JP2014008423A - 塗布装置および塗布液充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルへの塗布液の充填作業を効率化すること。
【解決手段】実施形態に係る塗布装置は、ノズルと、移動機構と、平坦化部とを備える。ノズルは、塗布液が貯留される貯留室と、貯留室に連通するスリット状の流路とを備え、流路の先端に形成される吐出口から塗布液を吐出する。移動機構は、ノズルと基板とを基板の表面に沿って相対的に移動させる。平坦化部は、貯留室に貯留された塗布液の液面を平坦化する。
【選択図】図３Ｂ

Description

開示の実施形態は、塗布装置および塗布液充填方法に関する。

従来、半導体ウェハやガラス基板等の基板に塗布液を塗布する方法として、スピンコート法が知られている。スピンコート法は、基板を回転させた状態で基板の中心部にノズルから塗布液を滴下し、遠心力により基板上で塗布液を拡散させることによって基板上に塗布液を塗り広げて塗布膜を形成する方法である。

かかるスピンコート法は、滴下された塗布液の大部分が基板外へ飛散してしまうため、塗布液の使用効率が低かった。そこで、近年では、スピンコート法に代わる塗布方法として、スリットコート法が提案されている。

スリットコート法は、スリット状の吐出口を有するノズルを用いて塗布を行う方法である。具体的には、スリットコート法では、ノズルの吐出口からわずかに露出させた塗布液を基板に接触させ、この状態で、ノズルと基板とを相対的に移動させることによって基板上に塗布液を塗り広げて塗布膜を形成する。かかるスリットコート法によれば、基板に対して塗布液を必要な量だけ塗布することができるため、塗布液の使用効率を高めることができる（特許文献１参照）。

なお、特許文献１に記載のノズルは、塗布液を貯留する貯留スペースを備えており、かかる貯留スペースに充填された塗布液をスリット状の通路を介して吐出口から吐出する。貯留スペースには、塗布液供給系が接続されており、かかる塗布液供給系から塗布液が供給されることによって貯留スペースに塗布液が充填される。

特開平８−１７３８７５号公報

しかしながら、上述した従来技術には、ノズルへの塗布液の充填作業を効率化するという点で更なる改善の余地があった。

たとえば、ノズルの貯留スペースに塗布液を充填した場合、貯留スペース内において塗布液の偏りが生じるおそれがある。貯留スペース内の塗布液に偏りがあると、ノズルの吐出口に作用する水頭圧が不均一となり、膜厚均一性の悪化が生じるおそれがある。このため、ノズルに対して塗布液を充填した後、貯留スペース内の塗布液が平坦化するまで待機しておくことが好ましいが、塗布処理を開始するまでに多くの時間を要してしまう。

特に、使用する塗布液の粘度が高いほど、塗布液が平坦化するまでの時間が長くなるため、ノズルへの塗布液の充填作業をいかにして効率化するかが大きな課題となる。

実施形態の一態様は、ノズルへの塗布液の充填作業を効率化することのできる塗布装置および塗布液充填方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る塗布装置は、ノズルと、移動機構と、平坦化部とを備える。ノズルは、塗布液が貯留される貯留室と、貯留室に連通するスリット状の流路とを備え、流路の先端に形成される吐出口から塗布液を吐出する。移動機構は、ノズルと基板とを基板の表面に沿って相対的に移動させる。平坦化部は、貯留室に貯留された塗布液の液面を平坦化する。

また、実施形態の一態様に係る塗布液充填方法は、供給工程と、平坦化工程とを含む。供給工程は、塗布液が貯留される貯留室と、貯留室に連通するスリット状の流路とを備え、流路の先端に形成される吐出口から塗布液を吐出するノズルが備える貯留室の内部に塗布液を供給する。平坦化工程は、供給工程において貯留室の内部へ供給された塗布液の液面を平坦化する。

実施形態の一態様によれば、ノズルへの塗布液の充填作業を効率化することができる。

図１は、第１の実施形態に係る塗布装置の構成を示す模式側面図である。 図２は、塗布処理の概略説明図である。 図３Ａは、ノズルの構成を示す模式正断面図である。 図３Ｂは、図３ＡにおけるＡＡ矢視断面図である。 図４Ａは、ノズルの模式正面図である。 図４Ｂは、ノズルの模式背面図である。 図５は、塗布処理における各機器の状態変化を示すタイムチャートである。 図６Ａは、塗布処理の様子を示す模式図である。 図６Ｂは、塗布処理の様子を示す模式図である。 図６Ｃは、塗布処理の様子を示す模式図である。 図７は、塗布装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図８は、ノズル待機部の構成を示す模式側断面図である。 図９は、塗布液充填処理時における圧力制御の内容を示す図である。 図１０は、ノズル洗浄部の構成を示す模式斜視図である。 図１１Ａは、液面検知方法の他の例を示す模式図である。 図１１Ｂは、液面検知方法の他の例を示す模式図である。 図１２Ａは、液面検知方法の他の例を示す模式図である。 図１２Ｂは、液面検知方法の他の例を示す模式図である。 図１３は、平坦化部の他の構成を示す模式側断面図である。 図１４Ａは、平坦化部の他の構成を示す模式側断面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａに示す平坦化部による平坦化処理の様子を示す図である。 図１５Ａは、第３の実施形態に係るノズルの構成を示す模式側断面図である。 図１５Ｂは、液供給口の構成を示す模式正断面図である。 図１６は、塗布液充填処理に関する機器と第４の実施形態に係るノズルとの接続関係を示す模式図である。 図１７は、塗布液充填処理に関する機器と第５の実施形態に係るノズルとの接続関係を示す模式図である。 図１８は、図１７における圧力調整管周辺の模式拡大図である。 図１９Ａは、第６の実施形態に係るノズルの構成を示す模式側断面図である。 図１９Ｂは、図１９Ａに示すＨ部の模式拡大図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する塗布装置および塗布液充填方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る塗布装置の構成を示す模式側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、第１の実施形態に係る塗布装置１は、載置台１０と、第１の移動機構２０と、ノズル３０と、昇降機構４０とを備える。

第１の移動機構２０は、基板Ｗを水平方向に移動させる機構部であり、基板保持部２１と、駆動部２２とを備える。基板保持部２１は、吸引口が形成された水平な上面を有し、吸引口からの吸引によって基板Ｗを水平な上面に吸着保持する。駆動部２２は、載置台１０に載置され、基板保持部２１を水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に移動させる。第１の移動機構２０は、駆動部２２を用いて基板保持部２１を移動させることによって、基板保持部２１に保持された基板Ｗを水平方向に移動させる。

ノズル３０は、基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する長尺状のノズルであり、基板保持部２１によって保持される基板Ｗの上方に配置される。かかるノズル３０の構成については、後述する。

昇降機構４０は、ノズル３０を昇降させる機構部であり、固定部４１と、駆動部４２とを備える。固定部４１は、ノズル３０を固定する部材である。また、駆動部４２は、固定部４１を鉛直方向に移動させる。昇降機構４０は、駆動部４２を用いて固定部４１を鉛直方向に移動させることによって、固定部４１に固定されたノズル３０を昇降させる。

また、塗布装置１は、厚み測定部５０ａと、ノズル高さ測定部５０ｂと、ノズル洗浄部６０と、ノズル待機部８０と、第２の移動機構９０と、制御装置１００とを備える。

厚み測定部５０ａは、基板Ｗの上方（ここでは、昇降機構４０）に配置され、基板Ｗの上面までの距離を測定する測定部である。また、ノズル高さ測定部５０ｂは、基板Ｗの下方（ここでは、載置台１０）に配置され、ノズル３０の下端面までの距離を測定する。

厚み測定部５０ａおよびノズル高さ測定部５０ｂによる測定結果は、後述する制御装置１００へ送信され、塗布処理時におけるノズル３０の高さを決定するために用いられる。なお、厚み測定部５０ａおよびノズル高さ測定部５０ｂとしては、たとえばレーザー変位計を用いることができる。

ノズル洗浄部６０は、ノズル３０の先端部に付着した塗布液を除去する処理部である。かかるノズル洗浄部６０の構成については、後述する。

ノズル待機部８０は、ノズル３０を収容可能な収容空間を有する。収容空間内は、シンナー雰囲気に保たれており、かかる収容空間内にノズル３０を待機させておくことにより、ノズル３０内の塗布液の乾燥が防止される。かかるノズル待機部８０の構成についても、後述する。

第２の移動機構９０は、ノズル洗浄部６０およびノズル待機部８０を水平方向に移動させる機構部であり、載置部９１と、支持部９２と、駆動部９３とを備える。

載置部９１は、ノズル洗浄部６０およびノズル待機部８０を略水平に載置する板状部材である。かかる載置部９１は、支持部９２によって所定の高さ、具体的には、基板保持部２１に保持された基板Ｗが載置部９１の下方を通過可能な高さに支持される。駆動部９３は、支持部９２を水平方向に移動させる。

