JP4841280B2 - スリットノズル洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板等の表面に所定幅で塗布液を塗布するスリットノズルの洗浄方法に関する。

スリットノズルは図５に示すような構造で、基板に対しスリットノズルを相対的に水平移動させながら下端の吐出口１００から塗布液を基板表面に塗布する。スリットノズルを用いることで１ｍ^２程度の大型ガラス基板にも対応が可能である。

塗布液は、供給口１０１から供給され、内部のマニホールドに一時貯留されて安定化された後に吐出口１００から吐出される。しかし、このようなスリットノズルを洗浄しようとすると、塗布液の種類によっては、スリットノズル先端部に残留した塗布液の洗浄が不十分となり、長時間の稼働による残留物が累積してしまう。この場合、累積した残留物が固形化するので、均一な塗布膜の形成に支障をきたすという問題があった。

そこで、累積して固形化されつつある塗布液を、作業効率の低下を招くことなく完全に除去する方法として特許文献１が提案されている。
この特許文献１では、基板コーティング前において、スリットノズルを装置本体から外して洗浄ユニットで洗浄する際に、洗浄ユニットの本体部側面に形成した収納部にスリットノズルを臨ませ、収納部の内壁に形成した噴出口からスリットノズルに洗浄液を噴射して、スリットノズルに付着した異物を除去している。

また、特許文献２では、スリットノズル先端部に対し、下後方の位置に設けた第１洗浄ノズルの射出口から洗浄液を噴射してスリットノズル先端部の固形化されつつある塗布液を溶解除去し、上後方の位置に設けた第２洗浄ノズルの射出口からエアを噴射して残った洗浄液を乾燥除去し、スリットノズル先端部を洗浄する方法及び洗浄機構が提案されている。

また、特許文献３では、新たに塗布を行う毎にコータの分解、洗浄、組立を行うことなく機種切換ができ、また、塗布の開始時に多量の塗布液を流すこともなく安定した塗布ができる洗浄、保管方法として、ノズルを塗布終了後に洗浄液で洗浄した後、ノズルの内部を保管液で満たして保管する方法が提案されている。
特開２００４−３２２０９１号公報 特開２００３−１０７６７号公報 特開２００４−８８８６号公報

ところで、特許文献１においては、洗浄ユニットを使って収納部の底面上に設けられた洗浄部材がスリットノズルと接触してスリットノズルに付着した異物を除去するとはいえ、スリットノズルを装置本体から外す必要がある。
また、装置の大型基板への対応によりノズル重量が増える傾向にあり、現行製品ですら５０〜６０ｋｇあるノズル重量が次世代では１００ｋｇ〜１５０ｋｇになるとされ、このノズル重量増大の観点からも人手によるノズルの取り外しは困難かつ危険な作業となることが考えられる。

また特許文献２においても、ノズルを装置に付けたままでは作業ができないので、やはりノズルを装置から外す必要がある。このため、大型化する装置におけるメンテナンス性を考えると１００ｋｇを超えるような次世代製品に対しては保守対応が難しくなる。

また特許文献３においては、スリットノズルを分解する必要は無いが、実際に塗布処理作業を始めようとすると、開始前に溶剤（洗浄液）を除去、乾燥しなくてはならなく時間的なロスが生じてしまう。

上述した点に鑑み、本発明は、スリットノズルの分解が不要であり、且つ装置のメンテナンスに係る作業効率を向上することが可能なスリットノズル洗浄方法を提供するものである。

本発明に係るスリットノズル洗浄方法は、洗浄槽内に貯留された洗浄液中にスリットノズルの吐出口を浸漬し、この状態で、洗浄液をスリットノズルの塗布液供給口からスリットノズルの吐出口に流すか、洗浄液をスリットノズルの吐出口から吸引して洗浄槽へ戻し、この後、スリットノズル内部及びスリットノズル先端を乾燥させるようにした。

