JP2014046241A - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル体に設けられた複数の吐出口から塗布液を吐出させて基材表面に塗布する塗布技術において、塗布液の損失を抑えながら、吐出口での塗布液の固着や気泡混入に起因する吐出不良を防止することのできる技術を提供する。
【解決手段】ノズル体５２に設けられた複数の吐出口から基板Ｓに塗布される塗布液により形成されるストライプ状パターンを、カメラ５５によって撮像する。得られた画像からいずれかの吐出口における吐出不良が検知されると、吸引ノズル２５５を当該吐出口に係合させて、吐出口に通じる流通経路内の塗布液を吸引する。これにより当該吐出口の吐出不良が解消される。
【選択図】図１

Description

この発明は、ノズル体に設けられた複数の吐出口から塗布液を吐出させて基材表面に塗布する塗布装置および塗布方法に関するものである。

ノズル体に設けられた微細な吐出口から塗布液を吐出させて塗布対象物に塗布する技術においては、吐出口の内部での塗布液の部分的な固着や気泡の混入等の原因によって、吐出口からの適正な吐出が行えなくなる場合があり得る。特に、塗布液が非ニュートン流体としての性質を有する場合、吐出口に至る流通経路上にいったん気泡が生じると塗布液を押し出すことができなくなることがある。このような場合、ノズル体を分解し洗浄した上で塗布液を注入しなおす必要があり、塗布作業の生産性を大きく低下させる原因となる。

このような問題に対応するため、例えば特許文献１に記載の技術では、ノズルの待機位置にノズル先端部を収納する待機ポッドを設けている。そして、待機ポッドの内部空間を溶媒雰囲気にするとともに、ノズルが待機位置から供給位置に移動するのに先立って該内部空間を減圧することで、薬液の固化を防止し供給位置でのノズルからの薬液の吐出がスムーズに行われるようにしている。

特開２００３−０１０７５６号公報（例えば、段落００５５）

この種の塗布技術では、１つのノズル体に多数の吐出口を列状に配置して、それぞれの吐出口から塗布液を吐出させるように構成されたものがある。このような構成にも上記技術を適用することが可能である。しかしながら、吐出口の状態に関わらず全ての吐出口に対し上記技術を適用したのでは、塗布液の損失が多くなってしまうという問題がある。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズル体に設けられた複数の吐出口から塗布液を吐出させて基材表面に塗布する塗布技術において、塗布液の損失を抑えながら、吐出口での塗布液の固着や気泡混入に起因する吐出不良を防止することのできる技術を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、基材に塗布すべき塗布液を吐出する複数の吐出口が列状に配置されたノズル体と、前記吐出口が前記基材表面に沿って移動するように、前記基材と前記ノズル体とを相対移動させる相対移動手段と、前記複数の吐出口のうち前記塗布液の吐出状態が不良であるものを特定するための不良情報を取得する不良情報取得手段と、前記不良情報に基づき、前記複数の吐出口から選択的に前記塗布液を吸引する吸引手段とを備える塗布装置である。

また、この発明の他の態様は、複数の吐出口が列状に配置されたノズル体の各吐出口から、予備的に塗布液を吐出させる予備吐出を行う工程と、前記予備吐出の結果に基づき、前記複数の吐出口のうち前記塗布液の吐出状態が不良であるものを特定するための不良情報を取得する工程と、前記不良情報に基づき、前記複数の吐出口のうち前記塗布液の吐出状態が不良であるものから前記塗布液を吸引する工程と、基材の表面に沿って前記ノズル体を前記基材に対して相対移動させながら前記塗布液を前記複数の吐出口の各々から吐出させて、前記塗布液を前記基材表面に塗布する工程とを備える塗布方法である。

また、この発明の他の態様は、複数の吐出口が列状に配置されたノズル体を基材表面に対向配置し、前記複数の吐出口の各々から塗布液を吐出して前記基材表面に塗布する工程と、前記複数の吐出口の各々から吐出される塗布液を観察して、前記塗布液の吐出状態が不良であるものを特定する工程と、前記塗布液の吐出状態が不良である前記吐出口から前記塗布液を吸引する工程とを備える塗布方法である。

これらの発明では、上記目的を達成するため、塗布液の吐出状態が不良である吐出口を特定した上で、当該吐出口から塗布液を吸引するようにしている。これにより、全ての吐出口について一律に吸引を行う場合と異なり、塗布液の損失を最小限に抑えつつ、各吐出口からの吐出不良を確実に防止することが可能である。

なお、吐出状態が不良である吐出口の特定は、基材表面への塗布に先立つ予備吐出の段階で行われてもよく、また基材表面への塗布の際にこれと同時に行われてもよい。いずれの構成においても、吐出不良の状態が早期に解消されて基材および塗布液の無駄な消費を回避することが可能である。

