JP2017164706A - Coating method - Google Patents
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Abstract
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方法に関するものである。 The present invention relates to a coating method in which a coating solution is coated on a substrate by an inkjet method to form a coating film having an arbitrary shape.
図2のように基材W上にたとえば四角形の外周の形状のように方向の異なる複数の線分が連結された形状(折れ曲がりを有する形状)の塗布パターン51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51の形成を行うことが可能となる。
As shown in FIG. 2, for forming a
しかし、インクジェット法により折れ曲がり形状の塗布パターン51を形成させる場合、パターンの折れ曲がりの部分の膜厚が他の部分よりも大きくなりやすいといった問題があった。具体的には、図7に矢印で示す通り折れ曲がり部92に隣接する線分部91から折れ曲がり部92への塗布液の移動、すなわち液寄りが塗布直後に生じて折れ曲がり部92の膜厚が大きくなり、塗布パターン51の膜厚が不均一となるおそれがあった。
However, when the
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、折れ曲がりを有するような塗布パターンであっても均一な膜厚でインクジェット法により塗布することが可能な塗布方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a coating method that can be applied by an inkjet method with a uniform film thickness even if the coating pattern has a bend.
上記課題を解決するために本発明の塗布方法は、方向の異なる複数の線分が連結された形状の塗布パターンを基材上にインクジェット法により塗布液を吐出して形成する塗布方法であり、方向の異なる線分同士が連結される部分である連結部における塗布パターンの幅が線分状に塗布される部分の塗布パターンの幅よりも小さくなるように塗布することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the coating method of the present invention is a coating method in which a coating pattern having a shape in which a plurality of line segments having different directions are connected is formed by discharging a coating liquid onto a substrate by an inkjet method, The application pattern is characterized in that the application pattern is applied so that the width of the application pattern in the connecting part, which is a part where the line segments having different directions are connected, becomes smaller than the width of the application pattern in the part applied in the line segment shape.
上記塗布方法によれば、連結部への液寄りの現象を利用し、均一な膜厚の塗布パターンを形成することが可能である。 According to the above coating method, it is possible to form a coating pattern with a uniform film thickness by utilizing the phenomenon of the liquid close to the connecting portion.
また、前記連結部は曲線形状を有すると良い。 The connecting portion may have a curved shape.
こうすることにより、連結部への液寄りを抑えることができる。 By doing so, it is possible to suppress the liquid close to the connecting portion.
また、前記連結部の外形は、径の異なる2つの円弧が並べられ、径の小さい方の円弧の中心が径の大きい方の円弧の中心よりも両円弧に近い位置にある形状を有すると良い。 Further, the outer shape of the connecting portion preferably has a shape in which two arcs having different diameters are arranged, and the center of the arc having the smaller diameter is closer to both arcs than the center of the arc having the larger diameter. .
こうすることにより、容易に連結部の幅が小さい塗布パターンを形成することができる。 By carrying out like this, the application pattern with a small width | variety of a connection part can be formed easily.
本発明の塗布方法によれば、折れ曲がりを有するような塗布パターンであっても均一な膜厚で塗布することが可能である。 According to the coating method of the present invention, even a coating pattern having a bend can be applied with a uniform film thickness.
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明を実施する塗布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、アライメント部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、アライメント部4が基材Wのアライメントマークを撮像し、その結果にもとづいて制御部5が塗布ステージ3の位置および角度を調節して基材Wの位置ずれを補正する。
FIG. 1 is a schematic view of a coating apparatus for carrying out the present invention.
