(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の溶存気体を除去する脱気装置であって、
一端部が供給元の第１タンクに接続され、他端部が供給先の第２タンクに接続され、中途部に略水平に延びる水平部を有する主配管と、
一端部が前記水平部に接続され、他端部がドレインタンクに接続され、中途部に、
前記水平部から上方へ向けて延びる第１縦管と、
前記第１縦管の上端から前記第１縦管よりも水平に近い角度で側方へ延びる横管と、
前記横管の他端から上方へ向けて延びる第２縦管と、
を含む、脱気配管と、
前記主配管の経路上の前記脱気配管との接続部よりも上流側に設けられた第１バルブと、
前記主配管の経路上の前記脱気配管との接続部よりも下流側に設けられた第２バルブと、
前記第２縦管に設けられた第３バルブと、
前記第２タンクおよび前記ドレインタンクにそれぞれ配管を介して接続され、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう吸引力を発生させるとともに、前記脱気配管内に上方へ向かう吸引力を発生させる減圧部と、
前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、および前記減圧部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
ａ）前記第２バルブを閉鎖するとともに前記第１バルブおよび前記第３バルブを開放した状態で、前記第１タンクからの液流を前記脱気配管の前記第３バルブよりも上方の位置まで到達させる工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後に、前記第３バルブを閉鎖するとともに前記第２バルブを開放し、前記減圧部を駆動させて、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう液流を形成する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記第３バルブを開放することにより、前記脱気配管内に溜まった気泡を排出する工程と、
を進行させる脱気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の脱気装置であって、
前記横管の第２縦管側の端部は、前記横管の第１縦管側の端部と同等の高さ、またはそれよりも高く、
前記横管の水平面に対する角度は、０°以上かつ４５°以下である脱気装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の脱気装置であって、
前記第２縦管は、前記横管以上の容積を有する脱気装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の脱気装置であって、
前記脱気配管は、少なくとも、
前記水平部から上方へ向けて延びる第１縦管、およびそれよりも下流側で上方に向けて延びる第２縦管を有する第１脱気配管と、
前記水平部の前記第１脱気配管よりも下流側の位置から上方へ向けて延びる第１縦管、およびそれよりも下流側で上方に向けて延びる第２縦管を有する第２脱気配管と、
を含み、
前記第１バルブは、前記主配管の経路上の前記第１脱気配管との接続部よりも上流側に設けられ、
前記第２バルブは、前記主配管の経路上の前記第２脱気配管との接続部よりも下流側に設けられ、
前記第３バルブは、前記第１脱気配管および前記第２脱気配管の各々の経路上の、前記第２縦管上に設けられる脱気装置。
【請求項５】
請求項４に記載の脱気装置であって、
前記第１脱気配管の上端部と、前記第２脱気配管の上端部とが、斜め上方へ向けて延びる傾斜配管によって、１本の排出配管に接続され、前記排出配管が前記ドレインタンクに接続されている脱気装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の脱気装置であって、
前記第２縦管と前記ドレインタンクとの間を接続する配管上に設けられた第４バルブ
をさらに有し、
前記工程ａ）から前記工程ｃ）にかけて、前記第４バルブが開放されている脱気装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の脱気装置であって、
前記主配管内の液体を加熱するヒータ
をさらに備える脱気装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の脱気装置であって、
前記主配管は、前記第１タンクと前記第２タンクとの間で並列に接続される複数の前記水平部を含み、
複数の前記水平部の各々から、前記脱気配管の前記第１縦管が上方へ向けて延びている脱気装置。
【請求項９】
処理対象となる面に液体を塗布する塗布装置であって、
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の脱気装置と、
流体を吐出する吐出口を有するノズルと、
前記第２タンクから前記ノズルへ液体を供給する供給機構と、
を備える塗布装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の塗布装置であって、
前記第２タンク内において液体を撹拌しつつ脱気する撹拌脱気機構をさらに備える塗布装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の塗布装置であって、
前記主配管の経路上に設けられた異物除去フィルタをさらに備える塗布装置。
【請求項１２】
一端部が供給元の第１タンクに接続され、他端部が供給先の第２タンクに接続され、中途部に略水平に延びる水平部を有する主配管を介して、前記第１タンクから前記第２タンクへ液体を供給しつつ、液体中の溶存気体を除去する脱気方法であって、
