(57)【要約】【課題】被塗布部材に塗布する塗膜の厚さを所望の厚さにする。【解決手段】塗布装置５の塗布器１０は、塗布液が溜められる溜め部１３、塗布液を吐出する吐出口１１、及び、これら溜め部１３と吐出口１１とを繋ぐスリット状流路１２を有し、基板７に対して吐出口１１から塗布液を吐出する。塗布装置５は、塗布器１０を基板７に対して被塗布面８に平行な方向に移動させる移動手段２０と、塗布器１０に塗布液を供給するポンプ３０と、制御装置５０とを備えている。制御装置５０は、塗布器１０の移動を行いながら基板７に対して吐出口１１から塗布液を吐出する塗布動作の際、塗布器１０内の塗布液を負圧にしつつポンプ３０から塗布液を塗布器１０に供給するための制御を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液が溜められる溜め部、塗布液を吐出する吐出口、及び、前記溜め部と前記吐出口とを繋ぐスリット状流路を有し、被塗布部材に対して当該吐出口から塗布液を吐出する塗布器と、
前記塗布器と前記被塗布部材とを当該被塗布部材の被塗布面に平行な方向に相対移動させる移動手段と、
前記塗布器に塗布液を供給するポンプと、
前記相対移動を行いながら前記被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作の際、前記塗布器内の塗布液を負圧にしつつ前記ポンプから塗布液を前記塗布器に供給するための制御を行う制御装置と、
を備える塗布装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記塗布動作の際、前記吐出口から吐出される塗布液の量に応じた塗布液を前記ポンプから前記塗布器に供給する制御を行う、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記塗布器内の塗布液に圧力を作用させる圧力付与装置と、
前記塗布器内の塗布液の圧力を測定する圧力センサと、を更に備え、
前記制御装置は、前記塗布器内の塗布液を負圧に維持するために前記圧力付与装置によって前記塗布器内の塗布液の圧力制御を行うと共に、前記圧力センサの測定結果に基づいて前記ポンプによる塗布液の調整制御を行う、請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記被塗布部材に対する塗布液の付着を開始する液付け動作のために、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給し、当該供給により前記塗布器内の塗布液の圧力を高めた後、当該圧力の低下が検出されると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記塗布器と配管を通じて接続され塗布液を溜めているタンクと、前記塗布器内の塗布液の圧力を所定の値に保つように前記タンクに溜めている塗布液の圧力を調整するための圧力調整器と、前記塗布器と前記タンクとを連通及び遮断可能とするバルブと、を更に備え、
前記制御装置は、前記バルブにより前記塗布器と前記タンクとの連通を遮断している状態で、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給してから、前記圧力の低下が検出されると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止すると共に、前記バルブを動作させて前記タンクと前記塗布器とを連通させる、請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
塗布液が溜められる溜め部、塗布液を吐出する吐出口、及び、前記溜め部と前記吐出口とを繋ぐスリット状流路を有する塗布器の当該吐出口から、被塗布部材に対して塗布液を吐出してキャピラリー塗布を行うための方法であって、
前記塗布器と前記被塗布部材とを当該被塗布部材の被塗布面に平行な方向に相対移動させながら、当該被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作を行い、
前記塗布動作の際、前記塗布器内の塗布液を負圧にしつつ当該塗布器と繋がるポンプから塗布液を当該塗布器に供給する、塗布方法。
【請求項７】
前記塗布動作の際、前記吐出口から吐出される塗布液の量に応じた塗布液を前記ポンプから前記塗布器に供給する、請求項６に記載の塗布方法。
【請求項８】
前記塗布器内の塗布液の圧力が圧力センサによって測定され、
前記塗布器内の塗布液を負圧に維持するために当該塗布器内の塗布液の圧力制御を行うと共に、前記圧力センサの測定結果に基づいて前記ポンプによる塗布液の調整制御を行う、請求項６又は７に記載の塗布方法。
【請求項９】
前記被塗布部材に対する塗布液の付着を開始する液付け動作のために、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給し、当該供給により前記塗布器内の塗布液の圧力を高めた後、当該圧力の低下を検出すると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記塗布器には、塗布液を溜めているタンクが配管を通じて接続されていると共に、当該塗布器と当該タンクとを連通及び遮断可能とするバルブが設けられており、
前記塗布器内の塗布液の圧力を所定の値に保つように前記タンクに溜めている塗布液の圧力が、圧力調整器によって調整可能であり、
前記バルブにより前記塗布器と前記タンクとの連通を遮断している状態で、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給してから、前記圧力の低下を検出すると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止すると共に、前記バルブを動作させて前記タンクと前記塗布器とを連通させる、請求項９に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗布部材に塗膜を形成するための塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被塗布部材（例えばシリコンウエハのような円形の基板）に均一な厚さで塗膜を形成するための塗布装置として、スリットコータやスピンコータが広く知られているが、それぞれ特性が異なっており、その特性に応じた用途展開がなされている。
スリットコータは、例えば液晶ディスプレイのカラーフィルターやＴＦＴ基板への塗膜形成に用いられている。スリットコータは、大型のガラス基板にも対応可能であり、かつ、塗布液の利用効率が高い（つまり、塗布液の無駄が少ない）という特性を活かしている。
スピンコータは、大型基板への対応や塗布液の利用効率の観点ではスリットコータよりも劣るものの、シリコンウエハのような円形の基板に対して均一な厚さの塗膜を比較的容易に形成することができ、半導体の製造分野で広く用いられている。
【０００３】
しかし、近年、半導体の製造分野においても、塗布液の利用効率を高めるためにスリットコータが用いられつつある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。スリットコータは、塗布器（ノズル、スリットダイともいう）を有しており、その内部にスリット状の流路が形成され、その先端が塗布液の吐出口となっている。吐出口は、細長形状を有しており、円形の基板（シリコンウエハ）の直径よりも大きな幅寸法を有している。
そして、基板と塗布器（吐出口）とを対向させた状態でこれらを相対的に移動させ、基板と塗布器との間で発生する塗布液（塗布液のビード）の表面張力により、吐出口から塗布液を吐出させる（引き出す）ことができる。このため、細長い吐出口に対向して基板が存在する部分では、塗布液が吐出される（引き出される）のに対して、基板の無い部分では塗布液の吐出がされない（引き出されない）。この結果、シリコンウエハ等のような円形の基板に対して、塗布液を無駄に消費することなく、必要な部分に塗膜を形成することが可能となり、塗布液の利用効率を高めることができる。
