JP2017012949A - スリットノズル、塗布装置、及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布膜の幅方向両端部における膜厚不良部長さを小さくすることで、所定膜厚で均一となる製品領域を最大限に拡大することができるスリットノズル、並びにこのスリットノズルを用いた塗布装置及び塗布方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るスリットノズルは、被塗布部材に対向する吐出口面に形成されるスリット状の吐出口から塗布液を吐出するスリットノズルであって、塗布液が供給される供給口と、供給口から供給された塗布液を長手方向に分散させるマニホールドと、マニホールドに接続して吐出口に塗布液を誘導する連通流路と、を備え、吐出口の長手方向両端には、吐出口に隣接し、吐出口面に開口するサブ吐出口が備えられるとともに、サブ吐出口のそれぞれに連通流路とは独立して塗布液を誘導するサブ連通流路と、サブ連通流路に接続して塗布液が供給されるサブ供給口とが備えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スリット状の吐出口から塗布液を吐出して、被塗布部材上に塗布膜を形成するためのスリットノズル、並びにこのスリットノズルを用いて、被塗布部材上に塗布膜を形成する塗布装置、及び塗布方法に関する。

ガラス基板やフィルム等の被塗布部材上に、塗布液を塗布して、塗布膜を形成する塗布器として、スリット状の吐出口から塗布液を吐出するスリットノズルが知られている。スリットノズルは、塗布液が供給される供給口と、供給口に流体的に連通して塗布液をスリットノズルの長手方向に分散するマニホールドと、マニホールドに接続して塗布液が通過する吐出スリット（連通流路）と、吐出スリットの出口で塗布液が吐出される吐出口と、を有している。供給口からマニホールドに流入した塗布液は、マニホールドで長手方向に分散され、マニホールド内で一旦充満した状態になってから、吐出スリットを通過して、吐出口から一定の間隔（ギャップ）だけ離れた被塗布部材上に吐出される。この際、スリットノズルを被塗布部材に対して相対的に移動させると、塗布液は、吐出口の長手方向全長に亘って一様に吐出されているので、被塗布部材に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。特許文献１には、上記のマニホールドの断面形状や吐出スリットのスリット間隙を最適化して、スリットノズルの長手方向である塗布膜幅方向に均一な膜厚の塗布膜を形成するようにしたスリットノズルが開示されている。

しかしながら、塗布液の特性（粘性や濡れ性など）や塗布条件（塗布速度、ギャップ、吐出圧力など）によっては、吐出口から被塗布部材上に吐出された塗布液は、吐出口の長手方向両端から外側に広がり、スリットノズルの吐出口の長手方向長さよりも大きな長さが塗布幅となって、被塗布部材上に塗布膜が形成される。このように形成される塗布膜の膜厚に関しては、中央部は所定の膜厚ｔ０で均一となるが、塗布膜幅方向両端部では、上記の塗布液の局部的な広がりの影響を受けて、膜厚ｔ０よりも小さくなってしまう。その結果、膜厚ｔ０に対して一定の許容膜厚ばらつき内に収まらない膜厚不良部が、塗布膜幅方向両端部に相当の長さ範囲にわたって発生し、製品として使用できる均一膜厚の製品領域が著しく減少してしまう。

特開２０１０−５６１６号公報

上記の問題の根本原因となる塗布液の局部的な広がりは、特許文献１に示されるマニホールドの断面形状や吐出スリットのスリット間隙を最適化して全体的に均一に塗布液を吐出する手段では、全く抑制することができない。その結果、塗布膜幅方向両端部の膜厚減少をなくすことはできない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、いかなる特性の塗布液や塗布条件であっても、塗布膜幅方向両端部での膜厚を独立して調整できるようにすることで膜厚不良部長さを小さくし、所定膜厚で均一となる製品領域を最大限に拡大することができるとともに高品位な塗布膜を形成することができるスリットノズルと、並びにこのスリットノズルを用いた塗布装置及び塗布方法を提供することにある。

本発明に係るスリットノズルは、被塗布部材に対向する吐出口面に形成されるスリット状の吐出口から塗布液を吐出するスリットノズルであって、塗布液が供給される供給口と、供給口から供給された塗布液を長手方向に分散させるマニホールドと、マニホールドに接続して吐出口に塗布液を誘導する連通流路と、を備え、吐出口の長手方向両端には、吐出口に隣接し、吐出口面に開口するサブ吐出口が備えられるとともに、サブ吐出口のそれぞれに連通流路とは独立して塗布液を誘導するサブ連通流路と、サブ連通流路に接続して塗布液が供給されるサブ供給口と、が備えられていることを特徴とする。

