JP5303232B2 - ノズル、塗布装置及びノズルのメンテナンス方法 - Google Patents

ノズル、塗布装置及びノズルのメンテナンス方法 Download PDF

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Description

本発明は、ノズル、塗布装置及びノズルのメンテナンス方法に関する。
液晶ディスプレイなどの表示パネルを構成するガラス基板上には、配線や電極、カラーフィルタなどの微細なパターンが形成されている。一般的にこのようなパターンは、例えばフォトリソグラフィなどの手法によって形成される。フォトリソグラフィ法では、ガラス基板上にレジスト膜を塗布形成する塗布工程、このレジスト膜をパターン露光する露光工程、その後に当該レジスト膜を現像する現像工程がそれぞれ行われる。
このうち塗布工程では、スリットノズルを有する塗布装置が用いられる。このような塗布装置として、例えばスリットノズルの下方を通過するようにガラス基板を搬送しつつレジストを塗布する構成が知られている。近年、基板が大型化しており、基板の大型化に伴ってスリットノズルの幅も広くなる傾向にある。
スリットノズルは、例えば長尺状に形成されたノズル本体に、塗布液の吐出口が設けられた構成になっている。ノズル本体の内部には、吐出口に接続され塗布液を流通させる流路が形成されている。また、ノズル本体には、流路内に塗布液を供給する供給口が設けられている。この供給口は、塗布液の他、流路を洗浄する洗浄液を供給する際にも用いられる。
特開2006−212592号公報
しかしながら、洗浄液は一般的にレジストなどの塗布液に比べて粘度が低く、供給口から当該洗浄液を供給したときに、流路の端部に行き渡ることなくそのまま吐出口から流出してしまうことがある。このため流路内の一部の洗浄が不十分となる虞がある。流路内の洗浄が不十分だと、例えば塗布液の固化物など不純物が流路内に除去されないまま残ってしまう。この状態でスリットノズルを使用すると、流路内の不純物が塗布液に混ざってしまい、塗布膜の膜質が低下してしまう可能性がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、膜質の高い塗布膜を形成することが可能なノズル、塗布装置及びノズルのメンテナンス方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るノズルは、長尺状に形成されたノズル本体と、前記ノズル本体に設けられ、塗布液を吐出する吐出口と、前記ノズル本体の内部に当該ノズル本体の長手方向に沿って形成され、前記吐出口に接続され、前記塗布液を流通させる流路と、前記ノズル本体に設けられ、前記流路に接続され、前記塗布液を供給可能な第1供給口と、前記ノズル本体のうち前記第1供給口よりも前記流路の端部側に設けられ、前記流路に接続され、少なくとも前記流路を洗浄する洗浄液を前記流路に供給する第2供給口とを備え、前記流路は、前記第2供給口に接続される部分において天井高さが最も高く形成されていることを特徴とする。
なお、上記のノズルは、前記第1供給口は、前記流路のうち前記長手方向の中央部に設けられており、前記第2供給口は、前記流路のうち前記長手方向の一の端部近傍に1つ、他の端部近傍に1つ、設けられており、2つの前記第2供給口のうちの一方は、前記洗浄液を供給する第1洗浄液供給源、気体を供給する第1気体供給源及び第1吸引源に接続されていると共に、前記第1洗浄液供給源、前記第1気体供給源及び前記第1吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第1切替機構を有しており、2つの前記第2供給口のうちの他方は、前記洗浄液を供給する第2洗浄液供給源、気体を供給する第2気体供給源及び第2吸引源に接続されていると共に、前記第1切替機構とは別個に、前記第2洗浄液供給源、前記第2気体供給源及び前記第2吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第2切替機構を有している構成であってもよい。
本発明によれば、流路を洗浄する洗浄液を供給可能な第2供給口が、ノズル本体において塗布液を供給可能な第1供給口よりも流路の端部側に設けられているので、塗布液よりも粘度の低い洗浄液が流路の端部側に供給されやすくなる。洗浄液によって流路内の隅々まで確実に洗浄することができるので、流路内の不純物を確実に除去することができる。これにより、膜質の高い塗布膜を形成することが可能なノズルを得ることができる。
上記のノズルは、前記第1供給口は、前記流路のうち前記長手方向の中央部に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、第1供給口が流路のうち前記長手方向の中央部に設けられていることとしたので、当該第1供給口よりも流路の端部側に設けられた第2供給口からの洗浄液をより確実に流路の端部まで行き渡らせることができる。
上記のノズルは、前記第1供給口は、前記塗布液の供給源及び当該塗布液とは異なる液体の供給源を含む複数の供給源に接続されていると共に、複数の前記供給源のうち少なくとも1つを選択して接続させる切替機構を有していることを特徴とする。
本発明によれば、第1供給口が塗布液の供給源及び当該塗布液とは異なる液体の供給源を含む複数の供給源に接続されていると共に、複数の供給源のうち少なくとも1つを選択して接続させる切替機構を有していることとしたので、第1供給口の用途を幅広く設定することができる。
上記のノズルは、前記液体は、前記洗浄液であることを特徴とする。
本発明によれば、第1供給口から供給可能な上記液体が洗浄液であることとしたので、流路の端部のみならず流路の中央部についても確実に洗浄液を行き渡らせることができる。これにより、流路全体について確実に洗浄を行うことができる。
上記のノズルは、前記流路は、前記長手方向の端部側の方が前記長手方向の中央部よりも天井高さが高く形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、流路が長手方向の端部側の方が前記長手方向の中央部よりも天井高さが高く形成されていることとしたので、流路内に供給される塗布液に形成されうる気泡を効果的に除去することができる。
上記のノズルは、前記流路は、前記第2供給口が設けられる部分において天井高さが最も高く形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、流路が第2供給口が設けられる部分において天井高さが最も高く形成されていることとしたので、当該第2供給口から流路に供給される洗浄液を隅々まで行き渡らせやすくすることができる。
