JP5008912B2 - 溶液塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗布ヘッドの吐出孔から溶液を吐出させて基板上に塗布する溶液塗布装置に関する。

一般に、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハ等の基板に、例えば、配向膜やレジスト等の機能性塗布膜が形成される。

公知技術文献１には、基板の搬送方向と直交する方向に沿って千鳥状に配置された複数の塗布ヘッドから溶液を噴射させて、基板上に溶液を矩形状のパターンで塗布して機能性塗布膜を形成する技術が開示されている。
特開2004-24972

このように千鳥状に配置された塗布ヘッドは、図１２（Ａ）に示す如く、塗布ヘッド１１６が基板Ｓの搬送方向（矢印Ｘで示す）に前後２列の配置となっている。そのため、同じパターンＲ内であっても、前列の塗布ヘッド１１６Ｆで塗布された中央部分Ｒ1と後列の塗布ヘッド１１６Ｒで塗布された両側部分Ｒ2とで、塗布されるタイミングに時間差が生じる。その結果、前列の塗布ヘッド１１６Ｆで塗布された部分Ｒ1が後列の塗布ヘッド１１６Ｒで塗布された部分Ｒ2より早く乾燥し始めるため、先に塗布された中央部分Ｒ1の溶液の濃度が、後から塗布された両側部分Ｒ2の溶液よりも高くなる。このような溶液は、異なる濃度同士が接すると、濃度の低い方が濃度の高い方に引き寄せられるという性質を有する。そこで、先に塗布されて乾燥により濃度が高くなった中央部分Ｒ1の溶液に、後から塗布された両側部分Ｒ2の溶液が引き寄せられて、図１２（Ｂ）に示す如く、境目部分Ｅで厚くなり、すじムラが生じる。

尚、前列の塗布ヘッド１１６Ｆと後列の塗布ヘッド１１６Ｒが離れている程、基板の搬送速度が遅い程、蒸発の速い塗布液ほど、また、塗布膜が薄い程、前列の塗布ヘッド１１６Ｆで塗布された部分Ｒ1と後列の塗布ヘッド１１６Ｒで塗布された部分Ｒ2とにおいて、溶液の乾燥の差が大きくなる。その結果、異なるタイミングで塗布された溶液の境目部分Ｅで不均一な膜厚となる。

本発明の課題は、異なるタイミングで塗布された溶液の境目部分で膜厚が厚くなる不具合を防止することのできる溶液塗布装置を提供することにある。

本発明は、複数の塗布ヘッドと基板とを、前記基板の表面に沿う方向に相対移動させ、前記塗布ヘッドの吐出孔から溶液を吐出させて前記基板の表面に塗布膜を形成するものであって、前記複数の塗布ヘッドを前記相対移動方向に間隔をあけて複数列に配置し、前記複数の塗布ヘッドの前記吐出孔から吐出された塗布液同士を前記基板の表面上で一体化させて前記塗布膜とする溶液塗布装置において、
前記相対移動方向において隣接する前列の塗布ヘッドと後列の塗布ヘッドの間に、前記基板の表面に塗布された前記溶液の溶媒雰囲気の拡散を防止する拡散防止部材を設けたものである。

本発明によれば、塗布ヘッドと塗布ヘッドの間に拡散防止部材を設けることによって、基板に塗布された溶液の溶媒雰囲気が拡散することが防止されるので、複数の塗布ヘッドを用いて異なるタイミングで塗布された溶液間の乾燥の差を抑制することができる。その結果、基板上に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。

図１は溶液塗布装置を要部の断面とともに示す側面図、図２は図１における拡散防止部材の取付け状態を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図、図３は図２（Ａ）のＡ―Ａ断面図、図４は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５は溶液の塗布状態を説明するための模式図で、（Ａ）は塗布開始時におけるパターンの塗布開始位置の平面図、（Ｂ）は塗布後におけるパターンの塗布開始位置の平面図、図６は溶液塗布時における拡散防止部材の高さ位置を示す模式図、図７は吐出孔の清掃時における昇降装置の動作を説明するための模式図、図８は他の実施例の要部を示す模式図、図９は図８の拡散防止部材の表面における溶媒塗布部分を示す模式図、図１０は塗布ヘッドの配置の変形例を説明するための模式図、図１１は図８の実施例における拡散防止部材の変形例を示す要部模式図である。

（実施例１）
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施例を説明する。

図１に示すこの発明に係る溶液塗布装置１０はベース１１を有し、ベース１１の上面に、所定の間隔で離間した一対のレール１２が、図中Ｘ軸方向（左右方向）に沿って敷設される。レール１２上に搬送テーブル１３が移動可能に設けられ、不図示の駆動手段によって駆動される。搬送テーブル１３の上面に多数の支持ピン１４が設けられ、これら支持ピン１４上に、例えば液晶表示装置に用いられるガラス製の基板Ｓが載置され、搬送テーブル１３のＸ軸方向への移動により基板Ｓが搬送される。

