JP5893443B2

JP5893443B2 - 塗布装置及び口金認識方法

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Publication number: JP5893443B2
Application number: JP2012049177A
Authority: JP
Inventors: 展雄堀内; 学釜谷; 雄悟福島
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: JP2013184085A

Description

本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布装置に関するものであり、特に、複数種類の口金部を載せ替え可能であって、現在搭載されている口金部の種別を容易に認識できる塗布装置及び口金認識方法に関するものである。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、ガラス等からなる基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板という）が使用されている。この塗布基板は、レジスト液（以下、塗布液と称す）を均一に塗布する塗布装置によって形成されている（下記特許文献１参照）。すなわち、塗布装置は、基板を載置するステージと、塗布液を吐出する塗布部とを有しており、口金部のスリットノズルから塗布液を吐出させながら、基板と塗布部とを相対的に移動させる塗布動作を行うことにより、所定厚さの塗布膜が基板上に形成されるようになっている。

このような塗布装置では、塗布幅はスリットノズルの長手方向寸法によって決定され、塗布幅の変更はできないようになっている。ところが、近年では、さまざまな商品の品種に対応する必要があり、様々な寸法の塗布基板を形成する必要がある。そこで、下記特許文献１に示すようにスリットノズルの吐出口の開口寸法を変更できる塗布幅変更機構を備えた塗布装置が開発されており、様々な寸法の塗布基板の生産が行われる。

特開平１０−０９９７６４号公報

しかし、上記塗布装置では、塗布精度を維持することが困難であるという問題があった。すなわち、上記塗布装置では、スリットノズルの吐出口を移動可能な板により吐出口幅を調整する構成であるため、完全には板が固定されていない。そのため、塗布動作により塗布液に圧がかかると振動等が発生し、形成される塗布膜にムラが発生する場合があり、塗布幅変更機構を設けていない従来塗布装置に比べて塗布精度が悪く、塗布精度が要求される塗布基板の生産には用いることが難しいという問題があった。

また、塗布幅を変更すると、基板に塗布するための塗布条件が変化するため、口金部に塗布液を供給するポンプの加減速、吐出速度、塗布量等の塗布条件は、塗布基板を生産する前に作業員が入力して設定する必要がある。このような作業を塗布幅に応じて塗布基板毎に行っていると、変更しなければならない塗布条件が多いため、人為的な入力ミスが生じ不良塗布基板が生産され歩留まりが悪くなるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、塗布精度を落とすことなく容易に口金部の塗布幅を変更することができ、また塗布幅が変更されても塗布条件の変更ミスが生じるのを抑えることのできる塗布装置及び口金認識方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、基板を載置するステージと、塗布液が貯留される口金本体と口金本体に貯留された塗布液が吐出される吐出口が一方向に延びて形成されるスリットノズルを有する口金部と、を備え、前記口金部と前記ステージとを相対的に移動させることにより、基板上に塗布膜を形成する塗布装置であって、前記口金部は、スリットノズルの長さが異なる複数の種類の口金部が載せ替え可能になっており、前記スリットノズルの長手方向端部には、吐出口位置よりも口金本体側に切り取られた切欠部が形成されており、前記スリットノズルとステージとの距離を計測するギャップセンサが前記ステージに取付けられており、このギャップセンサにより前記切欠部の位置を計測することにより、口金部の種別が判別されることを特徴としている。

また、上記課題を解決するために本発明の口金認識方法は、基板を載置するステージと、塗布液が貯留される口金本体と口金本体に貯留された塗布液が吐出される吐出口が一方向に延びて形成されるスリットノズルを有する口金部と、を備え、前記口金部と前記ステージとを相対的に移動させることにより、基板上に塗布膜を形成する塗布装置の口金認識方法であって、前記口金部は、スリットノズルの長さが異なる複数の種類の口金部が載せ替え可能になっており、前記スリットノズルの長手方向端部に吐出口位置よりも口金本体側に切り取られた切欠部を、前記スリットノズルとステージとの距離を計測するギャップセンサで計測することにより、現在搭載されている口金部の種別を判別することを特徴としている。

上記塗布装置及び口金認識方法によれば、スリットノズルの長さが異なる複数種類の口金部が載せ替えることによりスリットノズルの長さが異なる口金部自体を変更することができるため、スリットノズルの吐出口幅を調節する従来の塗布装置に比べて、塗布精度を落とすことなく容易に塗布幅を変更することができる。そして、スリットノズルの長手方向端部に設けられた切欠部をギャップセンサで計測することにより、現在搭載されている口金部の種別を判別できるため、この情報を基にして塗布条件の設定を行うことができる。したがって、従来の塗布装置に比べて塗布条件変更ミスにより不良基板が生産され歩留まりが悪くなるというという問題を抑えることができる。

