JP2014187260A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布液の連続塗布が可能な塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布装置は、塗布液を基板に塗布する口金１４と、それぞれの排出動作により口金１４に塗布液を供給する第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂと、基板を口金１４に対して移動させる搬送手段とを備え、この搬送手段により基板を移動させつつ、口金１４から塗布液を速度Ｑの排出速度で排出することにより、均一厚さの塗布膜を基板上に形成する。この塗布装置では、第一ポンプ２０ａと上記第二ポンプ２０ｂとが切り換え動作を行うことにより、口金１４に継続的に塗布液は供給される。切り換え動作が行われると、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂの双方が排出動作を行う。この双方による排出動作は、塗布液の排出速度ｑｔを速度Ｑで維持しつつ行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗布装置に関する。詳細には、本発明は、例えば、液晶基板の製造に用いられるレジスト液のような塗布液を基板に塗布するための装置に関する。

例えば、液晶ディスプレイの製造では、レジスト液のような塗布液を基板の表面に塗布することがある。この場合、基板を保持するステージ、スリット状の開口部を有する口金、及び塗布液を口金に導くポンプを有する塗布装置が用いられる。このような塗布装置の例が、特開２００６−２８１０９１公報に開示されている。この塗布装置のためのポンプの例が、特開２００６−２０７４８３公報に開示されている。

レジスト液は、配線パターンの形成に用いられる。このため、塗布装置には、塗布液を基板に均一に塗布できることが求められる。

特開２００６−２８１０９１公報 特開２００６−２０７４８３公報

前述された特開２００６−２０７４８３公報に記載のポンプは、吸入口及び排出口を有するシリンダーと、このシリンダーの内部を往復運動するプランジャーとを備えている。このポンプでは、プランジャーが後退すると、吸入口からシリンダーの内部に塗布液が吸入される。プランジャーが前進すると、排出口から口金に向かって塗布液が排出される。このポンプでは、プランジャーがシリンダー内部を往復することにより、塗布液の吸入と排出とが実行される。

前述されたポンプでは、１回の排出動作で排出できる塗布液の量はシリンダーとプランジャーとの間に形成される空間の容積に依存する。このため、このポンプを有する塗布装置では、塗布可能な基板の長さが前述された容積により制限される。長尺の基板に塗布液を塗布する場合には、大きな容積を有するシリンダーを採用することになるが、採用できるシリンダーの大きさにも限界がある。

本発明の目的は、塗布液の連続塗布が可能な塗布装置の提供にある。

本発明に係る塗布装置は、塗布液を排出してこの塗布液を基板に塗布する口金と、それぞれの排出動作により上記口金に上記塗布液を供給する第一ポンプ及び第二ポンプと、上記基板を上記口金に対して移動させる搬送手段とを備え、上記搬送手段により上記基板を移動させつつ、上記口金から上記塗布液を速度Ｑの排出速度で排出することにより、均一厚さの塗布膜を上記基板上に形成する。この塗布装置では、上記第一ポンプと上記第二ポンプとが切り換え動作を行うことにより、上記口金に継続的に上記塗布液は供給される。上記第一ポンプのみの排出動作により上記口金から上記速度Ｑで上記塗布液が排出されている状態で、上記切り換え動作が行われると、上記第一ポンプ及び上記第二ポンプの双方が排出動作を行い、その後、上記第二ポンプのみの排出動作により上記口金から上記速度Ｑで上記塗布液は排出される。上記第一ポンプ及び上記第二ポンプの双方による排出動作は、上記口金から排出される上記塗布液の排出速度を上記速度Ｑで維持しつつ行われる。

好ましくは、この塗布装置では、上記切り換え動作を複数回行うことにより、上記第一ポンプの排出動作と上記第二ポンプの排出動作とが交互に繰り返され、上記基板上に継続的に上記塗布膜は形成される。

好ましくは、この塗布装置では、上記第一ポンプ及び上記第二ポンプのそれぞれの排出動作における、上記塗布液の排出速度ｑのプロファイルは、この排出速度ｑが上記速度Ｑまで上昇させられる上昇ゾーンと、この排出速度ｑが上記速度Ｑから下降させられる下降ゾーンと、この上昇ゾーンとこの下降ゾーンとの間においてこの排出速度ｑが上記速度Ｑで保持される定常ゾーンとを有している。この塗布装置では 上記第一ポンプから上記第二ポンプへ切り換えるとき、この第一ポンプの排出速度ｑ１のプロファイルは上記下降ゾーンにあり、この第二ポンプの排出速度ｑ２のプロファイルは上記上昇ゾーンにあり、この排出速度ｑ１とこの排出速度ｑ２との和（ｑ１＋ｑ２）は上記速度Ｑで保持される。この塗布装置では、上記第二ポンプから上記第一ポンプへ切り換えるとき、この第二ポンプの排出速度ｑ２のプロファイルは上記下降ゾーンにあり、上記第一ポンプの排出速度ｑ１のプロファイルは上記上昇ゾーンにあり、この排出速度ｑ２とこの排出速度ｑ１との和（ｑ２＋ｑ１）は上記速度Ｑで保持される。

