JP2011036847A - Film-forming method and spin coater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗膜形成方法及びスピンコータに関し、具体的には、基材表面に均一な膜厚の塗膜を形成するめの方法、及びこのような方法において用いられるスピンコータに関する。 The present invention relates to a coating film forming method and a spin coater, and more specifically to a method for forming a coating film having a uniform film thickness on a substrate surface and a spin coater used in such a method.
従来から、ディスプレイ材料、機能性フィルム等の映像表示分野、磁気テープ類等の情報記録分野、インクジェット用紙等の紙分野、薄膜電池や電子回路基板等の電気・電信関連分野、ローパスフィルタ等の光学関連分野、撥水・防水・消臭といった機能繊維分野などの多くの分野において、基板等の基材の表面に均一な厚さの膜を形成するために、所謂スピンコート法が採用されている。このスピンコート法では、塗膜を形成するための塗液が表面に配置された基材を、回転駆動するステージ上に固定し、このステージを回転させて、ステージの回転によって生じる遠心力を用いて塗液を広げる。そして、スピンコート法では、ステージの回転速度及び回転時間を調整することによって膜厚を調整する。 Conventionally, display materials, video display fields such as functional films, information recording fields such as magnetic tapes, paper fields such as ink-jet paper, electrical and telegraph related fields such as thin film batteries and electronic circuit boards, and optics such as low-pass filters The so-called spin coating method is employed to form a film with a uniform thickness on the surface of a substrate such as a substrate in many fields such as the related field, the functional fiber field such as water repellency, waterproofing and deodorization. . In this spin coating method, a substrate on which a coating liquid for forming a coating film is arranged is fixed on a stage that is rotationally driven, and this stage is rotated to use centrifugal force generated by the rotation of the stage. Spread the coating liquid. In the spin coating method, the film thickness is adjusted by adjusting the rotation speed and rotation time of the stage.
このようなスピンコート法を用いた場合、ステージの回転軸に近い膜の中心部では、膜厚を高精度で均一にすることができるが、ステージの回転軸から遠い基材の周縁部では、膜の厚さが中央部よりも厚くなってしまうという問題があった。即ち、遠心力により塗液を広げると、塗液が基材の中央から周縁部に向かって流れて、基材の周縁部に塗液が集まる。そして、ステージを回転させている間は、基材の周縁部に集まった塗液は、遠心力により基材の周縁部からステージ外に飛散するが、ステージの回転を停止させると、塗液の表面張力により基材の周縁部に塗液が集中してしまうからである。 When such a spin coating method is used, the film thickness can be made uniform with high accuracy at the center of the film close to the rotation axis of the stage, but at the peripheral edge of the substrate far from the rotation axis of the stage, There has been a problem that the thickness of the film becomes thicker than the central part. That is, when the coating liquid is spread by centrifugal force, the coating liquid flows from the center of the substrate toward the peripheral portion, and the coating liquid is collected at the peripheral portion of the base material. While the stage is rotating, the coating liquid collected at the peripheral edge of the base material is scattered from the peripheral edge of the base material to the outside of the stage by centrifugal force, but when the rotation of the stage is stopped, This is because the coating liquid concentrates on the peripheral edge of the substrate due to the surface tension.
特に、ローパスフィルタ等の光学関連分野においては、
高精度の膜厚が要求されるため、膜厚の誤差を、所望の厚さに対して±数μm程度に抑える必要があるが、従来のスピンコート法では、周縁部の盛上り中央部に比べ数十μm以上厚くなるため、誤差を±数μm程度に抑えることができなかった。
Especially in optical fields such as low-pass filters,
Since high-precision film thickness is required, it is necessary to suppress the error in film thickness to about ± several μm with respect to the desired thickness. Since the thickness is several tens of μm or more, the error cannot be suppressed to about ± several μm.
これを解決するための手段としては、特許文献1に記載されたスピンコート法が知られている。具体的には、特許文献1に記載されたスピンコート法では、塗液を広げている間、又は広げた後に、ステージ上に配置された基材の下側から、基材の下面に向けてエアを吹き付けて、基材の中央部から基材の周縁部に向かうエアの流れを作り出す。そして特許文献1によれば、基材の中央部から基材の周縁部に向かうエアの流れを作り出すことによって、基材の周縁部よりもさらに外側に負圧を生じさせて、基材の周縁部に集まった塗液を基材の外側に向けて引っ張ることとしている。
As means for solving this problem, the spin coating method described in
しかしながら、特許文献1に記載されているスピンコート法では、基材の下側から基材の外側に向けて流れるエアによって生じる負圧を用いて、基材の周縁部の盛り上がりを無くすこととしているため、例えば、膜の厚さを比較的厚くしようとした場合には、塗液を引っ張る力が十分ではなく、基材の周縁部の盛り上がりを無くすことができない。結果として、特許文献1に記載されているスピンコート法では、形成しようとする膜の厚さや使用する塗液の粘度によっては、盛り上がりを無くすことができず、高精度の膜厚の塗膜を形成することができないという問題があった。
However, in the spin coating method described in
そこで、本発明は、
上述した問題点を解決するためになされたものであり、形成しようとする膜の厚さや使用する塗液の粘度に関わらず、基材の周縁部に生じる盛り上がりを除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる塗膜形成方法、及びこのような塗膜形成方法において用いられるスピンコータを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides
It was made in order to solve the above-mentioned problems, and removes the bulge generated at the peripheral edge of the base material regardless of the thickness of the film to be formed and the viscosity of the coating liquid to be used. It is an object of the present invention to provide a coating film forming method capable of forming a coating film having a spin coater and a spin coater used in such a coating film forming method.
