JP2015134349A - Film formation device, and film formation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ、ガラス基板、または樹脂基板等に膜を形成するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for forming a film on a semiconductor wafer, a glass substrate, a resin substrate, or the like.
周知のように、半導体ウエハ等の円板状の基板に膜を形成するための代表的な手法として、図17に示すように、基板(ウエハ)Wの中央に膜液Lを滴下すると共に、そのウエハWを矢印A0方向に回転させ、遠心力により膜液Lを展伸させるスピンコーティング法が用いられる。 As well known, as a typical technique for forming a film on a disk-shaped substrate such as a semiconductor wafer, as shown in FIG. 17, a film liquid L is dropped on the center of a substrate (wafer) W, A spin coating method is used in which the wafer W is rotated in the direction of the arrow A0 and the film liquid L is spread by centrifugal force.
このスピンコーティング法では、図17に矢印A1で示す方向に多量の膜液Lが飛散するため、ウエハWの外周側に70%〜90%の膜液Lを捨てることになる。したがって、ウエハWの表面に所定の膜厚を得るための作業では、膜液Lについての大きな食み出し領域B1が形成されて、使用効率(残留膜液)が10%〜30%となり、大きな無駄が生じる。 In this spin coating method, since a large amount of the film liquid L is scattered in the direction indicated by the arrow A1 in FIG. 17, 70% to 90% of the film liquid L is discarded on the outer peripheral side of the wafer W. Therefore, in the operation for obtaining a predetermined film thickness on the surface of the wafer W, a large protrusion region B1 for the film liquid L is formed, and the use efficiency (residual film liquid) becomes 10% to 30%, which is large. Waste occurs.
さらに、このスピンコーティング法では、図18(a)、(b)に示すように、ウエハWの矢印A0方向への回転に伴って、矢印A2で示すような気流が発生するため、膜厚が不均一となり、膜の塗布ムラの原因にもなる。また、図19(a)に示すように、ウエハWの表面に電極や部品等の凸部Mが存在する場合には、凸部Mを起点とする膜の塗布ムラN1が生じるだけでなく、図19(b)に示すように、凸部Mの外周側に気泡N2が発生するという問題も生じ得る。 Further, in this spin coating method, as shown in FIGS. 18A and 18B, an air flow as shown by an arrow A2 is generated as the wafer W rotates in the direction of the arrow A0. It becomes non-uniform and causes uneven coating of the film. Further, as shown in FIG. 19A, in the case where there are convex portions M such as electrodes and parts on the surface of the wafer W, not only uneven coating N1 of the film starting from the convex portions M occurs, As shown in FIG. 19B, there may be a problem that bubbles N2 are generated on the outer peripheral side of the convex portion M.
しかも、このスピンコーティング法では、図20に示すように、遠心力によってウエハWの外周側に向かって展伸された膜液Lが、ウエハWの外周端Wbから裏面Wc側に達してしまうという事態を招く。そのため、図21に示すように、洗浄液を用いて、バックリンスBLおよびエッジリンスELという手法で、ウエハWの外周端部Wbおよび裏面Wcに付着した膜液Lを洗い流す必要性が生じ、洗浄のための作業が煩雑且つ面倒になるばかりでなく、費用面でも不利となる。 Moreover, in this spin coating method, as shown in FIG. 20, the film liquid L spread toward the outer peripheral side of the wafer W by the centrifugal force reaches the back surface Wc side from the outer peripheral end Wb of the wafer W. Invite the situation. Therefore, as shown in FIG. 21, it becomes necessary to wash away the film liquid L adhering to the outer peripheral end Wb and the back surface Wc of the wafer W by using the cleaning liquid by the technique of the back rinse BL and the edge rinse EL. This is not only complicated and troublesome, but also disadvantageous in terms of cost.
このような問題に対処するために、特許文献1の段落[0007]には、スピンコーティング法によらない手法として、ウエハの上方に設けたノズルの吐出孔からレジスト液を供給しながら該ノズルをX方向に往復させ、且つウエハをY方向に間欠送りすることが記載されている。さらに、ウエハの外周端部(周縁)や裏面にレジスト液が付着することを防止するために、ウエハの回路形成領域以外の部分をマスクで覆うことも記載されている。
In order to deal with such a problem, in paragraph [0007] of
さらに、特許文献2の段落[0027]には、ノズルから落下してくる塗布液を受け止めてウエハの外縁領域への塗布液の供給を防ぐ一対の液受け部材が設けられており、この一対の液受け部材はX方向間隔が可変であり、且つ、この一対の液受け部材の先端部は、ウエハのY方向位置に関わらず、ウエハの外縁より僅かに内側に位置するように調整することが記載されている。
Further, paragraph [0027] of
また、特許文献2の段落[0050]および図12には、塗布液ノズルには多数の吐出口がウエハの直径に相当する長さに亘って一列に並んでおり、塗布液を吐出口から吐出させながらウエハの一端側から他端側に並進運動して、塗布液のスキャン塗布を行うことが記載されている。この場合も、上記と同様に、多数の吐出口から落下してくる塗布液を受け止めてウエハの外縁領域への塗布液の供給を防ぐ一対の液受け部材が設けられている筈である。
Further, in paragraph [0050] and FIG. 12 of
ところで、上述の特許文献1、2に開示された構成は何れも、ノズル(吐出口)から落下した膜液がウエハの外周端部から裏面に達することを防止するために、マスクや液受け部材が必要になり、ウエハ周辺の装置構造が複雑になるという問題を有する。しかも、マスクや液受け部材を設けていても、これらの部材は長期使用に耐え得ないため、耐久性の問題も生じる。
By the way, in any of the configurations disclosed in
さらに、マスクや液受け部材の先端面(内周端面)から、膜液が垂れ落ちるなどして、ノズル(吐出口)から落ちる膜液以外にも、ウエハの要求位置周辺に落ちる膜液が存在することになる。このような事態が生じると、膜液を正確な要求位置に落とすことが困難になり、ウエハ上に膜が実際に形成される領域に狂いが生じ得るだけでなく、ウエハ上で得られる膜厚の均一性が阻害される。 In addition to the film liquid that falls from the nozzle (discharge port) due to the film liquid dripping from the tip surface (inner peripheral end surface) of the mask or liquid receiving member, there is film liquid that falls around the required position of the wafer. Will do. When such a situation occurs, it becomes difficult to drop the film solution to the exact required position, and not only can the region where the film is actually formed on the wafer be distorted, but also the film thickness obtained on the wafer. The uniformity of the is inhibited.
なお、矩形や多角形などの角板状をなす基板についても、上記と同様の膜を形成する要請が起こり得るが、そのような場合に、既述の問題に対処するには、どのようにすればよいかという問題がある。 In addition, there may be a request to form a film similar to the above on a rectangular or polygonal substrate, but in such a case, how to deal with the problems described above There is a problem of what to do.
以上のような問題を回避するためには、ピエゾ方式等のインクジェットヘッドにおける複数のノズルから適宜の数のノズルを使用して、基板上に膜液を吐出することが考えられる。その場合、この種のインクジェットヘッドは、膜液を吐出するノズルの個数が変化した場合には、基板上における吐出直後の膜厚が不均一になるという現象が生じる。 In order to avoid the above problems, it is conceivable to discharge a film liquid onto a substrate using an appropriate number of nozzles from a plurality of nozzles in an inkjet head such as a piezo method. In this case, this type of inkjet head has a phenomenon that the film thickness immediately after ejection on the substrate becomes non-uniform when the number of nozzles ejecting the film liquid changes.
