JP6064697B2 - Functional film forming equipment - Google Patents
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Description
本発明は、機能膜形成装置に関する。 The present invention relates to a functional film forming apparatus.
基板上に機能膜（以下、単に膜ともいう）を形成する技術に関し、様々なものが提供されている。特に種々のインクジェット方式による印刷技術（ピエゾ方式、静電方式、バブルジェット（登録商標）方式）は、パターン構成物質である導電性微粒子を含む流動体（液体）を用いて、電極、絶縁体、半導体などをパターン形成対象物である基板などの基材に直接描画することができるため、マスクが不要であり、フォトリソグラフィー法と比べて材料の無駄が極端に少なく、安価なデバイス製造方法として注目が集まっている。 Various techniques for forming a functional film (hereinafter also simply referred to as a film) on a substrate are provided. In particular, various ink jet printing techniques (piezo method, electrostatic method, bubble jet (registered trademark) method) use a fluid (liquid) containing conductive fine particles that are pattern constituent materials, electrodes, insulators, As semiconductors can be directly drawn on a substrate such as a substrate, which is a pattern formation target, a mask is unnecessary, and there is extremely little waste of materials compared to photolithography, and it is attracting attention as an inexpensive device manufacturing method Gathered.
インクジェット方式により機能膜の形成をする場合、基板に着弾した液滴の膜厚が不均一になる不具合（いわゆる、コーヒーステイン現象）に対処するために、液滴と基板との接触角を調整する技術が考えられ、既に知られている（特許文献１）。 When the functional film is formed by the ink jet method, the contact angle between the droplet and the substrate is adjusted in order to cope with a defect (so-called coffee stain phenomenon) in which the film thickness of the droplet that has landed on the substrate becomes uneven. A technique is considered and already known (Patent Document 1).
従来の機能膜を形成する技術において、既に述べたように、膜厚の均一性を確保するために様々な対処法が講じられてきた。しかし、実際には、形成する機能膜の形状（パターン）によっては、全ての箇所で上記対処法による膜厚の均一性を得ることは難しい。 In the conventional technology for forming a functional film, as described above, various countermeasures have been taken in order to ensure the uniformity of the film thickness. However, in practice, depending on the shape (pattern) of the functional film to be formed, it is difficult to obtain film thickness uniformity by the above countermeasures at all locations.
例えば、特許文献１の技術を用いて機能膜の形成をする場合、膜厚の均一性を確保するために、上述の接触角を調整するほか、液滴中に存在する溶媒を蒸発させる条件を設定したり、親液または撥液処理を施したり、基板をテーパー加工したりして効果を上げることを試みている。 For example, when the functional film is formed using the technique of Patent Document 1, in order to ensure the uniformity of the film thickness, in addition to adjusting the contact angle described above, the conditions for evaporating the solvent present in the droplets are set. Attempts have been made to increase the effect by setting, lyophilic or lyophobic treatment, and tapering the substrate.
しかしながら、形成したい膜形状を考慮した上で、膜厚の均一性を得る方法については、述べられていなかった。したがって、様々な形状の機能膜において、上記均一性を得るための技術の最大限の効果を得ることは難しいという課題があった。 However, a method for obtaining film thickness uniformity in consideration of the film shape to be formed has not been described. Therefore, there has been a problem that it is difficult to obtain the maximum effect of the technique for obtaining the above uniformity in the functional films of various shapes.
本発明は以上を鑑みてなされたものであり、機能膜の形成において、所望の形状（パターン）に応じた膜厚の均一性を得ることが可能な機能膜形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a functional film forming apparatus capable of obtaining film thickness uniformity according to a desired shape (pattern) in forming a functional film. To do.
かかる目的を達成するため、本発明の機能膜形成装置は、機能膜の所望の形状に応じた濡れ性条件を設定する濡れ性条件設定手段を備え、前記濡れ性条件設定手段によって設定された前記濡れ性条件に従って、液滴を基板上に吐出して所望の形状の機能膜を形成する機能膜形成装置であって、前記濡れ性条件設定手段は、前記液滴を吐出する位置及び量を設定した吐出条件データと、前記機能膜の所望の形状のデータと、前記機能膜の膜厚の不均一さを示す値の許容範囲の境目の値である閾値のデータと、を少なくとも読み込むデータ読み込み部と、前記データ読み込み部により読み込まれたデータを変換し、該変換されたデータを出力するデータ変換部と、前記変換されたデータをもとに、前記機能膜の形成における濡れ性条件の候補を少なくとも1つ生成する濡れ性条件生成部と、前記濡れ性条件の候補の中から特定の濡れ性条件を選択する濡れ性条件選択部と、前記変換されたデータの中の前記吐出条件データ及び前記所望の形状のデータと、前記特定の濡れ性条件とをもとに、前記基板上に形成される前記機能膜の様態を推定する膜の様態推定部と、前記推定された膜の様態をもとに、当該推定された膜における膜の均一性を評価する平坦度評価部と、前記推定された膜における膜厚の均一性を評価した結果をもとに、前記推定された膜における平坦度を判定する平坦度判定部と、前記平坦度の値が前記閾値よりも小さい値である場合、推定された膜の均一性は良好であると判定され、前記特定の濡れ性条件のデータを出力する濡れ性条件出力部と、を備えるものである。 In order to achieve such an object, the functional film forming apparatus of the present invention includes a wettability condition setting unit that sets a wettability condition according to a desired shape of the functional film, and is set by the wettability condition setting unit. A functional film forming apparatus that forms a functional film having a desired shape by discharging droplets onto a substrate in accordance with wettability conditions, wherein the wettability condition setting unit sets a position and an amount for discharging the droplets A data reading unit that reads at least the discharge condition data, the desired shape data of the functional film, and the threshold data that is the boundary value of the allowable range of the value indicating the non-uniformity of the functional film thickness And a data conversion unit that converts the data read by the data reading unit and outputs the converted data, and, based on the converted data, a wettability condition candidate in the formation of the functional film. Small At least one wettability condition generating unit, a wettability condition selecting unit for selecting a specific wettability condition from the candidates for the wettability condition, the discharge condition data in the converted data, and Based on the data of the desired shape and the specific wettability condition, a film state estimation unit that estimates the state of the functional film formed on the substrate, and the estimated film state Based on the result of evaluating the uniformity of the film thickness in the estimated film and the flatness evaluation unit for evaluating the film uniformity in the estimated film based on When the flatness determination unit for determining the degree and the flatness value is smaller than the threshold value, it is determined that the estimated film uniformity is good, and the data of the specific wettability condition is obtained. A wettability condition output unit for outputting.
