(57)【要約】【課題】稼働率の大幅低下を来たすことなく、且つ、噴霧する薬液の液垂れを防止して製品の品質を高めることができるスプレーノズルを提供するものである。【解決手段】回転子と、バネと、ノズル筺体とを備えて構成されるスプレーノズルであって、回転子が、第１ユニットと、第２ユニットと、第３ユニットで構成され、第１ユニットがスプレー用液体を送液する第１空隙を内部に有し、接続された第２ユニットがその側面に向けて延びる第２空隙を放射状に２つ以上有し、且つ、第３ユニットがペンシル形状からなり、かつ、第３ユニットとノズル筺体との間に、放射状空隙に接続された空隙を有しており、バネが第１ユニットに覆い被さって配置されており、バネの上端がノズル筺体の天面に当接すると共にバネの下端が第２ユニットの上面に当接していて、ノズル筺体の天面に対して回転子を下方向に付勢しているスプレーノズルである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、バネと、ノズル筺体とを備えて構成されるスプレーノズルであって、
回転子が、第１ユニットと、第２ユニットと、第３ユニットとを、この順に組み合わせて構成されており、
第１ユニットが円筒形状を有しており、かつ、スプレー用液体を送液する第１空隙を内部に有しており、
第２ユニットが第１ユニットより大口径の円筒形状を有しており、かつ、第１ユニットの前記空隙に接続された第２空隙を有しており、さらに第２空隙から円筒状第２ユニットの側面に向けて延びる放射状空隙を２つ以上有しており、
第３ユニットが第２ユニットより小さい口径のペンシル形状を有しており、
前記ノズル筺体が天面を有する円筒形状を有していて、その内部に回転子が回転自在に収容されており、かつ、回転子の第３ユニットとノズル筺体との間に、放射状空隙に接続された空隙を有しており、
バネが第１ユニットに覆い被さって配置されており、バネの上端がノズル筺体の天面に当接すると共にバネの下端が第２ユニットの上面に当接していて、ノズル筺体の天面に対して回転子を下方向に付勢している、
ことを特徴とするスプレーノズル。
【請求項２】
前記第２ユニットの側面に向けて延びる放射状空隙が、スクリュー形状であることを特徴とする請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項３】
前記回転子の回転で回転子が浮上し、前記第１ユニット及び第２ユニット内に充填された薬液が、前記回転子と前記ノズル筐体との間隙を移送して噴霧され、一方、前記回転子の回転が停止することで回転子の浮上が停止し、且つ、前記バネの下方への力の作用により、前記回転子と前記ノズル筐体との間隙が一部閉鎖され、薬液の噴霧が停止することを特徴とする請求項１または２に記載のスプレーノズル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のスプレーノズルを基板の幅方向に複数並べ、前記基板に対し現像液を噴霧することを特徴とするカラーフィルタ現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス等の製造に不可欠な微細加工において、パターニング後の不要物を除去するための現像処理、エッチング処理、洗浄処理等のウェツト処理に用いる薬液のスプレー装置に係るスプレーノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示体、半導体ウエハ、プリント基板、光学機能部材などは、ガラス基板、シリコンウエハ、高分子フィルムなどの基材に、複数の薄膜による微細加工を施すことで製造されている。このような薄膜の微細加工方法はドライプロセスとウェットプロセスに大別されるが、生産性やコスト面からウェットプロセスが主流となっている。
【０００３】
上記のような微細加工に用いられるウェットプロセスでは、液状組成物を塗布後、マスク露光によりパターニングを施して微細形状を得る。例えば、液晶表示体用カラーフィルタでは、ガラス基板の洗浄後、カラーレジストの塗布、マスク露光、薬液現像、洗浄などを繰り返すことで多色のカラーフィルタを作製する。
【０００４】
上記のウェットプロセスの一つとして、洗浄工程や現像工程では特にスプレー装置が用いられている。スプレー装置はノズルから液体（薬液）をスプレー（噴霧）する装置であり、例えば、洗浄工程では、基板に付着した不要物に薬液や純粋等をスプレーすることで衝突させ、物理的に不要物を除去する。また、現像やエッチング工程においては、薬液を不要物にスプレーし、化学反応により基板に塗布されたレジストを除去する。
【０００５】
特にカラーフィルタの現像工程では、現像槽や水洗槽に複数個のスプレーノズルからなるスプレー装置が具備され、ガラス基板が多型になるほどスプレーノズル数が増え、その数は膨大なものとなる。
【０００６】
また、一般に薬液を噴霧するスプレーノズルはスプレーノズル内に充填された薬液が、一時的な噴霧（吐出）停止や長期間の連続噴霧において、不要物（例えばレジストカスや異物等）の付着や薬液内の沈降、分離などにより目詰まりが生じ、製品の品質低下（ムラや線幅不良など）を招く要因となる問題がある。
【０００７】
また、薬液の一時的な噴霧停止により、スプレーノズルの噴霧口から薬液が垂れ出すという問題もある。
【０００８】
