塗布装置および塗布方法
【課題】 塗布液供給ノズルと基板とが水平方向に相対的にずれて基板上に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布開始位置と塗布終了位置との少なくともいずれか一方に塗布不良領域が形成されるのを防止することができる塗布装置を提供する。
【解決手段】 塗布液７０を吐出するノズル開口１１を有する塗布液供給ノズル１０と、基板６０への塗布に先立ってノズル開口１１から吐出される塗布液７０が塗布される塗布開始予備塗布シート２１と、予備塗布シート２１の移動および塗布液供給ノズル１０の相対移動を制御する制御手段とを備える塗布装置１００とする。
【解決手段】 塗布液７０を吐出するノズル開口１１を有する塗布液供給ノズル１０と、基板６０への塗布に先立ってノズル開口１１から吐出される塗布液７０が塗布される塗布開始予備塗布シート２１と、予備塗布シート２１の移動および塗布液供給ノズル１０の相対移動を制御する制御手段とを備える塗布装置１００とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板などの基板表面に対して塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、半導体素子等の製造プロセスにおいては、基板上に各種被膜を形成するために塗布液を塗布する塗布装置が使用されている。
【０００３】
基板寸法が大型化する傾向にあわせ、基板を回転させながら塗布するスピンコーティングに代えて、幅広の塗布液供給ノズルを基板と相対的に一方向に移動させながら塗布を行うスリット塗布タイプの塗布装置が実用化されている。このような塗布液供給ノズルを備えた塗布装置は、大型基板であっても、その表面に均一な膜厚の塗膜を形成することができる。
【０００４】
塗布液供給ノズルへの塗布液の供給は定容量ポンプによって行われるが、塗布開始時には、液不足による塗布むらを防止するために塗布液供給ノズル下端と基板表面の間に十分な塗布液溜り（ビード）を形成させる必要がある。しかしながら、塗布開始時のビードが大き過ぎると、塗布作業により塗布液供給ノズルが水平方向の移動を開始しても、塗布開始位置周辺のみが他の部分よりも盛り上がった状態で残ってしまい、これが塗布不良領域となる。
【０００５】
また、塗布終了時には、塗布終了位置において塗布液供給ノズルの水平方向の移動を停止させるが、このときには塗布液供給ノズルと基板表面との間の塗布液は連続しているので、塗布液供給ノズルを真上に上昇させて塗布液の連続を断つとそのまま塗布液は落下し、塗布終了位置における塗膜の膜厚が他の部分に比べて異常に大きくなり、これが塗布不良領域となる。
【０００６】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、塗布開始位置における塗布液供給ノズル下端と基板との間のギャップが所定の範囲となるように設定し、その設定に基づいて塗布液供給ノズル下端を基板表面に接近させてビードを形成させ、塗布終了位置で塗布液供給ノズルを相対的に下降させつつ塗布液を吸引する塗布方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、塗布終了位置で塗布液供給ノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる塗布方法が開示されている。また、特許文献３には、塗布開始位置で塗布液供給ノズル下端を基板表面に接近させてビードを形成させ、このビード形成状態を所定時間維持した後、塗布液供給ノズルを水平方向に移動させて塗布を開始する塗布方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１３４１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７０８７５号公報
【特許文献３】特開２００７−７５７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３に開示される塗布方法を実現する塗布装置によって基板表面に塗布液を塗布することで、塗布開始位置または塗布終了位置における塗膜の膜厚が異常に大きくなって塗布不良領域が形成されるのを防止することができるが、その塗布不良領域形成防止効果は十分であるとは言えない。
【００１０】
また、特許文献１〜３に開示される塗布方法を実現する塗布装置においては、塗布液供給ノズルと基板とのギャップの調整制御やノズルの移動制御が複雑なものとなる。
【００１１】
したがって本発明の目的は、塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、基板表面に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法において、塗布開始位置、塗布終了位置に塗布不良領域が形成されるのを防止することができる塗布装置および塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ノズル開口から塗布液を吐出する塗布液供給ノズルを基板の表面に対して相対的に移動させて、基板表面に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板への塗布に先立ってノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布開始予備塗布シートと、
前記塗布開始予備塗布シートの移動および前記塗布液供給ノズルの基板表面に対する相対移動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルがノズル開口から塗布液の吐出を開始するときに、前記塗布開始予備塗布シートがノズル開口と対向して前記基板の端部を覆うように、塗布開始予備塗布シートを移動させ、
前記塗布液供給ノズルを、塗布液を吐出させながら、基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、前記塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させるように構成されることを特徴とする塗布装置である。
【００１３】
また本発明は、前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布終了予備塗布シートをさらに含み、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、前記塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させ、
ノズル開口が、前記塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させるように構成されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記塗布装置によって、基板表面に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、塗布装置は、塗布液を吐出するノズル開口を有する塗布液供給ノズルと、基板への塗布に先立ってノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布開始予備塗布シートと、塗布開始予備塗布シートの移動および塗布液供給ノズルの相対移動を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、塗布液供給ノズルがノズル開口から塗布液の吐出を開始するときに、塗布開始予備塗布シートがノズル開口と対向するように、塗布開始予備塗布シートを移動させる。これによって、ノズル開口から塗布液の吐出が開始される塗布開始時に形成される塗布液溜り（ビード）は、ノズル開口と塗布開始予備塗布シートとの間に形成されることになり、ビードに由来する塗布不良が、基板表面の塗布開始位置に発生するのを防止することができる。