好ましくは、この塗布装置では、上記第二ポンプ内にある上記塗布液の圧力がこの塗布液の排出動作を実行している上記第一ポンプ内にあるこの塗布液の圧力と同等とされた後、この第二ポンプによるこの塗布液の排出動作は開始される。この塗布装置では、上記第一ポンプ内にある上記塗布液の圧力がこの塗布液の排出動作を実行している上記第二ポンプ内にあるこの塗布液の圧力と同等とされた後、この第一ポンプによるこの塗布液の排出動作は開始される。

好ましくは、この塗布装置では、上記第一ポンプと上記口金との間に第一排出バルブがさらに設けられ、上記第二ポンプとこの口金との間に第二排出バルブがさらに設けられる。上記第一排出バルブ及び上記第二排出バルブのそれぞれは、サーボモータ制御バルブ又はサックバックバルブである。

本発明に係る塗布装置では、第一ポンプと第二ポンプとが切り換え動作を行うことにより、口金に継続的に塗布液は供給される。この装置では、第一ポンプのみの排出動作により口金から速度Ｑで塗布液が排出されている状態で、切り換え動作が行われると、第一ポンプ及び第二ポンプの双方が排出動作を行い、その後、第二ポンプのみの排出動作により口金から速度Ｑで塗布液は排出される。しかも第一ポンプ及び第二ポンプの双方による排出動作は、口金から排出される塗布液の排出速度を速度Ｑで維持しつつ行われる。この装置では、第一ポンプと第二ポンプとが切り換え動作を行っているにもかかわらず、塗布液が基板に均一に塗布される定常状態が持続する。この装置では、塗布液の排出速度を変動させることなく、塗布液が均一に基板に塗布され続ける。本発明によれば、塗布液の連続塗布が可能な塗布装置が得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置が示された概略図である。 図２は、図１の塗布装置における供給ユニットが示された概念図である。 図３は、ポンプの排出動作における塗布液の排出速度のプロファイルが示されたグラフである。 図４は、図２の供給ユニットの動作状況と塗布液の排出速度との関係が示されたグラフである。 図５は、排出バルブの一例が示された概略図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示された塗布装置２は、長尺の基板４を搬送しつつ、液晶基板４の製造に用いられるレジスト液のような塗布液をこの基板４に塗布するためのものである。この装置２は、塗布ユニット６、支持ユニット８、供給ユニット１０及び制御ユニット１２を備えている。この図１において、左右方向は基板４の搬送方向である。基板４は、紙面左側（上流側とも称される。）からその右側（下流側とも称される。）に向かって搬送される。

塗布ユニット６は、塗布液を排出してこの塗布液を基板４に塗布する。この装置２の塗布ユニット６は、口金１４を備えている。図示されているように、この口金１４は基板４上に配置される。この口金１４には、スリット状の開口部１６が設けられている。この開口部１６は、基板４の幅方向に延在している。この開口部１６の長さは、基板４の幅よりも若干短い。この装置２では、この開口部１６を通じて塗布液が排出される。これにより、基板４の表面に塗布液が塗布され、塗布膜が得られる。

図示されていないが、口金１４は口金支持部（ガントリーとも称される。）で支持されている。これにより、口金１４の先（開口部１６）から基板４の表面までの距離が適切に維持される。より詳細には、口金１４はその開口部１６を基板４に近接させた状態で保持される。

支持ユニット８は、基板４を支持する。この装置２の支持ユニット８は、複数のローラー１８を備えている。これらのローラー１８は、その軸方向を基板４の幅方向に一致させて搬送方向に並列されている。図示されているように、基板４はローラー１８に載せられる。この支持ユニット８では、これらのローラー１８が回転することにより基板４が上流側から下流側に向かって搬送される。これにより、基板４は口金１４に対して一定の速度で移動させられる。この支持ユニット８において、ローラー１８は搬送手段でもある。なお、ベルトコンベアーのような搬送手段が別に設けられ、この搬送手段により基板４が口金１４に対して一定の速度で移動させられてもよい。リニアガイドのような搬送手段を用いて、前述された口金１４を基板４に対して動かされてもよい。この場合においても、搬送手段により基板４は口金１４に対して一定の速度で移動させられる。

図２には、供給ユニット１０の構成が模式的に示されている。この装置２では、供給ユニット１０は、一対のポンプ２０、一対の吸入バルブ２２、一対の排出バルブ２４及び一対の圧力計２６を備えている。

