗布ヘッドが
塗布動作位置に達するよりも前に、塗布ヘッドへの流体
の供給を開始させるようにしたことを特徴としている。

【００１５】また、請求項４に記載の流体塗布装置は、
流体を注入するための流体注入口と、該流体注入口から
注入された流体を幅方向に拡散させるための空洞部と、
該空洞部内の流体を一定の厚みにして流出させるための
スロットとを塗布ヘッドに形成された流体塗布装置にお
いて、塗布動作開始時に前記塗布ヘッドを塗布動作位置
へ向けて移動させ、塗布動作終了時に前記塗布ヘッドを
塗布動作位置から離間させる塗布ヘッド昇降手段と、前
記塗布ヘッドに対して流体の供給及び停止を行う手段と
を備え、流体の塗布終了時において、前記塗布ヘッドが
塗布動作位置から離れるよりも前に、塗布ヘッドへの流
体の供給を停止させるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１６】

【作用】請求項１の流体塗布装置にあっては、塗布ヘッ
ドへの流体の供給を停止し前記塗布ヘッドを塗布動作位
置から離間させる塗布終了時において、塗布ヘッドを塗
布動作位置から離間させる動作の開始タイミング後の所
定時間、塗布ヘッド内の流体を排出させるようにしてい
るので、塗布終了後に直ちに塗布ヘッド内の残圧を除去
することができ、塗布終了後もしくは塗布休止中におけ
る塗布ヘッドの液垂れを防止することができる。

【００１７】また、請求項２に記載の流体塗布装置にあ
っては、塗布ヘッドの塗布終了時において、流体排出手
段が流体の排出動作を終了した後、前記塗布ヘッド内を
減圧することによってスロット内の流体を内側へ引き込
ませているから、塗布終了後に直ちにスロット内の塗布
液を引き気味にすることができ、塗布終了後もしくは塗
布休止中における塗布ヘッドの液垂れをより一層防止す
ることができる。

【００１８】従って、請求項１及び２に記載の流体塗布
装置にあっては、再度塗布動作を開始した場合に、塗布
された塗膜の塗布開始端における膜厚が厚くなることを
防止でき、均一な厚みの塗膜を得ることができる。

【００１９】請求項３に記載の流体塗布装置にあって
は、流体の塗布開始時において、前記塗布ヘッドが塗布
動作位置に達するよりも前に、塗布ヘッドへの流体の供
給を開始させるようにしているので、塗布開始点におい
て流体塗膜の膜厚が薄くなったり、カスレが生じたりす
るのを防止でき、塗膜の塗布開始端をまっすぐに揃える
ことができる。

【００２０】請求項４に記載の流体塗布装置にあって
は、流体の塗布終了時において、前記塗布ヘッドが塗布
動作位置から離れるよりも前に、塗布ヘッドへの流体の
供給を停止させるようにしているので、塗布終了端にお
いて流体塗膜の膜厚が厚くなるのを防止でき、塗膜の塗
布終了端をまっすぐに揃えることができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例による流体塗布装置
Ａの外観を示す斜視図である。この流体塗布装置Ａは、
扉３を有するキャビネット部２と装置本体１とからな
り、キャビネット部２内には塗布液を溜めたタンクやコ
ントローラが収納されており、装置本体１はキャビネッ
ト部２の上に設置されている。装置本体１は、主とし
て、塗布対象物を水平に送る送り機構部２１と、送り機
構部２１によって送られる塗布対象物の表面に塗布液を
コーティングする塗布機構部５１と、塗布対象物の板厚
を塗布直前に計測する測定ヘッド８１とから構成されて
いる。また、装置本体１の前面には表示パネルやダイア
ル、メータ、各種スイッチ等を集中させた操作部４が設
けられている。装置本体１の上方は開閉可能なカバー５
によって覆うことができるようになっている。

【００２２】上記送り機構部２１は、ガラス基板のよう
な塗布対象物１１を吸着して一定速度で水平に搬送する
ものであって、その構造を図２の断面図により詳細に説
明する。ベース２２の上面には１対の平行なガイドレー
ル２３が設けられ、テーブル２４の下面に設けられた４
つのスライダー２５がガイドレール２３によってスライ
ド自在に支持されており、テーブル２４はガイドレール
２３に沿って滑らかに走行する。また、ベース２２内の
中央部には、雄ねじシャフト２６がガイドレール２３と
平行に配設されており、雄ねじシャフト２６の両端部は
アンギュラベアリング２７を介してベース２２に回転自
在に支持され、テーブル２４の下面部分に固定された雌
ねじ管２８と雄ねじシャフト２６とを互いに螺合させて
ボールねじ機構を構成している。ベース２２の端部には
サーボモータ２９が固定されており、サーボモータ２９
の出力軸は継手３０を介して雄ねじシャフト２６と連結
されている。従って、サーボモータ２９によって雄ねじ
シャフト２６を一定の回転数で回転させることによりテ
ーブル２４をガイドレール２３に沿って定速で移動させ
ることができる。なお、この実施例では、テーブル２４
を移動させるための動力としてサーボモータ２９を用い
たが、可燃性の塗布液を用いる場合には、エア機構等の
非電気的な手段によってテーブル２４を移動させるよう
にしてもよい。