また、前記口金本体には、塗布液が一時的に貯留されるマニホールドと、このマニホールドに存在するエアを排出させるエアベント孔とが形成されており、それぞれ種別の異なる口金部それぞれのエアベント孔の位置は、長手方向において共通の位置に形成されている構成にしてもよい。

この構成によれば、種別の異なる口金部に載せ替えた場合であっても、マニホールドに存在するエアをスムーズに排出させることができる。すなわち、エアベント孔は通常マニホールドの長手方向端部位置に設けられており、スリットノズルの長手方向寸法が異なると、エアベント孔の位置も変更されるため、エアベント孔に接続される配管を再施工、交換が必要になるが、種別の異なる口金部のエアベント孔の位置を長手方向において共通の位置に形成しているため、口金部交換の際にエアベント孔に接続される配管を再施工、交換という不要な作業を避けることができる。

本発明の塗布装置及び口金認識方法によれば、塗布精度を落とすことなく容易に口金部の塗布幅を変更することができ、また塗布幅が変更されても塗布条件の変更ミスが生じるのを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る塗布装置を示す斜視図である。塗布ユニットの脚部付近を示す概略図である。口金部と廃液タンクとを概略的に示す図である。口金部のマニホールドを示す図である。口金部の図であり、（ａ）は口金部を長手方向から見た図であり、（ｂ）は口金部を側面から見た図である。スリットノズルの長さの異なる口金部を上下方向に配置し、口金部とステージのギャップセンサとの関係を示す図である。スリットノズルの長さの異なる口金部のマニホールドを示す図であり、（ａ）は、最大塗布幅口金部を示す図であり、（ｂ）は、スリットノズルの寸法が短い口金部を示す図である。口金部の判別動作を示すフローチャートである。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態における塗布装置を概略的に示す斜視図であり、図２は、
塗布ユニットの脚部付近を示す図である。

図１、図２に示すように、塗布装置は、基板１０上に薬液やレジスト液等の液状物（以下、塗布液と称す）の塗布膜を形成するものであり、基台２と、基板１０を載置するためのステージ２１と、このステージ２１に対し特定方向に移動可能に構成される塗布ユニット３０とを備えている。

なお、以下の説明では、塗布ユニット３０が移動する方向をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

前記基台２には、その中央部分にステージ２１が配置されている。このステージ２１は、搬入された基板１０を載置するものである。このステージ２１には、基板保持手段が設けられており、この基板保持手段により基板１０が保持されるようになっている。具体的には、ステージ２１の表面に形成された複数の吸引孔が形成されており、この吸引孔に吸引力を発生させることにより基板１０をステージ２１の表面に吸着させて保持できるようになっている。

また、ステージ２１には、基板１０を昇降動作させる基板昇降機構が設けられている。具体的には、ステージ２１の表面には複数のピン孔が形成されており、このピン孔にはＺ軸方向に昇降動作可能なリフトピン（不図示）が埋設されている。すなわち、ステージ２１の表面からリフトピンを突出させた状態で基板１０が搬入されるとリフトピンの先端部分が基板１０に当接して基板１０を保持することができる。そして、その状態からリフトピンを下降させてピン孔に収容させることにより、基板１０をステージ２１の表面に載置することができるようになっている。

また、ステージ２１の側面部分には、口金部３４の高さを計測するギャップセンサ８が取付けられている。本実施形態では、Ｙ軸方向両端部分に取付けられている。本実施形態では、Ｙ軸方向端部に設けられている。

これらのギャップセンサ８は、接触型のギャップセンサ８であって、後述の口金部３４のスリットノズル３４ａに接触することにより口金部３４の高さを計測できるようになっている。このギャップセンサ８は、センサ本体８１とセンサ本体８１から一方向に伸縮可能な接触軸８２とを備えており、センサ本体８１から接触軸８２が延伸し、接触軸８２が計測対象物に接触することにより、高さ位置を計測できるようになっている。具体的には、ステージ２１の表面に石製ブロックを置き、この石製ブロックに接触軸８２を当接させる。これによりステージ２１の表面高さが計測され、この状態をギャップセンサ８の原点に設定される。そして、石製ブロックを取り去った後、搭載された口金部３４を移動させてスリットノズル３４ａがギャップセンサ８上に位置する状態で停止させ、スリットノズル３４ａに接触軸８２を当接させることにより、口金部３４の高さを計測できる。すなわち、このギャップセンサ８により、ステージ２１とスリットノズル３４ａとの距離が計測される。また、これらギャップセンサ８は、制御装置と接続されており、ギャップセンサ８で計測された計測値が制御装置に入力されるようになっている。

また、塗布ユニット３０は、基板１０上に塗布液を吐出して塗布膜を形成するものである。この塗布ユニット３０は、図１，図２に示すように、基台２と連結される脚部３１とＹ軸方向に延びる口金部３４とを有しており、基台２上をＹ軸方向に跨いだ状態でＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。具体的には、基台２のＹ軸方向両端部分にはそれぞれＸ軸方向に延びるレール２２が設置されており、脚部３１がこのレール２２にスライド自在に取り付けられている。そして、脚部３１にはリニアモータ３３が取り付けられており、このリニアモータ３３を駆動制御することにより、塗布ユニット３０がＸ軸方向に移動し、任意の位置で停止できるようになっている。