上記課題を解決するために、本発明は、基材表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、前記基材の上面に塗膜を形成するための塗液を配置する塗膜配置工程と、前記基材を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、前記エア吹き付け工程では、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って,エアを吹き付けることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a coating film forming method for forming a coating film on the surface of a substrate, and a coating film arrangement for arranging a coating liquid for forming a coating film on the upper surface of the substrate A step of rotating the base material around a predetermined axis, and an air blowing step of blowing air from the upper part of the base material to the upper peripheral edge of the base material, Air is blown along the direction from the center of the substrate toward the outside of the substrate.
このように構成された本発明によれば、基材回転工程によって、基材の上面に配置された塗液の厚さをほぼ均一にし、次いでエア吹き付け工程を実施する。そしてエア吹き付け工程において、基材の中心部から基材の外側に向けて、基材の上面周縁部にエアを吹き付けることによって、基材の周縁部の塗液を基材の外側に向う方向に沿って飛ばすことができる。そしてこれにより、基材の周縁部に形成される盛り上がりを除去することができ、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。 According to the present invention thus configured, the thickness of the coating liquid disposed on the upper surface of the base material is made substantially uniform by the base material rotation step, and then the air spraying step is performed. And in the air spraying step, the coating liquid at the peripheral edge of the base material is directed toward the outside of the base material by spraying air from the center of the base material toward the outside of the base material. Can fly along. As a result, the bulge formed on the peripheral edge of the substrate can be removed, and the thickness of the coating liquid can be made uniform in the central portion and the peripheral portion of the coating liquid.
また、本発明において好ましくは、エア吹き付け工程では、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の下面にエアを吹き付ける。 Preferably, in the present invention, in the air blowing step, air is blown onto the lower surface of the substrate along the direction from the center of the substrate toward the outside of the substrate at the same time as air is blown onto the upper surface of the substrate. .
このように構成された本発明によれば、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の下面にもエアを吹き付けることによって、基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。 According to the present invention thus configured, the coating liquid blown from the upper surface of the base material by blowing air to the lower surface of the base material at the same time as the air is sprayed on the upper surface of the base material It is possible to prevent wrapping around the lower surface of the sheet.
また、本発明は、基材表面に塗膜を形成するためのスピンコータであって、塗膜が形成される基材を保持し、且つ該基材を所定の軸回りに回転させるステージと、基材の上部から基材の上面周縁部にエアを吹き付ける上エア吹き付け部とを備え、該上エア吹き付け部は、基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って,エアを吹き付けることを特徴とする。 The present invention also provides a spin coater for forming a coating film on the surface of a substrate, a stage for holding the substrate on which the coating film is formed and rotating the substrate around a predetermined axis, An upper air blowing portion that blows air from the top of the material to the peripheral edge of the upper surface of the substrate, and the upper air blowing portion blows air along the direction from the center of the substrate toward the outside of the substrate It is characterized by that.
このように構成された本発明によれば、ステージを回転させることによって、基材の上面に配置された塗液の厚さをほぼ均一にし、次いで上エア吹き付け部により、塗液にエアを吹き付ける。そして上エア吹き付け部によって、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の上面周縁部にエアを吹き付けることによって、基材の周縁部に形成された盛り上がりを、基材の外側に向けて飛ばすことができる。そしてこれにより、基材の周縁部の盛り上がりを除去することができ、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。 According to the present invention configured as above, the thickness of the coating liquid disposed on the upper surface of the substrate is made substantially uniform by rotating the stage, and then air is sprayed onto the coating liquid by the upper air spraying unit. . Then, the upper air spraying part blows air to the upper surface peripheral part of the base material along the direction from the center part of the base material to the outside of the base material, thereby raising the bulge formed on the peripheral part of the base material. Can be blown toward the outside of the material. As a result, the swell of the peripheral portion of the substrate can be removed, and the thickness of the coating liquid can be made uniform in the central portion and the peripheral portion of the coating liquid.
