JPH09164357A - 液体塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出口より均一に処理液を吐出する。 【解決手段】 基板１０の上方に配置される吐出ノズル
体２の下端に細長く伸びる吐出口２６が形成されてい
る。吐出ノズル体２内部には、ポンプ収納室２８が形成
され、この室内に吐出口２６に沿って細長く連なり、内
部に処理液が供給されるべローズポンプ２０が設けら
れ、べローズポンプ２０の開口部がスリット２４を介し
て吐出口２６に連通されている。また、ポンプ収納室２
８内には、モーター１４に接続された押板部２２が設け
られ、処理液吐出時にモーター１４が動作して押板部２
２がべローズポンプ２０の上部を押圧すると、吐出口２
６に向けて処理液が圧送され、吐出口２６より基板表面
に対して均一に処理液が吐出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル用
のガラス基板、半導体基板、セラミック基板、プリント
基板等の各種基板に処理液を吐出してこの基板表面に液
体を塗布する装置、特にその吐出ノズル体の構成に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネル用のガラス角型基板、半
導体装置の半導体基板などの各種基板に対し、その表面
にレジスト膜や現像液などの処理液を塗布する装置とし
て、いわゆるスピンコータが知られている。このスピン
コータでは、回転可能なスピンチャック上に基板を固定
保持し、保持した基板の中央部にノズルから処理液を滴
下する。その後、基板をスピンチャックと一体的に回転
させ、基板表面に滴下された処理液を遠心力によって拡
げ、基板表面全体に処理液を塗布する。このスピンコー
タは、基板表面に処理液を均一に塗布することができる
一方で、基板の端部まで処理液を塗布するために基板回
転時に基板の外に振り切られる余分な処理液を必要と
し、処理液の無駄な消費が多いという問題があった。

【０００３】そこで、吐出ノズルの吐出口より基板表面
に塗布液を吐出しながら吐出ノズル体を移動して、基板
表面に処理液を塗布する装置が提案されている。以下、
この装置について図５および図６を用いて説明する。な
お、図５は、この塗布装置の一部断面、図６は図５の吐
出ノズル体４０のＹ方向の一部断面を示している。

【０００４】図５に示すように、基板保持部１２上に吸
着保持された基板１０の上方に、吐出ノズル体４０が配
置され、吐出ノズル体４０の下端に形成された吐出口４
６から基板表面に向けて処理液が吐出される。なお、こ
の吐出ノズル体４０は、図示しないノズル駆動機構に吐
出ノズル体４０が取り付けられており、上記ノズル駆動
機構によって基板１０の上方を図中のＸ方向に往復可能
となっている。

【０００５】吐出ノズル体４０内部には単一の液溜め４
２が形成され、この液溜め４２の下端部は、Ｙ方向に伸
びるスリット４４に連通されている。スリット４４は吐
出ノズル体４０の下端まで伸び、基板１０のＹ方向（例
えば基板１０の短辺方向）の幅と同程度の幅を有する吐
出口４６を構成している。液溜め４２には、ポンプ４８
から送出される処理液が液供給路５０を介して供給さ
れ、液溜め４２はこの処理液を一時的に貯溜し、また処
理液をその下端からスリット４４を介して吐出口４６に
供給する。これにより、吐出口４６より基板表面に向け
て処理液が吐出される。

【０００６】吐出口４６からの処理液吐出と同時に、吐
出ノズル体４０を基板１０上を矢印方向Ａに移動するこ
とにより、基板表面に処理液層４が塗布される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、処理液の吐
出対象である基板１０、例えば液晶表示パネル用の基板
などは、液晶表示装置の大画面化に伴い、基板サイズが
大型化している。よって、このような大型の基板１０の
全面に対して処理液を塗布するために、吐出ノズル体４
０の吐出口４６の幅を基板１０のサイズに合わせてより
大きくすることが要求されている。

【０００８】しかしながら、吐出口４６の幅が広くなる
と、図６に示すように、吐出ノズル体４０の液供給口５
２からの距離の相違によって、液溜め４２内で矢印で示
す処理液の液圧にばらつきが発生する。このため、吐出
口４６からの処理液の吐出量が位置によって不均一とな
るという問題がある。

【０００９】例えば、図６のように、液供給口５２が吐
出ノズル体４０の上部中央に設けられている場合、液溜
め４２内の液圧は、その中央領域の方が端部領域より高
くなる。よって、細長い吐出口４６の中央付近から吐出
される液量は、吐出口４６の端部付近から吐出される液
量に比較して多くなり、結果として、基板１０の中央領
域に形成される処理液層４と端部領域に形成される処理
液層４とで、その厚さが相違することとなってしまう。