また、塗布ユニット３０の脚部３１には、図２に示すように、塗布液を塗布する口金部３４が取り付けられている。具体的には、この脚部３１にはＺ軸方向に延びるレール３７と、このレール３７に沿ってスライドするスライダ３５が設けられており、これらのスライダ３５と口金部３４とが連結されている。そして、スライダ３５にはサーボモータにより駆動されるボールねじ機構が取り付けられており、このサーボモータを駆動制御することにより、スライダ３５がＺ軸方向に移動するとともに、任意の位置で停止できるようになっている。すなわち、口金部３４が、ステージ２１に保持された基板１０に対して接離可能に支持されている。

また、口金部３４は、塗布液を吐出して基板１０上に塗布膜を形成するものである。この口金部３４は、一方向に延びる形状を有する柱状部材であり、塗布ユニット３０の移動方向とほぼ直交するように設けられている。この口金部３４は、塗布液を吐出するスリットノズル３４ａを有している。スリットノズル３４ａは長手方向に延びる形状を有しており、スリットノズル３４ａの先端部分には大気に開口する吐出口が長手方向に延びるように形成されている。そして、口金部３４に供給された塗布液に圧力をかけるとスリットノズル３４ａの吐出口から塗布液が長手方向に亘って一様に吐出されるようになっている。したがって、このスリットノズル３４ａから塗布液を吐出させた状態で塗布ユニット３０をＸ軸方向に走行させることにより、スリットノズル３４ａの長手方向に亘って基板１０上に一定厚さの塗布膜が形成されるようになっている。なお、塗布液を塗布するために、スリットノズル３４ａから塗布液を吐出させた状態で塗布ユニット３０を移動させる動作を本実施形態では、塗布動作と呼ぶことにする。

また、図３，図４に示すように、口金部３４は、塗布液を貯留するマニホールド４１と、このマニホールド４１に塗布液を供給する塗布液供給孔４２と、マニホールド４１に存在する気泡や空気溜まりなどのエアを排出させるエアベント孔４３とを有している。ここで、図３は、口金部と廃液タンクとを概略的に示す図、図４は、口金部３４のマニホールド４１を示す図である。なお、エアベント孔４３は、紙面に向かって左側にあるエアベント孔４３を特にエアベント孔４３Ｌと称し、右側にあるエアベント孔４３を特にエアベント孔４３Ｒと称し、それぞれ区別なく指す場合は、単にエアベント孔４３と称す。

マニホールド４１は、供給された塗布液を一時的に貯留する部分であり、本実施形態では、口金部３４の内部に長手方向に沿って形成されている。具体的には、口金部３４の長手方向に沿って延びる形状を有しており、長手方向中央部分の中央部４１ａで最も高く、長手方向両端部分の側端部４１ｂで低くなるように形成されており、下側部分はスリットノズル３４ａの吐出口に連通されている。中央部４１ａの頂上部分は、エア抜き穴４４と連通しており、そのエア抜き穴４４の下側部分には塗布液供給孔４２が連通されている。この塗布液供給孔４２は、塗布液を供給するポンプ５１と供給配管５５で連結されており、ポンプ５１を作動させて塗布液を供給すると、塗布液供給孔４２から塗布液がマニホールド４１に供給される。そして、マニホールド４１内のエアα及び、供給された塗布液中のエアαは、浮力によって中央部４１ａに集まり、エア抜き穴４４を通じて排出されるようになっている。

また、エア抜き穴４４は、エア抜き配管５２に接続されており、このエア抜き配管５２は廃液タンク６０に接続されている。すなわち、マニホールド４１のエアα（エアαが混入した塗布液を含む）は、エア抜き穴４４を通じてエア抜き配管５２を通り、この廃液タンク６０に排出される。この配管には、エア抜きバルブ５２ａが設けられている。塗布動作は、このエア抜きバルブ５２ａを閉めた状態で行われることにより、塗布動作中には供給された塗布液がエア抜き穴４４を通じて漏れることがないようになっている。

廃液タンク６０は、マニホールド４１のエアα及び、塗布液に気泡として混在するエアαを貯めるものである。この廃液タンク６０は、本実施形態では、塗布装置に１つだけ設けられており、塗布ユニット３０の脚部３１に設けられている（図２参照）。この廃液タンク６０には、口金部３４と接続されるエア抜き配管５２、後述する廃液配管５３が接続されており、マニホールド４１から排出されるエアα及びエアαを含む塗布液が廃液タンク６０に溜められるようになっている。また、廃液タンク６０には、液面センサ（不図示）が取付けられており、廃液が満量になったことを検知し、装置外部に設置された廃液ポンプ（不図示）により廃液タンク６０から装置外部へ廃液を排出するようになっている。なお、廃液タンク６０は、脚部３１に取付けられているため、塗布ユニット３０が移動しても口金部３４と廃液タンク６０との距離は変わらない。したがって、廃液タンク６０に接続されるエア抜き配管５２、廃液配管５３は一定の長さに保たれている。

