JP2006015183A - ロールコータ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の基材を積層した、幅方向で異なる厚みが混在している被塗布材にフォトレジストなどの液体を均一に、表裏を一回の工程で塗布する塗布装置を提供することである。その装置を用いることにより、生産能力の低下せずに、効率よく、高い品質のフォトレジストなどの塗布膜を提供する。
【解決手段】 被塗布材を搬送する搬送部と、搬送中の被塗布材に接触し転写するコーティングロールと、該ロールにレジストなどの液体を定量供給する液体供給部を有するロールコータにおいて、前記コーティングロールと搬送される該被塗布材に同時に接触する位置に該コーティングロールにより追動し回転する補助ロールを具備したコータヘッド部を備え、該コーティングロール表面の液体膜の一部分以外を直接に、及び一部分を補助ロールを介して間接に、該被塗布材に転写するロールコータ。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体関連部材の製造工程、特にフォトリソグラフィー技術を用いた工程の製造装置のうち、被塗布材にフォトレジストなどの液体を塗布する装置に関する。

近年、半導体関連製品は極小化、動作速度の高速化の一途をたどっており、これに伴って、プリント基板やインターポーザなどの周辺部材も極小化、高速化が求められている。極小化、高速化を実現するために、配線の微細化や基板の高積層化が推し進められており、配線形成を担うフォトリソグラフィー工程においても、配線の微細化や基板の高積層化の対応を求められている。

基板の上にフォトレジストなどの液体を均一に塗布するには、液体に基板を浸漬させてから引き上げるディップコータ、スリットから液体を押し出して基板上に載せるスリットダイコータ、液体をカーテンのごとく１枚の膜様に垂らして基板上に載せるカーテンコータ、ロール表面に液体の膜を形成してこれを基板に転写するロールコータなどが用いられてきた。

また近年は、基板の極小化、高速化に対応するために基板の表裏両面に配線を形成することが求められており、一回の工程で表裏を処理することが求められている。

長尺帯状体の、又はシート状体の基材を複数枚を積層した基板（以下基板と記す）では、積層されて厚みが厚くなった部分、例えば中央部と、積層されずに厚みが薄い部分、例えば両端部とが混在する場合がある。このように異なる厚みが幅方向に混在している基板の表面に、フォトレジストなどの液体を均一に、なおかつ表裏を一回の工程で塗布するには以下の課題がある。

従来のフォトレジストなどを基板面に塗布する方法では、ディップコータ、スリットダイコータ、カーテンコータ、ロールコータ等の方法がある。まず、ディップコータでは表裏を同時に処理できるが、浸漬状態からの引き上げ時に、基板端部や積層段差部での表面張力により液体が溜まるなどし、塗布膜厚の精度が悪い。

スリットダイコータでは液体を吐出するダイヘッドと基板との間隙で塗布膜厚が変化するため、異なる厚みが混在している基板では、基板厚みが厚い部分と薄い部分で塗布膜厚が異なってしまう。また前述の間隙を維持するために、ダイヘッドと対向して基板の位置を規制するバックアップローラを有し、該バックアップローラに基板を巻回するのが一般的であり、両面塗布を行おうとした場合に、初めに塗工した面が乾燥するまで反対側の面を塗工できない。

カーテンコータでは両面塗布を行おうとした場合に基板を表裏反転させなければならず、装置が複雑になるとともに装置長が長くなり、生産能力の低下を招く問題がある。

ロールコータでは膜厚精度が高く、両面塗布にも比較的容易に対応可能であるが、コーティングロールと基板が接触している部分にしか液体を塗布できない。基板が薄い部分にはコーティングロールが接触せず、液体が塗布されないため、この部分のみ再度塗工する工程が増えてしまう。

以下に公知文献を記す。
特許第３２５２２７７号公報

本発明の課題は、長尺帯状体を基材として積層化され、幅方向で異なる厚みが混在している基板にフォトレジストなどの液体を均一に、表裏を一回の工程で塗布する塗布装置を提供することである。その装置を用いることにより、生産能力の低下せずに、効率よく、高い品質のフォトレジストなどの塗布膜を提供する。

本発明はかかる課題を解決するためのものであり、本発明の請求項１に係る発明は、被塗布材を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送中の被塗布材に接触しレジストなどの液体を該被塗布材に転写するコーティングロールと、該コーティングロールにレジストなどの液体を定量供給し、該コーティングロール表面に所定の膜厚の液体膜を形成する液体供給部を有するロールコータにおいて、前記コーティングロールと搬送される該被塗布材に同時に接触する位置に該コーティングロールにより追動し回転する補助ロールを具備したコータヘッド部を備え、該コーティングロール表面の液体膜の大部分を直接に、及び残部分を補助ロールを介して間接に、該被塗布材に転写することを特徴とするロールコータである。

