特許 6057370 塗布方法および塗布装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6057370

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】塗布方法および塗布装置

(51)【国際特許分類】

   B05D 1/26 20060101AFI20161226BHJP

   B05C 5/02 20060101ALI20161226BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20161226BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   B05D1/26 Z

   B05C5/02

   B05C11/10

   B05D3/00 D

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-37579(P2013-37579)

(22)【出願日】2013年2月27日

(65)【公開番号】特開2014-161836(P2014-161836A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年12月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 俊文

(72)【発明者】

【氏名】福島 雄悟

【審査官】 横島 隆裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１０１８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１９０８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２９３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３９４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３９６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４６９２８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

Ｂ０５Ｃ ５／００−５／０４

Ｂ０５Ｃ ７／００−２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向に長いスリット状の吐出口を有し、当該吐出口から塗布液を吐出する口金と、
前記口金と基板とを前記吐出口の短手方向に相対移動させる相対移動手段と、
前記吐出口から吐出する塗布液の吐出速度と前記相対移動手段による相対移動速度とを制御する制御手段と、
を備えた塗布装置によって、外周部に塗布膜の膜厚精度を要求しない精度要求除外領域を有し、また、当該精度要求除外領域より内側に膜厚精度を要求する精度要求領域を有する基板に対して、前記相対移動手段により前記口金を相対移動させながら前記吐出口から塗布液を吐出して塗布膜を形成する塗布方法であって、
前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する状態において前記制御手段が前記吐出口からの塗布液の吐出および前記相対移動を開始させる、開始工程と、
前記制御手段が、前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する時間内に、前記吐出口からの塗布液の吐出速度および前記相対移動速度を、前記口金と基板との間で塗布液によるビードを維持することが可能な第１吐出速度および第１移動速度まで加速させる、ビード形成工程と、
前記ビード形成工程の後、前記制御手段が、前記ビード形成工程における前記吐出速度および前記相対移動速度の加速度より小さく、かつ、前記吐出速度の加速に起因して前記吐出口の長手方向にわたって生じる前記塗布膜の膜厚の誤差が前記塗布膜に要求される膜厚精度の範囲内となる加速度で、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量を一定に保ちながら、前記吐出速度を前記第１吐出速度よりも高速な第２吐出速度まで加速させ、また、前記相対移動速度を前記第１移動速度よりも高速な第２移動速度まで加速させる、加速工程と、を有し、
前記ビード形成工程と前記加速工程との間に、前記吐出速度および前記相対移動速度を前記第１吐出速度および前記第１移動速度で所定時間維持しながら基板への塗布を行う、安定化工程を有することを特徴とする、塗布方法。

【請求項2】

前記加速工程では、前記制御手段は、前記相対移動速度の加速に対して前記吐出速度の加速のタイミングを遅らせることによって、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量が一定となるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の塗布方法。

【請求項3】

前記加速工程における前記吐出速度および前記相対移動速度の加速形態は、Ｓ字加速であることを特徴とする、請求項１から２のいずれかに記載の塗布方法。

【請求項4】

一方向に長いスリット状の吐出口を有し、当該吐出口から塗布液を吐出する口金と、
前記口金と基板とを前記吐出口の短手方向に相対移動させる相対移動手段と、
前記吐出口から吐出する塗布液の吐出速度と前記相対移動手段による相対移動速度とを制御する制御手段と、
を備え、外周部に塗布膜の膜厚精度を要求しない精度要求除外領域を有し、また、当該精度要求除外領域より内側に膜厚精度を要求する精度要求領域を有する基板に対して、前記相対移動手段により前記口金を相対移動させながら前記吐出口から塗布液を吐出して塗布膜を形成する塗布装置であって、
前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する状態において前記制御手段が前記吐出口からの塗布液の吐出および前記相対移動を開始させる、開始モードと、
前記制御手段が、前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する時間内に、前記吐出口からの塗布液の吐出速度および前記相対移動速度を、前記口金と基板との間で塗布液によるビードを維持することが可能な第１吐出速度および第１移動速度まで加速させる、ビード形成モードと、
前記ビード形成モードの後、前記制御手段が、前記ビード形成工程における前記吐出速度および前記相対移動速度の加速度より小さく、かつ、前記吐出速度の加速に起因して前記吐出口の長手方向にわたって生じる前記塗布膜の膜厚の誤差が前記塗布膜に要求される膜厚精度の範囲内となる加速度で、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量を一定に保ちながら、前記吐出速度を前記第１吐出速度よりも高速な第２吐出速度まで加速させ、また、前記相対移動速度を前記第１移動速度よりも高速な第２移動速度まで加速させる、加速モードと、を有し、
前記ビード形成モードと前記加速モードとの間に、前記吐出速度および前記相対移動速度を前記第１吐出速度および前記第１移動速度で所定時間維持しながら基板への塗布を行う、安定化モードを有することを特徴とする、塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスなどの基板上に塗布液を塗布し、塗布膜を形成させる塗布方法および塗布装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、下記特許文献１に示されるような塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成される。