しかしながら、従来においては、このような現象がどのような場合に不利となって生じるかという点と、そのような現象が生じる事態を見出した場合にその事態を解消しようとする点とについては、それら二つの点の試みへの着眼すら見受けられず、それら二つの点が放置されているのが実情であった。 However, in the past, regarding the point where such a phenomenon occurs disadvantageously, and the point of trying to eliminate the situation when such a phenomenon occurs, It was the actual situation that these two points were left unattended even though they were not even focused on these two points.
本発明は、上記事情に鑑み、インクジェットヘッドを用いて基板上に膜液を吐出する場合に、ノズルの個数が変化することで吐出直後の基板上での膜厚が不均一になるという事態を有益性を考慮して見出し、その事態を的確に回避することを課題とする。 In the present invention, in view of the above circumstances, when a film liquid is discharged onto a substrate using an ink jet head, the film thickness on the substrate immediately after discharge becomes non-uniform due to a change in the number of nozzles. Finding in consideration of the benefits, and to avoid that situation accurately.
先ず、本発明の説明に先立って、本発明の基本となる構成を備えた技術的手段について以下に説明をしておく。すなわち、この技術的手段は、膜液を吐出する複数のノズルが幅方向に配列されたインクジェットヘッドの吐出面と、前記ノズルから膜液が吐出される基板の膜形成面とを対向させて、前記インクジェットヘッド及び前記基板を非回転状態で、この両者を前記幅方向と直交する方向に相対的に移動させながら、前記ノズルから前記基板の膜形成面に前記膜液を吐出するように構成した膜形成装置において、前記インクジェットヘッドのノズルの配列幅長さを、前記基板が相対的に移動する際における該基板の膜形成面の幅方向最大長さ以上にして、前記両者の相対的な移動を完了させるまでの間に、前記膜液が前記基板の外周端部から裏面側に向かって付着することを抑制するために前記吐出された膜液の付着を前記基板の膜形成面と外周端部との境界で止めるべく、前記複数のノズルにおける膜液を吐出するノズルの個数を可変制御するように構成したものである。 First, prior to the description of the present invention, technical means having the basic configuration of the present invention will be described below. That is, this technical means is such that a discharge surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles for discharging a film liquid are arranged in the width direction and a film formation surface of a substrate on which the film liquid is discharged from the nozzles are opposed to each other. The film liquid is discharged from the nozzle onto the film forming surface of the substrate while the ink jet head and the substrate are not rotated, and both are relatively moved in a direction orthogonal to the width direction. In the film forming apparatus, the arrangement width length of the nozzles of the inkjet head is set to be equal to or greater than the maximum length in the width direction of the film forming surface of the substrate when the substrate relatively moves, and the relative movement of the two is performed. In order to prevent the film liquid from adhering from the outer peripheral edge of the substrate toward the back surface side until the completion of the process, the discharged film liquid is attached to the film forming surface and the outer peripheral edge of the substrate. To stop at the boundary between, which is constituted of the number of nozzles for discharging film liquid in the plurality of nozzles so as to variably control.
このような構成によれば、基板の形状や姿勢がどのような態様であっても、インクジェットヘッドと基板とが相対移動している間に、膜液を吐出するノズルの個数が可変制御されることによって、基板の先頭部分から後端部分まで、該基板の膜形成面と外周端部との境界で膜液の付着が止められ、膜液が外周端部および裏面に達するという不具合が回避される。したがって、従来のように、マスクや液受け部材が不要になり、基板周辺の装置構造が簡素化されると共に、マスクや液受け部材からの膜液の垂れ落ちがなくなるため、膜液を要求位置に正確に吐出できると共に、基板上での膜厚の正確性を確保できる。この場合、膜液を吐出するノズルの個数を可変制御するためには、インクジェットヘッドと基板との相対移動位置と、基板上の膜形成面の位置とから決まるBMPデータを作成し、そのBMPデータに基づいてインクジェットヘッドの複数のノズルを制御すればよい。 According to such a configuration, the number of nozzles for discharging the film liquid is variably controlled while the inkjet head and the substrate are relatively moved, regardless of the shape and posture of the substrate. This prevents the film liquid from adhering to the boundary between the film forming surface and the outer peripheral edge of the substrate from the head portion to the rear edge portion of the substrate, and avoids the problem that the film liquid reaches the outer peripheral edge and the back surface. The Therefore, unlike the prior art, no mask or liquid receiving member is required, the structure of the apparatus around the substrate is simplified, and no dripping of the film liquid from the mask or liquid receiving member is eliminated. Can be accurately discharged, and the accuracy of the film thickness on the substrate can be secured. In this case, in order to variably control the number of nozzles for discharging the film liquid, BMP data determined from the relative movement position of the inkjet head and the substrate and the position of the film formation surface on the substrate is created, and the BMP data The plurality of nozzles of the inkjet head may be controlled based on the above.
上記の構成において、前記基板が前記インクジェットヘッドに対して相対的に移動する際の態様が、その相対的な移動方向に平行な二辺と、この方向に直交する二辺とからなる矩形の基板となる態様ではないことが有利である。 In the above configuration, the aspect in which the substrate moves relative to the inkjet head is a rectangular substrate having two sides parallel to the relative movement direction and two sides orthogonal to the direction. It is advantageous that this is not the case.
このようにすれば、基板が上記の矩形となる態様の場合には、膜液を吐出するノズルの個数を予め決めておけば、それらのノズルの全てから膜液を吐出するか否か、つまり膜液を吐出するノズルの個数を零にするか一定数にするかの可変制御をするだけで済む。これに対して、基板が上記のように矩形となる態様でない場合には、その矩形の領域から食み出した非矩形領域について、膜液を吐出するノズルの個数を緻密に変更していく必要があるが、上記の構成によれば、このような要請に対して、的確に応じることができる。 In this way, in the case where the substrate has the above-described rectangular shape, if the number of nozzles for discharging the film liquid is determined in advance, whether or not the film liquid is discharged from all of these nozzles, that is, It is only necessary to perform variable control of whether the number of nozzles for discharging the film liquid is zero or constant. On the other hand, when the substrate is not in the form of a rectangle as described above, it is necessary to precisely change the number of nozzles for discharging the film liquid in the non-rectangular area protruding from the rectangular area. However, according to the above configuration, it is possible to appropriately respond to such a request.
このような基板としては、円板状をなす基板と、矩形や三角形その他の多角形などの角板状をなす基板とを挙げることができる。なお、矩形からなる角板状をなす基板の場合には、前記相対的な移動方向に対して当該基板が傾斜している場合に有利となる。 Examples of such a substrate include a substrate having a disc shape and a substrate having a square plate shape such as a rectangle, a triangle, and other polygons. In the case of a rectangular plate-shaped substrate, it is advantageous when the substrate is inclined with respect to the relative movement direction.
以上の構成において、前記基板の膜形成面に向かって吐出された膜液の乾燥後における膜厚は、下限値が300nmに且つ上限値が30μm以上に制御可能であることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the film thickness after drying of the film solution discharged toward the film forming surface of the substrate can be controlled to have a lower limit of 300 nm and an upper limit of 30 μm or more.
このようにすれば、基板上に、厚みが300nm程度の極めて薄い膜と、厚みが30μm以上の極めて厚い膜とを、正確に形成することができる。なお、20μm以上または30μm以上の極めて厚い膜を形成する場合には、回数に制限なく重ね塗りによって行われる。この場合の上限値は、例えば100μmとされる。 In this way, a very thin film having a thickness of about 300 nm and a very thick film having a thickness of 30 μm or more can be accurately formed on the substrate. In addition, when forming an extremely thick film of 20 μm or more or 30 μm or more, it is performed by overcoating without limitation on the number of times. In this case, the upper limit value is set to 100 μm, for example.