本発明の請求項２に係る発明は、前記補助ロールが、モータなどを電動を具備し、電動して前記コーティングロールに接触しながら回転し、該コーティングロール表面の液体膜の一部分を、補助ロールを介して該被塗布材に転写することを特徴とする請求項１記載のロールコータである。

本発明の請求項３に係る発明は、前記コータヘッド部が、２組を備えたロールコータであって、各々が被塗布材を介して対向する位置に配置し、被塗布材の表裏に液体を塗布することを特徴とする請求項１、又は２記載のロールコータである。

本発明によれば、厚みの厚い部分と薄い部分の混在する被塗布材で、厚みの厚い部分にはコーティングロールが接触し、フォトレジストなどの液体が転写されると共に、厚みの薄い部分には補助ロールが該コーティングロールより転写された液体を更に被塗布材に転写することにより、厚みの異なる部分が混在する被塗布材全面に均一に液体を塗布することが可能になる。

請求項１の発明によれば、厚みの薄い部分に液体を転写する補助ロールがコーティングロールと接触し従動的に回転するとともに、該コーティングロールより液体が転写されることにより、該補助ロールに独立した駆動手段および液体供給手段を備える必要が無くなり、装置の簡素化が図られる。

請求項２の発明によれば、コーティングロールの回転速度および回転方向と補助ロールの回転速度および回転方向を独立して設定することにより、該コーティングロールと被塗布材との間の摩擦力および該補助ロールと被塗布材との間の摩擦力による被塗布材にかかる不要な張力または圧力を抑制することができる。

請求項３の発明によれば、表裏ともに厚みの厚い部分と薄い部分が混在している被塗布材の表裏両面に一回の工程で液体を塗布することができる。

更に本発明によれば、コーティングロール表面にフォトレジストなどの液体を所定の膜厚であらかじめ均一に供給することで、補助ロール表面で再度膜厚を制御することなく、被塗布材表面に均一に塗布することが可能である。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。図４に本発明で想定する被塗布材の断面を模式的に示す。被塗布材としては、ベース基材１０１の上に積層材１０２がラミネートなどで積層されており、厚みが厚い領域１０３と、薄い領域１０４とが混在している基板を想定する。図４では、被塗布材の両端は厚み薄く、中央は厚い積層材である。すなわち、厚さが混在する被塗布材の表面に、フォトレジストなどの液体を均一に塗布する本発明の方法について記述する。

次に、本発明のロールコータのコータヘッド部を説明する。図１は、本発明のコータヘッド部を説明する構成図で、ａは、基材幅方向よりの側断面図であり、ｂは、基材端部方向よりの側断面図である。図１ａでは、図下部には被塗布材１があり、幅方向に厚さが混在する。被塗布材のうち厚みが厚い領域１１は左右にあり、被塗布材のうち厚みが薄い領域２１は、例えば中央部と、両端部とにある。図上部にはコータヘッド部１０のコーティングロール３及び補助ロール５があり、各々ロール表面は被塗布材１の表面に接触する。なお、補助ロール５はコーティングロール３の陰となる場合があり破線で表示する。塗布時では、被塗布材の厚い領域１１ではコーティングロール３の表面に接触し、薄い領域２１では補助ロール５の表面に接触する構造である。すなわち、コーティングロール表面３の液体膜の大部分、例えば厚い領域１１へ直接に、及び残部分、例えば薄い領域２１へ補助ロールを介して間接に、被塗布材表面１に転写する機構である。なお、補助ロール５の配置位置及び数量の変更は、任意に調整できる構造であり、各々補助ロール幅も任意に調整できる。

図１ｂは、塗布時のコータヘッド部１０と被塗布材１との各々表面の接触位置を示すものである。被塗布材１の厚い領域の表面位置１１ａと、薄い領域の表面位置２１ａ（破線で表示）とは段差があり、各々の表面位置１１ａ、２１ａまでコーティングロール３の、又は補助ロール５の表面位置を調整し、接触させている。なお、補助ロール５の表面位置の調整は、任意に調整できる構造である。

図２ａ〜ｂには、本発明によるロールコータの構成図を示す。長尺帯状の被塗布材２０１は図示しない搬送手段により搬送されており、一定速度、一定張力を保って図中の矢印２０２の方向に移動している。コーティングロール２０３の表面にはグラビアロール２０４からレジストが定量供給されて均一なレジスト膜が形成されている。グラビアロール２０４には別途図示しないレジスト供給手段によりレジストが供給されている。コーティングロール２０３の表面に均一なレジスト膜を形成する方法はグラビアロール方式に限定されず、ドクターロール、ドクターブレード、ダイヘッドなども好適に使用できる。