【００１０】このように、従来の塗布装置の構成では、
基板表面に対して均一に処理液を塗布することができな
いという問題があった。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れ、吐出ノズル体内部での処理液の液圧を均一として、
基板表面に処理液を均一に塗布できる塗布装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液体塗布装置は、以下のような特徴を有す
る。

【００１３】すなわち、吐出ノズル体の吐出口より液体
を吐出して液体を基板に塗布する装置であって、前記吐
出ノズル体は、前記基板表面に液体を吐出する細長いス
リット状の吐出口と、内部に前記液体が供給され、前記
吐出口に沿って細長く連なるべローズポンプであって、
その下端部が前記吐出口に連通されたべローズポンプ
と、前記ベローズポンプを押圧する押圧部と、を有す
る。この押圧部が前記べローズポンプを押圧することに
より、前記吐出口に向けて液体が圧送され、前記吐出口
より前記基板表面に液体が吐出される。

【００１４】このように押圧部が内部の液圧が均一なベ
ローズポンプを押して、液圧を上昇させ、ベローズポン
プから吐出口に同一圧力で液体を圧送する。従って、吐
出口の各位置から均一に液体を吐出でき、基板表面に均
一な厚さに液層を塗布することができる。

【００１５】また、前記べローズポンプと前記吐出口と
の連通経路には、前記吐出口から前記べローズポンプへ
の液体の逆流を防止する逆止弁と、前記ベローズポンプ
から前記吐出口への液体の供給を制御する開閉弁と、が
設けられていることを特徴とする。液体の非吐出時に
は、前記開閉弁が閉じられてべローズポンプから吐出口
への液体の供給が絶たれ、また吐出口からべローズポン
プへの液体の逆流が防止される。一方、液体吐出時に
は、開閉弁を開くと共にべローズポンプを押圧すること
によりべローズポンプから吐出口へ均一に液体が圧送さ
れる。

【００１６】また、上述のような装置において、前記押
圧部による前記ベローズポンプへの一回の押圧動作によ
り、一枚の基板表面のほぼ全面に前記液体を吐出する。
このため、一枚の基板に対して、ポンプ内の液圧を一定
に維持しながら液体を吐出でき、基板の各位置に均一量
の吐出液を吐出できる。

【００１７】本発明の別の発明では、吐出ノズル体より
液体を吐出して液体を基板に塗布する装置であって、前
記吐出ノズル体は、前記基板表面に液体を吐出する細長
いスリット状の吐出口と、内部が前記液体で満たされ、
前記吐出口に沿って細長く連なったポンプ室であって、
その下端部が前記吐出口に連通されたポンプ室と、前記
ポンプ室内を摺動して前記ポンプ室内の液体を押圧する
押圧部と、を有する。ここで、上記押圧部が前記ポンプ
室内の液体を押圧することにより、前記吐出口に向けて
液体が圧送され、前記吐出口より前記基板表面に液体が
吐出される。この構成においても、液体吐出に際し、ポ
ンプ室内の液圧が均一となるため、このポンプ室内から
吐出口に均一に液体を圧送でき、吐出口より均一に液体
を吐出することが可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。なお、既に説明した図面と対応
する部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００１９】［実施形態１］図１は本実施形態の塗布装
置の概略構成を示し、図２は図１の吐出ノズル体２のＸ
方向の概略断面構造、また図３は図１の吐出ノズル体の
Ｙ方向の概略断面構造を示す。

【００２０】液晶表示パネル用の角型のガラス基板など
の基板１０は、図示しない吸着機構によって基板保持部
１２上に吸着保持され、この基板１０上方に、基板１０
のＹ方向（通常は基板短辺）に沿って吐出ノズル体２が
配置されている。吐出ノズル体２は、図示しない所定の
ノズル駆動機構に取り付けられ、このノズル駆動機構に
よって基板１０の上方をＸ方向に移動可能となってい
る。

【００２１】吐出ノズル体２の内部にはポンプ収納室２
８が形成され、この室内に、吐出ノズル体２の長手方向
（Ｙ方向）に沿って細長く伸びるべローズポンプ２０が
設けられている。また、吐出ノズル体２の下部には、ベ
ローズポンプ２０と同様にＹ方向に細長く伸びるスリッ
ト２４が形成されている。そして、スリット２４の上端
部が上記ベローズポンプ２０の下端（開口部）に連通さ
れ、スリット２４の下端部が、基板１０のＹ方向の幅と
同程度の幅を有する吐出口２６を構成している。