エアベント孔４３は、エアベント処理においてマニホールド４１内のエアαを排出するためのものであり、口金部３４の長手方向両端部に１つずつ計２つ設けられている。ここで、エアベント処理とは、基板１０上にエアαがスリットノズル３４ａから吐出されることのないようにマニホールド４１のエアαを除去する処理であり、通常、塗布動作が行われる前に行われる。具体的には、マニホールド４１を洗浄した後、又は、口金部３４を新しい口金部３４に交換した後、塗布液供給孔４２から塗布液を供給することによって行われる。すなわち、塗布液供給孔４２から塗布液を供給することにより、マニホールド４１のエアαをスリットノズル３４ａ、エア抜き穴４４、エアベント孔４３から押し出すことにより、マニホールド４１からエアαを排出する。

このエアベント孔４３は、マニホールド４１に連通して形成されており、廃液配管５３に接続されている。これにより、エアベント処理の際に、マニホールド４１のエアα及びエアαを含む塗布液がエアベント孔４３から廃液配管５３を通じて廃液タンク６０に排出されるようになっている。これらの廃液配管５３は、共通の廃液タンク６０に接続されており、いずれのエアベント孔４３から排出されたエアα及びエアαを含む塗布液であっても、廃液タンク６０に排出される。この廃液配管５３は、口金部３４に沿って延びる平行部分５３１と、これに直交する垂直部分５３２とを有している。すなわち、エアベント孔４３に接続される側の反対側の平行部分５３１には、９０度方向を変える継ぎ手５４が連結されており、この継ぎ手５４に連結される垂直部分５３２が廃液タンク６０に接続されている。これにより、エアベント孔４３を出たエアα及びエアαを含む塗布液は、平行部分５３１及び垂直部分５３２を経由し、廃液タンク６０に排出される。

また、廃液配管５３は、その廃液配管５３で生じる圧力損失が等しくなるように設定されている。具体的には、廃液配管５３の配管径、配管長さを調節することにより圧力損失が設定されている。すなわち、図３に示すように、廃液配管５３は、その平行部分５３１は同径のものが使用されている（図３では、廃液配管５３を示す線の太さが配管内径を示している）。

廃液タンク６０は、エアベント孔４３Ｒの近くに設置されているため、廃液配管５３の平行部分５３１は、エアベント孔４３Ｌに連結されるものに比べてエアベント孔４３Ｒに接続されるものの方が短い。そのため、この平行部分５３１のみを比較した場合は、圧力損失がエアベント孔４３Ｌの方が大きい。一方、垂直部分５３２を比較した場合、エアベント孔４３Ｒに接続される廃液配管５３は、エアベント孔４３Ｌに接続される廃液配管５３よりも小径に形成されている。すなわち、垂直部分５３２の圧力損失は、エアベント孔４３Ｒに連結される廃液配管５３の方が大きくなるように設定されている。すなわち、廃液タンク６０を共通にすることでエアベント孔４３に接続される廃液配管５３の長さが異なるため、廃液配管５３の一部を小径に形成することにより、廃液配管５３全体に生じる圧力損失がいずれの廃液配管５３においても等しくなるように設定されている。本実施形態では、エアベント孔４３に接続される廃液配管５３の平行部分５３１は同径の配管を使用し、垂直部分５３２のみ径の異なる廃液配管５３を使用して圧力損失を調節している。このように、エアベント孔４３に直接接続する廃液配管５３の平行部分５３１を同径にすることで、口金部３４の製作コストを下げることができるとともに、垂直部分５３２の径を変化させる方が圧力損失の調節が行いやすい。なお、圧力損失を等しく設定するとは、完全に一致させる場合のみではなく、いずれのエアベント孔４３からもエアαがスムーズに排出され、排出の度合いが同程度になるように設定されていればよい。