かかる第２の移動機構９０は、駆動部９３を用いて支持部９２を水平方向へ移動させることによって、載置部９１に載置されたノズル洗浄部６０およびノズル待機部８０を水平方向へ移動させる。

制御装置１００は、塗布装置１の動作を制御する装置である。かかる制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部と記憶部とを備える。記憶部には、塗布処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって塗布装置１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置１００の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

次に、塗布装置１が実行する塗布処理の概略について図２を用いて説明する。図２は、塗布処理の概略説明図である。塗布装置１が実行する塗布処理は、長尺状のノズル３０から露出させた塗布液を基板Ｗに接触させた状態で基板Ｗを水平方向へ移動させることにより、基板Ｗ上に塗布液を塗り広げて塗布膜を形成する処理である。

図２に示すように、ノズル３０は、基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する長尺状の部材であり、下端部に形成された長尺状の吐出口Ｄから塗布液Ｒを吐出する。

塗布装置１は、まず、ノズル３０の吐出口Ｄから塗布液Ｒを露出させる。このとき、塗布装置１は、ノズル３０内の圧力を制御することによって、吐出口Ｄから塗布液Ｒを露出させた状態を維持することができるが、かかる点については、後述する。

つづいて、塗布装置１は、昇降機構４０（図１参照）を用いてノズル３０を下方へ移動させて、吐出口Ｄから露出させた塗布液Ｒを基板Ｗの上面に接触させる。そして、塗布装置１は、第１の移動機構２０（図１参照）を用いて基板Ｗを水平に移動させる。これにより、基板Ｗの上面に塗布液Ｒを塗り広げられて塗布膜が形成される。なお、塗布装置１によって基板Ｗに形成される塗布膜は、１０μｍ以上の厚膜である。

第１の実施形態に係るノズル３０は、塗布液Ｒを貯留する貯留室を備えており、かかる貯留室に充填された塗布液Ｒをスリット状の流路を介して吐出口Ｄから吐出する。貯留室には、塗布液供給系が接続されており、かかる塗布液供給系から塗布液Ｒが供給されることによって貯留室に塗布液Ｒが充填される。

ここで、貯留室に塗布液Ｒを充填した場合、貯留室内において塗布液Ｒの偏りが生じるおそれがある。貯留室内の塗布液Ｒに偏りがあると、ノズル３０の吐出口Ｄに作用する水頭圧が不均一となり、膜厚均一性が悪化するおそれがある。このため、ノズル３０に対して塗布液Ｒを充填した後、貯留室内の塗布液Ｒが平坦化するまで待機しておくことが好ましいが、塗布処理を開始するまでに時間がかかってしまう。特に、塗布装置１が取り扱う塗布液Ｒは、粘度が数１０００ｃＰ程度の高粘度の流体であるため、平坦化するまでに多くの時間を要する。

そこで、第１の実施形態に係る塗布装置１は、貯留室に貯留された塗布液Ｒに対して物理的な力を加えることによって塗布液Ｒを積極的に平坦化させることとした。これにより、平坦化に要する時間を短縮することができるため、ノズル３０への塗布液Ｒの充填作業を効率化することができる。

以下、平坦化部の構成をノズル３０の構成とともに具体的に説明する。図３Ａは、ノズル３０の構成を示す模式正断面図であり、図３Ｂは、図３ＡにおけるＡＡ矢視断面図である。また、図４Ａは、ノズル３０の模式正面図であり、図４Ｂは、ノズル３０の模式背面図である。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ノズル３０は、塗布液Ｒが貯留される貯留室Ｓと、この貯留室Ｓの下部に配置され、貯留室Ｓに連通するスリット状の流路Ｃとを備え、流路Ｃの先端（すなわち、ノズル３０の下端面）に形成される吐出口Ｄから塗布液Ｒを吐出する。

より具体的には、ノズル３０は、ノズル３０の背面部および両側面部を形成する第１本体部３１と、前面部を形成する第２本体部３２と、天井部を形成する蓋部３３と、第１本体部３１の第２本体部３２との対向面に配置される長尺状のランド部３４とを備える。そして、第１本体部３１、第２本体部３２および蓋部３３によって形成されるノズル３０内部の空間のうち、第１本体部３１と第２本体部３２とによって挟まれる幅Ｋの空間が貯留室Ｓとなり、ランド部３４と第２本体部３２とで挟まれる幅Ｋよりも幅狭な幅Ｇの空間が流路Ｃとなる。なお、流路Ｃの幅は、幅Ｇで一定であり、流路Ｃの先端に形成される吐出口Ｄの幅も幅Ｇである。

この幅Ｇは、貯留室Ｓの内部の圧力を貯留室Ｓの外部の圧力と等しくした状態では、塗布液Ｒの表面張力が塗布液Ｒに作用する重力より小さくなり、所定の流量で塗布液Ｒが吐出口Ｄから滴下するような値に設定されている。具体的には、幅Ｇは、予め行われる試験において、幅Ｇ、塗布液Ｒの粘度、ノズル３０の材質を変化させ、その場合の塗布液Ｒの状態を評価することにより求められる。

蓋部３３には、貯留室Ｓに貯留された塗布液Ｒの液面および貯留室Ｓの内壁面によって囲まれる密閉空間の圧力を測定する圧力測定部３６と、密閉空間内の圧力を調整する圧力調整部１１０に接続された圧力調整管３７とが、蓋部３３を貫通してそれぞれ設けられる。圧力測定部３６は、制御装置１００に電気的に接続されており、測定結果が制御装置１００へ入力される。

なお、圧力測定部３６は、ノズル３０内の密閉空間に連通していればどのような配置であってもよく、たとえば第１本体部３１を貫通して設けられてもよい。

圧力調整部１１０は、真空ポンプなどの排気部１１１と、Ｎ２などのガスを供給するガス供給源１１２を、切替バルブ１１３を介して圧力調整管３７に接続した構成となっている。かかる圧力調整部１１０も制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００からの指令により切替バルブ１１３の開度を調整することで、排気部１１１またはガス供給源１１２のいずれかを圧力調整管３７に接続して、貯留室Ｓ内部からの排気量を調整したり、貯留室Ｓ内に供給するガスの量を調整したりすることができる。これにより、塗布装置１は、圧力測定部３６の測定結果、すなわち、貯留室Ｓ内の圧力が所定の値となるように調整することができる。

かかる場合、貯留室Ｓの内部を排気して貯留室Ｓ内の圧力を貯留室Ｓ外部の圧力よりも低くすることで、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒを上方に引き上げ、吐出口Ｄから塗布液Ｒが滴下するのを防ぐことができる。また、貯留室Ｓ内にガスを供給することで、塗布液Ｒの塗布後に貯留室Ｓ内に残留する塗布液Ｒを加圧して押し出したりパージしたりすることができる。

塗布装置１は、貯留室Ｓ内に形成される密閉空間の圧力を制御しつつ、塗布液Ｒの基板Ｗへの塗布処理を行うが、かかる点については、後述する。

なお、圧力調整部１１０の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、貯留室Ｓ内の圧力を制御することができれば、その構成は任意に設定できる。たとえば、排気部１１１とガス供給源１１２のそれぞれに圧力調整管３７と圧力調整弁を設け、それぞれ個別に蓋部３３に接続するようにしてもよい。

また、ノズル３０は、塗布液供給部１２０、中間タンク１３０、供給ポンプ１４０および加圧部１５０を含む塗布液供給系に接続される。

塗布液供給部１２０は、塗布液供給源１２１と、バルブ１２２とを備える。塗布液供給源１２１は、バルブ１２２を介して中間タンク１３０に接続されており、中間タンク１３０に対して塗布液Ｒを供給する。また、塗布液供給部１２０は、制御装置１００と電気的に接続されており、かかる制御装置１００によってバルブ１２２の開閉が制御される。

中間タンク１３０は、塗布液供給部１２０とノズル３０との間に介在するタンクである。かかる中間タンク１３０は、タンク部１３１と、第１供給管１３２と、第２供給管１３３と、第３供給管１３４と、液面センサ１３５とを備える。

タンク部１３１は、塗布液Ｒを貯留する。かかるタンク部１３１の底部には、第１供給管１３２および第２供給管１３３が設けられる。第１供給管１３２は、バルブ１２２を介して塗布液供給源１２１に接続される。また、第２供給管１３３は、供給ポンプ１４０を介してノズル３０の側面部に接続される。

第３供給管１３４には、加圧部１５０が接続される。加圧部１５０は、Ｎ２などのガスを供給するガス供給源１５１と、バルブ１５２とを備え、タンク部１３１内へガスを供給することによってタンク部１３１内を加圧する。かかる加圧部１５０は、制御装置１００と電気的に接続されており、かかる制御装置１００によってバルブ１５２の開閉が制御される。