この発明においては、例えば、複数の吐出口の各々から吐出される塗布液を光学的に観察するように構成されてもよい。吐出口から吐出される塗布液の状態を光学的に観察することにより、吐出不良の有無を検知することが可能である。すなわち、この発明にかかる塗布装置においては、不良情報取得手段が、複数の吐出口の各々から吐出される塗布液を光学的に観察する観察部と、観察部の観察結果に基づき各吐出口の吐出状態を判定して不良情報を作成する判定部とを有するように構成されてもよい。

また、この発明にかかる塗布装置は、例えば、吸引手段がノズル体に対し吐出口の配列方向に沿って相対移動可能に構成され、複数の吐出口に選択的に対向配置されて当該吐出口から塗布液を吸引する吸引ノズルを有する一方、不良情報に基づきノズル体に対して吸引ノズルの位置決めを行う位置決め手段をさらに備える構成とすることができる。このような構成では、不良情報から把握される、吐出不良となっている吐出口に対して吸引ノズルを位置決めし吸引を行わせることで、当該吐出口の吐出不良を解消することができる。

この場合、例えば、吸引手段が吸引ノズルの内部空間を減圧する減圧部をさらに有してもよい。ノズル体の吐出口に対向させた吸引ノズルの内部空間を減圧することにより、吐出口周辺の塗布液を吸引することが可能である。

また例えば、吸引手段は、吸引ノズルが吐出口から吸引した塗布液を回収する回収部を有する構成であってもよい。ノズル体の吐出口から吸引ノズルに移行した塗布液を回収する構成を設けることにより、吸引ノズルによる吸引作業を連続的に行うことができる。

本発明では、塗布液の吐出状態が不良である吐出口を特定した上で、当該吐出口から塗布液を吸引するようにしているので、塗布液の損失を最小限に抑えつつ、各吐出口からの吐出不良を確実に防止することが可能である。

この発明にかかる塗布装置の一実施形態を示す図である。 ノズル体の詳細な構造を示す図である。 ノズル体から基材表面への塗布液の塗布の様子を示す図である。 吸引ノズルの構成を示す図である。 この実施形態における塗布処理の流れを示すフローチャートである。 この実施形態における予備吐出処理を示すフローチャートである。 この実施形態における欠陥除去処理を示すフローチャートである。 塗布処理の各段階における装置主要部の位置関係を模式的に示す図である。 この発明にかかる塗布装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。 カメラによる吐出状態観察の他の態様を示す図である。

図１はこの発明にかかる塗布装置の一実施形態を示す図である。この塗布装置１は、塗布対象物たる基板Ｓの表面に所定の組成を有する塗布液を塗布し、該塗布液を硬化させて所定のパターンを形成する装置である。この装置１は、例えば集電体表面に活物質層を塗布により形成しリチウムイオン電池のような化学電池用の電極を製造したり、例えばシリコン基板のような光電変換デバイスの光入射面に集電電極パターンを形成するという用途に好適に使用することができる。

この塗布装置１では、基台１１上にステージ移動機構２が設けられ、塗布対象物である基板Ｓを保持するステージ３がステージ移動機構２により図１に示すＸ−Ｙ平面（水平面）内で移動可能となっている。基台１１にはステージ３を跨ぐようにしてフレーム５０が固定され、フレーム５０には塗布ヘッド部５が取り付けられる。

ステージ移動機構２は、下段から順に、ステージ３をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構２１、Ｙ方向に移動させるＹ方向移動機構２２、および、Ｚ方向を向く軸を中心に回転させるθ回転機構２３を有する。Ｘ方向移動機構２１は、モータ２１１にボールねじ２１２が接続され、さらに、Ｙ方向移動機構２２に固定されたナット２１３がボールねじ２１２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ２１２の上方にはガイドレール２１４が固定され、モータ２１１が回転すると、ナット２１３とともにＹ方向移動機構２２がガイドレール２１４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。

Ｙ方向移動機構２２もモータ２２１、ボールねじ機構およびガイドレール２２４を有し、モータ２２１が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構２３がガイドレール２２４に沿ってＹ方向に移動する。θ回転機構２３はモータ２３１によりステージ３をＺ方向を向く軸を中心に回転させる。以上の構成により、塗布ヘッド部５の基板Ｗに対する相対的な移動方向および向きが変更可能とされる。ステージ移動機構２の各モータは、装置各部の動作を制御する制御部６に設けられたステージ制御部６４により制御される。