一対のレール１２を跨いで、ベース１１上に門型の支持体１７が固定される。支持体１７の梁部１７Ａの前面に、図２に示す如く、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（前後方向）に長い矩形の取付枠１５が固定される。取付枠１５の内側に矩形柱体状の３つの塗布ヘッド１６が、長辺部をＹ軸方向にして、Ｘ軸方向に前後２列でＹ軸方向に沿って千鳥状に配置される。前列には、１つの塗布ヘッド１６Ｆが取付枠１５の前側部分１５Aの内側の中央部にブラケット２０を介して取付けられ、後列には、２つの塗布ヘッド１６Ｒが取付枠１５の後側部分１５Ｂの内側の両側部にそれぞれブラケット２０を介して取付けられる。従って、搬送テーブル１３のＸ軸方向への移動により、塗布ヘッド１６と搬送テーブル１３に載置された基板Ｓとは、基板Ｓの表面に沿う所定方向としてのＸ軸方向に沿って相対的に移動する。

塗布ヘッド１６の下部には、図３、図４に示す如く、つば部１６Ａが一体に形成され、つば部１６Ａの下端面に、図２（Ｂ）に示す如く、Ｙ軸方向に沿って複数の吐出孔３０が等ピッチＰに形成される。塗布ヘッド１６は吐出孔３０が形成された形成面１６Ｂを下側にして、吐出孔３０の形成面１６Ｂが基板Ｓに対して平行となる状態で配設される。

各吐出孔３０に対応して不図示の液室がそれぞれ設けられ、各液室には不図示の複数の圧電素子が設けられる。液室内には、例えば、ポリイミドを溶媒中に溶解した溶液が供給され、塗布ヘッド１６内に設けられた不図示の駆動部から圧電素子に駆動電圧が供給されると、圧電素子が伸縮して液室内の溶液が吐出孔３０から基板Ｓの上面に噴射吐出される。

また、塗布ヘッド１６は、前列の塗布ヘッド１６Ｆと後列の塗布ヘッド１６Ｒが、図２（Ｂ）に示す如く、３つの塗布ヘッド１６の吐出孔３０がＹ軸方向に等ピッチＰとなるように、Ｙ軸方向に沿って配設される。即ち、後列の２つの塗布ヘッド１６Ｒは、前列の１つの塗布ヘッド１６Ｆの両側に、隣り合う端部同士がそれぞれ一部重なって前後２列に配設される。その結果、前列の塗布ヘッド１６Ｆの吐出孔３０と後列の塗布ヘッド１６Ｒの吐出孔３０とは、Ｘ軸方向（基板Ｓの搬送方向）に距離を置いて位置する。

次に、図１に示す如く、溶液塗布装置１０は、搬送テーブル１３の前進移動方向（図１中、右方向）の前面部に、塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂに付着した溶液を清掃するためのワイピング部材としての弾性ブレード３５と、弾性ブレード３５を吐出孔３０の形成面１６Ｂに沿って移動させる移動機構３６とからなる清掃装置４０と、弾性ブレード３５に付着した溶液を洗浄するための洗浄装置４１を備える。

清掃装置４０の弾性ブレード３５はゴム等の弾性材からなり、図３、図４に示す如く、回転軸４２上に固定された取付ブロック４３に取付けられる。回転軸４２は、概略搬送テーブル１３のＹ軸方向の長さ相当の幅を有する箱形の洗浄槽４４に軸受け４７を介してＹ軸方向に沿って取付けられ、回転軸４２には、３つの塗布ヘッド１６に対応して３つの取付ブロック４３が取付けられる。

一方、搬送テーブル１３の前面に取付けられたＬ字状のブラケット４５の水平部４５Ａ上に、洗浄槽４４及び洗浄槽４４に回転軸４２を介して支持された弾性ブレード３５を吐出孔３０の形成面１６Ｂに沿って移動させる移動機構３６が設けられる。移動機構３６は、洗浄槽４４を昇降させる昇降シリンダ４６と、昇降シリンダ４６をＸ軸方向に移動させるスライド装置５０からなる。昇降シリンダ４６はシリンダ４６Ａとシリンダ４６Ａ内を昇降動するピストンロッド４６Ｂからなり、ピストンロッド４６Ｂの先端部に洗浄槽４４が固定される。また、洗浄槽４４の底部には、図３に示す如く、昇降ガイド４８が設けられる。

スライド装置５０は、Ｌ字状のブラケット４５の水平部４５Ａ上にＸ軸方向に沿って敷設されたガイドレール５１と、ガイドレール５１に沿って移動するスライドテーブル５２からなり、スライドテーブル５２はモータ５３によって駆動される。