【０００４】
また、このようなスリットコータ（キャピラリーコータともいう）は、従来、塗布器の吐出口を上に向けた構成であったが、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、吐出口を下向きにしたものが提案されている。このスリットコータでは、塗布器の吐出口を下向きにした状態とし、この塗布器内の塗布液の圧力（内圧）を負圧に保つ制御を行っている。そして、基板と塗布器との間に発生する塗布液（塗布液のビード）の表面張力により塗布液を塗布器から引き出し、シリコンウエハのような円形の基板に対して塗布液を効率よく塗布している。
なお、吐出口を下向きとする利点は、基板の塗布面を上に向けることが可能となり、これにより、基板のハンドリングが簡易になる点、塗布後の液流れを抑えることができる点にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−９８３７１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９２９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
塗布器の吐出口を下向きにしたキャピラリーコータを用いて基板に塗布液を塗布する場合、塗布液の膜厚に影響を与える主な制御パラメータは、塗布器内の圧力や塗布速度である。これら制御パラメータを用いて制御を行って塗布しても、膜厚を安定して再現させるためには、高い精度での制御が必要となる。
【０００７】
前記特許文献１に記載のキャピラリーコータは、塗布器の内部に塗布液を溜める幅狭の貯留室が形成されており、この貯留室の圧力（気圧）を制御する構成となっている。貯留室の塗布液が吐出口から吐出されると、つまり、塗布のために塗布液が消費されると、貯留室の塗布液の液面が低下する。塗布器（貯留室）には外部から新たに塗布液は供給されるが、貯留室は幅狭であるため、塗布液の消費（及び供給）に伴う液面高さの変動が大きく、この結果、貯留室の圧力を一定に保つ制御は実質困難である。
【０００８】
また、前記特許文献２に記載のキャピラリーコータは、塗布器と配管を介して接続された塗布液を溜めるタンクを備えており、塗布器内の圧力が一定となるよう、塗布器に設けた圧力センサの測定値を基にして前記タンクの圧力をフィードバック制御している。しかし、タンクから塗布器までの流路（配管）を塗布液が流れる際に生じる圧力損失により、塗布液の動きが遅れ、制御の応答性が低下する場合がある。すなわち、タンクの圧力を制御しても、その制御による圧力変化が塗布器内の圧力に反映されるまでに時間的なズレが生じ、この結果、塗布器内の圧力が所望の圧力にならなかったり、塗布器内の圧力が変動したりするという問題がある。
【０００９】
以上のように、塗布器内の圧力の制御が不安定であると、塗布器から吐出される塗布液の吐出量が変動し、この結果、被塗布部材上に形成される塗膜の膜厚が均一とならない可能性がある。
そこで、本発明は、上記のようなキャピラリーコータ（キャピラリー塗布）の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被塗布部材に形成する塗膜の厚さを所望の厚さにすることが可能となる塗布装置及び塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の塗布装置は、塗布液が溜められる溜め部、塗布液を吐出する吐出口、及び、前記溜め部と前記吐出口とを繋ぐスリット状流路を有し、被塗布部材に対して当該吐出口から塗布液を吐出する塗布器と、前記塗布器と前記被塗布部材とを当該被塗布部材の被塗布面に平行な方向に相対移動させる移動手段と、前記塗布器に塗布液を供給するポンプと、前記相対移動を行いながら前記被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作の際、前記塗布器内の塗布液を負圧にしつつ前記ポンプから塗布液を前記塗布器に供給するための制御を行う制御装置と、を備えている。
この塗布装置によれば、吐出口から塗布液を吐出して、所望の厚さの塗膜を被塗布部材（被塗布面）上に形成することが可能となるキャピラリー塗布を行うことができる。
【００１１】
また、前記制御装置は、前記塗布動作の際、前記吐出口から吐出される塗布液の量に応じた塗布液を前記ポンプから前記塗布器に供給する制御を行うことができる。
この構成によれば、塗布動作の際、吐出口から吐出されることで消費される塗布液の量に応じた塗布液がポンプから塗布器に供給されるので、所望の厚さの塗膜を被塗布部材（被塗布面）上に形成するキャピラリー塗布の制御が容易となる。
【００１２】
また、前記塗布装置は、前記塗布器内の塗布液に圧力を作用させる圧力付与装置と、前記塗布器内の塗布液の圧力を測定する圧力センサと、を更に備え、前記制御装置は、前記塗布器内の塗布液を負圧にするために前記圧力付与装置によって前記塗布器内の塗布液の圧力制御を行うと共に、前記圧力センサの測定結果に基づいて前記ポンプによる塗布液の調整制御を行うことができる。
この構成によれば、塗布器内の圧力（負圧）を一定に保つための圧力制御が行われ、所望の厚さの塗膜を被塗布部材（被塗布面）上に形成するキャピラリー塗布の制御が容易となる。
【００１３】
また、被塗布部材の塗布開始部へ塗布液を付着させる際、塗布液の吐出量を適切に制御して所望の膜厚を塗布開始部から得るのが好ましい。そこで、前記制御装置は、前記被塗布部材に対する塗布液の付着を開始する液付け動作のために、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給し、当該供給により前記塗布器内の塗布液の圧力を高めた後、当該圧力の低下が検出されると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止するのが好ましい。
ポンプから塗布器に塗布液の供給を行うと、一旦、塗布器内の塗布液の圧力が高まり、これにより、吐出口から塗布液が吐出される。そして、塗布液が被塗布部材に接すると、塗布液の表面張力によって塗布器内の塗布液を更に引き出そうとし、これにより、塗布器内の圧力が低下する。そこで、この圧力の低下が検出されると、ポンプによる塗布液の供給を停止することで、液付け動作の際に過剰な塗布液が被塗布部材に付着するのを防ぐことが可能となる。
【００１４】
また、前記液付け動作のために、前記塗布装置は、前記塗布器と配管を通じて接続され塗布液を溜めているタンクと、前記塗布器内の塗布液の圧力を所定の値に保つように前記タンクに溜めている塗布液の圧力を調整するための圧力調整器と、前記塗布器と前記タンクとを連通及び遮断可能とするバルブと、を更に備え、前記制御装置は、前記バルブにより前記塗布器と前記タンクとの連通を遮断している状態で、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給してから、前記圧力の低下が検出されると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止すると共に、前記バルブを動作させて前記タンクと前記塗布器とを連通させるのが好ましい。
この構成によれば、液付け動作の際、吐出口から吐出された塗布液が被塗布部材に付着した後において、塗布器内の塗布液の圧力を一定値（負圧）に保つことが可能となる。
【００１５】