【0003】

塗布装置の例を図６に示す。塗布装置９０は、口金９１と相対移動手段９２とを有し、相対移動手段９２により口金９１と基板Ｗとを一方向に相対移動させながら口金９１から塗布液を帯状に吐出し、基板Ｗへ略均一な膜厚の塗布膜を形成する。しかし、塗布開始部や塗布終端部まで均一に塗布することは困難であり、特に塗布開始部では他の部位と比べて膜厚の差が出やすい。

【0004】

そこで、塗布装置９０によって塗布された基板Ｗをディスプレイなどの製作に使用するにあたり、図７に幅ｄで示したように塗布開始部および塗布終端部にあたる基板Ｗの外周部は膜厚の精度を要求しない精度要求除外領域Ｒ１とし、この精度要求除外領域Ｒ１よりも内側の部分を、膜厚の精度を要求する精度要求領域Ｒ２として、後の工程では、この精度要求領域Ｒ２にあたる部分を使用している。

【0005】

この運用方法に対し、従来の塗布方法では、塗布装置９０が基板Ｗの精度要求除外領域Ｒ１の上方で塗布を開始してから、口金９１が精度要求除外領域Ｒ１の上方を移動している時間内に、塗布実施時の最終速度まで塗布液の吐出速度の加速および基板Ｗの搬送速度（相対移動速度）の加速を一気に完了させることにより、精度要求領域Ｒ２では一定の吐出速度および搬送速度で均一に塗布膜の形成ができるようにしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−６６４３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、従来の塗布方法では、それでも精度要求領域において膜厚が不均一になるおそれがあるという問題があった。具体的には、近年、塗布時間の短縮を図るために、塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度を高めることが求められ続け、さらに塗布基板の使用効率を高めたいという要望から、精度要求除外領域Ｒ１の幅ｄを狭くして精度要求領域Ｒ２を広げることが求められ続けていた。この場合、基板Ｗを搬送するステージの加速度には限界があるため、吐出速度および搬送速度を一気に最終速度まで加速させようとしても、図８（ａ）に示すように、時刻ｔａで吐出速度および搬送速度がそれぞれ最終速度ＰａおよびＶａに到達する前に時刻ｔｂで精度要求除外領域Ｒ１と精度要求領域Ｒ２の境界に到達する（図８（ａ）でハッチングで表される基板Ｗの移動距離が図８（ｂ）に示す精度要求除外領域Ｒ１の幅ｄとなる）おそれがあった。すなわち、図８（ｂ）に示すように、精度要求除外領域Ｒ１の上方に口金９１が位置している時間内に加速を完了できなくなって精度要求領域Ｒ２の上方でも加速を続けることとなるおそれがあった。その結果、大きい加速度で吐出速度および搬送速度を加速している間は膜厚の均一性が悪くなることから、精度要求領域Ｒ２における膜厚精度が不十分となっていた。

【0008】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、膜厚精度が必要な領域の全面において精度良くかつ短時間で塗布液を塗布することが可能な塗布方法および塗布装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明の塗布方法は、一方向に長いスリット状の吐出口を有し、当該吐出口から塗布液を吐出する口金と、前記口金と基板とを前記吐出口の短手方向に相対移動させる相対移動手段と、前記吐出口から吐出する塗布液の吐出速度と前記相対移動手段による相対移動速度とを制御する制御手段と、を備えた塗布装置によって、外周部に塗布膜の膜厚精度を要求しない精度要求除外領域を有し、また、当該精度要求除外領域より内側に膜厚精度を要求する精度要求領域を有する基板に対して、前記相対移動手段により前記口金を相対移動させながら前記吐出口から塗布液を吐出して塗布膜を形成する塗布方法であって、前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する状態において前記制御手段が前記吐出口からの塗布液の吐出および前記相対移動を開始させる、開始工程と、前記制御手段が、前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する時間内に、前記吐出口からの塗布液の吐出速度および前記相対移動速度を、前記口金と基板との間で塗布液によるビードを維持することが可能な第１吐出速度および第１移動速度まで加速させる、ビード形成工程と、前記ビード形成工程の後、前記制御手段が、前記ビード形成工程における前記吐出速度および前記相対移動速度の加速度より小さく、かつ、前記吐出速度の加速に起因して前記吐出口の長手方向にわたって生じる前記塗布膜の膜厚の誤差が前記塗布膜に要求される膜厚精度の範囲内となる加速度で、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量を一定に保ちながら、前記吐出速度を前記第１吐出速度よりも高速な第２吐出速度まで加速させ、また、前記相対移動速度を前記第１移動速度よりも高速な第２移動速度まで加速させる、加速工程と、を有し、前記ビード形成工程と前記加速工程との間に、前記吐出速度および前記相対移動速度を前記第１吐出速度および前記第１移動速度で所定時間維持しながら基板への塗布を行う、安定化工程を有することを特徴としている。

