JP5202838B2 - スリットノズル - Google Patents

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Description

本発明は、基板表面に一定の幅で塗布液を塗布するスリットノズルに関する。
ガラス基板等の表面にホトレジスト等の塗布液を塗布する方法として、通常のノズルから基板表面に塗布液を滴下し、その後高速回転させることで均一な厚みとするスピンコーティングによるものがある。しかし、この方法では塗布された塗布液の９０％以上が飛散してしまい無駄が多い。そこで最近では、スリットノズルを用いて基板に一定幅で塗布液を塗布した後、ある程度回転させて塗膜の厚さを均一にする方法、或いはスリットノズルを用いて基板に一定幅で塗布液を塗布し、回転させることなく塗布工程を終了する方法が行われている。
上記のように、塗布液の無駄を少なくするには、できるだけ基板を回転させないで塗膜の厚みを均一にすることが条件となる。このためスリットノズルには、吐出口から吐出される塗布液の量がスリット状吐出口に沿って均一であることが必要になる。この均一性を確保するため従来から種々の提案がなされている。
図６（ａ）は、従来のスリットノズルの概要を示す斜視図、（ｂ）は同スリットノズルを構成するノズル半体を示す図である。スリットノズル１００は、２つの半体１０１、１０２を突き合わせてなり、一方の半体１０１の中央には塗布液供給孔１０３が形成され、この塗布液供給孔１０３から供給された塗布液は２つの半体１０１、１０２間に形成される流路１０４を介してスリット状吐出口１０５から基板表面に向けて塗布される。そして、従来にあっては流路１０４を天井部を山形に形成し、その頂部に流路１０４内の気泡を排出するための気泡排出口１０６を開けている。
しかし、最近では基板サイズの大型化にともなって、スリットノズルも大型化し、これに伴い流路１０４の天井部の傾斜が緩くなり流路内の気泡が十分に抜けないという問題が発生してきた。気泡が抜きにくいと、気泡抜き作業のためのアイドル時間が長くなり、また、抜け切らずに残った気泡が塗布液とともに吐出口から排出されて塗膜にスジムラができる原因となる。
特許文献１では、図６（ｃ）に示すように、スリットノズル内の気泡の排出を行う通気口を、スリットノズルの長手方向の両端部に設けている。そしてスリットノズルの気泡溜まり部内の上部が、スリットノズルの中央部から両端部に向けて徐々に高くなるようにＶ字状に傾斜させている。
また、特許文献２では、スリットノズルからの気泡の排出を吸引ポンプによる気泡の吸引によって行っている。
特開２００６−２１２５９２号公報 特開２００６−８７９９９号公報
特許文献１に開示されたスリットノズルでは気泡は抜けやすくなるが、通気口が両端のみでは気泡の排出を行う通気口までの距離が遠くなり必ずしも万全とは言えない。また、気泡溜まり部内の上部が、スリットノズルの中央部から両端部に向けて徐々に高くなるように傾斜させているため気泡溜まりが大容量となる。
また、塗布液量に対してエアーの占める容積が相対的に大きくなるため、エアーによるダンパー効果で、塗布液供給ポンプによる塗布液への加圧が不十分となり吐出圧のコントロールが困難となることも考えられる。
また特許文献２に開示された吸引ポンプによる手段では、塗布液と混在している気泡を分離吸引することは難しい。
上記の課題を解決するため本発明は、塗布液が供給される塗布液供給口と、基板上に塗布液を流下させるための幅広のスリット状吐出口と、前記塗布液供給口とスリット状吐出口とをつなぐ塗布液流路とが形成されたスリットノズルであって、前記塗布液流路の天井面は複数の傾斜を有する連山状に形成され、連山状塗布液流路の頂部に塗布液流路内の気泡を排出する排出口が設けられた構成とした。
前記連山状塗布液流路の頂部に開口する排出口の他に、スリットノズル長手方向の両端部側面または長手方向の中央部にも排出口を形成してもよい。
本発明に係るスリットノズルによれば、塗布液流路内の気泡を排出する排出口が連山状塗布液流路の頂部に複数開けられているため、気泡を容易に排出することができる。したがって、気泡抜き作業のためのアイドル時間の低減、および、気泡を原因とする塗膜のスジムラをなくすことが可能である。
以下に本発明の最適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るスリットノズルの斜視図、図２は本発明に係るスリットノズルを構成するノズル半体を示す図、図３（ａ）は図１のＡ−Ａ方向断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向断面図である。
スリットノズルは左右のノズル半体１，２を突き合わせボルトにて結合一体化することで構成され、一方のノズル半体１のノズル半体２との対向面には、塗布液流路３が形成されている。この塗布液流路３は第１貯留部４及び第２貯留部５からなる塗布液流路が形成されている。