また、本発明において好ましくは、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の下面にエアを吹き付ける下エア吹き付け部をさらに備える。 In the present invention, it is preferable to further include a lower air blowing portion that blows air onto the lower surface of the base material along a direction from the center of the base material toward the outside of the base material.
このように構成された本発明によれば、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の下面にもエアを吹き付けることができ、これにより基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。 According to the present invention configured as above, air can be blown to the lower surface of the base material at the same time as air is blown to the upper surface of the base material. It is possible to prevent wrapping around the lower surface of the base material.
また、本発明において好ましくは、上エア吹き付け部は、円板形状を有し、その外周全周に沿って形成された吹出口を備える。 Moreover, preferably in this invention, an upper air spraying part has a disk shape, and is provided with the blower outlet formed along the outer periphery whole periphery.
このように構成された本発明によれば、上エア吹き付け部の外周全周に沿って形成された吹出口により、基材の周縁全周に形成された盛り上がりを同時に除去することができ、作業効率を向上させることができる。 According to the present invention thus configured, the bulge formed on the entire periphery of the base material can be simultaneously removed by the air outlet formed along the entire outer periphery of the upper air spraying unit, Efficiency can be improved.
また、本発明において好ましくは、下エア吹き付け部は、ステージとの間に所定の間隔をもってステージを囲む筒状体を備え、この筒状体と
ステージの間に形成された流路を介してエアを基材の下面に吹き付ける。
Preferably, in the present invention, the lower air blowing section includes a cylindrical body that surrounds the stage with a predetermined interval between the stage and an air flow path formed between the cylindrical body and the stage. Is sprayed onto the lower surface of the substrate.
また、本発明において好ましくは、上エア吹き付け部は、先端が基材の上面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている。 In the present invention, preferably, the upper air blowing portion is configured by a tubular member having a tip disposed toward the upper surface of the substrate.
また、本発明において好ましくは、下エア吹き付け部は、先端が基材の下面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている。 In the present invention, preferably, the lower air blowing portion is configured by a tubular member whose tip is disposed toward the lower surface of the substrate.
このように構成された本発明によれば、ステージを回転させながら、先端が基材に向けて配置されたチューブ状の上エア吹き付け部によって基材の上面にエアを吹き付けることにより、基材の周縁部に形成された盛り上がりを除去することができる。そして、これにより、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
また、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、下エア吹き付け部からも基材の下面にもエアを吹き付けることで、基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
According to the present invention configured as described above, air is blown to the upper surface of the substrate by the tube-shaped upper air blowing portion whose tip is disposed toward the substrate while rotating the stage. The bulge formed at the peripheral edge can be removed. Thereby, the thickness of the coating liquid can be made uniform in the central portion and the peripheral portion of the coating liquid.
Also, at the same time as air is blown onto the upper surface of the base material, air is blown from the lower air spraying part to the lower surface of the base material, so that the coating liquid blown from the upper surface of the base material wraps around the lower surface of the base material. Can be prevented.
このように、本発明によれば、基材の周縁部に生じる盛り上がりを十分に除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる
。
As described above, according to the present invention, it is possible to sufficiently remove the bulge generated at the peripheral edge of the base material and form a coating film having a uniform film thickness.
以下、本発明の実施形態について詳述する。以下の実施形態では、本発明にかかる塗膜形成方法及びスピンコータを、光学的ローパスフィルタを製造するために用いるものとして説明する。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、基材の表面に均一な厚さの塗液を形成する必要ある他の用途にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following embodiments, the coating film forming method and the spin coater according to the present invention will be described as being used for manufacturing an optical low-pass filter. In addition, this invention is not limited to this embodiment, It is applicable also to the other use which needs to form the coating liquid of uniform thickness on the surface of a base material.
本実施形態で製造されるローパスフィルタは、デジタルカメラ等の撮像系においてモアレを抑制するのに使用される光学部品である。このローパスフィルタは、基板上に形成した液体状の光重合性組成物の均一な厚さ塗膜を紫外線等で硬化させることによって製造される。この製造工程では、紫外線等によって塗膜を硬化させる際、塗膜上に所定間隔をおいてフォトマスクを配置するため、塗膜の厚さが誤差±数μmの範囲にあることが求められる。 The low-pass filter manufactured in this embodiment is an optical component used to suppress moire in an imaging system such as a digital camera. This low-pass filter is manufactured by curing a uniform coating film of a liquid photopolymerizable composition formed on a substrate with ultraviolet rays or the like. In this manufacturing process, when the coating film is cured by ultraviolet rays or the like, a photomask is disposed on the coating film at a predetermined interval, and therefore, the thickness of the coating film is required to be within a range of error ± several μm.