本発明に係るスリットノズル洗浄方法によれば、洗浄槽内に貯留された洗浄液中にスリットノズルの吐出口を浸漬し、この状態で、洗浄液をスリットノズルの塗布液供給口からスリットノズルの吐出口に流すか、洗浄液をスリットノズルの吐出口から吸引して洗浄槽へ戻し、この後、スリットノズル内部及びスリットノズル先端を乾燥させるようにしたので、スリットノズルを分解せずにスリットノズル内の異物をきれいに除去することが可能になる。従って、従来からメンテナンスに時間を要していたノズル分解洗浄工程を省くことができ、装置のメンテナンスに要する時間を短縮することが可能になると共に作業量も少なくすることが可能になる。
また、このようにノズルを分解しないため、スリットの隙間間隔が洗浄前後で変化するようなこともなく、塗布特性の変化を無くすことができる。また洗浄後のノズル特性が一定していることによりスリットの隙間調整も不要なになる。また更にはノズルを傷つけるようなこともない。

なお、スリットノズルの内部に供給される洗浄液には、途中の流路で超音波を付与したりエアを混入することが可能である。

なお、本発明のスリットノズル洗浄方法にあっては、塗布部とは別の専用ステーションにて洗浄作業を行うようにすることが好ましい。これにより、塗布作業から洗浄作業に移る場合、或いはその逆の場合でも時間を無駄にすることがなくなる。

本発明に係るスリットノズル洗浄方法によれば、装置のメンテナンス時間の短縮化及び作業量の低減化を図ることができると共にノズル調整も不要となる。また更にノズルの取り外し等の分解によりノズルへの損傷も無くすことができる。
従って、塗布工程における作業効率を大幅に向上させることができると共に、高信頼性及び高精度を有する塗布特性を得ることが可能になる。また更に作業に対して安全性も確保することができる。

以下、本発明の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明のスリットノズル洗浄方法の一実施の形態を説明するにあたり、先に洗浄方法を実施するための装置を説明する。
以下に示す実施の形態において、同一機能を有するものは同一の符号とし説明は省略する。図中Ｖはバルブ、Ｃはカプラ、Ｆはフィルターであり、また各図において、点線は洗浄液が流れていない状態を示し、実線は洗浄液が流れている状態を示している。
また、以下に示す実施の形態では、バルブとしてエアオペレートバルブを使用している。カプラの選定条件としては、着脱容易なフィッティングであれば構わない。従って例えばＳＰカプラ等も使用可能である。

図１において、１は洗浄槽であり、この洗浄槽１には洗浄液が満たされている。スリットノズル２は、その下端の吐出口が洗浄液の液面よりも下方になるように保持されている。

洗浄槽１には洗浄液の上限を監視する上限センサ３及び下限を監視する下限センサ４、オーバーフロー用ドレインパイプ５及び通常の液抜き用ドレインパイプ６が取り付けられている。
センサ３，４で洗浄液の液面を制御することで、スリットノズル２の全体ではなく吐出口を含んだノズル下半部だけを浸漬させ、洗浄液の使用量を抑えるようにしている。

洗浄槽１には循環ラインＬ１が設けられている。この循環ラインＬ１には循環槽７，８、ポンプ９，１０及び超音波発振器１１が付設されている。洗浄槽１は下部に固定付キャスターを付けて移動可能としてもよい。
なお、エア供給部をこの超音波発振器１１の代わりに併設しても構わない。或いはエア供給部及び超音波発信器１１の両者を併設しても構わない。

洗浄槽１には洗浄新液供給ラインＬ２が設けられ、この洗浄新液供給ラインＬ２の一端に洗浄新液供給タンク１２が接続されている。新たな洗浄液はエア圧によってスリットノズル２の塗布液供給口に送り込まれる。

洗浄槽１の下方には、耐溶剤性の漏液センサ１３が載置されたドレインパン１４が設けられている。漏液センサ１３で溶剤の漏液を検出した場合は、即時に全バルブＶを閉め、ポンプ９，１０の動作を停止させる。

このような装置において、本実施の形態の洗浄方法は次に示すようにして行う。即ち、洗浄液をスリットノズル２の塗布液供給口からスリットノズル２の吐出口に流すか、洗浄液をスリットノズル２の吐出口から吸引して洗浄槽１へ戻すようにする。そしてこの後、図示しない乾燥機構によりスリットノズル２内部及びスリットノズル２先端を乾燥させる。

