JP2005270875A - 塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルを真上に上昇させた場合、塗布終了時に塗布液をサックバックし、スリットノズル内に液を吸い込ながら、スリットノズルを真上に上昇させることで、塗布終了時の液切りを行った場合は、塗布終了部に真上方向に盛り上がりが発生してしまう。
【解決手段】板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる。又、別の塗膜形成方法として、板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを板状被処理物に対して相対的に下降させた後、前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は板状被処理物の表面に対しスリットノズルを用いて塗膜を形成する塗膜形成方法に関する。

ガラス基板などの板状被処理物の表面への塗膜形成方法として、塗布液滴下装置を用いて塗膜を形成する方法があり、これには、塗布液溜槽等から吐出滴下するノズルまでの配管途中に各種バルブやフィルター等を載置した塗布液滴下装置（以下スリットノズル）が使われている。

スリットノズルは、塗布液溜槽からの配管を通してノズルから塗布液を吐出させるものである。その配管の途中に、送られてくる塗布液を流路開閉によって断続制御するための仕切弁、塗布液が流路閉時にノズル先端から液垂れ（ボタ落ち）するのを防ぐためにノズル先端の液面を配管内に引き込むためにサックバック（吸込）を行い、塗布液の異物や気泡等を捕集するためのフィルターが載置されている。均一なウェット塗膜を形成するには、液垂れ（吐出必要時以外の液滴下）がないこと、かつ塗布液にゲルやスラッジなどの異物を含まないこと、塗布液に脈動がないことなどが重要である。

均一な塗膜を形成する方法として、従来は前述したように、塗布終了時に塗布液をサックバックし、スリットノズル内に液を吸い込ながら、スリットノズルを上昇させることで、塗布終了時の液切りを行っている。

例えば、特許文献１では、塗布終了位置または終了直前でポンプを逆回転させることによりサックバックを行い終了位置での塗膜の厚みを抑制している。

特許文献２には、被塗工材が、塗工終了位置に到達する直前にマイクロシリンジポンプによる塗料の送液のみを停止し、ビードスキージ塗工を行い、ビードスキージ塗工の終期にマイクロシリングポンプを逆に動作させることにより被塗工材上の塗料を短時間だけ吸引し、その後、塗料吐出装置を上昇させる方法について記載されている。

また、特許文献３の実施例２には、塗工終了位置で定量ポンプの駆動とステージの駆動を止め、これと同時に塗料ビードを定量ポンプの反転駆動で吸引回収する方法について記載されている。

また、特許文献４には、塗布終了方法として、塗布有効エリアで塗布を終了させるのではなく、板状被処理物の端部を外れた塗布有効エリア外まで、塗布を行う方法が記載されている。
特開２００２−１１３４１１号公報 特開平８−１８２９６０号公報 特開平８−２２９４９７号公報 特開２００２−２０４９９６号公報

図７は従来方法のうち、ノズルを真上に上昇させた場合を示すものであり、塗布終了時に塗布液をサックバックし、同図（ａ）に示すようにスリットノズル内に液を吸い込ながら、スリットノズルを真上に上昇させることで、塗布終了時の液切りを行った場合は、塗布終了部に真上方向に盛り上がりが発生してしまう。

しかし、塗布後の工程で現像残りが発生する問題、サックバックを頻繁に繰り返すことでスリットノズル内にエアが溜まってしまうという問題、更にはサックバックの動作によるゲルやスラッジの発生の問題もある。その他に仕切り弁の動作によるゲルやスラッジの発生も加わり、これがスリットノズルより吐出し、歩留低下をきたす。

また、塗布終了方法として、塗布有効エリアで塗布を終了させるのではなく、塗布有効エリア外まで、塗布を行う方法は、裏面に塗布液が回り込んでしまい、下流側の装置が汚染されてしまうことや、ステージが汚染されてしまう問題がある。

上記課題を解決するため、本発明にあっては、板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる。

また、別の塗膜形成方法として、板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを板状被処理物に対して相対的に下降させた後、前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる。

更に別の塗膜形成方法として、板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前でポンプを逆回転させ、塗布液を吸引した後に前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる。

また、上記以外の塗膜形成方法として、板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを相対的に下降させながらポンプを逆回転させ、塗布液を吸引した後に前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させる。

上記の塗膜形成方法における塗布終了時の動作として、塗布液の粘度等の特性に合わせて、下記の４つの動作と３つのスリットノズル上昇パターンを組み合わせることにより最適な塗膜形成方法を選択することができる。

