JPH10113595A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板への塗布液の塗布に要する時間の削減を
図ることができる塗布装置を提供する。 【解決手段】 ４枚取りされる基板９の主面に沿って矢
印Ｍ２の方向へ塗布手段２を移動させることにより基板
９に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布手段２が
２つの塗布ヘッド２１ａ、２１ｂを有し、各塗布ヘッド
２１ａ、２１ｂが塗布液を吐出する２つのノズル部２２
を有する構成とする。この構成により、塗布手段２が矢
印Ｍ２の方向へ移動すると基板９上には４つのノズル部
２２の軌跡である４つの矩形の領域に塗布液が塗布され
ることとなる。また、このときの塗布手段２の移動距離
はおよそ基板９のＺ方向の長さの半分となる。したがっ
て、塗布ヘッドが１つであった場合に比べて塗布手段２
の移動距離が大幅に短くなり、塗布処理に要する時間を
大幅に削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示器やプ
ラズマディスプレイなどの製造に用いられるガラス基
板、半導体デバイス製造用の半導体基板、電子回路が形
成されたプリント基板など（以下、「基板」という。）
にフォトレジスト液やハンダ液などの塗布液を塗布する
装置に関するものであり、特に、複数枚取りされる基板
（切断により複数枚の基板に分割される前の基板）に塗
布液を塗布する塗布装置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】基板に塗布液を塗布する方法として、従
来より、基板に塗布液を滴下して基板を水平面内で回転
させ、塗布液を基板の塗布面上に引き延ばして塗布する
方法が用いられてきた。しかし、近年の需要傾向に合わ
せて基板が大型化することにより、基板を回転させるこ
とが困難になるとともに、基板上に塗布液を均一に塗布
することも困難となっている。

【０００３】そこで、基板を回転させるのではなく、直
線的形状をしたローラ、ブレード、あるいは、直線状の
スリットを有するノズルなどの塗布手段を基板上におい
て平行移動させることにより、大型の基板に対して塗布
液を均一に塗布する方法が開発されつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基板の大型化は、上述
のように塗布方法を変えつつあるが、塗布手段の移動速
度が一定であれば、基板が大型化することにより当然、
基板１枚当たりに要する塗布時間は増大する。また、基
板上を移動させる塗布手段の速度が塗布状態に大きな影
響を与えるため、塗布手段の移動速度を大幅に引き上げ
ることも困難である。その結果、基板の大型化により塗
布装置が基板の製造ライン全体の動作速度を律速してし
まい、スループットを増大させることが困難であるとい
う課題が生じることとなる。

【０００５】そこで、この発明は、上記課題に鑑みなさ
れたもので、基板への塗布処理に要する時間を低減する
ことができる塗布装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
に塗布液を塗布する塗布装置であって、前記基板を保持
する保持手段と、前記基板の塗布面に前記塗布液を塗布
する塗布手段と、前記保持手段に対して前記塗布手段を
相対的に前記塗布面に沿って一定の塗布方向に移動させ
る移動手段とを備え、前記塗布手段が、前記塗布方向に
所定の間隔で配列された複数の塗布ヘッド、を有し、前
記複数の塗布ヘッドのそれぞれが、前記塗布方向に対し
てほぼ垂直であって前記塗布面に平行に伸びる直線状の
塗布ツールを有し、前記移動手段によって前記塗布手段
を前記所定の間隔以下の距離だけ移動させることによ
り、前記複数の塗布ヘッドのそれぞれの前記塗布ツール
の移動軌跡である前記塗布面上の複数の矩形領域にほぼ
同時に前記塗布液が塗布される。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の塗布装
置であって、直線状の前記塗布ツールが、前記塗布方向
に垂直な方向に並ぶ複数の直線状の部分に分割されてい
る。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の塗布装置であって、前記複数の矩形領域のうちのいず
れかひとつの矩形領域の短辺が、前記塗布方向を向いて
いる。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかに記載の塗布装置であって、前記保持手段が、前
記基板の主面の法線がほぼ水平方向を向くように前記基
板を保持する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、ガラス基板である基板９
にフォトレジスト液である塗布液を塗布する塗布装置１
の構成を示す斜視図である。この装置１では、基板９は
その主面の法線がほぼ水平方向を向くように保持された
状態（以下、「直立姿勢」という。）で、塗布液が塗布
されるようになっている。塗布装置１は大きく分けて、
基板９に塗布液を塗布する塗布手段２、塗布手段２をＺ
方向である上下方向に矢印Ｍ１に示すように移動させる
直動手段３、および、基板９を吸着保持するステージ４
から構成される。