【００１６】
そして、制御手段は、塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させる。これによって、基板表面の塗布開始位置から塗布方向下流側においては、ノズル開口から吐出される塗布液は、基板表面上に向けて吐出されることになり、基板表面に塗膜を形成することができる。また、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させず、基板に対して相対的に停止した状態とした場合、塗布開始予備塗布シートと基板の例えば１ｍｍ以下の隙間に塗布液が毛細管現象によって吸収されることで、基板が汚染されると共に近傍の膜厚が変動するが、本発明によれば、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させることによって、塗布開始予備塗布シートと基板の隙間に塗布液が吸収されることを防止し、塗布表面に汚染のない均一な塗膜を形成することができる。
【００１７】
また本発明によれば、塗布装置は、塗布液を吐出するノズル開口を有する塗布液供給ノズルと、基板表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布終了予備塗布シートと、塗布終了予備塗布シートの移動および塗布液供給ノズルの相対移動を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させる。これによって、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートが、基板表面の塗布終了位置から塗布方向下流側に延びて配置されることになる。
【００１８】
そして、制御手段は、ノズル開口が、塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させる。これによって、ノズル開口が、基板表面の塗布終了位置に対して塗布方向下流側方向にずれた位置であり、塗布終了予備塗布シートと対向した状態で、塗布液供給ノズルの基板表面に対する相対的な移動を停止させることができる。そのため、塗布終了時に、塗布液供給ノズルを真上に上昇させて塗布液の連続を断つことによって発生する塗膜異常は、基板表面の塗布終了位置とは異なる位置であり、塗布終了予備塗布シート上に形成されることになる。したがって、基板表面の塗布終了位置に、塗布不良が発生するのを防止することができる。
【００１９】
また本発明によれば、前記塗布装置によって、基板表面に塗布液を塗布する。そのため、基板表面に均一な塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施の一形態である塗布装置１００の構成を示す斜視図である。塗布装置１００は、ガラス基板などの基板に対して塗布液を塗布する装置であり、スリットコータを用いることができる。スリットコータとしては、ＣＡＰコータやポンプ吐出型コータを挙げることができる。ＣＡＰコータは、塗布液にスリットを指し込んで毛細管現象を利用して塗布液面を上昇させ、スリットから塗布液を吐出させるコータである。また、ポンプ吐出型コータは、ポンプの回転を利用してスリットから塗布液を吐出させるコータである。以下では、ポンプ吐出型コータを例にして、本実施の形態を説明する。
【００２１】
塗布装置１００は、塗布液供給ノズル１０と、予備塗布手段２０と、シート洗浄ユニット３０と、ノズル洗浄ユニット４０と、基板６０が載置される基台５０とを含んで構成される。塗布液供給ノズル１０は、ポンプ１３と接続されたスリット状のノズル開口１１を有し、基台５０に載置された基板６０の上方に配置されている。塗布液供給ノズル１０は、基板６０表面に対してノズル開口１１の延在方向と直交する方向に水平移動可能となっている。なお、塗布液供給ノズル１０が固定された状態で基台５０が水平移動してもよく、塗布液供給ノズル１０および基台５０がそれぞれ異なる速さで共に移動していてもよい。
【００２２】
また、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１の延在方向の長さは、基板６０の幅手方向の長さと略等しくなっている。また、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１の開口幅は、たとえば３０〜５００μｍ程度とすることができる。
【００２３】
ポンプ１３は、塗布液貯蔵タンク１２の塗布液７０を塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１から吐出させ、また塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１から塗布液７０を吸引させる。すなわち、塗布装置１００は、基台５０上に載置された基板６０に対し、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１から基板６０上に塗布液７０を塗布して塗布膜７２を形成する。なお、ポンプ１３としては、回転式のものを用いてもよいし、非回転式のものを用いてもよいが、通常、シリンジ・ポンプ、ベローズ・ポンプ等の非回転式の精密ポンプが好ましく用いられる。また、塗布液７０としては、たとえば、レジスト膜などのパターニング用の塗布液や、カラーフィルタを構成する遮光層、着色樹脂層、保護層などの樹脂膜形成用の塗布液等、種々の塗布液を用いることができる。
【００２４】
予備塗布手段２０は、基板６０における塗布開始位置近傍または塗布終了位置近傍で生じる塗布膜の不均一性を小さくして塗布膜の膜厚の均一性を向上させる手段である。以下では、まず、基板６０における塗布開始位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる予備塗布手段２０について説明する。
【００２５】
予備塗布手段２０は、塗布開始予備塗布シート２１と、シート支持部２２とを含む。塗布開始予備塗布シート２１は、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１の延在方向と同一方向に延在するシート状に形成され、シート支持部２２に支持された状態で、基台５０に載置された基板６０の上方に配置されている。塗布開始予備塗布シート２１を構成する材料は、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレンを挙げることができる。
【００２６】
そして、塗布開始予備塗布シート２１は、シート支持部２２に支持された状態で、基板６０表面に対してシートの延在方向と直交する方向に水平移動可能となっており、塗布液供給ノズル１０が基板６０における塗布開始位置近傍にあるときには、塗布液供給ノズル１０と基板６０との間に配置されるようになっている。このようにして、塗布開始予備塗布シート２１は、塗布液供給ノズル１０による基板６０への塗布に先立ってノズル開口１１から吐出される塗布液７０が塗布されるようになっている。
【００２７】