The
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。
In the following description, the direction in which the
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、吐出位置まで移動した後、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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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が伸縮動作し、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いる。
Each nozzle 11 has a drive partition 14, and the
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。
Further, in order to stabilize the discharge of liquid droplets from each nozzle 11, it is necessary for the coating liquid to maintain a predetermined shape interface (meniscus) in each nozzle 11 during application standby. A negative pressure of a predetermined magnitude is applied to the
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。
The coating
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。
The scanning
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。
The scanning
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。
The shift
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の全面へ塗布を行う。
As a result, when the
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。
Further, even when the width of the base material W in the Y-axis direction is longer than the length of the
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。
The
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、塗布領域およびの寸法および液滴の大きさに適した間隔とする。
By adjusting the angle of the
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。
The
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アライメント部4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。
The
アライメント部4は、画像認識カメラ24、走査方向移動装置25およびシフト方向移動装置26を有している。画像認識カメラ24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、画像認識カメラ24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。
The
画像認識カメラ24は、本実施形態ではモノクロのCCDカメラであり、画像取得のタイミングについて外部からの制御が可能である。制御部5により指示を与えることで、この画像認識カメラ24は画像データを取得し、この取得した画像データはケーブルを介して制御部5へ転送される。
In this embodiment, the
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画像認識カメラ24およびシフト方向移動装置26を塗布ヘッド10のX軸方向に移動させる。
The scanning
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画像認識カメラ24をY軸方向に移動させる。
The shift
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、画像認識カメラ24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、複数の位置で基材Wのアライメントマークを撮像する。
Here, by controlling the driving of the scanning
そして、撮像された各アライメントマークの位置情報をもとに制御部5が基材Wの載置ずれを計算し、この載置ずれを補正するように制御部5が塗布ステージ3を動作させる。
And the
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、ノズル11からの液滴の吐出および吐出量の調節、画像認識カメラ24による画像取得、各移動機構の駆動などの動作の制御を行う。
The
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ける液滴の吐出位置の座標データがこの記憶装置に保存される。また、塗布に必要なその他のデータも、この記憶装置に保存される。
In addition, the
次に、上記の塗布装置1を用いて行う本発明の塗布方法について説明する。
Next, the coating method of the present invention performed using the
図2は、基材上Wに形成された塗布パターン51の一例であり、四角形の外周の形状を有する複数の塗布パターン51がX軸方向およびY軸方向に並ぶように形成されている。なお、基材Wにはたとえばシリコンウェハ、SiC(Silicon Carbide)基板、ガラス基板、樹脂基板などが用いられる。
FIG. 2 is an example of the
ここで、本発明で基材W上に形成する塗布パターン51は、図2に示す四角形の外周の形状のように方向の異なる複数の線分が連結された形状を有している。なお、本発明における塗布パターン51の形状は四角形の外周の形状に限らず、他の多角形の外周の形状でも良く、また、曲線を一部に含んでいても良い。また、連結された線分および曲線の形状は必ずしもループした形状である必要はなく、たとえばローマ字の”M”のような折れ線状であっても良い。
Here, the
図3は、本実施形態の塗布方法により形成した塗布パターン51において2つの線分が連結されている部分を拡大して示した図である。このように2つの線分が連結されている部分において、本説明では線分状になっている塗布パターン51を線分部52、2つの線分部52を連結する塗布パターン51を連結部53と呼ぶ。
FIG. 3 is an enlarged view showing a portion where two line segments are connected in the
ここで、本発明において連結部53は、その幅(たとえば図3に示す幅L2)が線分部52の幅L1より小さくなるように形成されている。また、図4は、本実施形態における塗布直後の線分部52と連結部53の断面を示した図である。両者は略相似の断面形状を有し、連結部53の幅が線分部52の幅よりも小さいことにともなって、図4に示す通り連結部53の高さは線分部52の高さよりも低くなっている。
Here, in this invention, the
一方、図3に示す連結部53や図7に示す折れ曲がり部92のように塗布パターン51が曲がって形成される部分では、線分部52や線分部91のようにまっすぐに塗布パターン51が形成されている部分と比較して塗布膜の内部応力が大きくなる。そして塗布パターン51を形成する塗布液から溶剤が揮発する過程において、塗布液は内部応力の大きい方へ引き寄せられる傾向を示し、その結果、連結部53や折れ曲がり部92への液寄りが生じる。
On the other hand, in a portion where the