以上の構成において、前記基板の膜形成面に向かって吐出されて乾燥後に使用可能な膜になった膜液の吐出量は、全吐出量の95%〜100%(好ましくは100%)とすることができる。 In the above configuration, the discharge amount of the film liquid discharged toward the film forming surface of the substrate to become a usable film after drying is 95% to 100% (preferably 100%) of the total discharge amount. be able to.
このようにすれば、インクジェットプリンタ等のインクジェット方式の装置つまりインクジェットヘッドが有効利用されて、膜液の無駄を可及的に少なくすることができる。 In this way, an ink jet apparatus such as an ink jet printer, that is, an ink jet head is effectively used, and waste of the film liquid can be reduced as much as possible.
以上の構成において、前記基板の外周端にコーナー部が接し、且つ前記相対的な移動方向に平行な二辺と、この方向に直交する二辺とからなる矩形領域に対しては、前記相対的な移動位置の別異に関わらず一定数のノズルから膜液を吐出し、前記基板の膜形成面のうち前記矩形領域から食み出した非矩形領域に対しては、前記相対的な移動位置の別異に応じて異なる個数のノズルから膜液を吐出するように制御することが好ましい。 In the above configuration, relative to a rectangular region having two sides parallel to the relative moving direction and two sides orthogonal to the relative movement direction with a corner portion in contact with the outer peripheral edge of the substrate. Regardless of the difference in the moving position, the relative moving position is applied to a non-rectangular area that discharges the film liquid from a certain number of nozzles and protrudes from the rectangular area on the film forming surface of the substrate. It is preferable to control so that the film liquid is discharged from a different number of nozzles according to the difference.
このようにすれば、基板の矩形領域に対するノズルの制御が簡素化されるため、基板全体に対するノズルの制御も効率良く簡素化される。 This simplifies the nozzle control for the rectangular area of the substrate, and therefore efficiently simplifies the nozzle control for the entire substrate.
この場合、前記非矩形領域を、前記相対的な移動方向に複数の部分領域に区分し、それら複数の部分領域に応じて、個々のノズルからの膜液の吐出量を可変制御することが好ましい。 In this case, it is preferable that the non-rectangular region is divided into a plurality of partial regions in the relative movement direction, and the ejection amount of the film liquid from each nozzle is variably controlled according to the plurality of partial regions. .
このようにすれば、部分領域を一単位として制御を行えばよいため、制御の煩雑さを回避しつつ制御の正確性を確保することができる。 In this way, since it is sufficient to perform the control with the partial region as a unit, it is possible to ensure the accuracy of the control while avoiding the complexity of the control.
以上の構成において、前記インクジェットヘッドは、複数個の個別インクジェットヘッドが幅方向に対して千鳥状に配列された並設インクジェットヘッドであることが好ましい。 In the above configuration, the inkjet head is preferably a parallel inkjet head in which a plurality of individual inkjet heads are arranged in a staggered manner in the width direction.
このようにすれば、基板の大型化にも対処可能となるため、サイズの小さな基板からサイズの大きな基板に亘って広く使用することが可能となる。 In this way, since it is possible to cope with an increase in the size of the substrate, it can be widely used from a small substrate to a large substrate.
以上の構成において、前記基板の膜形成面と外周端部との境界の内周側に連なる筋状の領域では、内周側に向かって漸次膜液の吐出量が増加し、該筋状の領域から内周側に連なる領域では、その増加した膜液の最大吐出量と同一の吐出量となるように制御することが好ましい。 In the above configuration, in the streak region connected to the inner peripheral side of the boundary between the film forming surface of the substrate and the outer peripheral end, the discharge amount of the film liquid gradually increases toward the inner peripheral side, In a region continuous from the region to the inner peripheral side, it is preferable to control the discharge amount to be the same as the increased maximum discharge amount of the film liquid.
このようにすれば、基板の膜形成面に、均一な吐出量で膜液を形成した場合、つまり基板の膜形成面の全域に亘って膜液の液面高さを均一とした場合には、膜液の乾燥後に、前記境界の内周側に連なる筋状の領域が外周側に移行するに連れて漸次膜厚が大きくなる。そこで、膜液を吐出する時点で、その筋状の領域につき、内周側に移行するに連れて漸次膜液の吐出量が増加するように制御しておけば、乾燥後に基板上で均一な膜厚を得ることができる。 In this way, when the film liquid is formed with a uniform discharge amount on the film forming surface of the substrate, that is, when the liquid surface height of the film liquid is made uniform over the entire film forming surface of the substrate. After the film solution is dried, the film thickness gradually increases as the streak region connected to the inner peripheral side of the boundary moves to the outer peripheral side. Therefore, when the film liquid is discharged, if the line-shaped region is controlled so that the discharge amount of the film liquid gradually increases as it moves to the inner peripheral side, it is uniform on the substrate after drying. A film thickness can be obtained.
この場合、前記筋状の領域を、内周側から外周側にかけて複数の部分筋状領域に区分し、それら複数の部分筋状領域に応じて、個々のノズルからの膜液の吐出量を可変制御することが好ましい。 In this case, the streak region is divided into a plurality of partial streak regions from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and the discharge amount of the film liquid from each nozzle is variable according to the plurality of partial streak regions. It is preferable to control.
このようにすれば、部分筋状領域を一単位として制御を行えばよいため、制御の煩雑さを回避しつつ制御の正確性を確保することができる。 In this way, since it is only necessary to control the partial streak region as a unit, it is possible to ensure the accuracy of the control while avoiding the complexity of the control.
以上の構成において、前記相対的な移動時に、前記複数のノズルに対して膜液の吐出と非吐出とを制御することにより、前記膜形成面に膜が形成される複数の閉鎖領域と、膜が形成されない領域とを作り出すことができ、また、前記相対的な移動時に、前記複数のノズルに対して膜液の吐出と非吐出とを制御することにより、前記膜形成面に膜が形成されない複数の閉鎖領域と、膜が形成される領域とを作り出すこともできる。 In the above configuration, a plurality of closed regions in which a film is formed on the film forming surface by controlling discharge and non-discharge of the film liquid to the plurality of nozzles during the relative movement, and a film A region in which no film is formed can be created, and during the relative movement, a film is not formed on the film formation surface by controlling the discharge and non-discharge of the film liquid to the plurality of nozzles. It is also possible to create a plurality of closed regions and regions where a membrane is formed.
このような構成によれば、従来のスピンコーティング法やノズルを使用した方法では不可能であった膜の形成状態を作り出すことができ、特に、基板が円板状をなす場合に有効である。 According to such a configuration, it is possible to create a film formation state that is impossible with the conventional spin coating method or a method using a nozzle, and is particularly effective when the substrate has a disk shape.
また、他の技術的手段は、膜液を吐出する複数のノズルが幅方向に配列されたインクジェットヘッドの吐出面と、前記ノズルから膜液が吐出される基板の膜形成面とを対向させて、前記インクジェットヘッド及び前記基板を非回転状態で、この両者を前記幅方向と直交する方向に相対的に移動させながら、前記ノズルから前記基板の膜形成面に前記膜液を吐出するように構成した膜形成装置において、前記基板が前記インクジェットヘッドに対して相対的に移動する際の態様が、その相対的な移動方向に平行な二辺と、この方向に直交する二辺とからなる矩形の基板となる態様ではなく、前記インクジェットヘッドのノズルの配列幅長さを、前記基板が相対的に移動する際における該基板の膜形成面の幅方向最大長さ以上にして、前記両者の相対的な移動を完了させるまでの間に、前記複数のノズルにおける膜液を吐出するノズルの個数を可変制御するものである。 In another technical means, an ejection surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles that eject film liquid are arranged in the width direction is opposed to a film formation surface of a substrate from which the film liquid is ejected from the nozzle. The film liquid is discharged from the nozzle onto the film forming surface of the substrate while the inkjet head and the substrate are not rotated, and both of them are relatively moved in a direction perpendicular to the width direction. In the film forming apparatus, the substrate is moved relative to the inkjet head in a rectangular shape including two sides parallel to the relative movement direction and two sides orthogonal to the direction. The arrangement width length of the nozzles of the ink jet head is not an aspect to be a substrate, but is set to be equal to or larger than the maximum length in the width direction of the film forming surface of the substrate when the substrate relatively moves. Until completing a pair movement, the number of nozzles for discharging film liquid in the plurality of nozzles is to variably control.