ａ）一端部が前記水平部に接続され、他端部がドレインタンクに接続され、中途部に、前記水平部から上方へ向けて延びる第１縦管と、前記第１縦管の上端から前記第１縦管よりも水平に近い角度で側方へ延びる横管と、前記横管の他端から上方へ向けて延びる第２縦管と、を含む脱気配管内に、前記ドレインタンクよりも下流側の減圧部へ向かう吸引力を発生させることで、前記脱気配管の少なくとも前記第２縦管の中途部までを液体で満たす工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後に、前記主配管を介して前記第１タンクから前記第２タンクまでが連通した状態、かつ、前記第２縦管よりも下流側を前記横管から遮断した状態としつつ、前記第２タンクと配管を介して接続される前記減圧部により、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう吸引力を発生させることで、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう液流を形成する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記第２縦管よりも下流側を前記横管と連通した状態とすることで、前記脱気配管内に溜まった気泡を排出する工程と、
を有する脱気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の溶存気体を除去する脱気装置、当該脱気装置を備えた塗布装置、および液体中の溶存気体を除去する脱気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置用ガラス基板、半導体ウェハ、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板などの精密電子装置用基板の製造工程では、基板の表面にフォトレジスト等の液体を塗布する塗布装置が使用されている。従来の塗布装置については、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の塗布装置は、水平方向に移動自在なステージに吸着保持された基板に対して、スリット状の吐出口を有するスリットダイから塗布液を吐出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４１０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の塗布装置では、液体に溶存気体が存在すると、スリットダイにおいていわゆる「泡がみ」が発生しやすくなる。「泡がみ」が発生すると、吐出口から均一に液体を塗布できなくなり、塗布膜の均一性が低下する場合がある。このため、従来、塗布前の液体から溶存気体を除去する脱気処理が行われている。従来の塗布装置では、塗布前の液体が貯留された容器内を負圧にすることによって、予め液体中の溶存気体を気泡化させていた。液体の粘度が低い場合には、液体中に発生した気泡を、容易に液面まで浮上させて、容器外へ排出することができる。
【０００５】
しかしながら、高粘度の液体を用いる場合には、気泡が液面まで浮上するのに、非常に長い時間がかかる。特に、細かい気泡ほど浮上しにくい傾向がある。このため、従来の方法では、高粘度の液体に対して効率よく脱気を行うことができないという問題がある。近年では、フレキシブルデバイスや電池の製造工程において、処理対象となる面に高粘度の液体を塗布する装置の需要が高まっている。これに伴い、高粘度の液体から効率よく溶存気体を除去できる技術が求められている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、粘度が高い液体中の溶存気体を効率よく除去できる脱気装置、当該脱気装置を備えた塗布装置、および脱気方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、液体中の溶存気体を除去する脱気装置であって、一端部が供給元の第１タンクに接続され、他端部が供給先の第２タンクに接続され、中途部に略水平に延びる水平部を有する主配管と、一端部が前記水平部に接続され、他端部がドレインタンクに接続され、中途部に、前記水平部から上方へ向けて延びる第１縦管と、前記第１縦管の上端から前記第１縦管よりも水平に近い角度で側方へ延びる横管と、前記横管の他端から上方へ向けて延びる第２縦管と、
を含む、脱気配管と、前記主配管の経路上の前記脱気配管との接続部よりも上流側に設けられた第１バルブと、前記主配管の経路上の前記脱気配管との接続部よりも下流側に設けられた第２バルブと、前記第２縦管に設けられた第３バルブと、前記第２タンクおよび前記ドレインタンクにそれぞれ配管を介して接続され、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう吸引力を発生させるとともに、前記脱気配管内に上方へ向かう吸引力を発生させる減圧部と、前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、および前記減圧部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、ａ）前記第２バルブを閉鎖するとともに前記第１バルブおよび前記第３バルブを開放した状態で、前記第１タンクからの液流を前記脱気配管の前記第３バルブよりも上方の位置まで到達させる工程と、ｂ）前記工程ａ）の後に、前記第３バルブを閉鎖するとともに前記第２バルブを開放し、前記減圧部を駆動させて、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう液流を形成する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記第３バルブを開放することにより、前記脱気配管内に溜まった気泡を排出する工程と、を進行させる。
