JPH1157571A - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的厚い塗布膜を優れた利用効率で基板表
面に均一に塗布することができる塗布装置および塗布方
法を提供する。 【解決手段】 ノズル１と基板Ｓとを相互に近接した状
態でノズル１を基板Ｓの被塗布面ＳFに対して下方から
上方に相対移動しつつ、毛管現象でノズル１の塗布液槽
１１から汲み上げられた塗布液Ｌを基板Ｓの被塗布面Ｓ
Fに供給する。このように供給された塗布液Ｌはノズル
１と基板Ｓとの間で液留り４を形成するが、ノズル１の
相対移動方向を上方に設定したことで、ノズル１から流
出する塗布液Ｌに働く重力が塗布液Ｌの基板への付着を
促進する方向に作用し、その結果基板Ｓの被塗布面ＳF
上に形成される塗布膜ＦＬは比較的厚くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示デバイス
（ＬＣＤ）、プラズマ表示デバイス（ＰＤＰ）、半導体
デバイスおよび各種電子部品などの製造プロセスにおい
て、ＬＣＤまたはＰＤＰ用ガラス基板、半導体基板およ
びプリント基板などの各種基板の被塗布面に対して、フ
ォトレジスト膜、カラーフィルタ材、平坦化材、層間絶
縁膜、絶縁膜および導電膜などを形成するために各種塗
布液を毛管現象で汲み上げて塗布する塗布装置および塗
布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示デバイスや半導体デ
バイスなどの製造プロセスにおいて、基板を水平に保っ
た状態で回転させ、その中央部に塗布液を供給して塗布
液に遠心力を与えることで、基板表面上の中央部から外
周部に均一に塗布液を塗布する回転塗布方式が広く利用
されている。

【０００３】ところが、この回転塗布方式では、基板の
大型化や角形化の傾向とも相俟って、塗布液を遠心力で
外方に飛ばすため、使用される塗布液の有効利用という
点で無駄があり、塗布液の利用効率が悪かった。また、
角形の基板を水平姿勢で回転させることで、基板の大型
化にも伴って装置も大型化し、その設置スペースも増大
せざるを得なかった。さらに、角形の基板を高速に回転
させると、基板表面に気流の乱れが発生し易く、しか
も、その基板が大型化すると、その回転時における基板
表面上の線速度差が増大することにより、塗布むらや塗
布膜厚の均一性などの塗布品質を確保することが難しく
なっていた。

【０００４】そこで、このような回転塗布方式の上記問
題、つまり、塗布液の利用効率の低下、設置スペースの
増大および塗布膜厚の不均一を解決すべく、毛管現象を
利用して基板表面に塗布液を塗布する装置および方法
が、例えば特開平８−２４７４０号公報に提案されてい
る。この提案にかかる塗布装置は、基板を鉛直姿勢また
は傾斜姿勢で保持するとともに、塗布液が貯留された塗
布液槽を有するノズルを、当該基板の表面に近接させた
状態で基板に対して上方から下方に移動させながら、毛
管現象で塗布液槽から汲み上げられた塗布液を基板の表
面に塗布するものである。このように毛管現象を利用す
ることで、優れた利用効率で塗布液を基板表面に均一に
塗布することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように基板を固定する一方、ノズルを上方から下方に移
動させつつ、毛管現象を利用して塗布液を基板表面に塗
布する装置によれば、その特性から、基板表面に形成さ
れる塗布膜は比較的薄いものに限定されてしまい、現状
では比較的厚い塗布膜を優れた利用効率で基板表面に均
一に塗布することができなかった。

【０００６】また、塗布膜の膜厚を適宜変更することが
できれば、塗布装置の汎用性が高まり、塗布装置を広範
囲に亘って適用することができるので、塗布装置の技術
的および経済的価値を高めることができる。しかしなが
ら、上記提案にかかる塗布装置では、ノズルを取り替え
る等の煩雑な作業を経ないと、塗布膜の膜厚を変更する
ことができなかった。

【０００７】この発明は、上記のような問題に鑑みてな
されたものであり、比較的厚い塗布膜を優れた利用効率
で基板表面に均一に塗布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を第１の目的とする。

【０００８】この発明は、塗布膜の膜厚を容易に変更す
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
を第２の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
第１の目的を達成するため、基板を鉛直あるいは傾斜姿
勢で保持する基板保持手段と、塗布液を貯留する塗布液
槽を有し、当該塗布液槽内の塗布液を前記基板保持手段
に保持された基板の被塗布面に向けて供給可能に構成さ
れたノズル手段と、前記基板保持手段に保持された基板
に前記ノズル手段を近接させた状態で、当該基板の被塗
布面に沿って前記ノズル手段を下方から上方に相対的に
移動させる移動手段とを備え、前記移動手段によって前
記ノズルと前記基板とを近接させた状態で相対的に移動
させつつ、毛管現象で前記塗布液槽から汲み上げられた
塗布液を前記基板の被塗布面に塗布している。

