JP2003200104A - 塗工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、塗工において必ず発生する塗膜
端部の盛り上がりを、被塗工材表面に凹部を設けること
により、塗工条件や乾燥条件により塗膜端部の盛り上が
りを軽減することに比べ、簡単かつ効果的に低減または
解消するという特有の効果を有する。 【解決手段】 塗工液を被塗工基板表面に供給すること
により、被塗工材表面に塗膜を形成する塗工方法では、
塗膜端部に膜面の盛り上がりが発生する。この膜面の盛
り上がりにより塗膜の膜厚均一性や美観が損なわれてし
まう。膜面の盛り上がりの形状や大きさは塗工液の表面
張力、粘度等の液特性や、乾燥条件などにより変化す
る。膜面の盛り上がりが発生する位置に、予め膜面の盛
り上がりに対応した深さの凹部を被塗工基板に設けるこ
とにより、膜面の盛り上がりの低減や解消を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は塗工方法に関し、
液晶ディスプレイ用のカラーフィルタを作成するために
基板上に塗膜を形成する場合のほか、たとえばレジスト
塗工等の半導体製造分野、紫外線吸収層塗工等の光学フ
ィルタ製造分野等の液体状の塗料を供給される被塗工材
の表面に均一に塗工する場合に好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、光学フィルタ用のプラスティ
ック基板や、液晶ディスプレイ用のガラス基板、カラー
フィルタ用のガラス基板、半導体製造用ウェハなどに、
様々な塗料を均一に塗工することが強く要請されてい
る。工業的にこのような基板に塗膜を形成するために
は、被塗工材を１枚づつコータに供給し、塗料を塗工
し、乾燥などの次行程に搬送する塗工方式を採用するこ
とになる。

【０００３】また、被塗工材に塗膜を形成するに当たっ
て、スピンコータ、バーコータ、ロールコータ、ダイコ
ータが広く用いられている。

【０００４】このうち、スピンコータを用いる方法は、
半導体ウェハのフォトレジスト塗工に広く用いられてい
る方法であり、回転する被塗工材の表面中央に塗料を滴
下することによって塗膜を形成することができる。そし
て、この方法により得られる塗膜は塗料の種類をこの方
法に適したものに設定することにより全範囲にわたって
膜厚をかなり精度よく均一化できる。しかし、所定の膜
厚の塗膜を得るための塗料の使用量が著しく多く、不経
済である。また、被塗工材のエッジ部、裏面への塗料の
付着や、装置内に飛散した塗料のゲル化あるいは固形化
があり、工程の安定性、清浄性に欠けるので、塗工製品
の品質低下の原因になってしまう。

【０００５】ロールコータを用いる方法は、ローラを介
して塗料を被塗工材に転写する方法であり、長尺の被塗
工材、ロール状の巻き取られた被塗工材への塗工を行う
ことができる。しかし、塗料がパンからアプリケーショ
ンロール、被塗工材へ順次送られている関係上、塗料が
空気に曝される時間が長いため、塗料の吸湿、酸化によ
る変質が起こりやすく、異物の混入も発生しやすい。こ
の結果、塗工製品の品質低下を招いてしまう。

【０００６】バーコータを用いる方法は、ロッドに細い
ワイヤを巻いたバーを用いて被塗工材に塗料を塗工する
方法である。この方法ではロッドに巻かれたワイヤが被
塗工材に接するため塗膜にスジが入りやすいという不都
合がある。

【０００７】ダイコータは、従来から厚膜塗工や、高粘
度塗料を連続塗工する用途に広く採用されており、ダイ
コータを用いて被塗工材表面に塗膜を形成する場合に
は、カーテンフロー法、押し出し法、ビード法などの塗
工方法が知られる。中でも上記ビード法は、ダイコータ
のダイヘッド先端に設けられたスリットから塗料を吐出
して、ダイヘッド先端と一定の間隔を保って相対的に走
行する被塗工材との間に塗料ビードと呼ばれる塗料溜ま
りを形成し、この状態で被塗工材の走行に伴って塗料を
引き出して塗膜を形成する。

【０００８】そして、塗膜形成により消費されると量と
同量の塗料をスリットから供給されることにより塗膜を
連続的に形成するビード法を採用すれば、形成された塗
膜は膜厚の均一性をかなり高精度に達成できる。また、
塗料の無駄がほとんどなく、また、スリットから吐出さ
れるまで塗料送液経路が密閉されているのであるから、
塗料の変質、異物の混入を防止でき、得られる塗膜の品
質を高く維持できる。しかし、塗工開始部及び塗工終了
部に塗工膜面の盛り上がりが発生することが多く、この
膜面の盛り上がりにより塗膜の膜厚均一性や美観が損な
われてしまう。そこで塗工終了後、盛り上がりを除去す
る工程を設け塗工膜の均一化を行う場合がある。しか
し、工程の増加が問題となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ダイコータにおいては
塗布開始端部と塗布終了端部に、塗工方式固有の原因に
よる膜面の盛り上がりが発生している。また塗布幅方向
両端部にも膜面の盛り上がりが発生している。

