JP4371337B2

JP4371337B2 - 塗布ノズルの洗浄装置

Info

Publication number: JP4371337B2
Application number: JP2000018264A
Authority: JP
Inventors: 壮一松尾; 吉村　　隆志; 将一村上
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: JP2001205162A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板や半導体ウエハ等の板状体の表面に、機能性膜形成用組成物やレジスト等の塗布液を塗布するための塗布ノズルを洗浄する装置に関し、特に広い面積に一様な塗布膜を形成することが可能な塗布ノズルの洗浄装置および洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板や半導体ウエハ等の板状体の表面に、着色膜、レジスト膜の形成のために塗布液を塗布する際には、板状体の中心部にノズルから塗布液を滴下し、スピンナーによって板状体を回転させて、遠心力の作用で中心部から円周方向に均一に拡散するスピン塗布法が知られている。
ところが、スピン塗布法では、均一な厚みの塗布膜を形成することができるが、ノズルから滴下した塗布液のうち膜形成に利用されるのはごくわずかであり、大部分は周囲へ飛散し塗布膜の形成に利用されずに廃棄されるという問題があり、効率的に塗布膜を形成するはできなかった。
【０００３】
そこで、スピンナーによる塗布方法に代えて、吐出幅の広い帯状の塗布液吐出口を有するノズルによって板状体の表面に所定幅で塗布液を塗布する方法、さらに所定幅の塗布を行った後に、基板を回転することによって均一に塗布する方法が提案されている。
このような吐出幅の広い塗布液吐出口を有するノズルを用いれば、塗布液の無駄をなくして効率的な塗布が可能であるが、吐出幅が広いために、ノズル内に含まれている塗布液の量も多くなり、塗布を中断している際にノズル内の塗布液から溶剤成分の揮発が起こると、塗布液の塗布特性が変化し、また塗布液内で固形物の発生等も生じ、その後の塗布の際には、均一な塗布膜の形成が困難となる。
【０００４】
そこで、ノズルの先端部に付着した塗布液を、ロールに付着させた洗浄液により除去したり、あるいはノズルを受台に取り付けて洗浄液供給源に結合したスリットから洗浄液を噴出してノズルを洗浄するノズル洗浄装置が提案されている。
たとえば、特開平９−３３０８７６号公報においては、ノズル受台にはノズルの幅と略等しい幅で洗浄部が形成され、この洗浄部には洗浄液供給源に結合するスリットと、吸引装置につながる排気孔が開口している塗布ノズルの洗浄装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平９−３３０８７６号公報に記載のものでは、洗浄液の排出は、排気口を通じて行い、洗浄液を排出した後に排気を行いながらノズル先端に向けて窒素を噴出して完了するものであり、ノズルの先端部の乾燥を防止することができないものであった。また、洗浄ノズルはスリット状のものであり、洗浄効率からみて十分なものではなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塗布ノズルの洗浄装置において、塗布ノズルを載置した状態で形成される洗浄装置の内部空間には、塗布ノズルに洗浄液を噴射する洗浄ノズル、および乾燥用気体を供給する乾燥ノズルを設けた洗浄室、液体貯溜室、および気体排出手段に結合した気体室のそれぞれを連通して設け、液体貯溜室には乾燥用気体による乾燥時を除き、雰囲気形成用液体を貯留し、内部空間を雰囲気形成用液体から蒸発する成分の雰囲気とした塗布ノズルの洗浄装置である。
雰囲気形成用液体が洗浄液であり、液体貯溜室には、洗浄液供給手段および洗浄液排出手段が設けられている前記の塗布ノズルの洗浄装置である。
塗布ノズルに洗浄ノズルから洗浄液を噴射した状態で、塗布ノズルと洗浄ノズルとの相対位置を変化させる揺動手段を有する前記の塗布ノズルの洗浄装置である。