塗布ヘッド部５のベース５１には、制御部６の塗布液供給部６１から供給されるペースト状の塗布液を内部空間に貯留するとともに該塗布液を基板Ｗ上に吐出するノズル体５２が設けられている。ノズル体５２が貯留する塗布液は目的に応じて種々の組成のものが用いられ、例えば化学電池用の電極製造に適用されたときには、活物質材料、結着剤および溶剤を混錬したものが用いられる。また、装置１が太陽電池の集電電極を形成する目的に用いられたときには、導電性粒子としての例えば銀粉末を含む導電性ペーストが塗布液として用いられる。

ステージ３がＸ方向に移動しているときにノズル体５２から塗布液が吐出されることにより、ステージ３に載置された基板Ｓの上面に塗布液がストライプ状に塗布される。こうして塗布された塗布液が乾燥硬化することにより、基板Ｓの表面に所定の組成を有するパターンが形成される。

塗布ヘッド部５に対して（＋Ｘ）方向側隣接位置に、例えばＣＣＤ受光素子またはＣＭＯＳセンサなどからなるカメラ５５が設けられている。カメラ５５はその視野を鉛直下方に向けて設置されており、ステージ３の（＋Ｘ）方向への移動に伴ってカメラ直下位置を通過する基板Ｓの表面を光学像を撮像する。カメラ５５により取得された画像データは制御部６に設けられた画像処理部６２に送信され、画像処理部６２は画像データに対して所定の画像処理を行う。こうして処理された画像データに基づき、欠陥判定部６３が後述する欠陥検知を行う。

また、Ｙ方向移動機構２２上においてステージ３の（＋Ｘ）方向側隣接位置には、吸引ユニット２５が設けられている。したがって吸引ユニット２５は、Ｘ方向移動機構２１の作動による（＋Ｘ）方向または（−Ｘ）方向へのＹ方向移動機構２２の移動に伴って、（＋Ｘ）方向または（−Ｘ）方向へステージ３と一体的に移動する。

吸引ユニット２５は、ガイドレール２５１上に載置されてＹ方向へ移動自在に支持されたベース部２５２と、ベース部２５２をＹ方向に駆動するモータ２５３と、ベース部２５２に取り付けられた昇降機構２５４と、昇降機構２５４により支持された吸引ノズル２５５とを備えている。吸引ユニット２５は制御部６に設けられた吸引制御部６５により制御されており、吸引ノズル２５５はモータ２５３の作動によりＹ方向に移動する一方、昇降機構２５４の作動によりＺ方向に移動する。

詳しくは後述するが、吸引ノズル２５５はノズル体５２に係合してノズル体５２の吐出口周辺に付着する塗布液を吸引する機能を有している。これにより、ノズル体５２の吐出口周辺に残留する不要な塗布液が必要に応じて取り除かれる。吸引ノズル２５５による塗布液の吸引は、排液回収部７の作動により行われる。すなわち、吸引ノズル２５５の内部空間は排液回収部７の排液トラップ７１を介して吸引ポンプ７２に接続されており、吸引制御部６５からの制御指令に応じて吸引ポンプ７２が作動し排液トラップ７１の内部空間を減圧することで、これと連通する吸引ノズル２５５の内部空間が減圧されて、係合するノズル体５２の吐出口から塗布液が吸引される。吸引された塗布液は排液トラップ７１の内部空間に貯留される。

図２はノズル体の詳細な構造を示す図である。より具体的には、図２（ａ）はノズル体５２の外観を示す斜視図であり、図２（ｂ）はノズル体５２をＸ軸方向から見た正面図である。また図２（ｃ）はノズル体５２をＹ軸方向から見た側面図である。これらの図に示すように、ノズル体５２はその下面５２０を（＋Ｘ）方向に約４５度傾けた状態でベース部５１に保持されており、ノズル体５２の下面には互いに同一開口形状を有する複数の吐出口５２１がＹ方向に沿って等間隔で列状に穿設されている。

各吐出口５２１はいずれも塗布液を貯留する単一の塗布液貯留空間５２２に連通しており、塗布液貯留空間５２２と各吐出口５２１との接続部分が塗布液供給経路５２３を形成している。制御部６に設けられた塗布液供給部６１から圧送されてくる塗布液は、塗布液貯留空間５２２から塗布液供給経路５２３を経由して吐出口５２１へと押し出され、各吐出口５２１から外部空間に向けて塗布液が吐出される。ノズル体５２が基板Ｓに対向配置された状態で各吐出口５２１から塗布液が吐出されることにより、基板Ｓの表面に塗布液が塗布される。

図３はノズル体から基材表面への塗布液の塗布の様子を示す図である。図３（ａ）に示すように、ステージ３の（＋Ｘ）方向への移動によりノズル体５２に対して基板Ｓを相対移動させながら、ノズル体５２の各吐出口５２１から塗布液を吐出させると、基板Ｓの表面に、互いに平行かつ等間隔でＸ方向に沿って延びる複数のストライプ状パターンＰ1を形成することができる。なお、ノズル体５２と基板Ｓとの相対移動はノズル体５２の移動によって実現されてもよい。ここでは、ノズル体５２に対する基板Ｓの移動方向を搬送方向Ｄｔと表すものとする。

