(57)【要約】【課題】塗布停止時におけるスリット内の塗布液の乾燥防止や目詰まり防止をメンテナンスフリーで実現するスリットコータの提供。【解決手段】ノズルを構成する対となったリップ部１２，１３相互間にスリット１５を介在させてなるスリットコータ１１と、塗布液Ｌを貯留する貯液タンク２１と、該貯液タンク２１からスリット１５内へと塗布液Ｌを送る送液管３１との間に形成される液流路系Ｆに対し、スリットコータ１１が塗布停止中に振動を与える振動付与手段４１を配設して、液流路系Ｆ中の塗布液Ｌにおける大気との接触面Ｌ１の乾燥を自動阻止自在とした。また、スリットコータ１１と、塗布停止時にスリット１５における液吐出口１６を閉止すべく真空吸引自在に配設される蓋体と、該蓋体の内側面と液吐出口１６との間に配設されて施蓋時に液吐出口１６に接触する吸湿清拭材とを少なくとも具備させてスリット１５の目詰まりを自動阻止自在とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを構成する対となったリップ部相互間にスリットを介在させてなるスリットコータと、塗布液を貯留する貯液タンクと、該貯液タンクからスリットコータの前記スリット内へと塗布液を送る送液管との間に形成される液流路系に対し、
前記スリットコータが塗布停止中に振動を与える振動付与手段を配設して、前記液流路系中の前記塗布液における大気との接触面の乾燥を自動阻止自在としたことを特徴とするスリットコータ。
【請求項２】
前記振動付与手段は、前記液流路系を構成している前記貯液タンクを昇降制御する昇降ユニットである請求項１に記載のスリットコータ。
【請求項３】
前記振動付与手段は、前記液流路系を構成している前記スリットコータにおけるいずれか一方の前記リップ部に対しスリット幅の拡縮方向への制御された連続的な動きを付与する横移動ユニットである請求項１に記載のスリットコータ。
【請求項４】
前記振動付与手段は、前記液流路系を構成している前記送液管を振幅制御する振幅ユニットである請求項１に記載のスリットコータ。
【請求項５】
前記振動付与手段は、前記昇降ユニットと前記横移動ユニットと前記振幅ユニットとの少なくとも２以上の組み合わせからなる請求項２ないし４のいずれかに記載のスリットコータ。
【請求項６】
ノズルを構成する対となったリップ部相互間にスリットを介在させてなるスリットコータと、塗布停止時に該スリットコータの前記スリットにおける液吐出口を閉止すべく真空吸引自在に配設される蓋体と、該蓋体の内側面と前記液吐出口との間に配設されて施蓋時に前記液吐出口に接触する吸湿清拭材とを少なくとも具備させて前記スリットの目詰まりを自動阻止自在としたことを特徴とするスリットコータ。
【請求項７】
前記吸湿清拭材は、ロール供給ユニットを介して移動自在とした請求項６に記載のスリットコータ。
【請求項８】
施蓋時における前記蓋体と前記吸湿清拭材とは、架橋されたゴム材を含む弾性高分子材を介して外気から密閉させた請求項６または７に記載のスリットコータ。
【請求項９】
前記スリットは、塗布液膜厚をフィードバックすることで、その時々の塗布液膜厚に対応させるべくその幅を可変とすることで自動調整自在とした請求項６ないし８のいずれかに記載のスリットコータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布停止時におけるスリットコータのスリット内の塗布液の乾燥防止や目詰まり防止につきメンテナンスフリーとすることができるようにしたスリットコータに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
電子部品工業や光学部品工業においては、従来より製品の生産工程中に各種基板の表面に精密に塗膜を形成する工程を含む例が多い。しかも、塗膜を形成する基板は、例えば液晶ディスプレイのように年々、その面サイズが大型化してきている。
【０００３】
また、半導体や液晶ディスプレイなどのデバイスを製造する際には、レジストに代表される感光性材料やポリイミド等が使用される絶縁膜等をはじめとする様々な塗膜を形成するプロセスが頻繁に行われる。この場合、塗膜は、従来よりスピンコートや印刷といった手法により塗布されており、なかでもスピンコートは簡単な機構のもとで高精度の塗膜が得られることから様々なラインに導入されてきている。
