JP3236703B2 - 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−タやロールコータ等が一般に用いられている。
例えば、スピンコ−タは、回転テーブルの上にセットさ
れた塗布対象物を一定の回転数で回転させながら吐出ノ
ズルか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。また、
ロールコータは、表面に塗布液を供給されたローラを塗
布対象物の表面に接触させ、ローラから塗布対象物の表
面へ塗布液を転写させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
流体塗布装置はいずれも１度に１種類の塗布液しか塗る
ことができなかった。すなわち、従来のスピンコータで
は、１つの吐出ノズルしかなく、従来のロールコータで
は１本のローラしかなかった。このため、塗布液の種類
を変更するためには、スピンコータの塗布ノズルやロー
ルコータのローラ等を洗浄して塗布液を入れ替えなけれ
ばならず、段取替えに手間が掛かっていた。

【０００５】また、従来にあっては、１台の流体塗布装
置によって塗布液の重ね塗りを行なうことができなかっ
た。例えば、スピンコータの場合には、複数の吐出ノズ
ルを設ければ、第１の吐出ノズルによって塗布対象物の
表面に１層目の塗膜を形成した後、塗布対象物を回転さ
せながら第２の吐出ノズルから別な塗布液を吐出して１
層目の塗膜の上に２層目の塗膜を形成することが考えら
れる。しかしながら、２層目の塗布液が遠心力によって
全体に広がる際、未だ湿潤している１層目の塗膜と２層
目の塗膜とが混じり合うと共に１層目及び２層目の塗膜
の膜厚にバラツキが生じ、各層の塗膜の品質が損なわれ
るという問題があった。また、２層目の塗布液を塗布す
る際の遠心力によって１層目の塗膜が塗布対象物の表面
から剥がれる恐れがあった。

【０００６】同様に、ロールコータの場合には、複数の
ロ−ラを設ければ、塗布液の重ね塗りができると考えら
れるが、２層目の塗布液を塗布する際には、１層目の塗
膜の表面にローラを押し付けて２層目の塗膜を形成する
ので、十分に乾燥していない１層目の塗膜の場合には、
ローラの圧力で１層目の塗膜が押し潰されて１層目と２
層目の塗膜とが混じり合うと共に各塗膜の膜厚が均一に
ならず、塗膜の品質が低下するという欠点があった。こ
のため、従来より複数の吐出ノズルを備えたスピンコー
タや、複数のローラを備えたロールコータ等の流体塗布
装置は存在していなかった。

【０００７】そこで、例えばカラー液晶表示パネルの製
造工程においては、図１２に示すように、ガラス基板の
表面にブラックマトリックスを形成するための塗布装置
１４１ａを含む塗布ライン１４２Ａと、赤色フィルタを
形成するための塗布装置１４１ｂを含む塗布ライン１４
２Ｂと、緑色フィルタを形成するための塗布装置１４１
ｃを含む塗布ライン１４２Ｃと、青色フィルタを形成す
るための塗布装置１４１ｄを含む塗布ライン１４２Ｄと
をそれぞれ並列に配置しており、各塗布ライン１４２Ａ
〜１４２Ｄにおいてブラックマトリックスもしくは各色
のフイルタを順次形成している。このため、各塗布ライ
ン１４２Ａ〜１４２Ｄ毎に洗浄装置やマスクアライナ等
が必要となり、設備コストが高くつくと共に設備の占有
面積も大きくなるという問題があった。

【０００８】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、塗布液
の切り替えを容易に行なえ、また、重ね塗りの可能な流
体塗布装置を提供することにある。