まず動作としては、被処理基板の塗布終了位置またはその直前でポンプを停止し、塗布液供給を止めてから、以下の４動作のうちいずれかを行う。
Ａ．スリットノズルを斜めに上昇させる動作。
Ｂ．スリットノズルを塗布終了位置から一旦下降させた後に前記スリットノズルを斜めに上昇させる動作。
Ｃ．ポンプを逆回転させながら、スリットノズルを斜めに上昇させる動作。
Ｄ．スリットノズルを塗布終了位置から下降させつつ、ポンプを逆回転させて前記スリットノズルを斜めに上昇させる動作。

また、前記動作と組み合わせるスリットノズルの上昇パターンとしては、下記の３つのいずれかを使う。
ア．斜め後方にスリットノズルを上昇させる。
イ．斜め前方にスリットノズルを上昇させる。
ウ．後方にスリットノズルと被処理基板との間隔を一定に保ちつつ少し戻り、その後に斜め後方にスリットノズルを上昇させる。

塗布終了時にスリットノズルをサックバックしながら垂直に上昇させるのではなく、サックバックしながら斜め前方または斜め後方に上げることによって、エンド部の盛り上がりを低減させることが出来て、ベーク後の塗膜形成エッジ部の膜厚を、ベーク後の塗膜形成エリアにおける平均膜厚の１．５倍以下にすることが出来る。

図１は、第１の実施例におけるスリットノズルの動作図である。先ず同図（ａ）に示すように、塗布開始位置Ｐ１でスリットノズル下端を板状被処理物の表面に接近せしめる。前記塗布開始位置Ｐ１からポンプ２を駆動し、徐々に前記ポンプの吐出レートを上げつつ前記スリットノズル下端と前記板状被処理物の表面とのギャップに塗布液を連結する。

次いで同図（ｂ）に示すように、前記被処理基板の塗布終了位置Ｐ２で前記ポンプを停止し、塗布液供給を停止する。

更に同図（ｃ）に示すように、前記スリットノズルを斜め後方に上昇させた位置Ｐ３で停止させる。前記スリットノズルが逆方向の斜め後方に上昇することにより、塗布端部のエッジ部液切れ端が斜め後方にずれる。

この詳細を、図２の例で示す。同図（ａ）のように、スリットノズルを斜め後方に上昇させると、移動直後は液を後方に引き、更に前記スリットノズルを斜め後方位置Ｐ１０に引き上げると液が切れ、同図（ｂ）のように連続していた液が分断されて、ウェット塗布膜上塗布膜側の切れ目が自重で垂れ下がり、同図（ｃ）のようにウェット塗布膜上に重なり高さが落ち着く。この時の盛り上り高さＨ４は、従来例として図７に示したスリットノズルを垂直に上げた場合の盛り上り高さＨ２よりも低くなる。

図３は、第２の実施例におけるスリットノズルの動作図である。先ず同図（ａ）に示すように、塗布開始位置Ｐ１からポンプ２を駆動し、徐々に前記ポンプの吐出レートを上げつつ前記スリットノズル下端と前記板状被処理物の表面とのギャップに塗布液を連結する。

次に、同図（ｂ）に示すように、前記スリットノズルは前記板状被処理物との距離を保ちつつ塗布終了位置Ｐ２まで塗布を継続する。

更に、同図（ｃ）に示すように、前記スリットノズルが塗布終了位置Ｐ２から斜め前方に上昇することによって、塗布端部の盛り上り高さが図７の盛り上り高さＨ２よりも低い塗布膜が形成される。

この詳細も前記と同様である。即ち、図４の例で示すように、同図（ａ）のように、スリットノズルを斜め前方位置Ｐ９に引き上げると、同図（ｂ）のように連続していた液が分断され、同図（ｃ）のように盛り上り高さＨ４は、図７にある従来例の盛り上り高さＨ２よりも低くなる。

図５は、第３の実施例におけるスリットノズルの動作図である。先ず同図（ａ）に示すように、塗布開始位置Ｐ１でスリットノズル下端を板状被処理物の表面に接近せしめる。この塗布開始位置Ｐ１からポンプ２を駆動し、徐々に前記ポンプの吐出レートを上げつつ前記スリットノズル下端と前記板状被処理物の表面とのギャップに塗布液を連結する。

次に同図（ｂ）に示すように、前記スリットノズルが塗布終了位置Ｐ２まで塗布を継続する。

更に同図（ｃ）に示すように、塗布終了位置Ｐ２から後方位置Ｐ５に被処理基板との間隔を変えずに少し戻る。

そして同図（ｄ）に示すように、後方位置Ｐ５から斜め後方位置Ｐ６に上昇する。前記スリットノズルが斜め後方に上昇することによって、塗布端部のエッジ部は斜め後方に傾き、液切れ端部付近は塗布膜の上に載置されて落ち着く。この時のエッジ部の高さは、図７の盛り上り高さＨ２よりも低くなる。