このローパスフィルタの製造方法における塗膜形成では、液体状の光重合性組成物を基板の表面に供給し、この基板をスピンコータのステージに配置して回転させ、光重合性組成物を基板の表面に分配し、基板表面に塗膜を形成する。尚、光重合性組成物としては、(メタ)アクリロイル基を含む(メタ)アクリルモノマーや、ビニル基、アリル基等の多官能モノマーを含有する光重合組成物が用いられる。その後、エアノズルの吹出口から吹き出したエアによって、基材の周縁部にある光重合性組成物を除去し、均一な厚さの塗膜を得る。 In the coating film formation in this low-pass filter manufacturing method, a liquid photopolymerizable composition is supplied to the surface of the substrate, this substrate is placed on a spin coater stage and rotated, and the photopolymerizable composition is placed on the surface of the substrate. And a coating film is formed on the substrate surface. In addition, as a photopolymerizable composition, the photopolymerization composition containing polyfunctional monomers, such as a (meth) acryl monomer containing a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an allyl group, is used. Then, the photopolymerizable composition in the peripheral part of a base material is removed with the air blown from the blower outlet of the air nozzle, and the coating film of uniform thickness is obtained.
次いで、光重合組成物の塗膜上に、例えば100μm程度の間隙をおいて、フォトマスクを配置し、光重合組成物の塗膜に紫外線を照射し、照射部位の光重合性組成物を硬化させる。紫外線としては、平行光かつ光強度分布が略一定なものが好ましい。次いで、フォトマスクを取り除いた状態で、再度、光重合組成物の塗膜に紫外線を照射し、光重合性組成物を更に硬化させる。このような処理によって、モアレを抑制することができるローパスフィルタ等として使用される、屈折率が異なる柱状構造体を内部に有する成形体が形成される。 Next, a photomask is placed on the photopolymerization composition coating film with a gap of, for example, about 100 μm, and the photopolymerization composition coating film is irradiated with ultraviolet rays to cure the photopolymerizable composition at the irradiated site. Let As the ultraviolet rays, those having parallel light and a substantially constant light intensity distribution are preferable. Next, with the photomask removed, the photopolymerizable composition is again irradiated with ultraviolet rays to further cure the photopolymerizable composition. By such a process, a molded body having a columnar structure having a different refractive index, which is used as a low-pass filter or the like that can suppress moire, is formed.
次に、上記ローパスフィルタ製造工程中に行われる塗膜形成について詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、図2は、図1のスピンコータの一部を拡大した断面図である。 Next, the coating film formation performed during the low-pass filter manufacturing process will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a spin coater according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of the spin coater of FIG.
先ず、図1に示すように、スピンコータ1は、所定の軸回りに回転駆動するステージ3を備える。ステージ3は、加工対象となる基材5を配置するための平坦な円形板7と、円形板7を支持するための円柱状の支柱9を備える。このステージ3は、モータ等の駆動手段(図示せず)により、支柱9の軸回りに回転駆動する。また、基材7には、真空チャック(図示せず)が設けられ、この真空チャックは、円形板7の上面に配置された基材5を円形板7上に固定する。
尚、DVD等の中心部に孔が開いている基材に塗膜処理を施すためのスピンコータに関しては、ステージの中心部にセンターピンを設け、このセンターピンを利用して基材をステージに固定する構成としてもよい。
First, as shown in FIG. 1, the
For spin coaters for coating a substrate with a hole in the center of a DVD, etc., a center pin is provided at the center of the stage, and the substrate is fixed to the stage using this center pin. It is good also as composition to do.