また、本発明の塗布方法は、塗布液が溜められる溜め部、塗布液を吐出する吐出口、及び、前記溜め部と前記吐出口とを繋ぐスリット状流路を有する塗布器の当該吐出口から、被塗布部材に対して塗布液を吐出してキャピラリー塗布を行うための方法であって、前記塗布器と前記被塗布部材とを当該被塗布部材の被塗布面に平行な方向に相対移動させながら、当該被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作を行い、前記塗布動作の際、前記塗布器内の塗布液を負圧にしつつ当該塗布器と繋がるポンプから塗布液を当該塗布器に供給する。
この塗布方法によれば、吐出口から塗布液を吐出して、所望の厚さの塗膜を被塗布部材（被塗布面）上に形成することが可能となるキャピラリー塗布を行うことができる。
【００１６】
また、前記塗布動作の際、前記吐出口から吐出される塗布液の量に応じた塗布液を前記ポンプから前記塗布器に供給する。
この構成によれば、塗布動作の際、吐出口から吐出されることで消費される塗布液の量に応じた塗布液がポンプから塗布器に供給されるので、所望の厚さの塗膜を被塗布部材（被塗布面）上に形成するキャピラリー塗布の制御が容易となる。
【００１７】
また、前記塗布器内の塗布液の圧力が圧力センサによって測定され、前記塗布器内の塗布液を負圧にするために当該塗布器内の塗布液の圧力制御を行うと共に、前記圧力センサの測定結果に基づいて前記ポンプによる塗布液の調整制御を行う。
この構成によれば、塗布器内の圧力（負圧）を一定に保つための圧力制御が行われ、所望の厚さの塗膜を被塗布部材（被塗布面）上に形成するキャピラリー塗布の制御が容易となる。
【００１８】
また、被塗布部材の塗布開始部へ塗布液を付着させる際、塗布液の吐出量を適切に制御して所望の膜厚を塗布開始部から得るのが好ましい。そこで、前記被塗布部材に対する塗布液の付着を開始する液付け動作のために、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給し、当該供給により前記塗布器内の塗布液の圧力を高めた後、当該圧力の低下を検出すると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止するのが好ましい。
ポンプから塗布器に塗布液の供給を行うと、一旦、塗布器内の塗布液の圧力が高まり、これにより、吐出口から塗布液が吐出される。そして、塗布液が被塗布部材に接すると、塗布液の表面張力によって塗布器内の塗布液を更に引き出そうとし、これにより、塗布器内の圧力が低下する。そこで、この圧力の低下が検出されると、ポンプによる塗布液の供給を停止することで、液付け動作の際に過剰な塗布液が被塗布部材に付着するのを防ぐことが可能となる。
【００１９】
また、前記液付け動作のために、前記塗布器には、塗布液を溜めているタンクが配管を通じて接続されていると共に、当該塗布器と当該タンクとを連通及び遮断可能とするバルブが設けられており、前記塗布器内の塗布液の圧力を所定の値に保つように前記タンクに溜めている塗布液の圧力が、圧力調整器によって調整可能であり、前記バルブにより前記塗布器と前記タンクとの連通を遮断している状態で、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給してから、前記圧力の低下を検出すると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止すると共に、前記バルブを動作させて前記タンクと前記塗布器とを連通させるのが好ましい。
この構成によれば、液付け動作の際、吐出口から吐出された塗布液が被塗布部材に付着した後において、塗布器内の塗布液の圧力を一定値（負圧）に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、塗布器に供給する塗布液の量をポンプにより所定の量に制御することで、塗布器から被塗布部材に吐出された塗布液の表面張力により吐出口から塗布器外に吐出されようとする塗布液の量を抑制することができる。この結果、塗布動作の際、塗布器内の塗布液が負圧に維持され、被塗布部材に塗布する塗膜の厚さを所望の厚さにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】塗布装置の全体構成を説明する概略構成図である。
【図２】塗布器及び基板の説明図である。
【図３】塗布方法を説明する説明図である。
【図４】塗布方法を説明する説明図である。
【図５】塗布方法を説明する説明図である。
【図６】塗布方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔塗布装置の構成について〕
図１は、塗布装置の全体構成を説明する概略構成図である。この塗布装置５は、例えば枚葉状である被塗布部材に塗布液を吐出して均一な厚さの塗膜を形成するための装置である。なお、本実施形態で説明する被塗布部材は、円形の基板７（図２（Ａ）参照）であり、具体的には円形のシリコンウエハである。
【００２３】
塗布装置５は、基板７よりも上側に位置する塗布器１０（ノズル、スリットダイともいう）を備えており、この塗布器１０から塗布液を吐出し、基板７の上面に塗布液を塗布する。基板７の上面が、塗布液が塗布される被塗布面８となり、この被塗布面８が上向きとなる姿勢で基板７はステージ９上に支持され、その状態で塗布が行われる。
塗布装置５は、塗布液を吐出する前記塗布器１０の他に、基板７と塗布器１０とを相対的に移動させる移動手段２０と、塗布器１０に塗布液を供給するためのポンプ３０と、塗布器１０内の塗布液に圧力を作用させる圧力付与装置４０と、各種制御を行うコンピュータからなる制御装置５０と、塗布器１０内の塗布液の圧力を計測するための圧力センサ６０とを備えている。
【００２４】
塗布器１０について説明する。塗布器１０は、図２（Ａ）に示すように一方向に長い直線状のノズルからなり、その下端に、塗布液を吐出する一方向に長い吐出口１１が設けられている。前記のとおり基板７（被塗布面８）は円形であり、吐出口１１は基板７の直径Ｄ（基板７の前記一方向の最大寸法）よりも大きな幅寸法Ｗを有している（Ｗ＞Ｄ）。このため、塗布器１０（吐出口１１）には、基板７が直下に存在する部分と、基板７が直下に存在しない部分とが生じ、また、これらの部分それぞれの範囲（長さ）は、基板７と塗布器１０（吐出口１１）との相対的な位置に応じて変化する。図２（Ａ）は、塗布器１０及び基板７を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、この塗布器１０のうち、基板７が直下に存在する部分における断面図であり、図２（Ｃ）は、塗布器１０のうち、基板７が直下に存在していない部分における断面図である。
【００２５】
図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、塗布器１０は、塗布液が溜められる溜め部１３、塗布液を吐出する吐出口１１、及び、溜め部１３と吐出口１１とを繋ぐスリット状流路１２を有している。これら溜め部１３、スリット状流路１２及び吐出口１１は、一方向（図２（Ｂ）（Ｃ）の紙面に直交する方向）に沿って長く形成されている。溜め部１３は、吐出口１１から吐出させる塗布液を一旦溜めるために拡大させた領域である。スリット状流路１２の下端が吐出口１１となっている。そして、この塗布器１０では、基板７に対して吐出口１１から塗布液が下向きに吐出される。後述する塗布動作の際、溜め部１３、スリット状流路１２は、塗布液で満たされた状態（つまり、充満状態）となる。本実施形態では、吐出口１１から塗布液が吐出される方向は、下向きであるが、これに限らず、斜め下向きであってもよく、また、横向き（水平方向向き）、上向き、斜め上向きとする場合もある。
【００２６】
図１において、圧力センサ６０は、塗布器１０に設けられており、塗布器１０内の塗布液の圧力を測定するセンサである。本実施形態では、圧力センサ６０の検出部（センサ部）は溜め部１３において露出しており、溜め部１３の塗布液の圧力（内圧）が測定される。圧力センサ６０の測定結果は制御装置５０に入力される。なお、以下において「塗布器１０内の圧力」は、溜め部１３の塗布液の圧力を意味する。