図６は第４の実施例におけるスリットノズルの動作図である。先ず同図（ａ）に示すように、塗布開始位置Ｐ１でスリットノズル下端を板状被処理物の表面に接近せしめる。この塗布開始位置Ｐ１からポンプ２を駆動し、徐々に前記ポンプの吐出レートを上げつつ前記スリットノズル下端と前記板状被処理物の表面とのギャップに塗布液を連結する。

次に同図（ｂ）に示すように、前記スリットノズルは塗布終了位置の少し手前位置Ｐ７から下降し、塗布終了時には被処理基板４との間隔を塗布時（図中の点線レベル）よりも狭くする塗布終了位置Ｐ２に移動し、同時にポンプ２を逆回転させ、塗布液を吸引する。

塗布液吸引後、同図（ｃ）に示すうように、斜め後方位置Ｐ８に上昇することによって、塗布端部のエッジ部高さが図７の盛り上り高さＨ２よりも低い塗布膜が形成される。

この詳細については、類似例として図４の例で示す。図６ではスリットノズルを塗布終了位置Ｐ２から後方位置Ｐ７に被処理基板との間隔を変えずに少し戻ったが、この場合も塗布液の液切れ位置は異なるものの、同様の現象が起きて、図４（ｃ）のように盛り上り高さＨ３は図７の盛り上り高さＨ２よりも低い。

比較例

参考として、粘度８ｃｐのレジストを使った場合の、従来例（塗布終了後にてそのまま垂直上昇）と本願発明の実施例１および実施例３におけるエンド部（エッジ部）の最大高さを測定して比較した。

上記の表からも分かるように、実施例１、実施例３ではベーク後のエンド部高さにおいて従来方法に較べてそれぞれ約４３％、２１％の改善が見られた。

液晶表示基板やシリコンウェーハなどの製造において、より広い面積への塗布の均一化が可能になるので、ガラスやウェーハなどの板状被処理物の有効面積が拡張されたり、製品の歩留まりが向上するなど製品単価のコストダウンが図れる。

（ａ）〜（ｃ）は第１実施例に係る塗膜形成方法を説明した図 （ａ）〜（ｃ）は塗布終了後、スリットノズルを斜め後方上昇させた図 （ａ）〜（ｃ）は第２実施例に係る塗膜形成方法を説明した図 （ａ）〜（ｃ）は塗布終了後、スリットノズルを斜め前方上昇させた図 （ａ）〜（ｄ）は第３実施例に係る塗膜形成方法を説明した図 （ａ）〜（ｃ）は第４実施例に係る塗膜形成方法を説明した図 （ａ）〜（ｃ）は塗布終了後、スリットノズルを真上に上昇させた図

符号の説明

１… スリットノズル
２… ポンプ
３… 塗布液
４… 板状被処理物（ガラス基板）
５… ウェット塗膜
６… 真上方向に盛り上がった塗布終了部（エッジ部）
７… 斜め前方に傾いて液切れした塗布終端部（エッジ部）
８… 斜め後方に傾いて液切れした塗布終端部（エッジ部）
Ｐ１… 塗布開始位置
Ｐ２… 塗布終了位置
Ｐ３… スリットノズルを斜め後方に上昇させた位置
Ｐ４… スリットノズルを斜め前方に上昇させた位置
Ｐ５… スリットノズルを一定間隔を維持して後方に戻った位置
Ｐ６… スリットノズルを斜め後方に上昇した位置
Ｐ７… スリットノズルが塗布終了位置手前で下降を始める位置
Ｐ８… スリットノズルが下降後にポンプを逆転させる位置
Ｐ９… スリットノズルが斜め前方に引き上げられた位置
Ｐ１０…スリットノズルが斜め後方に引き上げられた位置
Ｈ１… 塗布開始時のスリットノズル下端高さ（被処理基板上面が基準）
Ｈ２… スリットノズルを垂直に上昇させた時の塗布終端の盛り上り高さ
Ｈ３… スリットノズルを斜め前方に上昇させた時の塗布終端の盛り上り高さ
Ｈ４… スリットノズルを斜め後方に上昇させた時の塗布終端の盛り上り高さ

Claims (4)

1. 板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させることを特徴とする塗膜形成方法。
2. 板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを板状被処理物に対して相対的に下降させた後、前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させることを特徴とする塗膜形成方法。
3. 板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前でポンプを逆回転させ、塗布液を吸引した後に前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させることを特徴とする塗膜形成方法。
4. 板状被処理物の表面に対しスリットノズルを相対的に水平移動しつつポンプを駆動して前記スリットノズルから塗布液を供給するようにした塗膜形成方法において、塗布終了位置またはその直前で前記スリットノズルを相対的に下降させながらポンプを逆回転させ、塗布液を吸引した後に前記スリットノズルを斜め前方または斜め後方に上昇させることを特徴とする塗膜形成方法。