塗布装置
【課題】液移送ポンプで使用される封止部材の長寿命化を図ることのできる塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布液を貯留する貯留タンク４と、基板Ｋを保持するステージ５と、スリット状の開口部６２１を備えステージ５の上方に架設された口金６と、吸込動作と吐出動作とを交互に行うことにより貯留タンク内の塗布液を口金に導く液移送ポンプと、液移送ポンプの吸込口Ｃ１２と貯留タンクとの間に配設され吸込動作時に開状態となり吐出動作時に閉状態となる第１開閉バルブ１１と、液移送ポンプの吐出口Ｃ１３と口金との間に配設され吐出動作時に開状態となり吸込動作時に閉状態となる第２開閉バルブ１２と、スリット状の開口部と基板とを近接させた状態で口金と基板とを相対移動させる駆動手段７とを備える塗布装置１において、液移送ポンプは、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇを封止する膜状封止部材Ｆを備える。
【解決手段】塗布液を貯留する貯留タンク４と、基板Ｋを保持するステージ５と、スリット状の開口部６２１を備えステージ５の上方に架設された口金６と、吸込動作と吐出動作とを交互に行うことにより貯留タンク内の塗布液を口金に導く液移送ポンプと、液移送ポンプの吸込口Ｃ１２と貯留タンクとの間に配設され吸込動作時に開状態となり吐出動作時に閉状態となる第１開閉バルブ１１と、液移送ポンプの吐出口Ｃ１３と口金との間に配設され吐出動作時に開状態となり吸込動作時に閉状態となる第２開閉バルブ１２と、スリット状の開口部と基板とを近接させた状態で口金と基板とを相対移動させる駆動手段７とを備える塗布装置１において、液移送ポンプは、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇを封止する膜状封止部材Ｆを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布装置に関する。特に、液晶基板の製造工程の一つであるレジスト液塗布工程での使用に好適な塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶基板の製造工程の一つであるレジスト液塗布工程では、図８に示すような塗布装置を使用していた。図８は従来における塗布装置２０の構成図である。なお後述する本発明に係る塗布装置１と同一の構成要素については、塗布装置１における符号と同一の符号を記す。
【０００３】
図８に示すように、従来の塗布装置２０は、貯留タンク４、ステージ５、口金６、口金駆動装置７、液移送ポンプ８０、第１開閉バルブ１１、第２開閉バルブ１２及び制御装置３０などから構成される。塗布装置２０では、液移送ポンプ８０におけるプランジャＰの往復駆動に伴い、第１開閉バルブ１１と第２開閉バルブ１２とを交互に開閉させることにより、吸込口８１から吸込んだレジスト液を吐出口８２から吐出する。レジスト液の吐出動作時に、口金駆動装置７が口金６とガラス基板Ｋとを近接させた状態にすると共に、口金６をＸ方向に移動させることで、スリット状の開口部６２１から滲出するレジスト液をガラス基板Ｋの表面に塗布する。塗布装置２０における液移送ポンプ８０は、シリンダ８３とプランジャＰとの間隙Ｇを封止する封止部材として、オーリングＮを使用していた。
【特許文献１】特願２００４−０５８９１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の液移送ポンプ８０によると、オーリングＮとシリンダ８３の内周面との間に生じる摩擦により、オーリングＮの摩耗が早かった。またパーティクルが生じるとこともあった。このため、頻繁にオーリングＮを交換する必要があり、作業コスト及び部品コストが高くつき、また生産ラインの一時的中断により生産効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布液を口金に導く液移送ポンプを備える塗布装置において、液移送ポンプで使用される封止部材の長寿命化を図ることのできる塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、請求項１の塗布装置１は、塗布液を貯留する貯留タンク４と、塗布対象となる基板Ｋを保持するステージ５と、スリット状の開口部６２１を備えステージ５の上方に架設された口金６と、吸込動作と吐出動作とを交互に行うことにより貯留タンク４内の塗布液を口金６に導く液移送ポンプ８と、液移送ポンプ８の吸込口Ｃ１２と貯留タンク４との間に配設され上記吸込動作時に開状態となり上記吐出動作時に閉状態となる第１開閉バルブ１１と、液移送ポンプ８の吐出口Ｃ１３と口金６との間に配設され上記吐出動作時に開状態となり上記吸込動作時に閉状態となる第２開閉バルブ１２と、スリット状の開口部６２１と基板Ｋとを近接させた状態で口金６と基板Ｋとを相対移動させる駆動手段７とを備える塗布装置１において、上記液移送ポンプ８は、吸込口Ｃ１２及び吐出口Ｃ１３を備えるシリンダＣと、シリンダＣの内部をその軸線Ｊ１に沿う方向に往復移動可能に設けたプランジャＰと、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇを封止する膜状封止部材Ｆと、プランジャＰを駆動するためのプランジャ駆動手段ＰＤとを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の塗布装置では、前記膜状封止部材Ｆは、可撓性材からなるキャップ状体から構成され、該キャップ状体の開口端部Ｆ２をシリンダＣの内周面上に固着させた状態で該キャップ状体の胴部Ｆ３によりプランジャＰを被覆すると共に、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇで下側に折り返して形成されるＵ字形折返し部Ｆ１により該間隙Ｇを封止してなる。
【０００８】
請求項３の塗布装置は、シリンダＣにおける非接液室Ｒ２に真空ポンプ９が接続されてなる。
【０００９】
請求項４の塗布装置では、所定の正圧を上記貯留タンク４内に付与する正圧付与手段１０を備える。なお、液移送ポンプ８の液室Ｒ１には、塗布液が圧送されることになるが、液移送ポンプ８を基準に見れば塗布液を吸い込む形になるため、ここでは請求項１における「吸込動作」という表現をそのまま採り入れている。
【００１０】
請求項５の塗布装置では、前記プランジャ駆動手段ＰＤは、吸込動作時におけるプランジャＰの移動速度が、吐出動作時おけるプランジャＰの移動速度よりも低速度となるようにプランジャＰを駆動する。
【００１１】