内部空間には、塗布ノズルの表面に接触する接触式洗浄具を有する前記の塗布ノズルの洗浄装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、帯状の幅広の吐出口から形成されたノズルから塗布液を吐出する塗布ノズルの洗浄装置において、洗浄装置内部の空間は塗布ノズルが塗布液の塗布に利用されていない時には塗布ノズルの乾燥時を除いて常に、雰囲気形成用液体から蒸発する成分の雰囲気に保持することによって、塗布ノズルから吐出する塗布液の変質を防止し、異物の混入等もなく厚みおよび特性が均一な塗布膜を形成することが可能な塗布ノズルの洗浄装置を提供するものである。
【０００９】
なお、本発明において、雰囲気形成用液体から蒸発する成分の雰囲気とは、雰囲気が完全に雰囲気形成用液体のみで満たされている場合のみではなく、空気や他の成分との混合状態である場合も含み、塗布液を構成する溶剤の蒸発等によって塗布液が変質することを防止する状態を形成するものであればよい。
【００１０】
以下に、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の塗布ノズルの洗浄装置を説明する斜視図である。
図１は、塗布ノズルの洗浄装置１を説明する斜視図であり、塗布ノズルの洗浄装置１は、洗浄室２と、液体貯溜室（図示しない）、気体室（図示しない）を有する下部室３を有し、塗布ノズルを塗布ノズル保持装置によって保持し、洗浄室の上面に載置した際には、洗浄室を密閉した状態で揺動することが可能な密閉シート４が設けられている。
【００１１】
また、洗浄室２の壁面には、洗浄液ノズル５が複数個設けられており、洗浄室の壁内に設けた管路によって相互に連通し、洗浄室に取り付けた洗浄液供給管６に結合している。
同様に洗浄室２の壁面には、乾燥用気体ノズル７が複数個設けられており、洗浄室の壁内に設けた管路によって相互に連通し、洗浄室に取り付けた乾燥用気体供給管８に結合している。
【００１２】
また、下部室には、洗浄液供給管９と、洗浄液排出管１０、気体排出管１１が設けられている。
更に、下部室３は、揺動手段１２に取り付けられており、洗浄装置の架台１３上には、気体室と洗浄室を揺動するガイドレール１４が設けられている。
【００１３】
図２は、本発明の塗布ノズルの洗浄装置を説明する側面図である。
塗布ノズル２０が塗布ノズルの洗浄装置１の密閉シート４に載置された状態を示している。塗布ノズルの洗浄装置１は、洗浄室２を揺動させる揺動手段１２、ガイドレール１４を有しており、洗浄状態において洗浄室２を図１に矢印Ｂで示す方向に揺動することによって、塗布ノズル２０に均一に洗浄液が噴射されるようにするものである。
揺動手段１２は、図２に示すように、揺動用モータ１５の回転運動を直線運動に変換するクランク１６から構成されている。
揺動手段１２としては、揺動用モータとクランクから構成されるもの以外にも、リニアモータ、往復動ピストン、ラックとピニオンギヤを用いもの等の任意の往復運動装置を用いることが可能である。
また、下部室３には、洗浄液排出管１０とともに、洗浄液供給管９を設けており、洗浄液ノズル５から洗浄液を供給することなく、液体貯溜室（図示しない）に洗浄液を充填することができるので、洗浄液を雰囲気形成用液体として使用する場合には構成が簡単となる。
【００１４】
図３は、本発明の塗布ノズルの洗浄装置の断面図であり、図２において、Ａ−Ａ線で示す断面を示す図である。
塗布ノズルの洗浄装置１は、上部に洗浄室２を有し、洗浄室２には、洗浄液ノズル５が複数個設けられており、洗浄室２の壁内に設けた管路によって相互に連通している。また、洗浄液ノズル５の上部には、同様に乾燥用気体ノズル７が複数個設けられており、洗浄室の壁内に設けた管路によって相互に連通している。
【００１５】
そして、塗布ノズルを塗布ノズル保持装置によって保持した状態で載置して洗浄室の上面に固定して洗浄室を密閉した状態で洗浄室を揺動させる密閉シート４が設けられている。密閉シート４には、揺動の際の摩擦抵抗が小さいポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を始めとする合成樹脂を用いることができる。