このとき、塗布開始予備塗布シート２１は、板状に形成されるシート案内板５１表面に接するようになっている。このシート案内板５１は、基板６０に対して、塗布液供給ノズル１０が水平移動して基板６０に塗布液７０を塗布する方向（塗布方向）上流側端部に接して基台５０上に載置されている。そして、シート案内板５１は、その厚みが、基板６０の厚みと同等か、または１ｍｍ以下の範囲内で基板６０の厚みよりも大きくなるように形成されている。つまり、シート案内板５１表面に接する塗布開始予備塗布シート２１は、基板６０の塗布開始位置近傍において、基板６０表面と接するか、または１ｍｍ以下の範囲内で基板６０表面に隙間がある状態で配置されることになる。
【００２８】
また、塗布開始予備塗布シート２１は、延在方向の長さが基板６０の幅手方向の長さよりも大きく、厚みが１００μｍ以下である。塗布開始予備塗布シート２１の厚みを１００μｍ以下に設定することによって、詳細は後述するが、塗布液供給ノズル１０から吐出される塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１から基板６０に移るときの段差を小さくすることができ、塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１と基板６０との間に回り込んで基板６０表面を汚染してしまうのを防止することができる。
【００２９】
シート洗浄ユニット３０は、塗布開始予備塗布シート２１表面を洗浄する。シート洗浄ユニット３０は、シート洗浄部３１と、シート洗浄案内部３２とを含む。シート洗浄部３１は、シート洗浄案内部３２に案内されて、塗布開始予備塗布シート２１の延在方向に移動して、塗布開始予備塗布シート２１表面を掻き取ったり、吸引したり、溶剤を吐出したりして、塗布開始予備塗布シート２１表面に付着した塗布膜７２を除去して洗浄する。
【００３０】
ノズル洗浄ユニット４０は、待機ポット１４上に移動してきた塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１先端部を洗浄する。ノズル洗浄ユニット４０は、ノズル洗浄部４１と、ノズル洗浄案内部４２とを含む。ノズル洗浄部４１は、ノズル洗浄案内部４２に案内されて、塗布液供給ノズル１０の延在方向に移動して、ノズル開口１１先端部を掻き取ったり、吸引したり、溶剤を吐出したりして、ノズル開口１１先端部に付着した余分な塗布液７０を除去して洗浄する。
【００３１】
また、本発明の塗布装置１００は、基板６０表面に対する塗布開始予備塗布シート２１の水平方向の移動および塗布液供給ノズル１０の水平方向の移動を制御する制御手段（不図示）を備える。図２および図３は、塗布装置１００により塗布液を基板６０に塗布する工程を説明するための図である。
【００３２】
制御手段は、塗布液供給ノズル１０がノズル開口１１から塗布液７０の吐出を開始するときに、まず図２（ａ）に示すように、塗布開始予備塗布シート２１が基板６０における塗布開始位置Ｑと、シート案内板５１および基板６０が接する位置Ｐとを覆うように、塗布開始予備塗布シート２１を水平方向Ａに移動させて、配置させる。このとき、塗布開始予備塗布シート２１は、基板６０表面の塗布方向に対して５〜１０ｍｍ程度重なった状態で配置される。また、シート支持部２２は、鉛直方向下方Ｅに塗布開始予備塗布シート２１を押圧して、塗布開始予備塗布シート２１が平坦性を維持するようにしている。
【００３３】
次に、制御手段は、図２（ｂ）に示すように、待機ポット１４上に配置される塗布液供給ノズル１０を水平方向Ａに移動させて、ノズル開口１１が塗布開始予備塗布シート２１と対向するようにする。このように、ノズル開口１１が塗布開始予備塗布シート２１と対向した時点で、塗布液供給ノズル１０は、図３（ａ）に示すように、塗布液７０の吐出を開始する。これによって、ノズル開口１１から塗布液７０の吐出が開始される塗布開始時に形成される塗布液溜り（ビード）７１は、ノズル開口１１と塗布開始予備塗布シート２１との間に形成されることになり、ノズルと基板とのギャップを調整制御する方法に比べて簡単な制御で、ビード７１に由来する塗布不良である塗布膜端部７３が、基板６０表面の塗布開始位置Ｑに発生するのを防止することができる。塗布液供給ノズル１０は制御手段に制御されて、塗布液７０を吐出しながら水平方向Ａ（塗布方向Ａ）への移動を継続し、塗布開始予備塗布シート２１上には塗布膜７２が形成される。
【００３４】
そして、制御手段は、図２（ｃ）および図３（ｂ）に示すように、塗布液供給ノズル１０の塗布方向Ａへの移動および塗布液７０の吐出を継続させて、ノズル開口１１がシート案内板５１と基板６０とが接する位置Ｐとなったときに、塗布開始予備塗布シート２１を塗布方向Ａと反対方向Ｂに移動させる。そして、図３（ｃ）に示すように、塗布開始予備塗布シート２１の端部および塗布液供給ノズル１０が、基板６０表面の塗布開始位置Ｑになったときに、塗布液７０の基板６０への塗布がはじまることになる。
【００３５】
このとき、塗布開始予備塗布シート２１を塗布方向Ａと反対方向Ｂに移動させるときのシート移動速度は、塗布液供給ノズル１０を水平移動させるノズル移動速度の２〜４倍に設定するのが好ましい。シート移動速度をノズル移動速度の２倍以上に設定することによって、塗布液供給ノズル１０から吐出されている塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１から基板６０に移るときに、塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１と基板６０との間に毛細管現象で吸収され、基板６０表面を汚染したり、周辺の膜厚を変動させたりしてしまうのを防止することができる。また、シート移動速度をノズル移動速度の４倍以下に設定することによって、塗布液供給ノズル１０から吐出されている塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１から基板６０に移るときに、塗布ぎれが発生するのを防止することができる。
【００３６】
さらに、塗布液供給ノズル１０が制御手段に制御されて塗布方向Ａへの移動を継続することにより、図２（ｄ）および図３（ｄ）に示すように、ノズル開口１１から吐出される塗布液７０は、基板６０表面上に向けて吐出されることになり、基板６０表面に塗布膜７２を形成することができる。このとき、制御手段は、塗布開始予備塗布シート２１をシート洗浄ユニット３０が配置される位置まで移動させる。
【００３７】
塗布開始予備塗布シート２１がシート洗浄ユニット３０が配置される位置まで移動してくると、図２（ｅ）に示すように、シート洗浄ユニット３０は、シート洗浄部３１が、シート洗浄案内部３２に案内されて、塗布開始予備塗布シート２１の延在方向Ｃに移動して、塗布開始予備塗布シート２１表面に付着した塗布膜７２を除去して洗浄する。塗布開始予備塗布シート２１表面の洗浄が終了すると、制御手段は、塗布開始予備塗布シート２１をシート案内板５１と基板６０とが接する位置Ｐに移動させて配置させる。
【００３８】
そして、基板６０表面に対する塗布液７０の塗布が完了すると、図２（ｆ）に示すように、制御手段は、塗布液供給ノズル１０を塗布方向Ａと反対方向Ｂに移動させて、ノズル待機位置に移動させる。ここで、ノズル待機位置は、基板６０への塗布を連続して行う場合には塗布開始予備塗布シート２１と対向する所定の位置であり、基板６０への塗布を連続して行わない場合には待機ポット１４上である。
【００３９】
次に、塗布装置１００での、基板６０における塗布開始位置Ｑ近傍での塗布膜７２の膜厚均一性を向上させる効果を確認する実験を行った。
【００４０】
（実験）
以下の実験条件に基づいて、基板表面への塗布液の塗布を行った。塗布開始予備塗布シートを備える塗布装置によって基板表面に塗布膜を形成し、塗布膜の膜厚を接触式段差計を用いて測定した。このとき、塗布液供給ノズルおよび塗布開始予備塗布シートの移動動作は、前述したように、制御手段が制御した。なお、比較のために、塗布開始予備塗布シートを備えない以外は同様の塗布装置を用いて基板表面に塗布膜を形成した。