【００２３】上記テーブル２４は、多数の真空吸引孔３
１を穿孔された吸着盤３２をテーブル本体３３の上に載
置したものであって、吸着盤３２とテーブル本体３３と
の間にはバキュームチャンバ３４が形成されている。し
かして、バキュームチャンバ３４内のエアを排出してバ
キュームチャンバ３４内を真空ないし負圧にすることに
より、吸着盤３２の上に置かれたガラス基板等の塗布対
象物１１の下面を吸着することができ、テーブル２４と
共に塗布対象物１１を定速送りすることができる。この
ときテーブル２４は塗布対象物１１を吸着することによ
り塗布対象物１１の反りを矯正する効果もある。また、
テーブル２４内には着脱ピンとアライメントピン（案内
ピン）〔いずれも図示せず〕が納められており、バキュ
ームチャンバ３４内を常圧に開放した後、吸着盤３２の
ピン突出し孔３５から着脱ピンを突出させることによ
り、塗布対象物１１の下面を押し上げ、塗布対象物１１
をテーブル２４から強制的に剥離することができる。

【００２４】塗布機構部５１は図１に示すように、塗布
対象物１１の搬送経路を跨ぐようにして送り機構部２１
の上方に設けられている。図３はこの塗布機構部５１を
側面から詳細に示す図である。この塗布機構部５１にお
いては、昇降ホルダー５２によって上下スライド自在に
保持された１対の昇降ロッド５３の上端間に塗布アーム
５４が横架されており、塗布アーム５４の前面もしくは
背面に塗布ヘッド５５が固定されている。昇降ホルダー
５２はベース２２から側方へ張り出した棚部５６に固定
されており、昇降ロッド５３の真下にはエアシリンダ５
７が設置され、エアシリンダ５７の出力軸５８の上端面
が昇降ロッド５３の下端面と対向している。６０は昇降
ロッド５３を覆うベローズである。従って、エアシリン
ダ５７の出力軸５８を上方へ突出させ、昇降ロッド５３
の下端面を押し上げると、塗布アーム５４と共に塗布ヘ
ッド５５が上昇する。また、エアシリンダ５７の出力軸
５８を下方へ後退させると、塗布ヘッド５５は自重によ
って出力軸５８と共に下降する。

【００２５】また、塗布ヘッド５５もしくは塗布アーム
５４の真下には、数値制御形のリニアアクチュエータ６
１が設置されている。このリニアアクチュエータ６１
は、ジョイント６２を介してサーボモータ、パルスモー
タ等のモータ６３と接続されており、モータ６３によっ
て底面の入力軸６４を回転させると、上面のストッパー
ロッド６５が上方へ突出する。しかも、このリニアアク
チュエータ６１は内部にねじ機構を有していて、入力軸
６４の回転数に比例した距離だけストッパーロッド６５
が突出する。しかして、リニアアクチュエータ６１のス
トッパーロッド６５が突出すると、エアシリンダ５７の
出力軸５８を後退させて塗布ヘッド５５を下降させたと
き、塗布ヘッド５５もしくは塗布アーム５４の下面がス
トッパーロッド６５の上端に当接した瞬間、昇降ロッド
５３の下端面がエアシリンダ５７の出力軸５８から離
れ、その位置で塗布ヘッド５５がリニアアクチュエータ
６１により支持され、位置決めされる。

【００２６】上記リニアアクチュエータ６１のストッパ
ーロッド６５の突出距離は、測定ヘッド８１の出力によ
って制御される。すなわち、測定ヘッド８１が塗布対象
物１１の板厚を計測すると、塗布ヘッド５５と塗布対象
物１１とのギャップが最適距離（例えば、数１０ミクロ
ン〜数１００ミクロン）となる位置に塗布ヘッド５５を
支持及び位置決めするよう、リニアアクチュエータ６１
のストッパーロッド６５の突出長が決められる。

【００２７】また、塗布対象物１１の板厚を検出するた
めの測定ヘッド８１は、塗布アーム５４と平行に配設さ
れた測定アーム８２の中央部に設けられている。図示例
では、測定ヘッド８１としては、エアーマイクロメータ
等の非接触式で非電気的な測定手段が好ましいが、リニ
アスケールでもよく、引火性でない塗布液を用いる場合
などには電気的なセンサを用いてもよく、また、塗布対
象物１１によっては光学式センサや接触式のセンサ等を
用いても差し支えない。なお、９１は塗布ヘッド５５の
乾燥を防止するための乾燥防止器である。