さらに、本実施形態では、これらすべての廃液配管５３で生じる圧力損失の合計値が、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込まない範囲で、スリットノズル３４ａで生じる圧力損失よりも小さくなるように設定されている。これにより、エアベント処理の際、供給した塗布液をスリットノズル３４ａからムダに排出される量を抑えることができる。すなわち、エアベント処理の際、塗布液供給孔４２から塗布液を供給すると、マニホールド４１に存在するエアαはスリットノズル３４ａ、エア抜き穴４４及びエアベント孔４３から排出され、マニホールド４１に塗布液が貯留されると、エアαが浮力により上昇し、エアα及びエアαを含む塗布液がエア抜き穴４４及びエアベント孔４３から排出される。この状態で、すべての廃液配管５３で生じる圧力損失の合計値よりスリットノズル３４ａで生じる圧力損失値が小さくなるほど、エアベント孔４３から排出されるよりも、スリットノズル３４ａから排出されやすくなる。しかし、エアαは浮力で上昇してしまっているため、排出されやすいスリットノズル３４ａからは、エアαの混入しない塗布液が大量に排出されてしまう。したがって、廃液配管５３で生じる圧力損失の合計値が、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込まない範囲で、スリットノズル３４ａで生じる圧力損失よりも小さく設定することにより、スリットノズル３４ａから排出されにくくなり、エアαが浮力により上昇してもスリットノズル３４ａからの排出が抑えられ、塗布液がムダに捨てられるのを防止することができる。

また、ここでいうスリットノズル３４ａからのエアα吸い込みとは、後述の廃液バルブ５３ａが開かれた全ての廃液配管５３の圧力損失の合計値が、スリットノズル３４ａで生じる圧力損失に比べ、著しく小さい場合に、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込んで、廃液配管５３へ液が流れる現象のことで、通常は塗布液供給孔４２より供給された塗液は圧損の比率により、スリットノズル３４ａと廃液配管５３へ割り振られるが、この場合、塗布液供給孔４２より供給された塗布液よりも多く廃液配管５３へ液が流れる。すなわち、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込まない範囲とは、塗布液供給孔４２から供給された塗布液が、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込まない程度に、最大限廃液配管５３にエアα及びエアαを含む塗布液が排出される状態をいう。

なお、この廃液配管５３には、廃液バルブ５３ａが設けられている。塗布動作中は、この廃液バルブ５３ａを閉めた状態で行われることにより、塗布動作中には供給された塗布液がエアベント孔４３を通じて漏れることがないようになっている。

また、口金部３４は載せ替え可能に構成されており、複数種類の口金部３４を搭載することができる。これらの口金部３４は、外形寸法が共通に設計されており、スリットノズル３４ａの長手方向寸法を変えて設計されている。これらの口金部３４は、製品に必要な塗布幅に合わせて口金部３４が選択されて搭載される。

ここで、図５は、口金部３４の図であり、図５（ａ）は口金部３４を長手方向から見た図であり、図５（ｂ）は口金部３４を側面から見た図である。図５に示すように、口金部３４は、口金本体３４１とスリットノズル３４ａを有しており、口金本体３４１に形成されたマニホールド４１に貯留された塗布液に圧力をかけることにより、スリットノズル３４ａの吐出口から吐出されるようになっている。塗布幅は、スリットノズル３４ａの吐出口の幅寸法で決定され、製品の種類に応じて吐出口幅が設定されている。また、スリットノズル３４ａの長手方向端部には、切欠部３４ｂが形成されている。

この切欠部３４ｂは、塗布幅の精度を出すために設けられており、スリットノズル３４ａの吐出口の位置よりも口金本体３４１側に切り取られることによって形成されている。すなわち、切欠部３４ｂが設けられていない場合、スリットノズル３４ａの吐出口から吐出された塗布液は、スリットノズル３４ａの長手方向端部と基板１０との隙間に回り込んで塗れ広がりが生じ、基板１０上に形成された塗布膜が設計通りの塗布幅に形成されない問題が生じる場合がある。それを回避するため、吐出口の位置よりも口金本体３４１側に切り込まれる切欠部３４ｂを設け、塗布液がスリットノズル３４ａの長手方向端部と基板１０との隙間に回り込むのを防止することができる。この切欠部３４ｂは、本実施形態では、スリットノズル３４ａの吐出口面と平行に形成されている。すなわち、吐出口幅に応じてスリットノズル３４ａの吐出口面と切欠部３４ｂとの高さ方向における位置関係が精度よく形成されている。本実施形態では、吐出口幅が短くなるにしたがって、吐出口面と切欠部３４ｂとの距離（切り上げ量）が大きくなるように形成されている。ここで、図６は、スリットノズル３４ａの長さの異なる口金部３４を上下方向に配置し、口金部３４とステージ２１のギャップセンサ８との関係を示す図であり、上から下に行くに従ってスリットノズル３４ａの長さが短い口金部３４を配置している。図６からわかるように、スリットノズル３４ａの長さが短くなるほど、切り上げ量は大きくなっている（切り上げ量ａ＜切り上げ量ｂ）。

この切り上げ量は、スリットノズル３４ａの長さに応じて設定されており、切り上げ量を計測することにより塗布装置に現在搭載されている口金部３４の種別が判別できるようになっている。本実施形態では、ステージ２１に設けられたギャップセンサ８で切り上げ量を計測することにより現在搭載されている口金部３４のタイプが判別できるようになっている。

