塗布装置及び塗布方法
【課題】塗布ヘッドの吐出面に付着した塗布液の乾燥に起因する吐出異常の発生を抑止する。
【解決手段】塗布装置１において、塗布対象物が載置されるステージ２と、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面Ｍ１を有しステージ２上の塗布対象物に向けて吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッド３と、ステージ２と塗布ヘッド３とをステージ２の面方向に相対移動させる移動機構７と、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する接触面Ｍ２を有する吸液性の吸収体１１を有し、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面を濡らし、濡れた接触面Ｍ２と塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１とを接触させて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を濡らす吐出安定装置６とを備える。
【解決手段】塗布装置１において、塗布対象物が載置されるステージ２と、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面Ｍ１を有しステージ２上の塗布対象物に向けて吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッド３と、ステージ２と塗布ヘッド３とをステージ２の面方向に相対移動させる移動機構７と、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する接触面Ｍ２を有する吸液性の吸収体１１を有し、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面を濡らし、濡れた接触面Ｍ２と塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１とを接触させて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を濡らす吐出安定装置６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布対象物に液滴を吐出して塗布する塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗布装置は、表示装置や半導体装置を製造する場合などに用いられ、カラーフィルタを形成する場合、あるいは、ガラス基板や半導体ウェハなどの基板上に配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する場合などに用いられている。
【０００３】
この塗布装置は、基板などの塗布対象物に向けて塗布液を複数の吐出孔（ノズル）からそれぞれ液滴として吐出（噴射）する塗布ヘッドを備えている。各吐出孔は塗布ヘッドの吐出面（オリフィス面）に直線状に並べられて形成されている。このような塗布装置は、ステージ上の塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物の塗布面に複数の液滴を順次着弾させて塗布する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３０８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の塗布装置では、塗布ヘッドの吐出孔付近に付着した塗布液が乾燥して凝固物となると、その凝固物に起因して吐出曲がりなどの吐出異常が発生してしまう。また、塗布ヘッドの吐出面において吐出孔から離れた位置に塗布液が付着した場合でも、その塗布液が乾燥して凝固物となると、その凝固物がワイピング（拭き動作）により塗布ヘッドの吐出孔付近に移動することがあるため、その凝固物に起因して吐出曲がりなどの吐出異常が発生してしまう。
【０００６】
したがって、塗布ヘッドの吐出面における液乾燥を防止することは重要であり、その液乾燥の防止を目的として、塗布ヘッドの吐出面の表面を濡らすことが行われているが、その濡れ状態を吐出面の全面で均一に維持することは難しい。この吐出面の表面の濡れ状態は液の吐出性に大きな影響を与えるため、濡れ状態が均一とならず液乾燥が発生した場合には、吐出異常が発生してしまう。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布ヘッドの吐出面に付着した塗布液の乾燥に起因する吐出異常の発生を抑止することができる塗布装置及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】
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、塗布装置において、塗布対象物が載置されるステージと、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有し、ステージ上の塗布対象物に向けて吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、ステージと塗布ヘッドとをステージの面方向に相対移動させる移動機構と、塗布ヘッドの吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を有し、吸収体の接触面の全面を濡らし、濡れた接触面と塗布ヘッドの吐出面とを接触させて塗布ヘッドの吐出面の全面を濡らす吐出安定装置とを備えることである。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、塗布対象物が載置されるステージと、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有しステージ上の塗布対象物に向けて吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、ステージと塗布ヘッドとをステージの面方向に相対移動させる移動機構とを用いて、ステージ上の塗布対象物に塗布液を塗布する塗布方法であって、塗布ヘッドの吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を用いて、吸収体の接触面の全面を濡らし、濡れた接触面と塗布ヘッドの吐出面とを接触させて塗布ヘッドの吐出面の全面を濡らすことである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、塗布ヘッドの吐出面に付着した塗布液の乾燥に起因する吐出異常の発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る塗布装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ１線断面図である。
【図３】図２のＡ２−Ａ２線断面図である。
【図４】図１に示す塗布装置が備える塗布ヘッドの吐出面と吐出安定装置の吸収体との相対サイズを説明するための説明図である。
【図５】図１に示す塗布装置が備える吐出安定装置が行う濡らし動作の流れを説明するための第１工程の模式図である。
【図６】第２工程の模式図である。
【図７】第３工程の模式図である。
【図８】第４工程の模式図である。
【図９】図１に示す塗布装置が行う塗布処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る塗布装置が備える吐出安定装置の一部の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図９を参照して説明する。
【００１３】
図１ないし図３に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る塗布装置１は、塗布対象物である基板Ｋが水平状態（図１中、Ｘ軸方向とそれに直交するＹ軸方向に沿う状態）で載置されるステージ２と、そのステージ２上の基板Ｋに向けて塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッド３と、その塗布ヘッド３をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構４と、塗布ヘッド３をＸ軸移動機構４と共に支持する支持部材５と、塗布ヘッド３の吐出を安定させる吐出安定装置６と、ステージ２及び吐出安定装置６をＹ軸方向に個別に移動させるＹ軸移動機構７と、支持部材５及びＹ軸移動機構７を支持する架台８と、各部を制御する制御部９とを備えている。
【００１４】
ステージ２は、ガラス基板などの基板Ｋが載置される移動テーブルであり、Ｙ軸移動機構７を介して架台８の上面に設けられている。このステージ２には、基板Ｋが自重により載置されるが、これに限るものではなく、例えば、その基板Ｋを保持するため、静電チャックや吸着チャック等の機構を設けるようにしても良い。
【００１５】
塗布ヘッド３は、支持部材５にＸ軸移動機構４を介してステージ２上に配設されており、インクなどの塗布液を液滴として吐出する吐出ヘッドである。なお、塗布液は、その塗布液を収容する液体タンクからチューブなどの配管を介して供給される。この塗布液は、基板Ｋ上に残留物として残留する溶質と、その溶質を溶解（分散）させる溶媒とにより構成された溶液である。例えば、基板Ｋ上に配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する場合には、塗布液としてポリイミド（ＰＩ）溶液が用いられる。
【００１６】
