(57)【要約】【課題】容器中の溶液が底部近傍で高濃度となっていても、高濃度の溶液を用いずに均質な濃度の溶液を塗布し得る塗布装置を提供する。【解決手段】溶液２を貯留する容器１と、溶液２を塗布する塗布ヘッド３と、一端が塗布ヘッド３に接続されると共に他端が容器１内に導入されるチューブ４と、チューブ４の他端に設けられると共にチューブ４の他端を溶液２中に位置させるフロート５と、チューブ４を介して塗布ヘッド３に溶液２を供給するよう容器１内の溶液に圧力を加える加圧手段と、容器１内の溶液２の液面の変位に伴いチューブ４の他端が容器１の底部から所定の距離だけ離れた位置に達したとき、フロート５の下方への移動を規制する脚部８とを具備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を貯留する容器と、
該溶液を被塗布体に塗布する塗布ヘッドと、
一端が前記塗布ヘッドに接続されると共に他端が前記容器内に導入されるチューブと、
前記チューブの前記他端近傍に設けられ前記チューブの他端を前記溶液中に位置させた状態で前記溶液に浮遊するフロートと、
前記チューブを介して前記塗布ヘッドに前記溶液を供給するよう前記容器内の溶液に圧力を加える加圧手段と、
前記容器内の溶液の液面の変位に伴い前記チューブの他端が前記容器の底部から所定の距離だけ離れた位置に達したとき、前記フロートの下方への移動を規制する規制手段とを具備する
ことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載する塗布装置において、
前記規制手段は、前記溶液中に位置する前記チューブの他端よりも前記容器の底部側に突出するよう前記チューブに固定された規制部材から構成されている
ことを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する塗布装置において、
前記フロートは、下部に錘が配設された中空容器から構成され、当該下部が前記溶液中に沈降した姿勢に保持されている
ことを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置に関し、特に、溶質が沈殿し易い溶液や濃度分布に疎密がある溶液を塗布する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板等の被塗布体に塗布液を塗布する塗布装置が各種開発されている。例えば、塗布装置は、溶液が貯留される容器と、溶液を基板に塗布する塗布ヘッドと、容器から塗布ヘッドに溶液を導入する流路となるチューブとを備え、溶液中の溶液を加圧することでチューブを介して塗布ヘッドに溶液を供給し、基板に溶液を塗布する（例えば、特許文献１参照）。かかる塗布装置は、チューブが容器の底部に固定されているため、溶液の使用により容器中の溶液の液面が低下しても、溶液を最後まで使用することが可能となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術に係る塗布装置では、常に、容器底部の溶液を塗布ヘッドに供給することになるため、例えば、溶質の沈殿などにより、容器底部に高濃度の液層があり、その液層の上に低濃度の液層があるような溶液を用いる場合に問題となる。かかる溶液を用いると、使用当初は高濃度の液層が塗布ヘッドに供給され、更に溶液の供給を続けると、低濃度の溶液が塗布ヘッドに供給されてしまう。このように、塗布ヘッドに供給される溶液の濃度が使用当初とそれ以降とで異なってしまい、被塗布体に塗布されて形成された塗膜の品質にもバラツキが生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、容器中の溶液が底部近傍で高濃度となっていても、高濃度の溶液を用いずに均質な濃度の溶液を塗布し得る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】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の態様は、溶液を貯留する容器と、該溶液を被塗布体に塗布する塗布ヘッドと、一端が前記塗布ヘッドに接続されると共に他端が前記容器内に導入されるチューブと、前記チューブの前記他端近傍に設けられ前記チューブの他端を前記溶液中に位置させた状態で前記溶液に浮遊するフロートと、前記チューブを介して前記塗布ヘッドに前記溶液を供給するよう前記容器内の溶液に圧力を加える加圧手段と、前記容器内の溶液の液面の変位に伴い前記チューブの他端が前記容器の底部から所定の距離だけ離れた位置に達したとき、前記フロートの下方への移動を規制する規制手段とを具備することを特徴とする塗布装置にある。