具体的には、ギャップセンサ８は、切欠部３４ｂに接触する位置に設けられており、口金部３４が搭載された状態で切欠部３４ｂの高さ位置を測定することで口金部３４のタイプが判別される。なお、スリットノズル３４ａが最も長いタイプの口金部３４（最大塗布幅口金部３４）におけるスリットノズル３４ａの長手方向端部位置に接触するように設けられている。すなわち、スリットノズル３４ａが最大塗布幅口金部３４については吐出口面に接触し、スリットノズル３４ａがこれより短いタイプの口金部３４については切欠部３４ｂに接触する位置に設けられている。そして、制御装置には口金部３４のタイプと切欠部３４ｂの高さ位置のデータ（ステージ２１を基準とした高さ位置データ）が関連づけて記憶されている。一方、口金部３４は、載せ替え動作を行う際、スライダ３５の位置が交換位置で停止した状態が保たれる。具体的には、直前に搭載していた口金部３４のスリットノズル３４ａの高さ位置情報が制御装置に記憶されている。そのため、口金部３４の搭載位置は口金部３４の交換前後でほぼ変化しない。そして、この各種口金部３４に設けられる切欠部３４ｂの切欠量は、口金を交換する際の搭載位置の微少なズレ量や、各種口金の製作誤差を考慮し、これら微小なズレ量や各種口金の製作誤差に影響を受けない切欠量である。したがって、搭載された口金部３４の切欠部３４ｂの高さ位置を計測することにより、計測値が制御装置に入力され、その計測値を基に搭載された口金部３４が判別できるようになっている。なお、最大塗布幅口金部３４については、吐出口面の高さ位置を計測することにより判別される。

また、口金部３４は、上述したようにエアベント孔４３が長手方向両端部に２つ設けられており、それぞれの口金部３４において共通の位置に形成されている。具体的には、図７に示すように、エアベント孔４３はマニホールド４１の長手方向両端位置に設けられており、スリットノズル３４ａの寸法が短い口金部３４については、マニホールド４１とエアベント孔４３を連結する延長流路４１ａが設けられており、この延長流路４１ａによりすべての口金部３４のエアベント孔４３の位置が共通の位置に配置されるようになっている。これにより、口金部３４を載せ替えた場合に、廃液配管５３の連結に再施工、交換作業を不要にすることができる。

この延長流路４１ａは、マニホールド４１の径よりも小径になるように形成されている。すなわち、延長流路４１ａが必要な口金部３４では、延長流路４１ａが不要な口金部３４（最大塗布幅口金部３４）に比べてスリットノズル３４ａの寸法が小さいことから、スリットノズル３４ａに発生する圧力損失は増大する。そのため、スリットノズル３４ａの寸法が小さくなるにしたがってエアベント孔４３に流れやすくなるという現象が発生する。したがって、延長流路４１ａの径を小さくして圧力損失を高めることにより、すべての廃液配管５３の圧力損失の合計値は、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込まない範囲で、スリットノズル３４ａの圧力損失よりも小さくなるように設定されている。これにより、エアベント処理に使用する塗布液の量を抑えることができる。すなわち、エアベント処理を行うことによりマニホールド４１が塗布液で満たされると、エアαが浮上しスリットノズル３４ａ付近には残存するエアαが少なくなるため、スリットノズル３４ａから排出される塗布液にはほとんどエアが含まれず、塗布液がそのまま排出されるという捨て打ち状態になる。そこで、すべての廃液配管５３の圧力損失の合計値は、スリットノズル３４ａからエアαを吸い込まない範囲で、スリットノズル３４ａの圧力損失よりも小さく設定されていることにより、マニホールド４１のエアα及びエアαを含む塗布液が廃液配管５３から流れやすくなり、すべての廃液配管５３から排出されるエアαを含む塗布液の量が、スリットノズル３４ａを通じて排出されるエアαを含む塗布液の量よりも多量になるため、エアを含む塗布液が廃液配管５３を通じて積極的に排出される。したがって、スリットノズル３４ａからムダに排出される塗布液の量（エアαを含まない塗布液の量）を抑えられ、エアベント処理に使用する塗布液の量を抑えることができる。

また、この塗布装置には制御装置（不図示）が設けられている。この制御装置は、塗布装置の動作を統括的に制御するものであり、各サーボモータ、リニアモータ３３を駆動制御する。そして、制御装置には、記憶装置が備えられており、この記憶装置に各種必要なデータが記憶されている。具体的には、口金部３４の種別に応じた切欠量、各塗布幅に応じた塗布ユニット３０の移動速度、塗布量、ポンプ吐出速度等の塗布条件（塗布レシピ）が記録されている。