【００１０】
本願の第２発明は、第１発明の脱気装置であって、前記横管の第２縦管側の端部は、前記横管の第１縦管側の端部と同等の高さ、またはそれよりも高く、前記横管の水平面に対する角度は、０°以上かつ４５°以下である。
【００１１】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の脱気装置であって、前記第２縦管は、前記横管以上の容積を有する。
【００１２】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明の脱気装置であって、前記脱気配管は、少なくとも、前記水平部から上方へ向けて延びる第１縦管、およびそれよりも下流側で上方に向けて延びる第２縦管を有する第１脱気配管と、前記水平部の前記第１脱気配管よりも下流側の位置から上方へ向けて延びる第１縦管、およびそれよりも下流側で上方に向けて延びる第２縦管を有する第２脱気配管と、を含み、前記第１バルブは、前記主配管の経路上の前記第１脱気配管との接続部よりも上流側に設けられ、前記第２バルブは、前記主配管の経路上の前記第２脱気配管との接続部よりも下流側に設けられ、前記第３バルブは、前記第１脱気配管および前記第２脱気配管の各々の経路上の、前記第２縦管上に設けられる。
【００１３】
本願の第５発明は、第４発明の脱気装置であって、前記第１脱気配管の上端部と、前記第２脱気配管の上端部とが、斜め上方へ向けて延びる傾斜配管によって、１本の排出配管に接続され、前記排出配管が前記ドレインタンクに接続されてている。
【００１４】
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の脱気装置であって、前記第２縦管と前記ドレインタンクとの間を接続する配管上に設けられた第４バルブをさらに有し、前記工程ａ）から前記工程ｃ）にかけて、前記第４バルブが開放されている。
【００１５】
本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれか１発明の脱気装置であって、前記主配管内の液体を加熱するヒータをさらに備える。
【００１６】
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれか１発明の脱気装置であって、前記主配管は、前記第１タンクと前記第２タンクとの間で並列に接続される複数の前記水平部を含み、複数の前記水平部の各々から、前記脱気配管の前記第１縦管が上方へ向けて延びている。
【００１７】
本願の第９発明は、処理対象となる面に液体を塗布する塗布装置であって、第１発明から第８発明までのいずれか１発明の脱気装置と、流体を吐出する吐出口を有するノズルと、前記第２タンクから前記ノズルへ液体を供給する供給機構と、を備える。
【００１８】
本願の第１０発明は、第９発明の塗布装置であって、前記第２タンク内において液体を撹拌しつつ脱気する撹拌脱気機構をさらに備える。
【００１９】
本願の第１１発明は、第９発明または第１０発明の塗布装置であって、前記主配管の経路上に設けられた異物除去フィルタをさらに備える。
【００２０】
本願の第１２発明は、供給元の第１タンクに接続され、他端部が供給先の第２タンクに接続され、中途部に略水平に延びる水平部を有する主配管を介して、前記第１タンクから前記第２タンクへ液体を供給しつつ、液体中の溶存気体を除去する脱気方法であって、ａ）一端部が前記水平部に接続され、他端部がドレインタンクに接続され、中途部に、前記水平部から上方へ向けて延びる第１縦管と、前記第１縦管の上端から前記第１縦管よりも水平に近い角度で側方へ延びる横管と、前記横管の他端から上方へ向けて延びる第２縦管と、を含む脱気配管内に、前記ドレインタンクよりも下流側の減圧部へ向かう吸引力を発生させることで、前記脱気配管の少なくとも前記第２縦管の中途部までを液体で満たす工程と、ｂ）前記工程ａ）の後に、前記主配管を介して前記第１タンクから前記第２タンクまでが連通した状態、かつ、前記第２縦管よりも下流側を前記横管から遮断した状態としつつ、前記第２タンクと配管を介して接続される前記減圧部により、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう吸引力を発生させることで、前記主配管内に前記第２タンク側へ向かう液流を形成する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記第２縦管よりも下流側を前記横管と連通した状態とすることで、前記脱気配管内に溜まった気泡を排出する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本願の第１発明〜第１２発明によれば、減圧により液体中に発生した気泡は、主配管内における液体の流動によって、主配管の上縁部に集められる。このため、工程ｂ）において、当該気泡が、主配管の水平部から脱気配管へ進入する。そして、工程ｃ）において、脱気配管内に溜まった気泡を排出する。これにより、液体の粘度が高い場合であっても、液体中の溶存気体を除去することができる。
【００２２】
特に、本願の第１発明によれば、工程ｂ）において、脱気配管の第３バルブよりも下側に溜まった気泡が、工程ｃ）において、脱気配管内の気泡よりも上側の液体と置換されることによって、上側へ排出される。これにより、脱気配管から気泡を効率よく排出できる。また、主配管の水平部から第１縦管内に進入した気泡は、横管内に集合して、大きな気泡に成長する。そして、工程ｃ）において、当該大きな気泡が第２縦管を介して外部へ排出される。これにより、気体とともに排出される液体の量を低減できる。すなわち、液体から溶存気体のみを効率よく除去できる。