本発明によれば、機能膜の様々な形状（パターン）に応じた膜厚の均一性を得ることが可能である。 According to the present invention, it is possible to obtain film thickness uniformity according to various shapes (patterns) of the functional film.
以下、この発明を実施するための好適な形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
（機能膜形成装置の構成）
図１は、第一の実施の形態の機能膜形成装置の動作に係る機能ブロック図を兼ねたフロー図である。本実施形態の機能膜形成装置は、液滴を基板上に吐出して所望の形状の機能膜を形成する機能膜形成装置（１）であって、機能膜の所望の形状に応じた濡れ性条件を設定する濡れ性条件設定手段（１０）を備えており、この濡れ性条件設定手段（１０）は、以下に示す１−８を備えている。
１）液滴を吐出する位置及び量を設定した吐出条件データ（ｄ１）と、機能膜の所望の形状のデータ（描画レイアウト、ｄ２）と、機能膜の膜厚の不均一さを示す値の許容範囲の境目の値である閾値のデータ（ｄ３）と、を少なくとも読み込むデータ読み込み部（１１）。
２）データ読み込み部（１１）により読み込まれたデータ（Ｄ１）を処理できる形に変換し、この変換されたデータ（Ｄ２）を出力するデータ変換部（１３）。
３）変換されたデータ（Ｄ２）をもとに、機能膜の形成における濡れ性条件の候補を1つ又は2つ以上生成する、濡れ性条件生成部（１５）。
４）濡れ性条件の候補の中から特定の濡れ性条件を選択する濡れ性条件選択部（１７）。
５）変換されたデータ（Ｄ２）の中の吐出条件データ（ｄ１）及び所望の形状のデータ（ｄ２）と、上述の特定の濡れ性条件とをもとに、基板上に形成される機能膜の様態を推定する膜の様態推定部（１９）。
６）推定された膜の様態をもとに、この推定された膜における膜の均一性を評価する平坦度評価部（２１）。
７）推定された膜における膜厚の均一性を評価した結果をもとに、推定された膜における平坦度を判定する平坦度判定部（２３）。
８）上述の平坦度の値が閾値よりも小さい値である場合、推定された膜の均一性は良好であると判定され、上述の特定の濡れ性条件のデータ（Ｄ３）を出力する濡れ性条件出力部（データ出力部、２５）。
(Configuration of functional film forming device)
FIG. 1 is a flowchart that also serves as a functional block diagram relating to the operation of the functional film forming apparatus of the first embodiment. The functional film forming apparatus of the present embodiment is a functional film forming apparatus (1) that forms a functional film having a desired shape by discharging droplets onto a substrate, and has wettability according to the desired shape of the functional film. A wettability condition setting unit (10) for setting conditions is provided, and the wettability condition setting unit (10) includes 1-8 shown below.
1) discharge condition data (d1) in which the position and amount of droplets are set, data on the desired shape of the functional film (drawing layout, d2), and values indicating the non-uniformity of the functional film thickness A data reading unit (11) that reads at least threshold data (d3) that is a value at the boundary of the allowable range.
2) A data conversion unit (13) that converts the data (D1) read by the data reading unit (11) into a form that can be processed, and outputs the converted data (D2).
3) A wettability condition generation unit (15) that generates one or more candidates for wettability conditions in the formation of the functional film based on the converted data (D2).
4) A wettability condition selection unit (17) that selects a specific wettability condition from candidates for the wettability condition.
5) A functional film formed on the substrate based on the discharge condition data (d1) and the desired shape data (d2) in the converted data (D2) and the specific wettability condition described above. A film state estimation unit (19) for estimating the state of the film.
6) A flatness evaluation unit (21) that evaluates the film uniformity in the estimated film based on the estimated film state.
7) A flatness determination unit (23) that determines the flatness of the estimated film based on the result of evaluating the uniformity of the film thickness of the estimated film.
8) When the flatness value is smaller than the threshold value, it is determined that the estimated film uniformity is good, and the wettability for outputting the data (D3) of the specific wettability condition described above Condition output unit (data output unit, 25).
次に、同じく図１を用いて、機能膜形成装置１の動作の流れについて説明をする。まず、上述の入力データＤ１を、データ読み込み部１１によって読み込む（Ｓ１０１）。入力データＤ１は、吐出条件データｄ１、描画レイアウト（所望の形状のデータ）ｄ２、閾値のデータｄ３等からなるものとする。 Next, the operation flow of the functional film forming apparatus 1 will be described using FIG. First, the input data D1 is read by the data reading unit 11 (S101). The input data D1 is made up of ejection condition data d1, drawing layout (desired shape data) d2, threshold data d3, and the like.