【００２２】スリット２４のベローズポンプ２０との接
続部には、開閉弁３０ａおよび逆止弁３０ｂが設けられ
ている。開閉弁３０ａは、例えば電磁制御などにより、
処理液吐出時に開かれ、非吐出時には閉じられて、べロ
ーズポンプ２０からスリット２４への処理液３の供給を
制御している。また、逆止弁３０ｂは、スリット２４か
らべローズポンプ２０への処理液３の逆流を防止してい
る。

【００２３】べローズポンプ２０の開口部は、図３に示
すようにスリット２４のＹ方向幅と同等な幅を有し、べ
ローズポンプ２０の内部には、液供給路３４の液供給口
３６が延出されており、図示しない処理液供給部より液
供給路３４を経て、ベローズポンプ２０内部にレジスト
液や現像液、エッチング液、あるいは洗浄液などの各種
処理液３が供給されている。

【００２４】吐出ノズル体２上部には、ステッピングモ
ーターなどのモーター１４およびモーター１４の回転運
動を往復運動に変換するギアヘッド１６が設けられてい
る。ポンプ収納室２８内にはべローズポンプ２０を上部
より押圧する押板部２２が設けられ、押板部２２は、プ
ッシュロッド１８を介してギアヘッド１６に接続されて
いる。また、押板部２２は、べローズポンプ２０の上部
と同等、若しくはそれよりも多少大きく形成されてお
り、ポンプ収納室２８の内壁をガイドとしてプッシュロ
ッド１８と一体に往復運動し、べローズポンプ２０を上
部より均等に押圧可能となっている。

【００２５】よって、モーター１４を動作させると、こ
れに応じて押板部２２がベローズポンプ２０を押圧し、
例えば、処理液吐出時には、押板部２２がベローズポン
プ２０を下方に所定量押すことによって、ベローズポン
プ２０から所定量の処理液３がスリット２４を介して吐
出口２６に向かって送出され、吐出口２６から下方の基
板表面に処理液が吐出される。

【００２６】（装置の動作）処理液の非吐出時には、吐
出ノズル体２の開閉弁３０ａは閉じられており、吐出口
２６からの液だれが防止されている。

【００２７】処理液の吐出時には、まず、開閉弁３０ａ
を閉じたままで、液体供給部から液供給路３４を介して
ベローズポンプ２０内に処理液３を補給する。

【００２８】次に、吐出ノズル体２を基板１０の端部に
配置し、この位置から吐出ノズル体２を図１の矢印Ａ方
向に移動させる。また、同時に、モーター１４を動作さ
せて押板部２２を下方に動かすことにより、ベローズポ
ンプ２０上部を所定の力で一様に押圧する。液供給路３
４内に設けられた逆止弁３２によってベローズポンプ２
０から液供給路３４への処理液３の逆流が防がれている
ため、押板部２２がベローズポンプ２０を押し下げる
と、これに応じてべローズポンプ２０内の液圧が一様に
上昇する。

【００２９】さらにモーター１４を駆動して押板部２２
を下方に動かしべローズポンプ２０を押圧し、この時点
で、ベローズポンプ２０とスリット２４との間の開閉弁
３０ａを開くと、ベローズポンプ２０からスリット２４
に向かって均一に処理液３が送出される。上記押圧動作
をさらに維持すると、やがて、吐出口２６の各位置から
均一に処理液３が基板１０に向かって吐出される。な
お、吐出時におけるべロースポンプ２０内の液圧を一定
に維持するために、一枚の基板１０に対する液体の吐出
は、べローズポンプ２０に対する一回の押圧動作によっ
て行い、この押圧動作は、吐出中継続して、かつ一定圧
力で行う。

【００３０】このように、本実施形態では、内部の液圧
が均一なベローズポンプ２０を押圧して吐出口２６より
処理液を吐出するので、吐出口２６の各位置における処
理液の吐出量が均一となる。

【００３１】ここで、基板表面に形成される処理液層４
の厚さは、上記吐出口２６からの吐出量、吐出ノズル体
２の移動速度および吐出ノズル体２の先端と基板表面と
のギャップに応じて決定される。吐出ノズル体２は所定
の駆動機構によって基板１０の端部から図１の矢印Ａの
方向へ一定速度で移動され、また、吐出ノズル体２の先
端と基板表面とのギャップはセンサなどを用いて一定に
維持される。従って、本実施形態の構成を用いて吐出口
２６の各位置からの吐出量を等しくすることにより、基
板表面には、所望の厚さの処理液層４を精度良く塗布す
ることが容易となる。