請求項６の塗布装置では、前記プランジャ駆動手段ＰＤは、吸込動作時におけるプランジャＰの加速開始段階での時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状となるように、プランジャＰを駆動する。
【００１２】
請求項７の塗布装置では、前記液移送ポンプ８は、その吐出口Ｃ１３がシリンダＣの頂部に設けられ、シリンダＣの軸線Ｊ１が鉛直軸に平行となるように立設して使用される。
【００１３】
請求項８の塗布装置は、膜状封止部材Ｆから漏れた塗布液を検出するための塗布液検出センサＤを設け、この塗布液検出センサＤの検知信号に応じて第１開閉バルブ１１を閉状態とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、塗布液を口金に導く液移送ポンプを備える塗布装置において、液移送ポンプで使用される封止部材の長寿命化を図ることができる。
【００１５】
請求項１，２の発明によると、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇを封止する封止部材として膜状封止部材Ｆを使用するため、摩耗やパーティクルの発生が少ない。
【００１６】
請求項３の発明によると、非液室Ｒ２を真空状態とすることにより、膜状封止部材ＦとプランジャＰの外周面及びシリンダＣの内周面との密着性が良くなり、膜状封止部材Ｆに凸凹、皺、または折り目などが形成されなくなる。
【００１７】
請求項４の発明によると、シリンダＣの液室Ｒ１に流入した塗布液は、正圧付与手段１０により加圧されているため、プランジャＰが吸込動作を行う側へ移動したときに生じる液室Ｒ１内の圧力減少が補償される。これにより、変化率の大きい瞬時的な圧力変動が液室Ｒ１に生じないので、膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００１８】
請求項５，６の発明によると、プランジャＰは、吸込動作時に穏やかに降下するので、変化率の大きい瞬時的な圧力変動が液室Ｒ１に生じない。従って膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００１９】
請求項７の塗布装置によると、気泡が吐出口Ｃ１３から抜け出やすく、気泡がＵ字形折返し部Ｆ１の底部に入り込んだままの状態となったり、接触したままの状態となったりすることが極めて少なくなる。従って、膜状封止部材Ｆの接液部に局所的な圧力変動が生じることがなく、この点からも膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００２０】
請求項８の発明によると、膜状封止部材Ｆが経時劣化等の要因で破れた場合、塗布動作を一時的に中断するため、漏れたレジスト液を真空ポンプ９が吸い込んでしまうことが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明に係る塗布装置１の外観を示す斜視図、図２は塗布装置１の構成図、図３は液移送ポンプ８の正面一部断面図、図４は膜状封止部材Ｆの外観を示す斜視図、図５はプランジャ駆動装置ＰＤがプランジャＰを上死点から下死点に向かう方向に駆動するときの時間−速度の関係を示すグラフである。なお、図３（Ａ）はプランジャＰが下死点にある状態を示し、図３（Ｂ）はプランジャＰが上死点にある状態を示す。
【００２２】
図１，２に示すように、塗布装置１は、基台２、制御装置３、貯留タンク４、ステージ５、口金６、口金駆動装置７、液移送ポンプ８、真空ポンプ９、加圧ポンプ１０、第１開閉バルブ１１及び第２開閉バルブ１２などから構成され、塗布装置１の横側（図１において塗布装置１の左側または右側）に配設された図示しないロボットから受け取ったガラス基板Ｋに対してレジスト液を塗布する。
【００２３】
基台２は、塗布装置１の各構成部を支える台座として機能し、主として石材により構成される。石材とするのは温度変化に伴う変形を最小限に抑えるためである。
【００２４】
制御装置３は、塗布装置１が所定の塗布動作を行うように、塗布装置１における各構成部の動作を、予め組み込まれたプログラムにより制御可能とする、いわゆるＮＣ制御器である。
【００２５】
貯留タンク４は、所定量のレジスト液を貯留するための密閉槽であり、配管を介してそれぞれ加圧ポンプ１０、エア抜きバルブ４１及び第１開閉バルブ１１に接続される。貯留タンク４の内部は、加圧ポンプ１０により０．１ＭＰａ程度まで加圧可能とされる。
【００２６】
ステージ５は、塗布対象となるガラス基板Ｋを、十分な平面度を確保して載置可能な載置面を有し、基台２と同様に石材で構成される。その表面にはガラス基板Ｋを吸着保持するための多数の小径貫通孔が穿設されると共に、ガラス基板Ｋの受取り時または引渡し時に該ガラス基板Ｋを昇降させるための複数本のリフトピンが表面から出没可能に設けられる。
【００２７】
口金６は、口金支持部（ガントリー）６１によりステージ５上に架設された角柱状の金属体からなり、レジスト液を滲出するためのスリット状の開口部６２１が中央長手方向に沿って形成されている。
【００２８】
口金駆動装置７は、基台２に設けられたリニアモータ７１、及び口金支持部６１に設けられた直線サーボモータ７２などからなり、口金６を図中Ｘ，Ｚのそれぞれの方向に直線駆動可能とする。
【００２９】
液移送ポンプ８は、図３に示すように、シリンダＣ、プランジャＰ、膜状封止部材Ｆ及びプランジャ駆動部ＰＤを備え、立設した状態、すなわちシリンダＣの軸線Ｊ１を鉛直軸に平行にした状態で使用される。
【００３０】
シリンダＣは、耳部Ｃ１１を備える略椀形の上側カバー体Ｃ１と、これと同様に耳部Ｃ２１を備える略椀形の下側カバー体Ｃ２とからなる。上側カバー体Ｃ１と下側カバー体Ｃ２とは、それぞれの耳部Ｃ１１と耳部Ｃ２１との間に膜状封止部材Ｆの開口端部Ｆ２を挟持させた状態で該耳部Ｃ１１，Ｃ２１同士をボルトＭ１により締め付けることで一体化してシリンダ本体を形成する。上側カバー体Ｃ１と膜状封止部材Ｆとの間には液室Ｒ１が形成され、下側カバー体Ｃ２と膜状封止部材Ｆとの間には真空室Ｒ２が形成される。真空室Ｒ２には、レジスト液の漏れを検知するための液検知センサＤが設けられる。
【００３１】
上側カバー体Ｃ１には、吸込口Ｃ１２と吐出口Ｃ１３とが穿設される。吸込口Ｃ１２は、上側カバー体Ｃ１の側面にその法線方向と平行となるように穿設され、プランジャＰが上死点位置に達したときに、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇが形成される範囲内に穿設される。吐出口Ｃ１３は、上側カバー体Ｃ１の頂部に、軸線Ｊ１と平行な方向に穿設される。
【００３２】