また、吐出条件データｄ１における吐出条件とは、形成する機能膜の材料である液滴を吐出する条件である。また、描画レイアウトｄ２における描画レイアウトとは、機能膜の所望の形状（パターン）のことである。さらに、閾値のデータｄ３における閾値は、後述するが、膜厚の不均一さを示す値のなかで許容範囲とされる境目の値のことであり、ここでは上限の値としている。閾値においては、好適であると思われる値を設定し得るものとする。入力データＤ１のそれぞれの内容について、図２〜図４を用いて説明をする。 Further, the discharge condition in the discharge condition data d1 is a condition for discharging a droplet that is a material of the functional film to be formed. The drawing layout in the drawing layout d2 is a desired shape (pattern) of the functional film. Further, as will be described later, the threshold value in the threshold value data d3 is a boundary value within the allowable range among the values indicating the non-uniformity of the film thickness, and is an upper limit value here. In the threshold value, a value that seems to be suitable can be set. Each content of the input data D1 will be described with reference to FIGS.
最初に、描画レイアウト（所望の形状のデータ）ｄ２について説明をする。図２は描画レイアウト３０の一例であり、サイズＸｏ×Ｘｏの基板３１上に、サイズＸｎ×Ｘｎのパターン３３を形成する場合の描画レイアウト図を示している。ここでは、パターン３３を描画したい領域、すなわち所望の形状をｐ−ｗａｌｌとし、それ以外の領域をｏ−ｗａｌｌとする。 First, the drawing layout (desired shape data) d2 will be described. FIG. 2 is an example of a drawing layout 30, and shows a drawing layout diagram when a pattern 33 of size Xn × Xn is formed on a substrate 31 of size Xo × Xo. Here, an area in which the pattern 33 is to be drawn, that is, a desired shape is p-wall, and the other area is o-wall.
また、図３は、所望の形状を上述の描画レイアウト３０としたとき、基板３１上の任意の位置である座標０(ｘｄ，ｙｄ)上に、機能性インクを特定の量だけ吐出する条件を示した図である。図３（ａ）は上述の図２の描画レイアウト３０に倣った平面図であり、図３（ｂ）は吐出条件データｄ１の例を示す図である。複数滴吐出する場合も同様に定義し、リスト化する。 FIG. 3 shows a condition for ejecting a specific amount of functional ink on coordinates 0 (xd, yd), which is an arbitrary position on the substrate 31, when the desired shape is the above-described drawing layout 30. FIG. FIG. 3A is a plan view following the drawing layout 30 of FIG. 2 described above, and FIG. 3B is a diagram showing an example of the discharge condition data d1. When discharging a plurality of drops, the same definition is made and a list is formed.
次に、図４を用いて上述の閾値のデータｄ３における、閾値の概念について説明をする。図４は、上述の描画レイアウト３０に沿って基板３１上に吐出された機能膜（ウエット膜）Ｍの断面図であるものとする。このとき、形成された機能膜Ｍの膜厚の最大値をｍａｘ（Ｈ）、最小値をｍｉｎ（Ｈ）とし（ただし、ｍｉｎ（Ｈ）は０より大きい値）、膜厚の最大値ｍａｘ（Ｈ）と最小値ｍｉｎ（Ｈ）との比で表される式（下記の式（１））により算出された値を、吐出された膜の平坦度とする。
上述の平坦度は、値が大きいほど膜厚の不均一さが増し、小さいほど減少するパラメータであり、ここでいう閾値は、許容できる平坦度の最大値のことである。 The flatness described above is a parameter that increases as the value increases, and decreases as the value decreases, and the threshold here is the maximum allowable flatness.
次に、データ変換部１３により、データ読み込み部１１で読み込まれたデータＤ１（ｄ１、ｄ２、ｄ３）を、例えばフォーマット等の、任意の装置で処理できる形へ変換し、この変換されたデータＤ２（ｄ１、ｄ２、ｄ３）を濡れ性条件生成部１５へ出力する（Ｓ１０２）。次に、この変換されたデータＤ２が濡れ性条件生成部１５に入力されると、この変換されたデータＤ２（ｄ１、ｄ２、ｄ３）をもとに、機能膜の形成における濡れ性条件の候補が生成される（Ｓ１０３）。実際には、濡れ性条件の候補を複数集めてリスト化した、濡れ性条件リストを生成する。 Next, the data conversion unit 13 converts the data D1 (d1, d2, d3) read by the data reading unit 11 into a form that can be processed by an arbitrary device such as a format, and the converted data D2 (D1, d2, d3) is output to the wettability condition generation unit 15 (S102). Next, when the converted data D2 is input to the wettability condition generation unit 15, the wettability condition candidates in the formation of the functional film based on the converted data D2 (d1, d2, d3) Is generated (S103). Actually, a wettability condition list in which a plurality of wettability condition candidates are collected and listed is generated.
図５は、上述の変換されたデータＤ２のうち、描画レイアウトｄ２（描画レイアウト３０、図２）及び吐出条件データｄ１（図３）をもとに、濡れ性条件生成部１５において生成された濡れ性条件の候補のリストに係る説明図であり、描画レイアウト３０に濡れ性条件の候補のレイアウトを設定した例を示す図（以下、濡れ性レイアウトともいう。）である。また、これを濡れ性レイアウトの基本図４０とする。 FIG. 5 illustrates the wettability condition generation unit 15 that generates wetness based on the drawing layout d2 (drawing layout 30, FIG. 2) and the discharge condition data d1 (FIG. 3) of the converted data D2. 6 is an explanatory diagram relating to a list of candidate wettability conditions, and is a diagram illustrating an example in which a wettability condition candidate layout is set in the drawing layout 30 (hereinafter also referred to as wettability layout). Also, this is a basic diagram 40 of the wettability layout.