【００２８】図４には上記塗布ヘッド５５の断面図を示
す。この塗布ヘッド５５は、２つの分割ヘッド１０１，
１０２と１枚のシム１０３とから構成されており、これ
らの内面側からの正面図及び分解斜視図を図５及び図６
に示している。一方の分割ヘッド１０１の内壁面には、
図５に示すように、左右にわたって空洞状をした流体リ
ザーバ１０４が設けられている。流体リザ−バ１０４
は、分割ヘッド１０１の内壁面から内方へ向けて水平に
凹設されており、分割ヘッド１０１の上面から流体リザ
ーバ１０４の中央部に向けて塗布液注入口１０５が穿設
されており、また、分割ヘッド１０１の上面から流体リ
ザーバ１０４の両端部に向けて塗布液排出口１０６が穿
設されている。他方の分割ヘッド１０２は、内壁面の上
端縁から位置決め用の突部１０７が突設されており、こ
の突部１０７を対向する分割ヘッド１０１の上面に当設
させることにより、塗布ヘッド５５の組立時に両分割ヘ
ッド１０１，１０２同志を位置合わせできるようにして
いる。この分割ヘッド１０２の内壁面は、通孔１０８を
除いて平らに形成されている。また、両分割ヘッド１０
１，１０２の下面の内壁面側の縁には左右全幅にわたっ
て断面三角形状のテーパ部１０９を突出させてあり、下
面全体にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の
フッ素樹脂１１０をコ−ティングしてある。シム１０３
は、金属製の薄板であって、両側端に脚片１１１を有し
ていて脚片１１１間に切欠状凹部１１２を形成されてい
る。

【００２９】しかして、図６に示すように、内壁面間に
シム１０３を挟み込むようにして両分割ヘッド１０１，
１０２を組み合わせ、分割ヘッド１０２及びシム１０３
の通孔１０８，１１３に挿通させたボルト１１４を分割
ヘッド１０１のねじ孔１１５に螺合させ、ボルト１１４
を強く締め付けることによって図４のような塗布ヘッド
５５が構成されている。こうして組み立てられた塗布ヘ
ッド５５においては、シム１０３の切欠状凹部１１２に
よって分割ヘッド１０１，１０２の内壁面間に塗布液整
形用のスロット１１６が形成され、スロット１１６の下
端は塗布ヘッド５５下面でノズル口１１７として開口
し、流体リザーバ１０４の開口はスロット１１６の上端
部に臨み、スロット１１６内部と連通している。

【００３０】図７は上記塗布ヘッド５５に塗布液１２を
供給するための塗布液供給手段を示す図である。塗布液
１２は気密型のタンク１１９内に溜められており、塗布
ヘッド５５の塗布液注入口１０５とタンク１１９内下部
との間は液供給パイプ１２１によって接続されており、
液供給パイプ１２１にはサックバックバルブ１２０と開
閉弁１２２と流量調整バルブ１２３が設けられている。
あるいは、流量調整バルブ１２３に代えて、タンク１１
９へのエア供給用の管路にエアーレギュレータ１２４を
設けてもよい。タンク１１９内はエアによって加圧され
ているので、開閉弁１２２を開閉することにより、塗布
を開始させ、あるいは、停止させることができる。ま
た、塗布液１２の塗布ヘッド５５への供給量は、流量調
整バルブ１２３もしくはエアーレギュレータ１２４によ
って調整することができる。しかして、開閉弁１２２を
開成すると、タンク１１９内の塗布液１２が塗布液注入
口１０５から流体リザーバ１０４内に供給され、塗布液
１２が流体リザーバ１０４内に充満して流体リザーバ１
０４内の全幅に広がる。さらに、塗布液１２は供給圧に
よって流体リザーバ１０４からスロット１１６内へ流れ
出し、スロット１１６で均一な膜厚に整えられて下端の
ノズル口１１７から均一な膜厚の塗布液１２として流出
し、塗布対象物１１の表面に成膜される。ここで、塗布
液１２の流量と塗布対象物１１の送り速度との間には一
定の関係があり、塗布対象物１１の送り速度は塗布液１
２の流量（吐出速度）よりも大きくなっている。このた
め、ノズル口１１７から吐出された均一な膜厚の塗布液
１２は塗布対象物１１の表面へ塗布される際に薄く引き
延され、スロット１１６で付与された膜厚よりもさらに
薄い膜厚の塗膜が塗布対象物１１の表面に形成される。