また、液面センサ１３５は、タンク部１３１に貯留された塗布液Ｒの液面を検知する検知部である。かかる液面センサ１３５は、制御装置１００と電気的に接続されており、検知結果が制御装置１００へ入力される。

供給ポンプ１４０は、第２供給管１３３の中途部に設けられており、中間タンク１３０から供給される塗布液Ｒを所定量ずつノズル３０へ供給する。かかる供給ポンプ１４０は、制御装置１００と電気的に接続され、制御装置１００によって塗布液Ｒのノズル３０への供給量が制御される。

このように、ノズル３０には、塗布液供給部１２０、中間タンク１３０、供給ポンプ１４０および加圧部１５０を含む塗布液供給系が接続されており、かかる塗布液供給系によってノズル３０の側面部から貯留室Ｓ内に塗布液Ｒが供給される。

ここで、上述したように、塗布液Ｒは高粘度の流体である。このため、かかる塗布液Ｒを塗布液供給系から貯留室Ｓ内へ供給すると、図３Ａに示すように、塗布液Ｒは、塗布液供給系が接続される側に偏った状態で貯留室Ｓに貯留される。

そこで、第１の実施形態に係る塗布装置１は、貯留室Ｓ内に貯留された塗布液Ｒを平坦化させる平坦化部として、図３Ｂに示すように、超音波振動子１８０を備えることとした。

超音波振動子１８０は、たとえばノズル３０の背面部に取り付けられ、かかる背面部を介して貯留室Ｓ内の塗布液Ｒに超音波振動を与える。これにより、塗布液Ｒを素早く平坦化させることができる。また、超音波振動子１８０は、制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００によってオン・オフが制御される。

超音波振動子１８０は、図４Ａに示すように、ノズル３０の長手方向に沿って複数（ここでは、５個）設けられる。これにより、塗布液Ｒに対してノズル３０の長手方向に沿って均等に超音波振動を与えることができる。なお、塗布装置１は、塗布液供給系が接続される側に１個の超音波振動子１８０を備える構成であってもよい。

また、超音波振動子１８０による振動によって貯留室Ｓ内で塗布液Ｒが飛び散らないように、超音波振動子１８０は、貯留室Ｓのできるだけ下方、具体的には、貯留室Ｓと流路Ｃとの境界部の近傍に設けることが好ましい。

また、塗布装置１は、図３Ｂに示すように、液面検知部１６０をさらに備える。液面検知部１６０は、ノズル３０の前方に配置され、貯留室Ｓに貯留された塗布液Ｒの液面の位置（以下、「液面高さ」と記載する）を検知する。

ここで、図４Ｂに示すように、ノズル３０の前面部を形成する第２本体部３２は、一部が透明部材３２ａで形成されており、貯留室Ｓに貯留された塗布液Ｒを透明部材３２ａを介して視認することができる。液面検知部１６０は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラであり、ノズル３０の前方から透明部材３２ａを介して貯留室Ｓの内部を撮影することによって塗布液Ｒの液面の位置を検知する。液面検知部１６０による検知結果は、制御装置１００へ入力される。これにより、塗布装置１は、塗布液Ｒの液面高さを容易に検知することができる。

塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果に基づいて、超音波振動子１８０のオン・オフを制御する。すなわち、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果から、液面の最大高さおよび最小高さの差分を求め、この差分が所定の閾値を超える場合には、超音波振動子１８０をオンする。そして、塗布装置１は、差分が所定の閾値以下となった場合に、超音波振動子１８０をオフする。

なお、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果に基づいて、超音波振動子１８０の振動力を変更してもよい。たとえば、塗布装置１は、塗布液の偏りが大きいほど超音波振動子１８０の振動力を高めてもよい。

次に、塗布処理時の動作について図５および図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。図５は、塗布処理における各機器の状態変化を示すタイムチャートである。また、図６Ａ〜図６Ｃは、塗布処理の様子を示す模式図である。

なお、以下では、貯留室Ｓ外部の圧力よりも低い圧力状態を「負圧」と呼ぶ。また、負圧の値を変化させる場合において、たとえば「−４００Ｐａ」から「−４５０Ｐａ」に変化させる場合のように絶対値が大きくなる方向へ変化させる場合には、「圧力を低下させる」あるいは「真空度を高める」と表現する。

また、ノズル３０内には、塗布液Ｒが充填された状態であるものとする。ノズル３０内に充填される塗布液Ｒの量は、基板Ｗの全面に少なくとも１回以上塗布液Ｒを塗布することができる量以上であればよい。

また、後述する塗布液充填処理（図８のステップＳ１０１参照）においてノズル３０内に塗布液Ｒが充填されてから次の塗布処理（図８のステップＳ１０８参照）が開始されるまでの間、貯留室Ｓ内の圧力は、所定の値Ｐ０に調整される（図５参照）。これにより、塗布液Ｒは、塗布処理が開始されるまでの間、吐出口Ｄから滴下することなくノズル３０内に保持される。なお、所定の値Ｐ０は、貯留室Ｓ外部の圧力（大気圧）よりも低い負圧（たとえば、−４５０Ｐａ）である。

塗布装置１は、塗布処理を開始すると、まず、圧力調整部１１０を用いて貯留室Ｓ内の圧力をＰ０よりも高いＰ１（たとえば、−４４０Ｐａ）に調整する（図５の時間ｔ１参照）。これにより、塗布液Ｒに作用する重力が、塗布液Ｒの表面張力および貯留室Ｓ内の負圧をわずかに上回り、ノズル３０内に保持されていた塗布液Ｒが吐出口Ｄから露出する。なお、これに伴い、貯留室Ｓ内に貯留された塗布液Ｒの液面高さがＨ０からＨ１へ低下する。

つづいて、塗布装置１は、昇降機構４０（図１参照）を用いてノズル３０を降下させ、図６Ａに示すように、吐出口Ｄと基板Ｗとの距離（以下、「ノズルギャップ」と記載する）を所定の距離Ｚ１とする（図５の時間ｔ２参照）。これにより、吐出口Ｄから露出した塗布液Ｒが基板Ｗの上面に接液する。

なお、ノズルギャップＺ０は、後述する厚み測定処理（図８のＳ１０７参照）によって得られる基板Ｗの上面までの距離に基づいて算出される。また、ノズルギャップＺ１は、試験等によってあらかじめ設定された値である。

つづいて、塗布装置１は、ノズル３０を上昇させて、ノズルギャップをＺ２（＞Ｚ１）とする（図５の時間ｔ３参照）。これにより、吐出口Ｄから露出した塗布液Ｒは、図６Ｂに示すように、基板Ｗの上面に接液した状態で上方に引き伸ばされた状態となる。また、これに伴い、貯留室Ｓ内に貯留された塗布液Ｒの液面高さがＨ１からＨ２へ低下する。なお、ノズルギャップＺ２は、基板Ｗに形成すべき塗布膜の膜厚に応じて設定される。

その後、塗布装置１は、第１の移動機構２０（図１参照）を用い、基板ＷのＸ軸負方向側の端部がノズル３０の直下に配置される位置まで、基板Ｗを所定の速度で移動させる。これにより、図６Ｃに示すように、貯留室Ｓの塗布液Ｒが吐出口Ｄから流れ出し、基板Ｗの上面に塗布液Ｒが塗布される。

ここで、塗布装置１は、圧力調整部１１０を用いて貯留室Ｓ内の圧力を調整することにより、スキャン方向における膜厚均一性の悪化を防止する。

具体的には、塗布装置１は、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面の低下に合わせて、圧力調整部１１０により貯留室Ｓの圧力を、Ｐ２（たとえば、−４３０Ｐａ）からＰ５（たとえば、−４００Ｐａ）まで段階的に上昇させる（図５の時間ｔ５〜ｔ８参照）。

貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面が低下すると、吐出口Ｄに作用する塗布液Ｒによる水頭圧が減少する。この間、貯留室Ｓ内の圧力と、貯留室Ｓの外部の圧力とが変化せず一定であるとすると、水頭圧が減少した分だけ塗布液Ｒを吐出口Ｄから押し出す力が減少するので、塗布液Ｒの吐出量は減少する。

したがって、本実施形態においては、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面高さの低下に合わせて圧力調整部１１０により貯留室Ｓの圧力をＰ５（−４００Ｐａ）まで段階的に上昇させることで、液面低下による吐出口Ｄにおける水頭圧の減少が補われる。この結果、吐出口Ｄからの塗布液Ｒの吐出量が一定に保たれ、基板Ｗの面内に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。