弾性ブレード３５の洗浄装置４１は、洗浄槽４４と、洗浄槽４４内に貯溜された洗浄液としての溶媒Ｃと、取付ブロック４３に取付けられた弾性ブレード３５を上方の塗布ヘッド１６側の上限位置と下方の洗浄槽４４側の下限位置にそれぞれ回転停止させる不図示の間欠回転機構からなる。洗浄装置４１は、間欠回転機構による回転軸４２の間欠回転により、弾性ブレード３５を上限位置から時計方向に180度反対側の下限位置に回転停止させて、弾性ブレード３５を洗浄槽４４内の溶剤Ｃに浸漬させ、弾性ブレード３５に付着した溶液を洗浄できるようになっている。

溶液塗布装置１０は搬送テーブル１３の駆動手段、塗布ヘッド１６の圧電素子の駆動部、清掃装置４０の移動機構３６、洗浄装置４１の間欠回転機構等を制御する不図示の制御装置を備える。

次に、溶液塗布装置１０は、図２に示す如く、基板Ｓ上に塗布された溶液に含まれる溶媒が蒸発することによって生じる溶媒雰囲気が拡散することを防止する拡散防止部材としてのカバー５４を塗布ヘッド１６と塗布ヘッド１６との間に備える。

カバー５４は、図２（Ａ）の上面図と（Ｂ）の底面図、及び、図３、図４の各断面図に示す如く、取付枠１５の内周に挿入され、３つの塗布ヘッド１６全体を囲むＸ軸方向に長さＬ、Ｙ軸方向に幅Ｗを有する大きさの矩形に形成される。カバー５４は金属製の板材からなり、３つの塗布ヘッド１６を挿通するための３つの矩形の開口部５４Ａを有する。図３に示す如く、矩形の開口部５４Ａの周辺は上方に垂直に折り曲げられて、起立部５４Ｂが形成され、更に、起立部５４Ｂの内周は水平に折り曲げられて、係止部５４Ｃが形成される。係止部５４Ｃを塗布ヘッド１６の下端部外周のつば部１６Ａの上面に係止させることにより、カバー５４は３つの塗布ヘッド１６に支持される。また、塗布ヘッド１６のつば部１６Ａと係止部５４Ｃとの間にはゴム等の弾性材からなるシール部材５５が介装される。

カバー５４は、図６に示す如く、基板Ｓの上面と対向する表面が塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さ位置になるように塗布ヘッド１６に支持され、溶液の塗布時に、基板Ｓ上面との間に小さな隙間δを形成し、塗布された溶液から蒸発する溶媒の濃厚な雰囲気を隙間δ内に保持する。カバー５４と基板Ｓとの間に形成される隙間δはカバー５４の外周部で外気中に開口する。

基板Ｓ上への溶液の塗布時に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、カバー５４は、Ｘ軸方向に２列に配置された塗布ヘッド１６のうちの前列の塗布ヘッド１６Ｆによって、後列の塗布ヘッド１６Ｒより先に（以下、「早いタイミングで」という場合がある）塗布されたパターンＲの中央部分Ｒ1の溶液の上面を覆い、基板Ｓと基板Ｓと対向するカバー５４表面との間に、塗布された溶液の溶媒雰囲気空間を形成して、溶液の乾燥を抑制する。

次に、弾性ブレード３５にて吐出孔３０の形成面１６Ｂを清掃するとき、溶液塗布装置１０は、図４に示す如く、カバー５４を吐出孔３０の形成面１６Ｂと交差する上下方向に移動させて、カバー５４を吐出孔３０の形成面１６Ｂよりも上方の高さ位置に退避可能とする昇降装置６０を備える。

昇降装置６０は、図３、図４に示す如く、洗浄槽４４内のＹ軸方向の両側の中央部に、洗浄槽４４の底部に固定して設けられた２つの昇降部材６１と、昇降部材６１の上昇時に昇降部材６１の先端部に当接するカバー５４のストッパ部５４Ｄと、カバー５４を取付枠１５に沿って昇降動させるためのリニアガイド６２と、カバー５４のガイド部５４Ｅからなる。

昇降部材６１はロッド６１Ａと、ロッド６１Ａの上端部に回転自在に取付けられたローラ６１Ｂからなる。

尚、昇降部材６１としては、エアシリンダ、ソレノイド等のアクチュエータを取付枠１５に取付けて、洗浄槽４４の昇降に連動させて、カバー５４を昇降するようにしても良い。

一方、図４に示す如く、カバー５４の長辺部の両側は上方に垂直に折り曲げられて、ガイド部５４Ｅが形成される。また、図２、図３に示す如く、カバー５４の短辺部の両側は上方に垂直に折り曲げられ、更に、先端部が内側に折り返されて、底辺部と対向して矩形のストッパ部５４Ｄが一体に形成される。また、ストッパ部５４Ｄに対向する底辺部と垂直に折り曲げられた部分は矩形状に切り欠かれて、切欠部５４Ｇが形成される。