【００４１】
［実験条件］
塗布液供給ノズル：ノズルの延在方向長さ１６０ｍｍ、ノズル開口の開口幅５００μｍ
ノズル移動速度：５０ｍｍ／ｓｅｃ
塗布開始予備塗布シート：ポリエチレンフィルム、厚み１００μｍ、塗布方向長さ８０ｍｍ
シート移動速度：１００ｍｍ／ｓｅｃ（ノズル移動速度の２倍）
基板：幅手方向長さ１００ｍｍ、長手方向長さ２００ｍｍ、厚み１．０ｍｍ
塗布ギャップ（塗布液供給ノズル先端から基板までの距離）：２００μｍ
塗布液供給ノズル先端から塗布開始予備塗布シートまでの距離：１００μｍ
塗布液：レジスト液（東友ファインケム社製、ＹＳ−Ｇ１０２）
塗布膜の目標膜厚：１．５μｍ
【００４２】
［実験結果］
塗布開始予備塗布シートを備えた塗布装置で基板表面に形成した塗布膜においては、塗布開始位置から塗布方向に７０ｍｍまでの膜厚変動（最大膜厚−最小膜厚）は、１．０μｍであった。
【００４３】
これに対して、塗布開始予備塗布シートを備えていない塗布装置で基板表面に形成した塗布膜においては、塗布開始位置から塗布方向に７０ｍｍまでの膜厚変動は、２．７μｍであり、塗布開始位置にはビードに由来する塗布不良が発生した。
【００４４】
また、塗布開始予備塗布シートを備えた塗布装置において、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させずに相対的に停止した状態で塗布を行った場合、塗布液供給ノズルが塗布開始予備塗布シートから基板側へ移動した後に、塗布開始予備塗布シートと基板の隙間に塗布液が吸収され、基板が汚染されている状態が観察された。
【００４５】
以上の結果から明らかに、塗布開始予備塗布シートを備えた塗布装置は、塗布開始位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させることができることがわかる。
【００４６】
図４は、塗布装置１００における待機時の動作を説明するための図である。塗布装置１００は、基板６０に対する塗布が所定の期間行われず待機期間が長くなる場合には、次回の始動に備えて準備作業を行うように構成されている。基台５０に基板６０が載置されていない状態で、制御手段は、図４（ａ）に示すように、塗布液供給ノズル１０を塗布開始予備塗布シート２１と対向する範囲内で水平移動させて、塗布開始予備塗布シート２１上に塗布液７０を吐出させる。これによって、待機期間が長くなってノズル開口１１で塗布液７０が詰まってしまうのを防止することができる。塗布開始予備塗布シート２１上に形成された塗布膜７２は、図４（ｂ）に示すように、シート洗浄部３１が塗布開始予備塗布シート２１の延在方向Ｃに移動して、洗浄除去される。
【００４７】
以上のように、基板６０における塗布開始位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる予備塗布手段２０を有する塗布装置１００について説明してきたが、類似した構成で、塗布終了位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる構成とすることができる。以下に、塗布終了位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる構成について説明する。
【００４８】
塗布装置は、基板６０表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口１１から吐出される塗布液７０が塗布される塗布終了予備塗布シートを備える。ここで、塗布終了予備塗布シートは、前述した塗布開始予備塗布シートと同様に構成されている。そして、制御手段は、塗布液供給ノズル１０を水平移動させて、ノズル開口１１が基板６０表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させる。これによって、ノズル開口１１が基板６０表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートが、基板６０表面の塗布終了位置から塗布方向下流側に延びて配置されることになる。
【００４９】
そして、制御手段は、ノズル開口１１が、塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板６０表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させる。これによって、ノズル開口１１が、基板６０表面の塗布終了位置に対して塗布方向下流側方向にずれた位置であり、塗布終了予備塗布シートと対向した状態で、塗布液供給ノズル１０の水平移動を停止させることができる。そのため、塗布終了時に、塗布液供給ノズル１０を真上に上昇させて塗布液の連続を断つことによって発生する塗膜異常は、基板６０表面の塗布終了位置とは異なる位置であり、塗布終了予備塗布シート上に形成されることになる。したがって、基板６０表面の塗布終了位置に、塗布不良が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の一形態である塗布装置１００の構成を示す斜視図である。
【図２】塗布装置１００により塗布液を基板６０に塗布する工程を説明するための図である。
【図３】塗布装置１００により塗布液を基板６０に塗布する工程を説明するための図である。
【図４】塗布装置１００における待機時の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 塗布液供給ノズル
１１ ノズル開口
１２ 塗布液貯蔵タンク
１３ ポンプ
１４ 待機ポット
２０ 予備塗布手段
２１ 塗布開始予備塗布シート
２２ シート支持部
３０ シート洗浄ユニット
３１ シート洗浄部
３２ シート洗浄案内部
４０ ノズル洗浄ユニット
４１ ノズル洗浄部
４２ ノズル洗浄案内部
５０ 基台
５１ シート案内板
６０ 基板
７０ 塗布液
７１ ビード
７２ 塗布膜
７３ 塗布膜端部
１００ 塗布装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板などの基板表面に対して塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、半導体素子等の製造プロセスにおいては、基板上に各種被膜を形成するために塗布液を塗布する塗布装置が使用されている。
【０００３】
基板寸法が大型化する傾向にあわせ、基板を回転させながら塗布するスピンコーティングに代えて、幅広の塗布液供給ノズルを基板と相対的に一方向に移動させながら塗布を行うスリット塗布タイプの塗布装置が実用化されている。このような塗布液供給ノズルを備えた塗布装置は、大型基板であっても、その表面に均一な膜厚の塗膜を形成することができる。
【０００４】
塗布液供給ノズルへの塗布液の供給は定容量ポンプによって行われるが、塗布開始時には、液不足による塗布むらを防止するために塗布液供給ノズル下端と基板表面の間に十分な塗布液溜り（ビード）を形成させる必要がある。しかしながら、塗布開始時のビードが大き過ぎると、塗布作業により塗布液供給ノズルが水平方向の移動を開始しても、塗布開始位置周辺のみが他の部分よりも盛り上がった状態で残ってしまい、これが塗布不良領域となる。
【０００５】
また、塗布終了時には、塗布終了位置において塗布液供給ノズルの水平方向の移動を停止させるが、このときには塗布液供給ノズルと基板表面との間の塗布液は連続しているので、塗布液供給ノズルを真上に上昇させて塗布液の連続を断つとそのまま塗布液は落下し、塗布終了位置における塗膜の膜厚が他の部分に比べて異常に大きくなり、これが塗布不良領域となる。