本発明に係る塗布装置は、上記スリットノズルと、供給口及びサブ供給口に、それぞれ独立して塗布液を供給する供給手段と、被塗布部材を支持する支持手段と、スリットノズルを支持手段に支持された被塗布部材に対して相対的に移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る塗布方法は、上記スリットノズルを用いて、被塗布部材の表面に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布方法であって、スリットノズルを被塗布部材に対して相対的に移動させながら、吐出口及びサブ吐出口から、それぞれ塗布液を吐出する吐出工程で、吐出口、及びサブ吐出口から、それぞれ独立した吐出速度で塗布液を吐出することを特徴とする。

本発明のスリットノズルによれば、いかなる特性の塗布液や塗布条件であっても、吐出口の長手方向両端に隣接して設けたサブ吐出口から、吐出口とは独立した任意の吐出速度で塗布液を吐出できる。これによって、塗布膜幅方向両端部の膜厚を自在に調整することが可能となる。したがって、この優れたスリットノズルを用いて、本発明の塗布装置と塗布方法を適用すれば、塗布膜幅方向両端部の膜厚分布を均一にするように、それぞれのサブ吐出口からそれぞれ独立した吐出速度で塗布液を吐出できるのであるから、塗布膜幅方向両端部における膜厚不良部長さを極めて小さくすることが可能となり、その結果、所定膜厚で均一となる製品領域を著しく拡大することができる。またあわせて、製品領域全域にわたって高品位な塗布膜を形成することができる。

本発明の一実施形態におけるスリットノズルの構成を模式的に示した図で、（ａ）は、正面断面図、（ｂ）は、（ａ）の中心線Ｃ０に沿ったＩｂ−Ｉｂでの側面断面図である。 本発明の一実施形態におけるスリットノズルの分解斜視図である。 本発明の一実施形態におけるスリットノズルを備えた塗布装置の構成を模式的に示した斜視図である。 （ａ）は本発明のスリットノズル１０の被塗布部材上への塗布状況を示す正面断面図、（ｂ）は、この時形成される塗布膜のスリットノズル長手方向に沿った膜厚分布図である。 （ａ）は、異なる塗布条件でのスリットノズル１０の被塗布部材上への塗布状況を示す正面断面図、（ｂ）は、この時形成される塗布膜のスリットノズル長手方向に沿った膜厚分布図である。 本発明の別の実施形態であるスリットノズル１００の構成を示す正面断面である。 （ａ）は、本発明のスリットノズル１００の被塗布部材上への塗布状況を示す正面断面図、（ｂ）は、この時形成される塗布膜のスリットノズル長手方向に沿った膜厚分布図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

図１は、本発明の一実施形態であるスリットノズル１０の構成を模式的に示した図で、図１（ａ）は正面断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の中心線Ｃ０に沿ったＩｂ−Ｉｂでの側面断面図、図２はスリットノズル１０の分解斜視図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、スリットノズル１０は、塗布液が供給される供給口１６と、供給口１６から供給された塗布液を長手方向に分散させるマニホールド１３と、マニホールド１３に接続して吐出口１７に塗布液を誘導する連通流路１４とを備えている。そして図１（ａ）で明らかであるように、吐出口１７の長手方向（Ｙ方向）両端には、吐出口１７に隣接し、吐出口面３０に開口するサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂが備えられるとともに、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂのそれぞれに、連通流路１４とは独立して塗布液を誘導するサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂと、サブ連通流路２０Ａ、２０Ｂに接続して塗布液が供給されるサブ供給口２２Ａ、２２Ｂと、が備えられている。そして、サブ連通流路２０Ａ、２０Ｂから吐出される塗布液が、吐出口１７側に向かって吐出されるように、吐出口１７に接続している連通流路１４に対して、サブ連通流路２０Ａ、２０Ｂは傾斜角θだけ傾いてサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに接続している。具体的には、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂは、サブ供給口２２Ａ、２２Ｂよりも長手方向において吐出口１７に近い位置に配置されており、このサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂとサブ供給口２２Ａ、２２Ｂとがサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂで接続されることにより、サブ連通流路２０Ａ、２０Ｂが傾斜角θだけ傾斜して設けられている。すなわち、連通流路１４での塗布液の流れ方向を示す連通流路１４の中心線Ｃ０と平行な基準線ＬＩＡ、ＬＩＢと、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに接続しているサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂの塗布液の流れ方向を示す中心線Ｃ２０Ａ、Ｃ２０Ｂとがなす角度が傾斜角θとなる。また、上記のサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂは、吐出口１７の長手方向両端で、一対にして設けられている。