この塗布ヘッド３は、液滴を吐出するための複数の吐出孔（オリフィス）３ａを有し（図４参照）、それらの吐出孔３ａにそれぞれ対応する複数の圧電素子を内蔵している。塗布ヘッド３は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御され、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて各吐出孔３ａから液滴を吐出する。各吐出孔３ａは、所定のピッチ（間隔）で直線状に一列や二列に並べられ（図４では、二列）、塗布ヘッド３の吐出面（オリフィス面）Ｍ１に形成されている。例えば、吐出孔３ａの数は数十個から数百個程度であり、吐出孔３ａの直径は数μｍから数十μｍ程度であり、さらに、吐出孔３ａのピッチは数十μｍから数百μｍ程度である。
【００１７】
Ｘ軸移動機構４は、支持部材５に設けられており、塗布ヘッド３をステージ２上の基板Ｋの塗布面に沿うＸ軸方向に移動させる移動機構である。このＸ軸移動機構４は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。Ｘ軸移動機構４としては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ機構やリニアモータを駆動源とする移動機構などが用いられる。
【００１８】
支持部材５は、Ｘ軸方向に長尺な門型の形状に形成されており、ステージ２及びＹ軸移動機構７を跨ぐように架台８の上面に設けられている。この支持部材５の梁部はＸ軸方向に平行にステージ２の載置面に対して水平にされ、支持部材５の脚部は架台８に固定されている。
【００１９】
吐出安定装置６は、吐出安定槽６ａと、その吐出安定槽６ａをＺ軸方向に移動させる槽移動機構６ｂとを備えている。この吐出安定装置６はＹ軸移動機構７を介して架台８の上面に設けられており、Ｙ軸方向に移動可能に形成されている。
【００２０】
吐出安定槽６ａは、図３に示すように、塗布ヘッド３のダミー吐出動作（フラッシング動作）により吐出された液滴を受け取る受け皿として機能する第１容器Ｈ１と、塗布液に対する吸液性を有する吸収体１１を収容する第２容器Ｈ２とを有している。この吐出安定槽６ａは、塗布ヘッド３の移動方向であるＸ軸方向に長く（図２参照）、上方が開口する箱形状に形成されており、その吐出安定槽６ａがＸ軸方向に伸びる仕切板により仕切られることにより、第１容器Ｈ１及び第２容器Ｈ２が形成されている。
【００２１】
第２容器Ｈ２には、吸収体１１を保持する保持部材１２がＸ軸方向に沿わされて回転軸１３により回転可能に設けられている。保持部材１２は角柱状に形成されており、この保持部材１２には回転軸１３が固定されている。回転軸１３には、駆動源となるモータなどの回転駆動部が接続されている。この回転駆動部は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。
【００２２】
槽移動機構６ｂは、Ｙ軸方向に移動可能にＹ軸移動機構７上に設けられている。この槽移動機構６ｂは、吐出安定槽６ａをＺ軸方向に移動可能に支持し、塗布ヘッド３に対して吐出安定槽６ａをＺ軸方向に接離させるＺ軸移動機構であり、言い換えると、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に対して吐出安定槽６ａ内の吸収体１１をＺ軸方向に接離させる吸収体移動機構である。この槽移動機構６ｂは制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。槽移動機構６ｂとしては、例えば、シリンダやサーボモータを駆動源とする送りねじ機構などが用いられる。
【００２３】
Ｙ軸移動機構７は、ステージ２及び吐出安定装置６をＹ軸方向に案内して個別に移動させる移動機構であり、架台８の上面に固定されて設けられている。このＹ軸移動機構７は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。Ｙ軸移動機構７としては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ機構やリニアモータを駆動源とする移動機構などが用いられる。
【００２４】
架台８は、床面上に設置され、支持部材５やＹ軸移動機構７などを床面から所定の高さ位置に支持する支持台である。架台８の上面は平面に形成されており、この架台８の上面に支持部材５やＹ軸移動機構７などが載置されている。また、架台８の内部には、制御部９が設けられている。
【００２５】
制御部９は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布に関する塗布情報や各種のプログラムなどを記憶する記憶部と、操作者からの操作を受け付ける操作部とを備えている。塗布情報は、ドットパターンなどの所定の塗布パターン、塗布ヘッド３の吐出周波数及び基板Ｋの移動速度に関する情報などを含んでいる。この塗布情報は、操作部に対する入力操作やデータ通信、あるいは携帯可能な記憶装置の媒介により記憶部に予め記憶されている。なお、記憶部としては、メモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが用いられる。
【００２６】
この制御部９は、塗布動作を行う場合、塗布情報に基づいて塗布ヘッド３及びＹ軸移動機構７を制御し、また、吐出安定動作を行う場合、吐出安定装置６及びＹ軸移動機構７を制御する。ここで、塗布動作は基板Ｋに液滴を塗布する動作であり、吐出安定動作はダミー吐出動作（フラッシング動作）やワイピング動作（拭き動作）などである。
【００２７】
次いで、前述の吸収体１１について詳しく説明する。
【００２８】
図４に示すように、吸収体１１の接触面Ｍ２は、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１とほぼ同じ大きさに形成されている。接触面Ｍ２のＸ軸方向の幅と吐出面Ｍ１のＸ軸方向の幅はほぼ同じ長さＬ１であり、接触面Ｍ２のＹ軸方向の幅と吐出面Ｍ１のＹ軸方向の幅はほぼ同じ長さＬ２である。なお、接触面Ｍ２とは、吸収体１１が槽移動機構６ｂにより上昇した場合に、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する面（吸収体１１の表面）である。
【００２９】
ここで、通常、塗布ヘッド３の構造上、吐出孔３ａがＸ軸方向あるいはＹ軸方向に並ぶ幅、すなわちＸ軸方向の吐出幅は吐出面Ｍ１のＸ軸方向の幅Ｌ１より小さい長さＬ１ａとなり、Ｙ軸方向の吐出幅は吐出面Ｍ１のＹ軸方向の幅Ｌ２より小さい長さＬ２ａとなる。このため、塗布ヘッド３のＸ軸方向及びＹ幅方向における両端には、吐出孔３ａがない領域が存在することになり、特に、その領域はＹ軸方向の両端に比べＸ軸方向の両端で大きくなる。
【００３０】
この吸収体１１は、塗布液により濡れた状態で、槽移動機構６ｂによりＺ軸方向に移動して塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触し、その吐出面Ｍ１に接触しながらＹ軸移動機構７によりＹ軸方向に移動することにより、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１を適度に濡らす。このとき、吸収体１１の接触面Ｍ２は、全面にわたって塗布液を吸収している状態である。吸収体１１としては、用いる塗布液に対する吸液性が考慮され、例えば、繊維部材や多孔質部材などが用いられる。
【００３１】
なお、塗布液は、塗布ヘッド３により吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に供給される。すなわち、塗布ヘッド３は吸収体１１から所定距離だけ離間し、その状態で吸収体１１の接触面Ｍ２に向けて各吐出孔３ａから液滴を吐出し、吸収体１１の接触面Ｍ２に着弾させる。その着弾した液滴である塗布液がその接触面Ｍ２から吸収体１１により吸い込まれて蓄えられる。
【００３２】
この吸収体１１に対する塗布ヘッド３の吐出動作（濡らし動作）においては、吸収体１１のＸ軸方向の幅Ｌ１と塗布ヘッド３のＸ軸方向の吐出幅Ｌ１ａとの関係、さらに、吸収体１１のＹ軸方向の幅Ｌ２と塗布ヘッド３のＹ軸方向の吐出幅Ｌ２ａとの関係から、塗布ヘッド３と吸収体１１とを相対移動すると良い。
【００３３】
例えば、図５に示すように、塗布ヘッド３は、その吐出面Ｍ１が四分の一程度吸収体１１の接触面Ｍ２に対向した状態（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、上列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の上端部に対向し吐出孔３ａの列の右端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｘ軸移動機構４によりＸ軸方向の図中矢印の右方向に移動しつつ、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し、図中の二点鎖線の位置（吐出孔３ａの列の左端部が接触面の中央部に達する位置）まで移動する。
【００３４】
次に、図６に示すように、吸収体１１は、その接触面Ｍ２が四分の一程度塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に対向した状態で（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、上列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の上端部に対向し吐出孔３ａの列の左端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｙ軸移動機構７による吐出安定装置６の移動によりＹ軸方向の図中矢印の上方向に移動し、図中の二点鎖線の位置（下列の吐出孔３ａが接触面の下端部に対向する位置）まで移動する。このとき、塗布ヘッド３は、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出する。
【００３５】