また、図４に示す如く、取付枠１５の前側部分１５Ａと後側部分１５Ｂの各内側の両側部に、それぞれ２つのリニアガイド６２が上下のストッパ６３Ａ、６３Ｂにて固定される。リニアガイド６２には、カバー５４のガイド部５４Ｅに摺接してカバー５４を案内するためのベアリングを備えたスライド部材６４が装着される。

以上の構成からなる溶液塗布装置１０の動作を、図１、図５、図６を参照して、説明する。

搬送テーブル１３の駆動手段を駆動させて、搬送テーブル１３を図１の位置からＸ軸方向へ前進移動（図１中、右方向）させる。

次いで、図５に示す如く、基板Ｓ上に塗布描画するパターンＲの塗布開始位置Ｒ0が前列の塗布ヘッド１６Ｆの吐出孔３０の下に到達するタイミングで、前列の塗布ヘッド１６Ｆの駆動部３３を駆動して圧電素子を伸縮させ、塗布ヘッド１６の複数の吐出孔３０からの溶液の噴射吐出を開始させ、搬送テーブル１３を移動させながら基板Ｓ上に溶液を液滴状に塗布し、薄膜を形成する。

このとき、前列の塗布ヘッド１６Ｆによって塗布されたパターンＲの中央部分Ｒ1の溶液の上部は、図６に示す如く、塗布ヘッド１６と塗布ヘッド１６との間に設けられたカバー５４によって覆われているので、溶液上に生じた溶媒雰囲気が拡散することが防止され、基板Ｓとカバー５４との間の小さな隙間δに、溶液に含まれる溶媒の濃厚な溶媒雰囲気空間が形成される。塗布ヘッド１６のつば部１６Ａとカバー５４との間に介装されたシール部材５５は、溶媒雰囲気空間を密封して上方への拡散を阻止する。溶媒雰囲気は、前列の塗布ヘッド１６Ｆによって後列の塗布ヘッド１６Ｒより先に基板Ｓ上に塗布された溶液の乾燥を抑制する。

また、カバー５４は、図２（Ｂ）に示す如く、３つの塗布ヘッド１６を囲むＸ軸方向に長さＬ、Ｙ軸方向に幅Ｗを有する大きさの矩形に形成されるので、カバー５４と基板Ｓとの間に大きな面積の溶媒雰囲気空間が形成され、先に塗布された溶液の乾燥が抑制される。また、基板Ｓとカバー５４との間の隙間δは、カバー５４の外周の開口までの距離（流路長）が長くなり、先に塗布された溶液の溶媒雰囲気が外気中に拡散するのを抑える。

また、図６に示す如く、カバー５４を吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さ位置に設け、基板Ｓとカバー５４の間の間隔を可能な限りの最小の隙間δとすることにより、溶媒雰囲気の濃度をより濃く保つことができる。

次いで、図５（Ａ）に示す如く、基板Ｓ上に塗布描画するパターンＲの塗布開始位置Ｒ0が後列の２つの塗布ヘッド１６Ｒの吐出孔３０の下に到達するタイミングで、後列の２つの塗布ヘッド１６の駆動部３３を駆動して圧電素子を伸縮させて塗布ヘッド１６の複数の吐出孔３０からの溶液の噴射吐出を開始させて、搬送テーブル１３を移動させながら基板Ｓ面上に溶液を液滴状に塗布する。

先に塗布されたパターンＲの中央部分Ｒ1の溶液は溶媒雰囲気下で乾燥が抑制されているので、図５（Ｂ）に示す如く、後列の塗布ヘッド１６Ｒによって塗布されたパターンＲの両側部分Ｒ2の溶液と先に塗布された中央部分Ｒ１の溶液とは、その濃度がほぼ同じとなり境目部分Ｅで両側部分Ｒ2の溶液が中央部分Ｒ１の溶液の側に引き寄せられることが防止されて、基板Ｓ上に均一な厚みの薄膜が形成される。尚、各塗布ヘッド１６Ｆ、１６Ｒによる溶液の噴射吐出は、各塗布ヘッド１６Ｆ、１６Ｒの吐出孔３０の下にパターンＲにおける搬送方向後端の塗布終了位置（不図示）が到達するタイミングまで継続される。

次に、塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃について、図１、図４、図７を参照して、説明する。

搬送テーブル１３を移動させて、弾性ブレード３５を、図１に示すＸ軸方向において塗布ヘッド１６の手前の原位置に位置付ける。

次いで、弾性ブレード３５の移動機構３６の昇降シリンダ４６を伸張させて、洗浄槽４４及び弾性ブレード３５を、原位置から上昇させて、図７に示す如く、弾性ブレード３５が吐出孔３０の形成面１６Ｂに接触することのできる高さ位置に位置付ける。このとき、洗浄槽４４内の底部に固定された２つの昇降部材６１も洗浄槽４４と一体に上昇して、図７に示す如く、昇降部材６１の先端のローラ６１Ｂがカバー５４の底部の切欠部５４Ｇ内を通り、ストッパ部５４Ｄに当接する。昇降部材６１は、カバー５４を、吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さ位置（図６に示す）から取付枠１５内周のリニアガイド６２に沿って吐出孔３０の形成面１６Ｂよりも上方の高さ位置（図７に示す）まで上昇させる。