このような構成によれば、上述の技術的手段と略同様の作用効果を得ることができる。但し、この場合には、基板上における膜形成面と基板の外周端部との関係については、上述の技術的手段のような厳格な制約を受けない。 According to such a configuration, it is possible to obtain substantially the same operational effects as the above technical means. However, in this case, the relationship between the film formation surface on the substrate and the outer peripheral edge of the substrate is not subject to strict restrictions as in the above technical means.
さらに、他の技術的手段は、膜液を吐出する複数のノズルが幅方向に配列されたインクジェットヘッドの吐出面と、前記ノズルから膜液が吐出される基板の膜形成面とを対向させて、前記インクジェットヘッド及び前記基板を非回転状態で、この両者を前記幅方向と直交する方向に相対的に移動させながら、前記ノズルから前記基板の膜形成面に前記膜液を吐出するように構成した膜形成装置において、前記基板の膜形成面の外周端から内周側に連なる筋状の領域では、内周側に向かって漸次膜液の吐出量が増加し、該筋状の領域から内周側に連なる領域では、その増加した膜液の最大吐出量と同一の吐出量となるように制御するものである。 Further, another technical means is that an ejection surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles that eject film liquid are arranged in the width direction is opposed to a film formation surface of a substrate from which the film liquid is ejected from the nozzle. The film liquid is discharged from the nozzle onto the film forming surface of the substrate while the inkjet head and the substrate are not rotated, and both of them are relatively moved in a direction perpendicular to the width direction. In the film forming apparatus, the discharge amount of the film liquid gradually increases toward the inner peripheral side from the outer peripheral end of the film forming surface of the substrate to the inner peripheral side. In the region connected to the circumferential side, the discharge amount is controlled to be the same as the increased maximum discharge amount of the film liquid.
このような構成によれば、下記に示すような作用効果が得られる。すなわち、基板の膜形成面に、均一な吐出量で膜液を形成した場合、つまり基板の膜形成面の全域に亘って膜液の液面高さを均一とした場合には、膜液の乾燥後に、前記膜形成面の外周端から内周側に連なる筋状の領域が外周側に移行するに連れて漸次膜厚が大きくなる。そこで、膜液を吐出する時点で、その筋状の領域につき、内周側に移行するに連れて漸次膜液の吐出量が増加するように制御しておけば、乾燥後に基板上で均一な膜厚を得ることができる。 According to such a configuration, the following effects can be obtained. That is, when the film liquid is formed with a uniform discharge amount on the film forming surface of the substrate, that is, when the liquid surface height of the film liquid is made uniform over the entire area of the film forming surface of the substrate, After drying, the film thickness gradually increases as the streaky region extending from the outer peripheral edge of the film forming surface to the inner peripheral side moves to the outer peripheral side. Therefore, when the film liquid is discharged, if the line-shaped region is controlled so that the discharge amount of the film liquid gradually increases as it moves to the inner peripheral side, it is uniform on the substrate after drying. A film thickness can be obtained.
以上の構成において、前記基板は、半導体ウエハであってもよく、または、ガラス基板であってもよく、もしくは、樹脂基板であってもよい。 In the above configuration, the substrate may be a semiconductor wafer, a glass substrate, or a resin substrate.
以上のような技術的手段を踏まえて、上記課題を解決するために創案された本発明に係る装置は、膜液を吐出する複数のノズルが幅方向に配列されたインクジェットヘッドの吐出面と、前記ノズルから膜液が吐出される基板の膜形成面とを対向させて、前記インクジェットヘッド及び前記基板を非回転状態で、この両者を前記幅方向と直交する方向に相対的に移動させながら、前記ノズルから前記基板の膜形成面に前記膜液を吐出するように構成した膜形成装置において、前記インクジェットヘッドのノズルの配列幅長さを、前記基板が相対的に移動する際における該基板の膜形成面の幅方向最大長さ以上にし、前記基板の膜形成面が、該膜形成面の外周端にコーナー部が接し且つ前記相対的な移動方向に平行な二辺とこの方向に直交する二辺とからなる矩形領域と、前記矩形領域から食み出した非矩形領域とに区分され、前記非矩形領域では、前記相対的な移動方向に対して前記膜液を吐出するノズルの個数を変化させると共に、前記膜液を吐出するノズルの個数が多くなるに連れて前記ノズルからの膜液の吐出量を多くする制御が行われるように構成したことに特徴づけられる。 Based on the technical means as described above, an apparatus according to the present invention, which was created to solve the above-described problems, includes an ejection surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles that eject film liquid are arranged in the width direction, While facing the film formation surface of the substrate from which the film liquid is discharged from the nozzle, the inkjet head and the substrate are moved in a non-rotating state, while relatively moving both in the direction perpendicular to the width direction, In the film forming apparatus configured to discharge the film liquid from the nozzle onto the film forming surface of the substrate, the arrangement width length of the nozzles of the ink jet head is set so that the substrate moves when the substrate relatively moves. More than the maximum length in the width direction of the film forming surface, the film forming surface of the substrate is perpendicular to this direction with two sides that are in contact with the peripheral edge of the film forming surface and parallel to the relative moving direction. two And a non-rectangular area protruding from the rectangular area. In the non-rectangular area, the number of nozzles that discharge the film liquid is changed in the relative movement direction. At the same time, it is characterized in that control is performed to increase the discharge amount of the film liquid from the nozzle as the number of nozzles discharging the film liquid increases.
このような構成によれば、基板の膜形成面における非矩形領域では、膜液を吐出するノズルの個数を相対的な移動方向に対して変化させることが有効であることに加えて、そのように膜液を吐出するノズルの個数を変化させた場合における膜形成面の非矩形領域での吐出直後の膜厚が不均一になるという現象が、的確に回避される。 According to such a configuration, in the non-rectangular region on the film forming surface of the substrate, it is effective to change the number of nozzles for discharging the film liquid with respect to the relative movement direction. In addition, the phenomenon that the film thickness immediately after ejection in the non-rectangular region of the film formation surface when the number of nozzles for ejecting the film liquid is varied is accurately avoided.
この場合において、前記非矩形領域は、前記相対的な移動方向に複数の部分領域に区分され、それらの部分領域の別異に応じて、前記ノズルの個数および前記ノズルからの膜液の吐出量についての異なる制御が行われるように構成することが好ましい。 In this case, the non-rectangular region is divided into a plurality of partial regions in the relative movement direction, and the number of nozzles and the discharge amount of the film liquid from the nozzles according to the difference of the partial regions. It is preferable to configure so that different controls are performed.
上記の本発明に係る装置の構成において、前記矩形領域では、前記相対的な移動位置の別異に関わらず前記膜液を吐出するノズルの個数および前記ノズルからの膜液の吐出量を一定にする制御が行われるように構成することが好ましい。 In the configuration of the apparatus according to the present invention described above, in the rectangular region, the number of nozzles for discharging the film liquid and the discharge amount of the film liquid from the nozzles are made constant regardless of the relative movement position. It is preferable that the control is performed.
