JP2019111493A

JP2019111493A - 塗布装置および塗布方法

Info

Publication number: JP2019111493A
Application number: JP2017247376A
Authority: JP
Inventors: 哲友枝; Satoru Tomoe
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2037-12-25
Also published as: US20190193103A1; JP6996965B2

Abstract

【課題】１回の吐出毎に吐出量が調節可能であり、かつ高速で塗布液の吐出を行うことが可能な塗布装置および塗布方法を提供する。【解決手段】塗布液の液滴を吐出するノズル１１と、ノズル１１内の塗布液に圧力波を生じさせる圧力波付与部１４と、圧力波付与部１４の駆動を制御する制御部５と、を有し、塗布液を吐出する毎に制御部５は、ノズル１１から液滴が吐出されない程度の圧力波をノズル１１内の塗布液に生じさせ、ノズル１１内の塗布液を揺らす、揺らし動作と、揺らし動作の後、ノズル１１から液滴が吐出される程度の圧力波をノズル１１内の塗布液に生じさせる吐出動作と、を圧力波付与部１４に行わせ、揺らし動作における圧力波付与部１４の駆動および吐出動作における圧力波付与部１４の駆動はそれぞれ一定とし、揺らし動作と吐出動作との間の時間である待機時間を調節する。【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット法により基材上に塗布液を塗布し、任意の形状の塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法に関するものである。

基材上に任意の形状の塗布パターンを形成するにあたり、従来はフォトリソグラフィが採用されていたのに代わって近年では下記特許文献１に示すようなインクジェット法による塗布が採用される場合が多い。このインクジェット法により、フォトリソグラフィでは塗布、露光、エッチングなど多くの工程が必要でありかつエッチングの工程で多量の塗布材料を消費していたことに対して、少ない工程でかつ塗布材料をほぼ無駄にしない塗布パターンの形成を行うことが可能となる。

特開２００５−１０９３９０号公報

ここで、基材上の所定の位置への塗布液の塗布量の調節が必要とされる場合、それを実現する方法としてたとえば当該所定の位置へインクジェットヘッドから吐出される液滴の数を調節する方法やインクジェットヘッドからの一回の吐出動作により吐出される液滴の大きさ（吐出量）を調節する方法が挙げられる。

特にインクジェットヘッドからの一回の吐出動作により吐出される液滴の吐出量を調節する場合、吐出動作を行うピエゾアクチュエータへの印加電圧を調節することによって吐出量を調節することが可能であり、その際、図６に示すような印加電圧がそれぞれ異なる駆動波形（図６の例では駆動波形１乃至４）を連ねた吐出制御パターンが用いられ、各吐出位置でどの駆動波形が選択されるかにより吐出量が制御される。すなわち、図７（ａ）に示すようにある吐出位置では駆動波形１が選択されることによりその駆動波形に応じた吐出量ｍ１の液滴が吐出され、また、図７（ｂ）に示すように別の位置では駆動波形３が選択されることにより吐出量ｍ３の液滴が吐出される。

ただし、このような吐出量の制御が行われる場合、１回の吐出に対してその複数パターンの駆動波形を連ねた分の時間を確保する必要があるため、１パターンの駆動波形にて吐出を行う場合と比較して非常に長くなる。特にインクジェットヘッドが基材に対して相対移動しながら連続して吐出を行う場合に、隣接する吐出位置間の移動時間は少なくともこの複数パターンを連ねた時間以上にせねばならず、インクジェットの移動速度を制限して塗布速度を遅らせてしまうという問題があった。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、１回の吐出毎に吐出量が調節可能であり、かつ高速で塗布液の吐出を行うことが可能な塗布装置および塗布方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、基材に塗布液を塗布し、塗布パターンを形成する塗布装置であり、塗布液の液滴を吐出するノズルと、前記ノズル内の塗布液に圧力波を生じさせる圧力波付与部と、前記圧力波付与部の駆動を制御する制御部と、を有し、塗布液を吐出する毎に前記制御部は、前記ノズルから液滴が吐出されない程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせ、前記ノズル内の塗布液を揺らす、揺らし動作と、前記揺らし動作の後、前記ノズルから液滴が吐出される程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせる吐出動作と、を前記圧力波付与部に行わせ、前記揺らし動作における前記圧力波付与部の駆動および前記吐出動作における前記圧力波付与部の駆動はそれぞれ一定とし、前記揺らし動作と前記吐出動作との間の時間である待機時間を調節することを特徴としている。