下側カバー体Ｃ２には、真空引き口Ｃ２２とロッド穴Ｃ２３とが穿設される。真空引き口Ｃ２２は、配管を介して真空ポンプ９に連接する。ロッド穴Ｃ２３は、プランジャＰのロッドＰ３が摺動可能に貫通するように設けられた貫通穴であり、下側カバー体Ｃ２の底部に穿設される。
【００３３】
プランジャＰは、ヘッドＰ１、座板Ｐ２及びロッドＰ３を備える。膜状封止部材Ｆにより被覆されるヘッドＰ１は、座板Ｐ２を介してボルトＭ２によりロッドＰ３と連結する。ロッド穴Ｃ２３を貫通したロッドＰ３は、その他端がプランジャ駆動装置ＰＤに連結される。
【００３４】
膜状封止部材Ｆは、可撓性材よりなるキャップ状体から構成される。可撓性材として、例えば強力なポリエステル布の上にゴムを被覆したものが使用され、膜状封止部材Ｆは次のようにして間隙Ｇを封止する。すなわち、その開口端部Ｆ２をシリンダＣの内周面上に固着させた状態で該キャップ状体の胴部Ｆ３によりプランジャＰの上部を被覆する。そしてシリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇで下側に折り返すことにより、断面視Ｕ字形のＵ字形折返し部Ｆ１を形成し、このＵ字形折返し部Ｆ１により間隙Ｇを封止する。Ｕ字形折返し部Ｆ１は、プランジャＰの往復駆動とともにその駆動方向と同一方向に間隙Ｇを移動する。このときＵ字形折返し部Ｆ１は、間隙Ｇを転がるようにして移動するので、摩耗損失が少なくしかも液体や気体の漏洩がない。
【００３５】
プランジャ駆動装置ＰＤは、回転駆動軸を備えるサーボモータ、及びこの回転駆動軸の回転運動を直線運動に変換するボールネジから構成される。その動作は、制御装置３に組み込まれたプログラムにより制御可能とされる。プランジャ駆動装置ＰＤは、図５に示すように、プランジャＰを上死点から下死点に向けて駆動するとき、その加速開始段階における時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状となるように制御される。
【００３６】
第１開閉バルブ１１は、貯留タンク４と液移送ポンプ８の吸込口Ｃ１２との間に設けられ、液移送ポンプ８の吸込動作時に開状態となり、液移送ポンプ８の吐出動作時に閉状態となるように制御される。また、液検知センサＤがレジスト液を検知したときの信号に応じて閉状態となるように制御される。第２開閉バルブ１２は、口金６と液移送ポンプ８の吐出口Ｃ１３との間に設けられ、液移送ポンプ８の吸込動作時に閉状態となり、移送ポンプ８の吐出動作時に開状態となるように制御される。
【００３７】
次に、以上のように構成された塗布装置１の塗布動作について説明する。図６は塗布動作の流れを示すフローチャートである。図７は塗布動作時における第１開閉バルブ１１及び第２開閉バルブ１２の開閉状態と液室Ｒ１内の圧力とプランジャＰの速度との関係を示すグラフである。なお図５，７において、横軸は時間軸である。またプランジャＰが上死点から下死点に向かう方向の速度をプラスとしている。
【００３８】
図６に示すように、塗布動作は、初期状態設定ステップＳ１、基板保持ステップＳ２、液吸込みステップＳ３、液吐出ステップＳ４、口金駆動ステップＳ５及び基板引渡しステップＳ６により行われる。
【００３９】
初期状態設定ステップＳ１において、貯留タンク４に貯留されたレジスト液は、加圧ポンプ１０により約０．１ＭＰａ程度まで加圧される共に、エア抜きバルブ４１により所定時間のエア抜きがなされる。また、液移送ポンプ８の真空室Ｒ２は、真空ポンプ９を通じて８０ｋＰａ程度まで真空減圧される。真空室Ｒ２を真空状態とすることにより、膜状封止部材ＦとヘッドＰ１の外周面及びシリンダＣの内周面との密着性が良くなり、Ｕ字形折返し部Ｆ１に凸凹、皺、または折り目などが形成されなくなる。
【００４０】
基板保持ステップＳ２において、まずステージ５はリフトピンを上昇させ、ロボットから搬入されたガラス基板Ｋを受け取る。続いてリフトピンを降下させ、吸着穴に負圧を発生させることによりガラス基板Ｋをステージ５上に吸着保持する。
【００４１】
液吸込みステップＳ３において、図７におけるＴ１部分に示すように、まず第２開閉バルブ１２は制御装置３からの指示により閉状態となり、続いて第１開閉バルブ１１が開状態となる。続いてプランジャ駆動装置ＰＤは、プランジャＰを上死点から下死点に向けて駆動する。このとき液室Ｒ１には、第１開閉バルブ１１を介して吸込口Ｃ１２からレジスト液が流入する。
【００４２】
流入したレジスト液は、加圧ポンプ１０により加圧されているため、プランジャＰの降下に伴う液室Ｒ１の圧力減少が補償される。このため液室Ｒ１の急激な圧力変動が生じない。従って、膜状封止部材ＦのＵ字形折返し部Ｆ１に不安定な形状変化が生じない。Ｕ字形折返し部Ｆ１は、きれいなＵ字形を保持した状態で間隙Ｇを移動することができる。これにより、膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００４３】
もし、加圧ポンプ１０による加圧がなかった場合は、液室Ｒ１内の急激な圧力変動に伴い、Ｕ字形折返し部Ｆ１が不安定な形状になる。例えばプランジャＰが下がりはじめた瞬間においては、レジスト液はその慣性によりすぐには液室Ｒ１に流入しないため、液室Ｒ１の圧力が瞬時的に急激に下がりその直後に急激に上がる現象が起きる（図７におけるＴ３部分の点線参照）。この現象により、液室Ｒ１と真空室Ｒ２との圧力差が一時的に小さくなり、Ｕ字形折返し部Ｆ１に凸凹、皺、または折り目などが形成される。一度このように形成された変形部分は回復されにくく、プランジャＰの往復回数の増加に伴いやがてはその部分で摩耗や亀裂が生じ、膜状封止部材Ｆの寿命を縮める大きな要因となる。
【００４４】
プランジャ駆動装置ＰＤは、プランジャＰを上死点から下死点に向けて駆動するとき、図５に示すような加速度特性で駆動する。すなわち、その加速開始段階における時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状とされる。プランジャＰの降下速度は、上昇速度よりも低速度で且つ加速度も小さく、穏やかに降下するので、液室Ｒ１には変化率の大きい瞬時的な圧力変動が生じない。
【００４５】
従って、膜状封止部材ＦのＵ字形折返し部Ｆ１に不安定な形状変化が生じない。Ｕ字形折返し部Ｆ１は、きれいなＵ字形を保持した状態で間隙Ｇを移動することができる。これにより、膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００４６】
加速を始めたプランジャＰが所定の速度に達すると、図５，７のＴ４部分に示すように、所定時間その速度を保つ。プランジャＰが下死点に近づいたとき、その減速開始段階における時間−速度の関係は、加速開始段階とは対象形の略Ｓ字曲線形状とされる。
【００４７】
