JP4522187B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板などの被処理基板の表面に被膜などを形成する塗布液を吐出して塗布装置および塗布方法に関する。
例えば、スリットノズルを用いて、被処理基板の表面に均一な厚みの被膜を形成するには、一定量の塗布液を一定時間の間に被処理基板の表面に供給する必要がある。
特許文献１には、塗布された塗布液の流量または重量を測定し、この測定値を次回の塗布液の塗布条件の補正に利用する技術が開示されている。特に、特許文献１にはシリンジポンプを用いた塗布装置が開示されている。
上記シリンジポンプを用いた塗布装置の概略を図２に基づいて説明する。図２において、１０１は塗布液の貯留タンク、１０２はスリットノズル、１０３はシリンジポンプであり、貯留タンク１０１の途中とスリットノズル１０２の直前には開閉弁１０４，１０５が設けられている。尚、貯留タンク１０１と開閉弁１０４との間にはエア抜きタンク１０６及び脱気モジュール１０７が設けられている．これらエア抜きタンク１０６及び脱気モジュール１０７については特許文献１に開示はないが、通常の塗布装置ではこれらを付設しているので示した。
上記の塗布装置においては、開閉弁１０４よりも下流側で開閉弁１０５よりも上流側の配管内空間とシリンジポンプ１０３内空間を合わせた空間を塗布液貯留空間としている。そして、塗布を行うには、先ず、開閉弁１０４を開、閉弁１０５を閉とした状態で貯留タンク１０１内の塗布液を前記塗布液貯留空間内に圧送し、開閉弁１０４を閉じる。この後、開閉弁１０４を閉じたまま開閉弁１０５を開とし同時にシリンジポンプ１０３を駆動して塗布液貯留空間の体積を小さくすることで、塗布液をスリットノズル１０２から吐出せしめる。
特開２００１−１２１０６２号 図３
定量ポンプを駆動して１回目のショット（塗布）が終了した後、次のショットを行うまでの間、前記塗布液貯留空間内の塗布液圧が負圧だと外部からエアを巻き込むことになる。そこで、塗布液貯留空間内の塗布液圧に余剰圧力（陽圧）を持たせている。しかしながら、この余剰圧力は連続的にショットを行う場合に各ショット毎に同一にはならず、その結果、各ショット毎に一定量の塗布液を吐出することができない。
上記の不具合を解消するため、塗布前に一旦開閉弁１０４を開にして、塗布液貯留空間内の余剰圧力をエア抜きタンク１０６及び脱気モジュール１０７を介して開放することが考えられる。しかしながら、このようにした場合、通常の塗布液の流れと逆方向の流れが発生し、脱気モジュールやフィルタへの負担が大きくなり、パーティクルや異物の発生を促すおそれがあり、また、エア抜きタンクでは加圧と大気開放を繰り返すことになり塗布液中へのエア溶解が増加してしまう。
上記課題を解決するため、本発明は、塗布液貯留タンク内の塗布液をエア抜きセクションを介して塗布液貯留空間に送り込み、ポンプにて塗布液貯留空間の体積を減少させることで塗布液貯留空間の下流側に設けたノズルから塗布液を吐出するようにした塗布装置の、前記エア抜きセクションとポンプとの間の配管および前記ポンプとノズルとの間の配管にそれぞれ開閉弁を設け、これら開閉弁間の配管内の空間及びポンプ内の空間を前記塗布液貯留空間とし、この塗布液貯留空間を構成する配管の途中に開閉弁を備える分岐配管を設け、この分岐配管をエア抜きタンクにつなげる構成とした。
前記ポンプとしては定量ポンプが一般的である。また前記分岐管に圧力センサ、圧力スイッチまたは逆止弁を設けることで、塗布前の塗布液貯留空間内の圧を大気圧とは異なる圧に設定できる。