【００３１】また、塗布ヘッド５５の塗布液排出口１０
６ａ，１０６ｂは、液排出パイプ１２７ａ，１２７ｂに
より回収用タンク１２９に接続されており、液排出パイ
プ１２７ａ，１２７ｂには各々サックバックバルブ１２
８ａ，１２８ｂと開閉弁１２５ａ，１２５ｂと流量調整
バルブ１２６ａ，１２６ｂが設けられている。しかし
て、ポンプ１２４を稼働させた状態で開閉弁１２５ａ，
１２５ｂを開くと、塗布液排出口１０６ａ，１０６ｂか
ら流体リザーバ１０４内の塗布液１２が強制的に排出さ
れ、流体リザーバ１０４から排出された塗布液１２は回
収用タンク１２９内に回収される。また、塗布液１２の
排出速度は流量調整バルブ１２６ａ，１２６ｂによって
調整することができる。これによって、流体リザーバ１
０４内の両端部における塗布液１２の液圧が低くなるの
で、スロット１１６の中央部における圧力損失と相俟っ
て実質的に液圧の分布はほぼ均一となり、塗布液１２の
排出速度を調整することにより、塗布ヘッド５５から塗
布対象物１１の表面に塗布される塗膜の膜厚を幅方向に
わたって均一にすることができる。

【００３２】図８（ａ）（ｂ）は上記サックバックバル
ブ１２０，１２８ａ，１２８ｂの構造及び動作を示す断
面図である。このサックバックバルブ１２０，１２８
ａ，１２８ｂにおいては、シリンダ４１内にピストン４
２ａ，４２ｂが上下に摺動自在に納められており、ピス
トン４２ａ，４２ｂはスプリング４３によって上方へ弾
性的に付勢されている。シリンダ４１の下面には、液供
給パイプ１２１もしくは液排出パイプ１２７ａ，１２７
ｂに接続されて塗布液１２を流通させるための流体通路
４４を開口されたボディ部４５が一体的に取り付けられ
ている。ボディ部４５には流体通路４４に臨ませるよう
にしてダイアフラム弁４６が配設されており、ダイアフ
ラム弁４６の外周部分はボディ部４５に固定され、ダイ
アフラム弁４６の中央部は連結用ピース４７によってピ
ストン４２ｂに固定されている。また、シリンダ４１の
上面にはカバー部４８が一体的に取り付けられており、
ピストン４２ａの上面とカバー部４８との間には加圧室
４９が形成され、カバー部４８には加圧室４９と連通す
る操作ポート５０が開口されている。

【００３３】このような構造のサックバックバルブ１２
０，１２８ａ，１２８ｂにあっては、加圧室４９にエア
圧が掛かっていない場合（以下、サックバックバルブの
オフ状態という。）には、図８（ａ）に示すように、ピ
ストン４２ａ，４２ｂはスプリング４３によって上方へ
押し上げられているので、ダイアフラム弁４６の中央部
はピストン４２ａ，４２ｂによって上方へ引っ込めら
れ、流体通路４４の容積が大きくなっている。これに対
し、操作ポート５０からエアを送り込んで加圧室４９に
エア圧を掛ける（以下、この状態をサックバックバルブ
のオン状態という。）と、ピストン４２ａ，４２ｂがエ
アによって押し下げられ、図８（ｂ）に示すように、ダ
イアフラム弁４６の中央部がピストン４２ａ，４２ｂに
よって下方へ突き出され、流体通路４４の容積が小さく
なる。

【００３４】したがって、塗布動作中においてはサック
バックバルブ１２０，１２８ａ，１２８ｂをオン状態で
使用していると、開閉弁１２２，１２５ａ，１２５ｂを
閉じて塗布動作を終了した後、サックバックバルブ１２
０，１２８ａ，１２８ｂをオフにすると、サックバック
バルブ１２０，１２８ａ，１２８ｂ内の流体通路４４の
容積が大きくなるので、塗布ヘッド５５内の塗布液１２
が若干サックバックバルブ１２０，１２８ａ，１２８ｂ
内へ引き込まれて塗布ヘッド５５内が減圧され、スロッ
ト１１６のノズル口１１７から液垂れするのを防止でき
る。