第１貯留部４の天井部４ａはノズル半体１の厚み方向（図３の左右方向）の約半分近くの深さまで穿設され、その断面形状は同一幅で深さが深くなるほど高くなるように傾斜している。また第１貯留部４のノズル半体１のノズル半体２との対向面に開口している部分４ａの形状は、図２に示すように、長手方向（図２の左右方向）に２つの連山状としてあり、中央部（谷部）において塗布液供給孔６と連通し、２つの頂上部において気泡排出口７に連通している。
第２貯留部５は前記第１貯留部４の下側に連続して形成され、その深さはノズル半体１の厚み方向を基準として前記第１貯留部４よりも小さくされている。また、第２貯留部５の下側には他方のノズル半体２との間でオリフィスを形成する平坦面８が連続して形成され、このオリフィスの下端がスリット状吐出口９となる。
また、第１貯留部４、第２貯留部５及びオリフィス８からの塗布液の漏れを防止するため、ノズルの両端には端板１０，１１が取り付けられている。
以上において、塗布液供給孔６から第１貯留部４に流入した塗布液は、第１貯留部４を経て第２貯留部５に均等に流入する。なお、均等流入の効果を高めるため２つの山の頂点、つまり気泡排出口７の近傍に２つの塗布液供給孔６を形成してもよい。
塗布液に巻き込まれた気泡（エアー）は第１貯留部４から第２貯留部５へ流入する間に塗布液から抜け出して第１貯留部４内の天井部分に溜まるが、第１貯留部４が２つの連山状に形成されているため、エアーは天井に沿って頂部に達し、ここに開けられた気泡排出口７から排出される。
図６に既述した従来の機構では、気泡排出口が一箇所或いは塗布液供給孔６からの距離が大き過ぎたため、スリット幅の広いスリットノズルへ適用するとエアーの排出が困難となっていたが、本発明のスリットノズルでは容易である。
本発明のスリットノズルは、上記例の他にも気泡排出口７を、複数、色々な場所に設けることができる。図４は本発明のスリットノズルの他の例を示す正面図である。簡便化のため、本図においては気泡排出口７以外の気泡排出口７ａ，７ｂ，７ｃの位置と、気泡排出方向のみを示している。
また、図５は別実施例を示すスリットノズルの断面図であり、気泡排出口７が開口する面をノズル半体１の上面ではなく、背面にしている。
塗布液は、塗布液供給孔６から図示しない第１貯留部に送られる。そして塗布液に混在していた気泡はエアーとなって第１貯留部の天井部分に溜まる。ここで、排出口７ａのみを頂点にした第１貯留部を形成するのが図６（ｂ）に示した従来例である。別実施例においては、排出口７と長手方向両端の排出口７ｂ，７ｂを併設する。あるいは、排出口７と長手方向両端の排出口７ｃ，７ｃを併設する。
また、排出口７を２箇所に開けるのは図２の実施例であるが、この場合、排出口を図５に示したように側面に開口させることもできる。さらに、以上説明した排出口７ａ、７ｂおよび７ｃのうちの２つまたはそれ以上を適宜組み合わせて、本発明のスリットノズルを構成することができる。この場合、各排出口が頂上となるよう第１貯留部を傾斜させておくことが望ましいのは既述の通りである。
本発明に係るスリットノズルの斜視図 本発明に係るスリットノズルを構成するノズル半体を示す図 （ａ）は図１のＡ−Ａ方向断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向断面図 別実施例を示すスリットノズルの正面図 別実施例を示すスリットノズルの断面図 （ａ）は従来のスリットノズルの斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は従来のスリットノズルを構成するノズル半体を示す図
符号の説明
１，２…ノズル半体、３…塗布液流路、４…第１貯留部、５…第２貯留部、６…塗布液供給孔、７， ７a，７b，７c…気泡排出口、８…オリフィスを形成する平坦面、９…スリット状吐出口、１０、１１…端板、１００…スリットノズル、１０１，１０２…スリット半体、１０３…塗布液供給孔、１０４…塗布液流路、１０５…スリット状吐出口、１０６…気泡排出口。

Claims (2)

  1. 塗布液が供給される塗布液供給口と、基板上に塗布液を流下させるための幅広のスリット状吐出口と、前記塗布液供給口とスリット状吐出口とをつなぐ塗布液流路とが形成されたスリットノズルであって、前記塗布液流路はスリットノズルを構成する左右の半体の一方に形成され、また塗布液流路の天井部は前記半体の合わせ面を側方から見て複数の傾斜を有する連山状に形成され、且つ塗布液流路の天井部は前記半体の厚み方向の約半分近くの深さまで穿設され、その断面形状は同一幅で深さが深くなるほど高くなるように傾斜し、更に連山状塗布液流路の頂部に塗布液流路内の気泡を排出する排出口が設けられていることを特徴とするスリットノズル。
  2. 請求項１に記載のスリットノズルにおいて、前記排出口はスリットノズル長手方向の両端部側面または長手方向の中央部にも形成されていることを特徴とするスリットノズル。
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