また、本発明に係る塗布は上記の塗布装置を用いることを前提とし、前記エア抜きセクションとポンプとの間の配管に設けた開閉弁（１１）を開、前記ポンプとノズルとの間の配管に設けた開閉弁（１４）を閉、前記エア抜きタンクにつながる分岐配管の開閉弁（１７）を閉として、前記エア抜きセクションから前記塗布液貯留空間に塗布液を送り込み、次いで、開閉弁（１１）を閉、前記開閉弁（１４）を閉、前記開閉弁（１７）を開として、前記塗布液貯留空間内の余剰圧力を逃して塗布液貯留空間内の塗布液圧を大気圧若しくは一定圧とし、この後、前記開閉弁（１１）を閉、前記開閉弁（１４）を開、前記開閉弁（１７）を閉として、ポンプを駆動して塗布液貯留空間内の体積を減少せしめて塗布液をノズルから吐出せしめる。
本発明に係る塗布装置及びこの塗布装置を用いた塗布方法によれば、一定の膜厚の被膜を基板上に形成することができる。特に、連続して複数回のショットを行う場合でも、一定厚の被膜を形成することができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る塗布装置の構成図であり、この実施例にあっては塗布液貯留タンク１からの上昇管２には開閉弁３が設けられ、上昇管２は塗布液供給配管４につながっている。
図示例では塗布液貯留タンク１を１基としているが２基配置して、一方の塗布液貯留タンク１内の塗布液が無くなった場合に他方の塗布液貯留タンク１に切り替えることで、連続して塗工作業が行えるようにしてもよい。
また塗布液貯留タンク１の下流側にはエア抜きセクション５が設けられている。このエア抜きセクション５にはエア抜きタンク６、フィルタ７及び脱気モジュール８が順に配置されている。尚、エア抜きタンク６にはプレッシャーライン２２が挿入され、大気開放と加圧とが切り替え可能となっている。
脱気モジュール８の下流側には定量ポンプ９が配置され、この定量ポンプ９と脱気モジュール８をつなぐ塗布液供給配管１０の途中に開閉弁１１が設けられ、また、定量ポンプ９の下流側にはスリットノズル１２が配置され、このスリットノズル１２と定量ポンプ９をつなぐ塗布液供給配管１３のスリットノズル１２に近接した端部に開閉弁１４が設けられている。
前記開閉弁１１よりも下流側で開閉弁１４よりも上流側の配管内の空間及び定量ポンプ９内の空間が塗布液貯留空間Ｓとなる。
また、前記塗布液供給配管１０の開閉弁１１よりも下流側での定量ポンプ９よりも上流側の位置から分岐配管１５が分岐している。この分岐配管１５には圧力センサおよび圧力スイッチ１６、開閉弁１７および逆止弁１８が設けられ、最終的にはタンク１９につながっている。
尚、塗布液貯留空間Ｓを大気に開放する場合には、圧力センサおよび圧力スイッチ１６に関しては特に設けなくてもよい。
また、前記スリットノズル１２内とタンク１９とは戻り配管２０でつながり、この戻り配管２０にも開閉弁２１が設けられている。
以上において、全ての開閉弁３，１１，１４，１７，２１を閉状態にした時点をスタートとして説明する。
上記の状態から開閉弁３を開とし塗布液貯留タンク１内の塗布液を所定量だけエア抜きタンク６に送り込み、開閉弁３を閉じる。このときエア抜きタンク６は大気に開放されており、エア抜きタンク６に送り込まれた塗布液中の気泡が除去される。
次いで、エア抜きタンク６の大気開放を加圧に切り替え、エア抜きタンク６内の塗布液をフィルタ７を介して脱気モジュール８に送り込み減圧によって塗布液に溶解しているガスを除去する。
上記と同時に開閉弁１１を開にする。すると、脱気モジュール８を通過した塗布液が塗布液供給配管１０を介して定量ポンプ９に供給され、更に開閉弁１４に至るまでの塗布液供給配管１３内も塗布液で満たされる。即ち、塗布液貯留空間Ｓ内が塗布液で満たされる。
この後、開閉弁１１を閉じるとともに、分岐配管１５の開閉弁１７を開にする。すると塗布液貯留空間Ｓはタンク１９を介して大気に開放され、塗布液貯留空間Ｓ内の塗布液圧は大気圧に近い圧力まで低下する。