【００２４】
特に、本願の第２発明によれば、横管内において、気泡をより効果的に成長させることができる。
【００２５】
特に、本願の第３発明によれば、工程ｃ）において、横管内の気泡を、第２縦管に貯留された液体で、より確実に置換することができる。
【００２６】
特に、本願の第４発明によれば、第１脱気配管に進入しなかった気体を、下流側の第２脱気配管に進入させて、外部へ排出することができる。これにより、気泡の排出効率をより高めることができる。
【００２７】
特に、本願の５発明によれば、第１脱気配管および第２脱気配管から排出配管へ、気泡をより効率よく排出することができる。
【００２８】
特に、本願の第６発明によれば、工程ｂ）においても第４バルブを開放することで、第３バルブよりも上方に貯留される液体中の溶存気体が、減圧により除去される。これにより、溶存気体の除去効率をさらに高めることができる。
【００２９】
特に、本願の第７発明によれば、液体の粘度を低下させることができる。また、気泡を膨張させて、気泡の排出効率を高めることができる。
【００３０】
特に、本願の第８発明によれば、第２タンクへの液体の単位時間あたりの供給量を増加させることができる。
【００３１】
特に、本願の第１０発明によれば、脱気配管において除去しきれなかった気泡を、撹拌脱気機構により除去することができる。
【００３２】
特に、本願の第１１発明によれば、第２タンクとノズルとの間の供給機構に、異物除去フィルタを設ける必要がない。したがって、供給機構において、フィルタによる圧力損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】塗布装置の斜視図である。
【図２】スリットノズルの斜視図である。
【図３】スリットノズルの内部の流路を示した図である。
【図４】スリットノズルに接続される供給配管系の構成を示した図である。
【図５】制御部と供給配管系の各部との接続構成を示したブロック図である。
【図６】被塗布材料の脱気および供給動作の流れを示したフローチャートである。
【図７】脱気配管内の気泡の動きを、概念的に示した図である。
【図８】変形例に係る供給配管系の構成を示した図である。
【図９】変形例に係る供給配管系の構成を示した図である。
【図１０】変形例に係る供給配管系の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、説明の便宜上、塗布装置１におけるスリットノズル２０の移動方向を「前後方向」と称し、前後方向に直交する水平方向を「左右方向」と称する。
【００３５】
＜１．塗布装置の構成について＞
図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置１の斜視図である。この塗布装置１は、フレキシブルデバイスの製造工程において、ガラス製のキャリア基板９の上面に、高粘度の液体である被塗布材料を塗布する装置である。被塗布材料には、例えば、粘度の高い流体であるポリイミド等の溶融樹脂が用いられる。被塗布材料の粘度は、例えば、数千〜１万ｃＰ程度となる。基板９の上面に塗布された被塗布材料は、その後に固化されて薄膜となる。また、当該薄膜の表面に電極等のパターンが形成され、当該薄膜を基板９から引き剥がすことによって、フレキシブルデバイスが形成される。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態の塗布装置１は、ステージ１０、スリットノズル２０、ノズル保持部３０、走行機構４０、および制御部５０を有する。
【００３７】
ステージ１０は、基板９を載置して保持する略直方体状の保持台である。ステージ１０は、例えば一体の石材により形成される。ステージ１０の上面は、平坦な基板保持面１１となっている。基板保持面１１には、多数の真空吸着孔（図示省略）が設けられている。基板保持面１１に基板９が載置されると、真空吸着孔の吸引力によって、基板９の下面が基板保持面１１に吸着する。これにより、ステージ１０上に基板９が水平姿勢で固定される。また、ステージ１０の内部には、複数のリフトピンが設けられている。ステージ１０から基板９を搬出するときには、基板保持面１１上に複数のリフトピンが突出する。これにより、基板保持面１１から基板９が引き離される。
【００３８】
スリットノズル２０は、被塗布材料を吐出するノズルである。スリットノズル２０は、左右方向に長いノズルボディ２１を有する。ノズルボディ２１の下端部には、左右方向に延びるスリット状の吐出口２３が、設けられている。吐出口２３は、ステージ１０上に載置された基板９の上面に向けられている。後述する供給機構７０（図４参照）からノズルボディ２１内に被塗布材料が供給されると、スリットノズル２０の吐出口２３から、処理対象となる基板９の上面へ向けて、被塗布材料が吐出される。
【００３９】
ノズル保持部３０は、スリットノズル２０を基板保持面１１の上方に保持するための機構である。ノズル保持部３０は、左右方向に延びる架橋部３１と、架橋部３１の両端を支持する一対の柱状の支持部３２とを有する。スリットノズル２０は、架橋部３１の下面に取り付けられている。また、各支持部３２は、架橋部３１の端部の高さを調節する昇降機構３３を有する。左右の昇降機構３３を動作させると、架橋部３１とともにスリットノズル２０の高さおよび姿勢が調節される。
【００４０】
走行機構４０は、スリットノズル２０を前後方向に移動させるための機構である。走行機構４０は、一対の走行レール４１と、一対のリニアモータ４２とを有する。一対の走行レール４１は、ステージ１０の左右の側部付近において、前後方向に延びている。走行レール４１は、一対の支持部３２をそれぞれ支持しながら、各支持部３２の下端部を前後方向に案内する。すなわち、一対の走行レール４１は、一対の支持部３２の移動方向を前後方向に規制するリニアガイドとして機能する。