ポンプ２０は、シリンダー２８と、プランジャー３０とを備えている。シリンダー２８は、円筒状である。シリンダー２８は、吸入口３２と、排出口３４と、ロッド孔３６とを備えている。吸入口３２は、シリンダー２８の側部３８に設けられている。排出口３４は、シリンダー２８の蓋部４０に設けられている。ロッド孔３６は、シリンダー２８の底部４２に設けられている。吸入口３２、排出口３４及びロッド孔３６のそれぞれは、シリンダー２８を貫通している。プランジャー３０は、ヘッド４４とロッド４６とを備えている。ヘッド４４は、シリンダー２８の内部に位置している。ヘッド４４の外周面は、シリンダー２８の内周面と対向している。ロッド４６は、ヘッド４４と連結されている。ロッド４６は、ロッド孔３６に通されている。このロッド４６は、図示されない駆動手段に連結されている。これにより、プランジャー３０がシリンダー２８の内部を往復運動可能とされている。なお、気体の排出が容易で気体の滞留が防止できるとの観点から、このポンプ２０は、排出口３４が上側に位置した状態、言い換えれば、立設した状態でこの装置２に取り付けられるのが好ましい。

このポンプ２０では、ヘッド４４がシリンダー２８の底部４２に向かって移動させられることにより、吸入口３２から塗布液が吸い込まれる。ヘッド４４がシリンダー２８の蓋部４０に向かって移動させられることにより、排出口３４からこの塗布液が排出される。このポンプ２０では、プランジャー３０の往復運動により、塗布液の吸入動作とこの塗布液の排出動作とが交互に繰り返される。このポンプ２０では、塗布液の排出速度及びその吸入速度はプランジャー３０の移動速度の制御により調整される。

図３に示されているのは、塗布液の排出動作においてポンプ２０から排出される塗布液の排出速度のプロファイルを表す概念図である。この図３において、符号ｔｓは排出動作の開始の時を表している。符号ｔｅは、排出動作の停止の時を表している。このポンプ２０では、排出動作が開始されると、排出速度は上昇される。この排出速度が速度Ｑに到達すると、排出速度はこの速度Ｑで一定に保持される。図３の符号ｔａは、排出速度が速度Ｑに到達した時を表している。速度Ｑでしばらく保持された後、排出速度は下降され、排出動作は停止される。図３の符号ｔｂは、排出速度の下降が開始された時を表している。この排出速度のプロファイルにおいて、時間ｔｓから時間ｔａまでのゾーンは上昇ゾーン４８と称される。時間ｔａから時間ｔｂまでのゾーンは、定常ゾーン５０と称される。時間ｔｂから時間ｔｅまでのゾーンは、下降ゾーン５２と称される。このプロファイルは、上昇ゾーン４８、下降ゾーン５２、及び上昇ゾーン４８と下降ゾーン５２との間にある定常ゾーン５０を有している。

吸入バルブ２２は、ポンプ２０と、塗布液の貯留されたタンク（図示されず）との間に設けられている。ポンプ２０は、吸入バルブ２２を介してタンクと接続されている。吸入バルブ２２は、ポンプ２０の吸入口３２に接続されている。この装置２では、後述の排出バルブ２４が閉ざされた状態で、この吸入バルブ２２が開くと、ポンプ２０による塗布液の吸入動作が開始される。この状態で、この吸入動作が停止するとこの吸入バルブ２２は閉じられる。

排出バルブ２４は、ポンプ２０と、口金１４との間に設けられている。このポンプ２０は、排出バルブ２４を介して口金１４と接続されている。排出バルブ２４は、ポンプ２０の排出口３４に接続されている。この装置２では、前述の吸入バルブ２２が閉ざされた状態で、この排出バルブ２４が開くと、ポンプ２０による塗布液の排出動作が開始される。この状態で、この排出動作が停止するとこの排出バルブ２４は閉じられる。

圧力計２６は、ポンプ２０と、排出バルブ２４との間に設けられている。ポンプ２０は、圧力計２６を介して、排出バルブ２４と接続されている。圧力計２６は、塗布液の圧力を計測する。

制御ユニット１２は、数値制御器（ＮＣ制御器）である。この装置２では、この制御ユニット１２により、予め組み込まれたプログラムに基づいて塗布ユニット６、支持ユニット８及び供給ユニット１０のそれぞれが所定の動作を実行するように制御されている。