【００１０】請求項２の発明は、上記第２の目的を達成
するため、請求項１記載の塗布装置において、前記移動
手段を、前記基板保持手段に保持された基板に前記ノズ
ル手段を近接させた状態で、当該基板の被塗布面に沿っ
て前記ノズル手段を上方から下方にも相対的に移動可能
に構成するとともに、前記移動手段を制御することで前
記基板保持手段に保持された基板に近接された前記ノズ
ル手段の前記基板に対する相対移動方向を切り換えて、
前記基板の被塗布面に塗布される塗布液の膜厚を変更す
る制御手段を、さらに備えている。

【００１１】請求項３の発明は、上記第１の目的を達成
するため、塗布液を貯留する塗布液槽を有するノズル手
段と、鉛直あるいは傾斜姿勢の基板とを相互に近接させ
た状態で前記ノズル手段を前記基板の被塗布面に対して
下方から上方に相対移動させながら、毛管現象で前記塗
布液槽から汲み上げられた塗布液を前記基板の被塗布面
に塗布している。

【００１２】請求項４の発明は、塗布液を貯留する塗布
液槽を有するノズル手段と、鉛直あるいは傾斜姿勢の基
板とを相互に近接させた状態で前記ノズル手段を前記基
板の被塗布面に対して相対移動させながら、毛管現象で
前記塗布液槽から汲み上げられた塗布液を前記基板の被
塗布面に塗布する塗布方法であって、上記第２の目的を
達成するため、前記基板保持手段に保持された基板に近
接された前記ノズル手段の前記基板に対する相対移動方
向を切り換えて、前記基板の被塗布面に塗布される塗布
液の膜厚を変更している。

【００１３】請求項１および３の発明では、ノズル手段
と基板とが相互に近接した状態で、ノズル手段が基板の
被塗布面に対して下方から上方に相対移動しつつ、毛管
現象でノズル手段の塗布液槽から汲み上げられた塗布液
が基板の被塗布面に供給されて比較的厚い塗布膜が形成
される。

【００１４】請求項２および４の発明では、ノズル手段
と基板とが相互に近接した状態で、ノズル手段が基板の
被塗布面に対して上方あるいは下方に選択的に相対移動
しつつ、毛管現象でノズル手段の塗布液槽から汲み上げ
られた塗布液が基板の被塗布面に供給されて塗布膜が形
成される。ここで、相対移動方向が上方である場合に
は、請求項１および３の発明と同様に比較的厚い塗布膜
が形成される一方、相対移動方向が下方である場合に
は、比較的薄い塗布膜が形成される。そこで、この発明
では、相対移動方向を切り換えることで基板上に形成さ
れる塗布膜の膜厚が変更される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる塗布装
置の一の実施形態を示す斜視図である。この塗布装置
は、鉛直あるいは傾斜姿勢で保持されている基板Ｓに対
してノズル手段として機能するノズル１を近接させた状
態で基板Ｓの被塗布面に沿って移動させながら、毛管現
象を利用して塗布液を基板Ｓの被塗布面に塗布するもの
である。

【００１６】この塗布装置では、基板Ｓを吸着保持すべ
く、壁状に構成されて立設された架台２の表面側中央部
に吸着ステージ３が配設されている。この吸着ステージ
３には、互いに異なる複数の基板サイズに対応するため
に、基板サイズが相互に異なる基板Ｓ毎の外周部に対応
した適所に、細長い凹部３１が設けられるとともに、各
凹部３１を介して吸引可能な吸着部材として機能する吸
盤（図示せず）が出退自在に設けられている。このた
め、処理すべき基板サイズが決まると、突出状態にある
吸盤で基板Ｓの裏面（塗布処理を施さない面）側を吸着
した後に、吸盤を凹部３１内の所定位置に引き込んで収
納することで、被塗布面を外側に向けた状態で基板Ｓが
吸着ステージ３に吸着保持される。

【００１７】なお、この実施形態では、吸着部材として
の吸盤が基板Ｓの中央部を保持しないように構成されて
いるが、このように構成した理由は、基板Ｓの中央部は
重要な回路などが配置される部分であり、吸盤による真
空吸引と解除によって温度が下がったり上がったりする
ことで塗布むらとなるのを防止するためである。したが
って、吸盤の形状も基板Ｓの外周部だけを吸引すべく、
細長い凹部３１と同様の細長い吸盤形状に仕上げるのが
望ましい。

【００１８】また、この吸着ステージ３による基板Ｓの
保持状態は、鉛直（垂直）方向であってもよく、また傾
斜した姿勢であってもよく、例えば基板Ｓが吸着ステー
ジ３の上側に位置するように若干傾いた状態でもよい。
すなわち、この実施形態では、吸着ステージ３が基板Ｓ
を鉛直あるいは傾斜姿勢で保持する基板保持手段として
機能している。

【００１９】さらに、ここでは、基板保持手段として吸
着ステージ３を採用しているが、基板Ｓの保持方法はこ
れに限定されるものではなく、基板Ｓの上下左右を爪状
の部材でひっかけて保持するような構成であってもよい
ことは言うまでもないことである。