上記の本発明に係る装置の構成において、前記矩形領域は、前記膜形成面の外周端に四つのコーナー部が接する中央矩形領域と、前記相対的な移動方向と直交する方向に対して前記中央矩形領域の両側に配置され且つ前記膜形成面の外周端に二つのコーナー部が接する側方矩形領域とに区分され、前記中央矩形領域および前記側方矩形領域ではそれぞれ、前記相対的な移動位置の別異に関わらず前記膜液を吐出するノズルの個数および前記ノズルからの膜液の吐出量を一定にする制御が行われるように構成することが好ましい。 In the configuration of the apparatus according to the present invention, the rectangular area includes a central rectangular area where four corner portions are in contact with an outer peripheral end of the film forming surface, and the center with respect to a direction orthogonal to the relative moving direction. The rectangular region is divided into a side rectangular region that is disposed on both sides of the rectangular region and has two corner portions in contact with an outer peripheral end of the film forming surface, and the relative moving position in each of the central rectangular region and the side rectangular region. It is preferable that the control is performed so that the number of nozzles for discharging the film liquid and the discharge amount of the film liquid from the nozzles are made constant regardless of the difference.
また、上記課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、膜液を吐出する複数のノズルが幅方向に配列されたインクジェットヘッドの吐出面と、前記ノズルから膜液が吐出される基板の膜形成面とを対向させて、前記インクジェットヘッド及び前記基板を非回転状態で、この両者を前記幅方向と直交する方向に相対的に移動させながら、前記ノズルから前記基板の膜形成面に前記膜液を吐出する膜形成方法において、前記インクジェットヘッドのノズルの配列幅長さを、前記基板が相対的に移動する際における該基板の膜形成面の幅方向最大長さ以上にし、前記基板の膜形成面が、該膜形成面の外周端にコーナー部が接し且つ前記相対的な移動方向に平行な二辺とこの方向に直交する二辺とからなる矩形領域と、前記矩形領域から食み出した非矩形領域とに区分され、前記非矩形領域では、前記相対的な移動方向に対して前記膜液を吐出するノズルの個数を変化させると共に、前記膜液を吐出するノズルの個数が多くなるに連れて前記ノズルからの膜液の吐出量を多くする制御が行われることに特徴づけられる。 Further, the method according to the present invention, which was created to solve the above-described problems, includes a discharge surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles for discharging a film liquid are arranged in the width direction, and a film liquid is discharged from the nozzle. With the film formation surface of the substrate facing each other, the ink jet head and the substrate are not rotated, and the two are relatively moved in a direction perpendicular to the width direction from the nozzle to the film formation surface of the substrate. In the film forming method for discharging the film liquid, the nozzle array width length of the inkjet head is set to be equal to or greater than the maximum length in the width direction of the film forming surface of the substrate when the substrate relatively moves, A film forming surface of the substrate, a rectangular region having a corner portion in contact with an outer peripheral edge of the film forming surface and having two sides parallel to the relative movement direction and two sides orthogonal to the direction; and the rectangular region Food In the non-rectangular area, the number of nozzles for discharging the film liquid is changed with respect to the relative movement direction, and the number of nozzles for discharging the film liquid is large. Accordingly, the control is performed to increase the discharge amount of the film liquid from the nozzle.
このような方法によれば、上述の本発明に係る装置と実質的に同一の作用効果を得ることができる。 According to such a method, substantially the same operational effects as those of the above-described apparatus according to the present invention can be obtained.
以上のように本発明によれば、インクジェットヘッドを用いて基板上に膜液を吐出する場合に、ノズルの個数が変化することで吐出直後の基板上での膜厚が不均一になるという事態が有益性を考慮して見出され、その事態が的確に回避される。 As described above, according to the present invention, when the film liquid is discharged onto the substrate using the ink jet head, the film thickness on the substrate immediately after discharge becomes non-uniform due to the change in the number of nozzles. Is found in consideration of the benefits, and the situation is avoided accurately.
以下、本発明の実施形態に係る膜形成装置および膜形成方法について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a film forming apparatus and a film forming method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の第1実施形態に係る膜形成装置および膜形成方法について説明する。図1に示すように、膜形成装置1は、半導体ウエハからなる円板状の基板2が、矢印A方向に搬送される共に、その搬送経路の上方には、ピエゾ方式のインクジェットヘッド3が固定設置されている。このインクジェットヘッド3は、複数(図例では5個)の個別インクジェットヘッド3aが搬送方向Aと直交する幅方向Bに対して千鳥状に配列された併設インクジェットヘッドである。このインクジェットヘッド3における各個別インクジェットヘッド3aの下面(吐出面)には、幅方向Bに複数のノズル4が、同一のノズルピッチ4Pで配列されている。したがって、インクジェットヘッド3には、全体的に視れば、幅方向Bに一定のノズルピッチ4Pで多数のノズル4が配列されていることになる。そして、全てのノズル4の位置を示すデータは、インクジェットヘッド3の記憶手段5に記憶されている。
First, a film forming apparatus and a film forming method according to a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, in the