上記のノズルは、前記第1供給口及び前記第2供給口は、前記流路の上部に接続されており、前記流路の上部は、前記流路の他の部分に対して深く形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、第1供給口及び第2供給口が流路の上部に接続されており、流路の上部が流路の他の部分に対して深く形成されていることとしたので、当該深く形成された部分における断面積が他の部分に比べて大きくなる。このため、当該流路の上部に塗布液や洗浄液などの液体を供給する際にこれら液体を長手方向に拡散しやすくすることができる。これにより、塗布液や洗浄液をより長手方向に流通させることができる。
上記のノズルは、前記吐出口は、前記長手方向に沿って形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、吐出口が長手方向に沿って形成されている場合であっても、洗浄液を流路の端部に確実に行き渡らせることができる。
上記のノズルは、前記第2供給口は、複数設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、第2供給口が複数設けられている場合であっても、洗浄液を流路の端部に確実に行き渡らせることができる。
上記のノズルは、前記第2供給口は、前記流路のうち前記長手方向の両端部近傍に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、第2供給口が流路のうち長手方向の両端部近傍に設けられていることとしたので、洗浄液を流路の長手方向の両端部に行き渡らせやすくすることができる。
上記のノズルは、前記第2供給口は、前記洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源に接続されていると共に、当該洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第2切替機構を有していることを特徴とする。
本発明によれば、第2供給口が洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源に接続されていると共に、当該洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第2切替機構を有していることとしたので、第2供給口の用途を幅広く設定することができる。
上記のノズルは、前記気体は、エアであることを特徴とする。
本発明によれば、第2供給口から供給される気体がエアであることとしたので、当該エアによって流路内を乾燥させることができる。
本発明に係る塗布装置は、基板を搬送する基板搬送部と、当該基板搬送部によって搬送されている前記基板に塗布液を塗布する塗布部とを備える塗布装置であって、前記塗布部は、前記塗布液を吐出するノズルを有し、前記ノズルとして、上記のノズルが用いられることを特徴とする。
本発明によれば、基板を搬送する基板搬送部と、当該基板搬送部によって搬送されている基板に塗布液を塗布する塗布部とを備え、当該塗布部が塗布液を吐出するノズルを有し、当該ノズルとして、上記のノズルが用いられることとしたので、膜質の高い塗布膜を形成することが可能な塗布装置を得ることができる。
上記の塗布装置は、前記基板搬送部は、前記基板を浮上させる浮上機構を有することを特徴とする。
本発明によれば、基板搬送部が基板を浮上させて搬送させながら塗布液を塗布する場合においても、膜質の高い塗布膜を形成することが可能となる。
本発明に係るノズルのメンテナンス方法は、上記のノズルのメンテナンス方法であって、前記塗布液の供給を停止した後、前記第2供給口から前記洗浄液を供給して前記流路を洗浄する洗浄工程を備えることを特徴とする。
本発明によれば、塗布液の供給を停止した後、第2供給口から洗浄液を供給して流路を洗浄することとしたので、流路の端部までより確実に洗浄することができる。
上記のノズルのメンテナンス方法は、前記洗浄工程では、前記第1供給口から前記洗浄液を供給することを特徴とする。
本発明によれば、第1供給口からも洗浄液を供給することとしたので、流路内の全体に亘ってより確実に洗浄することができる。
上記のノズルのメンテナンス方法は、前記洗浄工程では、前記第1供給口から前記洗浄液の供給した後、前記第2供給口から前記洗浄液を供給することを特徴とする。
本発明によれば、第1供給口から洗浄液を供給した後、第2供給口から洗浄液を供給することとしたので、第1供給口からの洗浄液の広がりに応じて第2供給口から適度な洗浄液を供給させることができる。これにより、効率的に洗浄を行うことができる。
上記のノズルのメンテナンス方法は、前記洗浄工程の後、前記第2供給口から気体を供給して前記流路内の前記洗浄液を前記吐出口から排出させる乾燥工程を備えることを特徴とする。
本発明によれば、流路の洗浄後、第2供給口から気体を供給して流路内の洗浄液を吐出口から排出させることとしたので、流路内に洗浄液が残留するのを防ぐことができる。併せて、気体を供給することによって流路内を乾燥させることができる。
上記のノズルのメンテナンス方法は、前記洗浄工程と、前記乾燥工程とを交互に行うことを特徴とする。
本発明によれば、流路の洗浄と乾燥とを交互に行うこととしたので、流路内をより清浄化させることができる。
本発明によれば、膜質の高い塗布膜を形成することが可能となる。
本発明の第1実施形態を図面に基づき説明する。
図1は本実施形態に係る塗布装置1の斜視図である。同図に示すように、本実施形態に係る塗布装置1は、例えば液晶パネルなどに用いられるガラス基板上にレジストを塗布する塗布装置であり、基板搬送部2と、塗布部3と、管理部4とを主要な構成要素としている。塗布装置1では、基板搬送部2によって基板が浮上した状態で搬送され、塗布部3によって基板上にレジストが塗布され、管理部4によって塗布部3の状態が管理されるようになっている。塗布装置1は、例えばクリーンルーム内など清浄な環境下に配置されて用いられることが好ましい。
図2は塗布装置1の正面図、図3は塗布装置1の平面図、図4は塗布装置1の側面図である。これらの図を参照して、塗布装置1の詳細な構成を説明する。以下、塗布装置1の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、図中の方向をXYZ座標系を用いて説明する。基板搬送部2の長手方向であって基板の搬送方向をX方向と表記する。平面視でX方向(基板搬送方向)に直交する方向をY方向と表記する。X方向軸及びY方向軸を含む平面に垂直な方向をZ方向と表記する。なお、X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が+方向、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとする。