ここで、理想的なパターン形状は、図３（ａ）に示すように各パターンＰ1が互いに同一の断面形状を有しそれらが等間隔で平行に配されたものである。しかしながら、例えば図３（ｂ）に示すように、一部の吐出口からの吐出状態が不良となりパターンが乱れてしまう場合がある。図３（ｂ）の例では、Ｙ方向の吐出口の並びにおいて４番目の吐出口５２１４からの吐出が適正に行われておらず、この吐出口に対応するパターンが欠落した状態となっている。

このような吐出不良に起因するパターンの欠落は、例えば、ノズル体４２内の塗布液貯留空間５２２から吐出口５２１に至る塗布液供給経路５２３での塗布液の固着や、塗布液供給経路５２３への気泡の混入によって起こる。このうち塗布液の固着については圧力をかけて塗布液を押し出すことによって解消される場合もあるが、気泡が混入した場合、特に塗布液が非ニュートン流体としての性質を有するときにはこれを加圧により押し出すことは困難である。このような場合、ノズル体５２を装置１から取り外して洗浄し、塗布液を再度充填することが必要となる。したがって、このことが装置１の稼動率を低下させ、結果として塗布処理の生産性を低下させる原因となり得る。

そこで、この実施形態では、吸引ユニット２５により吐出不良が生じた吐出口から塗布液を吸引することで、塗布液供給経路５２３での塗布液の固着や気泡の混入に起因する吐出不良を解消するようにしている。この場合、ノズル体５２に設けられた複数の吐出口４２１のうち吸引が必要となるのは吐出不良が生じた吐出口についてのみである。一方、前述した従来技術のように吐出不良の有無とは無関係に吸引を行う技術を適用した場合、正常な吐出を行うことができている吐出口についても吸引が行われることになる。そのため、多数の吐出口を有する構成では吸引により失われる塗布液の量が無視できなくなる。

このことに鑑み、本実施形態では、次に説明するように、吸引ユニット２５については複数の吐出口５２１のうち吸引が必要なものからのみ選択的に塗布液を吸引可能な構成とし、また各吐出口５２１からの吐出の状態をカメラ５５によって観察し各吐出口５２１における吐出不良の有無を判定するようにしている。

図４は吸引ノズルの構成を示す図である。吸引ユニット２５に設けられた吸引ノズル２５５は、図４（ａ）に示すように、その上部にノズル体５２の下面５２０と係合可能な係合部位２５５１を有しており、該係合部位２５５１には内部空間に連通する開口部２５５２が設けられている。開口部２５５２はノズル体４２の各吐出口５２１と略同一の開口形状を有している。

図４（ｂ）に示すように、吸引ノズル２５５は、モータ２５２（図１）の作動により水平方向Ｄｈに移動可能に構成されるとともに、昇降機構２５４の作動により鉛直方向Ｄｖに移動可能となっている。吸引ノズル２５５が水平方向においてノズル体５２に設けられた吐出口５２１のうち１つと対向する位置に位置決めされた状態で、昇降機構２５４により上方へ押し上げられると、図４（ｃ）に示すように、ノズル体５２の一の吐出口５２１の周囲を覆うように、吸引ノズル２５５の係合部位２５５１がノズル体５２の下面５２０と係合する。これにより、吐出口５２１につながる塗布液供給経路５２３が吸引ノズル２５５の内部空間と連通する。

この状態で排液回収部７が作動して吸引ノズル２５５の内部空間を減圧すると、塗布液供給経路５２３内の塗布液が吸引ノズル２５５を介して排液トラップ７１に回収される。このとき、塗布液供給経路５２３内に残留する塗布液の固着物や気泡も吐出口５２１から外部へ排出される。これにより、当該吐出口における吐出不良が解消される。

次に、上記原理に基づくこの実施形態における塗布処理について説明する。この実施形態の塗布処理では、ノズル体５２の各吐出口５２１からの塗布液の吐出の状態をカメラ５５によってリアルタイムに観察し、その観察結果から、吐出不良の状態となっている吐出口を特定するための情報、すなわち吐出不良の状態となった吐出口の有無やその吐出口がどれであるかを示す情報を「不良情報」として取得する。そして、不良情報に基づき、吐出不良の状態となった吐出口からの塗布液の吸引を必要に応じて実行して、吐出不良の解消を図る。