【０００９】本発明の請求項１に係る流体塗布装置は、
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
スロットとを形成された、少なくとも２個以上の塗布ヘ
ッドが、各々塗布対象物と微小距離を隔てるように配置
され、塗布対象物の送り速度よりも小さな吐出速度で塗
布ヘッドから流体を吐出させることによって流体を引き
延ばしながら塗布対象物に塗布するようにした流体塗布
装置であって、前記塗布ヘッドは、２つの分割ヘッド
と、これら２つの分割ヘッドの各内壁面間に挟み込まれ
て、その両側端の脚片間に切欠状凹部を形成された１枚
のシムとにより構成され、これら２つの分割ヘッドの各
下面の内壁面側の縁には、左右全幅にわたって断面三角
形状のテーパ部が突出形成され、前記スロットは、前記
シムの切欠状凹部によってこれら２つの分割ヘッドの各
内壁面間に形成されており、いずれかの塗布ヘッドによ
って塗布対象物に流体を塗布する際、他の塗布ヘッドに
よって既に塗布対象物に塗布されている流体に当該塗布
ヘッドが接触することのないようにして、既に塗布され
ている流体の上に当該塗布ヘッドから吐出される流体を
重ね塗りすることを特徴としている。本発明の請求項２
に係る流体塗布装置は、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形成された、少な
くとも２個以上の塗布ヘッドが、各々塗布対象物と微小
距離を隔てるように配置され、塗布対象物の送り速度よ
りも小さな吐出速度で塗布ヘッドから流体を吐出させる
ことによって流体を引き延ばしながら塗布対象物に塗布
するようにした流体塗布装置であって、前記塗布ヘッド
は、２つの分割ヘッドと、これら２つの分割ヘッドの各
内壁面間に挟み込まれて、その両側端の脚片間に切欠状
凹部を形成された１枚のシムとにより構成され、これら
２つの分割ヘッドの各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が突出形成され、
前記スロットは、前記シムの切欠状凹部によってこれら
２つの分割ヘッドの各内壁面間に形成されており、前記
塗布ヘッドを、塗布対象物の表裏両面に対向させて配置
していることを特徴としている。本発明の請求項３に係
る流体塗布装置は、請求項１又は２に記載の流体塗布装
置における前記各塗布ヘッドが塗布対象物の搬送方向に
沿って異なる位置に配置されていることを特徴としてい
る。本発明の請求項４に係る流体塗布装置は、請求項１
又は２に記載の流体塗布装置における前記各塗布ヘッド
が互いに独立して塗布対象物に接近又は離間できること
を特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１及び請求項２に係る流体塗布装置は、
塗布対象物と微小距離を隔てるように塗布ヘッドが配置
され、塗布対象物の送り速度よりも小さな吐出速度で塗
布ヘッドから流体を吐出させることによって流体を引き
延ばしながら塗布対象物に塗布するようにしたものであ
り、しかも、塗布ヘッドは、２つの分割ヘッドと、これ
ら２つの分割ヘッドの各内壁面間に挟み込まれて、その
両側端の脚片間に切欠状凹部を形成された１枚のシムと
により構成され、これら２つの分割ヘッドの各下面の内
壁面側の縁には、左右全幅にわたって断面三角形状のテ
ーパ部が突出形成され、スロットは、シムの切欠状凹部
によってこれら２つの分割ヘッドの各内壁面間に形成さ
れているから、塗布ヘッドを塗布対象物に押し付けるこ
となく、塗布ヘッドのノズル口から吐出された均一な膜
厚の流体を、塗布対象物の送り速度と流体の吐出速度と
の速度差によって空中でさらに薄く引き延ばしながら、
塗布ヘッドのスロットで付与された膜厚よりも一層薄い
膜厚の塗膜にして、塗布対象物の表面に載せるようにし
て塗布することができる。

【００１１】また、請求項１に係る流体塗布装置にあっ
ては、塗布対象物に流体を重ね塗りするための複数の塗
布ヘッドを備えているから、塗布対象物の表面へ異なる
塗布ヘッドにより異なる種類の流体を順次塗布すること
により流体の重ね塗りも可能になる。さらに、請求項１
の流体塗布装置では、少なくとも２個以上の塗布ヘッド
を備え、該塗布ヘッドは、２つの分割ヘッドと、これら
２つの分割ヘッドの各内壁面間に挟み込まれて、その両
側端の脚片間に切欠状凹部を形成された１枚のシムとに
より構成され、これら２つの分割ヘッドの各下面の内壁
面側の縁には、左右全幅にわたって断面三角形状のテー
パ部が突出形成され、スロットは、シムの切欠状凹部に
よってこれら２つの分割ヘッドの各内壁面間に形成され
ており、いずれかの塗布ヘッドによって塗布対象物に流
体を塗布する際、他の塗布ヘッドによって既に塗布対象
物に塗布されている流体に当該塗布ヘッドが接触するこ
とのないようにして、既に塗布されている流体の上に当
該塗布ヘッドから吐出される流体を重ね塗りしているか
ら、重ね塗りされる流体は、既に塗布されている流体の
上に単に載せられるだけであり、湿潤な流体どうしでも
混じり合ったりせず、また、下層の塗布流体がその上に
塗布される流体によって押し潰されたりすることもな
く、均一な膜厚の２層以上の塗膜を重ね塗りすることが
できる。また、請求項２に係る流体塗布装置にあって
は、塗布ヘッドを塗布対象物の表裏両面に対向させてい
るから、塗布対象物の表裏両面に均一な膜厚の薄い塗膜
を一度に塗布することができ、効率が向上する。