ここで、本実施形態では上記の通り塗布直後の連結部53の高さが線分部52の高さよりも低いため、線分部52から連結部53への液寄りの現象はむしろ両者の高さの差を小さくする方に働く。したがって、線分部52から連結部53への液寄りが生じつつも、最終的に均一な膜厚の塗布パターン51を形成することができる。
Here, in this embodiment, since the height of the connecting
また、本実施形態では、図3に示す通り、連結部53を曲線形状としている。このような曲線形状にすることにより、図7に示す折れ曲がり部92の場合と比べて塗布膜の内部応力を小さくすることができる。したがって、連結部53への液寄りを抑えた塗布パターン51の形成を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
なお、幅が線分部52の幅よりも小さく曲線状の形状を有する連結部53は、図3に示すように、径の異なる2つの円弧が並べられた外形を有し、径の小さい方の円弧の中心(点O1)が径の大きい方の円弧の中心(点O2)よりも両円弧に近い位置にある形状となるように、液滴の吐出座標を設定して塗布を行うことにより、容易に形成することができる。
The connecting
また、本実施形態では、液滴をZ軸方向に複数回重ね塗りして塗布パターン51を形成している。これにより、たとえば10um以上といった大きな膜厚の塗布パターン51をインクジェット法でも形成することが可能である。
In the present embodiment, the
ここで、本実施形態では図5に示すように、1層目の塗布膜を形成する際にまずは少なくとも塗布パターン51の輪郭を形成するように液滴61を吐出して外周パターン60を形成している。そして、外周パターン60からの溶媒の揮発が少しでも進み、粘度が高くなった後、2層目、3層目と塗布膜を積層させて塗布パターン51を形成している。また、塗布膜の幅は上の層であるほど少しずつ小さくなるようにしている。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, when forming the first coating film, first, the outer
これにより、外周パターン60から外側へ塗布液が溢れ出すことを防ぐことができ、線分部52も連結部53も型崩れすることがない。また、塗布液が撥液性である場合、外周パターン60が塗布液の溢れ出しを防ぐ効果がさらに大きくなる。ここで、仮に1層目の塗布の後間髪入れずに2層目、3層目と塗布膜を積層させた場合、1層目の塗布液の表面張力で上の層の塗布液の重量を支えることができずに塗布液が外側へ溢れ出し、塗布パターン51が型崩れするおそれがある。
Thereby, it can prevent that a coating liquid overflows from the
また、塗布パターン51を形成する際、基材Wを加熱すると良い。これにより外周パターン60の粘度の増加を促進させることができ、また、線分部52から連結部53への液寄りも抑えることができる。
Further, when forming the
次に実施例として、図3に示す本実施形態ように連結部53の幅を線分部52の幅よりも小さくし、かつ連結部53の形状を曲線状にして基材Wへの塗布パターン51の形成を行った。そして塗布パターン51の乾燥後、線分部52および連結部53の膜厚を測定した。その結果、同じ基材W、同じ塗布液を用いて図7のような形状の塗布パターン51を形成した場合には線分部91では10.78um、折れ曲がり部92では17.81umとなり、液寄りによって膜厚に大きな差が生じていたのに対し、本実施形態では線分部52の膜厚が13.82um、連結部53の膜厚が15.45umとなり、膜厚差がかなり小さくなっていることが確認できた。
Next, as an example, the width of the connecting
以上の塗布方法により、折れ曲がりを有するような塗布パターンであっても均一な膜厚で塗布することが可能である。 By the above coating method, even a coating pattern having a bend can be applied with a uniform film thickness.
ここで、本発明の塗布方法は、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、連結部53の形状は曲線形状に限らず、図6に示すように、連結部53の一部をくりぬくような形状とすることによって連結部53における塗布パターン51の幅を線分部52における塗布パターン51の幅よりも小さくしても良い。
Here, the coating method of the present invention is not limited to the form described above, and may be in another form within the scope of the present invention. For example, the shape of the connecting
1 塗布装置
2 塗布部
3 塗布ステージ
4 アライメント部
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 画像認識カメラ
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
52 線分部
53 連結部
60 外周パターン
61 液滴
91 線分部
92 折れ曲がり部
W 基材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
方向の異なる線分同士が連結される部分である連結部における塗布パターンの幅が線分状に塗布される部分の塗布パターンの幅よりも小さくなるように塗布することを特徴とする、塗布方法。 It is a coating method for forming a coating pattern having a shape in which a plurality of line segments with different directions are connected by discharging a coating liquid onto a substrate by an inkjet method,
The coating method is characterized in that the coating pattern is applied so that the width of the coating pattern in the connecting portion, which is a portion where the line segments having different directions are connected, is smaller than the width of the coating pattern in the portion applied in a line segment shape. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016053840A JP2017164706A (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Coating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016053840A JP2017164706A (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Coating method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017164706A true JP2017164706A (en) | 2017-09-21 |
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ID=59909642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016053840A Pending JP2017164706A (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Coating method |
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Country | Link |
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2016
- 2016-03-17 JP JP2016053840A patent/JP2017164706A/en active Pending
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