また、下部室３には、液体貯溜室１７、気体室１８が設けられており、液体貯溜室１７には、液体供給管９とともに、液体排出管１０が設けられており、液体貯溜室１７内へ雰囲気形成用液体２１を満たすことができる。また、雰囲気形成用液体として、洗浄液を用いる場合には、洗浄ノズル５から雰囲気形成用液体を供給しても良い。
また、気体室１８には、気体排出管１１が設けられており、洗浄室内部の気体とともに、気体室に混入した洗浄液を気体とともに排出することができる。
【００１６】
次に、本発明における塗布ノズルの洗浄装置の動作について説明する。
図４は、塗布ノズルの洗浄装置の動作を説明する図である。
図４（Ａ）は、塗布ノズル２０が洗浄室２の上部に載置された待機状態を示している。
塗布ノズルは、液体貯溜室１７内に満たされた雰囲気形成用液体２１によって洗浄室内に充満した雰囲気形成用液体の雰囲気に曝されているので、塗布ノズル内の塗布液の特性が変化することを防止することができる。
図４（Ｂ）は、塗布ノズルが塗布工程において基板上に塗布を行っている状態であり、塗布ノズルの洗浄装置内の液体貯溜室１７内には、雰囲気形成用液体２１が満たされて塗布ノズルの洗浄が可能が直ちにできるように待機している。
図４（Ｃ）は、塗布ノズルが塗布工程から塗布ノズルの洗浄装置に導入される状態を説明する図である。
塗布ノズル２０を繰り返し使用していると、ノズルに塗布液中の固形成分等の汚染物２２が付着する。そこで、塗布ノズル２０は所定の回数の塗布を繰り返すと塗布ノズルの洗浄装置に導入される。
次いで、図４（Ｄ）に示すように、洗浄室に載置された塗布ノズルへ洗浄液１９を噴射する。塗布ノズルは塗布装置の塗布ノズル保持装置によって保持されているので、塗布ノズルの洗浄装置を揺動すると、塗布ノズル２０と洗浄液ノズル５の相対的な位置が移動するので、塗布ノズル表面に均一に洗浄液が噴射され、汚染物が除去される。
また、洗浄液の噴射の際には、液体排出管１０および気体排出管１１内を吸引して、強制的に洗浄液と気体とを排出することにより、室内の雰囲気を保持することができる。
【００１７】
更に、図４（Ｅ）に示すように、洗浄室内への洗浄液の噴射を終了した後も、引き続き内部の洗浄液と気体の排出を行いながら、塗布ノズルを上昇する。
次いで、図４（Ｆ）に示すように、乾燥用気体ノズル７から窒素、乾燥空気等の乾燥用気体を噴射して、塗布ノズルに付着した洗浄液を除去する。
乾燥が終わった塗布ノズルを塗布工程で使用する際には、図４（Ｇ）に示すように、洗浄液排出管、および気体排出管を閉じて、液体供給管９から液体貯溜室１７内に所定の量の雰囲気形成用液体２１を供給し、塗布ノズルの休止時の乾燥防止、あるいは塗布ノズルの洗浄に備えて待機する。
以上説明した洗浄装置で、各種の塗布液用の塗布ノズルの洗浄に対応することが可能であるが、塗布液の成分によっては、洗浄時間に長時間を要することがあった。
【００１８】
この原因は、図５に、塗布ノズルの先端部の塗布液の状態を断面図で示すように、乾燥しやすい塗布液等の場合には、塗布ノズル２０の側面、塗布液２３、および空気層との三重点２４またはその近傍に強固に固着することが原因であるものと考えられる。
そこで、三重点２４において塗布ノズルに固着しやすい成分の塗布液の塗布に使用する塗布ノズルにあっては、塗布ノズルの表面に直接接触して洗浄する接触式洗浄具を設けることによって、このような問題点を解決するものである。
【００１９】
図６に、接触式洗浄具を設けた塗布ノズルの洗浄装置の一実施例の断面図を示す。図６（Ａ）は、塗布ノズルの洗浄装置の断面図であり、図６（Ｂ）は、塗布ノズルの接触式洗浄具による洗浄状態を説明する図である。
図６に示した塗布ノズルの洗浄装置は、図３に示した塗布ノズルの洗浄装置において、洗浄室２に、洗浄液ノズル５、乾燥用気体ノズル７とともに、接触式洗浄具２５を有しているものである。
接触式洗浄具２５は、ロール２６を上下、左右方向へ移動可能なアーム２７から構成されており、上部より導入された塗布ノズル２０の表面と接触しながら塗布液が固形状と変質したものも容易に除去するものである。