【００１２】請求項３に係る流体塗布装置にあっては、
各塗布ヘッドを塗布対象物の搬送方向に沿って異なる位
置に配置しているから、塗布対象物に順次流体を塗布す
ることができる。従って、例えば流体を重ね塗りする場
合には、先に塗布された流体の表面が安定してから、次
の流体をその上に塗布することができる。また、塗布ヘ
ッドの位置を互いにずらせてあるので、互いに他方の塗
布ヘッドの影響を受けることなく、安定した塗布動作を
実現できる。また、請求項４に係る流体塗布装置にあっ
ては、互いに独立して塗布対象物に接近又は離間できる
ようにしているから、流体の塗布開始タイミングを異な
らせることができ、各塗布ヘッドによる塗布対象物への
塗布開始点を自由に設定することができる。

【００１３】

【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２つの塗布機構部５１ａ，５１ｂ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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】２つの塗布機構部５１ａ，５１ｂは互いに
独立して駆動されるようになっており、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５１ａ，５１ｂを側面から詳細に示す図である。いず
れの塗布機構部５１ａ，５１ｂにおいても、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５４ａ，５４ｂが横
架されており、塗布アーム５４ａ，５４ｂの前面もしく
は背面に塗布ヘッド５５ａ，５５ｂ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５７ａ，５７ｂが設置され、エアシリンダ５
７ａ，５７ｂ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５７ａ，５７ｂ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５４ａ，５４ｂと共に塗布
ヘッド５５ａ，５５ｂが上昇する。また、エアシリンダ
５７ａ，５７ｂの出力軸５８を下方へ後退させると、塗
布ヘッド５５ａ，５５ｂは自重によって出力軸５８と共
に下降する。

【００１７】また、塗布ノズル５５ａ，５５ｂもしくは
塗布アーム５４ａ，５４ｂの真下には、それぞれ数値制
御形のリニアアクチュエータ６１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、各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５７ａ，５７ｂの出力軸５８を後退
させて塗布ヘッド５５ａ，５５ｂを下降させたとき、塗
布ヘッド５５ａ，５５ｂもしくは塗布アーム５４ａ，５
４ｂ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５７ａ，５
７ｂの出力軸５８から離れ、その位置で各塗布ヘッド５
５ａ，５５ｂ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。

【００１８】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５５ａ，５５ｂ
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５５ａ，５５ｂを支持及び位置決めするよう、各リ
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。

【００１９】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５４ａ，５４ｂ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。測定ヘッド８１としては、エアーマイクロメータの
ように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。

【００２０】図４には上記塗布ヘッド５５ａ，５５ｂの
断面図を示してある。これは中央部で薄く、幅方向両端
部で厚い膜厚の塗膜となるのを防止するための構造を有
している。この塗布ヘッド５５ａ，５５ｂ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１０
１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１０
１の上面に当設させることにより、塗布ヘッド５５ａ，
５５ｂ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。また、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１０１，１０２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。

【００２１】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
５５ａ，５５ｂが構成されている。こうして組み立てら
れた塗布ヘッド５５ａ，５５ｂ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５５ａ，５５ｂ
下面でノズル口１１７として開口し、流体リザーバ１０
４の開口はスロット１１６の上端部に臨み、スロット１
１６内部と連通している。