次いで、弾性ブレード３５の移動機構３６のスライドテーブル５２を駆動して、洗浄槽４４及び弾性ブレード３５をＸ軸方向へ前進移動（図１中、右方向）させる。弾性ブレード３５は、吐出孔３０の形成面１６Ｂに付着した溶液を拭き取って、吐出孔３０の形成面１６Ｂを清掃する。このとき、昇降部材６１はカバー５４を持ち上げたままガイドローラ６１Ｂを介してストッパ部５４Ｄに沿って前進する。

以上の如く、昇降装置６０は、弾性ブレード３５にて吐出孔３０の形成面１６Ｂを清掃するとき、カバー５４を吐出孔３０の形成面１６Ｂと交差する上方向に移動させて吐出孔３０の形成面１６Ｂよりも上方の高さ位置に退避可能とする。その結果、吐出孔３０の形成面１６Ｂとカバー５４との間に形成される矩形の隙間αに弾性ブレード３５で拭き取った溶液が溜まったり、カバー５４の表面に拭き取った溶液が付着したりすることが防止される。

次いで、昇降シリンダ４６を収縮させて洗浄槽４４及び弾性ブレード３５を下降させ、更に、スライド装置５０のスライドテーブル５２を駆動して、洗浄槽４４及び弾性ブレード３５をＸ軸方向へ後退移動（図１中、左方向）させて、原位置に復帰させる。

次いで、洗浄装置４１の不図示の間欠回転機構を駆動して回転軸４２を回転させ、弾性ブレード３５を上方の塗布ヘッド１６側の上限位置から時計方向に180度回転させて、下方の洗浄槽４４側の下限位置に停止させ、弾性ブレード３５を溶剤Ｃに浸漬させる。洗浄槽４４内の溶剤Ｃが弾性ブレード３５に付着した溶液を溶解して洗浄する。

次いで、下限位置から回転軸４２を時計方向に180度回転させて、弾性ブレード３５を上限位置に復帰させる。

本実施例によれば、以下の作用、効果を奏する。
(a)塗布ヘッド１６と塗布ヘッド１６との間に設けたカバー５４によって、基板Ｓ上に塗布された溶液の溶媒雰囲気が拡散することが防止されるので、複数の塗布ヘッド１６を用いて異なるタイミングで塗布された溶液間の乾燥の差が抑制される。その結果、異なるタイミングで塗布された溶液間の境目部分Ｅで、後に塗布された溶液が先に塗布された溶液に引き寄せられることが防止され、膜厚が均一な薄膜を形成することができる。従って、異なるタイミングで塗布された溶液の境目部分Ｅで膜厚が厚くなることが防止され、基板Ｓ上に均一な膜厚の機能性薄膜を形成することができる。

(b)塗布ヘッド１６と塗布ヘッド１６との間に、基板Ｓとの間に小さな隙間δを介して設けられたカバー５４が、Ｘ軸方向（基板Ｓの搬送方向）に沿って２列に配置された塗布ヘッド１６のうち前列の塗布ヘッド１６Ｆによって後列の塗布ヘッド１６Ｒより先に基板Ｓ上に塗布された溶液の上面を覆うので、基板Ｓ上に塗布された溶液の溶媒雰囲気が拡散することが防止される。その結果、異なるタイミングで塗布された溶液間の境目部分Ｅで、後に塗布された溶液が先に塗布された溶液に引き寄せられることが防止され、均一な薄膜を形成することができる。従って、異なるタイミングで塗布された溶液の境目部分Ｅで膜厚が厚くなることが防止され、基板Ｓ上に形成される機能性薄膜の品質を向上させることができる。

(c)板状の拡散防止部材が、複数の塗布ヘッド１６全体を囲む長さＬと幅Ｗを有する大きさの四角板状のカバー５４からなるので、基板Ｓとカバー５４との間に、大きな面積の溶媒雰囲気空間が形成され、先に塗布された溶液の乾燥が抑制される。基板Ｓとカバー５４との間の隙間δはカバー５４の外周部の開口までの距離（流路長）が長いので、先に塗布された溶液の溶媒雰囲気が外気中に拡散し難くなる。これにより、先に塗布された溶液の周囲に溶媒雰囲気をより確実に形成することができ、溶液の乾燥を抑制する効果をより高めることができる。よって、形成される機能性薄膜の膜厚の均一性をより高めることができる。

(d)カバー５４は、各塗布ヘッド１６を挿通する開口部５４Ａをそれぞれ有し、カバー５４の開口部５４Ａに塗布ヘッド１６を挿通して、カバー５４を塗布ヘッド１６の外周のつば部１６Ａに支持するので、カバー５４を簡単な構造で支持することができる。