次いで、図７に示すように、塗布ヘッド３は、その吐出面Ｍ１が四分の一程度吸収体１１の接触面Ｍ２に対向した状態で（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、下列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の下端部に対向し吐出孔３ａの列の左端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｘ軸移動機構４によりＸ軸方向の図中矢印の左方向に移動しつつ、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し、図中の二点鎖線の位置（吐出孔３ａの列の右端部が接触面の中央部に達する位置）まで移動する。
【００３６】
最後に、図８に示すように、吸収体１１は、その接触面Ｍ２が四分の一程度塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に対向した状態で（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、下列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の下端部に対向し吐出孔３ａの列の右端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｙ軸移動機構７による吐出安定装置６の移動によりＹ軸方向の図中矢印の下方向に移動し、図中の二点鎖線の位置（上列の吐出孔３ａが接触面の上端部に対向する位置）まで移動する。このとき、塗布ヘッド３は、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出する。
【００３７】
上述の図５ないし図８の動作における塗布ヘッド３と吸収体１１との相対移動中、塗布ヘッド３の各吐出孔３ａからは、吸収体１１の接触面Ｍ２に所望の濡れ状態を得るために予め設定された１滴当たりの吐出量と単位時間当たりの吐出回数で、液滴が吐出される。なお、塗布ヘッド３と吸収体１１との相対移動方向を切り換えるとき、両者の相対移動が一時的に停止するので、この停止期間中は各吐出孔３ａからの塗布液の吐出を停止させても良いし、相対移動中よりも少ない吐出量や吐出回数としても良い。
【００３８】
このようにして、塗布ヘッド３及び吸収体１１は相対移動しつつ、塗布ヘッド３は各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し続けることによって、塗布液が吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に供給される。これにより、吸収体１１の接触面Ｍ２は均一に塗布液により濡れた状態となる。その後、均一な濡れ状態の吸収体１１により塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１がワイピングされる。
【００３９】
次に、前述の塗布装置１が行う塗布動作（吐出安定動作を含む）について説明する。なお、塗布装置１の制御部９が各種のプログラムに基づいて塗布処理（吐出安定処理を含む）を実行する。
【００４０】
図９に示すように、まず、プリウエット処理（ステップＳ０）が実行され、上述の動作によって吸収体１１が均一な濡れ状態とされる。次いで、基板Ｋがステージ２上に搬入されたか否かが判断され（ステップＳ１）、基板Ｋがステージ２上に搬入されていないと判断した場合には（ステップＳ１のＮＯ）、所定のダミー運転吐出時間が経過したか否かが判断され（ステップＳ２）、所定のダミー運転吐出時間が経過していないと判断された場合には（ステップＳ２のＮＯ）、処理がステップＳ１に戻される。
【００４１】
所定のダミー運転吐出時間が経過したと判断された場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、追加プリウエット時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ３）。追加プリウエット時間が経過したと判断された場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、吸収体１１を濡らす追加プリウエットが行われ（ステップＳ４）、追加プリウエット時間が経過していないと判断された場合には（ステップＳ３のＮＯ）、ダミー吐出が行われる（ステップＳ５）。その後、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１を濡らすワイピングが行われ（ステップＳ６）、処理がステップＳ１に戻される。なお、ダミー運転吐出時間及び追加プリウエット時間は予め記憶部に記憶されており、例えば、ダミー運転吐出時間は１分程度であり、追加プリウエット時間は１０分程度である。
【００４２】
ここで、追加プリウエットを行う場合には、まず、吐出安定装置６がＹ軸移動機構７により第２容器Ｈ２内の吸収体１１が塗布ヘッド３に対向するプリウエット位置まで移動し、その後、プリウエット位置に存在する吸収体１１に向けて塗布ヘッド３が各吐出孔３ａから液滴を吐出する。このとき、前述で説明したように（図５ないし図８参照）、塗布ヘッド３及び吸収体１１は相対移動し、塗布ヘッド３は各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し続け、塗布液を吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に供給する。これにより、吸収体１１の接触面Ｍ２は均一に塗布液により濡れた状態となる。なお、ステージ２はＹ軸移動機構７により追加プリウエットを妨げない退避位置まで移動して待機している。
【００４３】
この追加プリウエット時における、各吐出孔３ａから吐出させる液滴の１滴当たりの吐出量と単位時間当たりの吐出回数は、ステップＳ０におけるプリウエットと同じでも良いが、吸収体１１が濡れた状態であることを考慮して、ステップＳ０におけるプリウエットよりも１滴あたりの吐出量や単位時間当たりの吐出回数を少なく設定しても良い。
【００４４】
一方、ダミー吐出を行う場合には、まず、吐出安定装置６がＹ軸移動機構７により第１容器Ｈ１が塗布ヘッド３に対向するダミー吐出位置まで移動し、その後、ダミー吐出位置に存在する第１容器Ｈ１に向けて塗布ヘッド３が各吐出孔３ａから液滴を吐出する。これにより、吐出孔３ａ内で変質した塗布液や吐出孔３ａに付着した付着物（凝固物や異物など）が取り除かれるので、吐出異常の発生が防止される。なお、ステージ２はＹ軸移動機構７によりダミー吐出を妨げない退避位置まで移動して待機している。
【００４５】
また、ワイピングを行う場合には、まず、吐出安定装置６がＹ軸移動機構７により第２容器Ｈ２内の吸収体１１が塗布ヘッド３に対向するワイピング位置まで移動し、その後、槽移動機構６ｂにより第２容器Ｈ２内の吸収体１１が塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する接触位置までＺ軸方向に移動し、吸収体１１の接触面Ｍ２が塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する。このとき、吸収体１１は前述のプリウエットや追加プリウエットによりその接触面Ｍ２の全面が良好に濡れた状態になっている。その後、吐出安定装置６は、吸収体１１の接触面Ｍ２を塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触させつつ、Ｙ軸移動機構７によりＹ軸方向に移動し、吸収体１１により塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を払拭すると共に均一に濡らす。
【００４６】
前述のステップＳ１において、基板Ｋがステージ２上に搬入されたと判断した場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１を濡らす前述と同様のワイピングが行われ（ステップＳ７）、吐出異常の発生などを確認する吐出確認（吐出検査）があるか否か（吐出確認を行う否か）が判断される（ステップＳ８）。吐出確認があると判断された場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、吐出確認が行われ（ステップＳ９）、吐出確認がないと判断された場合には（ステップＳ８のＮＯ）、例えば１分程度のダミー吐出が行われる（ステップＳ１０）。なお、吐出確認の有り無しは操作部に対する操作者の入力操作により予め設定されている。
【００４７】
その後、塗布が行われる（ステップＳ１１）。所定の基板枚数分の塗布が完了したか否かが判断され（ステップＳ１２）、所定の基板枚数分の塗布が完了していないと判断された場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、処理がステップＳ１に戻され、所定の基板枚数分の塗布が完了したと判断された場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、処理が終了する。
【００４８】
ここで、塗布を行う場合、制御部９は、塗布情報に基づいてＸ軸移動機構４及びＹ軸移動機構７を制御し、塗布ヘッド３を基板Ｋの塗布面に対向する塗布開始位置に移動させる。なお、吐出安定装置６はＹ軸移動機構７により塗布を妨げない退避位置まで移動して待機している。その後、制御部９は、塗布情報に基づいて、Ｘ軸移動機構４及びＹ軸移動機構７に加え、塗布ヘッド３を制御し、ステージ２上の基板Ｋと塗布ヘッド３とを相対移動させ、塗布ヘッド３の各吐出孔３ａから液滴を吐出させてステージ２上の基板Ｋに塗布液を塗布する。