【００２０】上記のように構成された吸着ステージ３に
対向してノズル１が配置されている（図１）。このノズ
ル１は、図２に示すように、塗布液Ｌを貯留する塗布液
槽１１を有し、当該塗布液槽１１内の塗布液Ｌをノズル
口１２から吸着ステージ（基板保持手段）３に保持され
た基板Ｓ側（同図の左手側）に向けて供給可能に構成さ
れている。すなわち、ノズル１はノズル本体１３を備え
ており、このノズル本体１３の内底部に細長い筒状の塗
布液槽１１が基板Ｓの幅方向（同図の紙面に対して垂直
な方向）に延設されている。また、塗布液槽１１の内部
に貯留される塗布液Ｌの液面よりも上方部分において、
塗布液槽１１から上方へ連通部１４が延設され、この連
通部１４には、塗布液槽１１内部と連通してその内部を
加圧し、減圧し、または大気開放にするための圧力設定
機構（図示せず）が接続されている。

【００２１】また、基板Ｓの被塗布面と対向する前面壁
部１５に塗布液槽１１内から外部に斜め上向きに貫通し
た塗布液流出路として機能するスリット１６がその幅方
向に形成されている。このスリット１６は、塗布液槽１
１の下部とノズル口１２との間で直線状に左上向きに傾
斜した状態で連結しており、スリット１６の下方端が塗
布液槽１１内に開口し、その上方端が水平方向に細長い
ノズル口１２となっている。さらに、基板Ｓの被塗布面
ＳFと対向する前面壁部１５の前端面１５１は、塗布液
の液溜り４が形成可能なように、基板Ｓの被塗布面ＳF
に非接触でかつ所定の隙間５で近接するように配置され
る。ここで、前面壁部１５の前端面１５１の下端は、ス
リット１６のノズル口１２とその反対側の塗布液槽１１
側開口との間の高さに位置するように形成され、前端面
１５１の上端は、基板Ｓの被塗布面ＳFと前面壁部１５
の前端面１５１との間の隙間５を上方へ無限に延長させ
たと仮定した場合にスリット１６を通って隙間５内に流
入した塗布液が少なくとも毛管現象によって隙間５内を
上昇するときの到達高さ位置とスリット１６のノズル口
１２との間に位置するよう形成される。そして、このノ
ズル１の塗布液槽１１内には、スリット１６の塗布液槽
１１側開口と前面壁部１５の前端面１５１の下端との間
の高さまで塗布液Ｌが注入される。

【００２２】さらに、このノズル１には、図１に示すよ
うに、供給チューブ１７を介してポンプ１８が接続され
ており、このポンプ１８を作動させることで、供給チュ
ーブ１７を介して外部から塗布液Ｌを塗布液槽１１内に
供給可能に構成している。

【００２３】上記のように構成されたノズル１は、次に
説明する移動機構６によって吸着ステージ３に保持され
た基板Ｓに近接配置されながら、当該基板Ｓの被塗布面
ＳＦ（図２）に沿って移動する。この移動機構６は大き
く分けて、ノズル１を上下方向に移動させる上下移動機
構部６１と、ノズル１を基板Ｓに対して近接させたり、
離間させることで基板Ｓの被塗布面ＳＦとの間のギャッ
プを変更調整するギャップ可変機構部６２と、ノズル１
のノズル口１２を基板Ｓの被塗布面ＳFと対向させた
り、下向きに変更するノズル回動機構部６３とで構成さ
れている。

【００２４】この上下移動機構部６１は、図１に示すよ
うに、ノズル１を支持するベース部材６１１を上下方向
に移動させるものであり、次のように構成されている。

【００２５】この上下移動機構部６１では、架台２の表
面側および裏面側の幅方向両端部の上下位置の４角部に
それぞれ４個の各アイドルギヤ６１２が２組回転自在に
各軸受部６１３でそれぞれ軸支されて配設されている。
そして、これらの上部に位置する左右２組の各アイドル
ギヤ６１２に左右の各スチールベルト６１４が掛け渡さ
れるとともに、これらのスチールベルト６１４の端部が
下部に位置するアイドルギヤ６１２に巻回されている。
また、架台２の表面側において左右の各スチールベルト
６１４にベース部材６１１の両端がそれぞれ連結される
一方、裏面側において、同スチールベルト６１４にバラ
ンスウェイト６１５の両端がそれぞれ連結されている。
なお、ベース部材６１１には、ギャップ可変機構部６２
およびノズル回動機構部６３を介してノズル１が取り付
けられており、架台２の表面側の構成要素（ノズル１、
ポンプ１８、ベース部材６１１、ギャップ可変機構部６
２およびノズル回動機構部６３）と、裏面側のバランス
ウェイト６１５とが、バランスが取れた静止状態で、保
持されるようになっている。