上記塗布装置によれば、１回の吐出毎に吐出量が調節可能であり、かつ高速で塗布液の吐出を行うことが可能である。具体的には、揺らし動作の後、揺らし動作に起因する圧力波が残った状態で吐出動作が行われることによって吐出動作で生じる圧力波の大きさに影響する。そして、待機時間を調節することによって吐出動作開始時のノズル内の圧力が変化するため、吐出動作で生じる圧力波も変化し、ノズルから吐出される液滴の吐出量を変化させることができる。

また、前記圧力波付与部はピエゾアクチュエータであり、当該ピエゾアクチュエータに電圧を印加して前記ノズル内の容積を変化させることにより前記ノズル内の塗布液に圧力波を生じさせると良い。

こうすることにより、ノズル内の塗布液に圧力波を生じさせる構成を容易に形成させることができる。

また、上記課題を解決するために本発明の塗布方法は、ノズルから塗布液の液滴を吐出し、基材に塗布パターンを形成する塗布方法であり、塗布液を吐出する毎に、前記ノズルから液滴が吐出されない程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせて前記ノズル内の塗布液を揺らす、揺らし工程と、前記揺らし工程の後前記ノズルから液滴が吐出される程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせる吐出工程と、を有し、前記揺らし工程において塗布液に圧力波を生じさせる動作および前記吐出工程おいて塗布液に圧力波を生じさせる動作はそれぞれ一定とし、前記揺らし工程と前記吐出工程との間の時間である待機時間を調節することを特徴としている。

上記塗布方法によれば、１回の吐出毎に吐出量が調節可能であり、かつ高速で塗布液の吐出を行うことが可能である。具体的には、揺らし工程の後、揺らし工程に起因する圧力波が残った状態で吐出工程が行われることによって吐出工程で生じる圧力波の大きさに影響する。そして、待機時間を調整することによって吐出工程開始時のノズル内の圧力が変化するため、吐出工程で生じる圧力波も変化し、ノズルから吐出される液滴の吐出量を変化させることができる。

本発明の塗布装置および塗布方法によれば、１回の吐出毎に吐出量が調節可能であり、かつ高速で塗布液の吐出を行うことが可能である。

本発明の一実施形態における塗布装置を示す概略図である。ノズルから液滴が吐出される過程を表す概略図である。本実施形態において駆動隔壁に印加する電圧の波形を示すグラフである。本実施形態において駆動隔壁に印加する電圧の波形およびノズル内の塗布液の圧力の変化を示すグラフである。本実施形態における液滴の吐出量の調節方法を示す概略図である。従来の実施形態において駆動隔壁に印加する電圧の波形を示すグラフである。従来の実施形態における液滴の吐出量の調節方法を示す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明を実施する塗布パターン形成装置の概略図である。
塗布装置１は、塗布部２、塗布ステージ３、親液性調節部４、および制御部５を備えており、塗布部２が塗布ステージ３上の基材Ｗの上方を移動しながら塗布部２内のノズルから塗布液の液滴を吐出することにより、基材Ｗへの塗布動作が行われる。そして、基材Ｗ上に着弾した液滴同士が連結し、基材Ｗ上に塗布パターン５１が形成される。また、塗布部２が基材Ｗへ液滴を吐出する前に、親液性調節部４が基材Ｗ上の塗布パターン５１が形成される領域であるパターン領域の親液性を調節し、塗布パターン形成後の塗布液の塗れ広がりの挙動をあらかじめ制御する。

なお、以下の説明では、基材Ｗへの液滴吐出時に塗布部２が移動する（走査する）方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