【００３５】図９（ａ）（ｂ）（ｃ) は上記流体塗布装
置Ａによる塗布動作を示す説明図である。まず、ローデ
ィング装置（図示せず）によって塗布対象物１１がテー
ブル２４上に供給されると、塗布対象物１１はテーブル
２４に吸着され、テーブル２４の上面に固定される。図
９（ａ）に示すように、テーブル２４に固定された塗布
対象物１１が送り機構部２１によって測定ヘッド８１の
下方へ送られてくると、測定ヘッド８１によって塗布対
象物１１の板厚（あるいは、板厚のばらつき）が計測さ
れる。板厚が計測されると、塗布ヘッド５５の下降位置
が決められ、塗布ヘッド５５を当該位置に停止させるた
めのストッパーロッド６５の突出長が演算される。つい
で、リニアアクチュエータ６１のストッパーロッド６５
が演算量だけ突出すると共に、エアシリンダ５７の出力
軸５８が引っ込んで塗布ヘッド５５が下降し、下降した
塗布ヘッド５５がストッパーロッド６５によって静止さ
せられ、図９（ｂ）に示すように、塗布ヘッド５５のノ
ズル口１１７が塗布対象物１１の表面と微小距離を隔て
て対向する位置で位置決めされる。塗布対象物１１の塗
布開始点がノズル口１１７に達すると、両開閉弁１２
２，１２５ａ，１２５ｂを開いて流体リザーバ１０４内
に塗布液１２を供給すると同時に流体リザーバ１０４内
の塗布液１２の一部を塗布液排出口１０６ａ，１０６ｂ
から回収し、スロット１１６により一定の膜厚に整えら
れた塗布液１２をノズル口１１７から流出させ、定速で
送られている塗布対象物１１の表面に塗布液１２をコー
ティングする。このとき、塗布液１２は塗布対象物１１
の全面に塗布することもできるが、塗布対象物１１の一
部に部分的に塗布することもでき、また、連続的に塗布
できるだけでなく、断続的に塗布することもできる。こ
うして、塗布終了すると、図９（ｃ）に示すように、再
び塗布ヘッド５５がエアシリンダ５７によって上昇させ
られ、テーブル２４上の塗布対象物１１は着脱ピンによ
ってテーブル２４から剥離され、アンローディング装置
（図示せず）によって搬出される。

【００３６】図１０は上記塗布動作時における開閉弁１
２２，１２５ａ，１２５ｂ及びサックバックバルブ１２
０，１２８ａ，１２８ｂの動作タイミングを示す図であ
って、図１０（ａ）は塗布ヘッド５５の昇降を示し、図
１０（ｂ）は液供給側の開閉弁１２２の開閉のタイミン
グを示し、図１０（ｃ）は液排出側の開閉弁１２５ａ，
１２５ｂの開閉のタイミングを示し、図１０（ｄ）はサ
ックバックバルブ１２０，１２８ａ，１２８ｂのオン，
オフのタイミングを示し、図１０（ｅ）は塗布ヘッド５
５内の液圧の変化を示している。塗布ヘッド５５は、塗
布前の待機時には上記のようにサックバックバルブ１２
０，１２８ａ，１２８ｂの働きにより減圧され、液垂れ
のない状態で待機している。塗布対象物１１が送られて
くると、時間ｔ１に塗布ヘッド５５が降下を開始し、塗
布開始高さｈに達して塗布対象物１１との間隔が一定間
隔δになると、時間ｔ３より塗布を開始するが、この塗
布開始時ｔ３よりも早く時間ｔ２に開閉弁１２２，１２
５ａ，１２５ｂが開かれると共にサックバックバルブ１
２０，１２８ａ，１２８ｂがオンされる。開閉弁１２
２，１２５ａ，１２５ｂが開かれても、図１０（ｅ）に
示すように塗布ヘッド５５内の液圧が高くなるまでには
時間的な遅れがあるが、開閉弁１２２，１２５ａ，１２
５ｂをＴ１＝（ｔ３−ｔ２）だけ早く開くことにより塗
布開始時には塗布ヘッド５５内を十分な液圧に保つこと
ができ、所望の塗布開始点より一定の膜厚の塗膜を得る
ことができる。すなわち、塗膜の塗布開始端を精度よく
コントロールできるようになると共に塗布開始端を真っ
直ぐに揃えることができ、さらに、塗布開始端において
塗膜の膜厚が薄くなったり、かすれたりするのを防止す
ることができ、始端より良好な品質の塗膜を得ることが
でき、塗膜の歩留りが向上する。

【００３７】この時間Ｔ１は実験的に決めることができ
る。例えば、図１１に示すように、塗布ヘッド５５が塗
布開始高さｈに達した瞬間に開閉弁１２２，１２５ａ，
１２５ｂを開き、その瞬間のスロット１１６の位置αと
実際に塗布対象物１１に塗布された塗膜の塗布開始端と
の距離（塗布の遅れる距離）Ｓを求めれば、塗布対象物
１１の搬送速度をＶとして、Ｔ１＝Ｓ／Ｖより決めるこ
とができる。