次に、図２を参照すると、供給口１６とサブ供給口２２Ａ、２２Ｂとマニホールド１３は、第１のブロック１１内に設けられている。そして第１のブロック１１の内面３１と第２のブロック１２の内面３２でシム１５を間に挟み込んで、第１のブロック１１と第２のブロック１２とを互い一体的に結合している。この構造によって、連通流路１４とサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂとが占める領域を形成するシム１５を、スリットノズル１０内部に備えることになる。また図１（ｂ）に示す通り、連通流路１４を構成する内面３１と内面３２間のＸ方向の間隔が、スリット間隙Ｌｐとなる。したがってシム１５の厚さがスリット間隙Ｌｐに等しくなる。また吐出口１７と同一面となる第１のブロック１１と第２のブロック１２の最下端面が、吐出口面３０となる。吐出口面３０は長手方向（Ｙ方向）に延びている。

そして、上記したスリットノズル１０を用いて塗布を行う時は、図３に示す塗布装置１にスリットノズル１０を取り付けて行う。図３は、本実施形態における塗布装置１の構成を模式的に示した斜視図である。この塗布装置１は、スリットノズル１０と、供給口１６及びサブ供給口２２Ａ、２２Ｂに、それぞれ独立して塗布液を供給する供給手段であるポンプ５及びサブポンプ８Ａ、８Ｂと、被塗布部材Ｗを支持する支持手段であるステージ２と、スリットノズル１０をステージ２に支持された被塗布部材Ｗに対して相対的に移動させる移動手段３と、を備えている。この構成によって塗布装置１は、タンク６に溜められた塗布液を、ポンプ５で配管４を通じてスリットノズル１０の供給口１６に供給するとともに、サブポンプ８Ａ、８Ｂでそれぞれ、サブ配管７Ａ、７Ｂを通じて、サブ供給口２２Ａ、２２Ｂに個別に供給する。この結果、スリットノズル１０の連通流路１４及びサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂに、塗布液を独立して自在に供給することができる。これによって、スリットノズル１０の吐出口１７から吐出する塗布液の吐出速度Ｖ０と、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出する塗布液の吐出速度ＶＡ、ＶＢを独立して定めることができる。なお吐出速度は、単位時間あたりの流量Ｑを吐出口の面積Ａで除したＱ／Ａで定義する。

また、塗布装置１は、スリットノズル１０を上下方向であるＺ方向に自在に移動させる図示されていないＺ方向移動手段も備えている。実際に塗布を行う時は、このＺ方向移動手段でスリットノズル１０を下降させ、吐出口１７、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂと同一面となる吐出口面３０と被塗布部材Ｗとの間を、Ｚ方向に一定の間隔であるギャップＧに保つ。そして、移動手段３でスリットノズル１０を、ステージ２上の被塗布部材Ｗに対して、Ｘ方向に相対的に移動させながら、スリット状の吐出口１７、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから塗布液を吐出することによって、被塗布部材Ｗ上に塗布膜が形成される。

なお本発明の塗布方法であるが、塗布装置１を用い、上記に説明した好ましい実施形態のスリットノズル１０を被塗布部材Ｗに対して相対的に移動させながら、吐出口１７及びサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから、それぞれ塗布液を吐出する吐出工程で、吐出口１７、及びサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから、それぞれ独立した吐出速度で塗布液を吐出する。

次に、図４と図５を用いて、本発明の塗布方法により、図１に示す構成のスリットノズル１０に塗布液を供給して、被塗布部材Ｗ上に塗布膜を形成する時の作用と効果について説明する。図４（ａ）は、スリットノズル１０の被塗布部材Ｗ上への塗布状況を示す正面断面図、図４（ｂ）は、この時形成される塗布膜Ｍ１のスリットノズル１０長手方向に沿った膜厚分布図、図５（ａ）は、異なる塗布条件でのスリットノズル１０の被塗布部材Ｗ上への塗布状況を示す正面断面図、図５（ｂ）は、この時形成される塗布膜Ｍ２のスリットノズル１０長手方向に沿った膜厚分布図、である。