液吐出ステップＳ４において、図７のＴ２部分に示すように、まず第１開閉バルブ１１は制御装置３からの指示により閉状態となり、続いて第２開閉バルブ１２が開状態となる。プランジャ駆動装置ＰＤは、プランジャＰを下死点から上死点に向けて駆動し、吐出口Ｃ１３からレジスト液が吐出する。プランジャＰが下死点から上死点に向けて移動するとき、その加速開始段階における時間−速度の関係は、一定勾配を有した直線形状とされる。プランジャＰが所定の速度に達すると所定時間その速度を保つ。プランジャＰが上死点に近づいたとき、その減速開始段階における時間−速度の関係は、加速開始段階とは対象形の一定勾配を有した直線形状とされる。吐出口Ｃ１３から吐出したレジスト液は、第２開閉バルブ１２を介して口金６に導かれる。
【００４８】
吐出口Ｃ１３は、上側カバー体Ｃ１の頂部に軸線Ｊ１と平行な方向に穿設されるため、液室Ｒ１内の気泡がここから抜け出やすい。つまり、気泡の滞留が防止でき、この点からも膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。その理由は次のとおりである。すなわちレジスト液の吸い込み動作時における減圧作用や、レジスト液の不十分なエア抜きにより、液室Ｒ１中のレジスト液が気泡を含むことがある。この気泡がＵ字形折返し部Ｆ１の底部に入り込んだままの状態、あるいは、接触したままの状態となった場合、膜状封止部材Ｆの接液部に局所的な圧力変動が生じ、Ｕ字形折返し部Ｆ１が均一な表面状態を保持せずに移動するようになり、Ｕ字形折返し部Ｆ１に摩耗や亀裂が生じ、膜状封止部材Ｆの寿命を縮める大きな要因となるからである。
【００４９】
また、膜状封止部材Ｆが経時劣化等の要因で破れた場合、真空室Ｒ２に設けられた液検知センサＤがレジスト液の漏れを検知し、制御装置３はその検知信号に基づいて直ちに第１開閉バルブ１１を閉状態にし、塗布動作を一時的に中断するため、漏れたレジスト液を真空ポンプ９が吸い込んでしまうことが防止される。
【００５０】
口金駆動ステップＳ５において、口金駆動装置７は、まず口金６をガラス基板Ｋの近接位置まで駆動し、続いて口金６を塗布開始位置Ｘ１から塗布終了位置ＸＥに向けて等速度で駆動する。このときスリット状の開口部６２１からレジスト液が滲出し、口金６の移動に伴いガラス基板Ｋの表面にレジスト液が塗布される。塗布が終了すると、口金６を塗布終了位置ＸＥで停止させ、第２開閉バルブ１２を閉状態とする。そして口金６の移動方向を反転させ、待機位置Ｘ０に到達した時点で停止させる。
【００５１】
基板引渡しステップＳ６において、ステージ５では吸着穴の真空圧を破壊することによりガラス基板Ｋを吸着保持から解放する。そしてリフトピンを上昇させ、塗布済みのガラス基板Ｋをロボットに引き渡す。以降、新しいガラス基板Ｋをロボットから受け取り、予定枚数の塗布が終了するまで（ステップＳ７でイエス）、上と同様な手順で塗布動作を行う。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る塗布装置の外観を示す斜視図である。
【図２】塗布装置の構成図である。
【図３】液移送ポンプの正面一部断面図である。
【図４】膜状封止部材の外観を示す斜視図である。
【図５】プランジャ駆動装置がプランジャを上死点から下死点に向かう方向に鼓動するときの時間−速度の関係を示すグラフである。
【図６】塗布動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】塗布動作時における第１開閉バルブ及び第２開閉バルブの開閉状態と液室内の圧力とプランジャの速度との関係を示すグラフである。
【図８】従来における塗布装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 塗布装置
４ 貯留タンク
５ ステージ
６ 口金
７ 口金駆動装置（駆動手段）
８ 液移送ポンプ
１０ 加圧ポンプ（正圧付与手段）
１１ 第１開閉バルブ
１２ 第２開閉バルブ
６２１ 開口部
Ｃ１２ 吸込口
Ｃ１３ 吐出口
Ｃ シリンダ
Ｄ 液検出センサ（塗布液検出センサ）
Ｆ 膜状封止部材
Ｆ１ Ｕ字形折返し部
Ｆ２ 開口端部
Ｆ３ 胴部
Ｇ 間隙
Ｊ１ 軸線
Ｋ ガラス基板（基板）
Ｐ プランジャ
ＰＤ プランジャ駆動装置（プランジャ駆動手段）
Ｒ２ 真空室（非接液室）
Ｘ 方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布装置に関する。特に、液晶基板の製造工程の一つであるレジスト液塗布工程での使用に好適な塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶基板の製造工程の一つであるレジスト液塗布工程では、図８に示すような塗布装置を使用していた。図８は従来における塗布装置２０の構成図である。なお後述する本発明に係る塗布装置１と同一の構成要素については、塗布装置１における符号と同一の符号を記す。
【０００３】
図８に示すように、従来の塗布装置２０は、貯留タンク４、ステージ５、口金６、口金駆動装置７、液移送ポンプ８０、第１開閉バルブ１１、第２開閉バルブ１２及び制御装置３０などから構成される。塗布装置２０では、液移送ポンプ８０におけるプランジャＰの往復駆動に伴い、第１開閉バルブ１１と第２開閉バルブ１２とを交互に開閉させることにより、吸込口８１から吸込んだレジスト液を吐出口８２から吐出する。レジスト液の吐出動作時に、口金駆動装置７が口金６とガラス基板Ｋとを近接させた状態にすると共に、口金６をＸ方向に移動させることで、スリット状の開口部６２１から滲出するレジスト液をガラス基板Ｋの表面に塗布する。塗布装置２０における液移送ポンプ８０は、シリンダ８３とプランジャＰとの間隙Ｇを封止する封止部材として、オーリングＮを使用していた。