次に、本実施形態の塗布装置における口金認識方法について、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１において、口金部３４の交換を行う。具体的には、これから生産する製品に対応した塗布幅で塗布できる口金部３４を選定し、現在、塗布装置に搭載されている口金部３４を選定された口金部３４に載せ替える。本実施形態では、現在搭載されている口金部３４が最大塗布幅口金部３４であり、この最大塗布幅口金部３４をスリットノズル３４ａの短い口金部３４（例えば最小塗布幅口金部３４）に載せ替える場合について説明する。この載せ替え動作の際、口金部３４に連結されるスライダー３５はロックされるため、口金部３４の載せ替え動作で口金部３４のＺ方向位置はほぼ変化しないようになっている。

次に、口金部３４の種別を入力する（ステップＳ２）。具体的には、生産する基板１０の塗布幅に応じた口金部３４、例えば、最小塗布幅口金部３４を入力する。ここで入力された口金部３４の種別情報は、制御装置で一時的に記憶される。

次に、ノズルギャップの測定が行われる（ステップＳ３）。すなわち、搭載された口金部３４のスリットノズル３４ａのＺ方向位置が測定される。具体的には、塗布ユニット３０を移動させてスリットノズル３４がギャップセンサ８の接触軸８２上に位置した状態で停止させる。そして、センサ本体８１から接触軸８２を延伸させてスリットノズル３４ａに接触軸８２を接触させることによりスリットノズル３４ａのＺ方向位置を測定する。ここで、搭載されている口金部３４が最小塗布幅口金部３４であるため、ギャップセンサ８の接触軸８２は、スリットノズル３４ａではなく、切欠部３４ｂに接触する。すなわち、ステージ２１の表面から切欠部３４ｂまでの高さが測定される。

次に、口金部３４の種別が判定される（ステップＳ４）。具体的には、ギャップセンサ８による測定値が制御装置に入力され、制御装置に記憶されたデータから、現在搭載されている口金部３４の種別が判別される。本実施形態では、最小塗布幅口金部３４と判別される。そして、この判別された情報と、ステップＳ２で入力された情報とが一致しているか否かが判定される。すなわち、口金部３４の種別を入力した作業者の意思と塗布ユニット３０に搭載された口金部３４とが一致している場合には、ステップＳ４においてＹＥＳの方向に進み、塗布レシピの変更が行われ（ステップＳ５）、各塗布幅に応じた塗布ユニットの移動速度、塗布量、ポンプ吐出速度等の塗布条件が最小塗布幅口金部３４に応じた塗布条件に変更される。

次にエアベント処理が行われる（ステップＳ６）。このエアベント処理によりマニホールド４１のエアαをスムーズに排出させることができる。具体的には、塗布液供給孔４２から塗布液を供給することにより、マニホールド４１に塗布液が満たされると共に、すでに存在していた空気溜まりがスリットノズル３４ａ、エア抜き穴４４、エアベント孔４３から押し出されることにより排出される。このとき、スリットノズル３４ａ、エア抜き穴４４、エアベント孔４３からは、エアαのみならず、エアαを含む塗布液も同時に排出される。そして、マニホールド４１にほぼ塗布液が満たされた状態になると、空気溜まりはほぼなくなるものの、満たされた塗布液中には気泡などのエアαが存在しているため、塗布液供給孔４２から塗布液を供給し続けることにより、残存している気泡を押し出して排出する。すなわち、残存しているエアαは浮力により上昇し、主にエア抜き穴４４から排出される。そして、エア抜き穴４４に移動しないエアαについては、塗布液の供給圧でエアベント孔４３から押し出して排出される。本実施形態では、エアベント孔４３に連結されるそれぞれの廃液配管５３の圧力損失が、ほぼ等しく設定されているため、塗布液供給孔４２から供給される塗布液の供給圧がエアベント孔４３から廃液配管５３に抜ける方向に伝わり、エア抜き穴４４から排出されきれないエアαがエアベント孔４３を通じてエアαを含む塗布液が廃液タンク６０に排出される。

このエアベント処理が終了すると、塗布動作を開始させ塗布幅変更後の製品の生産が開始される（ステップＳ７）。

なお、ステップＳ４において、口金部３４の種別が異なる場合、すなわち、切欠部３４ｂを測定することにより判別された情報と、ステップＳ２で入力された情報とが一致していない場合には、ステップＳ４においてＮＯの方向に進み、口金部３４の種別判定エラーとなりアラームにより作業者に知らせるようになっている。

スリットノズル３４ａの長さが異なる複数種類の口金部３４が載せ替えることによりスリットノズル３４ａの長さが異なる口金部自体を変更することができるため、スリットノズル３４ａの吐出口幅を調節する従来の塗布装置に比べて、塗布精度を落とすことなく容易に塗布幅を変更することができる。そして、スリットノズル３４ａの長手方向端部に設けられた切欠部３４ｂをギャップセンサ８で計測することにより、現在搭載されている口金部３４の種別を判別できるため、この情報を基にして塗布条件の設定を行うことができる。したがって、従来の塗布装置に比べて塗布条件変更ミスにより不良基板１０が生産され歩留まりが悪くなるというという問題を抑えることができる。