まず、図４（ａ）を見ると、図１に示す構成のスリットノズル１０に塗布液を供給し、被塗布部材Ｗ上に塗布をして塗布膜Ｍ１を形成している状況が、正面断面図として示されている。図中の矢印で示されるＹ方向が、スリットノズル１０の長手方向であり、塗布膜Ｍ１の幅方向である。ここで吐出口面３０と被塗布部材ＷがギャップＧだけ離れた状態で、長手方向長さが幅Ｗ０の吐出口１７から塗布液が吐出速度Ｖ０で吐出されている。これと同時に、それぞれの長手方向長さが幅Ｗ１１であるサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂからも、Ｖ１１＞Ｖ０となる吐出速度Ｖ１１で塗布液が吐出されている。またサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂは、吐出口１７に接続している連通流路１４に対して傾斜角θだけ傾いてサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに接続している。したがって、サブ連通流路２０Ａ、２０Ｂのサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂでの吐出速度Ｖ１１は、連通流路１４の吐出口１７での吐出速度Ｖ０に対して、吐出口１７側に傾斜角θだけ傾いている。これによって、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出される塗布液は吐出口１７側に向かって吐出され、吐出口１７から吐出される塗布液と、吐出口面３０と被塗布部材Ｗの間のギャップＧの空間で合流する。この結果、被塗布部材Ｗ上では切れ目のない幅Ｗｍ１の塗布膜Ｍ１が形成される。なお幅Ｗ１１のサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出される塗布液は、長手方向にサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂと吐出口１７の間にあるすきま（長さが間隔Ｌｓ）を埋めるととともに、吐出口１７と反対側（外側）にも向かう。このため、拡幅した塗布膜Ｍ１の幅Ｗｍ１は、スリットノズル１０のサブ吐出口２１Ａの左端と、サブ吐出口２１Ｂの右端の間の寸法である幅Ｗｎより大きくなる。

このようにして形成された塗布膜Ｍ１の幅方向膜厚分布は、図４（ｂ）に実線で示されている。吐出速度Ｖ０で吐出される吐出口１７に対応する位置での幅方向（Ｙ方向）の膜厚分布は、吐出口１７の長手方向両端部を除き、膜厚ｔ０でほぼフラットとなっている。一方、吐出口１７の長手方向両側にあるサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂからは、吐出速度Ｖ１１で塗布液が吐出されるが、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに対応する位置での幅方向の膜厚分布は、ピーク値が膜厚ｔ１となる山型となっている。また膜厚ｔ１も許容膜厚上限値ｔＡＵよりも大きくなっている。ここで許容する膜厚ばらつきは、Δ＝（許容膜厚上限値ｔＡＵ）−（許容膜厚下限値ｔＡＬ）、で定めている。この許容膜厚ばらつきΔの範囲は、図４（ｂ）で、許容膜厚上限値ｔＡＵと下限値ｔＡＬで囲まれて網掛けが施されている領域で、表されている。この網掛けの領域に膜厚ｔがあるなら、その膜厚ｔは所定の膜厚ｔ０に対して許容膜厚ばらつきΔ内で収まっており、所定の膜厚ｔ０で均一であるといえる。ここで、塗布膜Ｍ１の膜厚ｔが、許容膜厚上限値ｔＡＵ上にある時の長手方向座標位置であるＹＬとＹＲが、所定の膜厚ｔ０で均一である製品領域の境界であるので、幅ＷＡ１＝ＹＲ−ＹＬが、製品領域の長さとなる。またこの製品領域の境界位置（ＹＬ、ＹＲ）から塗布膜Ｍ１の膜端（Ｙ０、ＹＥ）までの間は、膜厚ｔが許容膜厚ばらつきΔ内にない部分を含む膜厚不良部となる。この膜厚不良部の長手方向（塗布膜Ｍの幅方向）長さは、幅ＷＮＧ１＝ＹＬ−Ｙ０＝ＹＥ−ＹＲ、となる。