【特許文献１】特願２００４−０５８９１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の液移送ポンプ８０によると、オーリングＮとシリンダ８３の内周面との間に生じる摩擦により、オーリングＮの摩耗が早かった。またパーティクルが生じるとこともあった。このため、頻繁にオーリングＮを交換する必要があり、作業コスト及び部品コストが高くつき、また生産ラインの一時的中断により生産効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布液を口金に導く液移送ポンプを備える塗布装置において、液移送ポンプで使用される封止部材の長寿命化を図ることのできる塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、請求項１の塗布装置１は、塗布液を貯留する貯留タンク４と、塗布対象となる基板Ｋを保持するステージ５と、スリット状の開口部６２１を備えステージ５の上方に架設された口金６と、吸込動作と吐出動作とを交互に行うことにより貯留タンク４内の塗布液を口金６に導く液移送ポンプ８と、液移送ポンプ８の吸込口Ｃ１２と貯留タンク４との間に配設され上記吸込動作時に開状態となり上記吐出動作時に閉状態となる第１開閉バルブ１１と、液移送ポンプ８の吐出口Ｃ１３と口金６との間に配設され上記吐出動作時に開状態となり上記吸込動作時に閉状態となる第２開閉バルブ１２と、スリット状の開口部６２１と基板Ｋとを近接させた状態で口金６と基板Ｋとを相対移動させる駆動手段７とを備える塗布装置１において、上記液移送ポンプ８は、吸込口Ｃ１２及び吐出口Ｃ１３を備えるシリンダＣと、シリンダＣの内部をその軸線Ｊ１に沿う方向に往復移動可能に設けたプランジャＰと、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇを封止する膜状封止部材Ｆと、プランジャＰを駆動するためのプランジャ駆動手段ＰＤとを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の塗布装置では、前記膜状封止部材Ｆは、可撓性材からなるキャップ状体から構成され、該キャップ状体の開口端部Ｆ２をシリンダＣの内周面上に固着させた状態で該キャップ状体の胴部Ｆ３によりプランジャＰを被覆すると共に、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇで下側に折り返して形成されるＵ字形折返し部Ｆ１により該間隙Ｇを封止してなる。
【０００８】
請求項３の塗布装置は、シリンダＣにおける非接液室Ｒ２に真空ポンプ９が接続されてなる。
【０００９】
請求項４の塗布装置では、所定の正圧を上記貯留タンク４内に付与する正圧付与手段１０を備える。なお、液移送ポンプ８の液室Ｒ１には、塗布液が圧送されることになるが、液移送ポンプ８を基準に見れば塗布液を吸い込む形になるため、ここでは請求項１における「吸込動作」という表現をそのまま採り入れている。
【００１０】
請求項５の塗布装置では、前記プランジャ駆動手段ＰＤは、吸込動作時におけるプランジャＰの移動速度が、吐出動作時おけるプランジャＰの移動速度よりも低速度となるようにプランジャＰを駆動する。
【００１１】
請求項６の塗布装置では、前記プランジャ駆動手段ＰＤは、吸込動作時におけるプランジャＰの加速開始段階での時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状となるように、プランジャＰを駆動する。
【００１２】
請求項７の塗布装置では、前記液移送ポンプ８は、その吐出口Ｃ１３がシリンダＣの頂部に設けられ、シリンダＣの軸線Ｊ１が鉛直軸に平行となるように立設して使用される。
【００１３】
請求項８の塗布装置は、膜状封止部材Ｆから漏れた塗布液を検出するための塗布液検出センサＤを設け、この塗布液検出センサＤの検知信号に応じて第１開閉バルブ１１を閉状態とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、塗布液を口金に導く液移送ポンプを備える塗布装置において、液移送ポンプで使用される封止部材の長寿命化を図ることができる。
【００１５】
請求項１，２の発明によると、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇを封止する封止部材として膜状封止部材Ｆを使用するため、摩耗やパーティクルの発生が少ない。
【００１６】
請求項３の発明によると、非液室Ｒ２を真空状態とすることにより、膜状封止部材ＦとプランジャＰの外周面及びシリンダＣの内周面との密着性が良くなり、膜状封止部材Ｆに凸凹、皺、または折り目などが形成されなくなる。
【００１７】
請求項４の発明によると、シリンダＣの液室Ｒ１に流入した塗布液は、正圧付与手段１０により加圧されているため、プランジャＰが吸込動作を行う側へ移動したときに生じる液室Ｒ１内の圧力減少が補償される。これにより、変化率の大きい瞬時的な圧力変動が液室Ｒ１に生じないので、膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００１８】
請求項５，６の発明によると、プランジャＰは、吸込動作時に穏やかに降下するので、変化率の大きい瞬時的な圧力変動が液室Ｒ１に生じない。従って膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００１９】
請求項７の塗布装置によると、気泡が吐出口Ｃ１３から抜け出やすく、気泡がＵ字形折返し部Ｆ１の底部に入り込んだままの状態となったり、接触したままの状態となったりすることが極めて少なくなる。従って、膜状封止部材Ｆの接液部に局所的な圧力変動が生じることがなく、この点からも膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００２０】
請求項８の発明によると、膜状封止部材Ｆが経時劣化等の要因で破れた場合、塗布動作を一時的に中断するため、漏れたレジスト液を真空ポンプ９が吸い込んでしまうことが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明に係る塗布装置１の外観を示す斜視図、図２は塗布装置１の構成図、図３は液移送ポンプ８の正面一部断面図、図４は膜状封止部材Ｆの外観を示す斜視図、図５はプランジャ駆動装置ＰＤがプランジャＰを上死点から下死点に向かう方向に駆動するときの時間−速度の関係を示すグラフである。なお、図３（Ａ）はプランジャＰが下死点にある状態を示し、図３（Ｂ）はプランジャＰが上死点にある状態を示す。
【００２２】
図１，２に示すように、塗布装置１は、基台２、制御装置３、貯留タンク４、ステージ５、口金６、口金駆動装置７、液移送ポンプ８、真空ポンプ９、加圧ポンプ１０、第１開閉バルブ１１及び第２開閉バルブ１２などから構成され、塗布装置１の横側（図１において塗布装置１の左側または右側）に配設された図示しないロボットから受け取ったガラス基板Ｋに対してレジスト液を塗布する。
【００２３】
基台２は、塗布装置１の各構成部を支える台座として機能し、主として石材により構成される。石材とするのは温度変化に伴う変形を最小限に抑えるためである。
【００２４】
制御装置３は、塗布装置１が所定の塗布動作を行うように、塗布装置１における各構成部の動作を、予め組み込まれたプログラムにより制御可能とする、いわゆるＮＣ制御器である。
【００２５】