また、スピンコータ1は、ステージ3の上側に設けられたエアノズル11と、ステージ3の下側に設けられたエア吹出筒13を備える。エアノズル11は、その中心部が、ステージ3の回転軸と重なるように、ステージ3の上方に固定される。また、エアノズル11は、中心部に形成されたエアの導入口15と、その外周全周に沿って形成された吹出口17を備え、導入口15と吹出口17が連通するようになっている。また、円板形状のエアノズル11の外周近傍は、下側に向けて曲げられており、吹出口17が、エアノズル11の周方向外側下方に向けて開口する。
In addition, the
エア吹出筒13は、ステージ3の支柱9から所定の間隔をもって配置され、ステージ3の支柱9の径方向外側を囲む筒形状によって構成される。そして、ステージ3の支柱9及び円形板7と、エア吹出筒13の間には、全周に亘ってエアの流路19が形成される。また、エア吹出筒13の下側にはエア導入口(図示せず)が設けられており、このエア導入口からエア吹出筒13内にエアを導入すると、エアは、エア吹出筒13の壁とステージ3の支柱9の間に設けられた流路19を通って上方に流れる。そして、エアは、ステージ3の円形板7とエア吹出筒13との間を通ってステージ3の円形板7の径方向外側に向けて流れる。
The
次に、図2を参照して、スピンコータ1についてさらに詳述する。図2に示すように、エアノズル11は、エアが基材5の中央から周縁に向かって流れるように、吹出口17からのエアの吹き出し方向が基材5の上面の垂線Aに対して角度αをなすように構成される。この角度αは、鋭角とされ、より具体的には45度乃至80度であることが好ましく、60度乃至80度であることがより好ましく、70度乃至80度であることがさらに好ましい。角度αを上記範囲に設定することにより、塗液にエアが当たったとき、塗液が基材5の中央側に向かって流されるのを防止することができる。
Next, the
また、エアノズル11の吹出口17の幅Sは、例えば、0.1mm乃至0.15mmに設定される。また、吹出口17の下端から基材5の上面までの距離L1は、0.5mm乃至2.0mmに設定されるのが好ましい。距離L1をこのように設定することにより、エアノズル11から吹き出したエアの風速が、塗液に到達する前に低下して、除去効果が低下するのを防止することができる。また、エアノズル11は、吹出口17からのエアが基材5に当たる位置と基材5の縁との距離L2が1mm乃至5mmとなるように配置されるのが好ましい。また、基材5とエア吹出筒13との間の距離L3は、0.1mm乃至0.15mmに設定されるのが好ましい。距離L3をこのように設定することにより、基材5上から除去された塗液が、流路19内に入り込むのを防止することができる。また、エアノズル11の吹出口17から吹き出るエアの風速は、30m/s乃至400m/sとなるように設定されるのが好ましい。
Further, the width S of the
尚、上記の各値は、塗液の粘度、形成する塗膜の厚さ等に応じて適宜変更することができる。 In addition, each said value can be suitably changed according to the viscosity of a coating liquid, the thickness of the coating film to form, etc.
次に、スピンコータ1を用いた塗膜形成方法について、図3乃至図5を参照して詳述する。ここで、図3乃至図5は、スピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
Next, a coating film forming method using the
本実施形態における塗膜形成方法においては、先ず、基材5の上面に、塗膜を形成するための塗液21を配置する。このとき塗液21は、ステージ3の円形板7の中心部近傍に配置される。次いで、ステージ3を軸回りに回転させる。これにより、ステージ3の円形板7の中心部近傍に配置された塗液が、遠心力により広げられ、円形板7の周縁部に広がる。そして、ステージ3の回転を停止させると、図4に示すように、ステージ3の円形板7の中心部近傍での塗液の厚さが所望の厚さとなる。一方で、ステージ3の円形板7の周縁部近傍には、塗液21の表面張力により、盛り上がりが形成される。
In the coating film formation method in this embodiment, first, the
次いで、エアノズル11によって基材5の上面にエアを吹き付けるのと同時に、エア吹出筒13によって基材5の下側から基材5にエアを吹き付ける。そしてエアノズル11から基材5の上面に吹き付けられたエアにより、エアが円形板7に当たる位置よりも、円形板7の周方向外側にある塗液を、円形板7の外側に飛ばすことができる。このときエアノズル11の吹出口17は、エアノズル11の周方向全周に亘って設けられているため、円形板7の周縁部近傍の塗液を、全周に亘って同時に飛ばすことができる。
Next, air is blown onto the
これにより、図5に示すように、円形板7の周縁部にある、塗液の盛り上がり及び盛り上がりの下にある塗液を基材5上から除去することができる。これにより、基材5上に、厚さが均一で、基材5の径から、除去した周縁部の幅を差し引いた径を有する円形の塗膜を形成することができる。
Thereby, as shown in FIG. 5, the coating liquid at the peripheral edge of the circular plate 7 and the coating liquid under the swelling can be removed from the
また、このとき、エア吹出筒13によって円形板7の下側からエアを吹き付けることによって、円形板7の上面から飛散した塗液が、円形板7の縁を回り込んで円形板7の側部に付着し、又は流路19に入り込むのを防止することができる。
At this time, by spraying air from the lower side of the circular plate 7 by the
尚、エアノズル11からエアを吹き付けるのは、ステージ3の回転により塗液を周縁部まで全面に塗膜を形成してからが好ましい。塗液が周縁部まで広がる前にエアを吹き付けると、エアによって上手く塗膜が形成されないためである。塗膜形成後にエアを吹き付ける際はステージ3を停止した状態でも良いが、ステージ3を回転させながらでも良い。回転させながら吹き付ける際は、ステージ3の回転速度が速すぎると所望の膜厚より更に薄くなってしまうため、塗膜を形成する回転速度よりも十分に遅い回転数である必要がある。
尚、エア吹出筒13によるエアの吹き付けだけは、塗膜を形成した後ではなく、ステージ3を回転させて塗液21を広げている間に開始することが好ましい。これにより、塗液21を広げている間、塗液21が円形板7の縁を回り込んで流路19に入り込むのを防止することができる。