塗布部２は、塗布ヘッド１０、および塗布ヘッド移動装置１２を有している。塗布ヘッド１０は塗布ヘッド移動装置１２によって塗布ステージ３上の基材Ｗの任意の位置まで移動することが可能であり、塗布ヘッド１０が連続して移動する最中、あらかじめプログラムされた吐出位置に到達するたびに、塗布ヘッド１０はノズル１１から各吐出対象に対してインクジェット法により液滴の吐出を行う。

塗布ヘッド１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする略直方体の形状を有し、複数の吐出ユニット１３が組み込まれている。

吐出ユニット１３には、複数のノズル１１が設けられており、吐出ユニット１３が塗布ヘッド１０に組み込まれることにより、ノズル１１が塗布ヘッド１０の下面に配列される形態をとる。

また、塗布ヘッド１０は配管を通じてサブタンク１５と連通している。サブタンク１５は、塗布ヘッド１０の近傍に設けられており、サブタンク１５と離間して設けられたメインタンク１６から配管を経由して供給された塗布液を一旦貯蔵し、その塗布液を塗布ヘッド１０へ高精度で供給する役割を有する。サブタンク１５から塗布ヘッド１０へ供給された塗布液は、塗布ヘッド１０内で分岐され、各吐出ユニット１３の全てのノズル１１へ供給される。

各ノズル１１はそれぞれ駆動隔壁１４を有し、制御部５からそれぞれのノズル１１に対する吐出のオン、オフの制御を行うことにより、任意のノズル１１の駆動隔壁１４が変形し、液滴を吐出する。なお、本実施形態では、駆動隔壁１４としてピエゾアクチュエータが用いられており、駆動隔壁１４へ電圧が印加されることにより駆動隔壁１４の変形が生じる。

また、各ノズル１１からの液滴の吐出を安定させるために、塗布待機時には塗布液が各ノズル１１内で所定の形状の界面（メニスカス）を維持してとどまる必要があり、そのため、サブタンク１５内には真空源１７によって所定の大きさの負圧が付与されている。なお、この負圧は、サブタンク１５と真空源１７との間に設けられた真空調圧弁１８によって調圧されている。

塗布ヘッド移動装置１２は走査方向移動装置２１、シフト方向移動装置２２、および回転装置２３を有しており、塗布ヘッド１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、また、Ｚ軸方向を回転軸として回転させる。

走査方向移動装置２１は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、制御部５に駆動を制御されて塗布ヘッド１０をＸ軸方向（走査方向）に移動させる。

走査方向移動装置２１が駆動し、基材Ｗの上方で塗布ヘッド１０が走査しながらノズル１１から液滴を吐出することにより、Ｘ軸方向に並んだ塗布領域に対して連続的に塗布液の塗布を行う。

シフト方向移動装置２２は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、制御部５に駆動を制御されて塗布ヘッド１０をＹ軸方向（シフト方向）に移動させる。

これにより、塗布ヘッド１０内で吐出ユニット１３同士が間隔を設けて設置されている場合に、一度塗布ヘッド１０をＸ軸方向に走査させながら塗布を行った後、塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、その間隔を補完するように塗布することで、基材Ｗの全面への塗布を行うことが可能となっている。

また、基材ＷのＹ軸方向の幅が塗布ヘッド１０の長さよりも長い場合であっても、１回の塗布動作が完了するごとに塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、複数回に分けて塗布を行うことにより、基材Ｗの全面へ塗布を行うことが可能である。

回転装置２３は、Ｚ軸方向を回転軸とする回転ステージであり、制御部５に駆動を制御されて塗布ヘッド１０を回転させる。

この回転装置２３によって塗布ヘッド１０の角度を調節することにより、塗布ヘッド１０の走査方向と直交する方向（Ｙ軸方向）のノズル１１の間隔を調節し、塗布領域の寸法および液滴の大きさに適した間隔とする。

塗布ステージ３は、基材Ｗを固定する機構を有し、基材Ｗへの塗布動作はこの塗布ステージ３の上に基材Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、塗布ステージ３は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基材Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基材Ｗを吸着固定している。