(基板搬送部)
まず、基板搬送部2の構成を説明する。
基板搬送部2は、フレーム21と、ステージ22と、搬送機構23とを有している。基板搬送部2では、搬送機構23によって基板Sがステージ22上を+X方向に搬送されるようになっている。
フレーム21は、例えば床面上に載置されると共にステージ22及び搬送機構23を支持する支持部材である。フレーム21は3つの部分に分割されており、当該3つの部分はY方向上に配列されている。フレーム中央部21aは、分割された3つの部分のうちY方向の中央に配置される部分であり、ステージ22を支持している。フレーム側部21bは、フレーム中央部21aの−Y方向側に配置されており、搬送機構23を支持している。フレーム側部21bとフレーム中央部21aとの間には隙間が設けられている。フレーム側部21cは、フレーム中央部21aの+Y方向側に配置されており、搬送機構23を支持している。フレーム側部21cとフレーム中央部21aとの間には隙間が設けられている。フレーム中央部21a、フレーム側部21b及びフレーム側部21cはX方向に長手になっており、各部のX方向の寸法はほぼ同一になっている。
ステージ22は、搬入側ステージ25と、処理ステージ27と、搬出側ステージ28とを有している。搬入側ステージ25、処理ステージ27及び搬出側ステージ28は、フレーム中央部21a上に、この順序で、基板搬送方向の上流側から下流側へ(+X方向に)配列されている。
搬入側ステージ25は、例えばステンレス鋼などからなり、平面視でほぼ正方形の板状部材である。搬入側ステージ25の形状を平面視略正方形にすることで、長手方向及び短手方向を有する基板を搬送する場合であっても、当該基板をいずれの方向にも搬送することができるようになっている。本実施形態では、搬入側ステージ25上の領域が基板搬入領域25Sとなる。基板搬入領域25Sは、装置外部から搬送されてきた基板Sを搬入する領域である。
搬入側ステージ25には、エア噴出孔25aと、昇降ピン出没孔25bとがそれぞれ複数設けられている。エア噴出孔25a及び昇降ピン出没孔25bは、それぞれ搬入側ステージ25を貫通するように設けられている。
エア噴出孔25aは、搬入側ステージ25のステージ表面25c上にエアを噴出する孔であり、平面視でマトリクス状に配置されている。エア噴出孔25aには図示しないエア供給源が接続されている。搬入側ステージ25では、エア噴出孔25aから噴出されるエアによって基板Sを+Z方向に浮上させることができるようになっている。
昇降ピン出没孔25bは、搬入側ステージ25の基板搬入位置に設けられている。昇降ピン出没孔25bは、エア噴出孔25aを避ける位置に配置されており、ステージ表面25cに供給されたエアが漏れ出さない構成になっている。
搬入側ステージ25のうちY方向の両端部には、アライメント装置25dが1つずつ設けられている。アライメント装置25dは、搬入側ステージ25に搬入された基板Sの位置を合わせる装置である。各アライメント装置25dは長孔と当該長孔内に設けられた位置合わせ部材とを有しており、搬入側ステージ25に搬入される基板を両側から機械的に挟持することで基板の位置を合わせるようになっている。アライメント装置25dについては、上記構成に限られず、例えば搬入側ステージ25のうちY方向の両端部に2つ以上ずつ配置する構成であっても構わないし、搬入側ステージ25のX方向の両端部に配置する構成であっても構わない。
搬入側ステージ25の−Z方向側、すなわち、搬入側ステージ25の裏面側には、リフト機構26が設けられている。リフト機構26は、搬入側ステージ25の基板搬入位置25Lに設けられている。リフト機構26は、昇降部材26aと、複数の昇降ピン26bとを有している。昇降部材26aは、図示しない駆動機構に接続されており、当該駆動機構の駆動によって昇降部材26aがZ方向に移動するようになっている。複数の昇降ピン26bは、昇降部材26aの上面から搬入側ステージ25へ向けて立設されている。各昇降ピン26bは、それぞれ上記の昇降ピン出没孔25bに平面視で重なる位置に配置されている。昇降部材26aがZ方向に移動することで、各昇降ピン26bが昇降ピン出没孔25bからステージ表面25c上に出没するようになっている。各昇降ピン26bの+Z方向の端部はそれぞれZ方向上の位置が揃うように設けられており、装置外部から搬送されてきた基板Sを水平な状態で保持することができるようになっている。また、搬入側ステージ25上には、不図示の基板センサが設けられている。当該基板センサにより、搬入側ステージ25上に基板Sがあるかどうかを検出できるようになっている。
処理ステージ27は、ステージ表面27cが例えば硬質アルマイトを主成分とする光吸収材料で覆われた平面視で矩形の板状部材であり、搬入側ステージ25に対して+X方向側に設けられている。処理ステージ27のうち光吸収材料で覆われた部分では、レーザ光などの光の反射が抑制されるようになっている。処理ステージ27は、Y方向が長手になっている。処理ステージ27のY方向の寸法は、搬入側ステージ25のY方向の寸法とほぼ同一になっている。本実施形態では、処理ステージ27上の領域がレジスト塗布の行われる塗布処理領域27Sである。
処理ステージ27は、ステージ表面27cが例えば硬質アルマイトを主成分とする矩形の板状部材であり、搬入側ステージ25に対して+X方向側に設けられている。処理ステージ27は、Y方向が長手になっている。処理ステージ27のY方向の寸法は、搬入側ステージ25のY方向の寸法とほぼ同一になっている。本実施形態では、処理ステージ27上の領域がレジスト塗布の行われる塗布処理領域27Sである。
処理ステージ27には、ステージ表面27c上にエアを噴出する複数のエア噴出孔27aと、ステージ表面27c上のエアを吸引する複数のエア吸引孔27bとが設けられている。これらエア噴出孔27a及びエア吸引孔27bは、処理ステージ27を貫通するように設けられている。
処理ステージ27では他のステージに比べて基板の浮上量を高精度で調節できるようになっており、基板の浮上量が例えば100μm以下、好ましくは50μm以下となるように制御することが可能になっている。