上記実施形態では、口金部３４の載せ替え動作の際、スライダ３５が固定されるため、。すなわち、制御装置に記憶されているスリットノズル３４ａのＺ方向位置の情報に基づき、ステージ２１から切欠部３４ｂの高さ位置により口金部３４の種別を判定する例について説明したが、切欠部３４ｂの切欠量から口金部３４の種別を判定するものであってもよい。例えば、口金部３４にスリットノズル３４ａよりも前方側に、スリットノズル３４ａと異物との衝突を避けるためのガードバー３４ｃが設けられている場合、そのガードバーをスリットノズル３４の先端位置と同じ位置に設定しておき、口金部３４を載せ替えた際に、まず、ギャップセンサ８によりガードバー３４ｃの高さ位置を測定し、次いで、塗布ユニットを移動させて切欠部３４ｂを測定することにより、ガードバー３４ｃの高さ位置と切欠部３４ｂの高さ位置から、切欠部３４ｂの切欠量を算出し、この切欠部３４ｂの切欠量から口金部３４の種別を判定するものであってもよい。

この場合、なんらかの事情により装置電源を切った場合や、制御装置に記憶されているZ方向位置の情報が消失した場合にでも、ガードバー３４ｃと切欠部３４ｂの切欠量を算出することで、装置の状況によらず口金部３４の種別を正確に判別することができる。

また、上記実施形態では、スリットノズル３４ａの長さが短くなるにしたがって、切欠部３４ｂの切欠量を大きくする例について説明したが、スリットノズル３４ａの長さが長くなるに従って、切欠部３４ｂの切欠量を大きくするものであってもよい。ただ、上記実施形態のように、スリットノズル３４ａの長さが長くなる場合に切欠量が小さくなる構成の方が、スリットノズル３４ａの最大長の場合に、切欠部３４ｂを設けず、ギャップセンサ８による測定箇所を吐出面に設定できるため、長手方向が同じ寸法の口金部３４であってもスリットノズル３４ａの長手方向寸法を大きくとれる点で好ましい。

なお、上記実施形態では、最大塗布幅口金部３４については、吐出面の高さ位置を計測することにより判別される例について説明したが、最大塗布幅口金部３４であっても、切欠部３４ｂを設け、この切欠部３４ｂをギャップセンサ８で測定することにより、口金部３４の種別を判定するものであってもよい。

この場合、常に液が吐出されない部分を測定できる為、スリットノズル３４ａに接触するギャップセンサ８の接触軸８２が塗布液で汚染されない。これにより附着した塗布液が固化することによる、高さ測定精度の悪化や異物がスリットノズル３４ａに再付着することを回避することができる。

なお、上記実施形態では、ギャップセンサ８の接触軸８２がスリットノズル３４ａに接触する場合について説明したが、ギャップセンサ８はレーザや超音波による非接触センサでスリットノズル３４ａのＺ方向位置を測定するものであってもよい。

８ギャップセンサ
１０基板
２１ステージ
３０塗布ユニット
３４口金部
３４ａスリットノズル
３４ｂ切欠部
４１マニホールド
４１ａ延長流路
４３エアベント孔
５３廃液配管
６０廃液タンク

Claims

基板を載置するステージと、
塗布液が貯留される口金本体と口金本体に貯留された塗布液が吐出される吐出口が一方向に延びて形成されるスリットノズルを有する口金部と、
を備え、前記口金部と前記ステージとを相対的に移動させることにより、基板上に塗布膜を形成する塗布装置であって、
前記口金部は、スリットノズルの長さが異なる複数の種類の口金部が載せ替え可能になっており、
前記スリットノズルの長手方向端部には、吐出口位置よりも口金本体側に切り取られた切欠部が形成されており、
前記スリットノズルとステージとの距離を計測するギャップセンサが前記ステージに取付けられており、このギャップセンサにより前記切欠部の位置を計測することにより、口金部の種別が判別されることを特徴とする塗布装置。
前記口金本体には、塗布液が一時的に貯留されるマニホールドと、このマニホールドに存在するエアを排出させるエアベント孔とが形成されており、それぞれ種別の異なる口金部それぞれのエアベント孔の位置は、長手方向において共通の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
基板を載置するステージと、
塗布液が貯留される口金本体と口金本体に貯留された塗布液が吐出される吐出口が一方向に延びて形成されるスリットノズルを有する口金部と、
を備え、前記口金部と前記ステージとを相対的に移動させることにより、基板上に塗布膜を形成する塗布装置の口金認識方法であって、
前記口金部は、スリットノズルの長さが異なる複数の種類の口金部が載せ替え可能になっており、
前記スリットノズルの長手方向端部に吐出口位置よりも口金本体側に切り取られた切欠部を、前記スリットノズルとステージとの距離を計測するギャップセンサで計測することにより、現在搭載されている口金部の種別を判別することを特徴とする塗布装置の口金認識方法。