各吐出口５２１からの塗布液の吐出の状態の観察およびこれに基づく塗布液の吸引については、塗布対象物たる基板Ｓへの塗布の実行中に随時実施されるほか、基板Ｓへの塗布液の塗布を開始する直前においても実施される。以下、塗布処理の処理内容について図５ないし図８を参照しながら説明する。なお、吐出口５２１における吐出不良は基板Ｓ表面上に当該吐出口に対応するパターンの欠落やパターン幅の不足として顕在化されるものであり、以下では吐出不良に起因するパターンの不良を「欠陥」と称する。

図５はこの実施形態における塗布処理の流れを示すフローチャートである。また図６および図７は、この実施形態における予備吐出処理および欠陥除去処理を示すフローチャートである。また図８は、塗布処理の各段階における装置主要部の位置関係を模式的に示す図である。この実施形態の塗布処理（図５）では、塗布対象物たる基板Ｓへの塗布に先立って、図６に示す予備吐出処理を実行する（ステップＳ１０１）。

図６に示すように、予備吐出処理では、最初に装置１にダミー基板が搬入されてステージ３に載置される（ステップＳ２０１）。そして、（＋Ｘ）方向へのステージ３の移動が開始されるとともに（ステップＳ２０２）、カメラ５５による観察が開始される（ステップＳ２０３）。この状態でノズル体５２からの塗布液の吐出が開始され（ステップＳ２０４）、各吐出口５２１から吐出された塗布液はダミー基板の表面に塗布される。

図８（ａ）はこのときの状態を示している。ノズル体５２から塗布液Ｐを吐出させながらステージ３を移動させてダミー基板Ｓｄを搬送方向Ｄｔに移動させることにより、ダミー基板Ｓｄの表面に塗布液Ｐによるストライプ状パターンが形成される。これがカメラ５５の視野Ｖに捉えられることで、吐出口からの塗布の状態が確認される。

カメラ５５および制御部６はダミー基板上に塗布液により形成されるストライプ状パターンを光学的に観察して欠陥の検知を行う。より具体的には、カメラ５５により取得された画像データが制御部６の画像処理部６２に与えられ、適宜の画像処理が行われて、各パターンの位置や幅などが算出される。その結果に基づき、欠陥判定部６３が、パターンの欠落や太さの不足などの欠陥の有無を判定する。

ここで欠陥の存在が検知されなければ（ステップＳ２０５においてＮＯ）、つまり全ての吐出口５２１からの吐出が正常に行われていることが確認されれば、塗布液の吐出を停止し（ステップＳ２０６）、ステージ３を基板の搬入および搬出に適した基板搬入出位置へ移動させて（ステップＳ２０７）、ダミー基板の搬出を行う。

一方、ステップＳ２０５においてＹＥＳ、すなわち図８（ｂ）に示すようにダミー基板Ｓｄ表面へのパターン形成が確認できない、パターンに部分的な欠落がある、またはパターン幅が細すぎるなどの欠陥が検知されたときには、各吐出口からの塗布液の吐出を停止させた後（ステップＳ２１１）、欠陥の原因を取り除くための欠陥除去処理（ステップＳ２１２）を実行してからダミー基板の搬出を行う。このとき欠陥が検知された吐出口を特定し得る情報を不良情報として記憶しておく。

欠陥除去処理では、図７に示すように、ステージ３を所定の吸引位置へ移動させる（ステップＳ３０１）。この吸引位置は、図８（ｃ）に示すように、吸引ノズル２５５がノズル体５２の直下位置となるような位置である。この状態で、不良情報に基づいて吸引ノズル２５５を水平方向Ｄｈに移動させて吐出不良の生じている吐出口との対向位置に位置決めし（ステップＳ３０２）、さらに吸引ノズル２５５を鉛直方向Ｄｖ上向きに上昇させる。これにより吸引ノズル２５５は、図８（ｄ）に示すように、ノズル体５２に設けられた吐出口５２１のうち吐出不良となった１つと係合する（ステップＳ３０３）。

続いて排液回収部７の吸引ポンプ７２を作動させることにより（ステップＳ３０４）、当該吐出口５２１に通じる塗布液供給経路５２３内の塗布液を吸引し、吸引ノズル２５５を介して排液トラップ７１に回収する。これにより、当該吐出口５２１周辺で固着した塗布液や気泡が排出されて、吐出不良が解消される。吸引を所定時間行った後、吸引ノズル２５５を下降させてノズル体５２から離間させる（ステップＳ３０５）。欠陥が検知された吐出口が他にもある場合にはステップＳ３０２以降の処理を繰り返すことで、全ての吐出口について吐出不良が解消される。このとき、欠陥が検知されない、つまり正常に吐出が行われている吐出口については欠陥除去処理の対象とならないので、これらの吐出口に通じる塗布液供給経路内の有効な塗布液が排出されることはなく、吸引による塗布液の損失は最小限に抑えられる。