搬出側ステージ28は、処理ステージ27に対して+X方向側に設けられており、基板搬入領域25Sに設けられた搬入側ステージ25とほぼ同様の材質、寸法で構成されている。したがって、搬出側ステージ28の形状についても、平面視略正方形となっている。本実施形態では、搬出側ステージ28上の領域が基板搬出領域28Sである。基板搬出領域28Sは、レジストの塗布された基板Sを装置外部へ搬出する基板搬出領域28Sである。
搬出側ステージ28には、搬入側ステージ25と同様、エア噴出孔28a及び昇降ピン出没孔28bが設けられている。搬出側ステージ28の−Z方向側、すなわち、搬出側ステージ28の裏面側には、リフト機構29が設けられている。リフト機構29は、搬出側ステージ28の基板搬出位置に平面視で重なるように設けられている。リフト機構29の昇降部材29a及び昇降ピン29bは、搬入側ステージ25に設けられたリフト機構29の各部位と同様の構成になっている。このリフト機構29は、搬出側ステージ28上の基板Sを外部装置へと搬出する際に、基板Sの受け渡しのため昇降ピン29bによって基板Sを持ち上げることができるようになっている。また、搬出側ステージ28上には、不図示の基板センサが設けられている。当該基板センサにより、搬出側ステージ28上に基板Sがあるかどうかを検出できるようになっている。
搬送機構23は、基板Sを保持して+X方向に搬送する機構を有しており、フレーム側部21b及びフレーム側部21c上に一対設けられている。この一対の搬送機構23は、ステージ22のY方向中央に対して線対称の構成になっており、当該線対称である点を除いては同一の構成となっている。したがって、以下、フレーム側部21bに設けられる搬送機構23を例に挙げて説明する。
搬送機構23は、搬送機23aと、基板保持部23bと、レール23cとを有している。搬送機23aは内部に例えばリニアモータが設けられた構成になっており、当該リニアモータが駆動することによって、搬送機23aがレール23c上を移動可能になっている。
基板保持部23bは、基板Sのうち−Y方向側の側縁部を保持する保持部である。基板Sの当該側縁部は、ステージ22に対してはみ出した部分であり、基板搬送方向に沿った一の側部である。基板保持部23bは、搬送機23aの+X方向側の面上にY方向に沿って例えば4つ設けられており、当該搬送機23aに取り付けられている。各基板保持部23bには吸着パッドが設けられており、当該吸着パッドによって基板Sを吸着して保持するようになっている。
レール23cは、フレーム側部21b上に設けられており、搬入側ステージ25、処理ステージ27及び搬出側ステージ28の側方に各ステージに跨って延在している。当該レール23cを移動することで搬送機23aが当該各ステージに沿って移動できるようになっている。
なお、フレーム側部21b及びフレーム側部21cに設けられた各搬送機構23は、独立して基板Sを搬送できるようになっている。例えば、図3に示すようにフレーム側部21bに設けられた搬送機構23と、フレーム側部21cに設けられた搬送機構23とで異なる基板Sを保持させることができるようになっている。この場合、各搬送機構23によって基板を交互に搬送することが可能となるため、スループットが向上することになる。また、上記の基板Sの半分程度の面積を有する基板を搬送する場合には、例えば2つの搬送機構23で1枚ずつ保持し、これら2つの搬送機構23を+X方向に並進させることによって、2枚の基板を同時に搬送させることもできるようになっている。
(塗布部)
塗布部3の構成を説明する。
塗布部3は、基板S上にレジストを塗布する部分であり、門型フレーム31と、ノズル32とを有している。
門型フレーム31は、支柱部材31aと、架橋部材31bとを有しており、処理ステージ27をY方向に跨ぐように設けられている。支柱部材31aは処理ステージ27をY方向に挟むように1つずつ設けられており、各支柱部材31aがそれぞれフレーム側部21b及びフレーム側部21cに支持されている。各支柱部材31aは、上端部の高さ位置が揃うように設けられている。架橋部材31bは、各支柱部材31aの上端部の間に架橋されており、当該支柱部材31aに対して昇降可能となっている。
この門型フレーム31は移動機構34に接続されている。移動機構34は、レール部材35及び駆動機構36を有している。レール部材35はフレーム側部21b及びフレーム側部21cの溝21d内に例えば1本ずつ設けられており、それぞれX方向に延在している。各レール部材35は、それぞれ管理部4よりも−X方向側に延在するように設けられている。駆動機構36は、門型フレーム31に接続され塗布部3をレール部材35に沿って移動させる。
ノズル32は、一方向が長手の長尺状に構成されており、門型フレーム31の架橋部材31bに着脱可能に取り付けられている。架橋部材31bの下面には、ノズル32の先端32cと当該ノズル先端32cに対向する対向面との間のZ方向上の距離を測定するセンサ33が取り付けられている。このセンサ33はY方向に沿って例えば3つ設けられている。
図5は、ノズル32の構成を示す図である。図5(a)は、図3におけるA−A断面に沿った形状を示す図である。図5(b)は、図3におけるB−B断面に沿った形状を示す図である。
図5(a)及び図5(b)に示すように、ノズル32は、ノズル本体61と、吐出口62と、流路63と、第1供給口64と、第2供給口65とを有している。
ノズル本体61は外形がほぼ同一形状の第1部材71及び第2部材72を有しており、これら第1部材71と第2部材72とが貼り合わされた構成になっている。第1部材71は、第2部材72との貼り合わせ面に3つの溝部73〜75を有していると共に、第1部材の上部と上記溝部73〜75とを貫通する3つの貫通孔(76、77)とを有している。
このうち溝部73は、これら3つの溝部73〜75のうち最も+Z側に形成された部分であり、図5(a)に示すように+X方向の最も深い位置まで形成されている。溝部73は、図5(b)に示すように、第1部材71の長手方向に沿って+X方向視でM字状(連山状)に形成されている。具体的には、Y軸方向の中央部から端部に至るにつれて徐々に+Z側へ形成され、貫通孔77が形成された位置において折り返して−Z側へ形成されている。溝部73の形状は、図5(b)に示すように、Y軸方向の中央部を基準として左右対称になっている。
溝部74は、溝部73の−Z側に形成されており、溝部73に接続されている。溝部74は、図5(a)に示すように、−Z側に至るにつれて徐々に深さが浅くなるように形成されている。溝部74は、図5(b)に示すように、第1部材71の長手方向に沿って形成されている。