In addition, it is preferable that the air is blown from the
Note that it is preferable to start the air blowing by the
次に、本発明の第2の実施形態について詳述する。尚、第2の実施形態にかかるスピンコータは、上述の第1の実施形態にかかるスピンコータ1と同一の構成を有する箇所があるため、該箇所については詳細な説明を省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明をする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail. Since the spin coater according to the second embodiment has the same configuration as the
図6は、第2の実施形態にかかるスピンコータを示す断面図である。図6に示すように、スピンコータ31は、ステージ3の円形板7の上側及び下側にそれぞれ、チューブ状のエア吹出部33,35を備える。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a spin coater according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the
上側エア吹出部33及び下側エア吹出部35は、上述のエアノズル11及びエア吹出筒13とは異なり、基材5の全周ではなく、基材5の一点にエアを吹き付けるようになっている。
Unlike the above-described
さらに上側エア吹出部33及び下側エア吹出部35は基材5の中心から同一直線状に配置されるのが好ましい。エア吹出部が同一直線状に無い場合、上側エア吹出部によって除去した際の回り込みを防ぐ下側エア吹出部のエアの効果が無くなる場合がある。
Furthermore, it is preferable that the upper
また、上側エア吹出部33の吹出口37は、エアの吹き出し方向が、上述のように円形板7の上面の垂線Aに対して角度αをなすように構成される。この角度αは、鋭角とされ、より具体的には45度乃至85度であることが好ましく、60度乃至85度であることがより好ましく、70度乃至80度であることがさらに好ましい。角度αを上記範囲に設定することにより、塗液にエアが当たったとき、塗液が基材5の中央側に向かって流されるのを防止することができる。
Further, the
上側エア吹出部33の吹出口37の最下面と基材5の上面までの距離L4は、0.5mm乃至2.0mmに設定されるのが好ましい。距離L4をこのように設定することにより、上側エア吹出部33から吹き出したエアの風速が、塗液に到達する前に低下して、除去効果が低下するのを防止することができる。また、上側エア吹出部33の吹出口33の先端面と基材5の縁との距離L5が1mm乃至5mmとなるように配置されるのが好ましい。
The distance L4 between the lowermost surface of the
下側エア吹出部35の吹出口39の最上面と基材5の下面までの距離L6は、0.5mm乃至2.0mmに設定されるのが好ましい。距離L6をこのように設定することにより、上側エア吹出部33から吹き飛ばされた塗液が基材5裏面に回り込むのを防ぐための効果が低下するのを防止することができる。また、下側エア吹出部35の吹出口39の先端面と基材5の縁との距離L7が1mm乃至2mmとなるように設置されるのが好ましい。
The distance L6 from the uppermost surface of the
上側エア吹出口37および下側エア吹出口39から吹き出るエアの風速は30m/s乃至400m/sとなるように設定されるのが好ましい。
It is preferable that the wind speed of the air blown out from the
尚、上側エア吹出部33と下側エア吹出部35配置場所によっては、吹出口の風速が同じでも、上面の除去と下面の回り込み防止のエアのバランスが取れなくなる事があるので、その時は適宜上側と下側のエアの風速を調整すればよい。
Depending on the location of the upper
尚、上記の各値は、塗液の粘度、形成する塗膜の厚さ等に応じて適宜変更することができる。 In addition, each said value can be suitably changed according to the viscosity of a coating liquid, the thickness of the coating film to form, etc.
そして、このようなスピンコータ31を用いて基材5上に塗膜を形成する場合、ステージ3を回転させて塗液を広げ塗膜を形成した後、ステージ3の回転速度を10rpm乃至100rpm程度に遅くして回転させながら、基材5が1回転乃至3回転する間だけ上側エア吹出部33及び下側エア吹出部35から同時に、基材5にエアを吹き付ける。なお、ステージ3の回転速度は、速すぎると所望の膜厚の塗膜より更に薄くなってしまうため、塗膜を形成する回転速度よりも十分に遅い回転数である必要がある。
尚、下側エア吹出部35によるエアの吹き付けは、ステージ3を回転させて塗膜を形成している間も吹き付けを行っても良い。これにより、塗液を広げている間の回り込みを防止することができる。
And when forming a coating film on the
The air blowing by the lower
このように、チューブ状の上側エア吹出部33及び下側吹出部35を用いて、ステージ3を回転させながら盛り上がりを除去するようにしても、基材5上に、上述のように均一な厚さの膜を形成することができる。
In this way, even if the bulge is removed while rotating the
次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
本実施例では、φ120mm、厚さ0.7mmのガラス板(セラテックジャパン(株)製、商品名:D263)を基材として本塗膜形成法を行った。以下の記載において「部」は質量部を示す。 In this example, the present coating film forming method was performed using a glass plate having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.7 mm (product name: D263, manufactured by Ceratech Japan Co., Ltd.) as a base material. In the following description, “parts” indicates parts by mass.