【００３２】［実施形態２］実施形態２の特徴は、図４
に示すように、実施形態１のべローズポンプに代えて、
吐出ノズル体２内に直接ポンプ室３８を形成することで
ある。なお、図中、図２と対応する部材には同一符号を
している。

【００３３】図４において、吐出ノズル体２内に形成さ
れたポンプ室３８には、処理液供給部から液供給路３４
を通じて処理液が供給され、液供給路３４には、図２と
同様にポンプ室３８から液供給路３４への処理液の逆流
を防止する逆止弁３２が形成されている。また、ポンプ
室３８の下端部はスリット２４を介して吐出口２６に連
通され、スリット２４のポンプ室３８との連結部には、
開閉弁３０ａと、スリット２４からポンプ室３８への処
理液の逆流を防止する逆止弁３２が設けられている。

【００３４】ポンプ室３８内には、内部を摺動可能な押
板部２２が設けられ、モーター１４が動作してこの押板
部２２がプッシュロッド１８と一体的に下方に押し下げ
られると、これに応じて、ポンプ室３８からスリット２
４に向けて液体が均一に圧送される。

【００３５】本実施形態においても、実施形態１と同
様、ポンプ室内での液圧が均一となるため、ポンプ室に
連通された吐出口２６の各位置から均一に処理液を吐出
することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部の液圧が均一なべローズポンプまたはポンプ室内に
一旦液体を溜め、この内部の液体を押圧部を用いて押圧
することにより、吐出口に同一圧力で液体を圧送するこ
とができる。従って、吐出口の各位置から均一に液体を
吐出でき、基板表面に均一な厚さの処理液層を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１にかかる塗布装置の概略
全体構成を示す図である。

【図２】 図１の吐出ノズル体２のＸ方向の断面を示す
図である。

【図３】 図１の吐出ノズル体２のＹ方向の断面を示す
図である。

【図４】 本発明の実施形態２にかかる吐出ノズル体の
構成を示す概略断面図である。

【図５】 従来の塗布装置および吐出ノズル体の構成を
示す図である。

【図６】 図５の吐出ノズル体４０のＹ方向の概略断面
図を示す図である。

【符号の説明】

２ 吐出ノズル体、４ 処理液層、１０ 基板、１２
基板保持部、１４ モーター、１６ ギアヘッド、１８
プッシュロッド、２０ べローズポンプ、２２ 押板
部、２４ スリット、２６ 吐出口、２８ ポンプ収納
室、３０ａ 開閉弁、３０ｂ，３２ 逆止弁、３４ 液
供給路、３６ 液供給口、３８ ポンプ室。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出ノズル体の吐出口より基板に向けて
   液体を吐出し基板表面に液体を塗布する装置であって、 前記吐出ノズル体は、 前記基板表面に液体を吐出する細長いスリット状の吐出
   口と、 内部に前記液体が供給され、前記吐出口に沿って細長く
   連なるべローズポンプであって、下端部が前記吐出口に
   連通されたべローズポンプと、 前記ベローズポンプを押圧する押圧部と、 を有し、 前記べローズポンプを押圧して前記吐出口に向けて前記
   ベローズポンプ内の液体を圧送し、前記吐出口より前記
   基板表面に液体を吐出することを特徴とする液体塗布装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液体塗布装置におい
   て、 前記べローズポンプと前記吐出口との連通経路には、 前記吐出口から前記べローズポンプへの液体の逆流を防
   止する逆止弁と、 前記ベローズポンプから前記吐出口への液体の供給を制
   御する開閉弁と、 が設けられていることを特徴とする液体塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の液体塗布装置
   において、 前記押圧部による前記ベローズポンプへの一回の押圧動
   作により、一枚の基板表面のほぼ全面に前記液体を吐出
   することを特徴とする液体塗布装置。
4. 【請求項４】 吐出ノズル体の吐出口より基板に向けて
   液体を吐出して基板表面に液体を塗布する装置であっ
   て、 前記吐出ノズル体は、 前記基板表面に液体を吐出する細長いスリット状の吐出
   口と、 内部が前記液体で満たされ、前記吐出口に沿って細長く
   連なったポンプ室であって、その下端部が前記吐出口に
   連通されたポンプ室と、 前記ポンプ室内を摺動して前記ポンプ室内の液体を押圧
   する押圧部と、 を有し、 前記押圧部が前記ポンプ室内の液体を押圧することによ
   り、前記吐出口に向けて前記ポンプ室内の液体を圧送
   し、前記吐出口より前記基板表面に液体を吐出すること
   を特徴とする液体塗布装置。