溝部75は、3つの溝部73〜75のうち最も−Z側に形成されており、溝部74に接続されている。溝部75は、3つの溝部73〜75のうち深さが最も浅く形成されており、当該深さは一定となっている。
前記貫通孔は、図5(b)に示すように、Y軸方向に沿って3つ配列されており、Y軸方向の中央に1つ(貫通孔76)、Y軸方向の端部近傍に1つずつ(貫通孔77)が設けられている。各貫通孔は、それぞれ第1部材71の+Z側端面と溝部73との間を貫通するように形成されている。
吐出口62は、第1部材71と第2部材72とが貼り合わされた状態において上記の溝部75の−Z側端部に形成された開口部であり、基板S上に塗布するレジスト(塗布液)を吐出する部分である。吐出口62は、ノズル32の長手方向に沿ってスリット状に形成されている。吐出口62の長手方向の寸法は基板SのY方向の寸法よりも小さくなっており、基板Sの周辺領域にレジストが塗布されないようになっている。
流路63は、第1部材71と第2部材72とが貼り合わされた状態において上記の溝部73〜75によって構成されるノズル本体61内の空間であり、吐出口62から吐出されるレジストの流通路である。流路63は、上部(+Z側)に配置される溝部73において3つの前記貫通孔(76、77)に接続されている。流路63のうち当該溝部73によって形成される空間は、他の溝部74、75によって形成される空間に比べて断面積が大きくなっている。この溝部73によって形成される空間の天井部分のZ軸方向の位置(天井高さ)は、ノズル32の長手方向の端部側の方が長手方向の中央部よりも高く形成されていることになる。この天井高さは、流路63のうちノズル32の長手方向の端部側に形成された2つの貫通孔(第2供給口65)に接続される部分が最も高く形成されている。
第1供給口64は、レジスト及び洗浄液を供給する部分である。第1供給口64は、Y軸方向の中央に形成された貫通孔76を介して流路63に接続されている。第1供給口64には第1切替機構64aが接続されている。第1切替機構64aはレジスト供給部64bと洗浄液供給部64cとを有している。レジスト供給部64bは、不図示のレジスト供給源に接続されている。洗浄液供給部64cは、不図示の洗浄液供給源に接続されている。第1切替機構64aは、レジスト供給部64b及び洗浄液供給部64cのうちの一方を第1供給口64に切り替えて接続するようになっている。このため、第1供給口64には、レジストと洗浄液とを切り替えて供給することができるようになっている。
第2供給口65は、ノズル本体61の流路63に洗浄液及びエアを供給する部分であると共に流路63内を吸引する吸引孔でもある。第2供給口65は、Y軸方向の両端部側に形成された貫通孔77を介して流路63に接続されている。したがって、第2供給口65は、第1供給口64よりも、流路63の長手方向の端部側に配置されていることになる。第2供給口65には、第2切替機構65aが接続されている。第2切替機構65aは、洗浄液供給部65bと、エア供給部65cと、吸引部65dとを有している。洗浄液供給部65bは、不図示の洗浄液供給源に接続されている。当該洗浄液供給源は、上記の第1切替機構64aの洗浄液供給部64cに接続される洗浄液供給源と共通であっても構わない。エア供給部65cは、不図示のエア供給源に接続されている。吸引部65dは、例えば吸引ポンプなどの不図示の吸引機構に接続されている。第2切替機構65aは、洗浄液供給部65b、エア供給部65c及び吸引部65dのうちいずれか一つを第2供給口65に切り替えて接続するようになっている。このため、第2供給口65においては、洗浄液の供給、エアの供給及び流路63内の吸引を切り替えて行わせることができるようになっている。
(管理部)
管理部4の構成を説明する。
管理部4は、基板Sに吐出されるレジスト(液状体)の吐出量が一定になるようにノズル32を管理する部位であり、基板搬送部2のうち塗布部3に対して−X方向側に設けられている。この管理部4は、予備吐出機構41と、ディップ槽42と、ノズル洗浄装置43と、これらを収容する収容部44と、当該収容部を保持する保持部材45とを有している。
予備吐出機構41、ディップ槽42及びノズル洗浄装置43は、−X方向側へこの順で配列されている。予備吐出機構41は、レジストを予備的に吐出する部分である。当該予備吐出機構41は塗布部3が塗布処理領域27S上に配置されている状態でノズル32に最も近くなる位置に設けられている。ディップ槽42は、内部にシンナーなどの溶剤が貯留された液体槽である。ノズル洗浄装置43は、ノズル32の吐出口62近傍をリンス洗浄する装置であり、Y方向に移動する図示しない洗浄機構と、当該洗浄機構を移動させる図示しない移動機構とを有している。この移動機構は、洗浄機構よりも−X方向側に設けられている。ノズル洗浄装置43は、移動機構が設けられる分、予備吐出機構41及びディップ槽42に比べてX方向の寸法が大きくなっている。なお、予備吐出機構41、ディップ槽42、ノズル洗浄装置43の配置については、本実施形態の配置に限られず、他の配置であっても構わない。
収容部44のY方向の寸法は上記門型フレーム31の支柱部材31a間の距離よりも小さくなっており、上記門型フレーム31が収容部44を超えてX方向に移動できるようになっている。また、門型フレーム31は、収容部44内に設けられる予備吐出機構41、ディップ槽42及びノズル洗浄装置43について、これらの各部を跨ぐようにアクセスできるようになっている。
保持部材45は、管理部移動機構46に接続されている。管理部移動機構46は、レール部材47及び駆動機構48を有している。レール部材47は、フレーム側部21b及びフレーム側部21cの溝21e内にそれぞれ設けられており、それぞれX方向に延在している。各レール部材47は、塗布部3の門型フレーム31に接続されるレール部材35の間に配置されている。各レール部材47の−X方向の端部は、例えばフレーム側部21b及びフレーム側部21cの−X方向の端部まで設けられている。駆動機構48は、保持部材45に接続され管理部4をレール部材47上に沿って移動させる。
(塗布動作)
次に、上記のように構成された塗布装置1の動作を説明する。
図6は、塗布装置1の動作過程を示す平面図である。同図を参照して、基板SにレジストRを塗布する動作を説明する。この動作では、短手方向が搬送方向に平行になるように基板Sを基板搬入領域25Sに搬入し、当該基板Sを浮上させて搬送しつつ塗布処理領域27Sでレジストを塗布し、当該レジストを塗布した基板Sを基板搬出領域28Sから搬出する。図6では管理部4の図示を省略し、搬入側ステージ25の構成を判別しやすくした。また、門型フレーム31を破線で示し、ノズル32及びセンサ33の構成を判別しやすくした。以下、各部分における詳細な動作を説明する。