これらの問題に対しては、従来は、例えば、適宜スプレーノズルを停止させて清掃したり、あるいは分解して清掃、もしくは部品の交換をして管理している。しかしながら、このような対応では作業に時間がかかり、稼働率の大幅な低下を来たす。
【０００９】
上記の問題に対して、稼働率の大幅低下を来たすことなく解決できる方法として、例えばセルフクリーニング機能を噴霧器（スプレーノズル）に持たせる提案がされている（特許文献１）。しかしながら上記提案は、目詰まりに対しては有効であるが、もう一つの大きな問題である薬液の液垂れについては効果が不十分であり依然として問題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−３０６５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、稼働率の大幅低下を来たすことなく、且つ、噴霧する薬液の液垂れを防止して製品の品質を高めることができるスプレーノズルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る発明は、回転子と、バネと、ノズル筺体とを備えて構成されるスプレーノズルであって、
回転子が、第１ユニットと、第２ユニットと、第３ユニットとを、この順に組み合わせて構成されており、
第１ユニットが円筒形状を有しており、かつ、スプレー用液体を送液する第１空隙を内部に有しており、
第２ユニットが第１ユニットより大口径の円筒形状を有しており、かつ、第１ユニットの前記空隙に接続された第２空隙を有しており、さらに第２空隙から円筒状第２ユニットの側面に向けて延びる放射状空隙を２つ以上有しており、
第３ユニットが第２ユニットより小さい口径のペンシル形状を有しており、
前記ノズル筺体が天面を有する円筒形状を有していて、その内部に回転子が回転自在に収容されており、かつ、回転子の第３ユニットとノズル筺体との間に、放射状空隙に接続された空隙を有しており、
バネが第１ユニットに覆い被さって配置されており、バネの上端がノズル筺体の天面に当接すると共にバネの下端が第２ユニットの上面に当接していて、ノズル筺体の天面に対して回転子を下方向に付勢している、
ことを特徴とするスプレーノズルである。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記第２ユニットの側面に向けて延びる放射状空隙が、スクリュー形状であることを特徴とする請求項１に記載のスプレーノズルである。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記回転子の回転で回転子が浮上し、前記第１ユニット及び第２ユニット内に充填された薬液が、前記回転子と前記ノズル筐体との間隙を移送して吐出され、一方、前記回転子の回転が停止することで回転子の浮上が停止し、且つ、前記バネの下方への力の作用により、前記回転子と前記ノズル筐体との間隙が一部閉鎖され、薬液の噴霧が停止することを特徴とする請求項１または２に記載のスプレーノズルである。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のスプレーノズルを基板の幅方向に複数並べ、前記基板に対し現像液を噴霧することを特徴とするカラーフィルタ現像装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１〜３によれば、第１ユニット、第２ユニット、第３ユニットから構成されている回転子が、第１ユニット及び第２ユニットの空隙に薬液が充填された状態で回転することにより、該回転子が浮上して、回転子とノズル筐体との間隙を通じて薬液が噴霧され、また、回転子の回転が停止することで、第１ユニットに覆いかぶさるように設置されたバネが下方に押し働き、回転子とノズル筐体との間隙が一部密閉状態で閉鎖される機構を特徴とするスプレーノズルである。したがって、薬液の噴霧が停止した状態でのスプレーノズルは、薬液が充填されている上部の領域と大気中に曝された下部の領域とが完全に密閉されており、従来から問題となっている不要物の付着や薬液の液垂れを防止することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２によれば、前記第２ユニットの側面に向けて延びる放射状空隙をスクリュー形状にすることにより、薬液は渦状に流路を得ることができ、回転子はスムーズに回転する。このように回転子に回転機能を付与することで、スプレーノズル筐体内に溜まる不要物（例えばレジズトカス）などの異物をせん断・除去することができる。
【００１８】
また、請求項４によれば、本発明のスプレーノズルを大型ガラス基板の幅方向に複数並べたカラーフィルタ現像装置を用いることにより、現像液の噴霧を一時停止しても不要物の付着や現像液の液垂れを防ぐことが出来、洗浄の為の長期停止による大幅な稼働率低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のスプレーノズルの一実施形態を表す断面概略図である。
【図２】上記スプレーノズルの主な構成部材の断面概略図である。
【図３】第２ユニットでの液体の流路を表す断面概略図である。
【図４】本発明に係る回転子第２ユニットの断面概略図である。