【0010】

上記塗布方法によれば、ビード形成工程と加速工程とを有することにより、精度要求領域全域において精度良くかつ短時間で塗布を行うことができる。具体的には、ビード形成工程によりまずはビードの維持が可能な最低限の吐出速度および相対移動速度である第１吐出速度および第１移動速度まで、吐出口が精度要求除外領域の上方に位置する時間内に加速させることにより、吐出口が精度要求領域にさしかかる前に所定の膜厚の塗布膜となるように塗布液を塗布する準備を整えることができる。そして、加速工程において、膜厚精度を確保しながら吐出速度および相対移動速度を加速させることができ、その後高速塗布を行って短時間で塗布を完了させることができる。また、安定化工程を有することにより、ビード形成工程終了時に塗布液の吐出量のオーバーシュートが生じた場合でも、このオーバーシュートが収束した状態で加速工程に移行することができ、加速工程における塗布液の膜厚をさらに一定に保つことが可能である。

【0013】

また、前記加速工程では、前記制御手段は、前記相対移動速度の加速に対して前記吐出速度の加速のタイミングを遅らせることによって、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量が一定となるように制御すると良い。

【0014】

こうすることにより、加速工程における塗布液の膜厚をさらに一定に保ちながら吐出速度および相対移動速度を加速させることが可能である。

【0015】

また、前記加速工程における前記吐出速度および前記相対移動速度の加速形態は、Ｓ字加速であると良い。

【0016】

こうすることにより、急激な加速度の変化を防ぐことによって、塗布液の吐出量のオーバーシュートが生じて膜厚精度が悪化することを防ぎ、かつビードを不安定にさせることなく吐出速度および搬送速度を加速させることが可能である。

【0017】

また、上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、一方向に長いスリット状の吐出口を有し、当該吐出口から塗布液を吐出する口金と、前記口金と基板とを前記吐出口の短手方向に相対移動させる相対移動手段と、前記吐出口から吐出する塗布液の吐出速度と前記相対移動手段による相対移動速度とを制御する制御手段と、を備え、外周部に塗布膜の膜厚精度を要求しない精度要求除外領域を有し、また、当該精度要求除外領域より内側に膜厚精度を要求する精度要求領域を有する基板に対して、前記相対移動手段により前記口金を相対移動させながら前記吐出口から塗布液を吐出して塗布膜を形成する塗布装置であって、前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する状態において前記制御手段が前記吐出口からの塗布液の吐出および前記相対移動を開始させる、開始モードと、前記制御手段が、前記吐出口が前記精度要求除外領域の上方に位置する時間内に、前記吐出口からの塗布液の吐出速度および前記相対移動速度を、前記口金と基板との間で塗布液によるビードを維持することが可能な第１吐出速度および第１移動速度まで加速させる、ビード形成モードと、前記ビード形成モードの後、前記制御手段が、前記ビード形成工程における前記吐出速度および前記相対移動速度の加速度より小さく、かつ、前記吐出速度の加速に起因して前記吐出口の長手方向にわたって生じる前記塗布膜の膜厚の誤差が前記塗布膜に要求される膜厚精度の範囲内となる加速度で、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量を一定に保ちながら、前記吐出速度を前記第１吐出速度よりも高速な第２吐出速度まで加速させ、また、前記相対移動速度を前記第１移動速度よりも高速な第２移動速度まで加速させる、加速モードと、を有し、前記ビード形成モードと前記加速モードとの間に、前記吐出速度および前記相対移動速度を前記第１吐出速度および前記第１移動速度で所定時間維持しながら基板への塗布を行う、安定化モードを有することを特徴とする。