貯留タンク４は、所定量のレジスト液を貯留するための密閉槽であり、配管を介してそれぞれ加圧ポンプ１０、エア抜きバルブ４１及び第１開閉バルブ１１に接続される。貯留タンク４の内部は、加圧ポンプ１０により０．１ＭＰａ程度まで加圧可能とされる。
【００２６】
ステージ５は、塗布対象となるガラス基板Ｋを、十分な平面度を確保して載置可能な載置面を有し、基台２と同様に石材で構成される。その表面にはガラス基板Ｋを吸着保持するための多数の小径貫通孔が穿設されると共に、ガラス基板Ｋの受取り時または引渡し時に該ガラス基板Ｋを昇降させるための複数本のリフトピンが表面から出没可能に設けられる。
【００２７】
口金６は、口金支持部（ガントリー）６１によりステージ５上に架設された角柱状の金属体からなり、レジスト液を滲出するためのスリット状の開口部６２１が中央長手方向に沿って形成されている。
【００２８】
口金駆動装置７は、基台２に設けられたリニアモータ７１、及び口金支持部６１に設けられた直線サーボモータ７２などからなり、口金６を図中Ｘ，Ｚのそれぞれの方向に直線駆動可能とする。
【００２９】
液移送ポンプ８は、図３に示すように、シリンダＣ、プランジャＰ、膜状封止部材Ｆ及びプランジャ駆動部ＰＤを備え、立設した状態、すなわちシリンダＣの軸線Ｊ１を鉛直軸に平行にした状態で使用される。
【００３０】
シリンダＣは、耳部Ｃ１１を備える略椀形の上側カバー体Ｃ１と、これと同様に耳部Ｃ２１を備える略椀形の下側カバー体Ｃ２とからなる。上側カバー体Ｃ１と下側カバー体Ｃ２とは、それぞれの耳部Ｃ１１と耳部Ｃ２１との間に膜状封止部材Ｆの開口端部Ｆ２を挟持させた状態で該耳部Ｃ１１，Ｃ２１同士をボルトＭ１により締め付けることで一体化してシリンダ本体を形成する。上側カバー体Ｃ１と膜状封止部材Ｆとの間には液室Ｒ１が形成され、下側カバー体Ｃ２と膜状封止部材Ｆとの間には真空室Ｒ２が形成される。真空室Ｒ２には、レジスト液の漏れを検知するための液検知センサＤが設けられる。
【００３１】
上側カバー体Ｃ１には、吸込口Ｃ１２と吐出口Ｃ１３とが穿設される。吸込口Ｃ１２は、上側カバー体Ｃ１の側面にその法線方向と平行となるように穿設され、プランジャＰが上死点位置に達したときに、シリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇが形成される範囲内に穿設される。吐出口Ｃ１３は、上側カバー体Ｃ１の頂部に、軸線Ｊ１と平行な方向に穿設される。
【００３２】
下側カバー体Ｃ２には、真空引き口Ｃ２２とロッド穴Ｃ２３とが穿設される。真空引き口Ｃ２２は、配管を介して真空ポンプ９に連接する。ロッド穴Ｃ２３は、プランジャＰのロッドＰ３が摺動可能に貫通するように設けられた貫通穴であり、下側カバー体Ｃ２の底部に穿設される。
【００３３】
プランジャＰは、ヘッドＰ１、座板Ｐ２及びロッドＰ３を備える。膜状封止部材Ｆにより被覆されるヘッドＰ１は、座板Ｐ２を介してボルトＭ２によりロッドＰ３と連結する。ロッド穴Ｃ２３を貫通したロッドＰ３は、その他端がプランジャ駆動装置ＰＤに連結される。
【００３４】
膜状封止部材Ｆは、可撓性材よりなるキャップ状体から構成される。可撓性材として、例えば強力なポリエステル布の上にゴムを被覆したものが使用され、膜状封止部材Ｆは次のようにして間隙Ｇを封止する。すなわち、その開口端部Ｆ２をシリンダＣの内周面上に固着させた状態で該キャップ状体の胴部Ｆ３によりプランジャＰの上部を被覆する。そしてシリンダＣとプランジャＰとの間隙Ｇで下側に折り返すことにより、断面視Ｕ字形のＵ字形折返し部Ｆ１を形成し、このＵ字形折返し部Ｆ１により間隙Ｇを封止する。Ｕ字形折返し部Ｆ１は、プランジャＰの往復駆動とともにその駆動方向と同一方向に間隙Ｇを移動する。このときＵ字形折返し部Ｆ１は、間隙Ｇを転がるようにして移動するので、摩耗損失が少なくしかも液体や気体の漏洩がない。
【００３５】
プランジャ駆動装置ＰＤは、回転駆動軸を備えるサーボモータ、及びこの回転駆動軸の回転運動を直線運動に変換するボールネジから構成される。その動作は、制御装置３に組み込まれたプログラムにより制御可能とされる。プランジャ駆動装置ＰＤは、図５に示すように、プランジャＰを上死点から下死点に向けて駆動するとき、その加速開始段階における時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状となるように制御される。
【００３６】
第１開閉バルブ１１は、貯留タンク４と液移送ポンプ８の吸込口Ｃ１２との間に設けられ、液移送ポンプ８の吸込動作時に開状態となり、液移送ポンプ８の吐出動作時に閉状態となるように制御される。また、液検知センサＤがレジスト液を検知したときの信号に応じて閉状態となるように制御される。第２開閉バルブ１２は、口金６と液移送ポンプ８の吐出口Ｃ１３との間に設けられ、液移送ポンプ８の吸込動作時に閉状態となり、移送ポンプ８の吐出動作時に開状態となるように制御される。
【００３７】
次に、以上のように構成された塗布装置１の塗布動作について説明する。図６は塗布動作の流れを示すフローチャートである。図７は塗布動作時における第１開閉バルブ１１及び第２開閉バルブ１２の開閉状態と液室Ｒ１内の圧力とプランジャＰの速度との関係を示すグラフである。なお図５，７において、横軸は時間軸である。またプランジャＰが上死点から下死点に向かう方向の速度をプラスとしている。
【００３８】
図６に示すように、塗布動作は、初期状態設定ステップＳ１、基板保持ステップＳ２、液吸込みステップＳ３、液吐出ステップＳ４、口金駆動ステップＳ５及び基板引渡しステップＳ６により行われる。
【００３９】
初期状態設定ステップＳ１において、貯留タンク４に貯留されたレジスト液は、加圧ポンプ１０により約０．１ＭＰａ程度まで加圧される共に、エア抜きバルブ４１により所定時間のエア抜きがなされる。また、液移送ポンプ８の真空室Ｒ２は、真空ポンプ９を通じて８０ｋＰａ程度まで真空減圧される。真空室Ｒ２を真空状態とすることにより、膜状封止部材ＦとヘッドＰ１の外周面及びシリンダＣの内周面との密着性が良くなり、Ｕ字形折返し部Ｆ１に凸凹、皺、または折り目などが形成されなくなる。
【００４０】
基板保持ステップＳ２において、まずステージ５はリフトピンを上昇させ、ロボットから搬入されたガラス基板Ｋを受け取る。続いてリフトピンを降下させ、吸着穴に負圧を発生させることによりガラス基板Ｋをステージ５上に吸着保持する。
【００４１】
液吸込みステップＳ３において、図７におけるＴ１部分に示すように、まず第２開閉バルブ１２は制御装置３からの指示により閉状態となり、続いて第１開閉バルブ１１が開状態となる。続いてプランジャ駆動装置ＰＤは、プランジャＰを上死点から下死点に向けて駆動する。このとき液室Ｒ１には、第１開閉バルブ１１を介して吸込口Ｃ１２からレジスト液が流入する。