かかる態様では、塗布ヘッドに溶液が供給される際には、チューブは、その他端がフロートにより容器中の液面近傍に位置しているため、溶液の上澄み部分だけが塗布ヘッドに供給される。さらに、供給を続けて溶液の液面が低下しても、フロートに設けられた規制手段により、チューブの他端が所定の距離よりも容器の底部に接近しないので、容器の底部近傍の溶液が塗布ヘッドに供給されることはない。したがって、本態様の塗布装置は、沈殿などにより容器の底部近傍で高濃度となった溶液を用いることなく、終始均質な濃度の溶液を塗布することができる。
【０００７】
ここで、前記規制手段は、前記溶液中に位置する前記チューブの他端よりも前記容器の底部側に突出するよう前記チューブに固定された規制部材から構成されていることが好ましい。これによれば、チューブの他端が所定の距離よりも容器の底部に接近することを確実に規制できるため、容器底部の溶液が塗布ヘッドに供給されることを確実に防止できる。
【０００８】
また、前記フロートは、下部に錘が配設された中空容器から構成され、当該下部が前記溶液中に沈降した姿勢に保持されていることが好ましい。これによれば、チューブの他端を確実に溶液中に位置させることができるため、確実に溶液を塗布ヘッドに供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る塗布装置の概略構成図である。図示するように、容器１は、溶液２を貯留するものであり、塗布ヘッド３は、チューブ４を介して供給された溶液２を被塗布体の一例であるウェハ２０に向けて吐出するものである。
【００１０】
チューブ４は、その一端が塗布ヘッド３に接続され、その他端が容器１に導入されている。また、チューブ４の他端近傍には、チューブ４の他端を溶液２中に位置させるフロート５が設けられている。
【００１１】
図２を用いて、チューブ４に設けられたフロート５の構成を詳細に説明する。図２（ａ）は、チューブに設けられたフロートの上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００１２】
図示するように、フロート５は、球形状に形成された中空容器であり、フロート５の空洞部６の下部には、錘７が設けられている。また、錘７の重量は、後述する脚部８の重量も考慮した上で、フロート５の上部が溶液２の液面上に現れ、下部が溶液２中に沈降するように調節されている。これにより、フロート５は、空洞部６の気体により溶液２に浮遊する一方、錘７により、フロート５の下部が常に溶液２中に沈降した姿勢となっている。
【００１３】
また、フロート５には、空洞部６側と錘７側とに開口を有する貫通孔５ａが設けられ、貫通孔５ａにチューブ４が挿通されている。そして、チューブ４の他端の開口部４ａが貫通孔５ａの錘７側開口から突出した状態で、フロート５がチューブ４に固定されている。上述したようにフロート５の錘７側は常に溶液２中に沈降しているので、フロート５の錘７側に突出しているチューブ４の開口部４ａも、常に溶液２中に位置することになる。
【００１４】
また、フロート５には、規制部材の一例である脚部８が計４つ設けられている。脚部８は、フロート５の貫通孔５ａから突出したチューブ４の開口部４ａよりも、容器１の底部側に突出するようにフロート５に設けられている。詳細は後述するが、脚部８により、容器１内の溶液２の液面の低下に伴うフロート５の下方への移動が規制される。
【００１５】
図１に戻り、加圧容器９は、開閉可能な密閉容器であり、その内部に、容器１が配置されている。加圧容器９には、その内外を接続する圧力導入管１０が設けられており、図示しない圧力供給手段から窒素等の気体が圧力導入管１０を介して加圧容器９内部に供給される。圧力供給手段からの気体の圧力で、容器１の溶液２がチューブ４を介して塗布ヘッド３に供給される。
【００１６】
図３及び図４は、溶液の液面の変位に伴うチューブ及びフロートの状態について説明する概念図である。なお、これらの図は、チューブ４の位置を明示するため、脚部８の表示を一部省略してある。
【００１７】
図３（ａ）に示すように、フロート５により、溶液２の液面近傍にチューブ４の開口部４ａが位置している。この状態で、加圧容器９（図１参照）内に窒素等が導入されると、その圧力により液面近傍の溶液２がチューブ４を介して塗布ヘッド３に供給される。
【００１８】
塗布ヘッド３に溶液２が供給され続けると、図３（ｂ）に示すように、次第に溶液２の液面が低下し、それと共にフロート５も下降するが、チューブ４の開口部４ａが容器１の底部に到達する前にフロート５の下降は止まる。すなわち、脚部８は、チューブ４の開口部４ａよりも容器１の底部側に突出しているので、チューブ４の開口部４ａよりも先に脚部８が容器１の底部に到達し、容器１の底部に到達した脚部８により、フロート５が溶液２の液面の下降に伴い下方に移動することが規制される。
【００１９】
このように、チューブ４の開口部４ａが容器１の底部から所定の距離Ｌだけ離れた位置に達すると、脚部８が容器１の底部に到達してフロート５の移動が規制されるので、チューブ４の開口部４ａも、所定の距離Ｌよりも容器１の底部に接近することはない。