【０００６】
このような問題点を解決するために、特許文献１には、塗布開始位置における塗布液供給ノズル下端と基板との間のギャップが所定の範囲となるように設定し、その設定に基づいて塗布液供給ノズル下端を基板表面に接近させてビードを形成させ、塗布終了位置で塗布液供給ノズルを相対的に下降させつつ塗布液を吸引する塗布方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、塗布終了位置で塗布液供給ノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる塗布方法が開示されている。また、特許文献３には、塗布開始位置で塗布液供給ノズル下端を基板表面に接近させてビードを形成させ、このビード形成状態を所定時間維持した後、塗布液供給ノズルを水平方向に移動させて塗布を開始する塗布方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１３４１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７０８７５号公報
【特許文献３】特開２００７−７５７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜３に開示される塗布方法を実現する塗布装置によって基板表面に塗布液を塗布することで、塗布開始位置または塗布終了位置における塗膜の膜厚が異常に大きくなって塗布不良領域が形成されるのを防止することができるが、その塗布不良領域形成防止効果は十分であるとは言えない。
【００１０】
また、特許文献１〜３に開示される塗布方法を実現する塗布装置においては、塗布液供給ノズルと基板とのギャップの調整制御やノズルの移動制御が複雑なものとなる。
【００１１】
したがって本発明の目的は、塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、基板表面に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法において、塗布開始位置、塗布終了位置に塗布不良領域が形成されるのを防止することができる塗布装置および塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ノズル開口から塗布液を吐出する塗布液供給ノズルを基板の表面に対して相対的に移動させて、基板表面に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板への塗布に先立ってノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布開始予備塗布シートと、
前記塗布開始予備塗布シートの移動および前記塗布液供給ノズルの基板表面に対する相対移動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルがノズル開口から塗布液の吐出を開始するときに、前記塗布開始予備塗布シートがノズル開口と対向して前記基板の端部を覆うように、塗布開始予備塗布シートを移動させ、
前記塗布液供給ノズルを、塗布液を吐出させながら、基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、前記塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させるように構成されることを特徴とする塗布装置である。
【００１３】
また本発明は、前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布終了予備塗布シートをさらに含み、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、前記塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させ、
ノズル開口が、前記塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させるように構成されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記塗布装置によって、基板表面に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、塗布装置は、塗布液を吐出するノズル開口を有する塗布液供給ノズルと、基板への塗布に先立ってノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布開始予備塗布シートと、塗布開始予備塗布シートの移動および塗布液供給ノズルの相対移動を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、塗布液供給ノズルがノズル開口から塗布液の吐出を開始するときに、塗布開始予備塗布シートがノズル開口と対向するように、塗布開始予備塗布シートを移動させる。これによって、ノズル開口から塗布液の吐出が開始される塗布開始時に形成される塗布液溜り（ビード）は、ノズル開口と塗布開始予備塗布シートとの間に形成されることになり、ビードに由来する塗布不良が、基板表面の塗布開始位置に発生するのを防止することができる。
【００１６】
そして、制御手段は、塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させる。これによって、基板表面の塗布開始位置から塗布方向下流側においては、ノズル開口から吐出される塗布液は、基板表面上に向けて吐出されることになり、基板表面に塗膜を形成することができる。また、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させず、基板に対して相対的に停止した状態とした場合、塗布開始予備塗布シートと基板の例えば１ｍｍ以下の隙間に塗布液が毛細管現象によって吸収されることで、基板が汚染されると共に近傍の膜厚が変動するが、本発明によれば、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させることによって、塗布開始予備塗布シートと基板の隙間に塗布液が吸収されることを防止し、塗布表面に汚染のない均一な塗膜を形成することができる。
【００１７】
また本発明によれば、塗布装置は、塗布液を吐出するノズル開口を有する塗布液供給ノズルと、基板表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布終了予備塗布シートと、塗布終了予備塗布シートの移動および塗布液供給ノズルの相対移動を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させる。これによって、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートが、基板表面の塗布終了位置から塗布方向下流側に延びて配置されることになる。
【００１８】
そして、制御手段は、ノズル開口が、塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させる。これによって、ノズル開口が、基板表面の塗布終了位置に対して塗布方向下流側方向にずれた位置であり、塗布終了予備塗布シートと対向した状態で、塗布液供給ノズルの基板表面に対する相対的な移動を停止させることができる。そのため、塗布終了時に、塗布液供給ノズルを真上に上昇させて塗布液の連続を断つことによって発生する塗膜異常は、基板表面の塗布終了位置とは異なる位置であり、塗布終了予備塗布シート上に形成されることになる。したがって、基板表面の塗布終了位置に、塗布不良が発生するのを防止することができる。