基板搬入領域25Sに基板を搬入する前に、塗布装置1をスタンバイさせておく。具体的には、搬入側ステージ25の基板搬入位置25Lの−Y方向側に搬送機23aを配置させ、吸着パッド23fの高さ位置を基板Sの浮上高さ位置に合わせておくと共に、搬入側ステージ25のエア噴出孔25a、処理ステージ27のエア噴出孔27a、エア吸引孔27b及び搬出側ステージ28のエア噴出孔28aからそれぞれエアを噴出又は吸引し、ステージ22の表面に基板が浮上する程度にエアが供給された状態にしておく。
塗布装置1が上記のようにスタンバイされた後、例えば図示しない搬送アームなどによって外部から図6に示す基板搬入位置25Lに基板Sが搬送されてきたら、昇降部材26aを+Z方向に移動させて昇降ピン26bを昇降ピン出没孔25bからステージ表面25cに突出させる。この昇降部材26aの動作により、基板Sが昇降ピン26bに持ち上げられ、当該基板Sの受け取りが行われる。また、アライメント装置25dの長孔から位置合わせ部材をステージ表面25cに突出させておく。
基板Sを受け取った後、昇降部材26aを下降させて昇降ピン26bを昇降ピン出没孔25b内に収容する。このとき、ステージ表面25cにはエアの層が形成されているため、基板Sは当該エアによりステージ表面25cに対して浮上した状態で保持される。基板Sがエア層の表面に到達した際、アライメント装置25dの位置合わせ部材によって基板Sの位置合わせが行われる。
位置合わせの後、基板搬入位置の−Y方向側に配置された各基板保持部23bの吸着パッドを基板Sの裏面に吸着させて基板Sを保持する。基板Sの裏面を基板保持部23bによって保持させた後、搬送機23aをレール23cに沿って移動させる。搬送機23aの移動に伴って基板Sが+X方向への移動を開始する。
基板Sの搬送方向先端がノズル32の吐出口62の位置に到達したら、図6に示すように、ノズル32の吐出口62から基板Sへ向けてレジストRを吐出する。レジストRの吐出は、ノズル32の位置を固定させ搬送機23aによって基板Sを搬送させながら行う。このとき、第1切替機構64aにおいてレジスト供給部64bが第1供給口64に接続された状態にしておくと共に、切替機構65aにおいて吸引部65dが第2供給口65に接続された状態にしておく。
この状態で、吸引部65dによって流路63内を吸引しながら、第1供給口64からはレジスト供給部64bによってレジストを供給する。流路63の上部(溝部73)が流路63の他の部分に比べてX軸方向に深く形成されており断面積が大きくなっているため、流路63内に供給されるレジストは、溝部73によって形成される空間に沿って流通しやすくなる。このため、レジストが流路63のY方向の全体に供給されやすくなる。
流路63内がレジストによって満たされたら、切替機構65aを切り替えてエア供給部65cが第2供給口65に接続された状態にし、流路63内をエアによって加圧する。この加圧によってレジストが吐出口62から押し出されて吐出される。基板Sの移動に伴い、図6に示すように基板S上にレジスト膜Rが塗布されていく。基板Sがレジストを吐出する吐出口62の下を通過することにより、基板Sの所定の領域にレジスト膜Rが形成される。
レジスト膜Rの形成された基板Sは、搬送機23aによって搬出側ステージ28へと搬送される。搬出側ステージ28では、ステージ表面28cに対して浮上した状態で、図6に示す基板搬出位置28Uまで基板Sが搬送される。基板Sが基板搬出位置28Uに到達したら、リフト機構29の昇降部材29aを+Z方向に移動させる。昇降部材29aの移動により、昇降ピン29bが昇降ピン出没孔28bから基板Sの裏面へ突出し、基板Sが昇降ピン29bによって持ち上げられる。この状態で、例えば搬出側ステージ28の+X方向側に設けられた外部の搬送アームが搬出側ステージ28にアクセスし、基板Sを受け取る。基板Sを搬送アームに渡した後、搬送機23aを再び搬入側ステージ25の基板搬入位置25Lまで戻し、次の基板Sが搬送されるまで待機させる。
次の基板Sの搬送を行う場合には、例えばフレーム側部21c上に設けられた搬送機構23によって基板Sを保持して搬送するようにする。次の基板Sが搬送されてくるまでの間、塗布部3では、ノズル32の吐出状態を保持するための予備吐出が行われる。図7に示すように、レール部材35によって門型フレーム31を管理部4の位置まで−X方向へ移動させる。
管理部4の位置まで門型フレーム31を移動させた後、門型フレーム31の位置を調整してノズル32の先端をノズル洗浄装置43にアクセスさせ、当該ノズル洗浄装置43によってノズル先端32cを洗浄する。
ノズル先端32cの洗浄後、当該ノズル32を予備吐出機構41にアクセスさせる。予備吐出機構41では、吐出口62と予備吐出面との間の距離を測定しながらノズル32の先端の吐出口62をZ方向上の所定の位置に移動させ、ノズル32を−X方向又は+X方向へ移動させながら吐出口62からレジストを予備吐出する。
予備吐出動作を行った後、門型フレーム31を元の位置に戻す。フレーム側部21c上に設けられた搬送機構23によって次の基板Sが搬送されてきたら、ノズル32をZ方向上の所定の位置に移動させる。このように、基板Sにレジスト膜Rを塗布する塗布動作と予備吐出動作とを繰り返し行わせることで、基板Sには良質なレジスト膜Rが形成されることになる。
なお、必要に応じて、例えば管理部4に所定の回数アクセスする毎に、当該ノズル32をディップ槽42内にアクセスさせても良い。ディップ槽42では、ノズル32の吐出口62をディップ槽42に貯留された溶剤(シンナー)の蒸気雰囲気に曝すことでノズル32の乾燥を防止する。
(メンテナンス動作)
上記塗布動作を繰り返し行っていくうちに、ノズル32内の流路63が固化したレジストや塵、埃などの不純物が溜まっていくことがある。流路63内に不純物が滞留すると、当該不純物が吐出口62から吐出されてしまう虞があり、塗布膜の膜質が低下する要因となる。このため、定期的に流路63内を洗浄する必要がある。
流路63内を洗浄する洗浄工程では、上記塗布動作が停止している状態で、まず第1切替機構64aの洗浄液供給部64cを第1供給口64に接続させ、当該洗浄液供給部64cから第1供給口64を介して流路63内に洗浄液を供給させる。次に、第2切替機構65aの洗浄液供給部65bを第2供給口65に接続させ、当該洗浄液供給部65bから第2供給口65を介して洗浄液を流路63内に供給する。