【００２２】図７は上記塗布ヘッド５５ａ，５５ｂに塗
布液１２ａ，１２ｂを供給するための塗布液供給手段を
示す図である。各塗布液１２ａ，１２ｂはそれぞれ気密
型のタンク１１９ａ，１１９ｂ内に溜められており、塗
布ヘッド５５ａ，５５ｂの塗布液注入口１０５とタンク
１１９ａ，１１９ｂ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、ポンプ１２０
の排気側にエアーレギュレータ１２４を設けてもよい。
タンク１１９ａ，１１９ｂ内はポンプ１２０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、各塗布液１２ａ，１２ｂの塗布を開始させ、あるい
は、停止させることができる。また、塗布液１２ａ，１
２ｂの塗布ヘッド５５ａ，５５ｂ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１１９ａ，１１９ｂ内の塗布液１２
ａ，１２ｂが塗布液注入口１０５から流体リザーバ１０
４内に供給され、塗布液１２ａ，１２ｂが流体リザーバ
１０４内に充満して流体リザーバ１０４内の全幅に広が
る。さらに、塗布液１２ａ，１２ｂ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１２ａ，１２ｂ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
１２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。

【００２３】また、塗布ヘッド５５ａ，５５ｂの塗布液
排出口１０６は、液排出パイプ１２７により回収用タン
ク１２８に接続されており、液排出パイプ１２７には開
閉弁１２５及び流量調整バルブ１２６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
１２５を開くと、塗布液排出口１０６から流体リザーバ
１０４内の塗布液１２ａ，１２ｂ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１２ａ，１２
ｂは液回収用タンク１２８内に回収される。また、塗布
液１２ａ，１２ｂの排出速度は流量調整バルブ１２６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１０４内の両端部における塗布液１２ａ，１２ｂの
液圧が低くなるので、スロット１１６の中央部で圧力損
失が発生することによって実質的に液圧の分布はほぼ均
一となり、塗布液排出口１０６からの塗布液１２ａ，１
２ｂの排出速度を調整することにより、塗布ヘッド５５
ａ，５５ｂ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。

【００２４】各塗布ヘッド５５ａ，５５ｂの近傍に設け
られている各塗布ヘッド乾燥防止器９１ａ，９１ｂの構
造を図８に示す。この塗布ヘッド乾燥防止器９１ａ，９
１ｂは、一対の回動アーム９２間に乾燥防止用ビーム９
３を架設したものであって、乾燥防止用ビーム９３の上
面には塗布ヘッド５５ａ，５５ｂのノズル口１１７を納
めるための断面Ｖ字状をした湿潤化溝９４が凹設されて
おり、湿潤化溝９４の底面には１個ないし複数個の吹出
し口９５が設けられている。この塗布ヘッド乾燥防止器
９１ａ，９１ｂは、回動アーム９２の基端部を乾燥防止
器支持部９６によって回動自在に支持されており、塗布
ヘッド乾燥防止器９１ａ，９１ｂは略１８０度の角度で
回動できるようになっている。また、塗布ヘッド乾燥防
止器９１ａ，９１ｂの各吹出し口９５と密閉タンク９７
とはフレキシブルチューブ９８によって接続されてお
り、密閉タンク９７内にはシンナー等の有機溶剤１００
を溜めた容器９９が納められ、密閉タンク９７内にはエ
アが送り込まれている。しかして、密閉タンク９７内に
エアを送り込むと、容器９９内の有機溶剤１００から揮
発した気化ガスがエアに乗って塗布ヘッド乾燥防止器９
１ａ，９１ｂへ搬送され、吹出し口９５から有機溶剤１
００の気化ガスが吹出される。従って、待機中の塗布ヘ
ッド５５ａ，５５ｂのノズル口１１７を塗布ヘッド乾燥
防止器９１ａ，９１ｂで覆っておくことにより、塗布液
１２ａ，１２ｂの乾燥を防止することができる。