基板2の表面への膜液の吐出に関しては、基板2の搬送方向Aの位置と、基板2の表面における膜形成面2Aの位置とに応じて決まるBMPデータ(ビットマップデータ)が、記憶手段5に記憶されている。このBMPデータは、インクジェットヘッド3の各ノズル4に対して、膜液を吐出させるノズル4の個数、各ノズル4からの膜液の吐出量、および各ノズル4からの膜液の吐出の有無を、指定することができる。したがって、各ノズル4の膜液の吐出ピッチは任意に指定することができる。また、基板2の搬送速度は、2mm/sec〜100mm/sec、好ましくは10mm/sec〜50mm/secとされるが、この基板2の搬送速度は、ノズル4からの膜液の吐出量や吐出周波数、さらにはノズル4の配列状態などを考慮して適宜設定される。
Regarding the ejection of the film liquid onto the surface of the
図1に符合Cで拡大して示すように、単位面積当たりにおける基板2の膜形成面2Aにおける膜液の塗布状態は、インクジェットヘッド3の全てのノズル4から膜液6を吐出した場合(100%の吐出状態の場合)に、ノズルピッチ4Pと、搬送方向の吐出ピッチApとの関係において、全ての膜液6(同図に示す円の形状をなす線)が隙間なく重なることになる。
As shown enlarged in FIG. 1 by reference C, the coating state of the film liquid on the
図2は、インクジェットヘッド3の下面におけるノズル4の配列状態の一例を示している。インクジェットヘッド3における各個別インクジェットヘッド3aの下面には、2つのライン型インクジェットノズル3bが並列に取り付けられている。そして、一方のライン型インクジェットノズル3bの各ノズル4の位置と、他方のライン型インクジェットノズル3bの各ノズル4の位置とは、幅方向Bにノズルピッチ4Pの半ピッチ分だけずれている。したがって、このインクジェットヘッド3の全体としての実質的なノズルの配列ピッチは、個々のライン型インクジェットノズル3bのノズルピッチ4Pの1/2とされている。なお、ライン型インクジェットノズル3bの配列個数やノズル4の配列状態などは、これに限定されるわけではない。
FIG. 2 shows an example of the arrangement state of the
ここで、インクジェットヘッド3から吐出される膜液の吐出方式を説明する。図3(a)は、バイナリーモードと称される方式で、画像データのBMPデータ上で、一つのノズル4に相当する吐出データを1回ONさせた場合に、予め決められた吐出量の膜液6が1滴のみ吐出するモードである。図3(b)は、マルチドロップモードと称される方式で、画像データのBMPデータ上で、一つのノズル4に相当する吐出データに、1〜7までの数字(この例では3)を付加させた場合に、1回ONさせるだけで、予め決められた吐出量の膜液6が3滴連続して吐出するモードである。図3(c)は、DPNモードと称される方式で、画像データのBMPデータ上で、一つのノズル4に相当する吐出データに、吐出量のデータを入力することで、1回ONさせるだけで、入力された吐出量の膜液6を吐出するモードである。本発明は、この何れの方式も採用することができるが、この実施形態では、図3(a)のバイナリーモード方式が採用される。その理由は、バイナリーモード方式は、他の二つの方式に比べて、複雑な電気制御が不要だからである。
Here, a discharge method of the film liquid discharged from the
図4は、基板2の表面における膜形成面2Aに対して、インクジェットヘッド3から膜液6を吐出する態様を例示している。基板2の膜形成面2Aは円形であるために、その輪郭は搬送方向Aと一致せず且つ幅方向Bとも一致せず、インクジェットヘッド3のノズルの幅方向配列長さは、基板2の膜形成面2Aの幅方向最大長さ(膜形成面2Aの直径D1)よりも長い。そして、膜形成面2Aである円形の全領域は、幅方向Bの中央に存在してコーナー部が円形輪郭と接する三つの矩形領域20と、左右二つの部分円形領域21と、上下六つの部分円形領域22とに区分される。この場合、矩形領域20は、膜形成面2Aの外周端である円形輪郭に四つのコーナー部が接する中央矩形領域20と、搬送方向Aと直交する方向に対して中央矩形領域2の両側に配置され且つ膜形成面2Aの円形輪郭に二つのコーナー部が接する側方矩形領域20とに区分されている。そして、三つの矩形領域20では、搬送方向Aの移動位置の別異に関係なくインクジェットヘッド3における膜液を吐出するノズル4の個数が一定数であって、具体的には、三つの個別インクジェットヘッド3aによって、それらの一定数のノズル4(この実施形態では全てのノズル4)から膜液が吐出される。これに対して、八つの部分円形領域21,22では、搬送方向Aの移動位置の別異に応じてインクジェットヘッド3における膜液を吐出するノズル4の個数が変化する。これによって、膜液の吐出状態は、円形輪郭に沿うことになり、結果的には、円形の膜形成面2Aの全領域に正確な円形となるように膜液が吐出される。以上のような制御は、記憶手段5に記憶されているBMPデータなどに基づいて制御手段7(図1参照)が行う。
FIG. 4 illustrates a mode in which the
この場合、八つの部分円形領域21、22のうち、左右二つの部分円形領域21についてはそれぞれ、搬送方向Aに対して複数(図例では12)の領域a〜lに区分され、それらの領域の別異に応じて、個々のノズル4からの膜液の吐出量が変化する。また、幅方向Bの中央上下の領域を除く上下四つの部分円形領域22についてはそれぞれ、搬送方向Aに対して複数(図例では6)の領域a〜fに区分され、それらの領域の別異に応じて、個々のノズル4からの膜液の吐出量が変化する。なお、幅方向Bの中央の上下二つの部分円形領域22についてもそれぞれ、搬送方向Aに対して複数の領域に分割して、それらの別異に応じて、個々のノズル4からの膜液の吐出量を変化させてもよいが、そのような事を行わないようにしてもよい。以上のような制御は、記憶手段5に記憶されているBMPデータなどに基づいて制御手段7が行う。
In this case, of the eight partial
ここで、インクジェットヘッド3の特性として、膜液を吐出させるノズル4の個数が変化した場合には、吐出直後の膜厚が不均一になることが周知となっている。このような現象は、クロストーク現象と呼称されている。具体的には、膜液を吐出させるノズル4の個数が少ない場合には、個々のノズル4からの膜液の吐出量が多くなり、膜液を吐出させるノズル4の個数が多い場合には、個々のノズル4からの膜液の吐出量が少なくなる。そのため、仮に、上述の八つ(または六つ)の部分円形領域21、22について、膜液を吐出させるノズル4の個数を変化させるだけであれば、吐出直後の膜厚が不均一となる。具体的には、図5(a)に示す部分円形領域21については、上下方向中央部から両端部に移行するに連れて、漸次、膜液を吐出させるノズル4の個数が少なくなる。そのため、基板2の表面の膜形成面2Aに吐出された直後の膜8は、図5(b)に示すように、上下方向中央部の膜厚が薄く、両端部に移行するに連れて、漸次、膜厚が厚くなる。そこで、上下方向中央部から上下方向両端部に移行するに連れて、漸次、ノズル4からの膜液の吐出量を少なくすればよいことになる。この実施形態では、図6(a)に示すように(すなわち図4に示すように)、部分円形領域21を搬送方向Aに対して複数(例えば12)の領域a〜lに分割して、個々のノズル4からの膜液の吐出量を、上下方向中央部の領域f、gで多くし、両端側の領域に移行するに連れて、その吐出量を少なくする。その結果、図6(b)に示すように、基板2の表面の膜形成面2Aに吐出された直後の膜8は、上下方向の全領域a〜lに亘って膜厚が均一になる。このように膜厚を均一にするためには、予め上記の12の領域についての個別のノズル4からの膜液の吐出量を重量計で測定して記憶手段5に記憶しておき、この記憶したデータを基に部分円形領域21の膜液の吐出量が均一になるように制御手段7で自動補正すればよい。そして、他の部分円形領域21、22についても同様のことを行うことにより、円形の膜形成面2Aの全領域に亘って、吐出直後の膜厚が均一になる。以上のような制御は、記憶手段5に記憶されているBMPデータなどに基づいて制御手段7が行う。なお、矩形領域20では、既述のように搬送方向Aの移動位置の別異に関係なく膜液を吐出するノズル4の個数が一定数であるため、ノズル4からの膜液の吐出量も移動位置の別異に関係なく一定量となる。
Here, as a characteristic of the
図7(a)は、基板2上における吐出直後の膜厚が均一とされた膜8の塗布状態を示している。この塗布状態は、膜液が基板2の湾曲した外周端部2bから裏面2cに向かって付着することが防止されて、湾曲した外周端部2bと平面状の膜形成面2Aとの境界2dで、膜8(膜液)の付着が止められている。したがって、膜8の外周端部8bは、基板2の湾曲した外周端部2bと平面状の膜形成面2Aとの境界2dまたはその近傍に位置している。なお、基板2の外周端部が図示のように湾曲して大きく外周側に突出していない場合には、基板2の外周端部と見なすことができる部位と、平面状の膜形成面2Aとの境界が、膜8の外周端部8bの位置となる。見方を変えれば、膜8の外周端部8bは、基板2の外周端部2bにおける裏面側部分2eに至っていなければよい。
FIG. 7A shows a coating state of the
このような状態の下で、膜8が乾燥した場合には、図7(b)に示すように、乾燥した膜8Aの外周端部8bから内周側に存在する細幅の筋状領域23のみが隆起して、その中央側の領域は、相対的に膜厚が薄く均一な状態となる。このような現象は、コーヒーリング現象と一般に呼称されている。そこで、この実施形態では、図8(a)に示すように、吐出直後の膜8の外周端部8bの内周側における筋状領域23については、内周側から外周側に移行するに連れて漸次膜厚が薄くなるように、所定のノズル4から膜液が吐出されるようになっている。この場合、膜液の吐出直後における上記の筋状領域23の膜8の表面(上面)8cは、内周側から外周側に向かって下降傾斜すると共に、僅かに凹状に湾曲している。そして、このような状態から、膜8が乾燥した場合には、図8(b)に示すように、膜8Aの外周端部8Abから中央までの全領域に亘って膜厚が均一になる。このようにするための具体的な制御は、以下のようにして行われる。
When the