【０００４】
しかし、スピンコートは、次に述べるような種々の問題を抱えている。すなわち、スピンコートは、通常、滴下したコーティング材料の９５％以上を回転により吹き飛ばして廃液として処理されてしまう。また、このときに飛散したコーティング材料は、他の装置に悪影響を及ぼさないように囲っておく必要があり、装置的に大がかりになってしまう。さらに、基板のエッジ部にビードと称される液滴が発生し、基板の端部および裏面にコーティング材料が付着し、基板搬送系やホットプレート表面を汚染し、パーティクルを発生させる。このため、スピンコート終了後に、付着物を後処理するためのプロセスや装置を増やし、対応を取らなければならなくなる場合が多々ある。また、スピンコートは、スループットが非常に遅いほか、大型化する液晶ディスプレイに適用する上で自ずから限界があるという問題もあった。
【０００５】
一方、これらの問題を解決するため、ダイコータなどとも称されているスリットコータを用いた塗布装置が注目を集め、既に実用化が始まっている。
【０００６】
上記塗布装置が備えるスリットコータは、ノズルを構成する対となったリップ部相互間にスリットを形成し、該スリットからコーティング材料を基板側に押し出して塗布するものである。
【０００７】
このとき、スリットコータの先端を基板に近づけ、その離間距離も数十μｍ〜数百μｍの隙間となるように精密に制御され、スリットからコーティング材料を押し出しスリットコータの先端と基板との間にコーティング材料の液層を形成し、スリットコータもしくは基板を平行移動させることで、基板上に塗膜を形成するものである。この際における液層は、メニスカス維持のためある程度の大きさが必要である。
【０００８】
そして、スリットコータによる塗膜の形成は、スピンコートに比べコーティング材料のほとんどを基板に供給でき、飛散させることもないことから無駄が少なく、スリットコータの下を基板が通過するだけで塗膜ができることから、スループットが非常任よく均一な膜を得ることができる。
【０００９】
ところで、基板に対する塗膜の形成においては、一枚一枚の基板に対し塗布液を塗布する毎葉塗布も行われている。該毎葉塗布工程では、塗布すべき基板の装置側への取付け作業や、装置側からの基板の取出し作業があるほか、ロット切り替えや各種のトラブルへの対応などのため、数分から数十分の待機時間が発生することが不可避である。
【００１０】
一方、基板に塗布される塗布液は、一般に有機溶剤を多く含んでいるため、待機に伴う静止状態のもとで長時間にわたり空気に曝されると、塗布液の表面から溶剤が揮発してその粘度を増加させたり固化して塗布不良を誘発するおそれがある。また、スリットコータのスリットは、非常に離間間隔が小さいので、その内部での固形物や気泡の移動が難しく、いったん固形物や気泡などが巻き込まれてしまうとその除去が難しく、塗膜面に気泡や塗布むらを生じさせてしまう問題があった。
【００１１】
さらに、スリットコータによる塗膜の形成は、液吐出をやめて基板からスリットコータを引き離すことで終了するため、該スリットコータと基板との間の液層を破壊しなければならない。このとき、スリットコータと基板との間には、液層維持のために多量のコーティング材料が必要であり、塗布終了のために液層を破壊すると、この多量のコーティング材料すべてを基板においてくることはできず、一部がスリットコータ側に残留し、次回塗布時にスジむらや塗布開始時に膜厚増大などの悪影響を及ぼすことがある。さらに、スリットコータに残留した材料が乾燥してパーティクルとなり、不良発生の原因となることがあるなどの問題を抱えていた。
【００１２】
上記問題の解消策としては、塗布終了後やダミー吐出を行った後、ヘッド先端のコーティング材料を金属製のローラやブレードで掻き取ったり、ブラシ洗浄を行うなどの処理が行うことで対処していたものの、簡単には解消できない難点があった。特に、コーティング材料が高粘度で、かつ、速乾性の材料である場合、ブレード等では掻き取れず、次回塗布に影響を及ぼしたり、パーティクルの原因となる問題は容易には解決されておらず、安定した連続塗布の障害となることがしばしばあった。
【００１３】