【0018】

上記の塗布装置によれば、ビード形成モードと加速モードとを有することにより、精度要求領域全域において精度良く塗布を行うことができる。具体的には、ビード形成モードによりまずはビードの維持が可能な最低限の吐出速度および相対移動速度である第１吐出速度および第１移動速度まで、吐出口が精度要求除外領域の上方に位置する時間内に加速させることにより、吐出口が精度要求領域にさしかかる前に所定の膜厚の塗布膜となるように塗布液を塗布する準備を整えることができる。そして、加速モードにおいて、膜厚精度を確保しながら吐出速度および相対移動速度を加速させることができ、その後高速塗布を行って短時間で塗布を完了させることができる。また、安定化モードを有することにより、ビード形成モード終了時に塗布液の吐出量のオーバーシュートが生じた場合でも、このオーバーシュートが収束した状態で加速モードに移行することができ、加速モードにおける塗布液の膜厚をさらに一定に保つことが可能である。

【発明の効果】

【0019】

本発明の塗布方法および塗布装置によれば、膜厚精度が必要な領域の全面において精度良くかつ短時間で塗布液を塗布することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態における塗布装置の概略図であり、斜視図である。

【図2】塗布装置による基板への塗布膜形成を表す概略図である。

【図3】本実施形態の塗布方法における塗布液の吐出速度および基板の搬送速度の制御方法を表す概略図である。

【図4】口金の長手方向に対する塗布膜の膜厚分布を表すグラフである。

【図5】他の実施形態の塗布方法における塗布液の吐出速度および基板の搬送速度の制御方法を表す概略図である。

【図6】従来の塗布装置の概略図であり、斜視図である。

【図7】基板上の精度要求除外領域と精度要求領域の設定例である。

【図8】従来の塗布方法における塗布液の吐出速度および基板の搬送速度の制御方法を表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

【0022】

図１は、本発明の一実施形態における塗布装置の概略図である。塗布装置１は、基板Ｗに塗布液を塗布する塗布手段２、塗布手段２が有する口金１１と基板Ｗとを相対移動させる相対移動手段３（本実施形態では、基板Ｗを搬送する搬送手段）を備えており、相対移動手段３により口金１１の直下で基板Ｗが搬送されている時に口金１１の吐出口１３から塗布液を吐出することにより、基板Ｗ上に塗布液による塗布膜を形成する。

【0023】

また、塗布装置１はさらに制御手段４を備えており、基板Ｗへ塗布を行う際の吐出速度（単位時間あたりの塗布液の吐出量）、口金１１と基板Ｗの相対移動速度（搬送速度）などを制御している。

【0024】

ここで、本説明における吐出速度とは、実際に吐出口１３から吐出される単位時間あたりの塗布液の吐出量のことを示す。たとえば塗布液の粘度が高い場合には、制御手段４による吐出速度の制御のタイミングに対して、その制御によって実際に吐出口１３から吐出される塗布液の吐出速度が変化するタイミングには遅れが生じるが、その場合、制御手段４はその遅れを想定した上で、早めに制御を実施しているものとする。

【0025】

なお、以下の説明では、基板Ｗの搬送方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向（口金の長手方向）をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

【0026】

塗布手段２は、口金１１を備えている。口金１１は、略直方体状の形状を有する金属製のブロックであり、相対移動手段３による基板Ｗの搬送方向と垂直な方向を長手方向（Ｙ軸方向）とするスリットを内部に有している。また、口金１１は下部にリップ１２を有している。

【0027】

リップ１２は、口金１１から下方に向かって先細りした嘴状に突出する形状を有しており、下端には上記スリットの開口部でありＹ軸方向を長手方向とする吐出口１３が形成されている。そして、図示しない塗布液供給装置から口金１１へ供給された塗布液は、上記スリットを通ってこの吐出口１３から下向きに吐出される。

【0028】

また、吐出口１３は、塗布が行われる際に基板Ｗと所定距離分離間した状態となるよう、Ｚ軸方向の位置が設定されている。ここで、塗布手段２には、吐出口１３のＺ軸方向の位置が調節できるようなＺ軸方向の駆動機構（図示しない）も設けられている。

【0029】

相対移動手段３は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、この相対移動手段３に組み付けられている載置部２１をＸ軸方向に移動させる。そして、載置部２１が基板１１を載置した状態において制御手段４がこの相対移動手段３の駆動を制御することにより、口金１１と基板ＷとがＸ軸方向に相対移動する。そして、口金１１の下方で基板Ｗを相対移動させながら口金１１の吐出口１３から塗布液を吐出することにより、基板Ｗへの塗布液の塗布を行うことが可能である。

