(57)【要約】【課題】簡易な構成を備え、スリットノズルの長尺化への対応を容易に対応可能なスリットコータの予備塗布装置を提供する。【解決手段】予備塗布装置１は、ウエブ２、プライミングローラ３およびウエブ搬送装置４を備える。ウエブ２は有端長尺である。プライミングローラ３は、ウエブ２が１周未満で巻付けられ、ウエブ巻付け部分に対向してスリットノズルＮの吐出口が配置される。ウエブ搬送装置４は、一方向に回転するプライミングローラ３にウエブ２を圧接状態で搬送する。【選択図】図１
2013212471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有端長尺のウエブと、
前記ウエブが１周未満で巻付けられ、当該ウエブ巻付け部分に対向してスリットノズルの吐出口が配置されるプライミングローラと、
一方向に回転する前記プライミングローラに前記ウエブを圧接状態で搬送するウエブ搬送装置と、
を備える、スリットコータの予備塗布装置。
【請求項２】
前記ウエブ搬送装置は、
前記ウエブを巻き出す巻出ローラと、
前記ウエブを巻き取る巻取ローラと、
前記巻出ローラを回転駆動する巻出ローラ駆動機構と、
前記巻取ローラを回転駆動する巻取ローラ駆動機構と、
を有する、請求項１に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項３】
ウエブ搬送方向について前記プライミングローラの上流側および下流側に回転自在に配設され、前記ウエブの搬送に従動して回転するガイドローラをさらに備える、請求項２に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項４】
前記予備塗布装置の稼働時に、前記ウエブに作用する張力を維持するように前記巻出ローラ駆動機構または前記巻取ローラ駆動機構の動作を制御する張力制御装置を備える、請求項３に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項５】
前記ウエブに作用する張力を検出する張力検出器を備え、前記張力制御装置は、前記張力検出器の検出結果に基づいて前記巻出ローラ駆動機構または前記巻取ローラ駆動機構の動作を制御する、請求項４に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項６】
前記ウエブの原反直径を演算するためのパラメータを検出する検出手段と、前記張力制御装置は、前記負荷検出手段の検出結果に基づいて前記巻出ローラ駆動機構または前記巻取ローラ駆動機構の動作を制御する、請求項４に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記巻出ローラまたは前記巻取ローラの近傍に配置され、前記ウエブの前記巻出ローラまたは前記巻取ローラへの捲回部の回転を検出する近接センサである、請求項６に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項８】
前記ウエブの搬送経路における前記スリットノズルの吐出口の配置箇所よりも下流側の部分の下方に、前記ウエブから滴下する塗布液を受け止めるドレンパンを備えた、請求項１〜７のいずれかに記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項９】
前記ウエブの搬送経路における前記スリットノズルの吐出口の配置箇所よりも下流側の部分に、前記ウエブを加熱するヒータを備える、請求項８に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項１０】
前記ウエブの搬送経路における前記スリットノズルの吐出口の配置箇所よりも下流側の部分の下方に配置されたガイドローラに、前記ウエブを介してスキージを当接させた、請求項８または９に記載のスリットコータの予備塗布装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のスリットコータの予備塗布装置を用いて、前記スリットノズルの吐出口から吐出される塗布液を前記ウエブに塗布する予備塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばガラス基板や半導体ウェーハなどの板状ワークの表面にレジスト液や現像液、カラーフィルタなどの塗布液をスリット状開口部から吐出させて塗布するスリットコータの予備塗布装置および予備塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スリットコータで多数枚の板状ワークの表面に続けて塗布する場合には、どのワークに対しても常にスリットノズルの吐出口の状態を同じにする、すなわち初期化を行ってから塗布を始めないと、塗布開始部の塗布膜の膜厚プロファイルが再現せず、歩留まりが低下してしまう。