【００２６】また、架台２の表面側の両端部にはそれぞ
れ各上下方向に縦型の各リニアモータ６１６の固定子６
１７が配設されており、これら左右の各リニアモータ６
１６を駆動制御し、左右のスチールベルト６１４を同期
して表面側から裏面側に繰り出すことでノズル１を水平
に維持したまま基板Ｓに対して上方に相対的に移動させ
る一方、逆に巻き戻すことでノズル１を水平に維持した
まま下方に相対的に移動させることができる。すなわ
ち、ノズル１を載置したベース部材６１１の両端部を各
固定子６１７に沿って上下に直線移動させる構成となっ
ている。この移動手段としてのリニアモータ６１６は、
各上下方向に配設された各スチールベルト６１４にそれ
ぞれ沿ってベース部材６１１の両端部および各スチール
ベルト６１４の内側にそれぞれ配設されており、図３に
示すように、幅方向両端部の各レール部６１７ａ間にベ
ース部６１７ｂを有する固定子６１７と、ベース部材６
１１の両端部裏側の各側壁にそれぞれ各固定子６１７と
それぞれ対向して配設され、各固定子６１７の上をスラ
イド自在なスライダ部材６１８とを有している。このス
ライダ部材６１８は、その幅方向両側に各レール部６１
７ａとそれぞれ嵌合して上下方向に案内される各リニア
ガイド部６１８ａと、各リニアガイド部６１８ａの間に
配設されると共に、固定子６１７のベース部６１７ｂに
対向し、図示しない巻線による励磁によって磁力を発生
させる磁気回路部６１８ｂと、この磁気回路部６１８ｂ
の巻線（図示せず）の両端に接続されたコネクタ６１８
ｃとを有しており、この磁気回路部６１８ｂの励磁によ
る磁力で、スライダ部材６１８は固定子６１７の各レー
ル部６１７ａに各リニアガイド部６１８ａで案内されて
上下に移動自在である。このスライダ部材６１８が、ノ
ズル１を載置したベース部材６１１の両端部裏側にそれ
ぞれ固着されており、これらの各スライダ部材６１８の
移動によってベース部材６１１が上下に移動自在になっ
ている。

【００２７】ここでは、ノズル１を載置したベース部材
６１１の両端部を各固定子６１７に沿って上下に移動さ
せるように構成したが、ノズル１と基板Ｓとが被塗布面
に沿って相対的に移動するように構成すればよく、ノズ
ル１を固定して基板Ｓを吸着ステージ３と共に上下にリ
ニアモータやボールねじなどの移動手段で移動するよう
に構成することもできる。このように、吸着ステージ３
を上下に移動させる方がノズル１を移動させるよりも振
動が少なく、その振動による塗布むら防止などの観点か
ら吸着ステージ３を移動させる方がよいのであるが、吸
着ステージ３を上下に移動させると、装置の高さが倍必
要となり、クリーンルームの天井高さには制限があるの
で、装置の設置が難しいものとなってしまう。なお、図
１中の符号６４は配線や薬液供給チューブなどを収容し
たケーブルベアである。

【００２８】図４は、移動機構６を構成するギャップ可
変機構部６２およびノズル回動機構部６３の構成を示す
図である。このギャップ可変機構部６２はベース部材６
１１上に設けられたものであり、ノズル１と後で説明す
るノズル回動機構部６３とを一体的に基板Ｓに対して接
離方向（同図の左右方向）に移動させるものである。具
体的には、このギャップ可変機構部６２は、ステッピン
グモータやサーボモータなどの接離モータ６２１と、前
後の軸受部６２２，６２３で軸支され、この接離モータ
６２１の回転軸に連結部６２４を介して連結されたボー
ルねじ６２５と、このボールねじ６２５に螺合した移動
部材６２６と、移動部材６２６の上端が下面で固着され
ていると共にノズル回動機構部６３を支持して基板Ｓの
被塗布面ＳFに対してノズル１の前端面１５１が接近ま
たは離間するようにスライド自在なスライド部材６２７
とを備えており、接離モータ６２１によるボールねじ６
２５の回転で、移動部材６２６が、ノズル１およびノズ
ル回動機構部６３を載置した状態で前後に移動自在に構
成されている。

【００２９】ここでは、ギャップ可変機構部６２は中央
部１個所設けているが、ギャップ可変機構部６２の配設
数はこれに限定されるものではなく、複数個設けるよう
にしてもよく、例えばギャップ可変機構部６２をベース
部材６１１の左右２個所配設することで次のような効果
が得られる。すなわち、基板Ｓの幅方向にテーパがあっ
て左右両端部での厚さ寸法に差があるような場合には、
各ギャップ可変機構部６２を独立して作動させてノズル
１と基板Ｓとのギャップ寸法を調整することができる。

【００３０】一方、ノズル回動機構部６３は上記のよう
に構成されたギャップ可変機構部６２上に設けられたも
のである。このノズル回動機構部６３では、図示しない
電磁弁で制御されて、ロッド先端部６３１を伸長位置と
収縮位置との間を移動させるエアーシリンダ６３２が、
矢印方向Ｃにシリンダ前方部のピン６３３を回動中心と
して回動可能に軸支されている。このロッド先端部６３
１は、アーム部材６３４の一方端部と回動可能にピン連
結されてリンク機構を構成しており、アーム部材６３４
の他方端部は駆動軸６３５にその長手方向に直交する方
向から回動力を伝達可能に固定されている。この駆動軸
６３５は、所定幅で水平方向に延びたベース部材６３６
を下方から支持する支持部材６３７を横方向に貫通して
固定されている。このベース部材６３６の前方端縁上側
にはノズル１がそのノズル口１２を基板Ｓの被塗布面Ｓ
F側に向けた状態で、ノズル１の長手方向と駆動軸６３
５の軸方向が一致する方向になるように取り付けられて
いる。