【００１０】この膜面の盛り上がりにより塗膜の膜厚均
一性や美観が損なわれてしまう。膜面の盛り上がりの形
状や大きさは塗工液の表面張力、粘度等の液特性や、乾
燥条件などにより変化するが、膜面の盛り上がりを塗工
終了後の工程増加を行わずに、完全に解消するのは非常
に困難である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】膜面の盛り上がりが発生
する位置に、予め膜面の盛り上がりに対応した深さの掘
り込み部を被塗工材に設けることにより、膜面の盛り上
がりの低減や解消を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の好ましい実施の形態を説明する。

【００１３】図１にこの発明で用いる、被塗工材の例を
示す。掘り込み部の深さは塗工終了後に発生する膜面盛
り上がりに応じて決定することが望ましい。実施例で用
いる塗工機は、ダイコータであり特別な手段を用いる必
要はない。

【００１４】（実施例１）図１に示す角型基板に対し
て、ダイコータを用いて塗工を行った。角型基板の材質
は半導体製造用ウェハ、大きさは３６０ｍｍ×４６５ｍ
ｍ、厚さは０．７ｍｍ、掘り込み部の深さは０．０１ｍ
ｍ、幅は３ｍｍである。塗工液はポジティブ型レジスト
（ＡＺ４９０３、ヘキスト製）を用いた。塗布条件は塗
工速度１０ｍｍ／ｓ、塗工液吐出速度は０．３６ｃｃ／
ｓで塗工を行い、塗工膜端部が基板の掘り込み部になる
ように調整した。その結果、角型基板の掘り込み部のレ
ジスト膜は、０．０１ｍｍ低い位置にあるため、膜面の
盛り上がりはなかった。

【００１５】（比較例１）掘り込み部の無い、表面の平
らな角型基板に対して、ダイコータを用いて塗工を行っ
た。角型基板の材質は半導体製造用ウェハ、大きさは３
６０ｍｍ×４６５ｍｍ、厚さは０．７ｍｍである。塗工
液はポジティブ型レジスト（ＡＺ４９０３、ヘキスト
製）を用いた。塗布条件は塗工速度１０ｍｍ／ｓ、塗工
液吐出速度は０．３６ｃｃ／ｓで塗工を行った。その結
果、角型基板の塗工開始端部と塗工終了端部にはレジス
ト膜が平均膜厚に対して＋５０％以上の大きさの膜面盛
り上がりが計測された。

【００１６】

【発明の効果】この発明は、塗工において発生する塗膜
端部の盛り上がりを、被塗工材表面に掘り込み部を設け
ることにより低減または解消する塗工方法であり、塗工
条件や乾燥条件により塗膜端部の盛り上がりを軽減する
こと、もしくは塗工終了後に盛り上がり除去の工程を行
うことに比べ、簡単かつ効果的に行えるという特有の効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 被塗工材の例を示す図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料吐出用スリットから塗料を吐出する
   とともに、被塗工材を保持するステージまたは塗料吐出
   用スリットの少なくとも一方を相対的に移動させること
   により、被塗工材表面に塗膜を形成する枚葉塗工方法に
   おいて、被塗工材表面の塗膜端部となる部分の一部もし
   くは全てが、他の部分より低く掘り下げられていること
   を特徴とする被塗工材および、被塗工材表面の塗膜端部
   となる部分の一部もしくは全てが、他の部分より低く掘
   り下げられている被塗工材に対して塗布を行うことを特
   徴とする塗工方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の塗工方法において、他
   の部分より低く掘り下げられている部分の掘り下げ量が
   １ｍｍ以下であることを特徴とする被塗工材および塗工
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の塗工方法にお
   いて、他の部分より掘り下げられている部分の幅が１０
   ０μｍ以上であることを特徴とする被塗工材および塗工
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の塗工方
   法において、他の部分より掘り下げられている部分の幅
   が１００ｍｍ以下であることを特徴とする被塗工材およ
   び塗工方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の塗工方
   法において、他の部分より掘り下げられている部分をフ
   ォトリソグラフィ法を用いて被塗工材の表面に作成する
   ことを特徴とする塗工方法。