【００２７】
塗布装置５は、装置基台６、及び、この装置基台６に搭載され基板７を上に載せるステージ９を備えている。ステージ９上の基板７の被塗布面８は水平となる。そして、本実施形態では、ステージ９に対して塗布器１０が移動手段２０によって移動可能となっている。
移動手段２０は、装置基台６に設けられているレール２１、このレール２１に沿って水平方向に移動する可動ブロック２２、及び、可動ブロック２２を移動させるリニアアクチュエータ２３を備えている。そして、塗布器１０は可動ブロック２２に搭載されている。この移動手段２０により、固定状態にあるステージ９上の基板７に対して、塗布器１０が水平方向に移動可能となる。なお、移動手段２０は、塗布器１０と基板７とを基板７の被塗布面８に平行な方向に相対移動させる構成であればよく、図示しないが、固定状態にある塗布器１０に対してステージ９（基板７）を移動させる構成であってもよい。また、移動手段２０は、塗布器１０を上下方向に移動させる昇降アクチュエータ２４を備えている。これにより、基板７に対する塗布器１０（吐出口１１）の高さを調整することが可能である。移動手段２０は、制御装置５０によって制御され、所定の速度（具体的には一定速度）で塗布器１０を水平方向に移動させることができる。
【００２８】
この塗布装置５では、基板７と塗布器１０（吐出口１１）とを上下方向に対向させた状態で、移動手段２０によってこれらを相対的に移動させ、基板７と塗布器１０との間で発生する塗布液（塗布液のビード３）に働く表面張力によって塗布器１０から塗布液を吐出させる。このため、細長い吐出口１１に対して、図２（Ｂ）に示すように基板７が存在する部分では塗布液が吐出されるのに対して、図２（Ｃ）に示すように基板７の無い部分では塗布液の吐出がされない。これにより、円形の基板７を塗布対象とした場合に、塗布液を無駄にすることなく、必要な部分に塗膜を形成することが可能となり、塗布液の利用効率を高めている。
【００２９】
図１において、ポンプ３０は、塗布器１０に所望の量の塗布液を供給する機能を有している。ポンプ３０は、任意の流量の塗布液を精度よく送り出すことが可能であり、例えば、シリンジポンプ（定量ポンプ）である。塗布器１０とポンプ３０とは配管８１を通じて接続されており、配管８１には開閉切り換えバルブ７１が設けられている。ポンプ３０は、制御装置５０によって制御され、単位時間当たりの塗布液の送り量が制御されて、塗布液が塗布器１０に供給される。ポンプ３０によって塗布器１０に塗布液が供給されることで、この塗布器１０の吐出口１１から塗布液が吐出される。また、ポンプ３０は、塗布液を供給するための動作と反対の動作を行うことで、塗布器１０側の塗布液を吸引することも可能である。この吸引動作は、後に説明するが、ポンプ３０への塗布液の補充、及び、制御モード（その２）の際に行われる。
【００３０】
また、塗布装置５は、塗布液を溜めるタンク（第一タンク）３５を更に備えている。このタンク３５は、前記配管８１から延長された配管８３を通じてポンプ３０と接続されている。配管８３には開閉切り換えバルブ７３が設けられている。タンク３５に溜めることができる塗布液の容量は、ポンプ３０の容量よりも大きく、タンク３５に溜められている塗布液は、ポンプ３０に補充するための塗布液となる。
【００３１】
圧力付与装置４０は、タンク（第二タンク）４１及び圧力調整器４２を含む。タンク４１は、塗布液を溜めていると共に、配管８２を通じて塗布器１０と接続されている。配管８２には開閉切り換えバルブ７２が設けられており、バルブ７２が開状態で、タンク４１と塗布器１０（溜め部１３）との間で塗布液が流通可能となっている。バルブ７２は、塗布器１０と第二タンク４１とを連通及び遮断可能とする。タンク４１に溜めることができる塗布液の容量は、塗布器１０の溜め部１３の容量（容積）よりも大きい。
圧力調整器４２は、レギュレータからなり、タンク４１の塗布液に作用させる圧力を変化させる。圧力調整器４２は、制御装置５０によって制御され、タンク４１の塗布液の圧力（内圧）を調整する。タンク４１と塗布器１０とは配管８２を通じて接続されていることから、タンク４１の塗布液の圧力を調整することで、塗布器１０（溜め部１３）の塗布液の圧力を所定の圧力に制御することができる。例えば、タンク４１の塗布液の圧力（ゲージ圧）を負圧に調整することで、塗布器１０（溜め部１３）の塗布液の圧力（ゲージ圧）を負圧にすることができる。
【００３２】
このように、本実施形態では、圧力調整器４２は、塗布器１０内の塗布液の圧力を所定の値（負圧）に保つようにタンク４１に溜めている塗布液の圧力を調整するためのものであり、これら圧力調整器４２及びタンク４１によって、塗布器１０内の塗布液に圧力（負圧）を作用させる圧力付与装置４０が構成されている。
【００３３】
以上の構成を備えている塗布装置５には、塗布器１０に対してそれぞれ繋がるポンプ制御ラインＬ１及び圧力制御ラインＬ２が含まれる。ポンプ制御ラインＬ１には、配管８１，８３、バルブ７１，７３、ポンプ３０及び第一タンク３５が含まれる。圧力制御ラインＬ２には、配管８２、バルブ７２、第二タンク４１及び圧力調整器４２が含まれる。後述する塗布動作及び液付け動作それぞれにおいて、これらポンプ制御ラインＬ１及び圧力制御ラインＬ２の一方又は双方が選択的に用いられる。
【００３４】
本実施形態の塗布装置５は、塗布動作のために二つの制御モードを有しており、択一的に採用される。このために、制御装置５０の記憶手段に記憶されているコンピュータプログラムには、二つの制御モードのプログラムが含まれており、選択的に実行される。なお、前記塗布動作とは、移動手段２０（リニアアクチュエータ２３）によって基板７と塗布器１０との相対移動を行いながら、この基板７に対して吐出口１１から塗布液を吐出する動作である。
【００３５】
以下において、前記構成を備えている塗布装置５によって行われる塗布方法について説明する。この塗布方法には、基板７に対する塗布液の付着を開始する液付け動作が含まれており、この液付け動作に続いて塗布動作が行われる。
【００３６】
〔制御モード（その１）〕
図３〜図５は、塗布方法を説明する説明図である。なお、以下の説明において、ポンプ３０と塗布器１０との間のバルブ７１を第一バルブ７１と呼び、第二タンク４１と塗布器１０との間のバルブ７２を第二バルブ７２と呼び、第一タンク３５とポンプ３０との間のバルブ７３を第三バルブ７３と呼ぶ。
【００３７】
図３（Ａ）に示すように、塗布器１０から塗布液の初期出しを行う（初期出し工程）。このために、第一バルブ７１を開とし、ポンプ３０を動作させることで吐出口１１から微量の塗布液を吐出する。この初期出し工程では、塗布器１０は基板７上に存在していない。
次に、塗布器１０の吐出口１１の拭き取りが行われる（拭き取り工程：図３（Ｂ）参照）。この際、ポンプ３０は停止した状態にある。
次に、塗布器１０の高さ位置を、ステージ９上の基板７に対して所定の位置とする。塗布器１０の高さ調整は、昇降アクチュエータ２４（図１参照）によって行われる。例えば、吐出口１１と被塗布面８との間隔を数十μｍとする。また、リニアアクチュエータ２３（図１参照）によって、基板７の塗布開始位置（基板７の縁部）の直上に吐出口１１が位置するように塗布器１０を移動させる（準備移動工程）。
この準備移動工程が完了するまでの間において、第二タンク４１の塗布液の圧力を大気圧よりも低く設定する処理（以下、事前処理という）が行われる。
【００３８】
事前処理では、圧力制御ラインＬ２において、第二タンク４１の塗布液の圧力が所定の減圧値（所定の負圧値）に設定される。この減圧値（負圧値）は、制御装置５０に設定されている値であって、塗布器１０の塗布液の圧力を所定の負圧値とさせるための値である。具体的には、塗布動作を行う際において塗布器１０の塗布液に生じさせる負圧値と同じ値とする。第二タンク４１の塗布液の負圧（減圧）は、圧力調整器４２によって行われる。以上の処理が、事前処理である。