基材上に配置する塗液としては、ポリオキシテトラメチレングリコールジメテクリレート(三菱レイヨン(株)製、商品名:アクリエステルPBOM)25部、2,2ビスプロパン(第一工業製薬(株)製、商品名:ニューフロンティア BPEM−10)30部、フェノールエチルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名:ニューフロンティア PHE)10部、ウレタンアクリレート組成物(第一工業製薬(株)製、商品名:GX−8662V)35部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:IRGACURE 184)1.6部を混合したものを用いた。なお、塗液の20℃における粘度は1100mPa・sであった。 As the coating liquid to be disposed on the substrate, 25 parts of polyoxytetramethylene glycol dimethacrylate (trade name: Acryester PBOM, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), 2,2 bispropane (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) Manufactured, trade name: New Frontier BPEM-10) 30 parts, phenol ethyl acrylate (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: New Frontier PHE), urethane acrylate composition (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) , Trade name: GX-8862V) and 35 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Ciba Specialty Chemicals, trade name: IRGACURE 184) mixed. The viscosity of the coating liquid at 20 ° C. was 1100 mPa · s.
(実施例1)
(1)エアノズルの設置
実施形態1(図1参照)において詳述したスピンコータを用いた。このとき、エアノズルは、スリット幅が0.1mm、エア吹き出し方向の角度は基材の上面の垂線に対して60度となるものを用いた。またエアノズルと基材の距離を、0.5mmに設置し、エアノズルから吹き付けたエアが基材に当たる位置と基材との縁との距離を、5mmに設置した。
Example 1
(1) Installation of air nozzle The spin coater detailed in Embodiment 1 (see FIG. 1) was used. At this time, an air nozzle having a slit width of 0.1 mm and an angle in the air blowing direction of 60 degrees with respect to a normal to the upper surface of the base material was used. The distance between the air nozzle and the substrate was set to 0.5 mm, and the distance between the position where the air blown from the air nozzle hits the substrate and the edge of the substrate was set to 5 mm.
(2)塗膜の形成
上述のようなスピンコータのステージ上に基材を真空吸着によって固定した後、スポイトを用いて塗布面の中心付近に塗液50ml程度を垂らし、エア吹出筒から吹き出すエアの風速が30m/sとなるようにした。そして、エア吹出筒からエアが吹き出している状態で、ステージを600rpmで30秒間回転させ、膜厚が70μmとなるように制御した。
(2) Formation of coating film After fixing the substrate on the spin coater stage as described above by vacuum suction, about 50 ml of coating solution is dropped near the center of the coating surface using a dropper, and the air blown out from the air blowing cylinder The wind speed was adjusted to 30 m / s. Then, the stage was rotated at 600 rpm for 30 seconds while air was blown out from the air blowing cylinder, and the film thickness was controlled to be 70 μm.
ステージの回転を停止させた後、エアノズルから吹き出すエアの風速が約200m/sとなるように設定し、さらにエア吹出筒から吹き出すエアの風速が50m/sとなるように設定して、エアノズル及びエア吹出筒によって、同時に基材にエアを30秒間吹き付けた。 After stopping the rotation of the stage, the air speed of the air blown from the air nozzle is set to be about 200 m / s, and further the air speed of the air blown from the air blowing cylinder is set to be 50 m / s, At the same time, air was blown onto the substrate for 30 seconds by an air blowing cylinder.
この結果、基材上にφ約110mm、膜厚70μmの円が形成された。エアによって形成される中央部と周縁部の間の盛り上がりは、所望の膜厚より5μm程度厚い状態であった。また、基材の下面に塗液は付着していなかった。 As a result, a circle having a diameter of about 110 mm and a film thickness of 70 μm was formed on the substrate. The bulge between the central portion and the peripheral portion formed by the air was about 5 μm thicker than the desired film thickness. Moreover, the coating liquid did not adhere to the lower surface of the substrate.
(比較例1)
ステージの回転を停止させた以降のエアによる処理を行わない以外は実施例1と同様に処理を行った。
(Comparative Example 1)
The processing was performed in the same manner as in Example 1 except that the processing with air after the stage rotation was stopped was not performed.