【００４２】
流入したレジスト液は、加圧ポンプ１０により加圧されているため、プランジャＰの降下に伴う液室Ｒ１の圧力減少が補償される。このため液室Ｒ１の急激な圧力変動が生じない。従って、膜状封止部材ＦのＵ字形折返し部Ｆ１に不安定な形状変化が生じない。Ｕ字形折返し部Ｆ１は、きれいなＵ字形を保持した状態で間隙Ｇを移動することができる。これにより、膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００４３】
もし、加圧ポンプ１０による加圧がなかった場合は、液室Ｒ１内の急激な圧力変動に伴い、Ｕ字形折返し部Ｆ１が不安定な形状になる。例えばプランジャＰが下がりはじめた瞬間においては、レジスト液はその慣性によりすぐには液室Ｒ１に流入しないため、液室Ｒ１の圧力が瞬時的に急激に下がりその直後に急激に上がる現象が起きる（図７におけるＴ３部分の点線参照）。この現象により、液室Ｒ１と真空室Ｒ２との圧力差が一時的に小さくなり、Ｕ字形折返し部Ｆ１に凸凹、皺、または折り目などが形成される。一度このように形成された変形部分は回復されにくく、プランジャＰの往復回数の増加に伴いやがてはその部分で摩耗や亀裂が生じ、膜状封止部材Ｆの寿命を縮める大きな要因となる。
【００４４】
プランジャ駆動装置ＰＤは、プランジャＰを上死点から下死点に向けて駆動するとき、図５に示すような加速度特性で駆動する。すなわち、その加速開始段階における時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状とされる。プランジャＰの降下速度は、上昇速度よりも低速度で且つ加速度も小さく、穏やかに降下するので、液室Ｒ１には変化率の大きい瞬時的な圧力変動が生じない。
【００４５】
従って、膜状封止部材ＦのＵ字形折返し部Ｆ１に不安定な形状変化が生じない。Ｕ字形折返し部Ｆ１は、きれいなＵ字形を保持した状態で間隙Ｇを移動することができる。これにより、膜状封止部材Ｆに無理な力が加わることが防止され、膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。
【００４６】
加速を始めたプランジャＰが所定の速度に達すると、図５，７のＴ４部分に示すように、所定時間その速度を保つ。プランジャＰが下死点に近づいたとき、その減速開始段階における時間−速度の関係は、加速開始段階とは対象形の略Ｓ字曲線形状とされる。
【００４７】
液吐出ステップＳ４において、図７のＴ２部分に示すように、まず第１開閉バルブ１１は制御装置３からの指示により閉状態となり、続いて第２開閉バルブ１２が開状態となる。プランジャ駆動装置ＰＤは、プランジャＰを下死点から上死点に向けて駆動し、吐出口Ｃ１３からレジスト液が吐出する。プランジャＰが下死点から上死点に向けて移動するとき、その加速開始段階における時間−速度の関係は、一定勾配を有した直線形状とされる。プランジャＰが所定の速度に達すると所定時間その速度を保つ。プランジャＰが上死点に近づいたとき、その減速開始段階における時間−速度の関係は、加速開始段階とは対象形の一定勾配を有した直線形状とされる。吐出口Ｃ１３から吐出したレジスト液は、第２開閉バルブ１２を介して口金６に導かれる。
【００４８】
吐出口Ｃ１３は、上側カバー体Ｃ１の頂部に軸線Ｊ１と平行な方向に穿設されるため、液室Ｒ１内の気泡がここから抜け出やすい。つまり、気泡の滞留が防止でき、この点からも膜状封止部材Ｆの長寿命化を図ることができる。その理由は次のとおりである。すなわちレジスト液の吸い込み動作時における減圧作用や、レジスト液の不十分なエア抜きにより、液室Ｒ１中のレジスト液が気泡を含むことがある。この気泡がＵ字形折返し部Ｆ１の底部に入り込んだままの状態、あるいは、接触したままの状態となった場合、膜状封止部材Ｆの接液部に局所的な圧力変動が生じ、Ｕ字形折返し部Ｆ１が均一な表面状態を保持せずに移動するようになり、Ｕ字形折返し部Ｆ１に摩耗や亀裂が生じ、膜状封止部材Ｆの寿命を縮める大きな要因となるからである。
【００４９】
また、膜状封止部材Ｆが経時劣化等の要因で破れた場合、真空室Ｒ２に設けられた液検知センサＤがレジスト液の漏れを検知し、制御装置３はその検知信号に基づいて直ちに第１開閉バルブ１１を閉状態にし、塗布動作を一時的に中断するため、漏れたレジスト液を真空ポンプ９が吸い込んでしまうことが防止される。
【００５０】
口金駆動ステップＳ５において、口金駆動装置７は、まず口金６をガラス基板Ｋの近接位置まで駆動し、続いて口金６を塗布開始位置Ｘ１から塗布終了位置ＸＥに向けて等速度で駆動する。このときスリット状の開口部６２１からレジスト液が滲出し、口金６の移動に伴いガラス基板Ｋの表面にレジスト液が塗布される。塗布が終了すると、口金６を塗布終了位置ＸＥで停止させ、第２開閉バルブ１２を閉状態とする。そして口金６の移動方向を反転させ、待機位置Ｘ０に到達した時点で停止させる。
【００５１】
基板引渡しステップＳ６において、ステージ５では吸着穴の真空圧を破壊することによりガラス基板Ｋを吸着保持から解放する。そしてリフトピンを上昇させ、塗布済みのガラス基板Ｋをロボットに引き渡す。以降、新しいガラス基板Ｋをロボットから受け取り、予定枚数の塗布が終了するまで（ステップＳ７でイエス）、上と同様な手順で塗布動作を行う。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る塗布装置の外観を示す斜視図である。
【図２】塗布装置の構成図である。
【図３】液移送ポンプの正面一部断面図である。
【図４】膜状封止部材の外観を示す斜視図である。
【図５】プランジャ駆動装置がプランジャを上死点から下死点に向かう方向に鼓動するときの時間−速度の関係を示すグラフである。
【図６】塗布動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】塗布動作時における第１開閉バルブ及び第２開閉バルブの開閉状態と液室内の圧力とプランジャの速度との関係を示すグラフである。
【図８】従来における塗布装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 塗布装置
４ 貯留タンク
５ ステージ
６ 口金
７ 口金駆動装置（駆動手段）
８ 液移送ポンプ
１０ 加圧ポンプ（正圧付与手段）
１１ 第１開閉バルブ
１２ 第２開閉バルブ
６２１ 開口部
Ｃ１２ 吸込口
Ｃ１３ 吐出口
Ｃ シリンダ
Ｄ 液検出センサ（塗布液検出センサ）
Ｆ 膜状封止部材
Ｆ１ Ｕ字形折返し部
Ｆ２ 開口端部
Ｆ３ 胴部
Ｇ 間隙
Ｊ１ 軸線
Ｋ ガラス基板（基板）
Ｐ プランジャ
ＰＤ プランジャ駆動装置（プランジャ駆動手段）
Ｒ２ 真空室（非接液室）