【０００３】
一般的に、スリットノズルの初期化を行うため、プライミングローラを用いた非接触式が採用されている。これは、プライミングローラの表面にスリットノズルの吐出口を非接触状態に近接させ、プライミングローラを回転させながら、吐出口から塗布液を吐出させることにより、プライミングローラの表面に塗布液の予備塗布を行うものである。
【０００４】
スリットノズルの初期化中、プライミングローラの表面は繰り返し使用されるため、プライミングローラが一周する間にその表面に付着した塗布液や固形物をきれいに除去して回復させる必要がある。このため、例えば、特許文献１、２に記載されるように、塗布液を洗い流すための洗浄液を噴出するシャワーノズル、固形物を掻き取るためのスキージ、洗浄液を貯留する洗浄槽、乾燥ガスを噴出するガス噴出ノズルなどがプライミングローラの周囲に配備される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２９３４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８３１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、基板サイズの大型化に伴って、スリットコータのスリットノズルも長尺化している。これにより、プライミングローラの長手方向のサイズの大型化も進んでいる。
【０００７】
スリットノズルが長尺になるとスキージ先端部のうねりが生じやすく、真直度を確保することが難しくなる。また、プライミングローラ表面の真直度も要求される。スキージ先端のうねりやプライミングローラ表面のゆがみは、プライミングローラとスキージとの間に隙間を生む。この結果、プライミングローラ表面に汚れが除去出来ない箇所が発生し、その汚れがスリットノズルの初期化の再現性に悪影響を及ぼす。
【０００８】
また、シャワーノズル、乾燥ガス噴出ノズルも真直度が必要で、高いレベルで精度が出ていないと均一に洗浄液、乾燥ガスをローラに吐出出来ず、洗浄ムラ、乾燥ムラの原因となる。
【０００９】
加えて、プライミングローラ、スキージ、シャワーノズル、乾燥ガス噴出ノズルを取付ける洗浄槽にも高いレベルの加工精度が要求される。また、洗浄槽の切削面積も広くなるので対応できる加工機も限定され、高価なものとなる。
【００１０】
以上のような各種部品の加工精度や加工機の特殊化の問題は、製造コストに跳ね返り、製品価格の上昇を招く。
【００１１】
さらに、スリットノズルが長尺になると洗浄液、乾燥ガス消費量が増える。また、洗浄液および乾燥ガスの流体制御機器（薬液配管・流量計・バルブ・流体移送用ポンプ等）、洗浄液供給・回収タンク等の設備部品のサイズ大・個数増が必要となる。これらによって、ランニングコストの増大を招く。
【００１２】
スキージをプライミングローラに当接させるため、スキージ先端部が摩耗し定期交換が必要となる。プライミングローラに対しスキージを最良の接触状態に調整する場合、スキージ先端部に前記のうねりがあると調整が難しく時間も必要となる。定期的な洗浄槽内部の清掃も必要である。これらによって、メンテナンスコストも上昇する。
【００１３】
上述したような様々なコストが多く掛かることが、従来の予備塗布装置はスリットノズルの長尺化への対応が困難であった。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成を備え、スリットノズルの長尺化へ容易に対応することが出来るスリットコータの予備塗布装置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】
【００１５】
この発明のスリットコータの予備塗布装置は、ウエブ、プライミングローラおよびウエブ搬送装置を備える。前記ウエブは有端長尺である。前記プライミングローラは、前記ウエブが１周未満で巻付けられ、当該ウエブ巻付け部分に対向してスリットノズルの吐出口が配置される。前記ウエブ搬送装置は、一方向に回転する前記プライミングローラに前記ウエブを圧接状態で搬送する。
【００１６】
以上の構成において、ウエブ搬送装置を駆動すると、未塗布のウエブがプライミングローラとスリットノズルの吐出口との間に供給される。そして、スリットノズルの吐出口から吐出される塗布液が、搬送されるウエブに塗布される。このとき、ウエブのプライミングローラへの巻付き部分は、プライミングローラ円周面に倣うので、プライミングローラに直接塗布するのと同様にウエブに塗布することが出来る。