【００３８】また、時間ｔ４に塗布液１２が塗布終了位
置まで塗布されると、液供給側の開閉弁１２２を閉じる
と共に塗布ヘッド５５を上昇させ、塗布液１２の塗布を
終了する。このとき、開閉弁１２２の閉成動作から遅延
させて時間ｔ５に液排出側の開閉弁１２５ａ，１２５ｂ
を閉じると共に全てのサックバックバルブ１２０，１２
８ａ，１２８ｂをオフにする。液排出側の開閉弁１２５
ａ，１２５ｂを液供給側の開閉弁１２２と同時に閉じた
場合には、図１０（ｅ）に破線で示すように、塗布ヘッ
ド５５内の液圧が大気圧まで低下するのに時間が掛かる
が、液排出側の開閉弁１２５ａ，１２５ｂの閉成動作を
Ｔ２＝（ｔ５−ｔ４）だけ遅延させると、塗布液１２の
供給が止った後でＴ２の間だけ液排出用パイプ１２７
ａ，１２７ｂから塗布液１２が排出されるので、塗布ヘ
ッド５５内の液圧が急激に低下し、塗布終了後の液垂れ
が防止される。さらに、液排出側の開閉弁１２５ａ，１
２５ｂが閉じると同時にサックバックバルブ１２０，１
２８ａ，１２８ｂがオフになると、塗布ヘッド５５内の
塗布液１２がサックバックバルブ１２０，１２８ａ，１
２８ｂ内へ引かれるので、塗布ヘッド５５内が大気圧な
いし負圧となり、より確実に塗布ヘッド５５からの液垂
れが防止される。従って、再度塗布動作を開始した場合
に、塗布された塗膜の塗布開始端の膜厚が厚くなること
を防止でき、均一な厚みの塗膜を得ることができる。

【００３９】なお、塗布終了後に塗布ヘッド５５内を減
圧する手段として、上記実施例では、サックバックバル
ブ１２０，１２８ａ，１２８ｂを用いる方法と、液排出
側の開閉弁１２５ａ，１２５ｂを液供給用の開閉弁１２
２よりも遅らせて閉じる方法とを併用したが、いずれか
一方の方法だけでも差し支えない。

【００４０】図１２は本発明の別な実施例を示す図であ
る。これは図７に示したような塗布液供給手段を有する
流体塗布装置における、別な制御方法を示すものであ
る。この実施例においては、塗布液１２の塗布を終了し
て塗布ヘッド５５を上昇させる時間ｔ４よりも早い時
期、すなわち図１２における時間ｔ６（＜ｔ４）に開閉
弁１２２を閉じている。塗布ヘッド５５を上昇させると
同時に開閉弁１２２を閉じた場合には、塗布ヘッド５５
内に残っている塗布液１２によって塗膜の終端部が図１
３（ａ）に示すように盛り上がって膜厚が厚くなる恐れ
があるが、少し前に開閉弁１２２を閉じて塗布ヘッド５
５へ塗布液１２を供給しないようにすることにより、図
１３（ｂ）に示すように塗膜の終端部を薄くすることが
でき、塗膜の膜厚を均一にすることができる。

【００４１】図１４は本発明のさらに別な実施例を示す
図である。この実施例においては、塗布ヘッド５５をδ
の高さまで下降させ、開閉弁１２２を開いて塗布液１２
の塗布を開始するよりも早く排出側の開閉弁１２５ａ，
１２５ｂを開いている。すなわち、時間ｔ３に塗布を開
始するよりも早い時間ｔ２に開閉弁１２５ａ，１２５ｂ
を開いて塗布ヘッド５５内を減圧しているので、塗膜の
始端部が盛り上がって厚くなるのを防止し、塗膜の膜厚
を均一にすることができる。

【００４２】図１５及び図１６に示すものは本発明のさ
らに別な実施例による流体塗布装置Ｂの一部を示す概略
図である。図１６に示すものは液垂れ除去装置１３１で
あって、箱形をした容器１３２の両側面にそれぞれ支持
片１３３を設けると共に容器１３２の上端部後縁から後
方へ向けて斜め上がりに傾斜片１３４を設け、傾斜片１
３４の上方において両支持片１３３間にワイヤーやピア
ノ線等の線状をした液吸着用線材１３５を張ってある。
この液垂れ除去装置１３１は、図１５に示すように、テ
ーブル２４の前端部に取り付けられており、テーブル２
４と共に移動する。実際には、塗布ヘッド５５が昇降
し、テーブル２４が水平に移動するが、図１５ではテー
ブル２４が静止するものとし、テーブル２４に対する塗
布ヘッド５５のノズル口１１７の相対的な動きを１点鎖
線によって示している。この図１５に従って説明する
と、塗布対象物１１を載置したテーブル２４が送られて
くると、塗布ヘッド５５は液垂れ除去装置１３１の液吸
着用線材１３５に向けて下降し、下端のノズル口１１７
が液吸着用線材１３５と小さな間隙を隔てる高さで一旦
停止する。この高さを保った状態でノズル口１１７と液
吸着用線材１３５とが水平にすれ違うと、ノズル口１１
７から垂れ下がっている塗布液１２が液吸着用線材１３
５に触れることによって余分な塗布液１２が表面張力に
よって液吸着用線材１３５に吸着され、液吸着用線材１
３５に吸着された塗布液１２は自重によって傾斜片１３
４の上に落ち、傾斜片１３４に沿って容器１３２内に集
められる。一方、余分な塗布液１２を除去された塗布ヘ
ッド５５は、幅方向の全長にわたってノズル口１１７に
おける塗布液１２の界面を平に揃えられる。ついで、再
び塗布ヘッド５５を降下させ、塗布対象物１１と一定の
間隔をおいて対向する位置で静止させると共に塗布液１
２の塗布を開始する。従って、液垂れを除去された状態
で塗布液１２の塗布を開始するので、塗布開始点におけ
る塗膜の膜厚を均一にすることができる。