スリットコータを用いる場合に生ずる上記した種々の問題のうち、スリットコータのスリット内における塗布液の乾燥による粘度増加や固化による塗布不良誘発を解消しようとする従来手法としては、下記特許文献１に開示されている毎葉塗布方法がある。
【特許文献１】特開２００４−１５４７１６公報
【００１４】
図６は、上記特許文献１の開示手法につきスリットコータの待機時におけるスリットコータとタンクとの配置関係を模式的に示した説明図である。
【００１５】
同図によれば、スリットコータ１が待機している状態では、スリット１ａ内の塗布液３の液面レベルｔ１がスリット間隔ｔ２の０．５〜２倍の範囲に位置するようにタンク２を図示しない昇降機構を介して降下させることで、スリット１ａ内の塗布液３の乾燥を防ぐことができるようになっている。
【００１６】
また、スリットコータを用いる場合に生ずる問題のうち、スリットコータの目詰まりを防止する従来手法としては、下記特許文献２に開示されている洗浄方法がある。
【特許文献２】特開２００３−２６０４０４公報
【００１７】
図７は、上記特許文献２の開示手法を模式的に示した説明図であり、バキューム兼廃液路５より真空吸引した状態で洗浄液吐出ノズル６からスリットコータ１の先端に洗浄液をかけた上で、多孔質ブロック７を押し当てて洗浄液を拭き取ることにより、連続的に安定して塗布できることになる。また、真空吸引しながら洗浄液をかけているので、スリットコータ１のスリット１ａ内の塗布液に洗浄液が混入するのを防ぐこともできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、特許文献１に開示されている毎葉塗布方法による場合には、塗布液３の液面レベルｔ１がスリット間隔ｔ２の０．５〜２倍の範囲に位置させることで、スリット１ａ内の塗布液３の乾燥を防ぐことができるとされているが、該塗布液３が大気と接触する面が静止状態にある。このため、ため、大気接触面に位置する塗布液３の表面は、依然として乾燥してしまう不都合があった。
【００１９】
また、特許文献２に開示されている洗浄方法による場合には、スリットコータ１の液吐出口が下向きになっている必要があり、液吐出口が上向きになっている場合には適用することができないという不具合があった。
【００２０】
本発明は、上記特許文献１，２にみられたスリットコータの上記課題に鑑み、塗布停止時におけるスリットコータのスリット内の塗布液の乾燥防止や目詰まり防止につきメンテナンスフリーとすることができるようにしたスリットコータを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明は、ノズルを構成する対となったリップ部相互間にスリットを介在させてなるスリットコータと、塗布液を貯留する貯液タンクと、該貯液タンクからスリットコータの前記スリット内へと塗布液を送る送液管との間に形成される液流路系に対し、前記スリットコータが塗布停止中に振動を与える振動付与手段を配設して、前記液流路系中の前記塗布液における大気との接触面の乾燥を自動阻止自在としたことを最も主要な特徴とする。
【００２２】
第１の発明において前記振動付与手段は、前記液流路系を構成している前記貯液タンクを昇降制御する昇降ユニットや、前記スリットコータにおけるいずれか一方の前記リップ部に対しスリット幅の拡縮方向への制御された連続的な動きを付与する横移動ユニットや、前記送液管を振幅制御する振幅ユニットにより形成することができる。また、この場合、前記振動付与手段は、前記昇降ユニットと前記横移動ユニットと前記振幅ユニットとの少なくとも２以上の組み合わせとすることもできる。
【００２３】
第２の発明は、ノズルを構成する対となったリップ部相互間にスリットを介在させてなるスリットコータと、塗布停止時に該スリットコータの前記スリットにおける液吐出口を閉止すべく真空吸引自在に配設される蓋体と、該蓋体の内側面と前記液吐出口との間に配設されて施蓋時に前記液吐出口に接触する吸湿清拭材とを少なくとも具備させて前記スリットの目詰まりを自動阻止自在としたことを最も主要な特徴とする。
【００２４】