すなわち、図9に示すように、基板2上の円形の膜形成面2Aについて、等角度で周方向に複数(図例では12個)の扇形領域24に区分すると共に、さらに最外周の筋状領域23を径方向に複数(図例では6個)の部分円弧状領域a〜fに区分する。そして、12個の扇形領域24のそれぞれについて、6個の部分円弧状領域a〜fごとに、ノズル4からの膜液の吐出量を補正し、結果的に、図8(b)に示すように、乾燥後の膜8Aの膜厚が均一になるようにする。なお、筋状領域23の全周に亘って一挙にノズル4からの膜液の吐出量を補正せずに、周方向に12分割したのは、制御の容易化と正確化とを確保するためであり、12分割した扇形領域24に対して個別に補正されたその補正データは、記憶手段5に記憶される。なお、同図の上端には、ノッチ部2Bが形成されているが、このノッチ部2Bは、図10に示すように、一つの区画部として、径方向に複数(図例では6個)のV型領域a〜fに区分し、これらのV型領域a〜fについても、上記と同様にして吐出量を補正すれば、結果的に、ノッチ部2Bについても、乾燥後に均一な膜厚が得られる。また、ノッチ部2B以外の形状をなすオリフラが設けられる場合であっても、このオリフラに対して同様の事が行われる。以上のような制御は、記憶手段5に記憶されているBMPデータなどに基づいて制御手段7が行う。
That is, as shown in FIG. 9, the circular film-forming
図11は、本発明の第2実施形態に係る膜形成装置1の概略平面図であって、基板2の表面における膜形成面2Aに対して、インクジェットヘッド3から膜液6を吐出する態様を例示している。この第2実施形態に係る膜形成装置1が上述の第1実施形態に係るそれと大きく相違している点は、基板2が、矩形のガラス基板または樹脂基板であって、搬送方向Aに対して傾斜した姿勢とされている点である。したがって、図11に示すように、基板2の輪郭は、搬送方向Aと一致せず且つ幅方向Bとも一致せず、インクジェットヘッド3のノズルの幅方向配列長さは、基板2の膜形成面2Aの幅方向最大長さL1よりも長い。この場合、膜形成面2Aである矩形の全領域は、幅方向Bの中央に存在してコーナー部が矩形輪郭と接する三つの矩形領域25と、左右二つの非矩形領域26と、上下八つの非矩形領域27とに区分される。そして、三つの矩形領域25では、搬送方向Aの移動位置の別異に関係なくインクジェットヘッド3における膜液を吐出するノズル4の個数が一定数であって、具体的には、三つの個別インクジェットヘッド3aによって、それらの一定数のノズル4(この実施形態では全てのノズル4)から膜液が吐出される。これに対して、八つの非矩形領域26、27では、搬送方向Aの移動位置の別異に応じてインクジェットヘッド3における膜液を吐出するノズル4の個数が変化する。これによって、膜液の吐出状態は、傾斜姿勢の矩形輪郭に沿うことになり、結果的には、傾斜姿勢の矩形の膜形成面2Aの全領域に膜液が吐出される。以上のような制御は、記憶手段5に記憶されているBMPデータなどに基づいて制御手段7が行う。この場合、左右二つの非矩形領域26についてはそれぞれ、搬送方向Aに対して複数(図例では4つ)の領域a〜dに区分され、それらの領域の別異に応じて、個々のノズル4からの膜液の吐出量が変化する。また、上下八つの非矩形領域27についてはそれぞれ、搬送方向Aに対して複数(図例では6つ(一部は5つ)の領域a〜f(一部はa〜e)に区分され、それらの領域の別異に応じて、個々のノズル4からの膜液の吐出量が変化する。なお、基板2上への吐出直後における膜8の膜厚の不均一を均一にするための制御については、既述の図6(a)、(b)に基づいて説明した事項と実質的に同一の制御が行われ、且つ、乾燥後における膜8Aの膜厚の不均一を均一にするための制御については、既述の図8(a)、(b)に基づいて説明した事項と実質的に同一の制御が行われる。また、基板2の外周端部2bと膜8、8Aの形成位置との関係は、既述の図7、8に基づいて説明した事項と実質的に同一である。
FIG. 11 is a schematic plan view of the
図12は、本発明の第3実施形態に係る膜形成装置1の概略平面図であって、基板2の表面における膜形成面2Aに対して、インクジェットヘッド3から膜液6を吐出する態様を例示している。この第3実施形態に係る膜形成装置1が上述の第2実施形態に係るそれと大きく相違している点は、矩形のガラス基板または樹脂基板からなる基板2が、搬送方向Aに対して非傾斜姿勢とされている点である。そして、インクジェットヘッド3のノズルの幅方向配列長さは、基板2の膜形成面2Aの幅方向最大長さL2(膜形成面2Aの一辺の長さ)よりも長い。したがって、基板2上の膜形成面2Aに対して、インクジェットヘッド3における膜液を吐出させるノズル4の個数が変化するのは、矩形の膜形成面2Aの下辺を通過する際に、零から一定数に変化する場合と、膜形成面2Aの上辺を通過する際に、一定数から零に変化する場合とである。但し、このような変化をする場合には、基板2の外周端部2bと膜形成面2Aとの位置関係について、厳格な制御が必要である。また、この実施形態では、幅方向Bの中央部における三つの矩形領域28については、三つの個別インクジェットヘッド3によって、それらの一定数のノズル4(この実施形態では全てのノズル4)から膜液が吐出される。これに対して、左右両端二つ部分矩形領域29では、上記の一定数よりも少ない個数のノズル4から膜液が吐出される。したがって、この二つの部分矩形領域29では、中央部の三つの矩形領域28よりも個々のノズル4からの膜液の吐出量が少なくされる。なお、乾燥後における膜8Aの膜厚の不均一を均一にするための制御については、既述の図8(a)、(b)に基づいて説明した事項と実質的に同一の制御が行われる。また、基板2の外周端部2bと膜8、8Aの形成位置との関係は、既述の図7、8に基づいて説明した事項と実質的に同一である。
FIG. 12 is a schematic plan view of the
図13は、本発明の第4実施形態に係る膜形成装置1を例示している。この第4実施形態に係る膜形成装置1が、上述の第1、第2、第3実施形態に係るそれと相違しているところは、基板2上における円形または傾斜姿勢の矩形もしくは非傾斜姿勢の膜形成面2Aに電極膜や部品などの凸部9が複数存在する場合に、インクジェットヘッド3の所要のノズル4からの膜液の吐出量を電気的に可変制御して、乾燥後における膜8Aの膜厚を均一にした点である。さらに、この場合には、気泡などは発生しない。その他の制御は、上述の第1、第2、第3実施形態のそれぞれの場合と実質的に同一である。
FIG. 13 illustrates a
図14は、本発明の第5実施形態に係る膜形成装置1を例示している。この第5実施形態に係る膜形成装置1が、上述の第1、第2、第3実施形態に係るそれと相違しているところは、基板2上における円形または傾斜姿勢の矩形もしくは非傾斜姿勢の矩形の膜形成面2Aに、電極膜や部品などの凸部9が複数存在する場合に、インクジェットヘッド3の所要のノズル4からの膜液の吐出量を電気的に可変制御して、乾燥後における膜8Aの表面(上面)を平坦にした点である。さらに、この場合にも、気泡などは発生しない。その他の制御は、上述の第1、第2、第3実施形態のそれぞれの場合と実質的に同一である。
FIG. 14 illustrates a
図15(a)、(b)は、本発明の第6実施形態に係る膜形成装置1を例示している。この第6実施形態に係る膜形成装置1が、上述の第1、第2、第3実施形態に係るそれと相違しているところは、平面視円形の基板2上における円形の膜形成面2A、および平面視矩形の傾斜姿勢の矩形もしくは非傾斜姿勢の矩形の膜形成面2Aに、膜が形成されない複数の閉鎖領域10と、膜が形成される領域11とを作り出した点である。その他の制御は、上述の第1、第2、第3実施形態のそれぞれの場合と実質的に同一である。なお、上述の図7、8、9に示した構成を、膜形成面2Aの外周端部のみならず、各閉鎖領域10の周縁部に適用してもよい。
15A and 15B illustrate a
図16(a)、(b)は、本発明の第7実施形態に係る膜形成装置1を例示している。この第7実施形態に係る膜形成装置1が、上述の第1、第2、第3実施形態に係るそれと相違しているところは、平面視円形の基板2上における円形の膜形成面2A、および平面視矩形の基板2上における傾斜姿勢の矩形もしくは非傾斜姿勢の矩形の膜形成面2Aに、膜が形成される複数の閉鎖領域11と、膜が形成されない領域10とを作り出した点である。その他の制御は、上述の第1、第2、第3実施形態のそれぞれの場合と実質的に同一である。なお、上述の図7、8、9に示した構成を、各閉鎖領域11の周縁部に適用してもよい。
16A and 16B illustrate a
そして、以上の実施形態で、基板2上に形成される乾燥後の膜8Aの膜厚は、下限値を300nmとすることができ、上限値を30μm以上、例えば50μmとすることができる。
In the above embodiment, the
また、以上の実施形態に係る膜形成装置1を使用して膜8Aを形成した場合、実際にインクジェットヘッド3から吐出した膜液の全吐出量の95%以上が膜8Aの形成に使用された。したがって、無駄になった膜液は、全吐出量の5%未満であった。この場合、無駄になった膜液とは、膜8Aを形成する前にノズル4の表面をクリーニングする時にノズル4の内部から出た少量の膜液と、ノズル4の表面をクリーニングした後にノズル面を整えるために少量だけスタンバイショット(捨て打ち)した膜液との総和である。したがって、基板2の膜形成面2Aに実際に膜8Aを形成している際には、インクジェットヘッド3から吐出した膜液の全吐出量の100%もしくは略100%が膜8Aの形成に使用されることになる。
Further, when the
以上の実施形態では、膜8、8Aの外周端部8b、8Abを、図8に示すように、基板2の外周端部2bと平面状をなす膜形成面2Aとの境界2dに位置させたが、この膜8、8Aの外周端部8b、8Abは、上記の境界2dよりも内周側にあってもよく或いは外周側にあってもよい。したがって、図9に示す構成も図示の状態よりも内周側にあっても外周側にあってもよい。
In the above embodiment, the outer peripheral ends 8b and 8Ab of the