また、図４（ｂ）で、太い点線は、従来のスリットノズルを用いて、スリットノズル１０と同じ吐出速度Ｖ０で塗布液を吐出し、同じ幅Ｗｍ１で塗布膜Ｍ０を形成した時の膜厚ｔの幅方向膜厚分布である。ここで従来のスリットノズルは、吐出速度Ｖ０で塗布液が吐出される吐出口１７が、幅Ｗｎの位置まで拡張し、かつサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂが省略されたものである。従来のスリットノズルで形成した塗布膜Ｍ０では、吐出口１７の長手方向両端から外側に向かう塗布液の拡幅流れのため、吐出口１７の長手方向両端近傍から、膜厚ｔは膜厚ｔ０から漸次減少する。そして膜厚ｔが許容膜厚下限値ｔＡＬよりも下回ろうとする長手方向座標位置が製品領域の境界となり、幅ＷＡ０が製品領域の長さとなる。一方この時の膜厚不良部の長さは、幅ＷＮＧ０である。スリットノズル１０で、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出速度Ｖ１１で塗布液を吐出する場合は、所定の膜厚ｔ０で均一である製品領域の長さが幅ＷＡ１となり、従来のスリットノズルによる製品領域の長さである幅ＷＡ０よりもわずかに大きくなる。同様に膜厚不良部長さについても、スリットノズル１０の幅ＷＮＧ１は、従来のスリットノズルの幅ＷＮＧ０より、少し小さくなっている。

次に、スリットノズル１０で、製品領域をさらに拡大し、膜厚不良部を縮小する方法について説明する。まず、図４（ｂ）で、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに対応する位置で、塗布膜Ｍ０の膜厚ｔの幅方向膜厚分布にピーク値を出るのは、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出される塗布液の吐出速度Ｖ１１が高すぎるためである。

そこで、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂより吐出される塗布液の吐出速度を、Ｖ１1よりも小さなＶ１２にして塗布を行い、塗布膜Ｍ２を形成している状況を示しているのが図５（ａ）、その際の塗布膜Ｍ２のスリットノズル１０長手方向、すなわち幅方向に沿った膜厚分布図が、図５（ｂ）である。上記より吐出速度は、Ｖ１１＞Ｖ１２＞Ｖ０の関係となる。図５（ａ）に示す通り、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出される塗布液の吐出速度が、Ｖ１１からそれより小さいＶ１２へと変更されている。それによって、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに対応する位置での塗布膜Ｍ２の幅方向膜厚分布は、図５（ｂ）の実線で示される通り、ピーク値がなくなり、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂの位置で膜厚ｔ０より漸次減じる形状となっている。またサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから、長手方向外側への塗布液の拡幅流れも縮小し、この結果塗布膜Ｍ２全体の幅Ｗｍ２は、吐出速度Ｖ１１の時の塗布膜Ｍ１の幅Ｗｍ１よりわずかに小さくなる。そして、塗布膜Ｍ２の膜厚ｔが許容膜厚下限値ｔＡＬよりも下回ろうとする長手方向座標位置が製品領域の境界であって、幅ＷＡ２が製品領域の長さとなっている。またこの時の膜厚不良部の長さは、幅ＷＮＧ２である。すなわち、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出する塗布液の吐出速度をＶ１１からＶ１２に減じる調整を行って、塗布膜Ｍ２を形成することによって、膜厚ｔが所定の膜厚ｔ０で許容膜厚ばらつきΔ内で収まって均一である製品領域は、長さが幅ＷＡ１から幅ＷＡ２に拡大した。これに伴って、塗布膜の幅方向両端にある膜厚不良部は、逆に幅ＷＮＧ１から幅ＷＮＧ２まで減少した。さらに、図５（ｂ）に破線で示される従来スリットノズルで形成した塗布膜Ｍ０の膜厚分布との比較でも、スリットノズル１０で最適に形成した塗布膜Ｍ２の製品領域の長さである幅ＷＡ２は、従来スリットノズルで形成した塗布膜Ｍ０の製品領域の長さである幅ＷＡ０よりも、大きく拡大した。すなわち、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出する塗布液の吐出速度を調整することにより、所定の膜厚ｔ０で均一である（許容膜厚ばらつきΔ内となる）製品領域を、著しく拡大することができる。

なお、図４（ａ）で、スリットノズル１０の吐出口１７の長手方向（Ｙ方向）両端とサブ吐出口２１Ａの右端、及び２１Ｂの左端との間のすきまである間隔Ｌｓは、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下とする。またサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂに接続する位置でのサブ連通流路２０Ａ、２０Ｂの連通流路１４に対する傾斜角θは好ましくは１〜６０°、より好ましくは５〜４５°にする。間隔Ｌｓ、傾斜角θともに、上記の範囲内にあれば、サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂから吐出される塗布液が、吐出口１７から吐出される塗布液と、吐出口面３０と被塗布部材Ｗとの間の空間で容易に合流して一体化するので、すじ等の欠点のない塗布膜を形成することができる。これによって高品位な塗布膜を形成しつつ、吐出速度調整により、所定の厚さで均一となる製品領域を著しく大きくすることができる。