【００４９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、吸液性を有する吸収体１１の接触面Ｍ２の全面を濡らし、この吸収体１１で塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１をワイピングするので、吐出面１１に付着した余分な塗布液を除去することができ、しかも、濡れた接触面Ｍ２を塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触させて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を濡らすことによって、その塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を容易に均一な濡れ状態にすることが可能になる。これにより、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１では、余分な塗布液が除去されるとともに、その全域には溶媒雰囲気が形成されることから、塗布ヘッド３の吐出孔３ａ付近に付着した塗布液が乾燥して凝固物となることや、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１において吐出孔３ａから離れた位置に付着した塗布液などが乾燥して凝固物となることなどが防止されるので、吐出面Ｍ１に付着した塗布液の乾燥に起因して吐出曲がりなどの吐出異常が発生することを抑止することができる。
【００５０】
特に、塗布ヘッド３及び吸収体１１を相対移動させながら、塗布ヘッド３の各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し続け、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に塗布液を供給することによって、吸収体１１の接触面Ｍ２を均一に塗布液により濡れた状態とすることが可能になるので、その吸収体１１を用いて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を均一に確実に濡らすことができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図１０を参照して説明する。
【００５２】
本発明の第２の実施の形態は第１の実施の形態と基本的に同じである。したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、第２の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。
【００５３】
図１０に示すように、保持部材１２は、吸収体１１に供給する液体を流すための液体流路２１を内蔵している。この液体流路２１は、チューブやパイプなどの配管２２を介して供給部２３に接続されている。
【００５４】
液体流路２１は保持部材１２の内部で四本の流路に分岐している。四本の流路は、吸収体１１の接触面Ｍ２を四分割し、各接触面Ｍ２に対応する四つの領域の中央に個別に接続されている。これにより、吸収体１１の全体に均一に液体が供給されるので、その接触面Ｍ２の全面が均一に濡れることになる。また、配管２２は、保持部材１２の液体流路２１と供給部２３とを接続する接続経路として機能する。
【００５５】
なお、ここでは、液体流路２１を保持部材１２内で四本に分岐させているが、これに限るものではなく、例えば、六本に分岐させるようにしても良く、その数は制限されない。また、配管２２を一本としているが、これに限るものではなく、例えば、四本設けるようにしても良い。この場合には、各接触面Ｍ２に対応する四つの領域に個別に連通する四本の液体流路を設け、それらの液体流路に四本の配管を接続する。
【００５６】
供給部２３は、液体を貯留する貯留部やポンプ、流量調整弁などを備えている。貯留部は着脱可能に形成されており、その貯留部を変更することによって液体の種類を変更することが可能となる。この供給部２３は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御され、吸収体１１に配管２２及び液体流路２１を介して液体を供給する。液体としては、例えば、塗布ヘッド３が用いる塗布液と同じ液体として、ＰＩ（ポリイミド）液やＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）液などが用いられ、あるいは、その塗布液に応じた溶媒などが用いられる。
【００５７】
制御部９は、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面が濡れるための所定時間だけ吸収体１１に液体を供給するようにポンプや流量調整弁などを制御する。これ以外の制御としては、例えば、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面が濡れた状態を維持するようにポンプや流量調整弁などを制御したり、吸収体１１の接触面Ｍ２の濡れ状態を検出する濡れ検出部を設け、検出した濡れ状態に応じて、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面が濡れた状態を維持するようにポンプや流量調整弁などを制御したりする。
【００５８】
ここで、濡れ検出部としては、例えば、反射型のレーザセンサなどが用いられる。すなわち、吸収体１１の接触面は、濡れ具合（吸水量）に応じてレーザ光の反射率が変化する（吸水量が多いほど液体によるレーザ光の反射量が多くなるので反射率が高くなる）から、吸収体１１の良好な濡れ状態におけるレーザセンサの出力値を予め測定して設定しておき、レーザセンサによる出力値が設定した出力値の許容値内となるようにプリウエットや追加プリウエットを実行するようにすれば良い。
【００５９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、吸収体１１に液体を供給する供給部２３を吐出安定装置６に設け、その供給部２３により吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に液体を供給することによって、吸収体１１の接触面Ｍ２を均一に液体により濡れた状態とすることが可能になるので、その吸収体１１を用いて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を均一に確実に濡らすことができる。
【００６０】
なお、第２の実施の形態において、吸収体１１の接触面Ｍ２を濡れた状態に維持する追加プレウエットの実行の要否を、レーザセンサを用いて判定するものとして説明したが、第１の実施の形態と同様に、経過時間に基づいて判定するようにしても良い。また、上述の第１の実施の形態において、追加プレウエットの実行の要否を、レーザセンサを用いて判定するようにしても良い。
【００６１】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
【００６２】
前述の実施の形態においては、一つの塗布ヘッド３を設けているが、これに限るものではなく、例えば、基板Ｋの移動方向に直交するＸ軸方向に基板Ｋの幅全体を網羅するように複数の塗布ヘッド３を並べて設けるようにしても良く、あるいは、Ｘ軸方向に基板Ｋの幅全体より短く複数の塗布ヘッド３を並べて設けるようにしても良い。塗布ヘッド３を複数設けた場合には、塗布ヘッド３の台数分だけ吸収体１１をＸ軸方向に並べて回転軸１３に設けても良いし、あるいは、塗布ヘッド３と吸収体１１とをＸ軸方向に相対移動させて一つの吸収体１１を複数の塗布ヘッド３で共用するようにしても良い。
【００６３】
また、前述の実施の形態においては、ステージ２及び吐出安定装置６を個別にＹ軸方向に移動させる一つのＹ軸移動機構７を設けているが、これに限るものではなく、二つのＹ軸移動機構を設け、ステージ２及び吐出安定装置６を個別にＹ軸方向に移動させるようにしても良い。
【００６４】
また、前述の実施の形態においては、保持部材１２の一面に吸収体１１を設けているが、これに限るものではなく、例えば、保持部材１２における回転軸１３の回転方向に並ぶ全面に吸収体１１を設けるようにしても良く、あるいは、保持部材１２を吸収材料により形成して吸収体１１として用いるようにしても良い。これらの場合には、一面の吸収体１１が汚れたり、破損したりした場合など、回転軸１３を回転させることによって新たな吸収体１１を用いることが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 塗布装置
２ ステージ
３ 塗布ヘッド
３ａ 吐出孔
６ 吐出安定装置
７ 移動機構
１１ 吸収体
２３ 供給部
Ｋ 塗布対象物（基板）
Ｍ１ 吐出面
Ｍ２ 接触面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布対象物に液滴を吐出して塗布する塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗布装置は、表示装置や半導体装置を製造する場合などに用いられ、カラーフィルタを形成する場合、あるいは、ガラス基板や半導体ウェハなどの基板上に配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する場合などに用いられている。
【０００３】
この塗布装置は、基板などの塗布対象物に向けて塗布液を複数の吐出孔（ノズル）からそれぞれ液滴として吐出（噴射）する塗布ヘッドを備えている。各吐出孔は塗布ヘッドの吐出面（オリフィス面）に直線状に並べられて形成されている。このような塗布装置は、ステージ上の塗布対象物と塗布ヘッドとを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物の塗布面に複数の液滴を順次着弾させて塗布する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３０８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の塗布装置では、塗布ヘッドの吐出孔付近に付着した塗布液が乾燥して凝固物となると、その凝固物に起因して吐出曲がりなどの吐出異常が発生してしまう。また、塗布ヘッドの吐出面において吐出孔から離れた位置に塗布液が付着した場合でも、その塗布液が乾燥して凝固物となると、その凝固物がワイピング（拭き動作）により塗布ヘッドの吐出孔付近に移動することがあるため、その凝固物に起因して吐出曲がりなどの吐出異常が発生してしまう。