また、塗布ステージ３は図示しない駆動装置によりＸ軸方向およびＹ軸方向に移動し、また、Ｚ軸方向を回転軸として回転することが可能であり、塗布ステージ３の上に載置された基材Ｗが有するアライメントマークを図示しないアライメント装置が確認した後、この確認結果に基づいて基材Ｗの載置のずれを修正する際、塗布ステージ３が移動し、また、回転する。なお、塗布ステージ３の移動および回転は、基材Ｗの載置状態の微調整が目的であるため、塗布ステージ３が移動可能な距離、回転可能な角度は微少であっても構わない。

また、塗布ステージ３上の基材は、親液性調節部４の直下にまで移動可能であり、基材Ｗは親液性調節部４の直下において親液性調節部４によって親液性が調節された後、塗布部２の直下まで移動して塗布部２により塗布パターンが形成される。

親液性調節部４は、本実施形態では露光装置２４であり、紫外線を基材Ｗに向かって照射する。

ここで本発明における基材Ｗは、たとえばガラス基板、シリコンウェハ、樹脂フィルムなどであり、紫外線の照射により表面が改質されて親液性が変化する。また、基材Ｗの表面の親液性の度合いは紫外線の照射時間によって変化するため、本実施形態では、制御部５によって基材Ｗの各位置への親液性調節部４からの紫外線照射時間が制御され、基材Ｗの各位置の親液性の度合いが調節される。

また、照射時間は同じであっても紫外線の波長や強度によっても親液性の度合いは調節可能である。したがって、親液性調節部４は基材Ｗの各位置への紫外線照射における紫外線の波長もしくは強度が制御部５によって制御され、基材Ｗの各位置の親液性の度合いが調節されるような形態であってもよい。また、照射する紫外線の波長もしくは強度が異なる親液性調節部４が複数設けられ、これら親液性調節部４が制御部５による制御によって使い分けられることによって基材Ｗの各位置の親液性の度合いが調節される形態であっても良い。

また、親液性調節部４は、走査方向移動装置２５およびシフト方向移動装置２６に組み付けられており、これらの移動装置を駆動させることにより、親液性調節部４はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することが可能である。

走査方向移動装置２５は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、制御部５に駆動を制御されて親液性調節部４およびシフト方向移動装置２６をＸ軸方向に移動させる。

シフト方向移動装置２６は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、制御部５に駆動を制御されて親液性調節部４をＹ軸方向に移動させる。

ここで、制御部５により走査方向移動装置２５およびシフト方向移動装置２６の駆動を制御することにより、親液性調節部４は塗布ステージ３に載置された基材Ｗに対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動し、基材Ｗの任意の位置の親液性を変化させる。

制御部５は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、塗布ヘッド１０への送液、駆動隔壁１４を駆動させることによるノズル１１からの液滴の吐出および吐出量の調節、親液性調節部４の動作の制御などを行う。

また、制御部５は、ハードディスクやＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、液滴を塗布する工程においてパターン領域内に塗布膜を形成するための液滴の吐出位置の座標データなどの塗布データがこの記憶装置に保存される。また、駆動隔壁１４を駆動させるために印加する電圧波形のデータなども、この記憶装置に保存される。

次に、個々の駆動隔壁１４の動作によりノズル１１から液滴が吐出される過程を、図２に示す。図２（ａ）は、駆動隔壁１４へ印加される電圧の推移を示す線図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の印加電圧の推移による駆動隔壁１４の形状の変化を示す模式図である。

時刻ｔ１までは、駆動隔壁１４には電圧はかけられておらず、駆動隔壁１４は基本状態（（１）の状態）である。

時刻ｔ１からｔ２の間は、正の電圧（Ｖａ）がかけられ、ノズル１１を挟む両側の駆動隔壁１４が広がる方向に変形し（（２）の状態）、ノズル１１の容積が大きくなり、塗布液をメインタンク１６の方からノズル１１内に引き込む。