【００１１】図２は塗布手段２を示す斜視図であり、こ
の図では基板９の位置を２点鎖線にて示している。図２
に示すように塗布手段２は上下に２段に一定の間隔で並
ぶように連結された塗布ヘッド２１ａおよび２１ｂを有
しており、これらの塗布ヘッド２１ａ、２１ｂはそれぞ
れＸ方向に伸びる筒状の形状をしている。また、これら
の塗布ヘッド２１ａ、２１ｂの基板９側には、Ｘ方向に
直線状に伸びるノズル部２２が２つずつＸ方向に並ぶよ
うに設けられている。さらに、塗布ヘッド２１ａおよび
２１ｂには図４に示すように塗布液供給部２４、切替弁
２６が接続されており、塗布液供給部２４には塗布液貯
溜部２５が接続され、切替弁２６には空圧調整部２７が
接続されている。

【００１２】この塗布手段２は、前述した直動手段３に
より基板９に対して図２中の矢印Ｍ２に示すように上下
に移動可能とされており、直動手段３により塗布手段２
が下方へ移動する間に４つのノズル部２２から塗布液が
吐出され、基板９の表面に塗布液を塗布するようになっ
ている。

【００１３】図３は塗布ヘッド２１ａのＹ−Ｚ面に平行
な面による断面を示す図である。なお、塗布ヘッド２１
ｂも同様の構造となっている。

【００１４】塗布ヘッド２１ａは、両端が閉じたＸ方向
に伸びる筒状の容器２３に２つのノズル部２２が形成さ
れた構造となっており、容器２３内部には塗布液ＰＲが
貯溜されている。また、ノズル部２２は容器２３の基板
９側（−Ｙ方向）に突出した突起形状をしており、この
突起形状の内部には、容器２３内部とノズル部２２の基
板９に最も近接する面Ｐとを連絡するスリットＳＬが形
成されている。このスリットＳＬは図２に示すノズル部
２２の直線的形状に沿ってＸ方向に長く形成された隙間
であり、スリットＳＬを介して容器２３内に貯溜されて
いる塗布液ＰＲが図２に示すＸ方向に長い矩形状の面Ｐ
と基板９との間の空間に吐出される。これにより、基板
９の表面に塗布液ＰＲが付着することとなる。なお、こ
のスリットＳＬは図３に示すように、容器２３内部から
基板９側へ上方向に傾斜して形成されている。

【００１５】また、図３に示すように塗布ヘッド２１ａ
の容器２３には塗布液ＰＲを容器２３内部へと供給する
管ＴＵ１が取り付けられており、さらに、容器２３内部
の塗布液ＰＲの上方の空間の気圧を調節するための管Ｔ
Ｕ２が容器２３の上部に取り付けられている。

【００１６】管ＴＵ１は図４に示すように塗布液供給部
２４に接続されており、所定時間に所定量の塗布液が塗
布ヘッド２１ａの容器２３に供給されるようになってい
る。また、塗布ヘッド２１ａと同様の構造となっている
塗布ヘッド２１ｂについても容器２３が塗布液供給部２
４に管ＴＵ１を介して接続されている。なお、２つの塗
布ヘッド２１ａ、２１ｂはそれぞれ独立に塗布液供給部
２４に接続されており、両塗布ヘッド２１ａ、２１ｂに
対して適正な量の塗布液を確実に供給できるようになっ
ている。また、塗布液供給部２４へは塗布液貯溜部２５
から塗布液が供給されるようになっている。

【００１７】２つの塗布ヘッド２１ａ、２１ｂのそれぞ
れに接続される管ＴＵ２は結合して切替弁２６に接続さ
れており、この切替弁２６は大気開放された管ＴＵ３と
空圧調整部２７に接続された管ＴＵ４とのいずれかの管
を管ＴＵ２に接続するようになっている。これにより、
管ＴＵ２が管ＴＵ３と接続されると管ＴＵ２内部の気圧
は大気圧となり、管ＴＵ２が管ＴＵ４に接続されると管
ＴＵ２内部の気圧は空圧調整部２７により調整されるこ
ととなる。