【００１９】
また本発明によれば、前記塗布装置によって、基板表面に塗布液を塗布する。そのため、基板表面に均一な塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施の一形態である塗布装置１００の構成を示す斜視図である。塗布装置１００は、ガラス基板などの基板に対して塗布液を塗布する装置であり、スリットコータを用いることができる。スリットコータとしては、ＣＡＰコータやポンプ吐出型コータを挙げることができる。ＣＡＰコータは、塗布液にスリットを指し込んで毛細管現象を利用して塗布液面を上昇させ、スリットから塗布液を吐出させるコータである。また、ポンプ吐出型コータは、ポンプの回転を利用してスリットから塗布液を吐出させるコータである。以下では、ポンプ吐出型コータを例にして、本実施の形態を説明する。
【００２１】
塗布装置１００は、塗布液供給ノズル１０と、予備塗布手段２０と、シート洗浄ユニット３０と、ノズル洗浄ユニット４０と、基板６０が載置される基台５０とを含んで構成される。塗布液供給ノズル１０は、ポンプ１３と接続されたスリット状のノズル開口１１を有し、基台５０に載置された基板６０の上方に配置されている。塗布液供給ノズル１０は、基板６０表面に対してノズル開口１１の延在方向と直交する方向に水平移動可能となっている。なお、塗布液供給ノズル１０が固定された状態で基台５０が水平移動してもよく、塗布液供給ノズル１０および基台５０がそれぞれ異なる速さで共に移動していてもよい。
【００２２】
また、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１の延在方向の長さは、基板６０の幅手方向の長さと略等しくなっている。また、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１の開口幅は、たとえば３０〜５００μｍ程度とすることができる。
【００２３】
ポンプ１３は、塗布液貯蔵タンク１２の塗布液７０を塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１から吐出させ、また塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１から塗布液７０を吸引させる。すなわち、塗布装置１００は、基台５０上に載置された基板６０に対し、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１から基板６０上に塗布液７０を塗布して塗布膜７２を形成する。なお、ポンプ１３としては、回転式のものを用いてもよいし、非回転式のものを用いてもよいが、通常、シリンジ・ポンプ、ベローズ・ポンプ等の非回転式の精密ポンプが好ましく用いられる。また、塗布液７０としては、たとえば、レジスト膜などのパターニング用の塗布液や、カラーフィルタを構成する遮光層、着色樹脂層、保護層などの樹脂膜形成用の塗布液等、種々の塗布液を用いることができる。
【００２４】
予備塗布手段２０は、基板６０における塗布開始位置近傍または塗布終了位置近傍で生じる塗布膜の不均一性を小さくして塗布膜の膜厚の均一性を向上させる手段である。以下では、まず、基板６０における塗布開始位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる予備塗布手段２０について説明する。
【００２５】
予備塗布手段２０は、塗布開始予備塗布シート２１と、シート支持部２２とを含む。塗布開始予備塗布シート２１は、塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１の延在方向と同一方向に延在するシート状に形成され、シート支持部２２に支持された状態で、基台５０に載置された基板６０の上方に配置されている。塗布開始予備塗布シート２１を構成する材料は、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレンを挙げることができる。
【００２６】
そして、塗布開始予備塗布シート２１は、シート支持部２２に支持された状態で、基板６０表面に対してシートの延在方向と直交する方向に水平移動可能となっており、塗布液供給ノズル１０が基板６０における塗布開始位置近傍にあるときには、塗布液供給ノズル１０と基板６０との間に配置されるようになっている。このようにして、塗布開始予備塗布シート２１は、塗布液供給ノズル１０による基板６０への塗布に先立ってノズル開口１１から吐出される塗布液７０が塗布されるようになっている。
【００２７】
このとき、塗布開始予備塗布シート２１は、板状に形成されるシート案内板５１表面に接するようになっている。このシート案内板５１は、基板６０に対して、塗布液供給ノズル１０が水平移動して基板６０に塗布液７０を塗布する方向（塗布方向）上流側端部に接して基台５０上に載置されている。そして、シート案内板５１は、その厚みが、基板６０の厚みと同等か、または１ｍｍ以下の範囲内で基板６０の厚みよりも大きくなるように形成されている。つまり、シート案内板５１表面に接する塗布開始予備塗布シート２１は、基板６０の塗布開始位置近傍において、基板６０表面と接するか、または１ｍｍ以下の範囲内で基板６０表面に隙間がある状態で配置されることになる。
【００２８】
また、塗布開始予備塗布シート２１は、延在方向の長さが基板６０の幅手方向の長さよりも大きく、厚みが１００μｍ以下である。塗布開始予備塗布シート２１の厚みを１００μｍ以下に設定することによって、詳細は後述するが、塗布液供給ノズル１０から吐出される塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１から基板６０に移るときの段差を小さくすることができ、塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１と基板６０との間に回り込んで基板６０表面を汚染してしまうのを防止することができる。
【００２９】
シート洗浄ユニット３０は、塗布開始予備塗布シート２１表面を洗浄する。シート洗浄ユニット３０は、シート洗浄部３１と、シート洗浄案内部３２とを含む。シート洗浄部３１は、シート洗浄案内部３２に案内されて、塗布開始予備塗布シート２１の延在方向に移動して、塗布開始予備塗布シート２１表面を掻き取ったり、吸引したり、溶剤を吐出したりして、塗布開始予備塗布シート２１表面に付着した塗布膜７２を除去して洗浄する。
【００３０】
ノズル洗浄ユニット４０は、待機ポット１４上に移動してきた塗布液供給ノズル１０のノズル開口１１先端部を洗浄する。ノズル洗浄ユニット４０は、ノズル洗浄部４１と、ノズル洗浄案内部４２とを含む。ノズル洗浄部４１は、ノズル洗浄案内部４２に案内されて、塗布液供給ノズル１０の延在方向に移動して、ノズル開口１１先端部を掻き取ったり、吸引したり、溶剤を吐出したりして、ノズル開口１１先端部に付着した余分な塗布液７０を除去して洗浄する。
【００３１】
また、本発明の塗布装置１００は、基板６０表面に対する塗布開始予備塗布シート２１の水平方向の移動および塗布液供給ノズル１０の水平方向の移動を制御する制御手段（不図示）を備える。図２および図３は、塗布装置１００により塗布液を基板６０に塗布する工程を説明するための図である。
【００３２】