【0030】

載置部２１は、基板Ｗを固定する機構を有し、基板Ｗへの塗布動作はこの載置部２１の上に基板Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、載置部２１は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基板Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基板Ｗを吸着固定している。

【0031】

なお、本実施形態では、相対移動手段３は基板Ｗを移動させる形態であるが、口金１１を含んだ塗布手段２の方を移動させることにより口金１１と基板Ｗとを相対移動させる形態であっても良い。さらに、相対移動手段３は載置部２１において固定された基板Ｗを搬送する形態ではなく、エアなどにより基板Ｗを浮上させて搬送する形態であっても良い。

【0032】

制御手段４は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、吐出口１３からの塗布液の吐出速度、基板Ｗの搬送速度（載置部２１の移動速度）などの制御を行う。また、制御手段４は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、塗布時における吐出速度および搬送速度の制御データなどがこの記憶装置に記憶される。

【0033】

次に、口金１１から基板Ｗへの塗布液の塗布の形態を図２に示す。

【0034】

上述の通り、基板Ｗが口金１１の下方に位置している時に、図示しない塗布液供給装置から口金１１に供給された塗布液がスリットを経由して吐出口１３から基板Ｗへ吐出されて塗布膜１４を形成する。

【0035】

ここで、基板Ｗへの塗布が開始されるとき、まず、口金１１の吐出口１３から吐出された塗布液により、口金１１と基板Ｗとが連結される。このように口金１１と基板Ｗとが塗布液で連結された状態を、本発明では、「ビード１５が形成された状態」と呼ぶ。そして、塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度が所定速度以上に維持されることにより、このビード１５が形成された状態を維持しながら基板Ｗが口金１１の下方を相対移動することができる。

【0036】

このように、ビード１５が形成された状態を維持しながら基板Ｗが口金１１の下方を相対移動して塗布が行われることにより、基板Ｗの全面に途切れなく塗布膜１４を形成することが可能である。また、基板Ｗの単位面積あたりに塗布される塗布液の量が一定となるように塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度が制御されながら塗布が行われることにより、均一な膜厚の塗布膜１４が形成される。

【0037】

次に、本発明の一実施形態における塗布液の塗布方法について説明する。

【0038】

図３は、本実施形態の塗布方法における塗布液の吐出速度および基板の搬送速度の制御方法を表す概略図であり、図３（ａ）は、吐出速度および搬送速度の時間変化を表すグラフであり、図３（ｂ）は図３（ａ）における時刻ｔ１、ｔ２およびｔ４における口金１１の吐出口１３と基板Ｗの相対位置を表す概略図である。

【0039】

本発明で塗布を行う基板Ｗには、図７に示す通り膜厚の精度を要求しない精度要求除外領域Ｒ１が外周部に設けられており、この精度要求除外領域Ｒ１よりも内側の部分が、膜厚の精度を要求する精度要求領域Ｒ２となる。この精度要求除外領域Ｒ１の幅は、１０ｍｍ程度である。

【0040】

このように精度要求除外領域Ｒ１および精度要求領域Ｒ２を有する基板Ｗへ塗布を行うにあたり、まず、口金１１の吐出口１３が基板Ｗの精度要求除外領域Ｒ１の上方に位置する状態から制御手段４が吐出口１３からの塗布液の吐出および基板Ｗの搬送を開始させる。この工程を開始工程と呼ぶ。また、塗布装置１がこの開始工程を行うことを開始モードと呼ぶ。

【0041】

この開始工程に関し、本実施形態では、図３（ａ）に示す時刻ｔ０において塗布液の吐出および基板Ｗの搬送が同時に開始しているが、必ずしも同時でなくても構わない。たとえば、塗布液が所定量吐出されてから基板Ｗの搬送が開始しても構わない。

【0042】

なお、本実施形態では、基板Ｗから塗布液が下方へ垂れ落ちることを防ぐために、基板端から数ｍｍ内側の位置の上方に吐出口１３が位置した状態から塗布を開始している。この吐出口１３の位置は、精度要求除外領域Ｒ１の上方にあたる。

【0043】

この開始工程の後、吐出口１３からの塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度が加速されながら塗布が行われるが、本発明の塗布方法では、吐出速度および搬送速度を変化させる工程を少なくとも２つ有している。

【0044】

まず最初に、制御手段４が吐出口１３からの塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度を図３（ａ）に示す第１吐出速度Ｐ１および第１移動速度Ｖ１まで精度要求除外領域Ｒ１内で加速させる工程を実施する。この工程をビード形成工程と呼ぶ。また、塗布装置１がこのビード形成工程を行うことをビード形成モードと呼ぶ。