【００３１】図４は、エアーシリンダ６３２のロッド先
端部６３１が伸長した場合であり、このとき、ノズル１
のノズル口１２は基板Ｓの被塗布面ＳFに対向して塗布
可能な状態である。これに対して、エアーシリンダ６３
２のロッド先端部６３１が短縮した場合には、ノズル１
のノズル口１２は、２点鎖線で示すように下方を向いて
図示しないノズル洗浄手段により洗浄可能な状態とな
る。このロッド短縮の途中で、ピン６３３を回動中心と
してエアーシリンダ６３２が矢印方向Ｃに揺動しつつロ
ッド先端部６３１が短縮されることになる。

【００３２】このように、この実施形態では、ノズル１
を、上下移動機構部６１によって上下方向に移動すると
ともに、ギャップ可変機構部６２によって基板Ｓの被塗
布面ＳFに対して近接させたり、離間させたりすること
ができるように構成されており、これら上下移動機構部
６１およびギャップ可変機構部６２を次に説明する制御
構成によって制御することで、ノズル１と基板Ｓとを相
互に近接させた状態でノズル１を基板Ｓの被塗布面ＳF
に対して上方から下方に、また下方から上方に相対的に
移動させることができる。また、基板Ｓに対するノズル
１の相対移動方向も適宜切り換えることができるように
なっている。なお、基板Ｓに対するノズル１の相対的な
上下移動方法については、既に上記したようにノズル１
を移動させる代わりに吸着ステージ３を上下移動させた
り、ノズル１および吸着ステージ３のともに移動させる
ように構成してもよい。

【００３３】図５は、図１の塗布装置の概略制御構成を
示すブロック図である。この塗布装置では、種々のキ
ー、例えば数字を入力するテンキー、電源のオン・オフ
を入力する電源キー、塗布スタートキー、リニアモータ
６１６の駆動速度の基準値を任意に手動で設定する速度
設定キーおよび、接離モータ６２１を駆動させて基板Ｓ
の被塗布面ＳFとノズル口１２との隙間５を調整する隙
間設定キー、基板サイズ、基板厚さ、基板Ｓに対するノ
ズル１の相対移動方向、塗布液粘度および塗布膜厚など
を設定する各種設定キーなどを適当に配置してなる操作
部７１が設けられており、この操作部７１を介して入力
されたデータや指令などが制御部７２に入力されるよう
に構成されている。

【００３４】この制御部７２は、ＲＯＭ７３およびＲＡ
Ｍ７４に接続されており、ＲＯＭ７３内に登録された各
制御プログラムで用いる制御データや、上記のように操
作部７１から入力されたデータなどをＲＡＭ７４内に書
き込み可能となっている。

【００３５】また、これらの操作部７１、ＲＯＭ７３お
よびＲＡＭ７４が接続される制御部７２は、リニアモー
タ駆動回路７５を介してリニアモータ６１６に接続され
ており、ＲＯＭ７３内に登録されたリニアモータ駆動制
御プログラムと、操作部７１から入力され、リニアモー
タ駆動制御プログラムに対応した制御データに基づい
て、制御部７２は、その制御信号をリニアモータ駆動回
路７５に出力し、リニアモータ駆動回路７５がリニアモ
ータ６１６を駆動してベース部材６１１上のノズル１を
基板Ｓの被塗布面ＳFに対する所定上下位置に移動自在
に制御可能である。また、制御部７２は、ＲＯＭ７３内
に登録されたリニアモータ駆動制御プログラムと、基板
サイズ、塗布液粘度および塗布膜厚などの各種設定キー
からの入力や、操作部７１の塗布スタートキーの入力に
よって、リニアモータ駆動制御プログラムに対応した制
御データに基づいて、リニアモータ駆動回路７５を介し
てリニアモータ６１６を駆動して所定速度で、しかも操
作部７１で設定された相対移動方向でノズル走行させつ
つ塗布可能なように制御するようになっている。

【００３６】さらに、制御部７２は、接離モータ駆動回
路７６を介して接離モータ６２１に接続されており、Ｒ
ＯＭ７３内に登録された接離モータ駆動制御プログラム
と、操作部７１から入力され、接離モータ駆動制御プロ
グラムに対応した制御データに基づいて、制御部７２
は、その制御信号を接離モータ駆動回路７６に出力し、
接離モータ駆動回路７６が接離モータ６２１を駆動して
ベース部材６１１上のノズル１を基板Ｓの被塗布面ＳF
に対して接近または離間させるように制御する。