この事前処理により、前記準備移動工程までは、第二バルブ７２は閉状態であって、この状態では第二タンク４１の塗布液の圧力は、塗布器１０の塗布液の圧力に影響を与えないが、後に説明するが、第二バルブ７２を開くことで、第二タンク４１の塗布液の負圧を、塗布器１０の塗布液の圧力に作用させ、塗布器１０の塗布液の圧力を瞬時に負圧にさせることができる。
【００３９】
次に、ポンプ３０を動作させ塗布器１０に塗布液を供給する（図４（Ａ）参照）。この際、ポンプ３０による塗布液の供給量は、超少量であり、塗布動作の際の供給量よりも少ない。これにより、吐出口１１から微量の塗布液が吐出される。また、ポンプ３０による塗布液の供給により、塗布器１０内の塗布液の圧力は上昇し、大気圧に近づく。
そして、吐出口１１から吐出された微量の塗布液が基板７に接すると（図４（Ｂ）参照）、塗布器１０内の圧力が急激に低下する（大気圧より低い負圧に戻る）。これは、基板７に接した塗布液の表面張力及び毛細管減少（キャピラリー）により塗布器１０内の塗布液が基板７側に引き出されるためである。
【００４０】
圧力センサ６０は塗布器１０内の圧力を刻々と測定していることから、基板７に塗布液が接することに起因する塗布器１０内の圧力低下が制御装置５０において検出されると、第二バルブ７２を開く（図４（Ｃ）参照）。更に、ポンプ３０による塗布液の供給を停止する。これにより、前記事前処理が行われていることと協働して、塗布器１０の塗布液は、第二タンク４１の塗布液の圧力の影響を受け、塗布器１０の塗布液の圧力は負圧となる。この結果、塗布器１０から塗布液が流出し続けるのを防ぐことができ、基板７と吐出口１１との間に塗布液によるビード３が形成される（図４（Ｃ）参照）。
【００４１】
以上の図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す工程が、前記液付け動作（液付け工程）であり、この液付け動作では、前記のとおり、制御装置５０によって次の制御が行われる。つまり、基板７に対する塗布液の付着を開始する液付け動作のために、ポンプ３０により塗布液を塗布器１０に供給し、この供給により塗布器１０内の塗布液の圧力を高めた後、この圧力の低下が圧力センサ６０によって検出されると、ポンプ３０による塗布液の供給を停止する。更に本実施形態では、第二バルブ７２により塗布器１０と第二タンク４１との連通を遮断している状態（つまり、第二バルブ７２が閉状態）で、ポンプ３０により塗布液を塗布器１０に供給してから、圧力センサ６０によって圧力の低下が検出されると、ポンプ３０による塗布液の供給を停止すると共に、第二バルブ７２を動作させて（つまり、第二バルブ７２を開いて）第二タンク４１と塗布器１０とを連通させる。
この液付け動作によれば、ポンプ３０から塗布器１０に塗布液の供給を行うと、一旦、塗布器１０内の塗布液の圧力が高まり、これにより、吐出口１１から塗布液が吐出される。そして、塗布液が基板７に接すると、塗布液の表面張力によって塗布器１０内の塗布液を更に引き出そうとし、これにより、塗布器１０内の圧力が低下する。そこで、この圧力の低下が圧力センサ６０によって検出されると、ポンプ３０による塗布液の供給を停止することで、液付け動作の際に過剰な塗布液が基板７に付着するのを防ぐことが可能となる。更に、第二バルブ７２を開いて第二タンク４１と塗布器１０とを連通させることで、吐出口１１から吐出された塗布液が基板７に付着した後において、塗布器１０内の塗布液の圧力を一定値（負圧）に保つことが可能となる。
【００４２】
以上のように液付け動作され、第二タンク４１の塗布液の圧力の影響によって、塗布器１０内の塗布液の圧力が負圧になると（両者の圧力が等しくなると）、第二バルブ７２を閉じる。そして、図５（Ａ）に示すように、塗布動作（塗布工程）が行われる。この工程では、移動手段２０（リニアアクチュエータ２３）により塗布器１０の水平方向の移動を開始させると共に、ポンプ３０による塗布液の供給が開始される。そして、塗布器１０を水平方向に移動させながら、ポンプ３０による塗布液の供給が行われる。
【００４３】
本実施形態では、塗布器１０の移動速度は一定である。ここで、基板７は円形であることから、前記のとおり（図２参照）、塗布器１０（吐出口１１）には、基板７が直下に存在する部分と、基板７が直下に存在していない部分とが生じており、また、これらの部分それぞれの範囲は、基板７と塗布器１０との相対的な位置に応じて変化する。そして、細長い吐出口１１に対して、図２（Ｂ）に示すように基板７が存在する部分では塗布液が吐出されるのに対して、図２（Ｃ）に示すように基板７の無い部分では塗布液の吐出がされない。
したがって、塗布器１０を一定速度で移動させて塗布液を円形の基板７に対して塗布し、一定の膜厚の塗膜を基板７上に形成するためには、吐出口１１から吐出させるべき塗布液の量が、基板７に対する塗布器１０の位置に応じて異なる。そこで、ポンプ３０から、塗布液を一定量送り出すのではなく、一定の膜厚の塗膜を基板７上に形成するために必要となる量を送り出す制御（定量吐出制御）が行われる。つまり、ポンプ３０から送り出される塗布液の量は、基板７の幅方向の変化（形状変化）に応じて変化する塗布液量（前記必要となる量）に相当する量とする。なお、基板７の前記幅方向は、塗布器１０（吐出口１１）の長手方向と一致する方向である。
【００４４】
前記のようにしてポンプ３０から送り出される塗布液の量は、制御装置５０の記憶手段に記憶されているコンピュータプログラムに設定される。つまり、コンピュータプログラムには、塗布器１０と基板７との相対的な位置と、その位置での塗布液の吐出量（供給量）とが対応付けられたデータが含まれており、このデータに基づいて、制御装置５０がポンプ３０及び移動手段２０を動作させる。これにより、圧力センサ６０の計測値を用いなくても、設定された量の塗布液が塗布器１０から吐出され、一定の膜厚を基板７上に形成することが可能となる。なお、位置に基づく前記吐出量は、形成する塗膜に応じて予め求められた値であり、塗膜によって変わる。
【００４５】
また、塗布動作開始の際には、前記事前処理が実行され、塗布器１０内の塗布液の圧力は負圧にされており、そして、吐出口１１から吐出される塗布液量についてポンプ３０から塗布器１０へ補給されるので、塗布器１０内の圧力は、塗布動作の間、負圧のまま一定値に維持される。
【００４６】
以上のように、制御モード（その１）では、塗布動作の際、制御装置５０により、次の制御が行われる。つまり、塗布動作の際、吐出口１１から吐出されることで消費される塗布液の量に応じた塗布液を、ポンプ３０から塗布器１０に供給するための制御が行われる。この制御により、塗布器１０内の塗布液を負圧に維持しつつ、所望の均一厚さの塗膜を基板７（被塗布面８）上に形成するキャピラリー塗布の制御が容易となる。
【００４７】
そして、図５（Ｂ）に示すように、基板７の塗布終了位置（基板の縁部）に塗布器１０（吐出口１１）が到達すると、ポンプ３０による塗布液の供給が停止される。
供給が停止されると、図示しないが、塗布器１０を昇降アクチュエータ２４によって上昇させ、第一バルブ７１を閉じ、第三バルブ７３を開く。そして、ポンプ３０は、第一タンク３５の塗布液を吸引して補充し、次の塗布に備える。また、塗布液が塗布された基板７は、ステージ９から取り外され、乾燥機に運ばれる。
【００４８】