【0045】

ここで、第１吐出速度Ｐ１および第１移動速度Ｖ１とは、口金１１と基板Ｗとの間でビード１５が形成された状態を維持し、基板Ｗに所定の膜厚の塗布膜１４を形成することが可能な必要最低限の塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度のことであり、基板Ｗの全面へ塗布を行うために到達させる最高吐出速度および最高搬送速度よりも低速な速度である。

【0046】

ここで、先述の通り、口金１１と基板Ｗとの間でビード１５が形成された状態が維持されるためには、所定速度以上の吐出速度および搬送速度が必要となる。もしこれらが所定速度に満たない場合は、ビード１５が維持できずに塗布液が口金１１からちぎれてしまい、その結果、基板Ｗの全面に途切れなく塗布膜１４を形成することができなくなる。

【0047】

また、基板Ｗに形成される塗布膜１４の膜厚は、基板Ｗの単位面積あたりに吐出される塗布液の量によって決定されるため、吐出速度および搬送速度を変化させる場合であっても、それらの比率（吐出速度／搬送速度）が所定の値となるように制御手段４が吐出速度および搬送速度を制御することにより、所定の膜厚の塗布膜１４を得ることができる。

【0048】

そこで、本実施形態のビード形成工程では、口金１１の吐出口１３が精度要求除外領域Ｒ１内に位置している時間内に、制御手段４が比較的大きな加速度で吐出速度および搬送速度を加速して、ビード１５を維持し、かつ所定の膜厚の塗布膜１４を形成するよう塗布を行うことができる形態を手早く形成する。

【0049】

図３の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１においてビード形成工程が実施され、吐出速度および搬送速度がそれぞれ第１吐出速度Ｐ１および第１移動速度Ｖ１となり、ビード１５を維持し、かつ所定の膜厚の塗布膜１４を形成するよう塗布を行うことができる形態が形成される。

【0050】

このビード形成工程は、図３（ｂ）に示すように、吐出口１３が精度要求除外領域Ｒ１内に位置している時間内に行われ、その後、吐出口１３は時刻ｔ２において精度要求除外領域Ｒ１と精度要求領域Ｒ２との境界に到達する。すなわち、時刻ｔ２において図３（ａ）でハッチングで表される基板Ｗの移動距離が図３（ｂ）で示す精度要求除外領域Ｒ１の幅ｄとなる。

【0051】

この結果、精度要求領域Ｒ２全面において膜厚が均一な塗布を行うための準備を精度要求除外領域Ｒ１内で完了させることができる。

【0052】

次に、本実施形態における塗布方法では、制御手段４が吐出口１３からの塗布液の吐出速度および基板Ｗの搬送速度をさらに加速させる工程を実施する。この工程を加速工程と呼ぶ。また、塗布装置１がこの加速工程を行うことを加速モードと呼ぶ。

【0053】

ここで仮に、ビード形成工程が完了した後、その時の吐出速度および搬送速度を維持して塗布を実施する場合、この場合でも精度要求領域Ｒ２全面において膜厚が均一な塗布を行うことは可能である。しかし、低速での作業となるため、基板Ｗ全面への塗布が完了するまでに時間がかかってしまう。そこで、この加速工程を設けて吐出速度および搬送速度を加速させることにより、塗布が完了するまでの時間を短縮することが可能である。

【0054】

本実施形態では、図３（ａ）の時刻ｔ３から時刻ｔ４において吐出速度および搬送速度を第１吐出速度Ｐ１から第２吐出速度Ｐ２へ、そして第１移動速度Ｖ１から第２移動速度Ｖ２へ加速しており、この動作が加速工程に相当する。

【0055】

ここで、第２吐出速度Ｐ２および第２移動速度Ｖ２は、本実施形態ではそれぞれ塗布動作の最高速度としており、加速工程終了後、この第２吐出速度Ｐ２および第２移動速度Ｖ２が保たれながら基板Ｗ全面への塗布が行われる。

【0056】

この加速工程では、基板Ｗへの単位面積あたりの塗布量を一定に保ちながら吐出速度および搬送速度を加速することにより、膜厚を均一に保持しつつ加速を行い、塗布を実施する。

【0057】

ここで、後述するビードの体積の変化の影響を除けば、吐出速度と搬送速度の比率（吐出速度／搬送速度）を一定に保つように制御手段４が吐出速度および搬送速度を制御することにより、単位面積あたりの塗布量をほぼ一定に保つことが可能である。