この装置２では、口金１４、第一排出バルブ２４ａ、及び第二排出バルブ２４ｂは、三叉分岐５４を介して接続されている。第一ポンプ２０ａの排出口３４は、第一排出バルブ２４ａと接続されている。第一排出バルブ２４ａは、第一ポンプ２０ａからの塗布液の排出調節を行う。第二ポンプ２０ｂの排出口３４は、第二排出バルブ２４ｂと接続されている。第二排出バルブ２４ｂは、第二ポンプ２０ｂからの塗布液の排出調節を行う。第一ポンプ２０ａの吸入口３２は、第一吸入バルブ２２ａと接続されている。第一吸入バルブ２２ａは、第一ポンプ２０ａへの塗布液の吸入調節を行う。第二ポンプ２０ｂの吸入口３２は、第二吸入バルブ２２ｂと接続されている。第二吸入バルブ２２ｂは、第二ポンプ２０ｂへの塗布液の吸入調節を行う。第一ポンプ２０ａの排出口３４と第一排出バルブ２４ａとの間には、第一圧力計２６ａが設けられている。第二ポンプ２０ｂの排出口３４と第二排出バルブ２４ｂとの間には、第二圧力計２６ｂが設けられている。本明細書においては、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂを区別なく用いる場合は、単にポンプ２０として表される。第一吸入バルブ２２ａ及び第二吸入バルブ２２ｂを区別なく用いる場合は、単に吸入バルブ２２として表される。第一排出バルブ２４ａ及び第二排出バルブ２４ｂを区別なく用いる場合は、単に排出バルブ２４として表される。第一圧力計２６ａ及び第二圧力計２６ｂを区別なく用いる場合は、単に圧力計２６として表される。

この装置２では、第一ポンプ２０ａは第一排出バルブ２４ａを介して口金１４と接続されている。第二ポンプ２０ｂは、第二排出バルブ２４ｂを介して口金１４と接続されている。この装置２は、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂのそれぞれが排出動作により口金１４に塗布液を供給するように構成されている。

この装置２では、搬送手段により基板４を移動させつつ、口金１４からの塗布液の排出速度を前述された速度Ｑで保持することにより、均一厚さの塗布膜が基板４上に形成される。本発明において「均一厚さ」は、基板４と口金１４との相対速度が一定であり、かつ、口金１４から排出される塗布液の排出速度が速度Ｑの定常状態になったときに形成される塗布膜の厚みを表しており、製品上問題ない範囲にある厚みを意味している。

図４のグラフには、この装置２の供給ユニット１０の動作状況と、口金１４から排出される塗布液の排出速度との関係が示されている。このグラフの横軸は、時間を表している。実線ｑｔは、口金１４から排出される塗布液の排出速度の経時変化を表している。実線ｑ１は、第一ポンプ２０ａから排出される塗布液の排出速度の経時変化を表している。実線ｑ２は、第二ポンプ２０ｂから排出される塗布液の排出速度の経時変化を表している。実線Ｖｏ１は、第一排出バルブ２４ａの動作状況の経時変化を表している。実線Ｖｉ１は、第一吸入バルブ２２ａの動作状況の経時変化を表している。実線Ｖｏ２は、第二排出バルブ２４ｂの動作状況の経時変化を表している。実線Ｖｉ２は、第二吸入バルブ２２ｂの動作状況の経時変化を表している。図４中、各バルブの欄における「ＯＰＥＮ」は、それぞれのバルブが完全に開いた状態にあることを表している。同欄における「ＣＬＯＳＥ」は、それぞれのバルブが完全に閉じた状態にあることを表している。

この装置２では、第一吸入バルブ２２ａ、第一排出バルブ２４ａ及び第二吸入バルブ２２ｂが閉じられた状態で、第一排出バルブ２４ａが開けられ、第一ポンプ２０ａによる塗布液の排出動作が開始される。図４中、符号ｔ０は第一ポンプ２０ａにおいて排出動作が開始された時を表している。

この装置２では、排出動作が開始されると、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１は上昇させられる。この排出速度ｑ１が速度Ｑに到達すると、排出速度ｑ１はこの速度Ｑで一定に保持される。図４中、符号ｔ１は排出速度ｑ１が速度Ｑに到達した時を表している。

この装置２では、排出速度ｑ１が速度Ｑでしばらく保持された後、第二排出バルブ２４ｂが開けられ、第二ポンプ２０ｂによる塗布液の排出動作が開始される。図４中、符号ｔ２は第二ポンプ２０ｂにおいて排出動作が開始された時を表している。

この装置２では、第二ポンプ２０ｂにおいて排出動作が開始されると、第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２は上昇させられる。排出速度ｑ２が速度Ｑに到達すると、この排出速度ｑ２はこの速度Ｑで一定に保持される。図４中、符号ｔ３は排出速度ｑ２が速度Ｑに到達した時を表している。