貯留室Ｓ内の圧力の調整は、たとえばノズル３０と基板Ｗとの相対的な移動距離に応じて行うことができる。かかる場合、ノズル３０の移動距離と貯留室Ｓ内の圧力設定値との相関関係をあらかじめ求めておき、この相関関係に基づいて貯留室Ｓ内の圧力を調整するようにすればよい。このような相関関係をあらかじめ求めておくことで、ノズル３０の基板Ｗにおける所定位置での塗布液Ｒの消費量から水頭圧の減少分を求め、これにより貯留室Ｓ内の圧力を調整することができる。

また、貯留室Ｓ内の圧力の調整は、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面高さに応じて行ってもよい。かかる場合、圧力調整部１１０により上昇されるべき貯留室Ｓ内の圧力の値は、たとえば液面検知部１６０により検知された塗布液Ｒの液面の高さに基づいて求められる。

具体的には、塗布開始前の状態における塗布液Ｒの液面高さと、塗布開始後における塗布液Ｒの液面高さの差分を求める。そして、かかる差分に塗布液Ｒの密度を乗ずることで、吐出口Ｄにかかる水頭圧の減少分を求めることができる。したがって、圧力調整部１１０により、この水頭圧の減少分だけ貯留室Ｓ内の圧力を上昇させることで、吐出口Ｄにかかる水頭圧が一定となる。これにより、吐出口Ｄからの塗布液Ｒの吐出量が一定となり、基板Ｗの面内に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。

また、たとえば流路Ｃに他の圧力測定機構を設け、流路Ｃの塗布液Ｒに作用する水頭圧を直接求め、この水頭圧が一定となるように圧力調整部１１０により貯留室Ｓ内の圧力を調整することも考えられる。

いずれの場合においても、圧力調整部１１０により、吐出口Ｄからの塗布液Ｒの吐出量が一定となるように、換言すれば吐出口Ｄの塗布液Ｒに作用する水頭圧が一定となるように貯留室Ｓ内の圧力を調整するので、基板Ｗの面内に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。

このように、塗布装置１は、制御装置１００による制御によって、基板Ｗに塗布液Ｒを塗布する間、塗布液Ｒの吐出量が一定となるように、圧力調整部１１０を制御して貯留室Ｓの内部の圧力を調整する。これにより、塗布装置１は、スキャン方向における膜厚均一性の悪化を抑えることができる。

また、塗布装置１は、貯留室Ｓ内の圧力を調整することによって、塗布液に作用する重力に抗して塗布液Ｒを保持したり、基板Ｗに対する塗布液Ｒの吐出量を制御したりすることが可能である。このため、たとえ粘度が数１０００ｃＰ程度の高粘度の塗布液Ｒを扱うために吐出口の幅を広げた場合であっても、吐出口からの液だれや、塗布時の膜厚不良を防ぐことができる。すなわち、高粘度の塗布液を、無駄なく均一に基板Ｗ上に塗布することができる。

基板ＷのＸ軸負方向側の端部がノズル３０の直下まで移動すると、塗布装置１は、ノズル３０を降下させて吐出口Ｄと基板Ｗを距離Ｚ１まで近づける（図５の時間ｔ９）。それと共に、塗布装置１は、圧力調整部１１０により貯留室Ｓの圧力をＰ６（たとえば、−３９０Ｐａ）まで上昇させることにより、基板Ｗに一旦塗布された塗布液Ｒが貯留室Ｓ側に引き込まれ、塗布欠陥が生じるのを防止する。

その後、塗布装置１は、ノズル３０をノズルギャップＺ０まで上昇させる（図５の時間ｔ１０）。これにより、吐出口Ｄから基板Ｗへの塗布液Ｒの供給が停止され、塗布処理が終了する。

次に、上述してきた塗布処理を含む基板処理の処理手順について説明する。図７は、塗布装置１が実行する基板処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図７に示す各処理手順は、塗布装置１が制御装置１００の制御に基づいて実行する。

ここで、図７に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は、１つのロットに含まれる複数の基板の全てについて処理が完了するまで繰り返される。なお、１つのロットの基板処理が終了すると、次のロットの基板処理が開始されるが、その前に、ノズル３０の先端部を洗浄するノズル洗浄処理が行われる。かかるノズル洗浄処理については、後述する。

図７に示すように、塗布装置１は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理とステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理とを平行して行い、ステップＳ１０４の処理およびステップＳ１０７の処理を終えた後に、上述した塗布処理を実行する（ステップＳ１０８）。まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理について説明する。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理において、塗布装置１は、まず、塗布液充填処理を行う（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の塗布液充填処理において、塗布装置１は、まず、ノズル待機部８０をノズル３０の直下へ移動させた後、ノズル３０を降下させてノズル待機部８０内に配置する。そして、ノズル３０をノズル待機部８０内に配置した状態で、ノズル３０内への塗布液の充填を行う。

ここで、ノズル待機部８０の構成について図８を用いて説明する。図８は、ノズル待機部８０の構成を示す模式側断面図である。

図８に示すように、ノズル待機部８０は、ノズル３０を収容可能な収容空間８１を有する。この収容空間８１にはシンナーが貯留されており、シンナーが揮発することによって、収容空間８１の内部はシンナー雰囲気に保たれる。

また、収容空間８１には、ノズル３０の吐出口Ｄの長手方向（Ｙ軸方向）に延在する略平板状の当接部材８２が設けられている。かかる当接部材８２は、たとえばゴム等の耐薬品性を有する樹脂素材で形成される。

塗布装置１は、ノズル待機部８０の収容空間８１へ向けてノズル３０を降下させることによって、ノズル３０の先端面を当接部材８２に当接させる。これにより、吐出口Ｄが当接部材８２によって閉塞された状態となる。塗布装置１は、この状態でノズル３０内に塗布液Ｒを充填することにより、塗布液Ｒの充填中に吐出口Ｄから塗布液Ｒが漏れ出ることを防止することができる。特に、ノズル３０に対して空の状態から塗布液Ｒを充填する場合に、吐出口Ｄからの塗布液Ｒの漏えいを効果的に防止することができる。

つづいて、塗布液充填処理時の塗布装置１の動作について説明する。塗布装置１は、液面検知部１６０（図３Ｂ参照）の検知結果に基づき、ノズル３０へ充填すべき塗布液Ｒの量（以下、「目標量」と記載する）を決定する。そして、塗布装置１は、供給ポンプ１４０を動作させて、中間タンク１３０からノズル３０へ目標量分の塗布液Ｒを供給する（図３Ａ参照）。

このとき、塗布装置１は、圧力調整部１１０（図３Ａ参照）を用いて貯留室Ｓ内の圧力を調整しながら、貯留室Ｓへの塗布液Ｒの供給を行う。ここで、塗布液充填処理時における圧力制御の内容について図９を用いて説明する。図９は、塗布液充填処理時における圧力制御の内容を示す図である。

塗布液充填処理時において、貯留室Ｓ内の圧力は負圧に調整される。これにより、貯留室Ｓ内に残留する塗布液Ｒが吐出口Ｄから漏れ出ることを防止することができる。

そして、図９に示すように、塗布装置１は、負圧に調整された貯留室Ｓ内の圧力を、液面検知部１６０によって検知される貯留室Ｓの液面高さに応じて徐々に低下させながら（すなわち、真空度を高めながら）、塗布液Ｒの供給を行う。

具体的には、塗布液充填処理の開始時における貯留室Ｓ内の圧力は、塗布処理の終了時における貯留室Ｓ内の圧力と同じくＰ６（たとえば、−３９０Ｐａ）である。一方、塗布液充填処理の終了時における貯留室Ｓ内の圧力は、塗布処理の開始前の圧力Ｐ０（たとえば、−４５０Ｐａ）に調整される。そして、塗布装置１は、貯留室Ｓの液面高さに応じて圧力をＰ６〜Ｐ０まで変化させる。

このように、塗布装置１は、圧力調整部１１０を制御して、貯留室Ｓの内部を負圧にし、さらに、負圧にした貯留室Ｓの内部の圧力を徐々に低下させながら、貯留室Ｓの内部へ塗布液Ｒを供給する。

貯留室Ｓに塗布液Ｒが充填され、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面が上昇すると、吐出口Ｄに作用する塗布液Ｒによる水頭圧が増加する。この間、貯留室Ｓ内の圧力と、貯留室Ｓの外部の圧力とが変化せず一定であるとすると、水頭圧が増加した分だけ塗布液Ｒを上方へ押し上げる力が相対的に弱まるため、塗布液Ｒが吐出口Ｄから漏れ出易くなる。

これに対し、第１の実施形態においては、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面高さの上昇に合わせて圧力調整部１１０により貯留室Ｓ内の圧力を徐々に低下させることで、塗布液Ｒを上方へ押し上げる力を補うことができる。このため、塗布液充填処理中に、塗布液Ｒが吐出口Ｄから漏れ出ることをより確実に防止することができる。