【0058】

また、この加速工程では、膜厚の均一性を良くし、精度要求領域Ｒ２において要求される塗布膜１４の膜厚精度（膜厚の均一性）を満足するために、制御手段４が吐出速度の加速度を小さくする必要がある。したがって、先述の通りビード形成工程を比較的大きな加速度で行った場合では、ビード形成工程における加速度と同じ加速度では膜厚精度を満足できないおそれがあるため、加速工程における吐出速度の加速度はビード形成工程における吐出速度の加速度よりも小さくなる必要がある。

【0059】

また、吐出速度と搬送速度の比率を一定に保つために、吐出速度の加速度とともに搬送速度の加速度も小さくなる必要がある。

【0060】

加速工程において吐出速度の加速度を小さくする理由について、図４を用いて説明する。

【0061】

図４は、口金の長手方向に対する塗布膜の膜厚分布を表すグラフである。図４（ａ）のグラフは、加速度がゼロである（吐出速度一定である）場合、図４（ｂ）グラフは、加速度が小さい場合、図４（ｃ）グラフは、加速度が大きい場合の膜厚分布である。

【0062】

口金１１には、吐出口１３からの吐出量が吐出口１３の長手方向全体にわたって均一となるような工夫が設けられている。しかしながら、完全に均一とすることは難しく、口金１１への塗布液の供給口に近い箇所ほど吐出量が大きい傾向を有する。そして、この傾向は、吐出速度を大きな加速度で加速するほど、顕著に現れる。

【0063】

本実施形態では、塗布液の供給口１６が口金１１の長手方向に関して中央に設けられているため、吐出口１３の長手方向中央部では吐出量が最も多く、端部で吐出量が最も少なくなる傾向がある。その傾向は、塗布膜１４の膜厚分布にも影響し、図４（ａ）のように一定速度で塗布液を吐出した場合に膜厚の最も厚い部分と薄い部分との差Δｔは最も小さく、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示す通り、吐出量の加速度が大きくなるほどこのΔｔは大きくなる。

【0064】

したがって、仮にビード形成工程における吐出速度の加速度と同等の加速度で吐出速度を加速した場合は、膜厚の最も厚い部分と薄い部分との差が大きくなるため、膜厚の均一性が悪くなる。また、図８に示したように加速度が大きい状態で吐出速度を一段階で加速し、加速完了までに精度要求領域Ｒ２の上方に進入する場合でも同様のことが言える。

【0065】

そこで、本実施形態の加速工程では、制御手段４が精度要求領域Ｒ２において要求される塗布膜１４の膜厚精度よりも上記Δｔが小さくなるような加速度となるように制御して、吐出速度を加速している。

【0066】

ここで、本実施形態では、図３（ｂ）に示す通り、加速工程の終了時刻である時刻ｔ４の時点では、口金１１の吐出口１３は既に精度要求領域Ｒ２の上方に位置しているため、加速工程において塗布を行った塗布膜１４の膜厚精度は精度要求領域Ｒ２において要求される塗布膜１４の膜厚精度を満足しなければならない。これに対し、本実施形態の加速工程では、上記の通り小さい加速度で吐出速度および搬送速度が加速されることにより、塗布膜１４の膜厚精度は精度要求領域Ｒ２において要求される膜厚精度を満足することができる。

【0067】

ここで、塗布装置１により基板Ｗへの塗布が行われる前に、吐出速度の加速度の変化に対する吐出口１３の長手方向の膜厚精度の変化のデータがあらかじめ採取され、このデータに基づいて、所定の膜厚精度を満足することが可能な吐出速度の加速度の上限値があらかじめ把握され、この上限値に基づいて加速工程時の吐出速度の加速度が決定されていることが望ましい。

【0068】

なお、この吐出速度の加速度の上限値のデータは、あらかじめ制御手段４に記録されていても良い。そして、この上限値以下の加速度となるように、加速工程における吐出速度の加速度を制御手段４が自動的に決定しても良い。また、ユーザが手動で設定する場合に、この上限値を超える加速度の値をユーザが入力しようとするとエラーを出力するなどして、上限値以下の値を入力するように誘導しても良い。

【0069】

このように、ビード形成工程および加速工程が設けられて塗布動作が行われることにより、精度要求領域Ｒ２全面において、要求される膜厚精度を満足することができる。

【0070】

また、本実施形態では、図３（ａ）に示す時刻ｔ１から時刻ｔ３の間、すなわち、ビード形成工程が完了してから加速工程を開始するまでの間に、吐出速度および搬送速度を第１吐出速度Ｐ１および第１移動速度で所定時間維持する工程が設けられている。この工程を、本発明では安定化工程と呼ぶ。