制御手段は、塗布液供給ノズル１０がノズル開口１１から塗布液７０の吐出を開始するときに、まず図２（ａ）に示すように、塗布開始予備塗布シート２１が基板６０における塗布開始位置Ｑと、シート案内板５１および基板６０が接する位置Ｐとを覆うように、塗布開始予備塗布シート２１を水平方向Ａに移動させて、配置させる。このとき、塗布開始予備塗布シート２１は、基板６０表面の塗布方向に対して５〜１０ｍｍ程度重なった状態で配置される。また、シート支持部２２は、鉛直方向下方Ｅに塗布開始予備塗布シート２１を押圧して、塗布開始予備塗布シート２１が平坦性を維持するようにしている。
【００３３】
次に、制御手段は、図２（ｂ）に示すように、待機ポット１４上に配置される塗布液供給ノズル１０を水平方向Ａに移動させて、ノズル開口１１が塗布開始予備塗布シート２１と対向するようにする。このように、ノズル開口１１が塗布開始予備塗布シート２１と対向した時点で、塗布液供給ノズル１０は、図３（ａ）に示すように、塗布液７０の吐出を開始する。これによって、ノズル開口１１から塗布液７０の吐出が開始される塗布開始時に形成される塗布液溜り（ビード）７１は、ノズル開口１１と塗布開始予備塗布シート２１との間に形成されることになり、ノズルと基板とのギャップを調整制御する方法に比べて簡単な制御で、ビード７１に由来する塗布不良である塗布膜端部７３が、基板６０表面の塗布開始位置Ｑに発生するのを防止することができる。塗布液供給ノズル１０は制御手段に制御されて、塗布液７０を吐出しながら水平方向Ａ（塗布方向Ａ）への移動を継続し、塗布開始予備塗布シート２１上には塗布膜７２が形成される。
【００３４】
そして、制御手段は、図２（ｃ）および図３（ｂ）に示すように、塗布液供給ノズル１０の塗布方向Ａへの移動および塗布液７０の吐出を継続させて、ノズル開口１１がシート案内板５１と基板６０とが接する位置Ｐとなったときに、塗布開始予備塗布シート２１を塗布方向Ａと反対方向Ｂに移動させる。そして、図３（ｃ）に示すように、塗布開始予備塗布シート２１の端部および塗布液供給ノズル１０が、基板６０表面の塗布開始位置Ｑになったときに、塗布液７０の基板６０への塗布がはじまることになる。
【００３５】
このとき、塗布開始予備塗布シート２１を塗布方向Ａと反対方向Ｂに移動させるときのシート移動速度は、塗布液供給ノズル１０を水平移動させるノズル移動速度の２〜４倍に設定するのが好ましい。シート移動速度をノズル移動速度の２倍以上に設定することによって、塗布液供給ノズル１０から吐出されている塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１から基板６０に移るときに、塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１と基板６０との間に毛細管現象で吸収され、基板６０表面を汚染したり、周辺の膜厚を変動させたりしてしまうのを防止することができる。また、シート移動速度をノズル移動速度の４倍以下に設定することによって、塗布液供給ノズル１０から吐出されている塗布液７０が塗布開始予備塗布シート２１から基板６０に移るときに、塗布ぎれが発生するのを防止することができる。
【００３６】
さらに、塗布液供給ノズル１０が制御手段に制御されて塗布方向Ａへの移動を継続することにより、図２（ｄ）および図３（ｄ）に示すように、ノズル開口１１から吐出される塗布液７０は、基板６０表面上に向けて吐出されることになり、基板６０表面に塗布膜７２を形成することができる。このとき、制御手段は、塗布開始予備塗布シート２１をシート洗浄ユニット３０が配置される位置まで移動させる。
【００３７】
塗布開始予備塗布シート２１がシート洗浄ユニット３０が配置される位置まで移動してくると、図２（ｅ）に示すように、シート洗浄ユニット３０は、シート洗浄部３１が、シート洗浄案内部３２に案内されて、塗布開始予備塗布シート２１の延在方向Ｃに移動して、塗布開始予備塗布シート２１表面に付着した塗布膜７２を除去して洗浄する。塗布開始予備塗布シート２１表面の洗浄が終了すると、制御手段は、塗布開始予備塗布シート２１をシート案内板５１と基板６０とが接する位置Ｐに移動させて配置させる。
【００３８】
そして、基板６０表面に対する塗布液７０の塗布が完了すると、図２（ｆ）に示すように、制御手段は、塗布液供給ノズル１０を塗布方向Ａと反対方向Ｂに移動させて、ノズル待機位置に移動させる。ここで、ノズル待機位置は、基板６０への塗布を連続して行う場合には塗布開始予備塗布シート２１と対向する所定の位置であり、基板６０への塗布を連続して行わない場合には待機ポット１４上である。
【００３９】
次に、塗布装置１００での、基板６０における塗布開始位置Ｑ近傍での塗布膜７２の膜厚均一性を向上させる効果を確認する実験を行った。
【００４０】
（実験）
以下の実験条件に基づいて、基板表面への塗布液の塗布を行った。塗布開始予備塗布シートを備える塗布装置によって基板表面に塗布膜を形成し、塗布膜の膜厚を接触式段差計を用いて測定した。このとき、塗布液供給ノズルおよび塗布開始予備塗布シートの移動動作は、前述したように、制御手段が制御した。なお、比較のために、塗布開始予備塗布シートを備えない以外は同様の塗布装置を用いて基板表面に塗布膜を形成した。
【００４１】
［実験条件］
塗布液供給ノズル：ノズルの延在方向長さ１６０ｍｍ、ノズル開口の開口幅５００μｍ
ノズル移動速度：５０ｍｍ／ｓｅｃ
塗布開始予備塗布シート：ポリエチレンフィルム、厚み１００μｍ、塗布方向長さ８０ｍｍ
シート移動速度：１００ｍｍ／ｓｅｃ（ノズル移動速度の２倍）
基板：幅手方向長さ１００ｍｍ、長手方向長さ２００ｍｍ、厚み１．０ｍｍ
塗布ギャップ（塗布液供給ノズル先端から基板までの距離）：２００μｍ
塗布液供給ノズル先端から塗布開始予備塗布シートまでの距離：１００μｍ
塗布液：レジスト液（東友ファインケム社製、ＹＳ−Ｇ１０２）
塗布膜の目標膜厚：１．５μｍ
【００４２】
［実験結果］
塗布開始予備塗布シートを備えた塗布装置で基板表面に形成した塗布膜においては、塗布開始位置から塗布方向に７０ｍｍまでの膜厚変動（最大膜厚−最小膜厚）は、１．０μｍであった。
【００４３】
これに対して、塗布開始予備塗布シートを備えていない塗布装置で基板表面に形成した塗布膜においては、塗布開始位置から塗布方向に７０ｍｍまでの膜厚変動は、２．７μｍであり、塗布開始位置にはビードに由来する塗布不良が発生した。
【００４４】
また、塗布開始予備塗布シートを備えた塗布装置において、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させずに相対的に停止した状態で塗布を行った場合、塗布液供給ノズルが塗布開始予備塗布シートから基板側へ移動した後に、塗布開始予備塗布シートと基板の隙間に塗布液が吸収され、基板が汚染されている状態が観察された。
【００４５】
以上の結果から明らかに、塗布開始予備塗布シートを備えた塗布装置は、塗布開始位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させることができることがわかる。
【００４６】
図４は、塗布装置１００における待機時の動作を説明するための図である。塗布装置１００は、基板６０に対する塗布が所定の期間行われず待機期間が長くなる場合には、次回の始動に備えて準備作業を行うように構成されている。基台５０に基板６０が載置されていない状態で、制御手段は、図４（ａ）に示すように、塗布液供給ノズル１０を塗布開始予備塗布シート２１と対向する範囲内で水平移動させて、塗布開始予備塗布シート２１上に塗布液７０を吐出させる。これによって、待機期間が長くなってノズル開口１１で塗布液７０が詰まってしまうのを防止することができる。塗布開始予備塗布シート２１上に形成された塗布膜７２は、図４（ｂ）に示すように、シート洗浄部３１が塗布開始予備塗布シート２１の延在方向Ｃに移動して、洗浄除去される。
【００４７】