(e)カバー５４と塗布ヘッド１６との間に介装したシール部材５５が、溶媒雰囲気空間の上部を密封して上方への溶媒の拡散を阻止する。このため、基板Ｓとカバー５４との間に溶媒雰囲気をより確実に形成することができ、基板Ｓ上に塗布された溶液の乾燥を抑制する効果をより向上させることができる。

(f)塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂを弾性ブレード３５によって清掃するとき、昇降装置６０はカバー５４を吐出孔３０の形成面１６Ｂと交差する上方向に移動させて吐出孔３０の形成面１６Ｂよりも上方の高さ位置に退避可能とするので、吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃動作時に、塗布ヘッド１６の外周とカバー５４の内周との間に形成される矩形状の隙間αに、弾性ブレード３５に付着した溶液が入ったり、カバー５４の表面に付着したりすることが防止される。隙間αに溶液が溜まると、この溶液が、次の基板Ｓに対する溶液の塗布中に自重で落下し、塗布不良を招くことが考えられるが、上述のように隙間αに溶液が入ることが防止されることで、このような塗布不良を未然に防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。

また、吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃が十分にできないために吐出孔３０の周りに溶液が付着したままになっていると、溶液の吐出方向がずれたり、吐出量が少なくなったりして、塗布不良を招くおそれがある。本実施例では、塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃時に、昇降装置６０がカバー５４を吐出孔３０の形成面１６Ｂよりも上方の高さ位置に退避させるので、カバー５４を設けることによって、吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃が妨げられることがない。

また、溶液の塗布時には、カバー５４の高さ位置を吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さ位置まで下げて、基板Ｓとカバー５４との間隔を極力小さくし、基板Ｓとカバー５４との間に濃厚な溶媒雰囲気空間を形成するようにした。その結果、先に塗布された溶液の乾燥を抑制することができる。

また、カバー５４の高さ位置を吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さ位置とした。そのため、吐出孔３０の形成面１６Ｂとカバー５４との間に段差が生じないので、カバー５４と基板Ｓとの間の溶媒雰囲気が、塗布ヘッド１６及びカバー５４と基板Ｓとの相対移動中に、この段差によって掻き乱されることが防止できる。その結果、溶媒雰囲気に濃度ムラが生じることが防止できる。従って、溶媒雰囲気の濃度ムラに起因して塗布された溶液の乾燥にムラが生じることが防止でき、より均一な膜厚の機能性薄膜を形成することが可能となる。

(g)カバー５４の昇降装置６０を設けて吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃時にカバー５４を上方向に退避させるようにしたので、溶液の塗布時におけるカバー５４の高さ位置を、塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さの位置まで下げることができる。その結果、基板Ｓとカバー５４との間隔を可能な限り小さくして、基板Ｓとカバー５４との間に濃厚な溶媒雰囲気空間を形成することができる。また、板状のカバー５４の高さ位置は、吐出孔３０の形成面１６Ｂより低くないので、弾性ブレード３５による吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃を妨げることはない。

尚、本実施例では、３つの塗布ヘッド１６の吐出孔３０がＹ軸方向に等ピッチＰとなるように、前列の塗布ヘッド１６Ｆと隣り合う後列の塗布ヘッド１６Ｒの端部同士を重ねて、基板の搬送方向に２列に配置したが、図１０に示す如く、前列の塗布ヘッド１６Ｆと隣り合う後列の塗布ヘッド１６Ｒを、後列の塗布ヘッド１６Ｒの吐出孔３０のピッチＰを前列の塗布ヘッド１６Ｆに対して半ピッチ分だけＹ軸方向にずらして、基板の搬送方向に２列に配置するものでも良い。この場合には、前列の塗布ヘッド１６Ｆによって先に塗布された液滴と、後列の塗布ヘッド１６Ｒによって後から塗布された液滴とが隣り合い、互いに一体化して１つの膜となる。

（実施例２）
実施例２は、溶液に含まれる溶媒として洗浄液Ｃを、図８、図９に示す如く、基板Ｓの上面と対向するカバー５４の表面に塗布する塗布ローラ７２を有する溶媒塗布部材７０を設けたものである。実施例１と相違する部分のみについて、説明する。

実施例１では、取付枠１５の内周にリニアガイド６２を介してカバー５４を昇降動可能に設けたが、実施例２では、図８に示す如く、取付枠１５の内周にカバー５４が固定される。このときのカバー５４の高さ位置は、塗布ヘッド１６の吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ位置である。