また、塗布装置１は、貯留室Ｓ内への塗布液Ｒの供給が終了してから塗布処理を開始するまでの間、圧力調整部１１０を制御して、貯留室Ｓ内への塗布液Ｒの供給が終了した時点における貯留室Ｓ内の圧力（すなわちＰ０）を維持する。このため、一連の基板処理における貯留室Ｓ内の圧力制御を効率的に行うことができる。

なお、ここでは、液面高さに応じて圧力を変化させることとしたが、これに限ったものではなく、たとえば予め決められた時間に従って圧力を変化させてもよい。

また、塗布装置１は、ノズル３０に対する塗布液Ｒの供給を、塗布液供給源１２１から直接ではなく、塗布液供給源１２１とノズル３０との間に設けた中間タンク１３０から行う。これにより、ノズル３０までの配管距離を短くすることができるため、たとえば塗布液Ｒの粘度が高く、塗布液供給源１２１からの供給が困難な場合であっても、中間タンク１３０からノズル３０へ塗布液Ｒを容易に供給することができる。

また、塗布装置１は、中間タンク１３０からノズル３０への供給も困難である場合には、加圧部１５０を用いてタンク部１３１内の圧力を高めることによって、中間タンク１３０からノズル３０へ塗布液Ｒを供給することができる。

また、塗布装置１は、液面センサ１３５の検知結果に基づき、タンク部１３１内に貯留されている塗布液Ｒの量が所定量を下回ったと判定した場合には、塗布液供給部１２０を制御して、塗布液供給源１２１からタンク部１３１へ塗布液Ｒを供給する。これにより、タンク部１３１に塗布液Ｒが補充される。

なお、ここでは、液面検知部がＣＣＤカメラ等の撮像装置である場合の例を示したが、液面検知部は、撮像装置に限ったものではなく、たとえば赤外線センサ等の光学式センサであってもよい。

図７へ戻り、基板処理の説明をつづける。ステップＳ１０１の塗布液充填処理を終えると、塗布装置１は、液面検知部１６０の検知結果に基づき、貯留室Ｓ内に充填された塗布液Ｒの液面が平坦であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。たとえば、塗布装置１は、液面の最も高い位置と最も低い位置との差分を求め、かかる差分が所定の範囲内にあれば、液面が平坦であると判定する。

かかる処理において、液面が平坦でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、塗布装置１は、上述した平坦化処理を行った後（ステップＳ１０３）、再びステップＳ１０２の判定を行う。塗布装置１は、液面が平坦になるまで、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３の処理を繰り返し、液面が平坦であると判定すると（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０４のノズルプライミング処理へ移行する。

このように、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果に基づいて液面が平坦化したか否かを判定し、液面が平坦化したと判定した場合に、ノズル３０を用いた塗布処理を開始させることとしたため、膜厚均一性の悪化を防止することができる。すなわち、液面が平坦ではない場合、言い換えれば、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒに偏りがある場合、ノズル３０の吐出口Ｄに作用する水頭圧が不均一となり、膜厚均一性が悪化するおそれがある。このため、本実施形態のように、液面が平坦化した後に塗布処理を開始させることにより、膜厚均一性の悪化を防止することができる。

つづいて、ステップＳ１０４のノズルプライミング処理について説明する。ノズルプライミング処理は、ノズル洗浄部６０（図１参照）を用いてノズル３０の先端を拭き取ることによって、吐出口Ｄの状態を整える処理のことである。かかるノズルプライミング処理を開始すると、塗布装置１は、基板Ｗを初期位置（図１に示す位置）へ戻すとともに、第２の移動機構９０を用いてノズル洗浄部６０をノズル３０の直下へ移動させる。そして、塗布装置１は、ノズル洗浄部６０を用いて吐出口Ｄから露出した塗布液Ｒを拭き取ることによって、吐出口Ｄの状態を整える。

ここで、ノズル洗浄部６０の構成およびノズルプライミング処理の内容について図１０を用いて説明する。図１０は、ノズル洗浄部６０の構成を示す模式斜視図である。

図１０に示すように、ノズル洗浄部６０は、シンナー吐出部６１ａ，６１ｂと、パッド部６２ａ，６２ｂと、Ｎ２噴出部６３ａ，６３ｂと、載置部６４と、駆動部６５とを備える。

シンナー吐出部６１ａ，６１ｂは、図示しないポンプ等を介してシンナー供給源へ接続されており、かかるシンナー供給源から供給されるシンナーをノズル３０の短手方向両側からノズル３０の先端部へ向けて吐出する。これにより、ノズル３０の先端部に付着する塗布液を溶かすことができる。

パッド部６２ａ，６２ｂは、ノズル３０の先端部の形状に沿って略Ｖ字状に形成され、ノズル３０の先端部の短手方向両面に当接する。後述する駆動部６５によってパッド部６２ａ，６２ｂが移動することにより、ノズル３０の先端部に付着した塗布液がパッド部６２ａ，６２ｂによって拭き取られる。

Ｎ２噴出部６３ａ，６３ｂは、図示しないポンプ等を介してＮ２供給源へ接続されており、かかるＮ２供給源から供給されるＮ２をノズル３０の短手方向両側からノズル３０の先端部へ向けて噴出する。これにより、ノズル３０の先端部が乾燥される。

これらシンナー吐出部６１ａ，６１ｂ、パッド部６２ａ，６２ｂおよびＮ２噴出部６３ａ，６３ｂは、載置部６４に載置される。具体的には、ノズル３０の延在方向（Ｙ軸方向）と平行に、それぞれシンナー吐出部６１ａ、パッド部６２ａ、シンナー吐出部６１ｂ、パッド部６２ｂ、Ｎ２噴出部６３ａ、Ｎ２噴出部６３ｂの順に並べて載置される。

駆動部６５は、載置部６４をノズル３０の延在方向（Ｙ軸方向）と平行な方向に移動させることによって、載置部６４に載置されたシンナー吐出部６１ａ，６１ｂ、パッド部６２ａ，６２ｂおよびＮ２噴出部６３ａ，６３ｂをノズル３０の延在方向と平行に移動させる。

塗布装置１は、ノズルプライミング処理を行う場合、シンナー吐出部６１ａ，６１ｂ、パッド部６２ａ，６２ｂおよびＮ２噴出部６３ａ，６３ｂのうち、パッド部６２ａ，６２ｂのみを使用する。

具体的には、塗布装置１は、昇降機構４０を用いてノズル３０を降下させ、ノズル３０の先端部がパッド部６２ａ，６２ｂに当接する位置にノズル３０を配置させた状態で、駆動部６５を用いて載置部６４をＹ軸負方向へ移動させる。これにより、吐出口Ｄから露出した塗布液Ｒやノズル３０の先端部に付着した塗布液Ｒがパッド部６２ａ，６２ｂによって拭き取られて、吐出口Ｄの状態が整えられる。

かかるノズルプライミング処理を終えた後、塗布装置１は、塗布処理を開始する（ステップＳ１０８）。このように、塗布装置１は、ノズルプライミング処理によって吐出口Ｄの状態を整えたうえで塗布処理を開始することにより、塗布処理開始直後における膜厚均一性を高めることができる。しかも、塗布装置１は、塗布処理を開始する直前にノズルプライミング処理を行うこととしたため、吐出口Ｄが整えられた状態を容易に維持しておくことができる。

なお、ノズル洗浄部６０が備えるシンナー吐出部６１ａ，６１ｂおよびＮ２噴出部６３ａ，６３ｂは、ロット間において行われるノズル洗浄処理時に用いられる。すなわち、ノズル洗浄処理において、塗布装置１は、シンナー吐出部６１ａ，６１ｂからシンナーを、Ｎ２噴出部６３ａ，６３ｂからＮ２を噴出させた状態で、駆動部６５を用いて載置部６４をＹ軸負方向へ移動させる。これにより、ノズル洗浄部６０は、ノズル３０の先端部に対して、シンナー吐出部６１ａによるシンナー供給、パッド部６２ａによる拭き取り、シンナー吐出部６１ｂによるシンナー供給、パッド部６２ｂによる拭き取り、Ｎ２噴出部６３ａ，６３ｂによるＮ２噴出を行って、ノズル３０を洗浄する。

つづいて、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理について説明する。塗布装置１は、基板保持部２１の上面に載置された基板Ｗを基板保持部２１を用いて吸着保持した後（ステップＳ１０５）、ノズル高さ測定処理を行う（ステップＳ１０６）。かかるノズル高さ測定処理において、塗布装置１は、ノズル高さ測定部５０ｂを用いてノズル３０の下端面までの距離を測定することにより、ノズル３０が規定の高さに位置しているか否かを確認する。かかる処理においてノズル高さが既定の高さからずれている場合、塗布装置１は、駆動部４２を用いてノズル高さの補正を行ってもよい。