【０００６】
したがって、塗布ヘッドの吐出面における液乾燥を防止することは重要であり、その液乾燥の防止を目的として、塗布ヘッドの吐出面の表面を濡らすことが行われているが、その濡れ状態を吐出面の全面で均一に維持することは難しい。この吐出面の表面の濡れ状態は液の吐出性に大きな影響を与えるため、濡れ状態が均一とならず液乾燥が発生した場合には、吐出異常が発生してしまう。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布ヘッドの吐出面に付着した塗布液の乾燥に起因する吐出異常の発生を抑止することができる塗布装置及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】
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、塗布装置において、塗布対象物が載置されるステージと、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有し、ステージ上の塗布対象物に向けて吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、ステージと塗布ヘッドとをステージの面方向に相対移動させる移動機構と、塗布ヘッドの吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を有し、吸収体の接触面の全面を濡らし、濡れた接触面と塗布ヘッドの吐出面とを接触させて塗布ヘッドの吐出面の全面を濡らす吐出安定装置とを備えることである。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、塗布対象物が載置されるステージと、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有しステージ上の塗布対象物に向けて吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、ステージと塗布ヘッドとをステージの面方向に相対移動させる移動機構とを用いて、ステージ上の塗布対象物に塗布液を塗布する塗布方法であって、塗布ヘッドの吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を用いて、吸収体の接触面の全面を濡らし、濡れた接触面と塗布ヘッドの吐出面とを接触させて塗布ヘッドの吐出面の全面を濡らすことである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、塗布ヘッドの吐出面に付着した塗布液の乾燥に起因する吐出異常の発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る塗布装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ１線断面図である。
【図３】図２のＡ２−Ａ２線断面図である。
【図４】図１に示す塗布装置が備える塗布ヘッドの吐出面と吐出安定装置の吸収体との相対サイズを説明するための説明図である。
【図５】図１に示す塗布装置が備える吐出安定装置が行う濡らし動作の流れを説明するための第１工程の模式図である。
【図６】第２工程の模式図である。
【図７】第３工程の模式図である。
【図８】第４工程の模式図である。
【図９】図１に示す塗布装置が行う塗布処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る塗布装置が備える吐出安定装置の一部の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図９を参照して説明する。
【００１３】
図１ないし図３に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る塗布装置１は、塗布対象物である基板Ｋが水平状態（図１中、Ｘ軸方向とそれに直交するＹ軸方向に沿う状態）で載置されるステージ２と、そのステージ２上の基板Ｋに向けて塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッド３と、その塗布ヘッド３をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構４と、塗布ヘッド３をＸ軸移動機構４と共に支持する支持部材５と、塗布ヘッド３の吐出を安定させる吐出安定装置６と、ステージ２及び吐出安定装置６をＹ軸方向に個別に移動させるＹ軸移動機構７と、支持部材５及びＹ軸移動機構７を支持する架台８と、各部を制御する制御部９とを備えている。
【００１４】
ステージ２は、ガラス基板などの基板Ｋが載置される移動テーブルであり、Ｙ軸移動機構７を介して架台８の上面に設けられている。このステージ２には、基板Ｋが自重により載置されるが、これに限るものではなく、例えば、その基板Ｋを保持するため、静電チャックや吸着チャック等の機構を設けるようにしても良い。
【００１５】
塗布ヘッド３は、支持部材５にＸ軸移動機構４を介してステージ２上に配設されており、インクなどの塗布液を液滴として吐出する吐出ヘッドである。なお、塗布液は、その塗布液を収容する液体タンクからチューブなどの配管を介して供給される。この塗布液は、基板Ｋ上に残留物として残留する溶質と、その溶質を溶解（分散）させる溶媒とにより構成された溶液である。例えば、基板Ｋ上に配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する場合には、塗布液としてポリイミド（ＰＩ）溶液が用いられる。
【００１６】
この塗布ヘッド３は、液滴を吐出するための複数の吐出孔（オリフィス）３ａを有し（図４参照）、それらの吐出孔３ａにそれぞれ対応する複数の圧電素子を内蔵している。塗布ヘッド３は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御され、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて各吐出孔３ａから液滴を吐出する。各吐出孔３ａは、所定のピッチ（間隔）で直線状に一列や二列に並べられ（図４では、二列）、塗布ヘッド３の吐出面（オリフィス面）Ｍ１に形成されている。例えば、吐出孔３ａの数は数十個から数百個程度であり、吐出孔３ａの直径は数μｍから数十μｍ程度であり、さらに、吐出孔３ａのピッチは数十μｍから数百μｍ程度である。
【００１７】
Ｘ軸移動機構４は、支持部材５に設けられており、塗布ヘッド３をステージ２上の基板Ｋの塗布面に沿うＸ軸方向に移動させる移動機構である。このＸ軸移動機構４は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。Ｘ軸移動機構４としては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ機構やリニアモータを駆動源とする移動機構などが用いられる。
【００１８】
支持部材５は、Ｘ軸方向に長尺な門型の形状に形成されており、ステージ２及びＹ軸移動機構７を跨ぐように架台８の上面に設けられている。この支持部材５の梁部はＸ軸方向に平行にステージ２の載置面に対して水平にされ、支持部材５の脚部は架台８に固定されている。
【００１９】
吐出安定装置６は、吐出安定槽６ａと、その吐出安定槽６ａをＺ軸方向に移動させる槽移動機構６ｂとを備えている。この吐出安定装置６はＹ軸移動機構７を介して架台８の上面に設けられており、Ｙ軸方向に移動可能に形成されている。
【００２０】
吐出安定槽６ａは、図３に示すように、塗布ヘッド３のダミー吐出動作（フラッシング動作）により吐出された液滴を受け取る受け皿として機能する第１容器Ｈ１と、塗布液に対する吸液性を有する吸収体１１を収容する第２容器Ｈ２とを有している。この吐出安定槽６ａは、塗布ヘッド３の移動方向であるＸ軸方向に長く（図２参照）、上方が開口する箱形状に形成されており、その吐出安定槽６ａがＸ軸方向に伸びる仕切板により仕切られることにより、第１容器Ｈ１及び第２容器Ｈ２が形成されている。
【００２１】
第２容器Ｈ２には、吸収体１１を保持する保持部材１２がＸ軸方向に沿わされて回転軸１３により回転可能に設けられている。保持部材１２は角柱状に形成されており、この保持部材１２には回転軸１３が固定されている。回転軸１３には、駆動源となるモータなどの回転駆動部が接続されている。この回転駆動部は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。
【００２２】
槽移動機構６ｂは、Ｙ軸方向に移動可能にＹ軸移動機構７上に設けられている。この槽移動機構６ｂは、吐出安定槽６ａをＺ軸方向に移動可能に支持し、塗布ヘッド３に対して吐出安定槽６ａをＺ軸方向に接離させるＺ軸移動機構であり、言い換えると、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に対して吐出安定槽６ａ内の吸収体１１をＺ軸方向に接離させる吸収体移動機構である。この槽移動機構６ｂは制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。槽移動機構６ｂとしては、例えば、シリンダやサーボモータを駆動源とする送りねじ機構などが用いられる。
【００２３】
Ｙ軸移動機構７は、ステージ２及び吐出安定装置６をＹ軸方向に案内して個別に移動させる移動機構であり、架台８の上面に固定されて設けられている。このＹ軸移動機構７は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御される。Ｙ軸移動機構７としては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ機構やリニアモータを駆動源とする移動機構などが用いられる。
【００２４】
架台８は、床面上に設置され、支持部材５やＹ軸移動機構７などを床面から所定の高さ位置に支持する支持台である。架台８の上面は平面に形成されており、この架台８の上面に支持部材５やＹ軸移動機構７などが載置されている。また、架台８の内部には、制御部９が設けられている。