次に、本発明になる別のスリットノズル１００を用いた場合の塗布状況と、これによって形成される塗布膜Ｍの幅方向膜厚分布について、図６と図７を用いて説明する。図６は、スリットノズル１００の構成を示す正面断面図、図７（ａ）はスリットノズル１００の被塗布部材Ｗ上への塗布状況を示す正面断面図、図７（ｂ）はこの時形成される塗布膜Ｍ３のスリットノズル１００長手方向に沿った膜厚分布図である。

図６に示すスリットノズル１００は、図１（ａ）に示すスリットノズル１０と、（１）サブ吐出口２１Ａ、２１Ｂのかわりに一対の第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂと、これまた一対の第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂが設けられている、（２）サブ連通流路２０Ａ、２０Ｂのかわりに第１サブ連通流路４０Ａ、４０Ｂと第２サブ連通流路５０Ａ、５０Ｂが設けられている、（３）サブ供給口２２Ａ、２２Ｂのかわりに第１サブ供給口４２Ａ、４２Ｂと第２サブ供給口５２Ａ、５２Ｂが設けられている、以外は全く同じである。またスリットノズル１００の長手方向（Ｙ方向）で、第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂの長さは幅Ｗ２１、第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂの長さは幅Ｗ２２であり、両者は間隔Ｌｓだけ離れて配置されている。さらに第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂと中央の吐出口１７とは、長手方向に間隔Ｌｓだけ離れている。また、第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂと第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂとが占める領域は、スリットノズル１０のサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂが占める領域と一致させている。すなわち、スリットノズル１００の第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂと第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂは、スリットノズル１０のサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂを細分化（正確には２分割）したものといえる。ここで、スリットノズル１０のサブ吐出口２１Ａ、２１Ｂの長手方向長さは幅Ｗ１１であるので、Ｗ１１＝Ｗ２１＋Ｌｓ＋Ｗ２２、の関係がある。またスリットノズル１００の長手方向の最両端となる第２サブ吐出口５１Ａの左端と第２サブ吐出口５１Ｂの右端間の長さは幅Ｗｎであり、スリットノズル１０の長手方向の最両端となるサブ吐出口２１Ａの左端とサブ吐出口２１Ｂの右端間の長さに、一致させている。

スリットノズル１００では、さらに間隔Ｌｓを小さくして、第１サブ吐出口４１Ａと第２サブ吐出口５１Ａ、第１サブ吐出口４１Ｂと第２サブ吐出口５１Ｂ、をできるだけ近接して配置できるように、第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂに接続する第２サブ連通流路５０Ａ、５０Ｂの連通流路１４に対する傾斜角θ２を、第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂに接続する第１サブ連通流路４０Ａ、４０Ｂの連通流路１４に対する傾斜角θ１よりも大きくしている。これによって、第２サブ連通流路５０Ａ、５０Ｂが吐出口面３０から離れるにしたがって、第１サブ連通流路４０Ａ、４０Ｂより漸次離れていくので、両者の位置干渉が回避される点で好ましい。また第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂから第１サブ連通流路４０Ａ、４０Ｂを、第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂから第２サブ連通流路５０Ａ、５０Ｂを、それぞれ上流側にたどっていくと、最初は連通流路１４に対して傾斜角θ１、θ２だけ傾いていたものが、途中から連通流路１４と略平行となって、第１サブ供給口４２Ａ、４２Ｂ、第２サブ供給口５２Ａ、５２Ｂに接続する。なお傾斜角θ１は、第１サブ連通流路４０Ａ、４０Ｂが第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂに接続する位置で、第１サブ連通流路４０Ａ、４０Ｂの中心線Ｃ４０Ａ、４０Ｂが、連通流路１４の中心線Ｃ０と平行な基準線ＬＩＡ，ＬＩＢとなす角度である。一方傾斜角θ２は、第２サブ連通流路５０Ａ、５０Ｂが第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂで接続する位置で、第２サブ連通流路５０Ａ、５０Ｂの中心線Ｃ５０Ａ、５０Ｂが、連通流路１４の中心線Ｃ０と平行な基準線ＬＩＡ，ＬＩＢとなす角度である。