また、以上の実施形態では、5個の個別インクジェットヘッド3を使用したが、その個数は限定されるものではなく、例えば、1個の個別インクジェットヘッド3のみを使用してもよい。
In the above embodiment, five individual inkjet heads 3 are used. However, the number is not limited. For example, only one
さらに、以上の実施形態では、インクジェットヘッド3の全てのノズル4から膜液6を吐出する場合(100%の吐出状態の場合)に、本発明を適用したが、70%〜95%または85%〜95%の吐出状態であってもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to the case where the
また、以上の実施形態で使用した膜液6は、感光性絶縁膜、非感光性絶縁膜、レジスト膜、UV膜などの機能性膜あるいはその他の膜を形成するものであれば、特に限定されるものではない。
The
さらに、以上の実施形態では、基板2が搬送方向Aに一回移動する間に、膜8Aの形成が完了するようにしたが、基板2が二回以上(往復動を含む)移動する間に膜8Aの形成が完了するようにしてもよく、その場合には、基板2の膜形成面2Aを必要に応じて複数領域に分割して、基板2の一回の移動で分割した領域毎に膜8Aを形成するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the formation of the
加えて、以上の実施形態では、基板2が移動してインクジェットヘッド3が固定設置されていたが、これとは逆に、インクジェットヘッド3が移動して基板2が固定設置されていてもよく、あるいは、両者2、3が移動してもよい。
In addition, in the above embodiment, the
1 膜形成装置
2 基板
2A 基板の膜形成面
2b 基板の外周端部
2c 基板の裏面
3 インクジェットヘッド
3a 個別インクジェットヘッド
4 ノズル
5 記憶手段
6 膜液
7 制御手段
8 膜(吐出直後の膜)
8A 膜(乾燥後の膜)
9 凸部
DESCRIPTION OF
8A membrane (membrane after drying)
9 Convex
Claims (5)
前記インクジェットヘッドのノズルの配列幅長さを、前記基板が相対的に移動する際における該基板の膜形成面の幅方向最大長さ以上にし、
前記基板の膜形成面が、該膜形成面の外周端にコーナー部が接し且つ前記相対的な移動方向に平行な二辺とこの方向に直交する二辺とからなる矩形領域と、前記矩形領域から食み出した非矩形領域とに区分され、
前記非矩形領域では、前記相対的な移動方向に対して前記膜液を吐出するノズルの個数を変化させると共に、前記膜液を吐出するノズルの個数が多くなるに連れて前記ノズルからの膜液の吐出量を多くする制御が行われるように構成したことを特徴とする膜形成装置。 The inkjet head and the substrate are made non-contact with an ejection surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles that eject film liquid are arranged in the width direction and a film formation surface of a substrate from which the film liquid is ejected from the nozzle. In the film forming apparatus configured to discharge the film liquid from the nozzle to the film forming surface of the substrate while relatively moving the both in a direction perpendicular to the width direction in a rotating state,
The arrangement width length of the nozzles of the inkjet head is set to be equal to or larger than the maximum length in the width direction of the film forming surface of the substrate when the substrate relatively moves,
A rectangular area comprising a film forming surface of the substrate having two sides parallel to the relative movement direction and a two sides perpendicular to the relative direction in which a corner portion is in contact with an outer peripheral end of the film forming surface; Divided into non-rectangular areas protruding from the
In the non-rectangular region, the number of nozzles that discharge the film liquid is changed with respect to the relative movement direction, and the film liquid from the nozzles increases as the number of nozzles that discharge the film liquid increases. A film forming apparatus characterized in that control is performed to increase the amount of ink discharged.
前記インクジェットヘッドのノズルの配列幅長さを、前記基板が相対的に移動する際における該基板の膜形成面の幅方向最大長さ以上にし、
前記基板の膜形成面が、該膜形成面の外周端にコーナー部が接し且つ前記相対的な移動方向に平行な二辺とこの方向に直交する二辺とからなる矩形領域と、前記矩形領域から食み出した非矩形領域とに区分され、
前記非矩形領域では、前記相対的な移動方向に対して前記膜液を吐出するノズルの個数を変化させると共に、前記膜液を吐出するノズルの個数が多くなるに連れて前記ノズルからの膜液の吐出量を多くする制御が行われることを特徴とする膜形成方法。 The inkjet head and the substrate are made non-contact with an ejection surface of an inkjet head in which a plurality of nozzles that eject film liquid are arranged in the width direction and a film formation surface of a substrate from which the film liquid is ejected from the nozzle. In the film forming method of discharging the film liquid from the nozzle to the film forming surface of the substrate while relatively moving both in the direction perpendicular to the width direction in a rotating state,
The arrangement width length of the nozzles of the inkjet head is set to be equal to or larger than the maximum length in the width direction of the film forming surface of the substrate when the substrate relatively moves,
A rectangular area comprising a film forming surface of the substrate having two sides parallel to the relative movement direction and a two sides perpendicular to the relative direction in which a corner portion is in contact with an outer peripheral end of the film forming surface; Divided into non-rectangular areas protruding from the
In the non-rectangular region, the number of nozzles that discharge the film liquid is changed with respect to the relative movement direction, and the film liquid from the nozzles increases as the number of nozzles that discharge the film liquid increases. The film forming method is characterized in that control is performed to increase the discharge amount.
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