【００２５】
制御部９は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布に関する塗布情報や各種のプログラムなどを記憶する記憶部と、操作者からの操作を受け付ける操作部とを備えている。塗布情報は、ドットパターンなどの所定の塗布パターン、塗布ヘッド３の吐出周波数及び基板Ｋの移動速度に関する情報などを含んでいる。この塗布情報は、操作部に対する入力操作やデータ通信、あるいは携帯可能な記憶装置の媒介により記憶部に予め記憶されている。なお、記憶部としては、メモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが用いられる。
【００２６】
この制御部９は、塗布動作を行う場合、塗布情報に基づいて塗布ヘッド３及びＹ軸移動機構７を制御し、また、吐出安定動作を行う場合、吐出安定装置６及びＹ軸移動機構７を制御する。ここで、塗布動作は基板Ｋに液滴を塗布する動作であり、吐出安定動作はダミー吐出動作（フラッシング動作）やワイピング動作（拭き動作）などである。
【００２７】
次いで、前述の吸収体１１について詳しく説明する。
【００２８】
図４に示すように、吸収体１１の接触面Ｍ２は、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１とほぼ同じ大きさに形成されている。接触面Ｍ２のＸ軸方向の幅と吐出面Ｍ１のＸ軸方向の幅はほぼ同じ長さＬ１であり、接触面Ｍ２のＹ軸方向の幅と吐出面Ｍ１のＹ軸方向の幅はほぼ同じ長さＬ２である。なお、接触面Ｍ２とは、吸収体１１が槽移動機構６ｂにより上昇した場合に、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する面（吸収体１１の表面）である。
【００２９】
ここで、通常、塗布ヘッド３の構造上、吐出孔３ａがＸ軸方向あるいはＹ軸方向に並ぶ幅、すなわちＸ軸方向の吐出幅は吐出面Ｍ１のＸ軸方向の幅Ｌ１より小さい長さＬ１ａとなり、Ｙ軸方向の吐出幅は吐出面Ｍ１のＹ軸方向の幅Ｌ２より小さい長さＬ２ａとなる。このため、塗布ヘッド３のＸ軸方向及びＹ幅方向における両端には、吐出孔３ａがない領域が存在することになり、特に、その領域はＹ軸方向の両端に比べＸ軸方向の両端で大きくなる。
【００３０】
この吸収体１１は、塗布液により濡れた状態で、槽移動機構６ｂによりＺ軸方向に移動して塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触し、その吐出面Ｍ１に接触しながらＹ軸移動機構７によりＹ軸方向に移動することにより、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１を適度に濡らす。このとき、吸収体１１の接触面Ｍ２は、全面にわたって塗布液を吸収している状態である。吸収体１１としては、用いる塗布液に対する吸液性が考慮され、例えば、繊維部材や多孔質部材などが用いられる。
【００３１】
なお、塗布液は、塗布ヘッド３により吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に供給される。すなわち、塗布ヘッド３は吸収体１１から所定距離だけ離間し、その状態で吸収体１１の接触面Ｍ２に向けて各吐出孔３ａから液滴を吐出し、吸収体１１の接触面Ｍ２に着弾させる。その着弾した液滴である塗布液がその接触面Ｍ２から吸収体１１により吸い込まれて蓄えられる。
【００３２】
この吸収体１１に対する塗布ヘッド３の吐出動作（濡らし動作）においては、吸収体１１のＸ軸方向の幅Ｌ１と塗布ヘッド３のＸ軸方向の吐出幅Ｌ１ａとの関係、さらに、吸収体１１のＹ軸方向の幅Ｌ２と塗布ヘッド３のＹ軸方向の吐出幅Ｌ２ａとの関係から、塗布ヘッド３と吸収体１１とを相対移動すると良い。
【００３３】
例えば、図５に示すように、塗布ヘッド３は、その吐出面Ｍ１が四分の一程度吸収体１１の接触面Ｍ２に対向した状態（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、上列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の上端部に対向し吐出孔３ａの列の右端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｘ軸移動機構４によりＸ軸方向の図中矢印の右方向に移動しつつ、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し、図中の二点鎖線の位置（吐出孔３ａの列の左端部が接触面の中央部に達する位置）まで移動する。
【００３４】
次に、図６に示すように、吸収体１１は、その接触面Ｍ２が四分の一程度塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に対向した状態で（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、上列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の上端部に対向し吐出孔３ａの列の左端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｙ軸移動機構７による吐出安定装置６の移動によりＹ軸方向の図中矢印の上方向に移動し、図中の二点鎖線の位置（下列の吐出孔３ａが接触面の下端部に対向する位置）まで移動する。このとき、塗布ヘッド３は、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出する。
【００３５】
次いで、図７に示すように、塗布ヘッド３は、その吐出面Ｍ１が四分の一程度吸収体１１の接触面Ｍ２に対向した状態で（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、下列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の下端部に対向し吐出孔３ａの列の左端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｘ軸移動機構４によりＸ軸方向の図中矢印の左方向に移動しつつ、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し、図中の二点鎖線の位置（吐出孔３ａの列の右端部が接触面の中央部に達する位置）まで移動する。
【００３６】
最後に、図８に示すように、吸収体１１は、その接触面Ｍ２が四分の一程度塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に対向した状態で（吐出孔３ａの半分程度が吸収体１１に対向した状態、すなわち、下列の吐出孔３ａが接触面Ｍ２の下端部に対向し吐出孔３ａの列の右端部が接触面の中央部に位置する状態）から、Ｙ軸移動機構７による吐出安定装置６の移動によりＹ軸方向の図中矢印の下方向に移動し、図中の二点鎖線の位置（上列の吐出孔３ａが接触面の上端部に対向する位置）まで移動する。このとき、塗布ヘッド３は、各吐出孔３ａから液滴を順次吐出する。
【００３７】
上述の図５ないし図８の動作における塗布ヘッド３と吸収体１１との相対移動中、塗布ヘッド３の各吐出孔３ａからは、吸収体１１の接触面Ｍ２に所望の濡れ状態を得るために予め設定された１滴当たりの吐出量と単位時間当たりの吐出回数で、液滴が吐出される。なお、塗布ヘッド３と吸収体１１との相対移動方向を切り換えるとき、両者の相対移動が一時的に停止するので、この停止期間中は各吐出孔３ａからの塗布液の吐出を停止させても良いし、相対移動中よりも少ない吐出量や吐出回数としても良い。
【００３８】
このようにして、塗布ヘッド３及び吸収体１１は相対移動しつつ、塗布ヘッド３は各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し続けることによって、塗布液が吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に供給される。これにより、吸収体１１の接触面Ｍ２は均一に塗布液により濡れた状態となる。その後、均一な濡れ状態の吸収体１１により塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１がワイピングされる。
【００３９】
次に、前述の塗布装置１が行う塗布動作（吐出安定動作を含む）について説明する。なお、塗布装置１の制御部９が各種のプログラムに基づいて塗布処理（吐出安定処理を含む）を実行する。
【００４０】
図９に示すように、まず、プリウエット処理（ステップＳ０）が実行され、上述の動作によって吸収体１１が均一な濡れ状態とされる。次いで、基板Ｋがステージ２上に搬入されたか否かが判断され（ステップＳ１）、基板Ｋがステージ２上に搬入されていないと判断した場合には（ステップＳ１のＮＯ）、所定のダミー運転吐出時間が経過したか否かが判断され（ステップＳ２）、所定のダミー運転吐出時間が経過していないと判断された場合には（ステップＳ２のＮＯ）、処理がステップＳ１に戻される。
【００４１】
所定のダミー運転吐出時間が経過したと判断された場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、追加プリウエット時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ３）。追加プリウエット時間が経過したと判断された場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、吸収体１１を濡らす追加プリウエットが行われ（ステップＳ４）、追加プリウエット時間が経過していないと判断された場合には（ステップＳ３のＮＯ）、ダミー吐出が行われる（ステップＳ５）。その後、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１を濡らすワイピングが行われ（ステップＳ６）、処理がステップＳ１に戻される。なお、ダミー運転吐出時間及び追加プリウエット時間は予め記憶部に記憶されており、例えば、ダミー運転吐出時間は１分程度であり、追加プリウエット時間は１０分程度である。