以上より、制御モード（その１）では、塗布により消費される塗布液をポンプ３０により供給する制御が行われる。この制御の際、圧力制御ラインＬ２の第二バルブ７２が閉の状態にあり、ポンプ制御ラインＬ１のポンプ３０のみによる液供給となる。ポンプ３０は、予め設定された塗布器１０からの塗布液の吐出量に応じた分だけ、塗布器１０に塗布液を供給する。この際、塗布器１０へ供給する塗布液量は、毛細管現象及び塗布動作により基板７と塗布器１０との間の塗布液のビード３に生じるせん断力によって塗布器１０の外に引き出されようとする塗布液の量より少なめに設定されており、これにより、吐出を抑制しながらの供給となる。この結果、ポンプ３０によって塗布液が供給されているが、塗布器１０内には、塗布液を外へ引き出そうとする力が吐出口１１より働き、塗布器１０内の塗布液は負圧の状態に保たれる。
【００４９】
〔制御モード（その２）〕
塗布器１０から塗布液の初期出しを行う初期出し工程、塗布器１０の吐出口１１の拭き取りが行われる拭き取り工程、及び、基板７の塗布開始位置（基板７の縁部）の直上に吐出口１１が位置するように塗布器１０を移動させる準備移動工程は、前記制御モード（その１）における、初期出し工程（図３（Ａ））、拭き取り工程（図３（Ｂ））、及び、準備移動工程（図３（Ｃ））と同様に行われる。
また、準備移動工程が完了するまでの間において、前記事前処理を行う点も、制御モード（その１）と同様である。
そして、基板７に対する塗布液の付着を開始する液付け動作（液付け工程）が、開始される。この液付け動作は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す制御モード（その１）の液付け動作（液付け工程）と同様である。
制御モード（その１）と同様である点についての説明は、ここでは省略する。
【００５０】
液付け動作が完了すると、基板７と吐出口１１との間に塗布液によるビード３が形成される（図４（Ｃ）参照）。液付け動作が行われ、第二バルブ７２を開いて第二タンク４１と塗布器１０とを連通させることで、吐出口１１から吐出された塗布液が基板７に付着した後において、塗布器１０内の塗布液の圧力が一定値（負圧）に保たれる。
第二タンク４１の塗布液の圧力の影響によって、塗布器１０内の塗布液の圧力が負圧になると、前記制御モード（その１）では第二バルブ７２を閉じるが（図５（Ａ）参照）、制御モード（その２）では第二バルブ７２は開状態を維持する（図６（Ａ）参照）。そして、塗布動作（塗布工程）が行われる。この工程では、移動手段２０（リニアアクチュエータ２３）による塗布器１０の水平方向の移動を開始させると共に、第二タンク４１の塗布液の圧力を制御することでこの第二タンク４１と繋がっている塗布器１０の塗布液の圧力を一定値（一定の負圧値）に保ち、更に、ポンプ３０により塗布器１０へ塗布液の供給が可能となる状態になる。つまり、移動手段２０により塗布器１０を水平方向に移動させながら、第二タンク４１及び圧力調整器４２による圧力制御と、ポンプ３０による塗布液の供給が行われる供給制御とが、制御装置５０によって行われる。
【００５１】
塗布動作において行われる前記圧力制御は、第二タンク４１の塗布液の圧力を設定値に保つことで、塗布器１０の塗布液の圧力が所定（一定）の負圧値となるようにする制御である。
また、塗布動作において行われる前記供給制御は、圧力センサ６０の計測値に基づくフィードバック制御である。すなわち、制御装置５０は、圧力センサ６０の計測値の変化を刻々と検出し、この変化量が閾値（許容値）を越えた場合、ポンプ３０による塗布液の供給又は吸引を行う。具体的に説明すると、圧力センサ６０による計測値が低下してその変化量が閾値を越えた場合、塗布液を供給する動作を行い、計測値が上昇してその変化量が閾値を越えた場合、塗布液を吸引する動作を行う。このように、制御装置５０は、ポンプ３０による塗布液の供給又は吸引の調整動作を行うことで、塗布器１０の塗布液の圧力をより一層安定させる。
【００５２】
また、制御モード（その２）においても、塗布器１０の移動速度は一定である。ここで、基板７は円形であることから、前記のとおり（図２参照）、塗布器１０（吐出口１１）には、基板７が直下に存在する部分と、基板７が直下に存在していない部分とが生じており、また、これらの部分それぞれの範囲は、基板７と塗布器１０との相対的な位置に応じて変化する。そして、細長い吐出口１１に対して、図２（Ｂ）に示すように基板７が存在する部分では塗布液が吐出されるのに対して、図２（Ｃ）に示すように基板７の無い部分では塗布液の吐出がされない。
したがって、塗布器１０を一定速度で移動させて塗布液を円形の基板７に対して塗布し、一定の膜厚を基板７上に形成するためには、吐出口１１から吐出させるべき塗布液の量が、基板７に対する塗布器１０の位置に応じて異なる。そこで、ポンプ３０から、塗布液を一定量送り出すのではなく、一定の膜厚の塗膜を基板７上に形成するために必要となる量を送り出す制御が行われる。更に、この制御モード（その２）では、前記のとおり、圧力センサ６０の測定値に基づいてポンプ３０による塗布液の供給又は吸引の制御が行われ、塗布器１０内の圧力を調整している（一定としている）。つまり、ポンプ３０から送り出される塗布液の量は、基板７の幅方向の変化（形状変化）に応じて変化する塗布液量（前記必要となる量）に相当する量と、圧力センサ６０の測定値に基づく制御を行うことで塗布液を供給又は吸引する塗布液量との和になる。
前記制御モード（その１）では、ポンプ３０から送り出される塗布液の量は、制御装置５０に予め記憶されているコンピュータプログラムに設定されるが、制御モード（その２）では、ポンプ３０から送り出される塗布液の量は、圧力センサ６０の測定値に応じて刻々と変化することになる。
【００５３】
以上のように、塗布動作の際、制御装置５０により、次の制御が行われる。つまり、塗布動作の際、塗布器１０内の塗布液を負圧に維持するために圧力付与装置４０（第二タンク４１及び圧力調整器４２）によって塗布器１０内の塗布液の圧力制御が行われると共に、圧力センサ６０の測定結果に基づいて、ポンプ３０による塗布液の供給及び吸引を含む調整制御が行われる。
なお、塗布動作開始の際には、前記事前処理が実行され、塗布器１０の塗布液の圧力は負圧にされており、そして、塗布動作が開始されても、圧力付与装置４０によって塗布器１０の負圧が維持され、また、圧力センサ６０の測定結果に基づいてポンプ３０による制御も行われることから、塗布器１０の塗布液の圧力は、負圧のまま一定値に維持される。
この制御により、塗布器１０内の圧力（負圧）を一定に保つための圧力制御が行われ、均一厚さの塗膜を基板７（被塗布面８）上に形成するキャピラリー塗布の制御が容易となる。
【００５４】
そして、本実施形態では、図６（Ｂ）に示すように、ステージ９上には基板７の他に、この基板７の縁部（塗布終了側の縁部）に隣接してダミー板６５が設けられており、塗布器１０は、基板７に沿って移動して基板７の塗布終了位置（基板７の縁部）を通過し、ダミー板６５に到達するまで、塗布液を吐出し続ける。そして、塗布器１０（吐出口１１）がダミー板６５の所定位置に到達すると、ポンプ３０による塗布液の調整（吐出）が停止されると共に、第二バルブ７２を閉じる。
そして、図示しないが、塗布器１０を昇降アクチュエータ２４によって上昇させ、第一バルブ７１を閉じ、第三バルブ７３を開く。そして、ポンプ３０は、第一タンク３５の塗布液を吸引して補充し、次の塗布に備える。また、塗布液が塗布された基板７は、ステージ９から取り外され、乾燥機に運ばれる。
なお、ダミー板６５を省略して制御モード（その１）のようにして塗布動作を終了させてもよく、また、制御モード（その１）においてダミー板６５を採用してもよい。
【００５５】
この制御モード（その２）では、ポンプ制御ラインＬ１の第一バルブ７１と圧力制御ラインＬ２の第二バルブ７２との双方を開の状態として制御が行われる。塗布動作しながら塗布器１０に設けられている圧力センサ６０により圧力の低下が検知されると、ポンプ３０により塗布器１０に微量の液供給を行うことで、塗布器１０内の圧力を元の設定値に戻すことができる。この操作を短時間にフィードバック制御することで、塗布器１０内の圧力を一定に保つことができる。