洗浄液をスリットノズル２の塗布液供給口からスリットノズル２の吐出口に流す場合（順方向）は、ポンプ（正方向のプロセスポンプ）９を駆動することで、洗浄液は、ポンプ９、スリットノズル２の塗布液供給口、スリットノズル２の吐出口、洗浄槽１、循環槽７、ポンプ９の順で循環する。
また、洗浄液をスリットノズル２の吐出口から吸引して洗浄槽１へ戻す場合（逆方向）は、ポンプ（逆方向プロセスポンプ）１０を駆動することで、洗浄液は、スリットノズル２の吐出口、スリットノズル２の塗布液供給口、ポンプ１０、循環槽８、洗浄槽１の順で循環する。
またさらに、これらを組み合わせることで洗浄効果を高めることができる。例えば、洗浄液をスリットノズル２の塗布液供給口からスリットノズル２の吐出口に流す工程と、洗浄液をスリットノズル２の吐出口から吸引して洗浄槽１へ戻す工程とを交互に行った場合は、順方向或いは逆方向の流れだけでは洗浄し難い箇所を逆方向或いは順方向の流れで洗浄することも可能になる。
なお、場合によっては順方向のみ或いは逆方向のみの循環でも構わない。

本実施の形態の洗浄方法においては、流路の途中において洗浄液に超音波を付与したりエア又は泡を混入することもでき、洗浄効果を高めることができる。
即ち例えば泡の場合はノズル２内の細部まで泡が入り込んでいけるので単なる洗浄液の場合よりも細部まで洗浄することができる。
なお、エア又は泡の発生は流路の途中でなくとも構わなく、洗浄槽１内で直接エア又泡を発生させるようにしても構わない。

以下に、図１から図４を用いて上述した本実施の形態の洗浄方法を説明する。

第１ステップ： 新液導入 図１
第２ステップ： 順方向循環洗浄 図２
第３ステップ： 逆方向循環洗浄 図３
第４ステップ： 新液によるノズル洗浄
第５ステップ： ノズル内部乾燥 図４

［第１ステップ］
図１は、第１ステップにおいて洗浄槽１に洗浄液の新液を導入する場合の接続図である。
洗浄液としては、ドライエア、アセトン、ＮＭＰ（N-Methyl-2-pyrrolidone）、ＰＧＭＥＡ(Propylene glycol monomethy lether acetate)、純水等が考えられる。なお、必要であればアルカリ溶液も使用が可能である。

新液を導入する場合は、カプラＣを介して洗浄新液供給タンク１２から供給される洗浄液をスリットノズル２に供給する。そして、インターロック機構により、上限センサ３が洗浄液を検出すると、バルブＶが自動停止する仕組みになっている。

操作手順としては、上述した溶剤の中から適当なものを選択し、洗浄新液供給タンク１２にこの溶剤を入れ、冷却されたドライエアを洗浄新液供給タンク１２に１００Ｋｐａ程度で加圧送圧する。

洗浄新液供給タンク１２にドライエアが加圧送圧されてから、洗浄新液供給ラインＬ２のバルブＶを開放すると、洗浄液がタンク１２からバルブＶ、カプラＣを経由してスリットノズル２に供給される。

洗浄液はノズルを通過して洗浄槽１に流れ込み、洗浄槽１の上限位置に取り付けられた上限センサ３で液面が検出されるまで洗浄液の供給が継続される。上限センサ３において液面が上限を超えた場合には、操作パネル上に設けたＬＥＤが点灯させると共に、バルブが閉じられる。
また、供給流速が早くてバルブＶの反応速度で追従できない場合は、オーバーフロードレインパイプ５から余剰な量の洗浄液を流し出す。オーバーフロードレインパイプ５は、上限センサ３と連動する自動式でも構わなく、作業者がＬＥＤを目視確認して手動操作できる手動２方向コックでも構わない。

［第２ステップ］
図２は、スリットノズル２に対して順方向循環洗浄（洗浄液をスリットノズル２の塗布液供給口からスリットノズル２の吐出口に流す）をする場合の接続図である。
順方向循環洗浄ではポンプ９を駆動することで、洗浄槽１内の洗浄液は循環槽７，８を経由してポンプ９から超音波発振器１１を通りスリットノズル２の塗布液供給口へと流れる。

この際、洗浄液に高周波超音波を印加することもできる。これにより、洗浄液の分子が加速され、洗浄液はスリットノズル２の先端から猛烈な勢いで噴射して被洗浄物にぶつかり、その衝撃によって異物（汚れ）を剥離するので洗浄効果はさらに高くなる。