【００３７】以上のように、このように構成された塗布
装置は、提案例にかかる塗布装置と同様に、塗布液Ｌが
貯留された塗布液槽１１を有するノズル１を、基板Ｓの
被塗布面ＳFに近接させた状態で基板Ｓに対して上方か
ら下方に移動させながら、毛管現象で塗布液槽１１から
汲み上げられた塗布液Ｌを基板Ｓの被塗布面ＳFに塗布
する（以下「下降塗布処理」という）のみならず、ノズ
ル１を基板Ｓの被塗布面ＳFに近接させた状態で基板Ｓ
に対して下方から上方に移動させながら、毛管現象で塗
布液槽１１から汲み上げられた塗布液Ｌを基板Ｓの被塗
布面ＳFに塗布する（以下「上昇塗布処理」という）こ
とができるように構成されており、操作部７１で設定さ
れる相対移動方向に応じて上昇および下降塗布処理のい
ずれか一方が行われる。以下、図６ないし図９を参照し
つつ図１の塗布装置の動作について説明する。

【００３８】まず、所定の塗布液を塗布処理する基板Ｓ
を搬送ロボット（図示せず）などによって搬送後に、基
板Ｓの外周部を吸着ステージ３の複数の吸盤に対応させ
た状態で所定の位置に位置決めして、基板Ｓの被塗布面
を外側に向けた状態で基板Ｓを各吸盤で吸着する。さら
に、各吸盤を吸着ステージ３の凹部３１内の所定位置に
引き込んで収納することで基板Ｓを保持する。

【００３９】次に、ノズル１内の塗布液槽１１に所定量
の塗布液Ｌを、図１のベース部材６１１上に載置された
ポンプ１８にて所定の供給速度で供給チューブ１７を介
して供給する。この塗布液槽１１への塗布液Ｌの供給
は、ノズル１の停止中に行う方がよい。これは、塗布中
に塗布液槽１１に塗布液Ｌの供給を行えば、塗布液槽１
１内の塗布液Ｌの液面が揺れて、その高さが変化する液
面に応じた波動がノズル口１２を介して伝播して塗布む
らとなる虞があるためである。

【００４０】このようにして、塗布液槽１１に所定量の
塗布液Ｌを供給した後に、制御部７２は、操作部７１を
介して入力された相対移動方向をはじめとする各種の設
定キー入力に応じて基板Ｓの被塗布面に対する原点位置
にノズル１の位置決めするべく、ノズル１と共にベース
部材６１１をリニアモータ６１６によって移動させる。
例えば、相対移動方向としてノズル１を上方から下方に
移動させる旨が設定されている（下降塗布処理）場合に
は、図６に実線で示すように、基板Ｓの上端側に移動さ
せる一方、逆に相対移動方向としてノズル１を下方から
上方に移動させる旨が設定されている（上昇塗布処理）
場合には、図８に実線で示すように、基板Ｓの下端側に
移動させる。このとき、ＲＯＭ７３内に登録されたリニ
アモータ駆動制御プログラムとその制御データ（相対移
動方向に関するデータを含む）に基づいて、制御部７２
が、その制御信号をリニアモータ駆動回路７５に出力す
ることで、リニアモータ駆動回路７５がリニアモータ６
１６を駆動してベース部材６１１上のノズル１を基板Ｓ
の被塗布面ＳFに対する所定の塗始め位置に原点復帰さ
せることができる。この場合の制御データは、基板Ｓの
保持位置が精密な場合には、登録された原点データであ
り、また、マニュアル的に操作部７１から所定の高さ位
置が入力されたデータであってもよい。さらに、塗布液
Ｌの塗始め位置に原点センサ（図示せず）を設けて、そ
の原点センサ（図示せず）がベース部材６１１を検知す
る所定の塗始め位置で、制御部７２がベース部材６１１
を停止するようにリニアモータ駆動回路７５を介してリ
ニアモータ６１６を駆動制御してもよい。

【００４１】さらに、基板Ｓの被塗布面ＳFとノズル１
のノズル口１２との所定のギャップ寸法に変更するべ
く、接離モータ６２１の駆動によるボールねじ６２５お
よび移動部材６２６によりノズル１のノズル口１２を基
板Ｓの被塗布面ＳFに対して接近するように移動させ
る。このとき、ＲＯＭ７３内に登録された接離モータ駆
動制御プログラムとその制御データに基づいて、制御部
７２が、その出力制御信号を接離モータ駆動回路７６に
出力し、接離モータ駆動回路７６が接離モータ６２１を
駆動してベース部材６１１上のノズル１を基板Ｓの被塗
布面ＳFに対する所定のギャップ位置に移動させる。こ
の場合の制御データは、塗布液Ｌの粘度や必要塗布膜
厚、塗布速度などの各種塗布条件に応じて設定され登録
されたギャップデータ（所定ギャップ位置データ）であ
ってもよく、また、これらの各種条件に応じた実験デー
タを参照してマニュアル的に操作部７１から入力された
ギャップデータであってもよい。この所定のギャップ位
置にノズル１を移動させたとき、前記圧力設定機構を動
作させて塗布液槽１１内の圧力を大気圧とするかまたは
一時的に高めるなどにより基板Ｓの被塗布面ＳFとノズ
ル１の前端面１５１との間には、塗布液Ｌが毛管現象な
どで塗布液槽１１内からスリット１６を通って汲み上げ
られて流入し、液溜り４が形成される。