なお、かかるノズル高さ測定処理は、ステップＳ１０５の前に行っても構わない。また、ノズル高さ測定処理は、ロットごとに繰り返し行われる基板処理のうちの何れか１回（たとえば、最初の１回）についてのみ行うこととしてもよい。

つづいて、塗布装置１は、厚み測定処理を行う（ステップＳ１０７）。具体的には、塗布装置１は、基板保持部２１に保持された基板Ｗを駆動部２２を用いて厚み測定部５０ａの下方へ移動させた後、厚み測定部５０ａを用いて基板Ｗの上面までの距離を測定する。厚み測定部５０ａによる測定結果は、制御装置１００へ送信される。

なお、基板Ｗの外縁部は、塗布装置１へ搬送されるまでの各工程によって表面が粗くなっている可能性がある。このため、基板Ｗの外縁から所定距離（たとえば、２ｍｍ程度）内側の位置を厚み測定部５０ａの測定点とすることが好ましい。

また、塗布装置１は、厚み測定部５０ａを複数（たとえば、２個）備えており、各厚み測定部５０ａによって得られた測定結果に基づく値（たとえば、平均値）を基板Ｗの上面までの距離として決定する。

厚み測定処理を終えると、塗布装置１は、基板Ｗを塗布処理開始位置（基板ＷのＸ軸正方向側の端部がノズル３０の直下に配置される位置）へ移動させる。そして、塗布装置１は、ステップＳ１０４のノズルプライミング処理が完了していれば直ちに、ノズルプライミング処理が完了していなければノズルプライミング処理の完了後直ちに、塗布処理を行う（ステップＳ１０８）。塗布処理の内容については上述したため、ここでの説明は省略する。

ステップＳ１０８の塗布処理を終えると、塗布装置１は、処理をステップＳ１０１へ戻してステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を行う。また、塗布装置１は、基板搬出処理を行った後（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理と平行してステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を再び行う。なお、基板搬出処理は、基板保持部２１による基板Ｗの吸着保持を解除した後、処理済の基板Ｗを外部装置に受け渡す処理である。

１つのロットに含まれる全ての基板Ｗについて上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０９の処理を終えたとき、塗布装置１は、１つのロットに対する一連の基板処理を終了する。

上述してきたように、第１の実施形態に係る塗布装置は、ノズルと、移動機構と、平坦化部とを備える。ノズルは、塗布液が貯留される貯留室と、貯留室に連通するスリット状の流路とを備え、流路の先端に形成される吐出口から塗布液を吐出する。移動機構は、ノズルと基板とを基板の表面に沿って相対的に移動させる。平坦化部は、超音波振動子であり、貯留室に貯留された塗布液の液面を超音波振動によって平坦化する。

したがって、第１の実施形態に係る塗布装置によれば、ノズルへの塗布液の充填作業を効率化することができる。

なお、第１の実施形態では、塗布装置１が、塗布液Ｒに対して超音波振動を与えることによって塗布液Ｒを平坦化することとしたが、塗布液Ｒに与える振動は、超音波振動に限定されない。すなわち、塗布装置１は、超音波振動子１８０に代えて、他の振動発生部を備えていてもよい。

なお、第１の実施形態では、液面検知部１６０を用いて貯留室Ｓの内部を撮像することとしたが（図３Ｂ参照）、貯留室Ｓは長尺状であるため、貯留室Ｓの内部を長手方向の一端から他端まで撮像するためには、ノズル３０からある程度離れた位置に液面検知部１６０を配置する必要がある。そこで、液面検知部１６０をノズル３０の近傍に配置するための構成について図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２Ａ、図１２Ｂを用いて説明する。図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２Ａ、図１２Ｂは、液面検知方法の他の例を示す模式図である。

たとえば、図１１Ａに示すように、塗布装置１は、ノズル３０の前方から塗布液Ｒの液面を検知する液面検知部を複数（ここでは、液面検知部１６０ａ，１６０ｂの２台）を備えてもよい。このように、液面検知部を複数設けることで、各液面検知部が検知すべき範囲を小さくすることができるため、液面検知部をノズル３０の近傍に配置することができる。

また、図１１Ｂに示すように、塗布装置１は、１台の液面検知部１６０ｃと、この液面検知部１６０ｃをノズル３０の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる駆動部１６１とを備えていてもよい。これによっても、液面検知部をノズル３０の近傍に配置することができる。

また、液面検知部をノズル３０の前方に配置したくない場合には、たとえば、図１２Ａに示すように、液面検知部１６０ｄをノズル３０の上方に下向きで配置し、光を反射または屈折させるプリズム１６２を介して塗布液Ｒの液面を撮像してもよい。

このように、液面検知部１６０ｄを、塗布液Ｒの液面に対して所定の角度で傾斜して配置し、塗布液Ｒの液面と略平行な方向から見た液面の像をプリズム１６２を介して撮像することとしてもよい。これにより、液面検知部をノズル３０の前方以外の場所に配置することができる。

また、プリズムは、ノズルと一体的に形成されてもよい。たとえば、図１２Ｂに示すように、ノズル３０＿２は、前面部にプリズム１６２＿２が設けられた透明部材３２ａ＿２を備えていてもよい。

（第２の実施形態）
ところで、上述してきた実施形態では、塗布装置が平坦化部として振動発生部を備える場合の例を示したが、塗布装置が備える平坦化部は、振動発生部に限定されない。以下では、平坦化部の他の例について説明する。図１３は、平坦化部の他の構成を示す模式側断面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１３に示すように、ノズル３０＿１には、超音波振動子１８０に代えて、攪拌部１８０＿１が平坦化部として設けられる。攪拌部１８０＿１は、貯留室Ｓの内部に配置され、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒを攪拌することによって、貯留室Ｓ内の塗布液Ｒを平坦化する。

攪拌部１８０＿１は、第１の実施形態に係る超音波振動子１８０と同様、ノズル３０＿１の長手方向に沿って複数設けられてもよいし、塗布液供給系が接続される側に１個のみ設けられてもよい。なお、攪拌部１８０＿１による攪拌によって貯留室Ｓ内で塗布液Ｒが飛び散らないように、攪拌部１８０＿１は、貯留室Ｓのできるだけ下方、具体的には、貯留室Ｓと流路Ｃとの境界部の近傍に設けることが好ましい。

また、第１の実施形態と同様、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果に基づいて、攪拌部１８０＿１のオン・オフを制御する。すなわち、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果から、液面の最大高さおよび最小高さの差分を求め、この差分が所定の閾値を超える場合には、攪拌部１８０＿１をオンする。そして、塗布装置１は、差分が所定の閾値以下となった場合に、攪拌部１８０＿１をオフする。

このように、平坦化部は、貯留室に貯留された塗布液を攪拌することによって塗布液の液面を平坦化する攪拌部であってもよい。かかる場合にも、第１の実施形態と同様に、ノズルへの塗布液の充填作業を効率化することができる。なお、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果に基づいて、攪拌部１８０＿１の攪拌力を変更してもよい。たとえば、塗布装置１は、塗布液の偏りが大きいほど攪拌部１８０＿１の攪拌力を高めてもよい。

また、平坦化部は、ノズルの姿勢を変更することによって貯留室に貯留された塗布液の液面を平坦化する姿勢変更部であってもよい。かかる点について図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａは、平坦化部の他の構成を示す模式側断面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａに示す平坦化部による平坦化処理の様子を示す図である。

図１４Ａに示すように、ノズル３０＿２には、超音波振動子１８０に代えて、姿勢変更部１８０＿２が平坦化部として設けられる。姿勢変更部１８０＿２は、たとえばノズル３０＿２の背面部に設けられ、ノズル３０の長手方向中央部を通る水平軸を中心としてノズル３０を、Ｘ軸方向と平行な回転軸まわりに回転させる。

塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果に基づいて、姿勢変更部１８０＿２を制御する。すなわち、塗布装置１は、液面検知部１６０による検知結果から、液面の最大高さおよび最小高さの差分を求め、この差分が所定の閾値を超える場合には、姿勢変更部１８０＿２を制御して、液面が高い側が上側に、液面が低い側が下側になる方向にノズル３０＿２を傾ける。

たとえば、図１４Ｂに示すように、Ｙ軸負方向側の液面高さがＹ軸正方向側の液面高さよりも高いとする。かかる場合、塗布装置１は、姿勢変更部１８０＿２を制御して、ノズル３０＿２のＹ軸負方向側が上側に、Ｙ軸正方向側が下側になるように、ノズル３０＿２を傾ける。これにより、Ｙ軸負方向側の塗布液Ｒが重力によってＹ軸正方向側へ移動して、液面が平坦化される。