コーティングロール２０３、グラビアロール２０４ともに図示しない駆動手段により回転しており、コーティングロール２０３は被塗布材２０１のうち、図４の１０３で示される領域と接触して、レジストを転写する。コーティングロール２０３は、被塗布材の搬送方向と順方向に回転するナチュラルコーティング方式、又は逆方向に回転するリバースコーティング方式でも構わない。

補助ロール２０５はコーティングロール２０３と接触しており、コーティングロール２０３の表面のレジストが転写されている。また、補助ロール２０５は被塗布材２０１のうち、図４の１０４で示される領域と接触してレジストを転写する。図２ａでは補助ロール２０５はコーティングロール２０３に対し、被塗布材の搬送方向２０２の下流側に位置し
ているが、コーティングロール２０３の上流側でも構わない。

図２ｂには、本発明によるロールコータの構成を被塗布材上方向から見た模式図を示す。補助ローラ３０３は被塗布材３０１のうち、厚みの薄い部分３０２にのみ接触する。

次いで、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図３には、本発明の片面塗布の一実施例である。塗布面が片側のみの場合は、従来の片面ロールコータに本発明を適用できる。プリント基板などの板状の被塗布材４０１はローラコンベア４０２により矢印４０３の方向に搬送されている。コーティングロール４０４とドクターロール４０５は所定の間隙を持って配置されており、コーティングロール４０４の表面には液溜り４０６からレジストが定量供給されて均一なレジスト膜が形成されている。液溜り４０６には別途図示しないレジスト供給手段によりレジストが供給されている。コーティングロール４０４は被塗布材４０１のうち、厚みの厚い部分と接触し、レジストを転写する。

補助ロール４０８はコーティングロール４０４と接触しており、コーティングロール４０４の表面のレジストが転写されている。また、補助ロール４０８は被塗布材４０１のうち、厚みの薄い部分と接触してレジストを転写する。補助ロール４０８は図示しない駆動手段により被塗布材４０１の搬送方向４０３と順方向に回転しており、被塗布材４０１の搬送を妨げない。

本発明のコータヘッド部を説明する構成図で、ａは、基材幅方向よりの側断面図であり、ｂは、基材端部方向よりの側断面図である。 本発明の実施形態の構成図で、ａは、側断面図であり、ｂは、その上面図である。 本発明の実施例１の説明図。 本発明での想定する被塗布材の断面模式図。

符号の説明

１…被塗布材
１１…（被塗布材のうち厚みが）厚い領域
１１ａ…厚い領域の表面位置
２１…（被塗布材のうち厚みが）薄い領域
２１ａ…薄い領域の表面位置
３…コーティングロール
４…液体供給部
５…補助ロール
１０…コータヘッド部
１０１…ベース基材
１０２…積層材
１０３…被塗布材のうち厚みが厚い領域
１０４…被塗布材のうち厚みが薄い領域
２０１…被塗布材
２０２…被塗布材の搬送方向
２０３…コーティングロール
２０４…グラビアロール
２０５…補助ロール
３０１…被塗布材
３０２…被塗布材のうち厚みが薄い領域
３０３…補助ロール
３０４…コーティングロール
３０５…補助ロールによる塗布面
３０６…コーティングロールによる塗布面
４０１…被塗布材
４０２…ロールコンベア
４０３…被塗布材の搬送方向
４０４…コーティングロール
４０５…ドクターロール
４０６…液溜り
４０７…バックアップロール
４０８…補助ロール

Claims (3)

1. 被塗布材を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送中の被塗布材に接触し、レジストなどの液体を該被塗布材に転写するコーティングロールと、該コーティングロールにレジストなどの液体を定量供給し、該コーティングロール表面に所定の膜厚の液体膜を形成する液体供給部とを有するロールコータにおいて、前記コーティングロールと搬送される該被塗布材とに同時に接触する位置に該コーティングロールにより追動し回転する補助ロールを具備したコータヘッド部を備え、コーティングロール表面の液体膜の大部分を直接に、及び残部分を補助ロールを介して間接に、該被塗布材に転写することを特徴とするロールコータ。
2. 前記補助ロールが、モータなどを電動を具備し、電動して前記コーティングロールに接触しながら回転し、該コーティングロール表面の液体膜の一部分を、補助ロールを介して該被塗布材に転写することを特徴とする請求項１記載のロールコータ。
3. 前記コータヘッド部が、２組を備えたロールコータであって、各々が被塗布材を介して対向する位置に配置し、被塗布材の表裏に液体を塗布することを特徴とする請求項１、又は２記載のロールコータ。

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