【００４３】図１７に示すものは本発明のさらに別な実
施例を示す概略断面図であって、液吸着用線材１３５に
代えて、ノズル口１１７と対向するようなスリット１３
６を開口された帯板状の液吸着用部材１３７を用いてい
る。この実施例においても、液吸着用部材１３７の上面
を小さな間隔をあけてノズル口１１７の下を水平に移動
させると、ノズル口１１７から垂れている塗布液１２は
表面張力によってスリット１３６内に吸収され、さらに
自重によって下方の容器１３２内へ落下する。

【００４４】なお、図１６や図１７に示したような液吸
着用線材１３５や液吸着用部材１３７は、ノズル口１１
７と接触することなく液垂れを除去するようにしてい
る。もちろん、液吸着用線材１３５や液吸着用部材１３
７によってノズル口１１７をこするようにして液垂れを
除去しても差し支えないが、液吸着用線材１３５や液吸
着用部材１３７によってノズル口１１７をこするように
すると、摩擦によって粉塵が発生して塗膜を汚染した
り、あるいはノズル口１１７や液吸着用部材１３５、液
吸着用部材１３７の摩耗の問題が起きるので、上記のよ
うな非接触方式が好ましい。また、吸着方法としても、
塗布液１２の表面張力によらず、強制的に真空吸引する
方法でもよい。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に記載した流体塗布装置によれ
ば、塗布ヘッド内の流体を排出することにより、塗布終
了時に塗布ヘッド内を減圧することができるので、塗布
ヘッド内の残圧を除去することができる。この結果、塗
膜の塗布終了端を薄くすることができ、塗膜の膜厚を均
一化することができる。特に、塗布終了時に減圧すれ
ば、塗布終了後もしくは塗布休止中における塗布ヘッド
の液垂れを防止することができる。

【００４６】また、請求項２に記載した流体塗布装置に
よれば、さらに塗布終了時に塗布ヘッドのスロット内の
流体を引き込むことができるので、塗布終了後もしくは
塗布休止中における塗布ヘッドの液垂れを防止すること
ができる。この結果、塗膜の塗布終了端を薄くすること
ができ、塗膜の膜厚を均一化することができる。

【００４７】あるいは、請求項３に記載した流体塗布装
置によれば、塗布ヘッドが塗布動作位置に達して流体の
塗布を開始するよりも前に、塗布ヘッドへの流体の供給
を開始させるようにしているので、塗布開始点において
流体塗膜の膜厚が薄くなったり、カスレが生じたりする
のを防止でき、塗膜の塗布開始端をまっすぐに揃えるこ
とができる。

【００４８】さらに、請求項４に記載した流体塗布装置
によれば、塗布ヘッドが塗布動作位置から離れて流体の
塗布を終了するよりも前に、塗布ヘッドへの流体の供給
を停止させるようにしているので、塗布終了端において
流体塗膜の膜厚が厚くなるのを防止でき、塗膜の塗布終
了端をまっすぐに揃えることができる。

【００４９】従って、本発明によれば、塗膜の膜厚を始
端から終端まで、あるいは幅方向にわたって均一に整え
ることができ、良好な品質の塗膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による流体塗布装置を示す外
観斜視図である。

【図２】同上の流体塗布装置における送り機構部を示す
断面図である。

【図３】同上の流体塗布装置における塗布機構部及び測
定ヘッドを示す側面図である。

【図４】同上の塗布機構部における塗布ヘッドの断面図
である。

【図５】同上の塗布ヘッドの各構成部品を示す正面図で
ある。

【図６】同上の塗布ヘッドの分解斜視図である。

【図７】同上の塗布ヘッドに塗布液を供給するための構
成を示す概略図である。

【図８】（ａ）（ｂ）はサックバックバルブの構造及び
動作を示す断面図である。

【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の流体塗布装置の動
作説明図である。

【図１０】塗布ヘッドの昇降動作、各開閉弁の開閉動
作、サックバックバルブのオン・オフ動作及び塗布ヘッ
ド内の液圧との関係を示す図である。

【図１１】開閉弁の開成タイミングを決める方法を説明
するための図である。

【図１２】本発明の別な実施例における、塗布ヘッドの
昇降動作、各開閉弁の開閉動作、サックバックバルブの
オン・オフ動作及び塗布ヘッド内の液圧との関係を示す
図である。