ここでは、描画レイアウトｄ２をもとに、基板３１の、描画レイアウトｄ２が示す機能膜の形成予定領域（所望の形状、ｐ−ｗａｌｌ）を除く領域であるｏ−ｗａｌｌ（領域１）と、上述の機能膜の形成予定領域ｐ−ｗａｌｌのうち、液滴の吐出により形成されるウエット膜の形成予定領域である領域（ｐ１−ｗａｌｌ）を除く領域であるｎ−ｗａｌｌ（領域２）と、上述のウエット膜の形成予定領域であるｐ１−ｗａｌｌ（領域３）とのそれぞれの領域毎に応じた濡れ性条件を生成する。濡れ性レイアウトは、描画レイアウト３０と同様に、サイズＸｏ×Ｘｏの基板３１上に、サイズＸｎ×Ｘｎのパターン３３を形成するものとする。このとき、ウエット膜の形成予定領域であるｐ１−ｗａｌｌ（領域３）の大きさを、Ｘｐ×Ｘｐとする。 Here, based on the drawing layout d2, o-wall (region 1), which is a region of the substrate 31 excluding the functional film formation scheduled region (desired shape, p-wall) indicated by the drawing layout d2, and the above-mentioned N-wall (region 2) which is a region excluding a region (p 1 -wall) which is a region scheduled to form a wet film formed by discharging droplets among the region p-wall which is scheduled to form a functional film of A wettability condition corresponding to each region with p 1 -wall (region 3), which is the region where the wet film is to be formed, is generated. In the wettability layout, similarly to the drawing layout 30, a pattern 33 of size Xn × Xn is formed on a substrate 31 of size Xo × Xo. At this time, the size of p 1 -wall (region 3), which is the region where the wet film is to be formed, is Xp × Xp.
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図５の濡れ性レイアウトの基本図４０に沿った、３通りの濡れ性レイアウト（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）を示す図である。それぞれの濡れ性レイアウト（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）において、上述のｐ１−ｗａｌｌ（領域３）の大きさは可変のパラメータであり、ｐ１−ｗａｌｌ（領域３）の一辺の大きさは、それぞれＸｐ１（Ｒ１）、Ｘｐ２（Ｒ２）、Ｘｐ３（Ｒ３）である。このとき、
次に、図７を用いて、上述の３つの領域（領域１−３）のそれぞれに応じた濡れ性条件リストを生成する例について説明をする。上述のｏ−ｗａｌｌ（領域１）、ｎ−ｗａｌｌ（領域２）、ｐ１−ｗａｌｌ（領域３）において、基板上に液滴を吐出すると仮定したとき、各領域における基板に対する液滴の接触角をθo、θn、θpとした濡れ性条件を設定する。 Next, an example of generating a wettability condition list corresponding to each of the above three regions (regions 1-3) will be described with reference to FIG. In the above-described o-wall (region 1), n-wall (region 2), and p 1 -wall (region 3), when it is assumed that a droplet is ejected onto the substrate, the contact angle of the droplet with respect to the substrate in each region Wetability conditions are set with θo, θn, and θp.
なお、ここでは変化させることが可能な濡れ性に関するパラメータはθnのみとし、θoとθpは不変のパラメータであるとする。これを満たすためには、たとえば、基板３１の各領域（領域１、２、３）において、好適な表面処理を施すことが考えられる。上述の接触角θnを可変のものとすることにより、ｐ１−ｗａｌｌ（領域３）の大きさを可変とすることができる。 Here, it is assumed that the only parameter relating to wettability that can be changed is θn, and θo and θp are invariant parameters. In order to satisfy this, for example, it is conceivable to perform a suitable surface treatment in each region (regions 1, 2, and 3) of the substrate 31. By making the contact angle θn variable, the size of p 1 -wall (region 3) can be made variable.
上述したように、ｎ−ｗａｌｌ（領域２）における濡れ性条件をθｎ（ｎ＝１，２，３、…）としたとき、本実施形態では、θｎを、θｎ１とθｎ２とθｎ３の３種類設定した。図７（ａ）（ｂ）は、濡れ性条件である接触角θｎを、θｎ１とθｎ２とθｎ３の３種類用意した時の濡れ性条件リストの具体例である。これらの接触角θｎ１、θｎ２、θｎ３の値の関係は式（３）に示す。また、既に述べた接触角θoとθpの値の関係は式（４）に示す通りであるものとする。 As described above, when the wettability condition in n-wall (region 2) is θn (n = 1, 2, 3,...), In this embodiment, θn is set to three types of θn1, θn2, and θn3. did. FIGS. 7A and 7B are specific examples of a wettability condition list when three types of contact angles θn, which are wettability conditions, θn1, θn2, and θn3 are prepared. The relationship between the values of these contact angles θn1, θn2, and θn3 is shown in Equation (3). In addition, it is assumed that the relationship between the values of the contact angles θo and θp already described is as shown in Expression (4).
濡れ性レイアウトがＲ１、Ｒ２、Ｒ３（図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ））に示すように３通り存在し、濡れ性条件が図７（ａ）の３通りであるとすると、図７（ｂ）に示すような９通りの濡れ性条件のリストが生成される。具体的には、領域ｐ１−ｗａｌｌ（領域３）の一辺の大きさをｘｐ１、ｘｐ２、ｘｐ３としたとき、接触角θｎ１、θｎ２、θｎ３が設定される。 If there are three wettability layouts as shown in R1, R2, and R3 (FIGS. 6A, 6B, and 6C), and there are three wettability conditions in FIG. A list of nine wettability conditions as shown in FIG. 7B is generated. Specifically, when the size of one side of the region p 1 -wall (region 3) is xp1, xp2, and xp3, the contact angles θn1, θn2, and θn3 are set.