【００４１】
リニアモータ４２は、ステージ１０に固定された固定子４２１と、支持部３２に固定された移動子４２２とを有する。固定子４２１は、ステージ１０の左右の側縁部に沿って、前後方向に延びている。塗布装置１の稼働時には、固定子４２１と移動子４２２との間に磁気的吸引力または磁気的反発力が生じる。これにより、移動子４２２、ノズル保持部３０、およびスリットノズル２０が、一体として前後方向に移動する。
【００４２】
制御部５０は、塗布装置１内の各部を動作制御するための手段である。図１中に概念的に示したように、制御部５０は、ＣＰＵ等の演算処理部５１、ＲＡＭ等のメモリ５２、およびハードディスクドライブ等の記憶部５３を有するコンピュータにより構成されている。制御部５０は、上述したリフトピン、昇降機構３３、リニアモータ４２等の塗布装置１内の各部と、それぞれ電気的に接続されている。また、制御部５０は、後述する脱気装置６０および供給機構７０内に設けられたバルブやポンプとも、電気的に接続されている。制御部５０は、記憶部５３に記憶されたコンピュータプログラムやデータを、メモリ５２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに基づいて、演算処理部５１が演算処理を行うことにより、塗布装置１内の各部を動作制御する。これにより、基板９に対する塗布処理が進行する。
【００４３】
＜２．スリットノズルの構造について＞
次に、スリットノズル２０のより詳細な構造について、説明する。図２は、スリットノズル２０の斜視図である。図３は、スリットノズル２０の内部の流路２１０を示した図である。
【００４４】
図２に示すように、スリットノズル２０のノズルボディ２１は、一対のノズル部材２１１，２１２と、一対のサイドプレート２１３，２１４とを有する。ノズル部材２１１，２１２およびサイドプレート２１３，２１４の材料には、例えば、アルミニウム等の金属が用いられる。一対のノズル部材２１１，２１２を互いに固定するとともに、その左右の両端部に一対のサイドプレート２１３，２１４を取り付けると、内部に流路２１０を有するノズルボディ２１が形成される。
【００４５】
ノズルボディ２１には、一対の供給口２２と、１つのスリット状の吐出口２３とが、設けられている。一対の供給口２２は、一対のサイドプレート２１３，２１４に、それぞれ設けられている。１つの吐出口２３は、前方のノズル部材２１１の下端部と、後方のノズル部材２１２の下端部との間において、スリット状に開口している。塗布装置１の稼働時には、一対の供給口２２からノズルボディ２１内の流路２１０へ、被塗布材料が供給される。そして、流路２１０内の被塗布材料が、吐出口２３からノズルボディ２１の下方へ向けて、吐出される。
【００４６】
また、図２に示すように、本実施形態のノズルボディ２１は、１つの排出口２４を有する。排出口２４は、ノズルボディ２１の上面に設けられている。後述する脱気装置６０において除去しきれなかった気泡は、スリットノズル２０の洗浄時に、リンス液とともに排出口２４からスリットノズル２０の外部へ排出される。
【００４７】
＜３．供給配管系の構成について＞
続いて、スリットノズル２０へ被塗布材料を供給する供給配管系の構成について、説明する。図４は、スリットノズル２０に接続される供給配管系の構成を示した図である。図４に示すように、本実施形態の供給配管系は、脱気装置６０と供給機構７０とを有する。
【００４８】
脱気装置６０は、供給機構７０よりも配管系の上流側に設けられている。脱気装置６０は、供給元の第１タンク８１から供給先の第２タンク８２へ被塗布材料Ｌを供給しつつ、被塗布材料Ｌ中の溶存気体を除去する。図４に示すように、本実施形態の脱気装置６０は、主配管６１、脱気配管６２、ドレインタンク６３、および減圧部６４を備えている。
【００４９】
主配管６１は、第１タンク８１と第２タンク８２とを繋ぐ配管である。第１タンク８１には、未使用の被塗布材料Ｌまたは一旦使用された後に再生処理された被塗布材料Ｌが、貯留される。第１タンク８１に貯留された被塗布材料Ｌは、主配管６１を通って第２タンク８２へ供給される。また、図４に示すように、主配管６１は、略水平方向（重力方向に対して略垂直な方向）に延びる水平部６１１を有する。
【００５０】
主配管６１の水平部６１１には、異物除去フィルタ８３、第１バルブ９１、および第２バルブ９２が、設けられている。第１タンク８１から供給される被塗布材料Ｌ中に異物が含まれている場合には、当該異物が異物除去フィルタ８３において除去される。第１バルブ９１および第２バルブ９２は、制御部５０からの電気信号に基づいて開閉動作を行う電磁弁である。第１バルブ９１は、主配管６１の経路上の脱気配管６２との接続部よりも上流側（第１タンク８１側）の位置に設けられる。第２バルブ９２は、主配管６１の経路上の脱気配管６２との接続部よりも下流側（第２タンク８２側）の位置に設けられる。
【００５１】
脱気配管６２は、主配管６１を流れる被塗布材料Ｌに含まれる気泡を捕集するための配管である。図４に示すように、本実施形態の脱気配管６２は、第１縦管６２１、横管６２２、第２縦管６２３、および排出配管６２４を有する。第１縦管６２１は、主配管６１の水平部６１１から上方へ向けて延びている。横管６２２は、第１縦管６２１の上端から水平に側方へ延びている。第２縦管６２３は、横管６２２の他端からさらに上方へ向けて延びている。排出配管６２４は、第２縦管６２３の上端部とドレインタンク６３とを接続している。
【００５２】