Ｘ 方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を貯留する貯留タンクと、塗布対象となる基板を保持するステージと、スリット状の開口部を備えステージの上方に架設された口金と、吸込動作と吐出動作とを交互に行うことにより貯留タンク内の塗布液を口金に導く液移送ポンプと、液移送ポンプの吸込口と貯留タンクとの間に配設され上記吸込動作時に開状態となり上記吐出動作時に閉状態となる第１開閉バルブと、液移送ポンプの吐出口と口金との間に配設され上記吐出動作時に開状態となり上記吸込動作時に閉状態となる第２開閉バルブと、スリット状の開口部と基板とを近接させた状態で口金と基板とを相対移動させる駆動手段とを備える塗布装置において、上記液移送ポンプは、吸込口及び吐出口を備えるシリンダと、シリンダの内部をその軸線に沿う方向に往復移動可能に設けたプランジャと、シリンダとプランジャとの間隙を封止する膜状封止部材と、プランジャを駆動するためのプランジャ駆動手段とを備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記膜状封止部材は、可撓性材からなるキャップ状体から構成され、該キャップ状体の開口端部をシリンダの内周面上に固着させた状態で該キャップ状体の胴部によりプランジャを被覆すると共に、シリンダとプランジャとの間隙で下側に折り返して形成されるＵ字形折返し部により該間隙を封止してなる請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
シリンダにおける非接液室に真空ポンプが接続されてなる請求項１または請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
所定の正圧を上記貯留タンク内に付与する正圧付与手段を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
前記プランジャ駆動手段は、吸込動作時におけるプランジャの移動速度が、吐出動作時おけるプランジャの移動速度よりも低速度となるようにプランジャを駆動する請求項１から請求項４のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記プランジャ駆動手段は、吸込動作時におけるプランジャの加速開始段階での時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状となるようにプランジャを駆動する請求項１から請求項５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
前記液移送ポンプは、その吐出口がシリンダの頂部に設けられ、シリンダの軸線が鉛直軸に平行となるように立設して使用される請求項１から請求項６のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記膜状封止部材から漏れた塗布液を検出するための塗布液検出センサを設け、この塗布液検出センサの検知信号に応じて第１開閉バルブを閉状態とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項１】
塗布液を貯留する貯留タンクと、塗布対象となる基板を保持するステージと、スリット状の開口部を備えステージの上方に架設された口金と、吸込動作と吐出動作とを交互に行うことにより貯留タンク内の塗布液を口金に導く液移送ポンプと、液移送ポンプの吸込口と貯留タンクとの間に配設され上記吸込動作時に開状態となり上記吐出動作時に閉状態となる第１開閉バルブと、液移送ポンプの吐出口と口金との間に配設され上記吐出動作時に開状態となり上記吸込動作時に閉状態となる第２開閉バルブと、スリット状の開口部と基板とを近接させた状態で口金と基板とを相対移動させる駆動手段とを備える塗布装置において、上記液移送ポンプは、吸込口及び吐出口を備えるシリンダと、シリンダの内部をその軸線に沿う方向に往復移動可能に設けたプランジャと、シリンダとプランジャとの間隙を封止する膜状封止部材と、プランジャを駆動するためのプランジャ駆動手段とを備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記膜状封止部材は、可撓性材からなるキャップ状体から構成され、該キャップ状体の開口端部をシリンダの内周面上に固着させた状態で該キャップ状体の胴部によりプランジャを被覆すると共に、シリンダとプランジャとの間隙で下側に折り返して形成されるＵ字形折返し部により該間隙を封止してなる請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
シリンダにおける非接液室に真空ポンプが接続されてなる請求項１または請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
所定の正圧を上記貯留タンク内に付与する正圧付与手段を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
前記プランジャ駆動手段は、吸込動作時におけるプランジャの移動速度が、吐出動作時おけるプランジャの移動速度よりも低速度となるようにプランジャを駆動する請求項１から請求項４のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記プランジャ駆動手段は、吸込動作時におけるプランジャの加速開始段階での時間−速度の関係が略Ｓ字曲線形状となるようにプランジャを駆動する請求項１から請求項５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
前記液移送ポンプは、その吐出口がシリンダの頂部に設けられ、シリンダの軸線が鉛直軸に平行となるように立設して使用される請求項１から請求項６のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記膜状封止部材から漏れた塗布液を検出するための塗布液検出センサを設け、この塗布液検出センサの検知信号に応じて第１開閉バルブを閉状態とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２８１０９１（Ｐ２００６−２８１０９１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０４３９３（Ｐ２００５−１０４３９３）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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