以上の構成のスリットノズル１００を塗布装置１に取り付ける時には、サブポンプ８Ａ、８Ｂからサブ配管７Ａ、７Ｂを通じて塗布液を第１サブ供給口４２Ａ、４２Ｂに供給するとともに、さらに塗布装置１に別のサブポンプと別のサブ配管を追加して設けて、塗布液を第２サブ供給口５２Ａ、５２Ｂに供給するようにして、被塗布部材Ｗへの塗布膜形成が行えるようにする。

そして、図７（ａ）に示すように、吐出口面３０と被塗布部材Ｗとの間隔をギャップＧにしてから、塗布装置１のポンプ５、サブポンプ８Ａ、８Ｂ等を稼働して塗布液を、吐出口１７からは吐出速度Ｖ０で、第１サブ吐出口４１Ａ、４１Ｂからは吐出速度Ｖ２１で、第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂからは吐出速度Ｖ２２で、吐出しながら、スリットノズル１００を移動手段３で速度Ｖにて移動させる。これによって幅Ｗｍ２の塗布膜Ｍ３が形成され、そのスリットノズル１００の長手方向（塗布膜Ｍ３の幅方向）の膜厚分布は、図７（ｂ）に実線で示すものとなる。ここで、吐出速度Ｖ２１をＶ０よりわずかに大きくするとともに、吐出速度Ｖ２２を吐出速度Ｖ２１よりも少し大きくする等の吐出速度の調整をする。これによって塗布膜Ｍ３の膜厚ｔが、中央部の膜厚ｔ０を中心に、上記の許容膜厚ばらつきΔの範囲内で収まる製品領域は、膜厚ｔが許容膜厚下限値ｔＡＬ上にある位置（第２サブ吐出口５１Ａ、５１Ｂの付近）よりも長手方向中央よりの範囲となり、長さが幅ＷＡ３の領域である。これから上記と同様に、膜厚ｔが許容膜厚ばらつきΔの範囲内にない膜厚不良部は、製品領域の長手方向両端部から外側に、塗布膜Ｍ３の膜端に至るまでの領域となり、その長さは幅ＷＮＧ３である。

図７（ｂ）には、従来スリットノズルで形成した塗布膜Ｍ０の幅方向膜厚分布が点線で、スリットノズル１０で塗布条件を最適化して形成した塗布膜Ｍ２の幅方向膜厚分布が一点鎖線で示されている。これらとの比較から、スリットノズル１００で、吐出速度Ｖ２１と吐出速度Ｖ２２を最適化するまで調整すれば、従来スリットノズルで形成した塗布膜Ｍ０の製品領域長さである幅ＷＡ０よりも、スリットノズル１００で形成した塗布膜Ｍ３の製品領域長さである幅ＷＡ３の方がはるかに大きくできている。またスリットノズル１０で形成した塗布膜Ｍ２の製品領域の長さである幅ＷＡ２と比較しても、スリットノズル１００で形成した塗布膜Ｍ３の製品領域長さである幅ＷＡ３の方が大きくすることができる。すなわち、スリットノズル１００はスリットノズル１０よりもさらに製品領域を拡大できる。これは、サブ吐出口の長手方向長さを小さくして、サブ吐出口の数を多くして細分化すれば、よりきめ細やかに塗布膜Ｍの両端部の膜厚分布を調整できるので、所定の膜厚ｔ０で均一となる製品領域を容易に拡大することができる。このような膜厚分布の調整は、サブ吐出口をより小さくしてその数を多くするほど、よりきめ細やかにできるが、それに伴って塗布液を独立して供給するサブポンプも多くなって制御が煩雑化するので、サブ吐出口の数は好ましく３以下、より好ましくは２以下とする。

なお、サブ吐出口の数と形状については、吐出口の長手方向（Ｙ方向）両側で、スリットノズル１０やスリットノズル１００のように、同じにして１対にしてもよいし、異なるようにしてもよい。例えば、スリットノズル１０で、吐出口１７のＹ方向左側には、幅Ｗ１１のサブ吐出口２１Ａを１つだけ配置し、吐出口１７のＹ方向右側には、幅Ｗ２１の第１サブ吐出口４１Ｂと幅Ｗ２２の第２サブ吐出口５１Ｂの２つを配置するようにしてもよい。この場合、塗布膜の幅方向（Ｙ方向）中心から見て、所定の膜厚ｔ０で均一となる製品領域を、非対称に設定することができる。また、各々のサブ吐出口から吐出される塗布液の吐出速度を調整して、塗布膜の幅方向両端で異なる任意の膜厚分布に調整することも可能となる。