次に、濡れ性条件選択部１７において、濡れ性条件生成部１５で生成された複数の濡れ性条件の候補である濡れ性条件リストから、特定の濡れ性条件を選択する（Ｓ１０４）。ここでは、図７に示す９通りの濡れ性条件の候補から、一つの濡れ性条件の候補を選択する。選択する方法は、例えばランダムであるが、一例として、平坦度評価部２１において過去に評価された膜厚の均一性の評価結果をもとに、濡れ性条件の候補の中から、所望の形状の機能膜に適した濡れ性条件を優先して選択すると、濡れ性条件の候補を効率的に適用していくことができる。上述の、過去に評価された膜厚の均一性の評価結果は、たとえば、不図示の記憶手段等にデータ化されて収納されており、適宜使用できるものとする。 Next, the wettability condition selection unit 17 selects a specific wettability condition from the wettability condition list that is a plurality of wettability condition candidates generated by the wettability condition generation unit 15 (S104). Here, one wettability condition candidate is selected from the nine wettability condition candidates shown in FIG. The selection method is, for example, random, but as an example, based on the evaluation result of the uniformity of the film thickness evaluated in the past by the flatness evaluation unit 21, a desired shape is selected from the candidates for the wettability condition. If the wettability conditions suitable for the functional film are selected with priority, the wettability condition candidates can be efficiently applied. The above-described evaluation results of film thickness uniformity evaluated in the past are stored as data in, for example, a storage unit (not shown) and can be used as appropriate.
次に、膜の様態推定部１９において、変換されたデータＤ２の中の吐出条件データｄ１及び所望の形状のデータ（描画レイアウト）ｄ２と、上述の特定の濡れ性条件をもとに、基板上に形成される機能膜の様態を推定する（Ｓ１０５）。ここでは、上述のデータｄ１及びｄ２と特定の濡れ性条件とをもとに、インクジェット方式による機能膜の形成を行った場合の仕上がりの状態の推定を、好適な手段を用いて行う。例えば、流体シミュレーション（コンピュータシミュレーションによる流体解析）による算出で前述の推定を行うとすれば、精度よい算出を望むことができるため、好適である。 Next, in the film state estimation unit 19, based on the discharge condition data d 1 in the converted data D 2 and the desired shape data (drawing layout) d 2 and the above-mentioned specific wettability conditions, The mode of the functional film formed on the surface is estimated (S105). Here, based on the above-mentioned data d1 and d2 and specific wettability conditions, estimation of the finished state when the functional film is formed by the ink jet method is performed using a suitable means. For example, if the above estimation is performed by calculation by fluid simulation (fluid analysis by computer simulation), it is preferable because accurate calculation can be desired.
また、膜の様態推定部１９において、過去に行われた上述の推定の結果のデータから、所望の形状の機能膜に適していると推定されるデータを用いて、上述の推定、ここでは流体シミュレーションによる算出を行うと、膜の様態の算出に係る時間を少なくすることができる。上述の、過去に行われた推定結果のデータは、たとえば、不図示の記憶手段等にデータ化されて収納されており、適宜使用できるものとする。このようにして仕上がりの膜の様態を推定し、その結果得られた膜の様態のデータを、次の平坦度評価部２１へ出力する。 In addition, the film state estimation unit 19 uses the data estimated as suitable for the functional film having a desired shape from the data of the above estimation results performed in the past. When the calculation by simulation is performed, the time required for the calculation of the state of the film can be reduced. The above-described data of estimation results performed in the past are stored as data in a storage means (not shown), for example, and can be used as appropriate. Thus, the state of the finished film is estimated, and the film state data obtained as a result is output to the next flatness evaluation unit 21.
次に、平坦度評価部２１において、上述の推定された膜の様態のデータが入力され、これをもとに、推定された膜における膜の均一性を評価する（Ｓ１０６）。具体的には、上述の流体シミュレーションにより推定された、仕上がり状態の機能膜の平坦度を算出することにより、上述の評価を行う。平坦度の算出は、ここでは上述の式（１）を用いて行い、推定された膜の膜厚の最大値ｍａｘ（Ｈ）と最小値ｍｉｎ（Ｈ）との比で算出される値であるものとする。 Next, the estimated film state data is input to the flatness evaluation unit 21, and based on this data, the film uniformity in the estimated film is evaluated (S106). Specifically, the above-described evaluation is performed by calculating the flatness of the finished functional film estimated by the above-described fluid simulation. Here, the flatness is calculated using the above formula (1), and is a value calculated by the ratio of the estimated maximum value max (H) and minimum value min (H) of the film thickness. Shall.
次に、平坦度判定部２３により、推定された膜における膜厚の均一性を評価した結果をもとに、推定された膜における平坦度を判定する（Ｓ１０７）。具体的には、式（１）により算出された、推定された膜の平坦度と上述の閾値とを比較する。その結果、推定された膜における平坦度の値が、上述の閾値よりも小さい場合、判定結果はＹＥＳとなり、推定された膜の均一性は良好であると判定され、濡れ性条件出力部（データ出力部、２５）に、上述の特定の濡れ性条件のデータ（Ｄ３）を出力する。 Next, the flatness determination unit 23 determines the flatness of the estimated film based on the result of evaluating the uniformity of the film thickness of the estimated film (S107). Specifically, the estimated film flatness calculated by the equation (1) is compared with the above-described threshold value. As a result, when the estimated flatness value in the film is smaller than the above-described threshold value, the determination result is YES, the estimated film uniformity is determined to be good, and the wettability condition output unit (data The data (D3) of the specific wettability condition described above is output to the output unit 25).