【００４２】
ここで、追加プリウエットを行う場合には、まず、吐出安定装置６がＹ軸移動機構７により第２容器Ｈ２内の吸収体１１が塗布ヘッド３に対向するプリウエット位置まで移動し、その後、プリウエット位置に存在する吸収体１１に向けて塗布ヘッド３が各吐出孔３ａから液滴を吐出する。このとき、前述で説明したように（図５ないし図８参照）、塗布ヘッド３及び吸収体１１は相対移動し、塗布ヘッド３は各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し続け、塗布液を吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に供給する。これにより、吸収体１１の接触面Ｍ２は均一に塗布液により濡れた状態となる。なお、ステージ２はＹ軸移動機構７により追加プリウエットを妨げない退避位置まで移動して待機している。
【００４３】
この追加プリウエット時における、各吐出孔３ａから吐出させる液滴の１滴当たりの吐出量と単位時間当たりの吐出回数は、ステップＳ０におけるプリウエットと同じでも良いが、吸収体１１が濡れた状態であることを考慮して、ステップＳ０におけるプリウエットよりも１滴あたりの吐出量や単位時間当たりの吐出回数を少なく設定しても良い。
【００４４】
一方、ダミー吐出を行う場合には、まず、吐出安定装置６がＹ軸移動機構７により第１容器Ｈ１が塗布ヘッド３に対向するダミー吐出位置まで移動し、その後、ダミー吐出位置に存在する第１容器Ｈ１に向けて塗布ヘッド３が各吐出孔３ａから液滴を吐出する。これにより、吐出孔３ａ内で変質した塗布液や吐出孔３ａに付着した付着物（凝固物や異物など）が取り除かれるので、吐出異常の発生が防止される。なお、ステージ２はＹ軸移動機構７によりダミー吐出を妨げない退避位置まで移動して待機している。
【００４５】
また、ワイピングを行う場合には、まず、吐出安定装置６がＹ軸移動機構７により第２容器Ｈ２内の吸収体１１が塗布ヘッド３に対向するワイピング位置まで移動し、その後、槽移動機構６ｂにより第２容器Ｈ２内の吸収体１１が塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する接触位置までＺ軸方向に移動し、吸収体１１の接触面Ｍ２が塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触する。このとき、吸収体１１は前述のプリウエットや追加プリウエットによりその接触面Ｍ２の全面が良好に濡れた状態になっている。その後、吐出安定装置６は、吸収体１１の接触面Ｍ２を塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触させつつ、Ｙ軸移動機構７によりＹ軸方向に移動し、吸収体１１により塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を払拭すると共に均一に濡らす。
【００４６】
前述のステップＳ１において、基板Ｋがステージ２上に搬入されたと判断した場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１を濡らす前述と同様のワイピングが行われ（ステップＳ７）、吐出異常の発生などを確認する吐出確認（吐出検査）があるか否か（吐出確認を行う否か）が判断される（ステップＳ８）。吐出確認があると判断された場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、吐出確認が行われ（ステップＳ９）、吐出確認がないと判断された場合には（ステップＳ８のＮＯ）、例えば１分程度のダミー吐出が行われる（ステップＳ１０）。なお、吐出確認の有り無しは操作部に対する操作者の入力操作により予め設定されている。
【００４７】
その後、塗布が行われる（ステップＳ１１）。所定の基板枚数分の塗布が完了したか否かが判断され（ステップＳ１２）、所定の基板枚数分の塗布が完了していないと判断された場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、処理がステップＳ１に戻され、所定の基板枚数分の塗布が完了したと判断された場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、処理が終了する。
【００４８】
ここで、塗布を行う場合、制御部９は、塗布情報に基づいてＸ軸移動機構４及びＹ軸移動機構７を制御し、塗布ヘッド３を基板Ｋの塗布面に対向する塗布開始位置に移動させる。なお、吐出安定装置６はＹ軸移動機構７により塗布を妨げない退避位置まで移動して待機している。その後、制御部９は、塗布情報に基づいて、Ｘ軸移動機構４及びＹ軸移動機構７に加え、塗布ヘッド３を制御し、ステージ２上の基板Ｋと塗布ヘッド３とを相対移動させ、塗布ヘッド３の各吐出孔３ａから液滴を吐出させてステージ２上の基板Ｋに塗布液を塗布する。
【００４９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、吸液性を有する吸収体１１の接触面Ｍ２の全面を濡らし、この吸収体１１で塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１をワイピングするので、吐出面１１に付着した余分な塗布液を除去することができ、しかも、濡れた接触面Ｍ２を塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１に接触させて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を濡らすことによって、その塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を容易に均一な濡れ状態にすることが可能になる。これにより、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１では、余分な塗布液が除去されるとともに、その全域には溶媒雰囲気が形成されることから、塗布ヘッド３の吐出孔３ａ付近に付着した塗布液が乾燥して凝固物となることや、塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１において吐出孔３ａから離れた位置に付着した塗布液などが乾燥して凝固物となることなどが防止されるので、吐出面Ｍ１に付着した塗布液の乾燥に起因して吐出曲がりなどの吐出異常が発生することを抑止することができる。
【００５０】
特に、塗布ヘッド３及び吸収体１１を相対移動させながら、塗布ヘッド３の各吐出孔３ａから液滴を順次吐出し続け、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に塗布液を供給することによって、吸収体１１の接触面Ｍ２を均一に塗布液により濡れた状態とすることが可能になるので、その吸収体１１を用いて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を均一に確実に濡らすことができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図１０を参照して説明する。
【００５２】
本発明の第２の実施の形態は第１の実施の形態と基本的に同じである。したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、第２の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。
【００５３】
図１０に示すように、保持部材１２は、吸収体１１に供給する液体を流すための液体流路２１を内蔵している。この液体流路２１は、チューブやパイプなどの配管２２を介して供給部２３に接続されている。
【００５４】
液体流路２１は保持部材１２の内部で四本の流路に分岐している。四本の流路は、吸収体１１の接触面Ｍ２を四分割し、各接触面Ｍ２に対応する四つの領域の中央に個別に接続されている。これにより、吸収体１１の全体に均一に液体が供給されるので、その接触面Ｍ２の全面が均一に濡れることになる。また、配管２２は、保持部材１２の液体流路２１と供給部２３とを接続する接続経路として機能する。
【００５５】
なお、ここでは、液体流路２１を保持部材１２内で四本に分岐させているが、これに限るものではなく、例えば、六本に分岐させるようにしても良く、その数は制限されない。また、配管２２を一本としているが、これに限るものではなく、例えば、四本設けるようにしても良い。この場合には、各接触面Ｍ２に対応する四つの領域に個別に連通する四本の液体流路を設け、それらの液体流路に四本の配管を接続する。
【００５６】
供給部２３は、液体を貯留する貯留部やポンプ、流量調整弁などを備えている。貯留部は着脱可能に形成されており、その貯留部を変更することによって液体の種類を変更することが可能となる。この供給部２３は制御部９に電気的に接続されており、その駆動が制御部９により制御され、吸収体１１に配管２２及び液体流路２１を介して液体を供給する。液体としては、例えば、塗布ヘッド３が用いる塗布液と同じ液体として、ＰＩ（ポリイミド）液やＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）液などが用いられ、あるいは、その塗布液に応じた溶媒などが用いられる。
【００５７】
制御部９は、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面が濡れるための所定時間だけ吸収体１１に液体を供給するようにポンプや流量調整弁などを制御する。これ以外の制御としては、例えば、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面が濡れた状態を維持するようにポンプや流量調整弁などを制御したり、吸収体１１の接触面Ｍ２の濡れ状態を検出する濡れ検出部を設け、検出した濡れ状態に応じて、吸収体１１の接触面Ｍ２の全面が濡れた状態を維持するようにポンプや流量調整弁などを制御したりする。