時刻ｔ２からｔ３の間は、逆に負の電圧（−Ｖｂ）がかけられ、両側の駆動隔壁１４が狭まる方向に変形し（（３）の状態）、ノズル１１の容積が小さくなる。このとき、（２）の状態において引き込まれていた塗布液は、先述の真空源１７による負圧を打ち破ってノズル１１の外部へ押し出される。これが、液滴の吐出となる。

時刻ｔ３以降は、電圧はかけられていない状態となり、駆動隔壁１４は基本状態（（１）の状態）に戻る。これらの一連の動作を任意のタイミングで行うことにより、任意のタイミングでノズル１１から液滴を吐出する。また、このように液滴を吐出させるための印加電圧の変化の波形を本説明では吐出波形と呼ぶ。

次に、本実施形態において駆動隔壁に印加する電圧の波形の一例を図３に示す。

本実施形態では、駆動隔壁１４には、電圧Ｖ２を印加してノズル１１の容積を大きくし、その後に電圧（−Ｖ３）を印加してノズル１１の容積を小さくするように駆動隔壁１４を駆動させ、ノズル１１から液滴を吐出させるための吐出波形が印加される前に、所定時間電圧（−Ｖ１）を印加してノズル１１の容積を小さくするのみであって、その後元に戻るように駆動隔壁１４を駆動させるための揺らし波形が印加される。このような揺らし波形が印加されることにより、ノズル１１内の塗布液はノズル１１から吐出されないが、ノズル１１内で揺らされる。

このようにノズル１１から液滴を吐出しない時にノズル１１内の塗布液を揺らす手法は、一般的には特開２００１−１１３７２８号公報に記載されているように非吐出時のノズル内での塗布液の粘度の上昇を抑えるために用いられる。

図４は、揺らし波形および吐出波形にノズル１１内の塗布液の圧力変化を重ねたものである。図４内の二点鎖線は、駆動隔壁１４に電圧が印加されずノズル１１内の塗布液が静止している状態を相対圧力値ゼロとした場合のノズル１１内の塗布液の圧力変化を表している。

図４に示す通り、揺らし波形の印加時および吐出波形の印加時には、ノズル１１の容積の変化にともなってノズル１１内の塗布液の圧力が波状に変化する。そして、図４の例では、吐出波形の印加時において一旦ノズル１１内の容積が大きくなった後、電圧（−Ｖ３）の印加によりノズル１１内の容積が小さくなった時にノズル１１内の圧力が最高値であるＰ０に達し、この時に圧力Ｐ０に相応した吐出量の液滴がノズル１１から吐出される。本説明では、このようなノズル１１内の塗布液の圧力の変化の波を圧力波と呼ぶ。また、このようにノズル１１内の塗布液に圧力波を生じさせる部材（本説明ではピエゾアクチュエータである駆動隔壁１４）を圧力波付与部と呼ぶ。

また、本説明では、塗布装置１において、たとえば制御部５が駆動隔壁１４（圧力付与部）に揺らし波形を印加することにより、ノズル１１から液滴が吐出されない程度の圧力波をノズル１１内の塗布液に生じさせて塗布液を揺らす動作を揺らし動作と呼び、たとえば制御部５が駆動隔壁１４に吐出波形を印加することにより、ノズル１１から塗布液の液滴が吐出される程度の圧力波をノズル１１内の塗布液に生じさせる動作を吐出動作と呼ぶ。本発明では、ノズルから液滴を１回吐出するごとにこの揺らし動作と吐出動作とを続けて行う。

また、塗布装置１によって行われる一連の塗布方法においては、ノズル１１から液滴が吐出されない程度の圧力波をノズル１１内の塗布液に生じさせてノズル１１内の塗布液を揺らす工程を揺らし工程と呼び、ノズル１１から液滴が吐出される程度の圧力波をノズル１１内の塗布液に生じさせる工程を吐出工程と呼ぶ。

なお、揺らし動作および揺らし工程単体ではノズル１１から液滴は吐出されないのに対し、吐出動作および吐出工程単体によってノズル１１から液滴が吐出されることは、すなわち、吐出動作および吐出工程単体によって生じる圧力波が揺らし動作および揺らし工程単体によって生じる圧力波によって生じる圧力波よりも大きいことを意味する。