【００１８】次に、以上のような構成を有する塗布手段
２による局所的な塗布動作について説明する。

【００１９】まず、予め２つの塗布ヘッド２１ａ、２１
ｂの容器２３内部に塗布液ＰＲを供給する。すなわち、
切替弁２６を用いて管ＴＵ２を介して容器２３内部を大
気開放し、管ＴＵ１を介して塗布液ＰＲを容器２３内部
に供給する。なお、塗布液ＰＲの流動特性によっては塗
布液ＰＲがスリットＳＬから流れ出すおそれがあるの
で、このような場合には切替弁２６を用いて管ＴＵ２と
管ＴＵ４とを接続し、容器２３内部の気圧を空圧調整部
２７を用いて減圧しつつ塗布液ＰＲを容器２３内部に供
給する。

【００２０】容器２３内部に塗布液ＰＲが供給されると
容器２３内部の気圧を高めてスリットＳＬから塗布液Ｐ
Ｒを吐出する。これにより、塗布液ＰＲは図３に示すよ
うにノズル部２２の基板９側の面Ｐと基板９との間の空
間に広がり、塗布液の液溜Ｄが形成される。この状態で
塗布ヘッド２１ａ（および、２１ｂ）を図３中矢印Ｍ３
に示すように下方へ移動させると液溜Ｄも面Ｐに接触し
た状態で下方へ移動し、基板９上の液溜Ｄの移動の軌跡
上に塗布液の塗布膜Ｆが形成されることとなる。この
間、液溜Ｄが消滅しないように面Ｐと基板９との間の空
間にはスリットＳＬを介して塗布液ＰＲが供給され続け
る。

【００２１】次に、この塗布装置１の全体の動作につい
て説明する。

【００２２】まず、図１に示す装置構成において、塗布
手段２はステージ４からＹ方向に十分離れた位置に図示
しない退避手段を用いて退避させられており、図示しな
い搬送手段により基板９が直立姿勢のままステージ４の
吸着位置まで搬入される。その後、ステージ４が基板９
を吸着することにより、基板９がステージ４に保持され
る。この吸着動作は、例えば、ステージ４の吸着位置に
設けられた多数の小さな開口から空気を吸い込ませるこ
とにより実現される。なお、矩形の基板９は長辺がほぼ
水平方向（Ｘ方向）を向き短辺がほぼ鉛直方向（Ｚ方
向）を向くようにステージ４に吸着保持される。

【００２３】基板９が吸着保持されると、塗布手段２は
直動手段３とともに図示しない退避手段の逆動作により
基板９に向かって移動して塗布手段２のノズル部２２が
基板９の表面に近接する位置で停止し、図１に示す状態
となる。なお、この時点では塗布手段２の上端は基板９
の上端とほぼ一致する位置にある。

【００２４】塗布手段２のノズル部２２が基板９に近接
すると、図４に示す塗布液供給部２４、切替弁２６、お
よび、空圧調整部２７の動作により４つのノズル部２２
から塗布液が吐出される。また、同時に直動手段３によ
り塗布手段２が下方へ向けて移動を開始する。これによ
り、４つのノズル部２２は同時に塗布を開始することと
なる。なお、２つの塗布ヘッド２１ａ、２１ｂは間隔が
一定となるように連結されているので、直動手段３によ
り塗布手段２が移動すると２つの塗布ヘッド２１ａ、２
１ｂは同じ速度で移動することとなる。

【００２５】塗布手段２が下降し、上段の塗布ヘッド２
１ａが下段の塗布ヘッド２１ｂの塗布開始位置近傍まで
移動すると塗布動作を終了し、塗布手段２が基板９の表
面から退避する。その後、ステージ４の基板９の吸着を
解除すると同時に搬送手段が基板９をステージ４上から
取り外し、塗布装置１外部へと搬出する。また、塗布装
置１は塗布手段２を上昇させて、次の塗布対象である基
板の搬入を待つ初期状態に戻る。