【図１３】（ａ）（ｂ）は同上の作用説明図である。

【図１４】本発明のさらに別な実施例における、塗布ヘ
ッドの昇降動作、各開閉弁の開閉動作、サックバックバ
ルブのオン・オフ動作及び塗布ヘッド内の液圧との関係
を示す図である。

【図１５】本発明のさらに別な実施例による流体塗布装
置の一部を示す概略図である。

【図１６】同上の液垂れ除去装置を示す斜視図である。

【図１７】液垂れ除去装置に用いる別な液吸着用部材を
示す概略断面図である。

【図１８】従来の流体塗布装置を示す概略構成図であ
る。

【図１９】同上の流体塗布装置により塗布したときの塗
膜の状態を示す一部破断した拡大断面図である。

【図２０】同上の流体塗布装置における昇降ヘッドの昇
降動作と開閉弁の開動作とのタイミングを示す図であ
る。

【図２１】図２０のタイミングで塗布液を塗布した場合
の塗膜の状態を示す一部破断した平面図である。

【符号の説明】

５５ 塗布ヘッド １０４ 流体リザーバ（空洞部） １０５ 塗布液注入口（流体注入口） １０６ 塗布液排出口（流体排出口） １１６ スロット １２０ サックバックバルブ １２２ 開閉弁 １２５ａ，１２５ｂ 開閉弁 １２８ａ，１２８ｂ サックバックバルブ １３１ 液垂れ除去装置 １３５ 液吸着用線材 １３７ 液吸着用部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−61958（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168378（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−75871（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/00 - 5/02 B05C 11/10 B05B 15/02 G03F 7/16 501 H01L 21/027

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を注入するための流体注入口と、該
   流体注入口から注入された流体を幅方向に拡散させるた
   めの空洞部と、該空洞部内の流体を一定の厚みにして流
   出させるためのスロットとを塗布ヘッドに形成された流
   体塗布装置において、塗布動作開始時に前記塗布ヘッドを塗布動作位置へ向け
   て移動させ、塗布動作終了時に前記塗布ヘッドを塗布動
   作位置から離間させる塗布ヘッド昇降手段と、 前記塗布ヘッドに対して流体の供給及び停止を行う手段
   と、 前記塗布ヘッドへの流体の供給を停止し前記塗布ヘッド
   を塗布動作位置から離間させる塗布終了時において、塗
   布ヘッドを塗布動作位置から離間させる動作の開始タイ
   ミング後の所定時間、塗布ヘッド内の流体を排出する手
   段と を備えたことを特徴とする流体塗布装置。
2. 【請求項２】 前記塗布ヘッドの塗布終了時において、
   前記流体排出手段が流体の排出動作を終了した後、前記
   塗布ヘッド内を減圧することによってスロット内の流体
   を内側へ引き込ませる手段をさらに備えた、請求項１に
   記載の流体塗布装置。
3. 【請求項３】 流体を注入するための流体注入口と、該
   流体注入口から注入された流体を幅方向に拡散させるた
   めの空洞部と、該空洞部内の流体を一定の厚みにして流
   出させるためのスロットとを塗布ヘッドに形成された流
   体塗布装置において、塗布動作開始時に前記塗布ヘッドを塗布動作位置へ向け
   て移動させ、塗布動作終了時に前記塗布ヘッドを塗布動
   作位置から離間させる塗布ヘッド昇降手段と、 前記塗布ヘッドに対して流体の供給及び停止を行う手段
   とを備え、 流体の塗布開始時において、前記塗布ヘッドが塗布動作
   位置に達するよりも前に、塗布ヘッドへの流体の供給を
   開始させるようにした ことを特徴とする流体塗布装置。
4. 【請求項４】 流体を注入するための流体注入口と、該
   流体注入口から注入された流体を幅方向に拡散させるた
   めの空洞部と、該空洞部内の流体を一定の厚みにして流
   出させるためのスロットとを塗布ヘッドに形成された流
   体塗布装置において、塗布動作開始時に前記塗布ヘッドを塗布動作位置へ向け
   て移動させ、塗布動作終了時に前記塗布ヘッドを塗布動
   作位置から離間させる塗布ヘッド昇降手段と、 前記塗布ヘッドに対して流体の供給及び停止を行う手段
   とを備え、 流体の塗布終了時において、前記塗布ヘッドが塗布動作
   位置から離れるよりも前に、塗布ヘッドへの流体の供給
   を停止させるようにした ことを特徴とする流体塗布装
   置。