また、サブ吐出口の形状は、矩形であることが好ましいが、台形形状、円形、長穴形状等、いかなる形状を採用してもよい。またサブ吐出口が矩形形状であるとき、長手方向長さは、スリット間隙Ｌｐ（Ｘ方向長さ）の好ましくは２倍以下、より好ましくは１倍以下とする。サブ吐出口の長手方向長さはより小さい方が、所定の膜厚ｔ０で均一となる製品領域を、より細かく定めることができ、さらに膜厚分布も細かく調整できる。

なお、スリットノズル１０で、吐出口１７の長手方向長さを小さくし、長手方向長さの小さいサブ吐出口を多数配置して、各々のサブ吐出口からの塗布液の吐出速度を調整して塗布膜を形成すれば、幅方向に任意の膜厚分布を備える塗布膜を形成できる。すなわち本発明は、膜厚を均一にする領域を拡大するだけでなく、塗布膜の幅方向膜厚形状を任意のものに調整するのにも適用できる。

以上説明した本発明が適用できる塗布液としては、粘度が１〜１０００００ｍＰａ・ｓであり、ニュートニアンであることが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗布液にも適用できる。基板である被塗布部材としては、ガラスやシリコンウェハーの他にアルミ等の金属板、セラミック板、フィルム等を用いてもよい。さらに使用する塗布条件としては、塗布速度が１〜４００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５〜２００ｍｍ／ｓ、塗布厚さはウェット状態で０．２〜１００μｍ、より好ましくは１〜２０μｍである。

１ 塗布装置
２ ステージ(支持手段）
３ 移動手段
４ 配管
５ ポンプ
６ タンク
７Ａ、７Ｂ サブ配管
８Ａ、８Ｂ サブポンプ
１０ スリットノズル
１１ 第１のブロック
１２ 第２のブロック
１３ マニホールド
１４ 連通流路
１５ シム
１６ 供給口
１７ 吐出口
２０Ａ、２０Ｂ サブ連通流路
２１Ａ、２１Ｂ サブ吐出口
２２Ａ、２２Ｂ サブ供給口
３０ 吐出口面
３１ 内面
３２ 内面
４０Ａ、４０Ｂ 第１サブ連通流路
４１Ａ、４１Ｂ 第１サブ吐出口
４２Ａ、４２Ｂ 第１サブ供給口
５０Ａ、５０Ｂ 第２サブ連通流路
５１Ａ、５１Ｂ 第２サブ吐出口
５２Ａ、５２Ｂ 第２サブ供給口
１００ スリットノズル

Claims (6)

1. 被塗布部材に対向する吐出口面に形成されるスリット状の吐出口から塗布液を吐出するスリットノズルであって、
   塗布液が供給される供給口と、
   該供給口から供給された塗布液を長手方向に分散させるマニホールドと、
   該マニホールドに接続して前記吐出口に塗布液を誘導する連通流路と、
   を備え、
   前記吐出口の長手方向両端には、前記吐出口に隣接し、前記吐出口面に開口するサブ吐出口が備えられるとともに、該サブ吐出口のそれぞれに前記連通流路とは独立して塗布液を誘導するサブ連通流路と、該サブ連通流路に接続して塗布液が供給されるサブ供給口と、が備えられている、スリットノズル。
2. 前記サブ吐出口は、前記吐出口の長手方向両端で、一対にして設けられている請求項１に記載のスリットノズル。
3. 前記サブ連通流路は、前記サブ吐出口から吐出される塗布液が前記吐出口側に向かって吐出されるように、前記連通流路に対して傾斜した状態で前記サブ吐出口に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリットノズル。
4. 前記連通流路と、前記サブ連通流路とが占める領域を形成するシムを、内部に備える、請求項１〜３の何れかに記載のスリットノズル。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のスリットノズルと、
   前記供給口及び前記サブ供給口に、それぞれ独立して塗布液を供給する供給手段と、
   被塗布部材を支持する支持手段と、
   前記スリットノズルを前記支持手段に支持された前記被塗布部材に対して相対的に移動させる移動手段と、
   を備えた、塗布装置。
6. 請求項１〜４の何れかに記載のスリットノズルを用いて、被塗布部材の表面に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布方法であって、
   前記スリットノズルを前記被塗布部材に対して相対的に移動させながら、前記吐出口及び前記サブ吐出口から、それぞれ塗布液を吐出する吐出工程で、前記吐出口、及び前記サブ吐出口から、それぞれ独立した吐出速度で塗布液を吐出する、塗布方法。

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