ここで、本発明では、基材Ｗ上に複数回の吐出を行う場合であっても、揺らし動作（揺らし工程）において圧力波を生じさせる動作および吐出動作（吐出工程）において圧力波を生じさせる動作はそれぞれ一定となっている。すなわち、本実施形態では、毎回の液滴の吐出において、揺らし動作、揺らし工程では常に電圧（−Ｖ１）を一定の時間印加する揺らし波形を制御部５が駆動隔壁１４に印加し、吐出動作、吐出工程では常に電圧Ｖ２を一定の時間印加した後電圧（−Ｖ３）を一定時間印加する吐出波形を制御部５が駆動隔壁１４に印加している。

これに対し、本発明では、揺らし動作（揺らし工程）と吐出動作（吐出工程）との間の時間である待機時間を調節することにより、吐出量の調節が行われる。この過程を図５に示す。

図５（ａ）に示すように、揺らし動作において揺らし波形を印加した際、揺らし動作の完了直後にノズル１１内の塗布液の圧力は安定するわけでなく、揺らし動作後も少しの間ノズル１１内の塗布液の圧力は上下に変動し続ける。すなわち、圧力波が継続する。本発明では、揺らし動作完了直後から揺らし動作に起因するノズル１１内の塗布液の圧力波が収まるまでの時間が待機時間の上限とされ、その範囲内で任意の長さの待機時間が設定される。そして、この待機時間の経過直後に吐出動作が開始する。

なお、図４は本実施形態で待機時間がゼロである場合を示している。本実施形態では、圧力波は継続しているものの前述の相対圧力値がゼロになった瞬間が揺らし動作が完了した瞬間、すなわち待機時間が開始する瞬間とされている。

図５（ａ）は、比較的短い時間の待機時間が設定された場合である。揺らし動作完了後、待機時間分時間が経過することにより、吐出動作開始時のノズル１１内の塗布液の相対圧力値はマイナスになっている。この状態から吐出動作が開始することにより、吐出動作によって生じる、相対圧力値がマイナスに推移することから始まる圧力波の振幅が相対圧力値がゼロの状態で吐出動作が開始する場合の圧力波の振幅よりも大きくなる。特に、電圧（−Ｖ３）が印加された時に到達する圧力が図４のＰ０よりも大きいＰ１となり、この時にノズル１１から吐出される液滴の吐出量は、図４に示す待機時間がゼロの場合よりも大きくなる。

また、図５（ｂ）は、比較的長い時間の待機時間が設定された場合である。この場合では、吐出動作開始時のノズル１１内の塗布液の相対圧力値はプラスになっており、この状態から吐出動作が開始することにより、吐出動作によって生じる、相対圧力値がマイナスに推移することから始まる圧力波の振幅が相対圧力値がゼロの状態で吐出動作が開始する場合の圧力波の振幅よりも小さくなる。特に、電圧（−Ｖ３）が印加された時に到達する圧力が図４のＰ０よりも小さいＰ２となり、この時にノズル１１から吐出される液滴の吐出量は、図４に示す待機時間がゼロの場合よりも小さくなる。

このように、待機時間を調節することによってノズル１１から吐出される液滴の吐出量の調節が可能であり、１つの基材Ｗ上に様々な吐出量の液滴を吐出することが可能である。

なお、本実施形態では、制御部５の記憶装置に保存される塗布データの中に、塗布液の塗布により形成された膜の色の濃さを識別する階調データが格納されているが、この階調データと同様に各吐出における待機時間のデータとして数ビットのデータが使用されている。具体的には、３ビットのデータが待機時間のデータとして使用され、そのデータの値が「０００」ならば待機時間は０ｕｓｅｃ（待機時間無し）、「００１」ならば０．５ｕｓｅｃ、「０１０」ならば１．０ｕｓｅｃ、「１１１」ならば３．５ｕｓｅｃ、のように８パターンの待機時間が各吐出において任意に設定できるようになっている。すなわち、８パターンの吐出量が各吐出において任意に設定できるようになっている。