なお、塗布装置１は、液面の最大高さおよび最小高さの差分に応じて角度を調整してもよい。すなわち、塗布装置１は、塗布液Ｒの液面が平坦化されるにつれて、ノズル３０＿２の傾斜を徐々に緩めてもよい。そして、塗布装置１は、差分が所定の閾値以下となった場合に、ノズル３０＿２が水平になるように姿勢変更部１８０＿２を制御する。

このように、平坦化部は、ノズルを傾けることによって貯留室に貯留された塗布液の液面を平坦化する姿勢変更部であってもよい。かかる場合にも、第１の実施形態と同様に、ノズルへの塗布液の充填作業を効率化することができる。なお、ここでは、姿勢変更部が、ノズルの短手方向と平行な回転軸回まわりにノズルを回転させる場合の例を示したが、姿勢変更部は、ノズルの長手方向と平行な回転軸まわりにノズルを回転させてもよい。これにより、ノズルの短手方向に生じた塗布液の偏りを解消することができる。

（第３の実施形態）
ところで、上述してきた各実施形態では、貯留室内の塗布液に生じた偏りを平坦化部によって解消することとしたが、たとえば、貯留室に形成される塗布液の供給口の形状や配置等を変更することにより、貯留室内に塗布液の偏りを生じ難くすることも可能である。以下では、かかる点について図１５Ａおよび図１５Ｂを用いて説明する。図１５Ａは、第３の実施形態に係るノズルの構成を示す模式側断面図である。また、図１５Ｂは、液供給口の構成を示す模式正断面図である。

図１５Ａに係るノズル３０＿３は、第１本体部３１＿３の内部に、貯留室Ｓ内へ充填される塗布液Ｒを一時的に貯留する一時貯留部３５を備える。

一時貯留部３５は、塗布液Ｒを貯留する一時貯留室３５ａと、一時貯留室３５ａと貯留室Ｓとを連通する通路３５ｂとを備える。一時貯留室３５ａは、貯留室Ｓと同程度の長さを有する長尺状の空間である。また、通路３５ｂは、一時貯留室３５ａの上部から貯留室Ｓへ向かって斜め上方に延在する通路であり、流路Ｃの長手方向に沿って延在するスリット形状を有する。なお、ノズル３０＿３は、通路３５ｂおよび液供給口３５ｃを備えていればよく、一時貯留室３５ａを備えていなくてもよい。

第３の実施形態において、中間タンク１３０の第２供給管１３３は、供給ポンプ１４０を介して一時貯留部３５の一時貯留室３５ａに接続される。すなわち、第３の実施形態において塗布液供給系は、ノズル３０＿３の背面部に接続される。塗布液Ｒは、中間タンク１３０からノズル３０＿３の一時貯留室３５ａへ供給された後、通路３５ｂを通って貯留室Ｓへ供給される。

通路３５ｂの先端部には、図１５Ｂに示すように、貯留室Ｓに連通し、流路Ｃの長手方向に沿って延在するスリット状の液供給口３５ｃが形成される。これにより、塗布液Ｒは、貯留室Ｓの長手方向に沿って均等に貯留室Ｓ内に供給される。したがって、貯留室Ｓ内に塗布液Ｒの偏りを生じ難くすることができる。

かかる液供給口３５ｃは、ランド部３４（流路Ｃ）と貯留室Ｓとの境界部の近傍、具体的には、ランド部３４（流路Ｃ）のわずかに上方に配置される。このように、貯留室Ｓのできるだけ下側から塗布液Ｒを供給することにより、塗布液Ｒを充填する際に塗布液Ｒに気泡が混入することを防止することができる。

このように、第３の実施形態に係るノズルは、貯留室の内部と貯留室の外部とを連通し、外部から供給される塗布液を貯留室の内部へ供給する液供給口を備える。かかる液供給口は、流路の長手方向に延在するスリット形状を有する。したがって、第３の実施形態に係るノズルによれば、貯留室内に塗布液の偏りを生じ難くすることができる。

（第４の実施形態）
また、貯留室に対して液供給口を複数形成し、各液供給口から供給される塗布液の量を個別に制御することによって、貯留室内に塗布液の偏りを生じ難くすることもできる。以下では、かかる点について説明する。図１６は、塗布液充填処理に関する機器と第４の実施形態に係るノズルとの接続関係を示す模式図である。

図１６に示すように、第４の実施形態に係るノズル３０＿４には、液供給口３５ｃ＿１，３５ｃ＿２，３５ｃ＿３が形成される。これら液供給口３５ｃ＿１，３５ｃ＿２，３５ｃ＿３は、ノズル３０＿４の長手方向に延在するスリット形状を有しており、液供給口３５ｃ＿１および液供給口３５ｃ＿３はそれぞれノズル３０＿４の長手方向両端部に、液供給口３５ｃ＿２はノズル３０＿４の長手方向中央部にそれぞれ設けられる。このように、液供給口３５ｃ＿１，３５ｃ＿２，３５ｃ＿３は、ノズル３０＿４の長手方向に沿って並べて配置される。

また、液供給口３５ｃ＿１，３５ｃ＿２，３５ｃ＿３には、塗布液供給部１２０＿４が接続される。塗布液供給部１２０＿４は、塗布液供給源１２１＿４と、バルブ１２２＿４ａ〜１２２＿４ｃとを備える。図１６に示すように、液供給口３５ｃ＿１〜３５ｃ＿３は、それぞれバルブ１２２＿４ａ〜１２２＿４ｃを介して塗布液供給源１２１＿４に接続される。また、塗布液供給部１２０＿４は、制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００によってバルブ１２２＿４ａ〜１２２＿４ｃの開閉が制御される。

制御装置１００は、バルブ１２２＿４ａ〜１２２＿４ｃの開閉を個別に制御することにより、貯留室Ｓ内に充填された塗布液Ｒの液面を素早く平坦化させることができる。

具体的には、制御装置１００は、塗布液充填処理中における貯留室Ｓ内の液面高さを液面検知部１６０を用いて検知し、かかる検知結果に応じてバルブ１２２＿４ａ〜１２２＿４ｃの開度、あるいは、開閉時間を個別に制御する。

たとえば、貯留室Ｓの長手方向中央部における塗布液Ｒの液面が長手方向端部における液面よりも低い場合、制御装置１００は、バルブ１２２＿４ａ，１２２＿４ｃと比較してバルブ１２２＿４ｂの開度を大きくする、あるいは、開時間を長くする。これにより、ノズル３０＿４の長手方向中央部に配置された液供給口３５ｃ＿２からより多くの塗布液Ｒが供給されて、液面の偏りが解消される。

このように、制御装置１００は、液面検知部１６０の検知結果に応じてバルブ１２２＿４ａ〜１２２＿４ｃを個別に制御することによって、塗布液充填処理中に塗布液Ｒの液面に偏りが生じた場合であっても、かかる偏りを素早く解消して平坦化させることができる。

なお、ここでは、ノズル３０＿４に３つの液供給口３５ｃ＿１〜３５ｃ＿３が形成される場合の例を示したが、ノズルに形成される液供給口は、４つ以上であってもよい。かかる場合、塗布液供給部は、ノズルに形成される液供給口の個数に応じた個数のバルブを備えていればよい。また、ノズルは、スリット状の液供給口を１つのみ備えていてもよい。かかる場合、１つの液供給口に対して複数のバルブをノズルの長手方向に沿って接続すればよい。

また、ここでは、液供給口３５ｃ＿１，３５ｃ＿２，３５ｃ＿３に対して塗布液供給部１２０＿４が直接接続される場合の例を示したが、第１の実施形態と同様に、中間タンクを介在させてもよい。

（第５の実施形態）
貯留室内の圧力制御方法および塗布液充填方法は、上述してきた各実施形態において説明してきた方法に限定されない。以下では、貯留室内の圧力制御方法および塗布液充填方法の他の例について図１７および図１８を用いて説明する。図１７は、塗布液充填処理に関する機器と第５の実施形態に係るノズルとの接続関係を示す模式図である。また、図１８は、図１７における圧力調整管周辺の模式拡大図である。

図１７に示すように、第５の実施形態に係るノズル３０＿５の貯留室Ｓには、塗布液Ｒが満杯に充填される。すなわち、ノズル３０＿５の内部は、塗布液Ｒで満たされた状態となっている。

ノズル３０＿５の蓋部３３には、圧力測定部３６＿５と、圧力調整管３７＿５とが、蓋部３３を貫通してそれぞれ設けられる。圧力測定部３６＿５および圧力調整管３７＿５は、蓋部３３の略中央に設けられる。

圧力測定部３６＿５は、制御装置１００に電気的に接続されており、貯留室Ｓ内部の圧力を測定して測定結果を制御装置１００へ出力する。

圧力調整管３７＿５は、貯留室Ｓ内の圧力を調整する圧力調整部１１０＿５に接続される。圧力調整部１１０＿５は、排気部１１１＿５と、ガス供給源１１２＿５と、切替バルブ１１３＿５とを備える。かかる圧力調整部１１０＿５の構成は、上述した圧力調整部１１０と同様であるため、ここでの説明は省略する。