この動作により、ノズル32の長手方向の中央に設けられた第1供給口64だけでなく、図8に示すように、ノズル32の長手方向の両端部近傍に設けられた第2供給口65からも洗浄液が供給されるため、洗浄液が流路63内の当該長手方向の端部にまで行き渡りやすくなる。このため、流路63内がより効果的に洗浄されることとなる。例えば、第1供給口64から洗浄液を供給した後、流路63内の洗浄液の広がり具合を確認した上で第2供給口65から洗浄液を供給することもできる。
上記の洗浄工程が終了した後、第2切替機構65aのエア供給部65cを第2供給口65に接続させ、エア供給部65cから流路63内にエアを供給して、流路63内の洗浄液を吐出口62へと押し出す。流路63内の洗浄液が押し出されたら、そのまま流路63内にエアを供給し続け、流路63内を乾燥させる(乾燥工程)。この洗浄工程と乾燥工程とを交互に繰り返し行うことにより、流路63内を確実に洗浄することができる。
このように、本実施形態によれば、流路63を洗浄する洗浄液を供給可能な第2供給口65が、ノズル本体61においてレジストを供給可能な第1供給口64よりも流路63の端部側に設けられているので、レジストよりも粘度の低い洗浄液が流路63の端部側に供給されやすくなる。洗浄液によって流路63内の隅々まで確実に洗浄することができるので、流路63内の不純物を確実に除去することができる。これにより、膜質の高いレジスト膜を形成することが可能なノズル32を得ることができる。
また、本実施形態によれば、第1供給口64が流路63のうち長手方向の中央部に設けられていることとしたので、当該第1供給口64よりも流路63の端部側に設けられた第2供給口65からの洗浄液をより確実に流路63の端部まで行き渡らせることができる。
また、本実施形態によれば、第1供給口64がレジスト供給源及び洗浄液供給源に接続されていると共に、複数の供給源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第1切替機構64aを有していることとしたので、流路63の端部のみならず流路63の中央部についても確実に洗浄液を行き渡らせることができる。これにより、流路63の全体について確実に洗浄を行うことができる。
また、本実施形態によれば、流路63の長手方向の端部側の方が長手方向の中央部よりも天井高さが高く形成されていることとしたので、流路63内に供給されるレジストに形成されうる気泡を効果的に除去することができる。また、本実施形態では、流路63が第2供給口65の設けられる部分において天井高さが最も高く形成されていることとしたので、当該第2供給口65から流路63に供給される洗浄液を隅々まで行き渡らせやすくすることができる。
また、本実施形態によれば、第1供給口64及び第2供給口65が流路63の上部(溝部73)に接続されており、流路63の上部が流路63の他の部分に対して深く形成されていることとしたので、当該深く形成された部分における断面積が他の部分に比べて大きくなる。このため、当該流路63の上部にレジストや洗浄液などの液体を供給する際にこれら液体を流路63の長手方向に拡散しやすくすることができる。これにより、レジストや洗浄液をより流路63の長手方向に流通させることができる。
また、本実施形態によれば、第2供給口65が洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源に接続されていると共に、当該洗浄液の供給源、エアの供給源及び吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第2切替機構65aを有していることとしたので、当該エアによって流路63内を乾燥させることができるなど、第2供給口65の用途を幅広く設定することができる。
また、本実施形態によれば、レジストの供給を停止した後、第1供給口64から洗浄液を供給し、その後第2供給口65から洗浄液を供給することとしたので、第1供給口64からの洗浄液の広がりに応じて第2供給口65から適度な洗浄液を供給させることができる。これにより、効率的に洗浄を行うことができる。
また、本実施形態によれば、流路63の洗浄後、第2供給口65からエアを供給して流路63内の洗浄液を吐出口62から排出させることとしたので、流路63内に洗浄液が残留するのを防ぐことができる。併せて、エアを供給することによって流路63内を乾燥させることができる。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、ノズル32の吐出口62としてスリット状に形成された吐出口の例を説明したが、これに限られることは無く、例えば円形などの吐出口がノズル本体61の長手方向に複数配列されている構成であっても構わない。
また、上記実施形態においては、基板Sを浮上させて搬送する浮上搬送型の塗布装置1を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えばローラー搬送型の塗布装置など、基板Sを搬送する構成として他の搬送機構を有する塗布装置であっても構わない。また、基板Sを搬送させてレジストを塗布する構成に限られず、例えばノズル32を移動させながらレジストを塗布する構成であっても構わない。
また、上記実施形態では、ノズル本体61の第1部材71に形成する貫通孔を3つとし、ノズル本体61の長手方向の中央に1つ、端部近傍に1つずつ配置させ、中央の貫通孔76を第1供給口64、端部側の貫通孔77を第2供給口65とする構成としたが、これに限られることは無く、例えば前記貫通孔を2つとし、その1つを第1供給口64、もう1つを第2供給口65とする構成であっても構わないし、前記貫通孔を4つ以上配置する構成としても構わない。前記貫通孔を4つ以上配置する構成においては、第1供給口64よりも第2供給口65の方が流路63の長手方向の端部側に位置するのであれば、当該貫通孔のうちいずれを第1供給口64及び第2供給口65としても構わない。
また、上記実施形態では、搬入側ステージ25及び搬出側ステージ28が平面視でほぼ正方形に形成されているとして説明したが、これに限られることは無く、他の形状であっても勿論構わない。
また、上記実施形態においては、ガラス基板上にレジストを塗布する塗布装置である構成としたが、これに限られることは無く、例えば被塗布基板は金属片でもよく、塗布液はSOG(シリカ系液)であっても本発明の適用は可能である。
また、上記実施形態においては、ノズル32にはスリット状の開口部32aが設けられている構成としたが、これに限られることは無く、例えばロール式ノズル、インクジェット式ノズル、スプレー式ノズルであっても本発明の適用は可能である。