【００１７】
ウエブは有端長尺であり、循環はしない。すなわち、一度塗布液が塗布されたウエブは、一本が使用済みになる毎に廃棄されるか、若しくは回収の後、再利用される。したがって、従来のようなプライミングローラの表面を回復させるための各種の機構（スキージ、シャワーノズル、洗浄槽など）が不要となる。これにより、製造コスト、ランニングコストおよびメンテナンスコストの低減が実現される。
【００１８】
ウエブ搬送装置は、具体的には、巻出ローラ、巻取ローラ、巻出ローラ駆動機構および巻取ローラ駆動機構を有する。
【００１９】
ウエブ搬送方向について前記プライミングローラの上流側および下流側に回転自在にガイドローラを配設しても良い。予備塗布装置の累積稼働時間とともに変化するウエブ巻出径およびウエブ巻取径に関わらず、ガイドローラによってプライミングローラへのウエブの巻付き角を一定にすることが出来る。これによって、塗布状態が安定するので、予備塗布の再現性を得ることが出来る。
【００２０】
ウエブの材質によっては伸縮性を持つものがあるので、ウエブに作用する張力が維持されるように、張力制御装置を備えることが望ましい。張力制御装置は、ウエブに作用する張力を検出または演算して巻出ローラ駆動機構または巻取ローラ駆動機構の動作を制御するように構成される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、簡易な構成を備え、スリットノズルの長尺化へ容易に対応することが出来るスリットコータの予備塗布装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスリットコータの予備塗布装置の概略構成図である。
【図２】同上予備塗布装置のウエブ搬送装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】同上予備塗布装置のウエブ搬送装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１における一部拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るスリットコータの予備塗布装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスリットコータの予備塗布装置の概略構成図である。図１に示すように、予備塗布装置１は、ウエブ２、プライミングローラ３およびウエブ搬送装置４、ガイドローラ５，６を備える。
【００２５】
ウエブ２は有端長尺であり、後述するウエブ搬送装置４により循環することなく、矢印方向に搬送される。ウエブ２の材質は問わないが、吸湿性のないもの（例えば、ＰＥＴフィルムなど。）を用いると、ウエブ２への塗布液の浸透がないので塗布状態が安定する。
【００２６】
プライミングローラ３は、回転自在に配設される。プライミングローラ３は剛性を有する材質（例えば、ステンレスなど。）で形成され、その円周面に沿ってウエブ２が１周未満で円弧状に巻付けられる。プライミングローラ３は駆動源を持たない従動ローラでも良いが、プライミングローラ３の重量が重かったり、ウエブ２の材質が低摩擦抵抗のものであると、ウエブ２がスリップするおそれがあるので独立した駆動源により回転駆動されるローラであることが好ましい。その駆動源としては、回転数を一定に制御しやすいものが好ましく、例えば、サーボモータやベクトルモータ３１（図２または図３参照。）を好適に用いることが出来る。
【００２７】
ウエブ搬送装置４は、ウエブ２を一定の張力で搬送するように構成される。これにより、プライミングローラ３の回転に対してスリップなどが起こらず、また、プライミングローラ３の回転速度に影響（外乱）を与えないようにすることが可能となる。図２、図３はウエブ搬送装置４の構成例を示すブロック図である。
【００２８】
図２または図３に示すように、ウエブ搬送装置４は、巻出ローラ４１、巻取ローラ４２、巻出ローラ駆動機構４３および巻取ローラ駆動機構４４を有する。
【００２９】
巻出ローラ４１には未塗布のウエブ２が捲回されている。巻取ローラ４２はこのウエブ２を巻き取るものである。つまり、ウエブ搬送装置４は、巻出ローラ４１から巻取ローラ４２へ、いわゆるロール・ツゥ・ロール方式でウエブ２を搬送するように構成される。
【００３０】
巻出ローラ４１および巻取ローラ４２の配置は特に限定されるものではないが、本実施形態では図示されるように、設置スペースのコンパクト化に配慮して、両ローラ４１，４２の軸心の位置を左右方向で揃え、鉛直方向に上下に並べて配置している。巻取ローラ４２を巻出ローラ４２よりも下側に配置するのは、塗布済みのウエブ２から垂れる塗布液で未塗布のウエブ２が汚染されるのを防ぐためである。