【００５８】
ここで、濡れ検出部としては、例えば、反射型のレーザセンサなどが用いられる。すなわち、吸収体１１の接触面は、濡れ具合（吸水量）に応じてレーザ光の反射率が変化する（吸水量が多いほど液体によるレーザ光の反射量が多くなるので反射率が高くなる）から、吸収体１１の良好な濡れ状態におけるレーザセンサの出力値を予め測定して設定しておき、レーザセンサによる出力値が設定した出力値の許容値内となるようにプリウエットや追加プリウエットを実行するようにすれば良い。
【００５９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、吸収体１１に液体を供給する供給部２３を吐出安定装置６に設け、その供給部２３により吸収体１１の接触面Ｍ２の全面に液体を供給することによって、吸収体１１の接触面Ｍ２を均一に液体により濡れた状態とすることが可能になるので、その吸収体１１を用いて塗布ヘッド３の吐出面Ｍ１の全面を均一に確実に濡らすことができる。
【００６０】
なお、第２の実施の形態において、吸収体１１の接触面Ｍ２を濡れた状態に維持する追加プレウエットの実行の要否を、レーザセンサを用いて判定するものとして説明したが、第１の実施の形態と同様に、経過時間に基づいて判定するようにしても良い。また、上述の第１の実施の形態において、追加プレウエットの実行の要否を、レーザセンサを用いて判定するようにしても良い。
【００６１】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
【００６２】
前述の実施の形態においては、一つの塗布ヘッド３を設けているが、これに限るものではなく、例えば、基板Ｋの移動方向に直交するＸ軸方向に基板Ｋの幅全体を網羅するように複数の塗布ヘッド３を並べて設けるようにしても良く、あるいは、Ｘ軸方向に基板Ｋの幅全体より短く複数の塗布ヘッド３を並べて設けるようにしても良い。塗布ヘッド３を複数設けた場合には、塗布ヘッド３の台数分だけ吸収体１１をＸ軸方向に並べて回転軸１３に設けても良いし、あるいは、塗布ヘッド３と吸収体１１とをＸ軸方向に相対移動させて一つの吸収体１１を複数の塗布ヘッド３で共用するようにしても良い。
【００６３】
また、前述の実施の形態においては、ステージ２及び吐出安定装置６を個別にＹ軸方向に移動させる一つのＹ軸移動機構７を設けているが、これに限るものではなく、二つのＹ軸移動機構を設け、ステージ２及び吐出安定装置６を個別にＹ軸方向に移動させるようにしても良い。
【００６４】
また、前述の実施の形態においては、保持部材１２の一面に吸収体１１を設けているが、これに限るものではなく、例えば、保持部材１２における回転軸１３の回転方向に並ぶ全面に吸収体１１を設けるようにしても良く、あるいは、保持部材１２を吸収材料により形成して吸収体１１として用いるようにしても良い。これらの場合には、一面の吸収体１１が汚れたり、破損したりした場合など、回転軸１３を回転させることによって新たな吸収体１１を用いることが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 塗布装置
２ ステージ
３ 塗布ヘッド
３ａ 吐出孔
６ 吐出安定装置
７ 移動機構
１１ 吸収体
２３ 供給部
Ｋ 塗布対象物（基板）
Ｍ１ 吐出面
Ｍ２ 接触面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布対象物が載置されるステージと、
液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有し、前記ステージ上の前記塗布対象物に向けて前記吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、
前記ステージと前記塗布ヘッドとを前記ステージの面方向に相対移動させる移動機構と、
前記塗布ヘッドの前記吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を有し、前記吸収体の前記接触面の全面を濡らし、濡れた前記接触面と前記塗布ヘッドの前記吐出面とを接触させて前記塗布ヘッドの前記吐出面の全面を濡らす吐出安定装置と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記吐出安定装置は、前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記吐出安定装置は、前記吸収体に液体を供給する供給部を有し、前記供給部により前記吸収体の前記接触面の全面に前記液体を供給することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項４】
前記吐出安定装置は、前記塗布ヘッド及び前記吸収体を前記吐出面の面方向に相対移動させつつ、前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
【請求項５】
塗布対象物が載置されるステージと、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有し前記ステージ上の前記塗布対象物に向けて前記吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、前記ステージと前記塗布ヘッドとを前記ステージの面方向に相対移動させる移動機構とを用いて、前記ステージ上の前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する塗布方法であって、
前記塗布ヘッドの前記吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を用いて、前記吸収体の前記接触面の全面を濡らし、濡れた前記接触面と前記塗布ヘッドの前記吐出面とを接触させて前記塗布ヘッドの前記吐出面の全面を濡らすことを特徴とする塗布方法。
【請求項６】
前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項５記載の塗布方法。
【請求項７】
前記吸収体に液体を供給する供給部により前記吸収体の前記接触面の全面に前記液体を供給することを特徴とする請求項５記載の塗布方法。
【請求項８】
前記塗布ヘッド及び前記吸収体を前記吐出面の面方向に相対移動させつつ、前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項６記載の塗布方法。
【請求項１】
塗布対象物が載置されるステージと、
液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有し、前記ステージ上の前記塗布対象物に向けて前記吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、
前記ステージと前記塗布ヘッドとを前記ステージの面方向に相対移動させる移動機構と、
前記塗布ヘッドの前記吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を有し、前記吸収体の前記接触面の全面を濡らし、濡れた前記接触面と前記塗布ヘッドの前記吐出面とを接触させて前記塗布ヘッドの前記吐出面の全面を濡らす吐出安定装置と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記吐出安定装置は、前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記吐出安定装置は、前記吸収体に液体を供給する供給部を有し、前記供給部により前記吸収体の前記接触面の全面に前記液体を供給することを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項４】
前記吐出安定装置は、前記塗布ヘッド及び前記吸収体を前記吐出面の面方向に相対移動させつつ、前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
【請求項５】
塗布対象物が載置されるステージと、液滴を吐出するための吐出孔が形成された吐出面を有し前記ステージ上の前記塗布対象物に向けて前記吐出孔から塗布液を液滴として吐出する塗布ヘッドと、前記ステージと前記塗布ヘッドとを前記ステージの面方向に相対移動させる移動機構とを用いて、前記ステージ上の前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する塗布方法であって、
前記塗布ヘッドの前記吐出面に接触する接触面を有する吸液性の吸収体を用いて、前記吸収体の前記接触面の全面を濡らし、濡れた前記接触面と前記塗布ヘッドの前記吐出面とを接触させて前記塗布ヘッドの前記吐出面の全面を濡らすことを特徴とする塗布方法。
【請求項６】
前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項５記載の塗布方法。
【請求項７】
前記吸収体に液体を供給する供給部により前記吸収体の前記接触面の全面に前記液体を供給することを特徴とする請求項５記載の塗布方法。
【請求項８】
前記塗布ヘッド及び前記吸収体を前記吐出面の面方向に相対移動させつつ、前記塗布ヘッドにより前記吸収体の前記接触面の全面に前記塗布液を供給することを特徴とする請求項６記載の塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−５０８９２（Ｐ２０１１−５０８９２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３５７６（Ｐ２００９−２０３５７６）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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