本発明の実施の形態に係る塗布装置の構成を示す斜視図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す正面図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す平面図。 本実施形態に係る塗布装置の構成を示す側面図。 本実施形態に係る塗布装置の一部の構成を示す図。 本実施形態に係る塗布装置の動作を示す図。 本実施形態に係る塗布装置の動作を示す図。 本実施形態に係る塗布装置のメンテナンス動作を示す図。
符号の説明
S…基板 R…レジスト 1…塗布装置 2…基板搬送部 3…塗布部 4…管理部 32…ノズル 61…ノズル本体 62…吐出口 63…流路 64…第1供給口 64a…切替機構 64b…レジスト供給部 64c…洗浄液供給部 65…第2供給口 65a…切替機構 65b…洗浄液供給部 65c…エア供給部 65d…吸引部

Claims (18)

  1. 長尺状に形成されたノズル本体と、
    前記ノズル本体に設けられ、塗布液を吐出する吐出口と、
    前記ノズル本体の内部に当該ノズル本体の長手方向に沿って形成され、前記吐出口に接続され、前記塗布液を流通させる流路と、
    前記ノズル本体に設けられ、前記流路に接続され、前記塗布液を供給可能な第1供給口と、
    前記ノズル本体のうち前記第1供給口よりも前記流路の端部側に設けられ、前記流路に接続され、少なくとも前記流路を洗浄する洗浄液を前記流路に供給する第2供給口と
    を備え
    前記流路は、前記第2供給口に接続される部分において天井高さが最も高く形成されている
    ことを特徴とするノズル。
  2. 前記第1供給口は、前記流路のうち前記長手方向の中央部に設けられており、
    前記第2供給口は、前記流路のうち前記長手方向の一の端部近傍に1つ、他の端部近傍に1つ、設けられており、
    2つの前記第2供給口のうちの一方は、前記洗浄液を供給する第1洗浄液供給源、気体を供給する第1気体供給源及び第1吸引源に接続されていると共に、前記第1洗浄液供給源、前記第1気体供給源及び前記第1吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第1切替機構を有しており、
    2つの前記第2供給口のうちの他方は、前記洗浄液を供給する第2洗浄液供給源、気体を供給する第2気体供給源及び第2吸引源に接続されていると共に、前記第1切替機構とは別個に、前記第2洗浄液供給源、前記第2気体供給源及び前記第2吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第2切替機構を有している
    ことを特徴とする請求項1に記載のノズル。
  3. 前記第1供給口は、前記流路のうち前記長手方向の中央部に設けられている
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のノズル。
  4. 前記第1供給口は、前記塗布液の供給源及び当該塗布液とは異なる液体の供給源を含む複数の供給源に接続されていると共に、複数の前記供給源のうち少なくとも1つを選択して接続させる切替機構を有している
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のノズル。
  5. 前記液体は、前記洗浄液である
    ことを特徴とする請求項に記載のノズル。
  6. 前記流路は、前記長手方向の端部側の方が前記長手方向の中央部よりも天井高さが高く形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載のノズル。
  7. 前記第1供給口及び前記第2供給口は、前記流路の上部に接続されており、
    前記流路の上部は、前記流路の他の部分に対して深く形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載のノズル。
  8. 前記吐出口は、前記長手方向に沿って形成されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載のノズル。
  9. 前記第2供給口は、複数設けられている
    ことを特徴とする請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載のノズル。
  10. 前記第2供給口は、前記流路のうち前記長手方向の両端部近傍に設けられている
    ことを特徴とする請求項9に記載のノズル。
  11. 前記第2供給口は、前記洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源に接続されていると共に、当該洗浄液の供給源、気体の供給源及び吸引源のうち少なくとも1つを選択して接続させる第2切替機構を有している
    ことを特徴とする請求項1から請求項10のうちいずれか一項に記載のノズル。
  12. 前記気体は、エアである
    ことを特徴とする請求項11に記載のノズル。
  13. 基板を搬送する基板搬送部と、当該基板搬送部によって搬送されている前記基板に塗布液を塗布する塗布部とを備える塗布装置であって、
    前記塗布部は、前記塗布液を吐出するノズルを有し、
    前記ノズルとして、請求項1から請求項12のうちいずれか一項に記載のノズルが用いられる
    ことを特徴とする塗布装置。
  14. 前記基板搬送部は、前記基板を浮上させる浮上機構を有する
    ことを特徴とする請求項13に記載の塗布装置。
  15. 請求項1から請求項12のうちいずれか一項に記載のノズルのメンテナンス方法であって、
    前記塗布液の供給を停止した後、前記第2供給口から前記洗浄液を供給して前記流路を洗浄する洗浄工程を備える
    ことを特徴とするノズルのメンテナンス方法。
  16. 前記洗浄工程では、前記第1供給口から前記洗浄液を供給する
    ことを特徴とする請求項15に記載のノズルのメンテナンス方法。
  17. 前記洗浄工程では、前記第1供給口から前記洗浄液の供給した後、前記第2供給口から前記洗浄液を供給する
    ことを特徴とする請求項15又は請求項16に記載のノズルのメンテナンス方法。
  18. 前記洗浄工程の後、前記第2供給口から気体を供給して前記流路内の前記洗浄液を前記吐出口から排出させる乾燥工程を備える
    ことを特徴とする請求項15から請求項17のうちいずれか一項に記載のノズルのメンテナンス方法。
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