一方、上述の平坦度が閾値よりも大きい場合、判定結果はＮＯとなり、濡れ性条件生成部１５によるＳ１０３または濡れ性条件選択部１７によるＳ１０４へ戻って一連の動作をやり直す。この動作は、平坦度の判定結果がＹＥＳとなるまで繰り返すものとする。ここで、Ｓ１０３又はＳ１０４のどちらに戻るかの基準は、濡れ性条件選択部１３ｂで選択しうる濡れ性条件の候補が存在するか否かによる。濡れ性条件選択部１７で選択しうる濡れ性条件の候補が存在する場合は、濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）に戻り、処理動作をやり直す。上述の濡れ性条件の候補が存在しない場合は、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）に戻り、再び濡れ性条件の候補を生成するところから動作をやり直すものとする。 On the other hand, when the above-described flatness is larger than the threshold value, the determination result is NO, and the process returns to S103 by the wettability condition generation unit 15 or S104 by the wettability condition selection unit 17 to repeat the series of operations. This operation is repeated until the flatness determination result is YES. Here, the criterion for returning to S103 or S104 depends on whether there is a wettability condition candidate that can be selected by the wettability condition selection unit 13b. If there is a wettability condition candidate that can be selected by the wettability condition selection unit 17, the process returns to the wettability condition selection unit 17 (S104) and the processing operation is performed again. When there is no candidate for the wettability condition described above, the process returns to the wettability condition generation unit 15 (S103), and the operation is restarted from the point where the candidate for the wettability condition is generated again.
次に、図８、図９を用いて、平坦度評価部２１における膜の均一性の評価の具体例について説明する。図８は、図６の（ａ）〜（ｃ）に示す濡れ性レイアウト（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）のパラメータＸｐ（ｐ１−ｗａｌｌ（領域３）の一辺の大きさ）３通り（図８（ａ））と、濡れ性条件の候補のパラメータθｎ３通り（図８（ｂ））を示す。ここで、上述の３通りの濡れ性レイアウトのパラメータである上述のＸｐ１、Ｘｐ２、Ｘｐ３は、ｐ−ｗａｌｌ（領域２）の一辺の大きさであるＸｎを基準とした値で表した。また、その際に図８の（ａ）（ｂ）に示す設定値をもとに生成した、９通りの濡れ性条件の候補からなるリストを、図８の（ｃ）に示す。 Next, a specific example of the evaluation of film uniformity in the flatness evaluation unit 21 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows three types of parameters Xp (size of one side of the p 1 -wall (region 3)) of the wettability layout (R1, R2, R3) shown in FIGS. a)) and candidate parameters θn3 for the wettability condition (FIG. 8B). Here, the above-described Xp1, Xp2, and Xp3, which are the parameters of the three wettability layouts described above, are represented by values based on Xn that is the size of one side of the p-wall (region 2). Also, a list of nine wettability condition candidates generated based on the set values shown in FIGS. 8A and 8B at that time is shown in FIG. 8C.
本実施形態では、図８の（ａ）（ｂ）に示す設定値、及び図８の（ｃ）に示す９通りの濡れ性条件の候補からなるリストをもとに、Ｘｐ＝Ｘｐ２、θn＝θn３であるとき、膜の様態推定部１９で推定（流体シミュレーションにより算出）された膜の膜厚の均一性（ここでは式（１）に示す平坦度）を算出した。このときの閾値は１．８とした。 In the present embodiment, Xp = Xp2, θn = based on the list of the set values shown in FIGS. 8A and 8B and the nine wettability condition candidates shown in FIG. 8C. When θn3, the film thickness uniformity (in this case, the flatness shown in the equation (1)) estimated by the film state estimation unit 19 (calculated by fluid simulation) was calculated. The threshold at this time was 1.8.
図９（ａ）は算出された膜の断面図の切断箇所を説明するための概略的な上面図を図６の基本図に倣って示す図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）を、Ｘ方向（Ｘ−Ｘ）において切断したときの断面図である。このときの平坦度を、式（１）を用いて求めたところ、その値は１．７５６１７１であり、閾値より小さい値を得ることができた。 FIG. 9A is a diagram showing a schematic top view for explaining a cut portion of the calculated sectional view of the film, following the basic view of FIG. FIG. 9B is a cross-sectional view of FIG. 9A taken along the X direction (XX). When the flatness at this time was calculated | required using Formula (1), the value was 1.756171 and the value smaller than a threshold value was able to be obtained.
次に、比較例として、本実施形態における濡れ性条件リストを生成しない条件下で上述の機能膜の様態の推定（流体シミュレーションによる算出）を同様に行い、同様に推定された膜の膜厚の均一性（上述の平坦度）を算出した。図９の（ｃ）は、推定された膜を図９（ｂ）に倣って示す断面図である。このときの平坦度は２．３４５１４５であり、閾値を超えた。したがって、本実施形態の機能膜形成装置１は、膜厚をより均一にするために寄与していると言える。 Next, as a comparative example, the above-described functional film state estimation (calculation by fluid simulation) is performed in the same manner under the condition that the wettability condition list in this embodiment is not generated, and the film thickness of the film estimated in the same manner is calculated. Uniformity (the above flatness) was calculated. FIG. 9C is a cross-sectional view of the estimated film, following FIG. 9B. The flatness at this time was 2.345145, which exceeded the threshold. Therefore, it can be said that the functional film forming apparatus 1 of the present embodiment contributes to make the film thickness more uniform.