図５に戻って塗布処理の説明を続ける。こうして予備吐出処理（ステップＳ１０１）が行われることにより、吐出口５２１のいずれかに吐出不良が生じていたとしてもそれが解消されている。またステージ３は基板搬入出位置に位置決めされている。続けて、塗布対象物である基板Ｓに対する塗布を行う。すなわち、基板Ｓを装置１に搬入してステージ３に載置し（ステップＳ１０２）、ステージ３の（＋Ｘ）方向への移動を開始するとともに（ステップＳ１０３）、カメラ５５による観察およびノズル体５２からの塗布液の吐出を順次開始する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。こうして基板Ｓに対する塗布液の塗布を行いながら、予備吐出処理の場合と同様に、カメラ５５により観察される画像に基づく欠陥の検知を行う（ステップＳ１０６）。

塗布の過程において欠陥が検知された場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、基板Ｓに形成されるパターンに欠陥が生じたことになる。例えば図８（ｅ）に示すように、吐出不良に起因して塗布液Ｐによるパターンが途切れてしまった場合に欠陥として検知される。そこで、このような場合には塗布液の吐出を停止して塗布液の浪費を抑制し（ステップＳ１１１）、続けて欠陥除去処理を実行する（ステップＳ１１２）。欠陥除去処理の内容は図７のものと同一である。その後、所定のエラー処理を実行する（ステップＳ１１３）。

ここでのエラー処理の内容は任意である。このとき当該基板への塗布処理は完結していないから、塗布処理を強制的に終了させ、吐出不良が発生したことをユーザに報知するような処理であってもよい。また何らかの回復措置を実行した上で塗布処理を継続するものであってもよい。

一方、塗布の実行中に欠陥が検知されなければ（ステップＳ１０６においてＮＯ）、予め定められた塗布終了条件に達するまで継続して塗布を行い（ステップＳ１０７）、その後塗布液の吐出を停止させる（ステップＳ１０８）。そして、ステージ３を基板搬入出位置に移動させて（ステップＳ１０９）、塗布済みの基板Ｓを搬出することで（ステップＳ１１０）、処理が完了する。

塗布対象物である基板Ｓが複数枚ある場合には、上記した塗布処理を予備吐出処理も含めて繰り返してもよいし、予備吐出処理を省いて実行するようにしてもよい。特に、塗布終了後短いインターバルで次の基板への塗布を行う場合には吐出不良が起きにくいから、予備吐出処理を省いてもよい。この場合でも、塗布中にパターンの観察を継続して行うことで、もし吐出不良が生じたとしても速やかに適正な処置を行うことが可能である。一方、例えば部品交換のような装置のメンテナンス作業の後や起動直後など、先の塗布から装置の状態が大きく変化している可能性があるときには予備吐出処理を行うことが好ましい。

以上のように、この実施形態は、複数の吐出口５２１を列状に配置したノズル体５２と基板Ｓとを相対移動させながら各吐出口５２１から塗布液を吐出して、塗布液を基板Ｓにストライプ状に塗布する塗布装置１である。そして、各吐出口５２１からの塗布液の吐出状況を観察し、吐出状況が不良なものがあれば当該吐出口から塗布液の吸引を行って、吐出不良を解消している。この場合において、複数の吐出口のうち吐出状況が不良なものを特定しこれに該当するもののみから吸引を行うことにより、塗布液の損失が最小限に抑えられる。

具体的には、吐出口５２１から吐出される塗布液により基板表面に形成されるストライプ状のパターンをカメラ５５によって光学的に観察し、画像処理によってパターンの良否を判定して吐出不良に起因するパターンの欠陥を検知する。このように、実際に形成されるパターンを観察して欠陥を検知することで、吐出不良を確実に見つけ出すことが可能である。そして、欠陥除去処理により吐出口５２１の塗布液を吸引することで、吐出不良を解消することができる。

また、この実施形態では、ノズル体５２に設けられた複数の吐出口５２１の１つに係合する先端形状を有する吸引ノズル２５５を設け、吐出不良が検知された吐出口５２１との対向位置に吸引ノズル２５５を移動させ吐出口５２１に係合させる。このような構成とすることで、吸引ノズル２５５をコンパクトに構成することができ、装置全体の小型化を図ることができる。なお、複数の吐出口５２１において吐出不良が生じている場合には、吸引ノズル２５５をそれらの吐出口５２１に順番に係合させて吸引を行うことができる。

また、吐出状況の観察およびそれに基づく欠陥除去処理を、本来の塗布対象物たる基板Ｓへの塗布に先立って行うことにより、基板Ｓへの塗布では欠陥のない良好な塗布を行うことができる。また、基板Ｓへの塗布の過程においても吐出状況の観察を行い、吐出不良が生じれば直ちに塗布を中止し欠陥除去処理を行うようにすることで、欠陥を含んだまま塗布が継続されて基板および塗布液を無駄にすることが回避される。