この装置２では、時間ｔ２において第二ポンプ２０ｂの排出動作が開始されると、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１は下降させられる。時間ｔ３において第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２が速度Ｑに到達すると、第一ポンプ２０ａによる排出動作は停止される。この停止と共に、第一排出バルブ２４ａは閉じられる。これにより、口金１４への塗布液の供給の主体が第一ポンプ２０ａから第二ポンプ２０ｂに切り換えられる。この時間ｔ２から時間ｔ３のゾーンでは、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂは切り換え動作を行う。

前述したように、この装置２では、時間ｔ３において第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２が速度Ｑに到達すると、しばらくの間、排出速度ｑ２はこの速度Ｑで保持される。その後、第一排出バルブ２４ａが開けられ、第一ポンプ２０ａによる塗布液の排出動作が開始される。図４中、符号ｔ４は第一ポンプ２０ａにおいて排出動作が再開された時を表している。

この装置２では、第一ポンプ２０ａにおいて排出動作が開始されると、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１は上昇させられる。排出速度ｑ１が速度Ｑに到達すると、この排出速度ｑ１はこの速度Ｑで保持される。図４中、符号ｔ５は排出速度ｑ１が速度Ｑに到達した時を表している。

この装置２では、時間ｔ４において第一ポンプ２０ａの排出動作が開始されると、第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２は下降させられる。時間ｔ５において第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１が速度Ｑに到達すると、第二ポンプ２０ｂによる排出動作は停止される。この停止と共に、第二排出バルブ２４ｂは閉じられる。これにより、口金１４への塗布液の供給の主体が第二ポンプ２０ｂから第一ポンプ２０ａに切り換えられる。この時間ｔ４から時間ｔ５のゾーンでは、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂは切り換え動作を行う。

この装置２では、排出速度ｑ１が速度Ｑで保持された後、第二排出バルブ２４ｂが開けられ、第二ポンプ２０ｂによる塗布液の排出動作が開始される。図４中、符号ｔ６は第二ポンプ２０ｂにおいて排出動作が開始された時を表している。

図４に示されているように、時間ｔ０から時間ｔ１までのゾーンでは、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１のプロファイルは上昇ゾーン４８にある。時間ｔ１から時間ｔ２までのゾーンでは、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１のプロファイルは定常ゾーン５０にある。この装置２では、時間ｔ０から時間ｔ２までのゾーンでは、第一ポンプ２０ａのみの排出動作により、口金１４に塗布液が供給される。そして、時間ｔ１以降、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔは速度Ｑで一定に保持される。本発明では、この時間ｔ０から時間ｔ２までのゾーンは開始ステップ５６と称される。

前述したように、時間ｔ２から時間ｔ３までのゾーンでは、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂが切り換え動作を行う。本発明では、このゾーンは第一切り換えステップ５８と称される。この第一切り換えステップ５８では、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂの双方の排出動作により、口金１４に塗布液が供給される。そして、この双方による排出動作は、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔを速度Ｑで維持しつつ行われる。詳細には、この第一切り換えステップ５８においては、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１及び第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２のそれぞれは、この排出速度ｑ１とこの排出速度ｑ２との和（ｑ１＋ｑ２）が速度Ｑで保持されるように制御される。図示されているように、この第一切り換えステップ５８では、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１のプロファイルは下降ゾーン５２にあり、第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２のプロファイルは上昇ゾーン４８にある。この装置２では、第一切り換えステップ５８における排出速度ｑ１はこの第一切り換えステップ５８における排出速度ｑ２のプロファイルとは逆のプロファイルを有している。この第一切り換えステップ５８では、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔを速度Ｑで保持しつつ、この塗布液をこの口金１４に供給する主体がこの第一ポンプ２０ａからこの第二ポンプ２０ｂへスムーズに切り換えられる。

図示されているように、時間ｔ３から時間ｔ４までのゾーンでは、第二ポンプ２０ｂのみの排出動作により口金１４に塗布液が供給される。このゾーンでは、第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２のプロファイルは定常ゾーン５０にある。このため、このゾーンでは、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔは速度Ｑで一定に保持される。本発明では、このゾーンは第一定常ステップ６０と称される。

この第一定常ステップ６０では、第一排出バルブ２４ａが閉じられ、第一ポンプ２０ａによる排出動作は停止されている。この装置２では、第一ポンプ２０ａが排出動作を停止しているとき、第一吸入バルブ２２ａが開かれ、この第一ポンプ２０ａが吸入動作を実行する。吸入動作が終了すると、第一吸入バルブ２２ａが閉じられる。これにより、次の排出動作によって排出される塗布液が第一ポンプ２０ａ内に補充される。図４中、時間ｔ７は第一吸入バルブ２２ａが開かれた時を表している。時間ｔ８は、この第一吸入バルブ２２ａが閉じられる時を表している。この装置２の第一定常ステップ６０では、前述された、第二ポンプ２０ｂによる排出動作以外に、時間ｔ７から時間ｔ８までの間において第一ポンプ２０ａによる吸入動作が実行される。この第一定常ステップ６０には、第一ポンプ２０ａによる塗布液の第一吸入ステップ６２が含まれている。