なお、ポンプ３０による液供給量については、予測される塗布液の消費に応じた量としてもよいが、更に、設定した液供給量と実際の液消費量との差異が生じた際にフィードバック制御して調整した値とするのが好ましい。
【００５６】
〔制御モード（その１）及び（その２）〕
前記構成を備えている塗布装置５では、制御装置５０は、塗布条件に応じて、ポンプ制御ラインＬ１及び圧力制御ラインＬ２の一方又は双方を選択的に採用することができる。つまり、塗布条件に応じて、制御モード（その１）又は制御モード（その２）が択一的に選択される。塗布条件としては、例えば、基板７に形成する膜厚や、塗布速度（塗布器１０の移動速度）等がある。
【００５７】
制御モード（その１）及び（その２）それぞれにおいて行われる液付け動作（塗布開始時の着液方法）について更に説明する。図４（Ａ）に示すように、圧力制御ラインＬ２の第二バルブ７２を閉、ポンプ制御ラインＬ１の第一バルブ７１を開とした状態で、ポンプ３０からの塗布液の供給により、塗布器１０から微量な塗布液をゆっくりと吐出させる。この際、塗布器１０内の圧力は負圧状態から正圧方向に変化する。そして、塗布器１０から吐出された塗布液が基板７に付着すると（図４（Ｂ）参照）、塗布器１０と基板７との間をつなぐ塗布液（ビード３）が表面張力により塗れ広がろうとすることで、塗布器１０から塗布液を引き出そうとする力が発生する。この力により、塗布器１０内の圧力が負圧方向に変化する。このような塗布器１０内の圧力変化を圧力センサ６０により検知すると、圧力制御ラインＬ２及びポンプ制御ラインＬ１における切り替えを次のように行う。
【００５８】
すなわち、塗布器１０内の圧力変化をもとに、ポンプ３０を停止し、圧力制御ラインＬ２の第二バルブ７２を開とする（図４（Ｃ）参照）。これにより、塗布器１０内の圧力は予め圧力制御ラインＬ２（第二タンク４１）により設定された圧力となる。この際、前記圧力変化からポンプ３０による塗布液の供給停止までの時間、及び、前記圧力変化から第二バルブ７２を開くまでの時間を、タイマーにより設定した所定の時間とする制御を行うことで、塗布開始時に塗布器１０から吐出される塗布液の量を制御することができる。
第二バルブ７２を開とした後、ポンプ３０により塗膜厚制御を行う場合（制御モード（その１））、再び、第二バルブ７２を閉とし、ポンプ３０により塗布液の供給が行われる。圧力制御により塗膜厚制御を行う場合（制御モード（その２））、そのままの第二バルブ７２を開の状態とし、設定圧力に応じた圧力一定制御が行われる。
【００５９】
さらに、基板７の塗布開始部において塗布液を着液する際、ポンプ３０により塗布液の供給を行うことで、毛細管現象により塗布器１０の外に吐出されようとする塗布液の量を必要最小限に抑制している。また、塗布液の着液タイミングを塗布器１０の圧力変化から検知することにより、少量の塗布液吐出でも確実に着液させることができ、安定した塗布開始部の膜厚を得ることが可能となる。
【００６０】
以上のように、前記二つの制御モードそれぞれにおいて、制御装置５０は、塗布動作の際、塗布器１０内の塗布液を負圧に維持した状態でポンプ３０から塗布液を塗布器１０に供給するための制御を行う。この構成によれば、塗布動作の際、塗布器１０に供給する塗布液の量をポンプ３０により所定の量に制御することができ、また、塗布器１０から基板７に吐出された塗布液の表面張力及び毛細管現象により吐出口１１から塗布器１０外に吐出されようとする塗布液の量を抑制することができる。したがって、吐出口１１から塗布液を下向きに吐出して、所望の厚さ（均一厚さ）の塗膜を基板７（被塗布面８）上に形成することが可能となるキャピラリー塗布を行うことができる。
そして、このような塗布装置５が実行する塗布方法（キャピラリー塗布）を、製品の製造方法に適用することで、全面にわたって均一な膜厚を有する塗膜が形成された高品質の製品を、安定して製造することが可能となる。
【００６１】
〔適用条件〕
以上説明した塗布装置５に適用可能となる塗布液としては、粘度が１〜１０００００ｍＰａ・Ｓであり、ニュートニアンであることが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗布液にも適用できる。具体的に適用できる塗布液の例としては、カラーフィルター用のブラックマトリックス、ＲＧＢ色画素形成用塗布液の他、レジスト液、オーバーコート材、柱形成材料等や、半導体用の粘着層用塗布液、平坦化用塗布液、保護膜用塗布液、レジスト液、着色層用塗布液、蛍光発光層用塗布液、ＴＦＴ用ポジレジスト等、等がある。
基板（被塗布部材）７としては、シリコンウエハやガラスの他にアルミ等の金属板、セラミック板、フィルム等を用いてもよい。基板（被塗布部材）７の形状は、矩形形状であってもよく、また、円形等の非矩形形状であってもよい。更に複数の非矩形形状の基板を、塗布器１０の長手方向に沿って並列配置することで、これら基板７に対して同時に塗布してもよい。さらに使用する塗布条件としては、塗布速度が０．１〜１００ｍｍ／秒、より好ましくは０．５〜２０ｍｍ／秒、塗布器１０の吐出口１１と基板７の被塗布面８との間の隙間（スリット間隙）は５０〜１０００μｍ、より好ましくは１００〜５００μｍ、塗布厚さはウエット状態で０．５〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍである。
【００６２】
〔実施例１〕
制御モード（その１）を採用した場合の実施例について説明する。
図１に示す塗布装置５により、直径φ１００×厚さ０．５３ｍｍの円形シリコンウエハに対してポリイミドを塗布した。ポリイミドは粘度４４００ｍＰａ・ｓで、固形分濃度１９％のものであった。塗布器１０として、吐出口１１の塗布幅方向（長手方向、Ｙ方向）の長さが１５０ｍｍ、吐出口１１の間隙（Ｘ方向長さ）が０．４ｍｍのものを用いた。この塗布器１０の溜め部１３の塗布液の圧力を測定するために圧力センサ６０を設けた。
そして、ポンプ３０による吐出量制御で、ウエット膜厚が４０μｍとなるよう、塗布幅変化に応じた吐出量を定め、塗布開始時の塗布器１０内の圧力を−２０Ｐａ（ゲージ圧）、塗布速度０．５ｍｍ／秒の条件で塗布を行った。
塗布した基板７を、１５０℃のホットプレートで１０分間乾燥させた。乾燥後に塗布状況を観察したところ、φ１００の面領域全面に厚さ８μｍの塗膜が形成されており、塗布外周部の２ｍｍ範囲を除いた直径９６ｍｍ以内の範囲で、膜厚むらが±３％以下と良好であった。
【００６３】
〔実施例２〕
制御モード（その２）を採用した場合の別の実施例について説明する。
図１に示す塗布装置５により、直径φ１００×厚さ０．５３ｍｍの円形シリコンウエハに対してカラーレジストを塗布した。カラーレジストは粘度４ｍＰａ・ｓで、固形分濃度１５％のものであった。塗布器１０として、吐出口１１の塗布幅方向（長手方向、Ｙ方向）長さが１５０ｍｍ、吐出口１１の間隙（Ｘ方向長さ）が０．２ｍｍのものを用いた。この塗布器１０の溜め部１３の塗布液の圧力を測定するために圧力センサ６０を設けた。
そして、定圧制御による吐出量制御として、塗布器１０内の圧力変動の補正をポンプ３０によって実施した。
塗布開始時の塗布器１０内の圧力を−１８０Ｐａ（ゲージ圧）、塗布速度２ｍｍ／秒の条件で、吐出圧の変動が閾値として５Ｐａ以内となるようポンプ３０についてフィードバック制御を行いつつ塗布動作を行った。
塗布した基板７について、２５秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１２０℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥させた。
乾燥後に塗布状況を観察したところ、φ１００の面領域全面に厚さ８００ｎｍの塗膜が形成されており、塗布外周部の２ｍｍ範囲を除いた直径９６ｍｍ以内の範囲で、膜厚むらが±３％以下と良好であった。
【００６４】