図３は、スリットノズル２に対して逆方向循環洗浄（洗浄液をスリットノズル２の吐出口から吸引して洗浄槽１へ戻す）をする場合の接続図である。
順方向循環洗浄ではポンプ１０を駆動することで、洗浄液は上述した場合とは逆方向に流れる。即ち、スリットノズル２の吐出口から吸引された洗浄液は、スリットノズル２の塗布液供給口、ポンプ１０、循環槽８を介して洗浄槽１へ戻る。
このように逆洗することで、順方向の循環洗浄では洗浄し難い吐出口のオリフィス部等に引っ掛かった異物を除去することができ効果的である。

ここで、洗浄槽１の洗浄液が不足すると、逆方向のポンプ１０が空回りしてポンプの故障の原因となる可能性がある。
従って、下限センサ４にて洗浄槽１の液面を監視して、液面が下限を下回るような状態になったら操作パネル上に警告のＬＥＤを点灯させるようにし、手動或いは自動でポンプ１０を停止させる。
［第４ステップ］

第３ステップでスリットノズル２のオリフィス部を含めたスリットノズル２内部の洗浄が終了したので、図１の接続に戻して、更にドレインパイプ６を開けた状態にしてから洗浄液の新液をノズルから導入し、新液によるノズル洗浄作業を行う。これにより、マニホールドに残留している使用済み洗浄液があったとしてもきれいに流し出される。
［第５ステップ］

図４は、エアによるノズル内部乾燥時の接続図である。
エアバルブから供給されるエアが、レギュレータ、空気流量メータ、エアバルブを介してスリットノズル２に供給される。エアは、スリットノズル２内の供給口からマニホールド、オリフィス部を通ってスリットノズル吐出口から排出され、スリットノズル２内部に残留していた洗浄液をエアの圧力でスリットノズル吐出口から排出させる。これにより、スリットノズル２の内部は空気乾燥されるので、いつでも次の塗布工程で使える状態で待機することになる。

上述したように、本実施の形態のスリットノズル２洗浄方法によれば、上述したような洗浄方法を行うことにより、またこのような洗浄を交互に行うことにより、スリットノズル２を分解することなく、洗浄し難いオリフィス部を含めてスリットノズル２内の異物をきれいに洗浄することができる。これにより、装置のメンテナンスに要する時間を短縮できると共に作業量も低減することができる。
また、このようにノズルを分解する必要がないので、スリットの隙間間隔が洗浄前後で変化することもなく塗布特性の変化を無くすことができる。また、このように洗浄後のノズル特性が一定しているためスリットの隙間調整も不要なになる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

洗浄槽に洗浄液の新液を導入する際の接続図。 順方向循環洗浄時の接続図。 逆方向循環洗浄時の接続図。 エアによるノズル内部乾燥時の接続図。 スリットノズルの一般的な形状を示す図。

符号の説明

１…洗浄槽、２…スリットノズル、３…上限センサ、４…下限センサ、５…オーバーフロー用ドレインパイプ、６…液抜き用ドレインパイプ、７，８…循環槽、９，１０…ポンプ、１１…超音波発振器、１２…洗浄新液供給タンク、１３…漏液センサ、１４…ドレインパン、Ｖ…バルブ、Ｃ…カプラ、Ｆ…フィルター、Ｌ１…循環ライン、Ｌ２…洗浄新液供給ライン

Claims (3)

1. 循環ラインに設けた洗浄槽内に貯留された洗浄液中にスリットノズルの吐出口を浸漬し、この状態で、循環ラインに設けた正方向のプロセスポンプにより前記洗浄液を前記スリットノズルの塗布液供給口から前記スリットノズルの吐出口に流す工程と、循環ラインに設けた逆方向のプロセスポンプにより前記洗浄液を前記スリットノズルの吐出口から吸引して前記洗浄槽へ戻す工程とを交互に行い、この後、前記スリットノズル内部及び前記スリットノズル先端を乾燥させることを特徴とするスリットノズル洗浄方法。
2. 請求項１に記載のスリットノズル洗浄方法において、前記洗浄液の流路の途中で前記洗浄液に超音波を付与することを特徴とするスリットノズル洗浄方法。
3. 請求項１に記載のスリットノズル洗浄方法において、前記洗浄液の流路の途中で前記洗浄液にエアを混入することを特徴とするスリットノズル洗浄方法。