第２の発明において前記吸湿清拭材は、ロール供給ユニットを介して移動自在とするのが好ましい。また、施蓋時における前記蓋体と前記吸湿清拭材とは、架橋されたゴム材を含む弾性高分子材を介して外気から密閉させておくのが望ましい。さらに、前記スリットは、塗布液膜厚をフィードバックすることで、その時々の塗布液膜厚に対応させるべくその幅を可変とすることで自動調整自在とすることもできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のうち、第１の発明によれば、スリットコータのスリット内の塗布液に振動を付与することができるので、液吐出口側の大気との接触面が乾燥するのを効果的に防止することができる。
【００２６】
また、第２の発明によれば、スリットコータのスリットにおける液吐出口を真空吸引しながら吸湿清拭材で清拭することができるので、スリット内に固形物が混入するのを防止して塗布液を安定的に塗布することができる。また、スリットコータの液吐出口側の乾燥を防止することができる。さらに、ロール供給ユニットを用いる場合には、常に新しい部分の吸湿清拭材を用いて清拭することができるので、清拭するたびに吸湿清拭材を交換する作業をなくして、作業効率を高めてやることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１ないし図３は、本発明のうちの第１の発明につき、場合分けしてその配置関係を模式的に例示する説明図である。
【００２８】
これらの図によれば、液流路系Ｆは、対となったリップ部１２，１３相互間にスペーサ１４を介在させて形成されたスリット１５を備えるスリットコータ１１と、塗布液Ｌを貯留する貯液タンク２１と、該貯液タンク２１からスリットコータ１１のスリット１５内へと塗布液Ｌを送る送液管３１との間に形成されている。
【００２９】
また、液流路系Ｆには、スリットコータ１１が次回塗布を開始するまでの塗布停止中に振動を与える振動付与手段４１が配設されており、該振動付与手段４１を介して液流路系Ｆ中の塗布液Ｌにおける大気との接触面Ｌ１の乾燥を自動阻止できるようになっている。
【００３０】
この場合、スリットコータ１１は、所定のスリット幅を有するスリット１５の液吐出口１６を上方に向けて図示しないコータユニット側に配設されており、基板の下面側に液吐出口１６から吐出される塗布液Ｌを塗布することができるようになっている。
【００３１】
貯液タンク２１内には、別途用意されている貯蔵タンク側から補給される適宜の塗布液Ｌが貯留されている。該塗布液Ｌは、送液管３１を介してスリットコータ１１側に送られ、マニホールド１７を経てスリット１５内を毛管現象により貯液タンク２１の液面レベルと同じ液面レベルとなるまで上昇し、液吐出口１６を経て基板の下面に接液するに至る。
【００３２】
図１は、振動付与手段４１を液流路系Ｆ中の貯液タンク２１側に配設した例を示すものである。この例における振動付与手段４１は、貯液タンク２１を昇降変位させる昇降ユニット４２として配設されている。該昇降ユニット４２は、ガイド杆と、該ガイド杆に沿って昇降制御される昇降部とで構成し、該昇降部を貯液タンク２１側に直結するなど、適宜の昇降機構のもとで形成することができる。
【００３３】
図２は、振動付与手段４１を液流路系Ｆ中のスリットコータ１１側に配設した例を示すものである。この例における振動付与手段４１は、スリットコータ１１におけるいずれか一方、図示例では右側に位置するリップ部１３に対しスリット幅の拡縮方向への制御された連続的な動きを付与する横移動ユニット４３として配設されている。すなわち、図示例では左側に位置するリップ部１２を固定側とし、右側に位置するリップ部１３を可動側とし、可動側である該リップ部１３を横移動ユニット４３に連結させることで、塗布準備時を含む塗布停止時に連続的にスリット幅を拡縮制御できるようになっている。この場合における横移動ユニット４３は、固定側のリップ部１２を例えば進退自在なエアシリンダ（図示せず）などで位置固定しつつ、可動側のリップ部１３の自由端側を固定側のリップ部１２側から押し込むことにより、液吐出口１６側のスリット幅を狭くしたり、その押込み力を解放することでスリット幅を元の幅に戻したりすることができるようになっている。また、可動側のリップ部１３に対しては、図示しないモータを用いて上記押し込み側とは反対側から横移動（進退移動）させて振動を与えることができるようになっている。
【００３４】