以上説明したように、この実施形態の塗布装置１においては、基板Ｓが本発明の「基材」に相当している。また、ノズル体５２およびこれに設けられた吐出口５２１がそれぞれ本発明の「ノズル体」および「吐出口」として機能している。また、ステージ３およびステージ移動機構２とが一体として、本発明の「相対移動手段」として機能している。

また、上記実施形態では、カメラ５５が本発明の「観察部」として機能する一方、制御部６の欠陥判定部６３が本発明の「判定部」として機能しており、これらが一体として本発明の「不良情報取得手段」として機能している。

また、上記実施形態では、吸引ポンプ７２が本発明の「減圧部」として機能し、排液トラップ７１が本発明の「回収部」として機能している。そして、これらと吸引ユニット２５の吸引ノズル２５５とが一体として、本発明の「吸引手段」として機能している。また、制御部６の吸引制御部６５、吸引ユニット２５のガイドレール２５１、モータ２５２および昇降機構２５４等が一体として、本発明の「位置決め手段」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の塗布装置１は枚葉状の基板Ｓをステージ３に載置してノズル体５２に対し相対移動させることで塗布を行う装置であるが、次に説明するように、塗布対象物が長尺シート状のものである塗布装置においても、本発明を適用することが可能である。

図９はこの発明にかかる塗布装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。この塗布装置１００は、ロール状に巻回されたシート状基材ＳＳを塗布対象物として、その表面に塗布液を塗布する装置である。より具体的には、この塗布装置１００は供給ローラ１０１および巻き取りローラ１０２を備えており、巻回されたシート状基材ＳＳはこれらのローラに掛け渡されている。供給ローラ１０１および巻き取りローラ１０２はローラ駆動機構１０５によって回転駆動され、これにより、シート状基材ＳＳは供給ローラ１０１から巻き取りローラ１０２に向けて搬送方向Ｄｔに一定速度で搬送される。

この搬送経路上でシート状基材ＳＳの表面に対向して、ノズル体１５２が設けられる。このノズル体１５２の構造および機能は上記実施形態におけるノズル体５２と同一である。すなわち、ノズル体１５２は列状に配置された複数の吐出口を有し、各吐出口から、図示しない塗布液供給部より供給される塗布液を吐出してシート状基材ＳＳの表面に塗布する。

シート状基材ＳＳを挟んでノズル体１５２と反対側にはバックアップローラ１０３が設けられており、シート状基材ＳＳの裏面がバックアップローラ１０３に当接することで、ノズル体１５２と対向する基材ＳＳの姿勢が安定的に維持される。

また、搬送方向Ｄｔにおいてノズル体１５２の後方側にはカメラ１５５および吸引ノズル３５５がそれぞれ設けられる。これらは先の実施形態におけるカメラ５５および吸引ノズル２５５にそれぞれ対応する構成であり、それぞれの構造および機能も同じである。

ノズル体１５２から基材ＳＳに塗布される塗布液によるパターンがカメラ１５５によって観察され、ノズル体１５２の各吐出口の吐出状態が判定される。いずれかの吐出口において吐出不良が検知されると、各吐出口からの塗布液の吐出が停止されて図９に点線矢印で示すようにノズル体１５２が上方に退避する。続いて、吐出不良が検知された吐出口との係合位置に吸引ノズル３５５が位置決めされて、当該吐出口から塗布液を吸引する。これにより当該吐出口の吐出不良が解消される。

このように、長尺のシート状基材ＳＳをローラに掛け渡して連続的に塗布を行う、いわゆるロール・トゥ・ロール方式の塗布装置にも、本発明を適用することが可能である。この場合、シート状基材ＳＳが本発明の「基材」に相当することとなる。

図１０はカメラによる吐出状態観察の他の態様を示す図である。上記実施形態では、ノズル体５２から基板Ｓに塗布された塗布液により形成される基板Ｓ上のパターンをカメラ５５が観察することにより、各吐出口の吐出状態が判定される。これに代えて、図１０に示すように、カメラ５５がノズル体５２の吐出口５２１を視野に収め吐出口５２１を直接観察することによって、各吐出口の吐出状態を判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態の予備吐出処理では、塗布対象物である基板Ｓとは別のダミー基板Ｓｄをステージ３に載置してノズル体５２からの塗布液の吐出（予備吐出）を行わせているが、このようにダミー基板を用いず、例えば基板Ｓの一部（デバイスとして使用しない周縁部など）に予備吐出を行わせるようにしてもよい。また、予備吐出される塗布液を受ける専用の部材を別途設けてもよい。