これに対し、たとえば約１０ｐＬの液滴を吐出する場合、揺らし動作として約１５ｕｓｅｃ、吐出動作として約４０ｕｓｅｃを必要としている。上記の通り８パターンの吐出量の設定を実現可能とする場合、図６に示したような従来の塗布方法では、隣接する吐出ポイント間の移動時間は最短でも（吐出動作の時間）＊（吐出量のパターン数）、すなわち４０ｕｓ＊８＝３２０ｕｓｅｃを必要としているが、本実施形態で最低限必要な移動時間は１５ｕｓ＋３．５ｕｓ＋４０ｕｓ＝５８．５ｕｓｅｃとなり、従来の塗布方法とくらべて格段に短く、すなわち、高速で塗布を行うことが可能となっている。

以上の塗布装置、および塗布方法により、１回の吐出毎に吐出量が調節可能であり、かつ高速で塗布液の吐出を行うことが可能である。

ここで、本発明の塗布装置および塗布方法は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明ではピエゾアクチュエータである駆動隔壁が圧力波付与手段としているが、ノズル内の塗布液に圧力波を生じさせる構成であればピエゾアクチュエータを用いた構成以外であっても構わない。たとえば塗布液に熱エネルギーを与えることによってノズルから液滴を吐出させる構成において、与える熱エネルギーを制御することによって揺らし動作、吐出動作に相応する圧力波をノズル内の塗布液に生じさせるようにしても良い。

また、揺らし動作が完了した瞬間、すなわち待機時間が開始する瞬間は、必ずしも前述の相対圧力値がゼロになった瞬間でなくても良い。相対圧力値がゼロになった瞬間でなくても、各吐出において共通した瞬間を待機時間が開始する瞬間とし、そこから待機時間を調節することにより、上記の説明と同様に、ノズルから吐出される液滴の吐出量の調節ができる。

１塗布装置
２塗布部
３塗布ステージ
４親液性調節部
５制御部
１０塗布ヘッド
１１ノズル
１２塗布ヘッド移動装置
１３吐出ユニット
１４駆動隔壁
１５サブタンク
１６メインタンク
１７真空源
１８真空調圧弁
２１走査方向移動装置
２２シフト方向移動装置
２３回転装置
２４露光装置
２５走査方向移動装置
２６シフト方向移動装置
５１塗布パターン
Ｗ基材

Claims

基材に塗布液を塗布し、塗布パターンを形成する塗布装置であり、
塗布液の液滴を吐出するノズルと、
前記ノズル内の塗布液に圧力波を生じさせる圧力波付与部と、
前記圧力波付与部の駆動を制御する制御部と、
を有し、
塗布液を吐出する毎に前記制御部は、
前記ノズルから液滴が吐出されない程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせ、前記ノズル内の塗布液を揺らす、揺らし動作と、
前記揺らし動作の後、前記ノズルから液滴が吐出される程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせる吐出動作と、
を前記圧力波付与部に行わせ、
前記揺らし動作における前記圧力波付与部の駆動および前記吐出動作における前記圧力波付与部の駆動はそれぞれ一定とし、前記揺らし動作と前記吐出動作との間の時間である待機時間を調節することを特徴とする、塗布装置。
前記圧力波付与部はピエゾアクチュエータであり、当該ピエゾアクチュエータに電圧を印加して前記ノズル内の容積を変化させることにより前記ノズル内の塗布液に圧力波を生じさせることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
ノズルから塗布液の液滴を吐出し、基材に塗布パターンを形成する塗布方法であり、
塗布液を吐出する毎に、
前記ノズルから液滴が吐出されない程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせて前記ノズル内の塗布液を揺らす、揺らし工程と、
前記揺らし工程の後前記ノズルから液滴が吐出される程度の圧力波を前記ノズル内の塗布液に生じさせる吐出工程と、
を有し、
前記揺らし工程において塗布液に圧力波を生じさせる動作および前記吐出工程おいて塗布液に圧力波を生じさせる動作はそれぞれ一定とし、前記揺らし工程と前記吐出工程との間の時間である待機時間を調節することを特徴とする、塗布方法。