脱気配管６２には、第３バルブ９３、第４バルブ９４、第１センサ８４、および第２センサ８５が設けられている。第３バルブ９３および第４バルブ９４は、制御部５０からの電気信号に基づいて開閉動作を行う電磁弁である。第３バルブ９３は、第２縦管６２１の経路上に介挿されている。第４バルブ９４は、排出配管６２４の経路上に介挿されている。また、第１センサ８４は、第２縦管６２３の経路上の第３バルブ９３よりも上側の位置に、設けられている。第１センサ８４は、第２縦管６２３の当該位置における被塗布材料Ｌの存否を検出し、検出結果を示す電気信号を制御部５０へ送信する。第２センサ８５は、横管６２２の近傍に設けられている。第２センサ８５は、後述する脱気処理において、横管６２２内に気泡が蓄積されたか否かを検出し、検出結果を示す電気信号を制御部５０へ送信する。第１センサ８４および第２センサ８５には、例えば光センサが用いられる。
【００５３】
ドレインタンク６３は、脱気配管６２へ吸引された被塗布材料Ｌが、後述する真空ポンプ６４０へ流れ込むことを防止するために、設けられている。万が一、脱気配管６２へ被塗布材料Ｌが過剰に流入したとしても、当該被塗布材料Ｌは、ドレインタンク６３内に回収され、真空ポンプ６４０側へ流れ込むことはない。ドレインタンク６３に回収された被塗布材料Ｌは、ドレインタンク６３の下部から排出され、廃棄または再生処理される。
【００５４】
減圧部６４は、真空ポンプ６４０と、第１吸引配管６４１と、第２吸引配管６４２とを有する。第１吸引配管６４１の両端は、真空ポンプ６４０とドレインタンク６３とに、それぞれ接続されている。第２吸引配管６４２の両端は、真空ポンプ６４０と第２タンク８２とに、それぞれ接続されている。このため、真空ポンプ６４０を動作させると、第１吸引配管６４１およびドレインタンク６３内の空気が、真空ポンプ６４０側へ吸引されるとともに、第２吸引配管６４２および第２タンク８２内の空気も、真空ポンプ６４０側へ吸引される。これにより、主配管６１および脱気配管６２内が減圧されて負圧となる。また、主配管６１内には、第２タンク８２側へ向かう吸引力が発生し、脱気配管６２内には、ドレインタンク６３側へ向かう吸引力が発生する。
【００５５】
また、図４に示すように、本実施形態では、第２タンク８２内に撹拌器８６が設けられている。撹拌器８６は、モータ（図示省略）から得られる動力によって回転する。それにより、第２タンク８２内に貯留された被塗布材料Ｌを撹拌する。第２タンク８２内に貯留された被塗布材料Ｌ中に、上述した脱気配管６２で回収しきれなかった気泡が含まれている場合、撹拌器８６を動作させると、当該気泡を被塗布材料Ｌの液面に浮上させることができる。
【００５６】
供給機構７０は、第２タンク８２からスリットノズル２０へ、被塗布材料Ｌを供給するための機構である。供給機構７０は、送液配管７１と、送液ポンプ７２を有する。送液配管７１の上流側の端部は、第２タンク８２の底部に接続されている。送液配管７１の下流側の端部は、２方向に分岐して、スリットノズル２０の２つの供給口２２に、それぞれ接続されている。送液ポンプ７２を動作させると、送液ポンプ７２により生じる圧力で、第２タンク８２に貯留された被塗布材料Ｌが、送液配管７１を通って、スリットノズル２０へ供給される。そして、当該被塗布材料Ｌが、スリットノズル２０の吐出口２３から基板９の上面に、吐出される。
【００５７】
図５は、制御部５０と供給配管系の各部との接続構成を示したブロック図である。図５に示すように、制御部５０は、上述した第１バルブ９１、第２バルブ９２、第３バルブ９３、第４バルブ９４、第１センサ８４、第２センサ８５、撹拌器８６、真空ポンプ６４０、および送液ポンプ７２と、それぞれ電気的に接続されている。制御部５０は、予め設定されたコンピュータプログラムまたは外部からの指示に基づき、これらの各部を動作制御する。これにより、被塗布材料Ｌの脱気および供給の各動作が進行する。
【００５８】
＜４．被塗布材料の脱気および供給動作について＞
続いて、上記の塗布装置１において、第１タンク８１に貯留された被塗布材料Ｌを、脱気しながらスリットノズル２０に供給するときの動作について、説明する。図６は、当該動作の流れを示したフローチャートである。図７は、脱気配管６２内の気泡の動きを、概念的に示した図である。
【００５９】
図６に示すように、塗布装置１は、まず、第２バルブ９２を閉鎖するとともに、第１バルブ９１、第３バルブ９３、および第４バルブ９４を開放する。そして、真空ポンプ６４０の動作を開始させる。そうすると、真空ポンプ６４０の圧力によって、脱気配管６２内に、上方へ向かう吸引力が発生する。したがって、第１タンク８１から供給される被塗布材料Ｌは、主配管６１を通って脱気配管６２へ流れ込む。その結果、主配管６１の第２バルブ９２よりも上流側の部分と、脱気配管６２の少なくとも第３バルブ９３よりも下側の部分とが、被塗布材料Ｌで満たされる（ステップＳ１）。
【００６０】
被塗布材料Ｌが第１センサ８４の検出位置に到達すると、第１センサ８４は、被塗布材料Ｌを検出したことを示す検出信号を、制御部５０へ送信する。制御部５０は、当該検出信号を受信すると、第３バルブ９３を閉鎖して、第２バルブ９２を開放する。そうすると、真空ポンプ６４０から第２吸引配管６４２および第２タンク８２を介して伝わる圧力によって、主配管６１内に、第２タンク８２側へ向かう吸引力が発生する。したがって、主配管６１内に、第１タンク８１から第２タンク８２へ向かう被塗布材料Ｌの流れが形成される（ステップＳ２）。
【００６１】