さらに、圧力調整管３７＿５は、貯留室Ｓへ塗布液Ｒを供給する塗布液供給部１２０＿５にも接続される。塗布液供給部１２０＿５は、塗布液供給源１２１＿５と、バルブ１２２＿５とを備える。かかる塗布液供給部１２０＿５の構成は、上述した塗布液供給部１２０と同様であるため、ここでの説明は省略する。

第５の実施形態において、塗布液Ｒは、塗布液供給部１２０＿５の塗布液供給源１２１＿５から圧力調整管３７＿５を介して貯留室Ｓへ供給される。このように、第５の実施形態に係る圧力調整管３７＿５は、液供給管としても機能する。

図１８に示すように、圧力調整管３７＿５は、塗布液Ｒである程度満たされた状態となっている。具体的には、圧力調整管３７＿５は、塗布液供給部１２０＿５への分岐点よりも上方まで塗布液Ｒが満たされることが好ましい。また、圧力調整管３７＿５は、基板Ｗに対して少なくとも１回以上塗布を行うことができる量の塗布液Ｒで満たされることが好ましい。

また、圧力調整管３７＿５は、透明な部材で形成されており、圧力調整管３７＿５の内部に存在する塗布液Ｒが外部から視認可能となっている。

第５の実施形態では、液面検知部１６０＿５が、圧力調整管３７＿５内における塗布液Ｒの液面高さを検知する。そして、制御装置１００は、かかる液面検知部１６０＿５による検知結果に応じて、すなわち、圧力調整管３７＿５内における塗布液Ｒの液面高さに応じて、塗布液Ｒの吐出量が一定となるように圧力調整部１１０＿５を制御して貯留室Ｓの内部の圧力を調整する。

このように、第５の実施形態では、圧力調整管３７＿５内における液面高さを検知することとしたため、貯留室Ｓ内における液面高さを検知する場合と比較して、液面検知部１６０＿５による検知範囲を小さくすることができる。したがって、第５の実施形態によれば、液面監視を容易化することができる。

また、第５の実施形態では、貯留室Ｓ内が塗布液Ｒで満たされた状態となっているため、貯留室Ｓ内において塗布液Ｒの偏りが生じるおそれがない。したがって、塗布液充填処理中あるいは塗布液充填処理後において、貯留室Ｓ内に充填された塗布液Ｒの偏りがなくなるまで待つ必要がない。

なお、ここでは、圧力調整管３７＿５に対して塗布液供給部１２０＿５が直接接続される場合の例を示したが、圧力調整管３７＿５と塗布液供給部１２０＿５との間に中間タンクを介在させてもよい。

（第６の実施形態）
また、ノズルは、液供給口にバッフルを取り付けることによって、液供給口から貯留室へ供給される塗布液をさらに均一化させてもよい。かかる点について図１９Ａおよび１９Ｂを用いて説明する。図１９Ａは、第６の実施形態に係るノズルの構成を示す模式側断面図である。また、図１９Ｂは、図１９Ａに示すＨ部の模式拡大図である。

図１９Ａに示すように、第６の実施形態に係るノズル３０＿６は、第３の実施形態に係るノズルと同様、第１本体部３１＿６に一時貯留部３５を備える。そして、ノズル３０＿６は、貯留室Ｓ内にバッフル３８を備える。なお、ノズル３０＿６は、通路３５ｂおよび液供給口３５ｃを備えていればよく、一時貯留室３５ａを備えていなくてもよい。

バッフル３８は、ノズル３０＿６の長手方向に延在する長尺状の部材であり、たとえば側面視においてＬ字の形状を有する。

図１９Ｂに示すように、バッフル３８は、液供給口３５ｃよりも上方において第１本体部３１＿６に固定される。また、バッフル３８の最下部は、液供給口３５ｃよりも下方に配置される。

これにより、液供給口３５ｃから供給された塗布液Ｒは、バッフル３８によって流れが規制されて、バッフル３８の最下部とランド部３４の上端部との間から略水平に貯留室Ｓ内へ流れ出る。

このように、ノズル３０＿６は、液供給口３５ｃにバッフル３８を設けることにより、ノズル３０＿６の短手方向における塗布液Ｒの偏りを防止することができるため、液供給口３５ｃから貯留室Ｓへ供給される塗布液Ｒをさらに均一化させることができる。

なお、バッフル３８は、液供給口３５ｃよりも上方において第１本体部３１＿６に固定したときに、最下部が液供給口３５ｃよりも下方に配置される形状であればよく、図示のようにＬ字状に限定されない。

また、温度変化により変形するバイメタルや電圧を印加することによって変形する機能シートをノズル内に設け、これらバイメタルや機能シートの変形する性質を利用して貯留室Ｓ内の塗布液Ｒの液面を平坦化してもよい。

なお、上述してきた各実施形態では、基板を水平方向へ移動させることによって、基板の上面に塗布液を塗布する場合の例を示したが、これに限ったものではなく、ノズルを水平方向へ移動させることによって、基板の上面に塗布液Ｒを塗布することとしてもよい。

また、上述してきた各実施形態では、塗布装置が１つのノズルを備える場合の例を示したが（図１参照）、塗布装置は、ノズルおよび昇降機構を、基板の移動方向に沿って複数セット備えていてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ 基板
Ｒ 塗布液
Ｓ 貯留室
Ｃ 流路
Ｄ 吐出口
１ 塗布装置
１０ 載置台
２０ 第１の移動機構
２１ 基板保持部
２２ 駆動部
３０ ノズル
３１ 第１本体部
３２ 第２本体部
３３ 蓋部
３４ ランド部
３５ 一時貯留部
３５ｃ 液供給口
４０ 昇降機構
５０ａ 厚み測定部
５０ｂ ノズル高さ測定部
６０ ノズル洗浄部
８０ ノズル待機部
９０ 第２の移動機構
１００ 制御装置
１８０ 超音波振動子
１８０＿１ 攪拌部
１８０＿２ 姿勢変更部

Claims (11)

1. 塗布液が貯留される貯留室と、前記貯留室に連通するスリット状の流路とを備え、前記流路の先端に形成される吐出口から前記塗布液を吐出するノズルと、
   前記ノズルと基板とを前記基板の表面に沿って相対的に移動させる移動機構と、
   前記貯留室に貯留された前記塗布液の液面を平坦化する平坦化部と
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 前記平坦化部は、
   前記貯留室に貯留された前記塗布液に対して振動を与えることによって該塗布液の液面を平坦化する振動発生部であること
   を特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記平坦化部は、
   前記貯留室に貯留された前記塗布液を攪拌することによって該塗布液の液面を平坦化する攪拌部であること
   を特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記平坦化部は、
   前記ノズルの姿勢を変更することによって前記貯留室に貯留された前記塗布液の液面を平坦化する姿勢変更部であること
   を特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
5. 前記貯留室に貯留された塗布液の液面を検知する液面検知部と、
   前記液面検知部による検知結果に基づいて前記平坦化部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の塗布装置。
6. 前記制御部は、
   前記液面検知部による検知結果に基づいて前記液面が平坦化したか否かを判定し、平坦化したと判定した場合に、前記ノズルを用いた塗布処理を開始させること
   を特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
7. 前記貯留室は、
   一部が透明部材で形成され、
   前記液面検知部は、
   前記ノズルの外部から前記透明部材を介して前記液面を検知すること
   を特徴とする請求項５または６に記載の塗布装置。
8. 光を反射または屈折させるプリズム
   を備え、
   前記液面検知部は、
   前記液面に対して所定の角度で傾斜して配置されるとともに、前記液面と略平行な方向から見た該液面の像を前記プリズムを介して撮像すること
   を特徴とする請求項７に記載の塗布装置。
9. 前記ノズルは、
   前記貯留室の内部と前記貯留室の外部とを連通し、外部から供給される前記塗布液を前記貯留室の内部へ供給する液供給口
   を備え、
   前記液供給口は、
   前記流路の長手方向に延在するスリット形状を有すること
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の塗布装置。
10. 前記液供給口は、
    前記貯留室と前記流路との境界部の近傍に配置されること
    を特徴とする請求項９に記載の塗布装置。
11. 塗布液が貯留される貯留室と、前記貯留室に連通するスリット状の流路とを備え、前記流路の先端に形成される吐出口から前記塗布液を吐出するノズルが備える前記貯留室の内部に前記塗布液を供給する供給工程と、
    前記供給工程において前記貯留室の内部へ供給された前記塗布液の液面を平坦化する平坦化工程と
    を含むことを特徴とする塗布液充填方法。

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