以上のことから明らかなように、第一の実施の形態の機能膜形成装置１は、機能膜の所望の形状に応じた濡れ性条件を設定する濡れ性条件設定手段１０を備えているため、機能膜の様々な形状（パターン）に応じた膜厚の均一性を得ることが可能である。 As is clear from the above, the functional film forming apparatus 1 of the first embodiment includes the wettability condition setting unit 10 that sets the wettability condition according to the desired shape of the functional film. It is possible to obtain film thickness uniformity according to various shapes (patterns) of the functional film.
次に、第一の実施の形態の変形例について説明をする。図１０は、濡れ性レイアウトの変形例Ｒ４を示す概略的な平面図であり、所望の形状が複雑な曲線を含む図である例を示す。所望の形状を３００としたとき、濡れ性条件設定手段１０（図１）により、領域１（機能膜の形成予定領域を除く基板上の領域、３０１）、領域２（液滴の吐出により形成されるウエット膜の形成予定領域である領域を除く領域、３０２）、領域３（ウエット膜の形成予定領域、３０３）のそれぞれの領域（１−３）毎に応じた、特定の濡れ性条件を設定する。このとき、本実施形態の機能膜形成装置１の濡れ性条件設定手段１０を用いて上述の特定の濡れ性条件に従って機能膜の形成を行うことにより、実際に形成したい形状に対応した濡れ性条件を設定し、所望の形状に応じた膜の均一性を得ることができる。 Next, a modification of the first embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic plan view showing a modified example R4 of the wettability layout, and shows an example in which a desired shape includes a complex curve. When the desired shape is 300, the wettability condition setting means 10 (FIG. 1) causes the region 1 (region on the substrate excluding the region where the functional film is to be formed, 301), region 2 (formed by droplet ejection). Specific wettability conditions are set for each region (1-3) of the region excluding the region which is a wet film formation planned region 302) and region 3 (the wet film formation planned region 303). To do. At this time, by forming the functional film according to the specific wettability condition described above using the wettability condition setting unit 10 of the functional film forming apparatus 1 of the present embodiment, the wettability condition corresponding to the shape that is actually desired to be formed. And uniformity of the film according to the desired shape can be obtained.
なお、ウエット膜の形成予定領域３０３（領域３）は、所望の形状３００を縮小した形状で設定されている。実際に液滴を吐出することにより形成されるウエット膜は仕上がり時には広がるため、この広がった形状が所望の形状３００となるように、領域３の形状を設定する必要がある。 The wet film formation scheduled region 303 (region 3) is set to a shape obtained by reducing the desired shape 300. Since the wet film formed by actually ejecting droplets spreads when finished, it is necessary to set the shape of the region 3 so that the expanded shape becomes the desired shape 300.
たとえば、所望の形状３００に対し、オフセット量３０４のオフセット処理を行うことにより、オフセット形状３０５の領域３を設定することができる。オフセット量３０４は、経験的に好適であると判断される量に設定する。また、オフセット量３０４の値を変えることで、図６（ａ）〜（ｃ）に示す濡れ性レイアウトＲ１−Ｒ３と同様に、領域３の寸法を変更することができる。 For example, the region 3 of the offset shape 305 can be set by performing an offset process with an offset amount 304 on the desired shape 300. The offset amount 304 is set to an amount that is determined to be suitable empirically. Further, by changing the value of the offset amount 304, the dimension of the region 3 can be changed in the same manner as the wettability layouts R1-R3 shown in FIGS.
次に、第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａにつき、図１１〜図１３を用いて説明をする。図１１は、第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａの動作に係る機能ブロック図を兼ねたフロー図である。 Next, the functional film forming apparatus 1a according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a flowchart also serving as a functional block diagram relating to the operation of the functional film forming apparatus 1a of the second embodiment.
第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａは、閾値を満たす条件を既に見つけていてもよりよい条件を探索することができるという利点がある。または、閾値を満たす条件が見つけられない場合でもこれまで計算した条件の中から最も良かった条件を出力することも可能である。第一の実施の形態の機能膜形成装置１と第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａとの違いは、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）、算出された濡れ性条件、及び平坦度のデータ(Ｄ４)の有無である。 The functional film forming apparatus 1a of the second embodiment has an advantage that a better condition can be searched even if a condition that satisfies the threshold value has already been found. Alternatively, even when a condition that satisfies the threshold is not found, it is possible to output the best condition among the conditions calculated so far. The difference between the functional film forming apparatus 1 of the first embodiment and the functional film forming apparatus 1a of the second embodiment is that the data output determination unit 24 (S109), the calculated wettability condition, and the flatness The presence or absence of data (D4).
図１１に示す第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａは、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）と算出された濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ４)があることにより、平坦度判定部２３の判定結果がＮＯの場合でもこれまで算出した値の中で最もよい値を出力することができる。また、平坦度判定部２３の判定結果がＹＥＳになった場合でもさらによい値を求めて条件を探索することができる。 The functional film forming apparatus 1a according to the second embodiment shown in FIG. 11 includes a data output determination unit 24 (S109) and the calculated wettability condition and flatness data (D4). Even when the determination result of 23 is NO, the best value among the values calculated so far can be output. Further, even when the determination result of the flatness determination unit 23 is YES, a better value can be obtained and the condition can be searched.
次に、図１１について詳細に説明をする。ここでは、平坦度判定部２３にて出力される回数が、予め定められた回数未満の場合には引き続き条件を探索し、予め定められた回数以上の場合にはデータを出力する場合のフローを示したものである。なお、説明は図１に示す第一の実施の形態の機能膜形成装置１の動作と異なる箇所だけについて行うものとし、その他の動作については詳細な説明を省略する。 Next, FIG. 11 will be described in detail. Here, when the number of times output by the flatness determination unit 23 is less than a predetermined number of times, the condition is continuously searched, and when the number of times is equal to or greater than the predetermined number of times, a flow for outputting data is shown. It is shown. Note that the description will be made only on portions different from the operation of the functional film forming apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, and detailed description of other operations will be omitted.