前述したように、時間ｔ４から時間ｔ５までのゾーンでは、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂは切り換え動作を行う。本発明では、この時間ｔ４から時間ｔ５までのゾーンは第二切り換えステップ６４と称される。この第二切り換えステップ６４では、前述された第一切り換えステップ５８と同様、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂの双方の排出動作により、口金１４に塗布液が供給される。そして、この双方による排出動作は、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔを速度Ｑで維持しつつ行われる。詳細には、この第二切り換えステップ６４においては、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１及び第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２のそれぞれは、この排出速度ｑ１とこの排出速度ｑ２との和（ｑ１＋ｑ２）が速度Ｑで保持されるように制御される。図示されているように、この第二切り換えステップ６４では、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１のプロファイルは上昇ゾーン４８にあり、第二ポンプ２０ｂの排出速度ｑ２のプロファイルは下降ゾーン５２にある。この装置２では、第二切り換えステップ６４における排出速度ｑ２はこの第二切り換えステップ６４における排出速度ｑ１のプロファイルとは逆のプロファイルを有している。この第二切り換えステップ６４では、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔを速度Ｑで保持しつつ、この塗布液をこの口金１４に供給する主体がこの第二ポンプ２０ｂからこの第一ポンプ２０ａへスムーズに切り換えられる。

図示されているように、時間ｔ５から時間ｔ６までのゾーンでは、第一ポンプ２０ａのみの排出動作により口金１４に塗布液が供給される。このゾーンでは、第一ポンプ２０ａの排出速度ｑ１のプロファイルは定常ゾーン５０にある。このため、このゾーンでは、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔは速度Ｑで一定に保持される。本発明では、このゾーンは第二定常ステップ６６と称される。

この第二定常ステップ６６では、第二排出バルブ２４ｂが閉じられ、第二ポンプ２０ｂによる排出動作は停止されている。この装置２では、第二ポンプ２０ｂが排出動作を停止しているとき、第二吸入バルブ２２ｂが開かれ、この第二ポンプ２０ｂが吸入動作を実行する。吸入動作が終了すると、第二吸入バルブ２２ｂが閉じられる。これにより、次の排出動作によって排出される塗布液が第二ポンプ２０ｂ内に補充される。図４中、時間ｔ９は第二吸入バルブ２２ｂが開かれた時を表している。時間ｔ１０は、この第二吸入バルブ２２ｂが閉じられる時を表している。この装置２の第二定常ステップ６６では、前述された、第一ポンプ２０ａによる排出動作以外に、時間ｔ９から時間ｔ１０までの間において第二ポンプ２０ｂによる吸入動作が実行される。この第二定常ステップ６６には、第二ポンプ２０ｂによる塗布液の第二吸入ステップ６８が含まれている。

この装置２では、前述された開始ステップ５６以降、第一切り換えステップ５８、第一定常ステップ６０、第二切り換えステップ６４及び第二定常ステップ６６を１サイクルとし、このサイクルが複数回実行される。この装置２では、第一ポンプ２０ａによる塗布液の排出動作と第二ポンプ２０ｂによるこの塗布液の排出動作とが交互に繰り返されることにより、各ステップが実行される。言い換えれば、この装置２では、第一ポンプ２０ａと第二ポンプ２０ｂとが切り換え動作を複数回行うことにより、第一ポンプ２０ａの排出動作と第二ポンプ２０ｂの排出動作とが交互に繰り返され、口金４８に継続的に塗布液が供給される。そして、基板４上に、継続的に前述された塗布膜が形成される。

前述したように、この装置２では、搬送手段により基板４を移動させつつ、口金１４からの塗布液の排出速度を前述された速度Ｑで保持することにより、均一厚さの塗布膜が基板４上に形成される。この装置２では、第一ポンプ２０ａのみの排出動作により口金１４から速度Ｑで塗布液が排出されている状態で、切り換え動作が行われると、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂの双方が排出動作を行い、その後、第二ポンプ２０ｂのみの排出動作により口金１４から速度Ｑで塗布液が排出される。第二ポンプ２０ｂのみの排出動作により口金１４から速度Ｑで塗布液が排出されている状態で、切り換え動作が行われると、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂの双方が排出動作を行い、その後、第一ポンプ２０ａのみの排出動作により口金１４から速度Ｑで塗布液が排出される。しかも、第一ポンプ２０ａ及び第二ポンプ２０ｂの双方による排出動作は、排出速度ｑｔを速度Ｑで維持しつつ行われる。この装置では、第一ポンプ２０ａと第二ポンプ２０ｂとが切り換え動作を行っているにもかかわらず、塗布液が基板４に均一に塗布される定常状態が持続する。この装置２では、塗布液の排出速度を変動させることなく、塗布液が均一に基板４に塗布され続ける。この装置２では、前述された均一厚さの塗布膜が基板４上に継続的に形成される。本発明によれば、塗布液の連続塗布が可能な塗布装置２が得られる。この装置２によれば、基板４の長さとは関係なく、基板４に塗布液を均一に塗布することができる。