本実施形態のように塗布器１０（吐出口１１）から塗布液を吐出する方向を下向きとする場合（下向きキャピラリー塗布の場合）、塗布器１０内の塗布液を負圧にすることの意義は、次の（１）（２）にある。
（１）塗布器１０内の塗布液が（自重によって）自由に吐出口１１から流れ出ないようにするため。
（２）基盤７上に形成される膜厚を調整するため。
【００６５】
なお、塗布液の吐出方向が上向き（斜め上向きを含む。）となるように塗布装置５を構成してもよい。この場合（上向きキャピラリー塗布の場合）図示しないが（図１を参考にして説明すると）吐出口１１が下向きの場合と同じ状態で、吐出口１１とその上方の基板７との間に塗布液のビードを形成し、吐出口１１付近（スリット状流路１２）の塗布液が負圧となるようにする。この動作の際、圧力調整器４２によりタンク４１に加える圧力値は、吐出口１１付近の塗布液が所定の負圧となることをもとに算出した圧力値であり、負圧でなくとも良い。そして、この状態で塗布動作を行う。つまり、塗布動作の際、塗布器１０内の吐出口１１付近の塗布液を負圧にしつつポンプ３０から塗布液を塗布器１０に供給するための制御が、制御装置５０によって実行される。具体的には、吐出口１１から吐出される塗布液の量に応じた塗布液をポンプ３０から塗布器１０に供給する制御を行う。つまり、前記制御モード（その１）に基づく塗布動作が行われる。そして、この制御装置５０は、塗布器１０内の吐出口１１付近の塗布液を負圧に維持するために圧力付与装置４０によって塗布器１０内の塗布液の圧力制御を行うと共に、圧力センサ６０の測定結果に基づいてポンプ３０による塗布液の調整制御を行う機能も有している。つまり、前記制御モード（その２）に基づく塗布動作を行うこともできる。なお、この上向きキャピラリー塗布の場合、塗布器１０内の吐出口１１付近の塗布液を負圧にすることの意義は、前記（２）にある。
【００６６】
〔付記〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
前記実施形態では、被塗布部材を枚葉状の基板７としたが、枚葉状ではなく連続した部材であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
５：塗布装置            ７：基板（被塗布部材）          ８：被塗布面
１０：塗布器            １１：吐出口                    １２：スリット状流路
１３：溜め部            ２０：移動手段                  ３０：ポンプ
３５：第一タンク        ４０：圧力付与装置              ４１：第二タンク
４２：圧力調整器        ５０：制御装置                  ６０：圧力センサ
７１：第一バルブ        ７２：第二バルブ                ７３：第三バルブ
８１：配管              ８２：配管                      ８３：配管
【図１】
2020185570.tif 000003
【図２】
2020185570.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月26日(2020.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液が溜められる溜め部、塗布液を吐出する吐出口、及び、前記溜め部と前記吐出口とを繋ぐスリット状流路を有し、被塗布部材に対して当該吐出口から塗布液を吐出する塗布器と、
前記塗布器と前記被塗布部材とを当該被塗布部材の被塗布面に平行な方向に相対移動させる移動手段と、
前記塗布器に接続されている配管を通じて当該塗布器と繋がり前記溜め部に塗布液を供給するポンプと、
前記相対移動を行いながら前記被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作の際、前記溜め部の塗布液を負圧に維持しつつ前記ポンプから塗布液を前記塗布器に供給するための制御を行う制御装置と、
を備える塗布装置。
【請求項２】
塗布液を溜めていると共に前記塗布器と繋がるタンクと、
前記タンクの塗布液の圧力を負圧に調整することで前記溜め部の塗布液の圧力を負圧にする圧力調整器と、
を更に備える、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記被塗布部材と前記吐出口との間に塗布液によるビードを形成するために、前記圧力調整器は、前記タンクの塗布液の圧力を調整して当該圧力の影響により前記溜め部の塗布液の圧力を負圧とし、
前記制御装置は、前記ビードが形成されている状態で、前記相対移動を行いながら前記被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作の際、前記圧力の影響により生じさせた前記溜め部の塗布液の負圧を維持しつつ前記ポンプから塗布液を前記塗布器に供給するための制御を行う、請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記塗布器と前記タンクとを連通及び遮断可能とする開閉切り換えバルブを更に備え、
前記被塗布部材と前記吐出口との間に塗布液によるビードを形成するために、前記開閉切替バルブが開状態で、前記圧力調整器は、前記タンクの塗布液の圧力を調整して当該圧力の影響により前記溜め部の塗布液の圧力を負圧とし、
前記制御装置は、前記ビードが形成されている状態で、前記相対移動を行いながら前記被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作の際、前記開閉切替バルブを閉状態に切り替え、前記圧力の影響により生じさせた前記溜め部の塗布液の負圧を維持しつつ前記ポンプから塗布液を前記塗布器に供給するための制御を行う、請求項２又は３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記移動手段により前記相対移動を行いながら、前記タンク及び前記圧力調整器による前記溜め部の塗布液を負圧とする圧力制御と、前記ポンプにより塗布液の供給を行う供給制御とを、並行して行う、請求項２又は３に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記ポンプが前記塗布器へ供給する塗布液量は、前記被塗布部材と前記塗布器との間に形成されている塗布液のビードによって当該塗布器の外に引き出されようとする塗布液の量より少なめとすることにより、前記ポンプは、前記塗布器からの塗布液の吐出を抑制しながら供給する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記被塗布部材に対して塗布液を付着させるために、前記ポンプにより塗布液を前記塗布器に供給し、当該供給により前記溜め部の塗布液の圧力を高めることで前記吐出口から塗布液を吐出させ、当該吐出口から吐出させた塗布液が前記被塗布部材に接すると、前記ポンプによる塗布液の供給を停止する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項８】
塗布液が溜められる溜め部、塗布液を吐出する吐出口、及び、前記溜め部と前記吐出口とを繋ぐスリット状流路を有する塗布器の当該吐出口から、被塗布部材に対して塗布液を吐出してキャピラリー塗布を行うための方法であって、
前記塗布器に接続されている配管を通じて当該塗布器と繋がるポンプから前記溜め部に塗布液を供給可能であり、
前記塗布器と前記被塗布部材とを当該被塗布部材の被塗布面に平行な方向に相対移動させながら、当該被塗布部材に対して前記吐出口から塗布液を吐出する塗布動作を行い、
前記塗布動作の際、前記溜め部の塗布液を負圧に維持しつつ前記ポンプから塗布液を当該塗布器に供給する、塗布方法。