このとき、主配管６１および脱気配管６２の内部は、真空ポンプ６４０の吸引力によって、大気圧よりも圧力が低い状態（負圧状態）となっている。このため、第１タンク８１から流れ出した被塗布材料Ｌ中の溶存気体が、気泡となって被塗布材料Ｌ中に発生する。また、主配管６１の内部では、被塗布材料Ｌが流動しているため、当該流動によって、気泡の浮上が促進される。したがって、図７中に破線Ｂ１で示したように、被塗布材料Ｌ中の気泡は、主配管６１の上縁部に集合する。そして、主配管６１の上縁部に集合した気泡は、図７中の破線矢印Ａ１のように、主配管６１から第１縦管６２１へ効率よく進入する。このようにすれば、被塗布材料Ｌの粘度が高い場合であっても、被塗布材料Ｌ中の気泡を、効率よく脱気配管６２へ進入させることができる。したがって、第２タンク８２内の撹拌器８６のみを用いる場合よりも、気泡の除去に掛かる時間を大幅に低減できる。
【００６２】
第１縦管６２１内に進入した気泡は、その後、横管６２２の高さまで上昇する。そして、図７中に破線Ｂ２で示したように、横管６２２の上縁部の下面に沿って、気泡が蓄積される。また、破線Ｂ２の位置において、複数の気泡は、互いに集合して大きな気泡に成長する。
【００６３】
気泡が成長し、横管６２２内の所定の領域が気泡で占められると、第２センサ８５が、当該気泡を検出して、検出信号を制御部５０へ送信する。制御部５０は、当該検出信号を受信すると、第１バルブ９１および第２バルブ９２を閉鎖し、第３バルブ９３を開放する。そうすると、第２縦管６２３内に貯留された被塗布材料Ｌが、その自重によって、図７中の破線矢印Ａ２のように、横管６２２側へ移動しようとする。これにより、横管６２２内の気泡が、破線矢印Ａ３のように、第２縦管６２３側へ移動する。すなわち、第２縦管６２３内の被塗布材料Ｌと、横管６２２内の気泡とが、置換される。その結果、横管６２２内の気泡が、第２縦管６２３内の被塗布材料Ｌの液面よりも上側へ、排出される（ステップＳ３）。気泡を構成していた気体は、その後、排出配管６２４、ドレインタンク６３、および第１吸引配管６４１を通って、真空ポンプ６４０から外部へ排出される。
【００６４】
このように、本実施形態では、脱気配管６２の横管６２２内で気泡を成長させて、成長後の大きな気泡を排出する。このようにすれば、気体とともに排出される被塗布材料Ｌの量を低減できる。したがって、被塗布材料Ｌから溶存気体のみを、効率よく除去できる。
【００６５】
また、上記のステップＳ３では、横管６２２内で成長した気泡を、第２縦管６２３内の被塗布材料Ｌと置換させることによって、上方へ排出する。このようにすれば、気泡を、被塗布材料Ｌの液面まで、効率よく浮上させることができる。なお、第２縦管６２３は、横管６２２以上の容積を有していることが好ましい。そうすれば、ステップＳ３において、横管６２２内の気泡を、第２縦管６２３内の被塗布材料Ｌで、より確実に置換することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、上記のステップＳ１からステップＳ３にかけて、第４バルブ９４を開放している。すなわち、第３バルブ９３を閉鎖したステップＳ２においても、第４バルブ９４を開放している。このため、ステップＳ２では、第２縦管６２３内の第３バルブ９３よりも上側に貯留された被塗布材料Ｌからも気泡が発生し、当該気泡が液面まで浮上することで、気泡を構成する気体が除去される。これにより、溶存気体の除去効率を、さらに高めることができる。
【００６７】
なお、脱気配管６２だけでは気泡の除去が十分でない場合には、制御部５０からの指令により、第２タンク８２内の撹拌器８６を回転させるようにするとよい。そうすれば、第２タンク８２内において、被塗布材料Ｌ中に残存する気泡を、液面へ浮上させることができる。また、それと同時に真空ポンプ６４０を動作させれば、気泡を構成していた気体を、第２タンク８２および第２吸引配管６４２を通って、真空ポンプ６４０から外部へ排出できる。すなわち、本実施形態では、撹拌器８６および真空ポンプ６４０が、第２タンク８２内において被塗布材料Ｌを撹拌しつつ脱気する撹拌脱気機構を構成している。このように、撹拌脱気機構を併用すれば、気泡の除去率をより高めることができる。
【００６８】
その後、制御部５０は、送液ポンプ７２を動作させる。そうすると、第２タンク８２に貯留された脱気後の被塗布材料Ｌが、送液配管７１を通ってスリットノズル２０へ供給される（ステップＳ４）。そして、スリットノズル２０へ供給された被塗布材料Ｌが、スリットノズル２０の吐出口２３から基板９の上面に吐出される。
【００６９】
なお、本実施形態では、第１タンク８１と第２タンク８２とを繋ぐ主配管６１に、異物除去フィルタ８３を設けた。そして、第２タンク８２とスリットノズル２０とを繋ぐ送液配管７１から、異物除去フィルタを排除した。このようにすれば、ステップＳ４における被塗布材料Ｌの供給時に、異物除去フィルタによる圧力損失が無くなる。したがって、より小さい圧力で、スリットノズル２０に被塗布材料Ｌを供給することができる。
【００７０】
＜５．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７１】
図８は、一変形例に係る供給配管系の構成を示した図である。図８の例では、脱気装置６０内に、第１脱気配管６２Ａと第２脱気配管６２Ｂとが、設けられている。第１脱気配管６２Ａおよび第２脱気配管６２Ｂは、いずれも、水平部６１１から上方へ向けて延びている。また、第２脱気配管６２Ｂの下端部は、第１脱気配管６２Ａの下端部よりも、主配管６１の下流側に位置する。また、第１バルブ９１は、主配管６１の経路上の第１脱気配管６２Ａとの接続部よりも上流側に設けられる。第２バルブ９２は、主配管６１の経路上の第２脱気配管６２Ｂとの接続部よりも下流側に設けられる。第３バルブ９３は、第１脱気配管６２Ａおよび第２脱気配管６２Ｂの各々の経路上に設けられる。
【００７２】
このように、２本の脱気配管６２Ａ，６２Ｂを設ければ、第１脱気配管６２Ａに進入しなかった気体を、下流側の第２脱気配管６２Ｂに進入させて、外部へ排出することができる。したがって、気泡の排出効率をより高めることができる。