そして、図６（Ｂ）には、洗浄ノズルから洗浄液を噴射した状態で、接触式洗浄具２５のロールで直接に接触し表面の異物を除去しながら、洗浄液を液体排出管１０から排出させるとともに、気体排出管１１から気体を排出しながら洗浄する状態を示している。
【００２０】
接触式洗浄具は、ロール状のものに限らず、平板状のものであったも良く、塗布ノズルとの接触面は、ブラシ状、多孔体状のものを用いることができ、洗浄液、塗布液に耐食性を有する合成樹脂、金属等からなるものを用いることができる。
また、下部室３には、液体貯溜室１７、気体室１８が設けられており、液体貯溜室１７には、洗浄液排出管１０とともに、液体供給管９が設けられており、洗浄液ノズル５を介さないで、液体貯溜室１７内へ洗浄液等の雰囲気形成用液体２１を満たすことができる。
また、気体室１８には、気体排出管１１が設けられており、洗浄室内部の気体とともに、気体室に混入した洗浄液を気体とともに排出することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、開口幅が大きな塗布液の吐出口を有するノズルの洗浄装置として、洗浄室内部を吸引した状態で洗浄液を均一に噴射したので、開口幅が広いノズルであっても確実に洗浄を可能とするとともに、ノズルの待機時には、洗浄装置内に洗浄液を満たしたことによって、内部は洗浄液の雰囲気に保持されているので、待機時にノズルの先端およびその周辺部に塗布液が乾燥して付着することを防止することができる。更に、接触式洗浄具を設けたので乾燥速度が速く異物が発生しやすい塗布液に使用する塗布ノズルであっても短時間に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の塗布ノズルの洗浄装置を説明する斜視図である。
【図２】図２は、本発明の塗布ノズルの洗浄装置を説明する側面図である。
【図３】図３は、本発明の塗布ノズルの洗浄装置の断面図である。
【図４】図４は、塗布ノズルの洗浄装置の動作を説明する図である。
【図５】図５は、塗布ノズルの先端部の塗布液の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、接触式洗浄具を設けた塗布ノズルの洗浄装置の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
１…塗布ノズルの洗浄装置、２…洗浄室、３…下部室、４…密閉シート、５…洗浄液ノズル、６…洗浄液供給管、７…乾燥用気体ノズル、８…乾燥用気体供給管、９…洗浄液供給管、１０…洗浄液排出管、１１…気体排出管、１２…揺動手段、１３…洗浄装置の架台、１４…ガイドレール、１５…揺動用モータ、１６…クランク、１７…洗浄液貯溜室、１８…気体室、１９…洗浄液、２０…塗布ノズル、２１…雰囲気形成用液体、２２…汚染物、２３…塗布液、２４…三重点、２５…接触式洗浄具、２６…ロール、２７…アーム

Claims

塗布ノズルの洗浄装置において、塗布ノズルを載置した状態で形成される洗浄装置の内部空間には、塗布ノズルに洗浄液を噴射する洗浄ノズル、および乾燥用気体を供給する乾燥ノズルを設けた洗浄室、液体貯溜室、および気体排出手段に結合した気体室のそれぞれを連通して設け、液体貯溜室には乾燥用気体による乾燥時を除き、雰囲気形成用液体を貯留し、内部空間を雰囲気形成用液体から蒸発する成分の雰囲気としたことを特徴とする塗布ノズルの洗浄装置。
雰囲気形成用液体が洗浄液であり、液体貯溜室には、洗浄液供給手段および洗浄液排出手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の塗布ノズルの洗浄装置。
塗布ノズルに洗浄ノズルから洗浄液を噴射した状態で、塗布ノズルと洗浄ノズルとの相対位置を変化させる揺動手段を有することを特徴とする請求項１又は２項に記載の塗布ノズルの洗浄装置。
内部空間には、塗布ノズルの表面に接触する接触式洗浄具を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の塗布ノズルの洗浄装置。