【００２６】以上の一連の塗布動作により、基板９上に
は図５に示すように、４つのノズル部２２の基板９の表
面上での移動の軌跡である４つの矩形の領域ＲＡ(1)、
ＲＡ(2)、ＲＡ(3)、ＲＡ(4)（図中２点鎖線にて表示）
に塗布液が塗布される。なお、これらの矩形の領域ＲＡ
(1)〜ＲＡ(4)は基板９のステージ４における保持姿勢に
合わせて水平方向（Ｘ方向）に長い矩形をしており、塗
布動作における塗布手段２の距離距離も領域ＲＡ(1)〜
ＲＡ(4)の垂直方向の辺である短辺の長さのみである。

【００２７】ここで、これらの４つの領域ＲＡ(1)〜Ｒ
Ａ(4)のそれぞれは実際に製品として製造される基板の
１枚分の領域に含まれる領域となっている。すなわち、
基板９は最終的に製品として製造が完了する際には、Ｘ
およびＹ方向を向く２つの直線Ｃ１およびＣ２の位置で
４つの基板９２(1)、９２(2)、９２(3)、９２(4)に切断
される。したがって、これらの基板９２(1)〜９２(4)の
それぞれの領域ＲＡ(1)〜ＲＡ(4)内においては連続的に
塗布液が塗布されたこととなり、個々の基板９２(1)〜
９２(4)には不連続な塗布ムラは存在しないこととな
る。

【００２８】以上示してきたようにこの塗布装置１は上
下２段に並ぶ２つの塗布ヘッド２１ａ、２１ｂを有する
構成となっているので、基板９の長辺に相当する長さの
塗布ヘッドを１つ有する装置において、塗布ヘッドを基
板９の短辺に相当する長さだけ移動させて塗布する場合
と比べ、塗布手段２の移動距離はおよそ半分である。そ
の結果、移動速度が等しいとしても、塗布時間の大幅な
削減が実現されている。

【００２９】また、この塗布装置１では、矩形の基板９
の長辺がほぼ水平方向（Ｘ方向）を向き、短辺がほぼ鉛
直方向（Ｚ方向）を向くように基板９を保持し、塗布手
段２をその短辺方向に移動させているので、長辺が鉛直
方向を向き、短辺が水平方向を向くように基板９を保持
し、塗布手段２をその長辺方向に移動させる場合に比べ
て塗布手段２の移動距離を小さく抑えることができ、さ
らに、塗布時間の短縮を図ることができる。

【００３０】また、この塗布装置１では、基板９をほぼ
直立姿勢にて保持するので、基板９を水平姿勢にて保持
する場合に比べて塗布装置１の占める床面積を小さく抑
えることができる。

【００３１】以上、この発明の一の実施の形態である塗
布装置１について説明してきたが、この発明は上記実施
の形態に限定されるものではない。

【００３２】例えば、上記実施の形態では、水平方向
（Ｘ方向）に２列、鉛直方向（Ｚ方向）に２段の４つの
基板９２(1)〜９２(4)に製品として分割される基板９に
ついて説明したが、水平方向に１列であってもよいし、
３列以上に分割される基板であってもよい。また、鉛直
方向に３段以上に分割される基板であってもよい。この
場合、塗布ヘッドの数を鉛直方向に分割される数に合わ
せ、各塗布ヘッドが有するノズル部２２の数を水平方向
に分割される数に合わせることにより迅速な塗布が実現
される。

【００３３】また、上記実施の形態では、ノズル部２２
として１つのスリットＳＬを有するものを用いている
が、他の形態であってもよい。例えば、２以上のスリッ
トを有するものであってもよいし、容器２３の内部から
ノズル部２２の先端の面Ｐまで貫通する細管を多数並べ
て形成したものであってもよい。また、ノズル部２２と
してスリットＳＬの代わりに多孔質の材料を埋め込み、
塗布液ＰＲが容器２３の内部からしみ出すような形態と
してもよい。