【図５】本発明に係るカラーフィルタ現像装置の一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図を基に本発明の具体的な説明をする。
【００２１】
図１は本発明のスプレーノズル１００の一実施形態を表す断面概略図であり、スプレーノズル１００はスプレーノズル筐体１０、回転子２０、バネ３０から構成され、前記回転子２０とスプレーノズル筐体１０との空隙４０を有している。
【００２２】
図２は本発明のスプレーノズル１００の主な構成部材の断面概略図を示しており、図２（ａ）はスプレーノズル筐体１０、図２（ｂ）は回転子２０、図２（ｃ）はバネ３０
で構成されている。本発明のスプレーノズル１００は、回転子２０の回転及び回転停止により薬液の噴霧を制御することで、薬液の目詰まりや液垂れを防止できることを特徴としている。
【００２３】
前記回転子２０は、具体的には、第１ユニット２が円筒形状で内側に薬液を送液する第１空隙を有し、第２ユニット３が第１ユニット２の前記第１空隙に接続された第２空隙を有し、さらに側面に向けて延びる放射状空隙５を有し、第３ユニット４が空隙のないペンシル形状の、３つのユニットから構成されている。
【００２４】
また、図３は回転子２０を構成する第２ユニット３の側面に向けて延びる空隙５の一実施形態を示すものであり、スクリュー形状が好ましい。すなわち、スクリュー形状にすることにより薬液が流動し易く、回転子２０の回転を円滑にすることができる効果がある。
【００２５】
次に、本発明のスプレーノズル１００における薬液の噴霧の制御の原理について、図４を参考に以下に説明する。
【００２６】
図４は本発明に係る回転子２０の第２ユニット３の断面概略図を示している。
図４（ａ）は薬液が噴霧されるときの薬液の流れを示すスプレーノズル１００の断面概略図であり、図４（ｂ）は薬液が噴霧停止時のスプレーノズル１００の断面概略図を示している。
【００２７】
すなわち、本発明は、図４（ａ）に示すように、前記第１ユニット２に供給された薬液が、第１ユニットの第１空隙１を通じて、接続する第２ユニット３の第２空隙に進入する。そして回転子２０が回転することにより、前記薬液はスクリュー形状の放射状空隙５を通って、前記回転子２０の回転に応じた遠心力により前記放射状空隙５から前記回転子２０と前記ノズル筐体１０との空隙４０に流れ込み、同時に回転子２０が浮上することで、前記空隙４０が閉鎖されることなく薬液がスプレーノズル１００外に噴霧される。
【００２８】
一方、図４（ｂ）に示すように、前記回転子２０の回転が停止すると、遠心力が消失して回転子２０の浮上が停止し、且つ、前記バネ３０の下方への力の作用により、回転子２０全体が下方に押され、それにより前記回転子２０の第３ユニット４のテーパー部４´と、前記ノズル筐体１０との空隙４０のテーパー下端部４０´とが接触することで、スプレーノズル１００の先端部Ａが閉鎖され、薬液の噴霧が停止する。なお、第３ユニット４のテーパー部４´と、前記ノズル筐体１０との空隙４０のテーパー下端部４０´とが接触する領域は、メタルシールすることで薬液の液垂れを防止することができるが、シール方法については特に限定するものではない。
【００２９】
上記のように本発明のスプレーノズル１００における薬液の噴霧は、回転子２０の回転による薬液の沈降・分離防止や異物の磨り潰しを防ぐことによりスムーズな薬液の噴霧が可能となる。また、回転子２０の回転を停止することにより、スプレーノズル１００の先端部Ａで完全に閉鎖することができ薬液の液垂れ防止が可能となる。
【００３０】
図５は本発明に係るカラーフィルタ現像装置の一実施形態の概略図である。図５を参考にして、以下に、本発明に係るカラーフィルタ現像装置について説明する。
【００３１】
本発明のカラーフィルタ現像装置２００は、上記に説明したスプレーノズル１００を直線的に複数連結して単位ライン１１０とし、対象となるガラス基板３００のサイズに応じて、前記単位ライン１１０を複数等間隔で具備する構成からなり、不要物による目詰まりや現像液の液垂れのない、効率のよい現像処理を行なうことが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、フォトリソ法などによる微細加工において、パターニング後の不要物を除去するための現像処理、エッチング処理、洗浄処理等のウェツト処理に用いるための、スプレーノズル及びそれを具備した装置として適応できる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・・第１空隙
２・・・・第１ユニット
３・・・・第２ユニット
４・・・・第３ユニット
４´・・・第３ユニットのテーパー部
５・・・・第２ユニット内の放射状空隙
１０・・・スプレーノズル筐体
２０・・・回転子
３０・・・バネ
４０・・・空隙
４０´・・空隙のテーパー部
Ａ・・・・スプレーノズルの先端部
１００・・スプレーノズル
１１０・・単位スプレーノズル
２００・・カラーフィルタ現像装置
３００・・ガラス基板
【図１】
2013236977.tif 000003
【図２】
2013236977.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013236977.tif 000006
【図５】
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