JP2008296067A - 塗布方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ノズルの先端から液体材料を供給して前記ノズルに対向する基板表面に膜を形成する塗布方法であって、
前記基板に対してその基板の面内方向およびその基板の厚さ方向に前記ノズルを移動可能な移動機構を準備し、
前記移動機構を用いて、前記ノズルを基板面内上の所定の位置に位置決め後、前記ノズルを前記基板に徐々に接近させ、
前記ノズルの先端から供給される半導体液滴が前記基板表面に設けられた電極と接触した時に、前記基板表面から前記ノズルに流れる電流を検出し、
前記電流の値があらかじめ設定されたしきい値を越えた時に前記ノズルの基板への接近を停止し、
前記基板から前記ノズルの先端を前記停止時よりも離す工程を有し、
前記基板に液体材料を塗布することを特徴とする塗布方法。
【選択図】 図1
Description
ノズル(先端)と基板間の距離は、塗布液吐出時にノズル先端に形成される液滴が基板表面に接触する程度に手動あるいは自動で調整される。
また、基板がXYステージに対して傾いている場合を考慮して、ノズル先端とノズル直下の基板表面との距離を維持するために、ノズル側と基板側との間にレーザー干渉計等を用いた距離センサを設けた装置もある。
また、距離センサを設けている場合においても、実際にはセンサ取り付け位置がノズル先端から離れており、ノズル先端−基板表面間距離を正確には検出できない。
そのため、センシング位置とノズル先端位置のずれよりも小さな範囲内で基板表面の凹凸や湾曲が存在した場合、ノズル先端-基板表面間距離を所定に維持することは困難となる。
この電流は塗布液が基板に接触した瞬間に流れるため、ノズル先端に液滴を形成しておけば、ノズル自体を基板に接触させることなく、基板と液滴の接触を検出することが出来る。
液滴が基板に接触すると、基板上での液滴の表面張力によりノズルから塗布液が吸い出され、ノズルから基板表面に連続的に塗布液が供給される。
そのため、液滴接触の検出からノズルを基板から離すまでの時間を調節することにより、供給される塗布液の量あるいは塗布面積を制御することが出来る。
台座1上にX移動機構2が固定され、X移動機構2上にY移動機構3が取り付けられ、さらに、Y移動機構3上には基板4が取り付けられており、基板4を台座1の面内方向に自在に移動することができる。
次に、Z駆動回路13を介してZ移動機構7を動作させ、ノズル9の先端を基板4に接近させる。
このとき、ノズル9を流れる電流が電流検出回路15によりモニタされており、この電流値は設定されたしきい値電流と比較回路16で比較され、ノズル9を流れる電流がしきい値を超えたかどうか制御装置14がチェックを行う。
これを基板4上の塗布したい座標位置において繰り返すことにより、所望の塗布膜パターンを形成する。
シリンジ8には塗布材料が入れられ、これを減圧ポンプ10を用いて減圧することにより、ノズル9先端に図2(a)に示したような半球状の液滴20が形成されている。
液滴20の接触後、塗布液は表面張力により電極パターン5表面に引かれて、図2(c)に示したように、ノズル9先端と電極パターン5表面が架橋した状態となる。
電流波形31の減衰の時定数はノズル9と電極パターン5との間の静電容量および液滴20の電気抵抗で決定され、時間30に現れるピーク電流値32はノズル9と電極パターン5間の電位差および液滴20の電気抵抗で決定される。
電流値は液滴の形状に依存するため必ずしも一定値とはならない。
(実施例1)
本発明を、以下の実施例を用いて詳細に説明する。
フレキシブル基板としては、厚さ0.1mm、直径75mmのポリエチレンテレフタレート(PET)基板を用いる。
本発明の塗布装置を用いて、ソース電極-ドレイン電極間のギャップに半導体を塗布することによってFETを作製する。
調整後の圧力を維持すれば、シリンジ内のP3HT溶液が減少しても、ノズル先端には常に同じ形状の液滴が形成される。
(実施例2)
別の実施例として、基板上の電極とノズルの間に電圧を印加して塗布を行った例に関して述べる。
電極-ノズル間の電圧が1Vの時、両者が液滴を介して接触している間、ノズルには約1μAの定常的な電流が流れる。
その結果、実施例1と同様に、全ての素子において直径約400μmの半導体パターンを正確な位置に塗布でき、FETアレイの作製ができる。
1.ノズルの先端から液体材料を供給して前記ノズルに対向する基板表面に膜を形成する塗布装置において、
前記基板に対して面内方向および高さ方向に前記ノズルを移動可能な移動機構を具備し、
前記移動機構により前記ノズルの面内位置を決定後、前記ノズルを前記基板に徐々に接近させ、
前記ノズルの先端から供給される半導体液滴が前記基板表面に設けられた電極と接触した時に前記ノズルに流れる電流を検出し、
前記電流があらかじめ設定されたしきい値を越えた時に前記ノズルの接近を停止し、
前記基板から所定の距離だけ離すことにより、
液体材料を塗布することを特徴とする塗布装置。
2.前記電極が電気的に浮遊状態であり、
前記電流として前記電極と前記ノズルの間に流れる過渡電流を用いることを特徴とする上記1.記載の塗布装置。
3.前記ノズルに電圧を印加することを特徴とする上記2.記載の塗布装置。
4.前記電極と前記ノズルの間に電圧を印加し、前記電流として前記電極と前記ノズルの間に流れる定常電流を用いることを特徴とする上記1.記載の塗布装置。
2 X移動機構
3 Y移動機構
4 基板
5 電極パターン
6 支柱
7 Z移動機構
8 シリンジ
9 ノズル
10 減圧ポンプ
11 X軸駆動回路
12 Y軸駆動回路
13 Z軸駆動回路
14 制御装置
15 電流検出回路
16 比較回路
17 電圧印加回路
20 液滴
21,22,23 位置
24 塗布パターン
30,34 時間
31,35 電流波形
32 ピーク電流値
33 しきい電流値
36 初期電流値
Claims (4)
- ノズルの先端から液体材料を供給して前記ノズルに対向する基板表面に膜を形成する塗布方法であって、
前記基板に対してその基板の面内方向およびその基板の厚さ方向に前記ノズルを移動可能な移動機構を準備し、
前記移動機構を用いて、前記ノズルを基板面内上の所定の位置に位置決め後、前記ノズルを前記基板に徐々に接近させ、
前記ノズルの先端から供給される半導体液滴が前記基板表面に設けられた電極と接触した時に、前記基板表面から前記ノズルに流れる電流を検出し、
前記電流の値があらかじめ設定されたしきい値を越えた時に前記ノズルの基板への接近を停止し、
前記基板から前記ノズルの先端を前記停止時よりも離す工程を有し、
前記基板に液体材料を塗布することを特徴とする塗布方法。 - 前記電極が電気的に浮遊状態であり、
前記電流の検出に前記電極と前記ノズルの間に流れる過渡電流を用いることを特徴とする請求項1記載の塗布方法。 - 前記ノズルに電圧を印加することを特徴とする請求項2記載の塗布方法。
- 前記電極と前記ノズルの間に所定の直流電圧又は交流電圧を印加し、
前記電流の検出に前記電極と前記ノズルの間に流れる定常電流を用いることを特徴とする請求項1記載の塗布方法。
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