【００２５】図９（ａ）（ｂ）（ｃ) （ｄ）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、
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５５ａ，５５ｂの下降位置が決められ、塗布ヘッ
ド５５ａ，５５ｂを当該位置に停止させるための各スト
ッパーロッド６５の突出長が演算される。ついで、各リ
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５７ａ，５７ｂの
出力軸５８が引っ込んで両塗布ヘッド５５ａ，５５ｂが
下降し、下降した塗布ヘッド５５ａ，５５ｂ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５５ａ，５５ｂのノズル口１１７が
塗布対象物１１の表面とそれぞれ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、各々の塗布ノズル５５
ａ，５５ｂについて、開閉弁１２２，１２５を開いて流
体リザーバ１０４内に塗布液１２ａ，１２ｂを供給する
と同時に流体リザーバ１０４内の塗布液１２ａ，１２ｂ
の一部を塗布液排出口１０６から回収し、各スロット１
１６により一定の膜厚に整えられた塗布液１２ａ，１２
ｂ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１２ａ，１２ｂをコーテ
ィングする。すなわち、図９（ｃ）に示すように、塗布
対象物１１の表面に１層目の塗布液１２ａが塗布され、
続けて１層目の塗布液１２ａの上に２層目の塗布液１２
ｂが塗布される。このとき、塗布ヘッド５５ｂは１層目
の塗膜に接触することなく、スロット１１６によって一
定の膜厚に調整された塗布液１２ａを１層目の塗布液１
２ａの上に載せるだけであるので、湿潤な塗布液１２
ａ，１２ｂ同志でも混じり合ったりせず、１層目の塗膜
が押し潰されたりすることもなく、均一な２層塗膜を得
ることができる。こうして、塗布終了すると、図９
（ｄ）に示すように、再び塗布ヘッド５５ａ，５５ｂが
エアシリンダ５７ａ，５７ｂ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、搬出される。

【００２６】また、図９（ｃ）では２つの塗布ヘッド５
５ａ，５５ｂを同時に用いたが、図１０（ａ）（ｂ）に
示すように、塗布ヘッド５５ａもしくは５５ｂのうちい
ずれか一方の塗布ヘッドのみを降下させて塗布動作させ
れば、塗布液１２ａもしくは１２ｂのうちいずれか一方
の塗布液のみを塗布対象物１１に塗布させることもでき
る。よって、塗布液の種類を変更する際には、塗布ヘッ
ド５５ａ，５５ｂの洗浄等の段取り替え作業を省くこと
ができる。さらに、１層目の塗布液１２ａを塗布対象物
１１に塗布し、乾燥させた後、乾燥した１層目の塗膜の
上に２層目の塗布液１２ｂを塗布すれば、２回の工程に
分けて２層塗膜を形成することができる。

【００２７】図１１に示すものは、上記流体塗布装置Ａ
によって塗布された塗膜をフォトリソグラフィー技術を
用いて所定パタ−ンに形成するための塗布ラインＢを示
す概略平面図であって、洗浄機１３１、流体塗布装置
Ａ、プリベーク装置１３２、マスクアライナ１３３、現
像・リンス処理装置１３４、ポストベーク装置１３５が
環状に配置されており、塗布対象物１１の搬入・出位置
にはローダ１３６及びアンローダ１３７が設置されてい
る。しかして、例えば、塗布対象物１１にフォトレジス
ト等の塗布液１２ａ，１２ｂを２色塗りする場合には、
ローダ１３６によって塗布対象物１１を洗浄機１３１に
送り、塗布対象物１１の表面を溶剤や純水等によって洗
浄し、表面の塵やほこりを除く。ついで、図９に示した
ようにして塗布対象物１１の表面に塗布液１２ａ及び１
２ｂを塗布する。塗布した塗布液１２ａ，１２ｂはプリ
ベーク装置１３２によってプリベークして乾燥させた
後、マスクアライナ１３３により所定パターンに露光処
理する。この後、露光された塗膜を現像・リンス処理装
置１３４により現像及びリンスし、１層目及び２層目の
塗膜を所定パターンにパターニングし、ポストベーク装
置１３５によってポストベーキングして硬化させる。こ
うして、処理が終了すると、塗布対象物１１はアンロー
ダ１３７によって外部へ搬出される。