【００７３】
特に、図８の例では、第１脱気配管６２Ａの上端部と、第２脱気配管６２Ｂの上端部とが、斜め上方へ向けて延びる傾斜配管６２５によって、１本の排出配管６２４に接続されている。このようにすれば、第１脱気配管６２Ａおよび第２脱気配管６２Ｂから排出配管６２４への気泡の排出を、重力に逆らうことなくスムーズに行うことができる。特に、上述したステップＳ２と同等の処理を行うときに、閉鎖された第３バルブ９３よりも上方に貯留された被塗布材料Ｌ中の気泡を、容易に上方へ浮上させることができる。
【００７４】
なお、気泡の排出効率をさらに高めるために、脱気配管６２の数を、３本以上としてもよい。
【００７５】
図９は、他の変形例に係る供給配管系の構成を示した図である。図９の例では、主配管の一部分に、ヒータ８７が設けられている。ヒータ８７は、制御部５０と電気的に接続される。制御部５０からの指令によってヒータ８７を動作させると、主配管６１内の被塗布材料Ｌが加熱される。これにより、被塗布材料Ｌの粘度を低下させることができる。また、被塗布材料Ｌ中の気泡が膨張する。このため、脱気配管６２へ気泡がより進入しやすくなるとともに、脱気配管６２内において、気泡が浮上しやすくなる。これにより、気泡の排出効率を、より高めることができる。
【００７６】
図１０は、他の変形例に係る供給配管系の構成を示した図である。図１０の例では、主配管６１が、２本の水平部６１１を有している。２本の水平部６１１は、第１タンク８１と第２タンク８２との間において、並列に接続される。そして、各水平部６１１から、脱気配管６２が上方へ向けて延びている。このようにすれば、２本の水平部６１１によって、同時または交互に被塗布材料Ｌを第２タンク８２へ供給できる。したがって、第２タンク８２への液体の単位時間あたりの供給量を増加させることができる。
【００７７】
また、上記の実施形態では、横管６２２が水平に配置されていた。しかしながら、横管６２２の姿勢は、必ずしも水平でなくてもよい。横管６２２は、第１縦管６２１の上端から第１縦管６２１よりも水平に近い角度で側方へ延びる管であればよい。ただし、横管６２２の第２縦管６２３側の端部は、横管６２２の第１縦管６２１側の端部と同等の高さ、またはそれよりも高いことが好ましい。また、横管６２２内において、気泡をより効果的に成長させるために、横管６２２の水平面に対する角度は、０°以上かつ４５°以下とすることが好ましい。
【００７８】
また、上記の実施形態では、第１縦管６２１、横管６２２、および第２縦管６２３が、いずれも同径の配管であった。しかしながら、第１縦管６２１、横管６２２、および第２縦管６２３の内径は、必ずしも同一でなくてもよい。例えば、ステップＳ２において第３バルブ９３よりも上側に貯留される被塗布材料Ｌの量を増加させるために、第２縦管６２３の内径を、第１縦管６２１および横管６２２の内径よりも、大きくしてもよい。
【００７９】
また、上記の実施形態の装置では、真空ポンプ６４０および送液ポンプ７２の圧力のみで被塗布材料Ｌを搬送していた。しかしながら、これらのポンプの駆動と併行して、第１タンク８１内および第２タンク８２内に、加圧された気体を導入して、被塗布材料Ｌの流れを促進させるようにしてもよい。
【００８０】
また、上記の塗布装置１は、フレキシブルデバイスの基材自体を製造するプロセスに用いられるものであったが、本発明の塗布装置は、デバイス形成後の基材の表面に、保護膜を形成するプロセスに用いられるものであってもよい。また、本発明の塗布装置は、基板と基板とを貼り合わせる際の接着剤を塗布するプロセスに用いられるものであってもよい。また、本発明の塗布装置は、フレキシブルデバイス以外の液晶表示装置や半導体基板の製造工程に用いられるものであってもよい。また、本発明の塗布装置は、リチウムイオン二次電池や燃料電池などの電池の製造工程に用いられるものであってもよい。すなわち、本発明の塗布装置は、高粘度の材料を塗布するプロセスに特に好適である。
【００８１】
また、脱気装置および塗布装置の細部については、本願の各図に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  塗布装置
９  基板
１０  ステージ
１１  基板保持面
２０  スリットノズル
２１  ノズルボディ
２２  供給口
２３  吐出口
２４  排出口
３０  ノズル保持部
３１  架橋部
３２  支持部
３３  昇降機構
４０  走行機構
４１  走行レール
４２  リニアモータ
５０  制御部
６０  脱気装置
６１  主配管
６２，６２Ａ，６２Ｂ  脱気配管
６３  ドレインタンク
６４  減圧部
７０  供給機構
７１  送液配管
７２  送液ポンプ
８１  第１タンク
８２  第２タンク
８３  異物除去フィルタ
８４  第１センサ
８５  第２センサ
８６  撹拌器
８７  ヒータ
９１  第１バルブ
９２  第２バルブ
９３  第３バルブ
９４  第４バルブ
６１１  水平部
６２１  第１縦管
６２２  横管
６２３  第２縦管
６２４  排出配管
６２５  傾斜配管
６４０  真空ポンプ
６４１  第１吸引配管
６４２  第２吸引配管
Ｌ  被塗布材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006445893.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006445893.tif 000007
【図７】
0006445893.tif 000008
【図８】
0006445893.tif 000009
【図９】
0006445893.tif 000010
【図１０】
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