その結果、基材全面に塗膜が形成され、塗膜の中央部は膜厚は70μmであり、基材下面に塗液の付着はなかった。しかし、塗膜の周縁部に所望の膜厚より40μmほど厚い盛上りが形成されていた。 As a result, a coating film was formed on the entire surface of the substrate, the film thickness of the central portion of the coating film was 70 μm, and no coating liquid adhered to the lower surface of the substrate. However, a bulge thicker than the desired film thickness by 40 μm was formed at the peripheral edge of the coating film.
(実施例2)
(1)エアノズルの設置
実施例2では、実施形態2において詳述したスピンコータを用いた。このとき、上側エア吹出部および下側エア吹出部には、武蔵エンジニアリング(株)製の特殊ニードル(ニードル型式:SNA−18G)を用い、エア吹き出し方向の角度は,基材の上面の垂線に対して80度となるように曲げ加工を行ったものを用いた。また上エア吹出部の吹出口の最下面と基材の上面との距離を0.5mmに,下側エア吹出部の吹出口の最上面と基材の下面までの距離を0.5mmとした。さらに上下側エア吹出部の吹出口の先端面と基材の縁との距離を2mmに設置した。
(Example 2)
(1) Installation of air nozzle In Example 2, the spin coater detailed in
(2)塗膜の形成
前記スピンコータのステージ上に基材を真空吸着によって固定した後、スポイトを用いて塗布面の中心付近に塗液50ml程度を垂らし、ステージを600rpmで30秒間回転させながら、膜厚を70μmとした。
(2) Formation of coating film After fixing the substrate on the stage of the spin coater by vacuum adsorption, about 50 ml of coating solution is dropped near the center of the coating surface using a dropper, and while rotating the stage at 600 rpm for 30 seconds, The film thickness was 70 μm.
次いで、600rpmで30秒間回転させた後にステージを10rpmで20秒間回転させながら上下エア吹出部から吹き出すエアの風速が約200m/sとなるように設定しエアを吹き付けた。 Next, after rotating at 600 rpm for 30 seconds, the stage was rotated at 10 rpm for 20 seconds, and the air speed of the air blown out from the upper and lower air blowing portions was set to about 200 m / s and air was blown.
その結果、基材上にφ約110mm、膜厚70μmの円が形成された。エアによって形成される中央部と周縁部の間の盛り上がりは、所望の膜厚より3μm程度厚い状態であった。また、基材の下面に塗液は付着していなかった。
(比較例2)
上下エア吹出部の下側エア吹出部からのエアの吹き付けを行わない以外は,実施例2と同様の処理を行った。
As a result, a circle having a diameter of about 110 mm and a film thickness of 70 μm was formed on the substrate. The bulge between the central portion and the peripheral portion formed by air was in a state of about 3 μm thicker than the desired film thickness. Moreover, the coating liquid did not adhere to the lower surface of the substrate.
(Comparative Example 2)
The same processing as in Example 2 was performed except that air was not blown from the lower air blowing portion of the upper and lower air blowing portions.
その結果、基材全面に塗膜が形成され、塗膜の中央部は膜厚は70μmであり、基材下面に塗液の付着はなかった。しかし、塗膜の周縁部に所望の膜厚より40μmほど厚い盛上りが形成されていた。 As a result, a coating film was formed on the entire surface of the substrate, the film thickness of the central portion of the coating film was 70 μm, and no coating liquid adhered to the lower surface of the substrate. However, a bulge thicker than the desired film thickness by 40 μm was formed at the peripheral edge of the coating film.
1,31 スピンコータ
3 ステージ
5 基材
11 エアノズル
13 エア吹出筒
1,31
Claims (7)
前記基材の上面に塗膜を形成するための塗液を配置する塗膜配置工程と、
前記基材を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、
前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、
前記エア吹き付け工程では、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って,エアを吹き付けること、
を特徴とする塗膜形成方法。 A coating film forming method for forming a coating film on a substrate surface,
A coating film arranging step of arranging a coating liquid for forming a coating film on the upper surface of the substrate;
A base material rotating step of rotating the base material around a predetermined axis;
An air blowing step of blowing air from the upper part of the base material to the upper surface peripheral part of the base material,
In the air blowing step, air is blown along the direction from the center of the base material toward the outside of the base material;
A method of forming a coating film characterized by
塗膜が形成される基材を保持し、且つ該基材を所定の軸回りに回転させるステージと、
前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付ける上エア吹き付け部とを備え、
該上エア吹き付け部は、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って、エアを吹き付けること、
を特徴とするスピンコータ。 A spin coater for forming a coating film on a substrate surface,
A stage for holding a substrate on which a coating film is formed and rotating the substrate around a predetermined axis;
An upper air blowing part for blowing air from the upper part of the base material to the upper surface peripheral part of the base material,
The upper air blowing portion blows air along a direction from the central portion of the base material toward the outside of the base material.
A spin coater characterized by
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