【００４２】さらに、基板Ｓの被塗布面ＳFに所定の塗
布膜厚で塗布するべく、操作部７１の塗布スタートキー
を操作すると、前記圧力設定機構により塗布液槽１１内
を大気開放にするとともにＲＯＭ７３内に登録されたリ
ニアモータ駆動制御プログラムと所定の相対移動方向お
よび塗布膜厚に応じた制御データとに基づいて、制御部
７２は、その出力制御信号をリニアモータ駆動回路７５
に出力し、リニアモータ駆動回路７５がリニアモータ６
１６を駆動してベース部材６１１をノズル１と共に基板
Ｓの被塗布面ＳFに対して上方あるいは下方に選択的に
移動させてノズル走行を行ないつつ基板Ｓの被塗布面Ｓ
Fに対して塗布液を塗布する。

【００４３】ここで、相対移動方向として下方が設定さ
れている（下降塗布処理）場合には、図６に示すよう
に、ノズル１が上方から下方に移動する。このように下
降塗布処理を行うと、結果として、比較的薄い塗布膜Ｆ
Ｌが形成される。この場合、図７に示すように、重力Ｇ
の影響を受けて比較的小さな曲率半径を有するメニスカ
ス４１が液溜り４に形成されていると考えられ、この液
溜り４から供給された塗布液が基板Ｓの被塗布面ＳF上
に塗布されて比較的薄い塗布膜ＦＬが塗布される。

【００４４】一方、相対移動方向として上方が設定され
ている（上昇塗布処理）場合には、図８に示すように、
ノズル１が下方から上方に移動する。このように上昇塗
布処理を行うと、結果として、比較的厚い塗布膜ＦＬが
形成される。この場合、図９に示すように、重力Ｇの影
響を受けて下降塗布処理の場合とは逆に、液溜り４に形
成されるメニスカス４１の曲率半径は比較的大きくなっ
ていると考えられ、またノズル１から流出する塗布液Ｌ
に作用する重力が塗布液Ｌの基板Ｓへの付着を促進する
方向に作用していると考えられ、基板Ｓの被塗布面ＳF
上に形成される塗布膜ＦＬは比較的厚くなる。

【００４５】以上のように、この実施形態にかかる塗布
装置によれば、基板Ｓ上に比較的薄い塗布膜ＦＬのみな
らず、比較的厚い塗布膜ＦＬを塗布することができる。
しかも、従来の回転塗布方式のように基板Ｓを水平に支
持せず基板Ｓを立設するために、その設置スペースの縮
小を図ることができ、また、従来の回転塗布方式のよう
に基板Ｓを回転させた遠心力で塗布液を周りに振りきり
つつ塗布するのではなく、立設した基板Ｓに対して、基
板Ｓの被塗布面に沿ってノズル１をリニアモータ６１６
で移動させつつ、毛管現象で供給された塗布液を基板Ｓ
の被塗布面に塗布するため、塗布液の節約を図ることが
できる。しかも、液溜り４の塗布液Ｌは、基板Ｓの被塗
布面ＳFに塗布されていくに従って消費されるが、大気
開放されたノズル１の塗布液槽１１の塗布液Ｌにかかる
大気圧と毛管現象などによって、その消費量とほぼ同等
の塗布液Ｌが塗布液槽１１内から隙間５内に供給される
ため、隙間５の塗布液量は常にほぼ一定に保持されて塗
布膜の膜厚を均一にすることができる。

【００４６】また、この塗布装置では、互いに膜厚の異
なる２種類の塗布膜を基板Ｓ上に塗布することができ、
しかも操作部７１の設定キーにより上昇塗布処理を行う
のか、下降塗布処理を行うのかを選択的に設定すること
のみで塗布膜の膜厚を容易に変更することができる。

【００４７】なお、上記においては、上昇および下降塗
布処理を選択的に行うことができる塗布装置について説
明したが、上昇塗布処理のみを行うように構成してもよ
く、この場合、塗布膜の膜厚を容易に切り換えることは
できないものの、提案例にかかる塗布装置によって形成
される塗布膜よりも厚い塗布膜を形成することができ
る。

【００４８】

【実施例】上記のように上昇塗布処理により得られる塗
布膜が下降塗布処理により得られる塗布膜よりも厚く形
成されることを示したが、実際にノズル１を種々の走行
速度（塗布速度）で上方あるいは下方に移動させなが
ら、基板Ｓに塗布される塗布膜ＦＬの膜厚（塗布膜厚）
を測定したところ、図１０に示す結果が得られた。な
お、同図において、実線が上昇塗布処理により得られた
塗布膜の膜厚を示す一方、破線が下降塗布処理により得
られた塗布膜の膜厚を示している。