図３は、振動付与手段４１を液流路系Ｆ中の送液管３１側に配設した例を示すものである。この例における振動付与手段４１は、送液管３１を振動制御する振幅ユニット４４として配設されている。該振幅ユニット４４は、例えば振動板（ダイヤフラム）や圧電素子（ＰＺＴ）を送液管３１に取り付けたり、該送液管３１を外周側から押し戻しする弾性チューブを覆設するなどして配設することができる。
【００３５】
一方、図４および図５は、本発明のうちの第２の発明における配置関係を模式的に例示する説明図である。そのうちの図４（ａ）は、蓋体の内側面側とスリットコータの液吐出口側とが離れている状態での正面視方向での断面構造を、図４（ｂ）は、蓋体の内側面側とスリットコータの液吐出口側とが接触している状態での正面視方向での断面構造を、それぞれ模式的に示す。また、図５（ａ）は、図４（ａ）につき側面視方向での断面構造を、図５（ｂ）は、図４（ｂ）につき側面視方向での断面構造を、それぞれ模式的に示す。
【００３６】
これらの図によれば、対となったリップ部１２，１３相互間にスペーサ１４を介在させて形成されるスリット１５を備えてその液吐出口１６を上方に向けて配置されるスリットコータ１１には、塗布停止時に該スリットコータ１１の液吐出部１６を閉止すべく真空吸引自在とした蓋体５１と、該蓋体５１の内側面５３と液吐出部１６との間に位置する吸湿清拭材６１とが配設されている。
【００３７】
この場合、蓋体５１は、スリットコータ１１における一方のリップ部１２の平坦な肩部１２ａと、他方のリップ部１３の平坦な肩部１３ａとを介してスリットコータ１１上を覆う断面略コ字形を呈する蓋本体部５２と、該蓋本体部５２の下端面５４に形成された溝部５５内に配設される弾性材からなるＯリング５５とで形成されている。
【００３８】
また、蓋本体部５２の上面３５には、図示しない真空ポンプを介して真空吸引する際に用いられる通孔５７が形成されており、該通孔５７を介して真空吸引することで、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）となり、スリットコータ１１の液吐出口１６側と蓋体５１側との間には、吸湿清拭材６１を介在させた閉止空間５９を形成することができることになる。
【００３９】
吸湿清拭材６１は、スリットコータ１１の液吐出口１６の長さ方向に沿わせて蓋体５１の内側面５３側に配設されるものであり、吸湿性を有する適宜素材を用いてロール状に形成されている。
【００４０】
しかも、吸湿清拭材６１は、ロール供給ユニット６２を介して蓋体５１の内側面５３との間でスリットコータ１１の液吐出口１６の長さ方向に沿わせての移動を自在に配設されている。
【００４１】
すなわち、ロール供給ユニット６２は、ロール状の吸湿清拭材６１を液吐出口１６の長さ方向での一端寄りに位置する外部にて回転自在に軸支する始端側軸支部６３と、吐出口１６の長さ方向での他端寄りに位置する外部にて使用済みの吸湿清拭材６１を巻き取る終端側軸支部６４とを有しており、該終端側軸支部６４側をモータなどの駆動源を介して巻き取り方向に自動回転させることができるようになっている。
【００４２】
また、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように真空吸引して蓋体５１を吸湿清拭材６１を介してスリットコータ１１の液吐出口１６側に密着させた際には、架橋されたゴム材を含む弾性高分子材（図示せず）を蓋体５１と吸湿清拭材６１との間に介在させておくことで、外気から密閉させた閉止空間５９を形成することができる。これをより詳しく説明すれば、蓋体５１の一方の側板に設けた吸湿清拭材６１の導入口５１ａの内側と、同じく蓋体５１の他方の側板に設けた吸湿清拭材６１の導出口５１ｂの内側とに、吸湿清拭材６１の挿通を許すスリットを有する弾性高分子材を各別に固定するなどして閉止空間５９を形成することができるようになっている。
【００４３】
まず、図１ないし図３を参照して第１の発明の作用・効果を説明すれば、塗布停止時における液流路系Ｆに位置している塗布液Ｌに対しては、振動付与手段４１を構成している昇降ユニット４と横移動ユニット４３と振幅ユニット４４とのうちの少なくともいずれか一つを作動させることで、スリットコータ１１のスリット１５内の塗布液Ｌに振動を付与することができる。
【００４４】
このため、スリットコータ１１の液吐出口１７側の塗布液Ｌにおける大気との接触面Ｌ１は、非静止状態を持続させることができるので、乾燥するのを効果的に防止することができる。