【００２８】また、１層目の塗膜と２層目の塗膜とでエ
ッチングパターンが異なる場合には、まず、洗浄機１３
１で洗浄された塗布対象物１１に流体塗布装置Ａの塗布
ヘッド５５ａによって１層目の塗布液１２ａを塗り、プ
リベークした後、マスクアライナ１３３及び現像・リン
ス処理装置１３４で１層目の塗膜をパターニングし、さ
らにポストベークする。こうして１層目の塗膜を形成さ
れた塗布対象物１１を再び洗浄機１３１で洗浄した後、
流体塗布装置Ａの塗布ヘッド５５ｂによって１層目の塗
膜の上に２層目の塗布液１２ｂを塗布する。ついで、こ
の塗布対象物１１をプリベークした後、マスクアライナ
１３３及び現像・リンス処理装置１３４により２層目の
塗膜をパターニングし、ポストベークして２層目の塗膜
を乾燥させ、アンローダ１３７によって外部へ搬出す
る。ここでは、流体塗布装置Ａが２個の塗布ヘッド５５
ａ，５５ｂを備え、各塗布ヘッド５５ａ，５５ｂによっ
て塗布対象物１１の表面に２層の塗膜を形成する場合に
ついて説明したが、塗布ヘッドを４個設け、各塗布ヘッ
ドによりブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フ
ィルタ、青色フィルタを形成するようにすれば、コンパ
クトなカラー液晶表示パネル製造工程の一部を構成する
ことができる。

【００２９】なお、本発明による流体塗布装置は、上記
実施例に限定されるものでなく、上記実施例以外にも種
々の実施例が可能である。例えば、上記実施例では、水
平に搬送されている塗布対象物の上面に塗布液を塗布す
る構造としているが、塗布対象物の下面側や側面側に塗
布ヘッドを配置し、塗布対象物の下面や側面に塗布液を
塗布するようにしてもよい。また、塗布対象物の両面に
それぞれ塗布ヘッドを配置し、塗布対象物の例えば上面
及び下面に同時に塗布液を塗布するようにしても差し支
えない。また塗布対象物の種類も特に限定されるもので
なく、特に表面が平滑なものに限らず、銅パターン配線
を形成されたプリント配線基板などの塗布対象物であっ
ても本発明の流体塗布装置を用いることができる。塗布
する流体の種類も液体に限るものでなく、スラリー、粉
体、液体エマルジョンなど流動性を有するものであれば
差し支えない。

【００３０】

【発明の効果】請求項１及び請求項２に係る発明によれ
ば、塗布ヘッドを塗布対象物に押し付けることなく、塗
布ヘッドのノズル口から吐出された均一な膜厚の流体
を、塗布対象物の送り速度と流体の吐出速度との速度差
によって空中でさらに薄く引き延ばしながら、塗布ヘッ
ドのスロットで付与された膜厚よりも一層薄い膜厚の塗
膜にして、塗布対象物の表面に載せるようにして塗布す
ることができ、塗布ヘッドが塗布対象物に掻き傷を付け
る恐れも全くない。

【００３１】また、請求項１に係る流体塗布装置にあっ
ては、塗布対象物に流体を重ね塗りするための複数の塗
布ヘッドを備えているから、塗布対象物の表面へ異なる
塗布ヘッドにより異なる種類の流体を順次塗布すること
により流体の重ね塗りが可能になり、しかも、塗布ヘッ
ドは、２つの分割ヘッドと、これら２つの分割ヘッドの
各内壁面間に挟み込まれて、その両側端の脚片間に切欠
状凹部を形成された１枚のシムとにより構成され、これ
ら２つの分割ヘッドの各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が突出形成さ
れ、スロットは、シムの切欠状凹部によってこれら２つ
の分割ヘッドの各内壁面間に形成されており、いずれか
の塗布ヘッドによって塗布対象物に流体を塗布する際、
他の塗布ヘッドによって既に塗布対象物に塗布されてい
る流体に当該塗布ヘッドが接触することのないようにし
て、既に塗布されている流体の上に当該塗布ヘッドから
吐出される流体を重ね塗りしているから、重ね塗りされ
る流体は、既に塗布されている流体の上に単に載せられ
るだけであり、湿潤な流体どうしでも混じり合ったりせ
ず、また、下層の塗布流体がその上に塗布される流体に
よって押し潰されたりすることもない。よって、均一な
膜厚の２層以上の塗膜を重ね塗りすることができ、流体
を重ね塗りしても塗膜の品質を損ねることがなく、良好
な品質の多重塗膜を得ることができる。さらに、１台の
流体塗布装置によって多重塗りが可能になるので、例え
ば、カラー液晶パネル向けのような多重塗りのための設
備を簡略にすることができ、設備コストを低廉にするこ
とができる。また、塗布設備を集約化できるので、設置
スペースもコンパクト化でき、特に小規模ラインにおい
て効果的な流体塗布装置を製作することができる。ま
た、請求項２に係る流体塗布装置にあっては、塗布ヘッ
ドを塗布対象物の表裏両面に対向させているから、塗布
対象物の表裏両面に均一な膜厚の薄い塗膜を一度に塗布
することができ、塗布工程の段数を減らすことができ
て、効率が向上する。