この装置２では、好ましくは、第二排出バルブ２４ｂを開けて第二ポンプ２０ｂによる塗布液の排出動作が開始されるとき、言い換えれば、第一切り換えステップ５８の開始のとき、第二ポンプ２０ｂ内にある塗布液の圧力は排出動作を実行している第一ポンプ２０ａ内にあるこの塗布液の圧力と同等とされる。これにより、第二排出バルブ２４ｂの開放による、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔへの影響が抑えられる。この装置２では、排出速度ｑｔが安定に保持される。この装置２では、塗布液の排出速度ｑｔを変動させることなく、塗布液を均一に基板４に塗布し続けることができる。なお、この装置２では、第二ポンプ２０ｂ内にあるこの塗布液の圧力は第二圧力計２６ｂにより計測される。塗布液の排出動作を実行している第一ポンプ２０ａ内にある塗布液の圧力は、第一圧力計２６ａにより計測される。

この装置２では、第一排出バルブ２４ａを開けて第一ポンプ２０ａによる塗布液の排出動作が開始されるとき、言い換えれば、第二切り換えステップ６４の開始のとき、第一ポンプ２０ａ内にある塗布液の圧力は排出動作を実行している第二ポンプ２０ｂ内にあるこの塗布液の圧力と同等とされるのが好ましい。これにより、第一排出バルブ２４ａの開放による、排出速度ｑｔへの影響が抑えられる。この装置２では、排出速度ｑｔが安定に保持される。この装置２では、塗布液の排出速度ｑｔを変動させることなく、塗布液を均一に基板４に塗布し続けることができる。なお、この装置２では、第一ポンプ２０ａ内にあるこの塗布液の圧力は第一圧力計２６ａにより計測される。塗布液の排出動作を実行している第二ポンプ２０ｂ内にある塗布液の圧力は、第二圧力計２６ｂにより計測される。

排出バルブ２４の開閉は、前述された塗布液の圧力以外に、排出バルブ２４を通過する塗布液の体積も変動させる恐れがある。この変動は、口金１４から排出される塗布液の排出速度ｑｔに影響する。この観点から、この体積変動をキャンセルする機構を備えたバルブが排出バルブ２４として用いられてもよい。これにより、塗布液の排出速度ｑｔがより安定となる。このキャンセル機構を備えたバルブとして、サーボモータ制御バルブ及びサックバックバルブが挙げられる。

図３には、キャンセル機構を備えたバルブの一例として、サーボモータ制御バルブ７０が示されている。このバルブ７０は、塗布液の通過のためのパス７２と、このパス７２の開閉を調節する開閉ピストン７４とを備えている。開閉ピストン７４は、第一本体７６と、第一サーボモータ７８とを備えている。第一サーボモータ７８は、第一本体７６の移動量及びその移動速度を制御する。このバルブ７０では、第一サーボモータ７８の稼働により、第一本体７６が動かされる。これにより第一本体７６がパス７２を塞ぐと、塗布液の流れが塞き止められる。図示されているように、第一本体７６がパス７２から離間すると塗布液の流れが再開される。図３において、矢印Ａで示されているのはこのバルブ７０を通過する塗布液の流れである。両矢印Ｂは、第一本体７６の移動方向を表している。

このバルブ７０では、開閉ピストン７４の第一本体７６が動くと、このバルブ７０内の塗布液の体積が変動する。例えば、第一本体７６がパス７２から離間している状態からこの第一本体７６がパス７２を塞ぐと塗布液の体積は減少する。これに対して、第一本体７６がパス７２を塞いだ状態からこの第一本体７６がパス７２から離間すると塗布液の体積は上昇する。