【0071】

この安定化工程が設けられることにより、仮にビード形成工程終了時に塗布液の吐出量にオーバーシュートが生じた場合でも、このオーバーシュートが収束した状態で加速工程に移行することができ、加速工程における塗布液の膜厚をさらに一定に保つことが可能である。

【0072】

また、ビード形成工程終了時に塗布液の吐出量のオーバーシュートが生じる心配が無い場合などでは、この安定化工程を設けず、ビード形成工程完了後、すぐに加速工程を開始しても良い。

【0073】

ここで、本実施形態では、図３（ａ）に示すように安定化工程が設けられ、時刻ｔ２より後の時刻である時刻ｔ３から加速工程が開始している。すなわち、口金１１の吐出口１３が精度要求領域Ｒ２の上方に位置してから加速工程が開始しているが、吐出口１３が精度要求除外領域Ｒ１の上方に位置している時間内に加速工程が開始しても構わない。

【0074】

また、加速工程における吐出速度および搬送速度の加速形態は、図３（ａ）に示すようにＳ字加速であることが望ましい。すなわち、加速開始時（図３（ａ）における時刻ｔ３近傍）および加速終了時（図３（ａ）における時刻ｔ４近傍）における加速度はそれらの間の時間における加速度よりもさらに小さいことが望ましい。これにより、急激な加速度の変化を防ぐことによって、塗布液の吐出量のオーバーシュートが生じて膜厚精度が悪化することを防ぎ、かつビードを不安定にさせることなく吐出速度および搬送速度を加速させることが可能である。

【0075】

同様に、ビード形成工程における吐出速度および搬送速度の加速形態もＳ字加速であっても良い。

【0076】

次に、他の実施形態における吐出速度および搬送速度の制御方法について説明する。

【0077】

図５に示す実施形態は、搬送速度の加速に対して吐出速度の加速のタイミングを遅らせることによって、基板Ｗへの単位面積あたりの塗布液の塗布量が一定となるように制御手段４が制御する例である。

【0078】

図５（ａ）および図５（ｂ）は、ビード１５の概略図であり、吐出速度と搬送速度の比率（吐出速度／搬送速度）は両図で等しいが、図５（ａ）は、吐出速度および搬送速度が低速である場合、図５（ｂ）は、吐出速度および搬送速度が高速である場合のものである。

【0079】

これら図５（ａ）および図５（ｂ）に示す通り、吐出速度と搬送速度の比率が同じであっても、吐出速度（搬送速度）が大きいほど、ビード１５の体積は小さくなる。これは、搬送速度が加速されるにともなって、口金１１および基板Ｗがビード１５を引っ張る力が大きくなる、などの要因によるものと考えられる。

【0080】

ここで、加速工程において吐出速度および搬送速度を加速させる場合、加速にともなって上記の通りビード１５の体積が小さくなってゆく。そして、ビード１５の体積の減少分の塗布液は、塗布膜１４に還元される。このように塗布液が塗布膜１４に還元される分、塗布膜１４の膜厚は、吐出速度と搬送速度の比率から計算される膜厚よりも厚くなる。

【0081】

したがって、特に吐出速度および搬送速度の変化によるビード１５の体積の変化が顕著な塗布液を塗布する場合は、加速工程において上記還元を反映した上で、基板への単位面積あたりの塗布液の塗布量が一定となるように制御手段４が吐出速度および搬送速度を制御する。

【0082】

具体的には、制御手段４は、図５（ｃ）の通り、吐出速度の加速開始時刻を搬送速度の加速開始時刻ｔ３に対して若干遅めの時刻ｔ３とし、加速工程において塗布膜１４へ塗布液が還元する量を考慮して、基板Ｗへの単位面積あたりの塗布量を少なくするようにしている。

【0083】

以上説明した塗布方法および塗布装置によれば、膜厚精度が必要な領域の全面において精度良くかつ短時間で塗布液を塗布することが可能である。

【0084】

なお、本実施形態では、ビード形成工程を実施した後、１回の加速工程で吐出速度および搬送速度を最高速度まで加速させているが、多段階の加速工程を経て、最高速度に到達しても良い。

【符号の説明】

【0085】

１ 塗布装置
２ 塗布手段
３ 相対移動手段
４ 制御手段
１１ 口金
１２ リップ
１３ 吐出口
１４ 塗布膜
１５ ビード
１６ 供給口
２１ 載置部
９０ 塗布装置
９１ 口金
９２ 相対移動手段
Ｒ１ 精度要求除外領域
Ｒ２ 精度要求領域
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】