【００３４】また、塗布ヘッド自体も塗布液を吐出する
形態には限定されず、例えば、ローラ式やブレード式の
塗布ヘッドであってもよい。

【００３５】また、上記実施の形態では、ノズル部２２
を塗布ヘッド２１ａ、２１ｂのそれぞれに２つずつ設け
ているが、これらのノズル部２２が各塗布ヘッドにおい
て連続した１つの直線的な形状であってもよい。この場
合、図４に示される塗布される領域ＲＡ(1)〜ＲＡ(4)の
うち、領域ＲＡ(1)およびＲＡ(2)、領域ＲＡ(3)および
ＲＡ(4)がそれぞれ連続することとなるが、直線Ｃ１の
位置で切断されることにより、各基板９２(1)〜９２(4)
の塗布状態は影響を受けないからである。

【００３６】さらに、この塗布装置１は基板９を水平姿
勢や斜めを向いた姿勢にて保持するものであっても、塗
布時間の短縮という効果はもちろん得られ、その他、直
動手段３、ステージ４などについても様々な変更が可能
である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、塗布方向に配列された複数の塗布ヘッドを用い
て同時に塗布を行うので、１つの塗布ヘッドを用いて塗
布を行う場合に比べて塗布ヘッドの移動距離が大幅に短
くなり、塗布処理に要する時間を大幅に削減することが
できる。

【００３８】請求項２記載の発明では、複数の塗布ツー
ルを有する塗布ヘッドを塗布方向に複数配列するので、
請求項１記載の発明と同様、１つの塗布ヘッドを用いて
塗布を行う場合に比べて塗布ヘッドの移動距離が大幅に
短くなり、塗布処理に要する時間を大幅に削減すること
ができる。

【００３９】請求項３記載の発明では、塗布ツールによ
り塗布される複数の矩形領域のうちのいずれかひとつの
矩形領域の短辺が塗布方向を向くように塗布を行うの
で、矩形領域の長辺が塗布方向を向くように塗布する場
合に比べ塗布ヘッド（塗布ツール）の移動距離が短くな
り、塗布処理に要する時間を削減することができる。

【００４０】請求項４記載の発明では、基板をその主面
の法線がほぼ水平方向を向くように保持するので、装置
が占める床面積を小さくすることができ、合理的な装置
の維持管理や作業領域の確保を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る一の実施の形態である塗布装置
の構成を示す斜視図である。

【図２】図１の塗布装置の塗布手段を示す斜視図であ
る。

【図３】図２の塗布手段の塗布ヘッドの縦断面図であ
る。

【図４】塗布液の吐出動作を行う部分の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】塗布液が塗布される基板上の領域を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 塗布装置 ２ 塗布手段 ３ 直動手段 ４ ステージ ９ 基板 ２１ａ、２１ｂ 塗布ヘッド ２２ ノズル部 ＰＲ 塗布液 ＲＡ(1)〜ＲＡ(4) 領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に塗布液を塗布する塗布装置であっ
   て、 前記基板を保持する保持手段と、 前記基板の塗布面に前記塗布液を塗布する塗布手段と、 前記保持手段に対して前記塗布手段を相対的に前記塗布
   面に沿って一定の塗布方向に移動させる移動手段と、を
   備え、 前記塗布手段が、 前記塗布方向に所定の間隔で配列された複数の塗布ヘッ
   ド、を有し、 前記複数の塗布ヘッドのそれぞれが、 前記塗布方向に対してほぼ垂直であって前記塗布面に平
   行に伸びる直線状の塗布ツール、を有し、 前記移動手段によって前記塗布手段を前記所定の間隔以
   下の距離だけ移動させることにより、前記複数の塗布ヘ
   ッドのそれぞれの前記塗布ツールの移動軌跡である前記
   塗布面上の複数の矩形領域にほぼ同時に前記塗布液が塗
   布されることを特徴とする塗布装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の塗布装置であって、 直線状の前記塗布ツールが、前記塗布方向に垂直な方向
   に並ぶ複数の直線状の部分に分割されていることを特徴
   とする塗布装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の塗布装置であっ
   て、 前記複数の矩形領域のうちのいずれかひとつの矩形領域
   の短辺が、前記塗布方向を向いていることを特徴とする
   塗布装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の塗
   布装置であって、 前記保持手段が、前記基板の主面の法線がほぼ水平方向
   を向くように前記基板を保持することを特徴とする塗布
   装置。