また、上記実施形態では、カメラ５５によりパターンを撮像することで各吐出口の吐出状態を判定しているが、これに代えて、またはこれに加えて、各吐出口の吐出状態に関する情報を外部から受け付けるようにしてもよい。例えば、装置の動作を監視するオペレータや後工程の検査装置等から吐出不良の有無に関する情報入力を受け付けるようにしてもよい。すなわち、本発明の「不良情報取得手段」は、「不良情報」を外部から取得する構成であってもよい。

また、上記実施形態は、基板Ｓへの塗布前の予備吐出処理において、また基板Ｓへの塗布中において、それぞれ各吐出口の吐出状態を判定し必要に応じて欠陥除去処理を実行している。しかしながら、予備吐出処理における欠陥除去処理と、塗布中における欠陥除去処理とはそれぞれ独立してその効果を奏するものであり、これらの両方が常に行われる必要はない。すなわち、基板Ｓへの塗布前、塗布中のいずれか一方でのみ、吐出状態の判定とそれに伴う欠陥除去処理とが実行される構成であってもよい。

この発明は、ノズル体に設けられた複数の吐出口から塗布液を吐出させて基材表面に塗布する塗布技術全般に適用可能であり、基材や塗布液の種類およびその用途については特に限定されない。

１，１００ 塗布装置
２ ステージ移動機構（相対移動手段）
３ ステージ（相対移動手段）
５２ ノズル体
５５ カメラ（観察部、不良情報取得手段）
６５ 吸引制御部（位置決め手段）
５２１ 吐出口
６３ 欠陥判定部（判定部、不良情報取得手段）
７１ 排液トラップ（回収部、吸引手段）
７２ 吸引ポンプ（減圧部、吸引手段）
２５１ ガイドレール（位置決め手段）
２５２ モータ（位置決め手段）
２５４ 昇降機構（位置決め手段）
２５５ 吸引ノズル（吸引手段）
Ｓ 基板（基材）
ＳＳ シート状基材（基材）

Claims (9)

1. 基材に塗布すべき塗布液を吐出する複数の吐出口が列状に配置されたノズル体と、
   前記吐出口が前記基材表面に沿って移動するように、前記基材と前記ノズル体とを相対移動させる相対移動手段と、
   前記複数の吐出口のうち前記塗布液の吐出状態が不良であるものを特定するための不良情報を取得する不良情報取得手段と、
   前記不良情報に基づき、前記複数の吐出口から選択的に前記塗布液を吸引する吸引手段と
   を備える塗布装置。
2. 前記不良情報取得手段は、前記複数の吐出口の各々から吐出される前記塗布液を光学的に観察する観察部と、前記観察部の観察結果に基づき前記各吐出口の吐出状態を判定して前記不良情報を作成する判定部とを有する請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記吸引手段は、前記ノズル体に対し前記吐出口の配列方向に沿って相対移動可能に構成され、前記複数の吐出口に選択的に対向配置されて当該吐出口から前記塗布液を吸引する吸引ノズルを有し、
   前記不良情報に基づき前記ノズル体に対して前記吸引ノズルの位置決めを行う位置決め手段をさらに備える請求項１または２に記載の塗布装置。
4. 前記吸引手段は、前記吸引ノズルの内部空間を減圧する減圧部を有する請求項３に記載の塗布装置。
5. 前記吸引手段は、前記吸引ノズルが前記吐出口から吸引した前記塗布液を回収する回収部を有する請求項３または４に記載の塗布装置。
6. 複数の吐出口が列状に配置されたノズル体の各吐出口から、予備的に塗布液を吐出させる予備吐出を行う工程と、
   前記予備吐出の結果に基づき、前記複数の吐出口のうち前記塗布液の吐出状態が不良であるものを特定するための不良情報を取得する工程と、
   前記不良情報に基づき、前記複数の吐出口のうち前記塗布液の吐出状態が不良であるものから前記塗布液を吸引する工程と、
   基材の表面に沿って前記ノズル体を前記基材に対して相対移動させながら前記塗布液を前記複数の吐出口の各々から吐出させて、前記塗布液を前記基材表面に塗布する工程と
   を備える塗布方法。
7. 複数の吐出口が列状に配置されたノズル体を基材表面に対向配置し、前記複数の吐出口の各々から塗布液を吐出して前記基材表面に塗布する工程と、
   前記複数の吐出口の各々から吐出される塗布液を観察して、前記塗布液の吐出状態が不良であるものを特定する工程と、
   前記塗布液の吐出状態が不良である前記吐出口から前記塗布液を吸引する工程と
   を備える塗布方法。
8. 前記ノズル体を前記基材に対して相対移動させながら前記塗布液を前記複数の吐出口の各々から吐出させて前記塗布液を前記基材表面に塗布する請求項７に記載の塗布方法。
9. 前記複数の吐出口の各々から吐出される前記塗布液を光学的に観察する請求項６ないし８のいずれかに記載の塗布方法。
   

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