以上のように、基板６０における塗布開始位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる予備塗布手段２０を有する塗布装置１００について説明してきたが、類似した構成で、塗布終了位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる構成とすることができる。以下に、塗布終了位置近傍での塗布膜の膜厚均一性を向上させる構成について説明する。
【００４８】
塗布装置は、基板６０表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口１１から吐出される塗布液７０が塗布される塗布終了予備塗布シートを備える。ここで、塗布終了予備塗布シートは、前述した塗布開始予備塗布シートと同様に構成されている。そして、制御手段は、塗布液供給ノズル１０を水平移動させて、ノズル開口１１が基板６０表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させる。これによって、ノズル開口１１が基板６０表面の塗布終了位置となる前に、塗布終了予備塗布シートが、基板６０表面の塗布終了位置から塗布方向下流側に延びて配置されることになる。
【００４９】
そして、制御手段は、ノズル開口１１が、塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板６０表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させる。これによって、ノズル開口１１が、基板６０表面の塗布終了位置に対して塗布方向下流側方向にずれた位置であり、塗布終了予備塗布シートと対向した状態で、塗布液供給ノズル１０の水平移動を停止させることができる。そのため、塗布終了時に、塗布液供給ノズル１０を真上に上昇させて塗布液の連続を断つことによって発生する塗膜異常は、基板６０表面の塗布終了位置とは異なる位置であり、塗布終了予備塗布シート上に形成されることになる。したがって、基板６０表面の塗布終了位置に、塗布不良が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の一形態である塗布装置１００の構成を示す斜視図である。
【図２】塗布装置１００により塗布液を基板６０に塗布する工程を説明するための図である。
【図３】塗布装置１００により塗布液を基板６０に塗布する工程を説明するための図である。
【図４】塗布装置１００における待機時の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 塗布液供給ノズル
１１ ノズル開口
１２ 塗布液貯蔵タンク
１３ ポンプ
１４ 待機ポット
２０ 予備塗布手段
２１ 塗布開始予備塗布シート
２２ シート支持部
３０ シート洗浄ユニット
３１ シート洗浄部
３２ シート洗浄案内部
４０ ノズル洗浄ユニット
４１ ノズル洗浄部
４２ ノズル洗浄案内部
５０ 基台
５１ シート案内板
６０ 基板
７０ 塗布液
７１ ビード
７２ 塗布膜
７３ 塗布膜端部
１００ 塗布装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口から塗布液を吐出する塗布液供給ノズルを基板の表面に対して相対的に移動させて、基板表面に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板への塗布に先立ってノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布開始予備塗布シートと、
前記塗布開始予備塗布シートの移動および前記塗布液供給ノズルの基板表面に対する相対移動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルがノズル開口から塗布液の吐出を開始するときに、前記塗布開始予備塗布シートがノズル開口と対向して前記基板の端部を覆うように、塗布開始予備塗布シートを移動させ、
前記塗布液供給ノズルを、塗布液を吐出させながら、基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、前記塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させるように構成されることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布終了予備塗布シートをさらに含み、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、前記塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させ、
ノズル開口が、前記塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗布装置によって、基板表面に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項１】
ノズル開口から塗布液を吐出する塗布液供給ノズルを基板の表面に対して相対的に移動させて、基板表面に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板への塗布に先立ってノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布開始予備塗布シートと、
前記塗布開始予備塗布シートの移動および前記塗布液供給ノズルの基板表面に対する相対移動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルがノズル開口から塗布液の吐出を開始するときに、前記塗布開始予備塗布シートがノズル開口と対向して前記基板の端部を覆うように、塗布開始予備塗布シートを移動させ、
前記塗布液供給ノズルを、塗布液を吐出させながら、基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布開始位置近傍の所定位置となったときに、前記塗布開始予備塗布シートを塗布方向と反対方向に移動させるように構成されることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記塗布液供給ノズルのノズル開口の延在方向と同一方向に延在するシート状であり、基板表面の塗布終了位置近傍においてノズル開口から吐出される塗布液が塗布される塗布終了予備塗布シートをさらに含み、
前記制御手段は、
前記塗布液供給ノズルを基板表面に対して相対的に移動させて、ノズル開口が基板表面の塗布終了位置となる前に、前記塗布終了予備塗布シートの塗布方向上流側端部が塗布終了位置と一致するように塗布終了予備塗布シートを移動させて配置させ、
ノズル開口が、前記塗布終了予備塗布シートと対向した状態のまま、基板表面の塗布終了位置から所定の位置だけ塗布方向下流側方向にずれたときに、塗布終了予備塗布シートを塗布方向と同一方向に移動させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗布装置によって、基板表面に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２５４９２６（Ｐ２００９−２５４９２６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０４０１６（Ｐ２００８−１０４０１６）
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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