前列の塗布ヘッド１６Ｆと対向する側の取付ブロック４３に、弾性ブレード３５の取付位置から時計方向に９０度回転した取付け位置に、Ｌ字形状のアーム７１が、先端側の一辺７１Ｂが弾性ブレード３５と同じ側に位置する状態で、取付けられ、先端側の一辺の先端部に塗布ローラ７２が回転自在に取付けられる。塗布ローラ７２は、弾性ブレード３５が吐出孔３０の形成面１６Ｂに当接する高さ位置にあるときに、カバー５４の表面に当接する高さ位置に配置される。塗布ローラ７２は浸透性のある材料からなり、洗浄液Ｃを染み込ませて溜めることができる。Ｌ字状のアーム７１の基端側の一辺７１Ａの長さは、弾性ブレード３５が吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃開始位置に位置するとき、塗布ローラ７２がカバー５４の表面への洗浄液塗布開始位置に位置するように設定される。

塗布ローラ７２は、弾性ブレード３５による吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃動作と同時に、図９に示す如く、カバー５４表面のうち前列の塗布ヘッド１６Ｆ後部部分５４Ｈに、塗布ローラ７２によって洗浄液Ｃを塗布する。

このように、カバー５４表面のうち前列の塗布ヘッド１６Ｆの後部部分５４Ｈに、洗浄液Ｃを塗布した状態で、図１に示す如く、搬送テーブル１３を前進させて、塗布ヘッド１６から溶液を噴射吐出させて、基板Ｓ上に溶液を塗布する。

本実施例によれば、実施例１の(a)〜(e)の作用効果に加えて、以下の作用、効果を奏する。

(h)カバー５４の表面に洗浄液Ｃを塗布することで、この洗浄液Ｃから生じた溶媒雰囲気によって、基板Ｓとカバー５４との間の溶媒雰囲気の濃度をより高くすることができる。このため、基板Ｓに塗布された溶液の乾燥をより効果的に抑制することができるので、結果として、機能性薄膜の品質を向上させることができる。

尚、図１１に示す如く、カバー５４表面のうち前列の塗布ヘッド１６Ｆの後部部分５４Ｈに凹凸５４Ｊを形成して、洗浄液Ｃが溜まり易いようにして、溶媒雰囲気空間の濃度を更に高くすることもできる。この凹凸は、溝や凹部によって形成することができる。溝による場合、図９に破線で示される後部部分５４Ｈの範囲に亘って複数本の溝を並行に設ける。この場合、溝は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のいずれかに沿うものでも、どちらにも沿わないものでも良い。また、凹部による場合は、図９に破線で示される後部部分５４Ｈの範囲に亘って行列状に所定の間隔で凹部を設ける。尚、後部部分５４Ｈは、その幅方向（Ｙ軸方向）の寸法が塗布ヘッド１６Ｆによって溶液が塗布される中央部分Ｒ1の幅方向の寸法よりも大きい方が好ましい。

また、吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃と溶媒Ｃの塗布とを別個の工程にし、不図示のエアシリンダ等のアクチュエータを取付枠１５に取付けて、吐出孔３０の形成面１６Ｂの清掃時のみエアシリンダを収縮させて、カバー５４を上昇させ、また、カバー５４の表面に溶媒Ｃを塗布するときには、エアシリンダを伸張状態にロックしてカバー５４を固定するようにしても良い。

また、実施例１のように、吐出孔３０の形成面１６Ｂを清掃するときに、カバー５４を上方に退避させる場合、塗布ローラ７２の高さ位置を、弾性ブレード３５の高さ位置よりも、カバー５４を退避させる高さ分だけ高く設定すると良い。

また、洗浄液（溶媒）Ｃの塗布を、塗布ローラ７２で行なう代わりに、スプレーノズル等による吹き付けによって行なうようにしても良い。

（実施例３）
実施例３は、図面は省略するが、カバー５４を、熱伝導性を有する金属等の材料から形成し、カバー５４を塗布ヘッド１６と熱伝導可能に接続したものである。上記いずれの実施例においても適用することができる。但し、シール部材５５は銅パッキン等の熱伝導性を有する材料からなるものを使用することが好ましい。

例えば、インクジェット方式の塗布ヘッド１６の場合、塗布ヘッド１６内に設けられた駆動部３３から発熱するが、このように塗布ヘッド１６に温度上昇が生じた場合、塗布ヘッド１６に熱伝導可能に接続されたカバー５４が放熱板として作用して塗布ヘッド１６の熱を放散させる。

本実施例によれば、実施例１の(a)〜(g)の作用効果と、実施例２の(h)の作用効果に加えて、更に、以下の作用効果を奏する。

(i)塗布ヘッド１６内で溶液が体積膨張したり、また、塗布ヘッド１６自体が熱変形を生じて、吐出孔３０の孔径が変動したりすることが防止できる。その結果、安定した吐出精度が得られ、機能性薄膜の品質を向上させることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本実施例では、基板Ｓ上に溶液を塗布して薄膜を形成したが、一定の厚みを有する塗布膜であっても良い。