【００４９】同図から明らかなように、上昇塗布処理に
より得られる塗布膜は下降塗布処理により得られる塗布
膜の約３倍にも達しており、本発明による塗布装置によ
れば厚い塗布膜を形成することができる。

【００５０】なお、同図に示すように、ノズル走行速度
の上昇に伴って塗布膜厚が厚くなる。したがって、上記
の実施形態では、基板Ｓに対するノズル１の相対移動方
向を切り換えることで塗布膜の膜厚を変更しているが、
相対移動方向を変更する代わりに、ノズル走行速度を変
更することで塗布膜厚を変更することができる。しかし
ながら、その変化量は相対移動方向の切り換えによる塗
布膜厚の変化量に比べて小さく、塗布膜厚を大きく変更
する上では、相対移動方向を切り換える本発明の方がよ
り有効であるといえる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、請求項１および３の発明
によれば、ノズル手段と基板とを相互に近接した状態で
ノズル手段を基板の被塗布面に対して下方から上方に相
対移動しつつ、毛管現象でノズル手段の塗布液槽から汲
み上げられた塗布液を基板の被塗布面に供給するように
構成しているので、比較的厚い塗布膜を形成することが
できる。

【００５２】また、請求項２および４の発明によれば、
ノズル手段と基板とを相互に近接した状態でノズル手段
を基板の被塗布面に対して上方あるいは下方に選択的に
相対移動しつつ、毛管現象でノズル手段の塗布液槽から
汲み上げられた塗布液を基板の被塗布面に供給して塗布
膜を形成するように構成しているので、相対移動方向の
切り換えのみで塗布膜の膜厚を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる塗布装置の一の実施形態を示
す斜視図である。

【図２】図１の塗布装置で採用されているノズルの概略
構成を示す断面図である。

【図３】図１の塗布装置で採用されているリニアモータ
の概略構成を示す斜視図である。

【図４】移動機構を構成するギャップ可変機構部および
ノズル回動機構部の構成を示す図である。

【図５】図１の塗布装置の概略制御構成を示すブロック
図である。

【図６】下降塗布処理における図１の塗布装置の動作を
示す図である。

【図７】図６の部分拡大図である。

【図８】上昇塗布処理における図１の塗布装置の動作を
示す図である。

【図９】図８の部分拡大図である。

【図１０】図１の塗布装置における上昇及び下降塗布処
理によって得られる塗布膜厚の変化の様子を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ ノズル ３ 吸着ステージ（基板保持手段） ５ 隙間 ６ 移動機構 １１ 塗布液槽 ６１ 上下移動機構部（移動手段） ６２ ギャップ可変機構部（移動手段） ＦＬ 塗布膜 Ｌ 塗布液 ＳF 被塗布面 Ｓ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を鉛直あるいは傾斜姿勢で保持する
   基板保持手段と、 塗布液を貯留する塗布液槽を有し、当該塗布液槽内の塗
   布液を前記基板保持手段に保持された基板の被塗布面に
   向けて供給可能に構成されたノズル手段と、 前記基板保持手段に保持された基板に前記ノズル手段を
   近接させた状態で、当該基板の被塗布面に沿って前記ノ
   ズル手段を下方から上方に相対的に移動させる移動手段
   とを備え、 前記移動手段によって前記ノズルと前記基板とを近接さ
   せた状態で相対的に移動させつつ、毛管現象で前記塗布
   液槽から汲み上げられた塗布液を前記基板の被塗布面に
   塗布することを特徴とする塗布装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の塗布装置において、前記
   移動手段は、前記基板保持手段に保持された基板に前記
   ノズル手段を近接させた状態で、当該基板の被塗布面に
   沿って前記ノズル手段を上方から下方にも相対的に移動
   可能となっており、しかも、 前記移動手段を制御することで前記基板保持手段に保持
   された基板に近接された前記ノズル手段の前記基板に対
   する相対移動方向を切り換えて、前記基板の被塗布面に
   塗布される塗布液の膜厚を変更する制御手段を、さらに
   備えたことを特徴とする塗布装置。
3. 【請求項３】 塗布液を貯留する塗布液槽を有するノズ
   ル手段と、鉛直あるいは傾斜姿勢の基板とを相互に近接
   させた状態で前記ノズル手段を前記基板の被塗布面に対
   して下方から上方に相対移動させながら、毛管現象で前
   記塗布液槽から汲み上げられた塗布液を前記基板の被塗
   布面に塗布することを特徴とする塗布方法。
4. 【請求項４】 塗布液を貯留する塗布液槽を有するノズ
   ル手段と、鉛直あるいは傾斜姿勢の基板とを相互に近接
   させた状態で前記ノズル手段を前記基板の被塗布面に対
   して相対移動させながら、毛管現象で前記塗布液槽から
   汲み上げられた塗布液を前記基板の被塗布面に塗布する
   塗布方法であって、 前記基板保持手段に保持された基板に近接された前記ノ
   ズル手段の前記基板に対する相対移動方向を切り換え
   て、前記基板の被塗布面に塗布される塗布液の膜厚を変
   更することを特徴とする塗布方法。