【００３２】請求項３に係る発明によれば、各塗布ヘッ
ドを塗布対象物の搬送方向に沿って異なる位置に配置し
ているから、塗布対象物に順次流体を塗布することがで
きる。従って、例えば流体を重ね塗りする場合には、先
に塗布された流体の表面が安定してから、次の流体をそ
の上に塗布することができる。また、塗布ヘッドの位置
を互いにずらせてあるので、互いに他方の塗布ヘッドの
影響を受けることなく、安定した塗布動作を実現でき
る。また、請求項４に係る発明によれば、互いに独立し
て塗布対象物に接近又は離間できるようにしているか
ら、流体の塗布開始タイミングを異ならせることがで
き、各塗布ヘッドによる塗布対象物への塗布開始点を自
由に設定することができる。

【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手段を示
す概略図である。

【図８】同上の塗布ヘッド乾燥防止器を示す概略断面図
である。

【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同上の流体塗布装
置の動作説明図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）は同上の流体塗布装置の別な動
作を示す説明図である。

【図１１】同上の流体塗布装置を含む塗布ラインを示す
概略平面図である。

【図１２】従来のカラー液晶表示パネルの製造ラインの
一部を示す概略平面図である。

【符号の説明】

１２ａ，１２ｂ 塗布液 ５５ａ，５５ｂ 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） １１６ スロット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−31429（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−163（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−214574（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72976（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/02,9/06 B05D 1/26,1/36 G03F 7/16 501 H01L 21/027 H01L 21/52

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形成された、少なくとも２
   個以上の塗布ヘッドが、各々塗布対象物と微小距離を隔
   てるように配置され、塗布対象物の送り速度よりも小さ
   な吐出速度で塗布ヘッドから流体を吐出させることによ
   って流体を引き延ばしながら塗布対象物に塗布するよう
   にした流体塗布装置であって、前記塗布ヘッドは、２つの分割ヘッドと、これら２つの
   分割ヘッドの各内壁面間に挟み込まれて、その両側端の
   脚片間に切欠状凹部を形成された１枚のシムとにより構
   成され、 これら２つの分割ヘッドの各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が突出形成
   され、 前記スロットは、前記シムの切欠状凹部によってこれら
   ２つの分割ヘッドの各内壁面間に形成されており、 いずれかの塗布ヘッドによって塗布対象物に流体を塗布
   する際、他の塗布ヘッドによって既に塗布対象物に塗布
   されている流体に当該塗布ヘッドが接触することのない
   ようにして、既に塗布されている流体の上に当該塗布ヘ
   ッドから吐出される流体を重ね塗りすることを特徴とす
   る流体塗布装置。
2. 【請求項２】 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形成された、少なくとも２
   個以上の塗布ヘッドが、各々塗布対象物と微小距離を隔
   てるように配置され、塗布対象物の送り速度よりも小さ
   な吐出速度で塗布ヘッドから流体を吐出させることによ
   って流体を引き延ばしながら塗布対象物に塗布するよう
   にした流体塗布装置であって、前記塗布ヘッドは、２つの分割ヘッドと、これら２つの
   分割ヘッドの各内壁面間に挟み込まれて、その両側端の
   脚片間に切欠状凹部を形成された１枚のシムとにより構
   成され、 これら２つの分割ヘッドの各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が突出形成
   され、 前記スロットは、前記シムの切欠状凹部によってこれら
   ２つの分割ヘッドの各内壁面間に形成されており、 前記塗布ヘッドを、塗布対象物の表裏両面に対向させて
   配置していることを特徴とする流体塗布装置。
3. 【請求項３】 前記各塗布ヘッドは、塗布対象物の搬送
   方向に沿って異なる位置に配置されていることを特徴と
   する、請求項１又は２に記載の流体塗布装置。
4. 【請求項４】 前記各塗布ヘッドは、互いに独立して塗
   布対象物に接近又は離間できることを特徴とする、請求
   項１又は２に記載の流体塗布装置。