また、ワイピング部材として弾性ブレード３５を使用する例を示したが、ワイピング部材は、例えば、溶液を吸収するワイピングクロスであっても良い。

また、矩形のカバー５４は四角のカバーであっても良い。

また、カバー５４を、そのカバー５４における基板Ｓの上面と対向する表面が吐出孔３０の形成面１６Ｂと略同じ高さとなる位置に設けたが、要は、基板Ｓに塗布された溶液から生じた溶媒雰囲気の拡散を防止できれば良いので、形成面１６Ｂよりも低い位置に設けても、高い位置に設けても構わない。しかしながら、溶媒雰囲気の拡散防止の点では、基板Ｓとの間の隙間が小さい方が好ましい。

また、塗布ヘッド１６に対して基板Ｓが移動する例で説明したが、塗布ヘッド１６と基板Ｓとは相対的に移動できれば良いので、塗布ヘッド１６を移動させても良いし、塗布ヘッド１６と基板Ｓの双方を移動させても良い。

また、カバー５４を３つの塗布ヘッド１６全体を囲う大きさとしたが、要は、先に塗布された溶液に含まれる溶媒が蒸発して生じた溶媒雰囲気の拡散を防止して、先に塗布された溶液の乾燥を抑制できれば良いので、前列の塗布ヘッド１６Ｆ毎に分割して設けても良い。尚、カバー５４を塗布ヘッド１６Ｆ毎に設ける場合、カバー５４の幅方向長さを、塗布ヘッド１６Ｆによって塗布される溶液の幅方向長さ（図５（Ｂ）における中央部分Ｒ1の幅方向長さに相当）よりも長く設定することが好ましい。

図１は溶液塗布装置を要部の断面とともに示す側面図である。 図２は図１における拡散防止部材の取付け状態を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図である。 図３は図２（Ａ）のＡ―Ａ断面図である。 図４は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図５は溶液の塗布状態を説明するための模式図で、（Ａ）は塗布開始時におけるパターンの塗布開始位置の平面図、（Ｂ）は塗布後におけるパターンの塗布開始位置の平面図である。 図６は溶液塗布時における拡散防止部材の高さ位置を示す模式図である。 図７は吐出孔の清掃時における昇降装置の動作を説明するための模式図である。 図８は他の実施例の要部を示す模式図である。 図９は図８の拡散防止部材の表面における溶媒塗布部分を示す模式図である。 図１０は塗布ヘッドの配置の変形例を説明するための模式図である。 図１１は図８の実施例における拡散防止部材の変形例を示す要部模式図である。 図１２は背景技術における塗布膜を説明するための模式図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１０ 溶液塗布装置
１６ 塗布ヘッド
３０ 吐出孔
３５ 弾性ブレード(ワイピング部材)
５４ カバー（拡散防止部材）
５４Ａ 開口部
５５ シール部材
６０ 昇降装置
７０ 溶媒塗布部材

Claims (7)

1. 複数の塗布ヘッドと基板とを、前記基板の表面に沿う方向に相対移動させ、前記塗布ヘッドの吐出孔から溶液を吐出させて前記基板の表面に塗布膜を形成するものであって、前記複数の塗布ヘッドを前記相対移動方向に間隔をあけて複数列に配置し、前記複数の塗布ヘッドの前記吐出孔から吐出された塗布液同士を前記基板の表面上で一体化させて前記塗布膜とする溶液塗布装置において、
   前記相対移動方向において隣接する前列の塗布ヘッドと後列の塗布ヘッドの間に、前記基板の表面に塗布された前記溶液の溶媒雰囲気の拡散を防止する拡散防止部材を設けたことを特徴とする溶液塗布装置。
2. 前記拡散防止部材は、前記複数の塗布ヘッドを囲む、長さと幅を有する大きさの四角板状のカバーであり、
   前記カバーは、各塗布ヘッドを挿通する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の溶液塗布装置。
3. 前記カバーと前記塗布ヘッドとの間にシール部材を介装したことを特徴とする請求項２に記載の溶液塗布装置。
4. 前記塗布ヘッドにおける吐出孔の形成面を清掃するワイピング部材と、
   前記拡散防止部材を該吐出孔の形成面と交差する方向に移動させる昇降装置と、を備え、
   前記昇降装置は、前記ワイピング部材にて前記吐出孔の形成面を清掃するときに、前記拡散防止部材を前記吐出孔の形成面よりも上方の高さ位置に退避可能としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶液塗布装置。
5. 前記基板に溶液を塗布するときに、前記拡散防止部材を前記塗布ヘッドの吐出孔の形成面と高さ位置を同じくすることを特徴とする請求項４に記載の溶液塗布装置。
6. 前記拡散防止部材は、前記溶液に含まれる溶媒が塗布されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の溶液塗布装置。
7. 前記拡散防止部材は、熱伝導性を有する部材で形成されてなり、前記塗布ヘッドと熱伝導可能に接続されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の溶液塗布装置。

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