【００３１】
また、本実施形態では、プライミングローラ３は、左右方向に関して巻出ローラ４１および巻取ローラ４２よりも軸心が右に位置し、鉛直方向に関して巻取ローラ４１よりも軸心が上に位置するように配置されている。
【００３２】
巻出ローラ駆動機構４３は、巻出ローラ４１を回転駆動するように構成される。巻取ローラ駆動機構４４は、巻取ローラ４２を回転駆動するように構成される。巻出トルク、巻取トルクは、ウエブ２の原反直径に比例する。使用開始時のウエブ２は、巻取ローラ４２よりも巻出ローラ４１に多く配分され、原反直径が大きくなるので巻出ローラ駆動機構４３には高トルクが得られる駆動源が必要である。図２の例では、巻出ローラ駆動機構４３、巻取ローラ駆動機構４４ともに駆動源として高トルクが得られるギヤードモータを使用している。図３の例では、巻取ローラ駆動機構４４のみ駆動源にサーボモータまたはベクトルモータ用いている。
【００３３】
ギヤードモータなどの高トルクのモータは、回転数の制御は難しい。したがって、巻出ローラ駆動機構４３または巻取ローラ駆動機構４４に何らかの制御を施さないとウエブ２に作用する張力を維持することが出来ない。そこで、このようなモータの駆動軸をクラッチを介して駆動対象のローラのローラ軸に接続し、このクラッチの伝達トルクを制御することによってウエブ２に作用する張力を調整する。図２、３の例では、クラッチにパウダクラッチ４３２，４４２を使用し、張力制御装置４５，４６によってパウダクラッチ４３２，４４２の伝達トルクを制御する。
【００３４】
張力制御装置４５，４６によるパウダクラッチ４３２，４４２の制御は、巻出ローラ駆動機構４３または巻取ローラ駆動機構４４に掛かる負荷やウエブ２に作用する張力を何らかの方法で検出してその検出結果に基づいて行う。
【００３５】
図２の例では、近接センサ４７，４８が巻出ローラ４１および巻取ローラ４２の近傍に配置される。各近接センサ４７，４８は、ウエブ２の巻出ローラ４１および巻取ローラ４２への捲回部の回転を検出するセンサである。張力制御装置４５，４６は、近接センサ４７，４８により、ウエブ２の捲回部の回転を検出し、ウエブ２の厚みをロール径に加算（巻取）・減算（巻出）することで原反直径を求め、張力を一定にするための必要トルクを演算し、パウダクラッチ４３２，４４２の伝達トルクを制御する。なお、近接センサに替えて超音波センサ等を用いれば直接原反直径が求めることが可能である。
【００３６】
図３の例では、ウエブ２に作用する張力を検出する接触式の張力検出器４９がウエブ２を介してガイドローラ５に当接する箇所に設置される。張力制御装置４５は張力検出器４９の検出結果に基づいてパウダクラッチ４３２の伝達トルクを制御するものである。張力検出器４９を用いれば、最終的な制御対象である直接検出できるため、張力制御装置の構成を簡素化することが可能である。
【００３７】
上記のように構成されるウエブ搬送装置４と張力制御装置４５，４６を組み合わせることで、ウエブ２に作用する張力を維持しながらウエブ２を搬送することが可能となり、たるみ、皺のない均一な塗布面を形成することが可能となる。
【００３８】
再び図１を参照し、ガイドローラ５，６は、ウエブ搬送方向についてプライミングローラ３の上流側および下流側にそれぞれ回転自在に配設される。ガイドローラ５，６は駆動源を持たず、ウエブ２の搬送に従動して回転する従動ローラである。
【００３９】
予備塗布装置の累積稼働時間とともにウエブ巻出位置およびウエブ巻取位置が実線の位置から想像線の位置へ漸次変位することにより、ガイドローラ５のウエブ接触部上流端５Ａおよびガイドローラ６のウエブ接触部下流端６Ｂの位置も変動するが、ガイドローラ５のウエブ接触部下流端５Ｂおよびガイドローラ６のウエブ接触部上流端６Ａの位置は不変である。このため、プライミングローラ３のウエブ接触部上流端３Ａおよびウエブ接触部下流端３Ｂの位置も不変となるので、プライミングローラ３へのウエブ巻付き角αを一定にすることが出来る。
【００４０】
ガイドローラ５，６の配置は特に限定されるものではないが、本実施形態では図示の如く、上流側のガイドローラ５は、軸心がプライミングローラ３の軸心よりも低く、周面におけるウエブ接触部下流端５Ｂがプライミングローラ３のウエブ接触部上流端３Ａよりも右に位置するように配置される。他方の下流側のガイドローラ６は、軸心がプライミングローラ３よりも低く、周面におけるウエブ接触部上流端６Ａがプライミングローラ３のウエブ接触部下流端３Ｂに一致するように配置される。このようなガイドローラ５，６の配置によって、プライミングローラ３に１８０度以上の十分な大きさのウエブ巻付き角αが確保され、ウエブ２の塗布面の状態を安定させることが可能となる。また、塗布液が塗布された後のウエブ２の搬送経路を鉛直にして塗布液の滴下を促進することが可能となる。