【００２０】
この状態で更に加圧容器９内を加圧して塗布ヘッド３に溶液２を供給すると、図４に示すように、溶液２の液面の高さが距離Ｌと等しくなるまで低下する。その後、更に加圧しても、チューブ４に溶液２が導入されず、塗布ヘッド３への溶液２の供給は停止し、容器１には液面の高さが距離Ｌに等しい溶液２が残留する。
【００２１】
以上に説明したように、本実施形態の塗布装置は、チューブ４の開口部４ａがフロート５により容器１中の液面近傍に位置しているため、使用当初は溶液２の上澄み部分だけが塗布ヘッド３に供給される。さらに供給を続けて溶液２の液面が低下しても、フロート５に設けられた脚部８により、チューブ４の開口部４ａが所定の距離Ｌよりも容器１の底部に接近しないので、容器１の底部近傍の溶液２が塗布ヘッド３に供給されることはない。
【００２２】
ここで、所定の距離Ｌは、溶液２の濃度分布に応じて設定する。例えば、沈殿などにより容器１の底部近傍に高濃度の液層、その上に低濃度の液層が生じている溶液を用いる場合、高濃度の液層にチューブ４の開口部４ａが達しないように所定の距離Ｌを設定する。これにより、容器１底部の高濃度の溶液２を用いずに、低濃度の液層の溶液２のみが塗布ヘッド３に供給される。
【００２３】
したがって、本発明に係る塗布装置は、容器１の底部近傍の高濃度の溶液を用いることなく終始均質な濃度の溶液２をウェハ２０に塗布することができる。これにより、塗布装置の使用開始から終了まで均質な濃度の溶液をウェハ２０に塗布できるため、このウェハ２０に形成される塗膜の品質のバラツキを防止できる。
【００２４】
もちろん、本発明に係る塗布装置は、溶液２をウェハ２０に塗布する場合に限定されず、任意の溶液を被塗布体に塗布する場合に広く適用し得るものである。この場合においても、被塗布体には均質な濃度の溶液が塗布され、被塗布体に良好な塗膜を形成できる。
【００２５】
なお、本実施形態の塗布装置では、規制手段としてフロート５に脚部８が設けられているが、規制手段は、このような形態に限定されない。例えば、規制手段は、図５に示すように、容器１の開口に取り付けられると共にチューブ４が挿通される挿入孔３１を有する蓋部材３０と、挿入孔３１の直径よりも大きい係止部材３２とを具備し、蓋部材３０を挟んでチューブ４の他端とは反対側に係止部材３２をチューブ４に固定して構成してもよい。
【００２６】
これにより、チューブ４の開口部４ａが容器１の底部から所定の距離Ｌだけ離れた位置まで達すると、係止部材３２が蓋部材３０に係止されるため、チューブ４の開口部４ａは、距離Ｌ以上に容器１の底部に接近することはない。したがって、かかる規制手段を備える塗布装置であっても、容器１の底部近傍の高濃度の溶液２が塗布ヘッド３に供給されることはない。
【００２７】
また、本実施形態の塗布装置は、チューブ４の他端（開口部４ａ）が溶液２中に位置するように、錘７を設けたフロート５にチューブ４が固定されているが、このような形態に限定されない。要するに、チューブの他端を溶液中に位置させることができるフロートであればよい。例えば、脚部８に錘７の機能を代替させてもよい。すなわち、フロート５を中空に形成し、脚部８の重さでフロート５の下部を溶液２中に沈降させてもよい。このような構成のフロートは、フロート５の下部が常に溶液２中に沈降した姿勢に保持されるので、チューブの他端を溶液中に位置させることができる。また、フロートは、錘７を設けて姿勢が保持されるものに限定されない。例えば、液面全体に浮遊するような板状のフロートであれば、容易に引っくり返らずに安定して溶液の液面上に浮遊するので、このようなフロートにチューブを固定すれば、チューブの他端を溶液中に位置させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態に係る塗布装置の概略構成図である。
【図２】実施形態に係るチューブに設けられたフロートの上面図及び断面図である。
【図３】溶液の液面の変位に伴うチューブ及びフロートの状態についての概念図である。
【図４】溶液の液面の変位に伴うチューブ及びフロートの状態についての概念図である。
【図５】フロートの下方への移動を規制する規制手段の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  容器、  ２  溶液、  ３  塗布ヘッド、  ４  チューブ、  ４ａ  開口部、  ５  フロート、  ６  空洞部、  ７  錘、  ８  脚部、  ９  加圧容器、  １０  圧力導入管、  ３０  蓋部材、  ３１  挿入孔、  ３２  係止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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