【００４５】
次に、図４および図５を参照して第２の発明の作用・効果を説明すれば、塗布停止時には、図４（ａ）および図５（ａ）の状態のもとで蓋体５１の通孔５７を介して真空吸引することで、蓋体５１とスリットコータ１１側との間に確保される内部空間が負圧となる。このため、蓋体５１は、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すようにＯリング５８を押しつぶすようにしてスリット１５の液吐出口１６に吸湿清拭材６１を介在させた状態のもとで密接することになり、閉止空間５９が確保される。
【００４６】
このため、スリット１５における液吐出口１６は、真空吸引された状態のもとで吸湿清拭材６１を移動させることで、スリット１５内に固形物を混入させることなく清拭される結果、塗布開始時には塗布液を安定的に塗布することができる。
【００４７】
また、湿り気のある吸湿清拭材６１は、スリットコータ１１の液吐出口１６とは非接触状態のもとで閉止空間５９内に位置させることができるので、液吐出口１６側の乾燥を効果的に防止することができる。
【００４８】
さらに、ロール供給ユニット６２を用いて吸湿清拭材６１を供給できる場合には、常に新しい部分の吸湿清拭材６１を用いて液吐出口１６を清拭することができるので、清拭するたびに吸湿清拭材６１を交換する作業をなくして、作業効率を高めてやることができる。
【００４９】
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容は、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形を加えることができる。例えば、第１の発明における振動付与手段４１は、昇降ユニット４２と横移動ユニット４３と振幅ユニット４４との少なくとも２以上の組み合わせとして配設することもできる。
【００５０】
また、第２の発明におけるスリット１１を、塗布液膜厚をフィードバックすることでその幅を可変にして形成してある場合には、その時々の塗布液膜厚に柔軟に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の発明における振動付与手段の第１の例を模式的に示す説明図。
【図２】第１の発明における振動付与手段の第２の例を模式的に示す説明図。
【図３】第１の発明における振動付与手段の第３の例を模式的に示す説明図。
【図４】（ａ）は、蓋体の内側面側とスリットコータの液吐出口側とが離れている状態での正面視方向での断面構造を、（ｂ）は、蓋体の内側面側とスリットコータの液吐出口側とが接触している状態での正面視方向での断面構造を、それぞれ模式的に示す。
【図５】（ａ）は、図４（ａ）につき側面視方向での断面構造を、（ｂ）は、図４（ｂ）につき側面視方向での断面構造を、それぞれ模式的に示す。
【図６】塗布停止時におけるスリットコータと貯液タンクとの配置関係の従来例を模式的に示した説明図。
【図７】スリットコータの目詰まりを防止する従来手法を模式的に示した説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１１  スリットコータ
１２，１３  リップ部
１２ａ，１３ａ  肩部
１４  スペーサ
１５  スリット
１６  液吐出口
１７  マニホールド
２１  貯液タンク
３１  送液管
４１  振動付与手段
４２  昇降ユニット
４３  横移動ユニット
４４  振幅ユニット
５１  蓋体
５１ａ導入口
５２ｂ  導出口
５２  蓋本体部
５３  内側面
５４  下端面
５５  溝部
５６  上面
５７  通孔
５８  Ｏリング
５９  閉止空間
６１  吸湿清拭材
６２  ロール供給ユニット
６３  始端側軸支部
６４  終端側軸支部
Ｆ  液流路系
Ｌ  塗布液
Ｌ１    接触面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007260647.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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