このバルブ７０は、前述された開閉ピストン７４以外に、補助ピストン８０をさらに備えている。この補助ピストン８０は、第二本体８２と、第二サーボモータ８４とを備えている。第二サーボモータ８４は、第二本体８２の移動量及びその移動速度を制御する。前述された両矢印Ｂは、この第二本体８２の移動方向でもある。この補助ピストン８０は、前述された開閉ピストン７４の動きによって変動するバルブ７０内の体積を調節する役割を果たす。つまり、開閉ピストン７４がパス７２を塞ぎ塗布液の体積が減少する場合には、この補助ピストン８０がこの体積減少をキャンセルするように動く。開閉ピストン７４がパス７２から離間し塗布液の体積が増加する場合には、この補助ピストン８０がこの体積増加をキャンセルするように動く。このバルブ７０を排出バルブ２４として用いた装置２では、バルブ７０の開閉による体積の変化が抑えられる。この装置２では、第一切り換えステップ５８の開始のとき、又は、第二切り換えステップ６４の開始のときにおいても、塗布液の排出速度ｑｔが安定に保持される。この装置２では、塗布液の排出速度を変動させることなく、塗布液を均一に基板４に塗布し続けることができる。

以上説明された塗布装置は、種々の液体の基板への塗布にも適用されうる。

２・・・装置
４・・・基板
１４・・・口金
２０、２０ａ、２０ｂ・・・ポンプ
２２、２２ａ、２２ｂ・・・吸入バルブ
２４、２４ａ、２４ｂ・・・排出バルブ
４８・・・上昇ゾーン
５０・・・定常ゾーン
５２・・・下降ゾーン
５８・・・第一切り換えステップ
６０・・・第一定常ステップ
６４・・・第二切り換えステップ
６６・・・第二定常ステップ
７０・・・バルブ

Claims (5)

1. 塗布液を排出してこの塗布液を基板に塗布する口金と、それぞれの排出動作により上記口金に上記塗布液を供給する第一ポンプ及び第二ポンプと、上記基板を上記口金に対して移動させる搬送手段とを備え、上記搬送手段により上記基板を移動させつつ、上記口金から上記塗布液を速度Ｑの排出速度で排出することにより、均一厚さの塗布膜を上記基板上に形成する塗布装置であって、
   上記第一ポンプと上記第二ポンプとが切り換え動作を行うことにより、上記口金に継続的に上記塗布液が供給され、
   上記第一ポンプのみの排出動作により上記口金から上記速度Ｑで上記塗布液が排出されている状態で、上記切り換え動作が行われると、上記第一ポンプ及び上記第二ポンプの双方が排出動作を行い、その後、上記第二ポンプのみの排出動作により上記口金から上記速度Ｑで上記塗布液が排出され、
   上記第一ポンプ及び上記第二ポンプの双方による排出動作が、上記口金から排出される上記塗布液の排出速度を上記速度Ｑで維持しつつ行われることを特徴とする塗布装置。
2. 上記切り換え動作を複数回行うことにより、上記第一ポンプの排出動作と上記第二ポンプの排出動作とが交互に繰り返され、上記基板上に継続的に上記塗布膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 上記第一ポンプ及び上記第二ポンプのそれぞれの排出動作における、上記塗布液の排出速度ｑのプロファイルが、この排出速度ｑが上記速度Ｑまで上昇させられる上昇ゾーンと、この排出速度ｑが上記速度Ｑから下降させられる下降ゾーンと、この上昇ゾーンとこの下降ゾーンとの間においてこの排出速度ｑが上記速度Ｑで保持される定常ゾーンとを有しており、
   上記第一ポンプから上記第二ポンプへ切り換えるとき、この第一ポンプの排出速度ｑ１のプロファイルが上記下降ゾーンにあり、この第二ポンプの排出速度ｑ２のプロファイルが上記上昇ゾーンにあり、この排出速度ｑ１とこの排出速度ｑ２との和（ｑ１＋ｑ２）が上記速度Ｑで保持され、
   上記第二ポンプから上記第一ポンプへ切り換えるとき、この第二ポンプの排出速度ｑ２のプロファイルが上記下降ゾーンにあり、上記第一ポンプの排出速度ｑ１のプロファイルが上記上昇ゾーンにあり、この排出速度ｑ２とこの排出速度ｑ１との和（ｑ２＋ｑ１）が上記速度Ｑで保持される、請求項１又は２に記載の塗布装置。
4. 上記第二ポンプ内にある上記塗布液の圧力がこの塗布液の排出動作を実行している上記第一ポンプ内にあるこの塗布液の圧力と同等とされた後、この第二ポンプによるこの塗布液の排出動作が開始され、
   上記第一ポンプ内にある上記塗布液の圧力がこの塗布液の排出動作を実行している上記第二ポンプ内にあるこの塗布液の圧力と同等とされた後、この第一ポンプによるこの塗布液の排出動作が開始される、請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。
5. 上記第一ポンプと上記口金との間に第一排出バルブがさらに設けられ、上記第二ポンプとこの口金との間に第二排出バルブがさらに設けられており、
   上記第一排出バルブ及び上記第二排出バルブのそれぞれが、サーボモータ制御バルブ又はサックバックバルブである、請求項１から４のいずれかに記載の塗布装置。

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