【００４１】
また、ウエブ２の搬送経路におけるスリットノズルＮの吐出口の配置箇所よりも下流側の部分の下方に、ウエブ２から滴下する塗布液を受け止めるドレンパン７が設置される。具体的には、プライミングローラ３のウエブ接触部下流端３Ｂからガイドローラ６を通って巻取ローラ４２に至る搬送経路の下方にドレンパン７が設置されている。ドレンパン７の受け部の延べ面積は十分に大きく、巻取ローラ４２にウエブ２のロール一本が巻き切ったときに想定される占有スペースの下にも受け部が位置するように設定される。これにより、図１に示すように、ウエブ２に塗布された塗布液がどこで滴下してもドレンパン７で確実に受け止められ、装置の内部や床を汚したりすることがない。ドレンパン７は、溜まった塗布液がオーバーフローする前に清掃するか、新しいものに交換される。
【００４２】
このように本実施の形態に係る予備塗布装置１では、定期メンテナンスの対象となるものがドレンパン７に限られるため、メンテナンスコストを大幅に削減可能である。なお、ドレンパン７にドレン配管を別途設けて、ドレンパン７に滴下した塗布液をドレン配管を通じて排出するようにすればドレンパン７のメンテナンスフリーを実現出来る。
【００４３】
次に、以上のように構成される予備塗布装置の動作を説明する。基板などの塗布対象物上を走査される本塗布工程の前に、スリットノズルＮがプライミングローラ３の天頂の真上に配置される。そして、ウエブ搬送装置４を駆動すると、未塗布のウエブ２がプライミングローラ３とスリットノズルＮの吐出口との間に供給される。そして、スリットノズルの吐出口から吐出される塗布液が、搬送されるウエブ２に塗布される。このとき、図４に示すように、ウエブ２のプライミングローラ３への巻付き部分は、プライミングローラ３円周面に倣うので、プライミングローラ３に直接塗布するのと同様にウエブ２に塗布することが出来る。
【００４４】
ウエブ搬送装置４は、予備塗布工程の終了とともに停止される。これにより、必要最小限のウエブが間欠搬送され、無駄な未塗布ウエブの巻出が防がれる。すなわち、一本のウエブ２を有効活用することが可能となり、ランニングコストを低減出来る。
【００４５】
本実施の形態に係るウエブ塗布装置１では、循環することなく搬送されるウエブ２に予備塗布を行うように構成される。すなわち、一度塗布液が塗布されたウエブ２は、一本が使用済みになる毎に廃棄されるか、若しくは回収の後、再利用される。したがって、従来のようなプライミングローラの表面を回復させるための各種の機構（スキージ、シャワーノズル、洗浄槽など）が不要となる。これにより、スリットノズルの長尺化への対応が容易になる。
【００４６】
図５は本発明の第２の実施形態に係るスリットコータの予備塗布装置の概略構成図である。本実施の形態の予備塗布装置１では、図５に示すように、ウエブ２の搬送経路におけるスリットノズルＮの吐出口の配置箇所よりも下流側であって下流側のガイドローラ６よりも上流側に、ウエブ２を加熱するヒータ８を備える。また、下流側のガイドローラ６に、ウエブ２を介してスキージ９を当接させている。スキージ９の当接箇所の下方には、小さなドレンパン１０が追加で設置される。
【００４７】
第１の実施形態では、塗布液の回収は自然滴下に任せていたので、巻取ローラ４２に巻き取られたウエブ２にも塗布液が多く残留し、巻取ローラ駆動機構４４に負荷がのしかかることになる。本実施形態では、塗布液が塗布されたウエブ２をヒータ８である程度蒸発させ、残った塗布液をスキージ９でドレンパン１０内に掻き落とす構成である。よって、巻取ローラ４２に巻き取られたウエブ２に残留する塗布液が大幅に削減され、巻取ローラ駆動機構４４への負荷の軽減が図られる。なお、ウエブ２はヒータ８で加熱されるので、耐熱性があり、熱膨張係数の小さい材質が好ましい。
【００４８】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１…予備塗布装置
２…ウエブ
３…プライミングローラ
４…ウエブ搬送装置
４１…巻出ローラ
４２…巻取ローラ
４３…巻出ローラ駆動機構
４４…巻取ローラ駆動機構
４５，４６…張力制御装置
５，６…ガイドローラ
７，１０…ドレンパン
８…ヒータ
９…スキージ
Ｎ…スリットノズル
【図１】
2013212471.tif 000003
【図２】
2013212471.tif 000004
【図３】
2013212471.tif 000005
【図４】
2013212471.tif 000006
【図５】
2013212471.tif 000007