塗布液貯留空間Ｓ内の塗布液圧が一定値に調整されたならば、開閉弁１１，１７は閉じたまま開閉弁１４を開とし、定量ポンプ９を駆動して塗布液貯留空間Ｓの体積を減少せしめる。すると体積減少分に相当する量の塗布液がスリットノズル１２から吐出し、１回目のショットを行う。また、最初に液を入れたときだけ開閉弁２１を開として余分な塗布液を戻し配管２０を介してタンク１９に送り込む。
上記の１回目のショットが終了したならば、開閉弁１４，２１を閉とし、開閉弁１１を開とし、且つ定量ポンプ９を元の位置に戻し、脱気モジュール８を介して再び塗布液貯留空間Ｓ内に塗布液を送り込む。このとき塗布液貯留空間Ｓ内は外部からのエアの巻き込みを防止するため余剰圧力で陽圧になっている。
この後、開閉弁１１を閉じるとともに、分岐配管１５の開閉弁１７を開にする。すると前記したと同様に、塗布液貯留空間Ｓ内の余剰圧力は除去され大気圧に近い圧力まで低下する。このように、各ショットの直前に塗布液貯留空間Ｓ内の余剰圧力を除去することで、ショット毎の吐出前状態を常に一定の状態に保つことができ、連続して複数回のショットを行う場合に、常に一定量の塗布液をノズルから吐出せしめることができる。
図示例ではポンプとして定量ポンプを示したが、これに限定されるものではない。また、ノズルについてもスリットノズルには限定されない。更に、分岐配管１５を開閉弁１１と定量ポンプ９との間から分岐せしめたが、定量ポンプ９と開閉弁１４の間の塗布液供給配管１３から分岐してもよい。
本発明に係る塗布装置および塗布方法は、スリットノズルを用いてガラス基板の表面に一定厚のレジスト膜やＳＯＧ膜を形成する工程に利用することができる。
本発明に係る塗布装置の構成図 従来のシリンジポンプを用いた塗布装置の構成図
符号の説明
１…塗布液貯留タンク、２…上昇管、３…開閉弁、４…塗布液供給配管、５…エア抜きセクション、６…エア抜きタンク、７…フィルタ、８…脱気モジュール、９…定量ポンプ、１０…塗布液供給配管、１１…開閉弁、１２…スリットノズル、１３…塗布液供給配管、１４…開閉弁、１５…分岐配管、１６…圧力センサおよび圧力スイッチ、１７…開閉弁、１８…逆止弁、１９…タンク、２０…戻り配管、２１…開閉弁、２２…プレッシャーライン、Ｓ…塗布液貯留空間。

Claims (2)

  1. 塗布液貯留タンク内の塗布液をエア抜きセクションを介して塗布液貯留空間に送り込み、ポンプにて塗布液貯留空間の体積を減少させることで塗布液貯留空間の下流側に設けたノズルから塗布液を吐出するようにした塗布装置において、前記エア抜きセクションとポンプとの間の配管および前記ポンプとノズルとの間の配管にはそれぞれ開閉弁が設けられ、これら開閉弁間の配管内の空間及びポンプ内の空間を前記塗布液貯留空間とし、この塗布液貯留空間を構成する配管の途中に開閉弁を備える分岐配管を設けてエア抜きタンクにつなげていることを特徴とする塗布装置。
  2. 請求項１に記載の塗布装置を用いた塗布方法において、前記エア抜きセクションとポンプとの間の配管に設けた開閉弁（１１）を開、前記ポンプとノズルとの間の配管に設けた開閉弁（１４）を閉、前記エア抜きタンクにつながる分岐配管の開閉弁（１７）を閉として、前記エア抜きセクションから前記塗布液貯留空間に塗布液を送り込み、次いで、開閉弁（１１）を閉、前記開閉弁（１４）を閉、前記開閉弁（１７）を開として、前記塗布液貯留空間内の余剰圧力を逃して塗布液貯留空間内の塗布液圧を大気圧若しくは一定圧とし、この後、前記開閉弁（１１）を閉、前記開閉弁（１４）を開、前記開閉弁（１７）を閉として、ポンプを駆動して塗布液貯留空間内の体積を減少せしめて塗布液をノズルから吐出せしめることを特徴とする塗布方法。
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