平坦度判定部２３（Ｓ１０７)の出力がＹＥＳであり、かつ平坦度判定部２３の出力回数の合計が、予め定めたフローを繰り返す回数の上限値未満である場合は、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）の出力はＮＯとなり、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）または濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）にて再度条件を選択し、その後平坦度を算出する。 When the output of the flatness determination unit 23 (S107) is YES and the total number of outputs of the flatness determination unit 23 is less than the upper limit value of the number of times of repeating the predetermined flow, the data output determination unit 24 ( The output of S109) is NO, the condition is selected again by the wettability condition generation unit 15 (S103) or the wettability condition selection unit 17 (S104), and then the flatness is calculated.
一方、平坦度判定部２３（Ｓ１０７）の出力がＹＥＳであり、平坦度判定部２３の出力回数の合計が、予め定めたフローを繰り返す回数の上限値以上の場合は、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）の出力はＹＥＳとなり、データ出力部２５（Ｓ１０８）にてこれまで計算した条件の中で、平坦度の値が最も良かった濡れ性の条件を出力する。 On the other hand, when the output of the flatness determination unit 23 (S107) is YES and the total number of outputs of the flatness determination unit 23 is equal to or greater than the upper limit value of the number of repetitions of a predetermined flow, the data output determination unit 24 ( The output of S109) is YES, and the condition of wettability with the best flatness value among the conditions calculated so far by the data output unit 25 (S108) is output.
また、平坦度判定部２３（Ｓ１０７)の出力がＮＯであり、平坦度判定部２３の出力回数の合計が、予め定めたフローを繰り返す回数の上限値未満の場合は、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）の出力はＮＯとなり、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）または濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）にて再度条件を選択し、その後平坦度を算出する。 Further, when the output of the flatness determination unit 23 (S107) is NO and the total number of outputs of the flatness determination unit 23 is less than the upper limit value of the number of times of repeating the predetermined flow, the data output determination unit 24 ( The output of S109) is NO, the condition is selected again by the wettability condition generation unit 15 (S103) or the wettability condition selection unit 17 (S104), and then the flatness is calculated.
また、平坦度判定部２３（Ｓ１０７）の出力がＮＯであり、平坦度判定部２３の出力回数の合計が、予め定めたフローを繰り返す回数の上限値以上の場合は、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）の出力はＹＥＳとなり、データ出力部２５（Ｓ１０８）にてこれまで計算した条件の中で、平坦度の値が最も良かった濡れ性の条件を出力する。 Further, when the output of the flatness determination unit 23 (S107) is NO and the total number of outputs of the flatness determination unit 23 is equal to or greater than the upper limit value of the number of repetitions of a predetermined flow, the data output determination unit 24 ( The output of S109) is YES, and the condition of wettability with the best flatness value among the conditions calculated so far by the data output unit 25 (S108) is output.
図１２に、算出された濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ４)を示す。図１２は、平坦度評価部２１（Ｓ１０６）にて算出された平坦度のデータと、そのときの濡れ性条件のデータをリスト化したものである。算出された濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ４)は、平坦度が算出される度に追加される。予め定められた回数が３回の場合は、図１２（ａ）のように３つのデータが保存され、予め定められた回数が５回の場合は、図１２（ｂ）のように５つのデータが保存される。算出された濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ４)は、データ出力部２５（Ｓ１０８）の入力として利用される。 FIG. 12 shows the calculated wettability condition and flatness data (D4). FIG. 12 is a list of flatness data calculated by the flatness evaluation unit 21 (S106) and wettability condition data at that time. The calculated wettability condition and flatness data (D4) are added each time the flatness is calculated. When the predetermined number of times is three, three data are stored as shown in FIG. 12A, and when the predetermined number of times is five, five data as shown in FIG. 12B. Is saved. The calculated wettability condition and flatness data (D4) are used as input to the data output unit 25 (S108).
図１３に、出力される特定の濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ３’)を示す。図１３（ａ）は、予め定められた回数が３回の場合に出力される特定の濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ３’)の具体例である。また、図１３（ｂ）は、予め定められた回数が５回の場合に出力される特定の濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ３’)の具体例である。 FIG. 13 shows output specific wettability conditions and flatness data (D3 ′). FIG. 13A is a specific example of specific wettability conditions and flatness data (D3 ′) output when the predetermined number of times is three. FIG. 13B is a specific example of specific wettability conditions and flatness data (D3 ′) output when the predetermined number of times is five.
今、便宜的に閾値（ｄ３）が１．８であるものとする。予め定められた回数が３回の場合、Ｄ４は図１２（ａ）であった。この場合、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）の出力はＹＥＳとなる。図１２（ａ）の平坦度はいずれも閾値を満たしていないが、この中で最良の平坦度のデータを、データ出力部２５（Ｓ１０８）で
出力することになる。よって、出力されるデータ濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ３’)は図１３（ａ）のようになる。
For convenience, it is assumed that the threshold value (d3) is 1.8. When the predetermined number of times is 3, D4 is as shown in FIG. In this case, the output of the data output determination unit 24 (S109) is YES. None of the flatnesses in FIG. 12A satisfy the threshold value, but the data with the best flatness is output from the data output unit 25 (S108). Therefore, the data wettability condition and flatness data (D3 ′) to be output are as shown in FIG.
また、予め定められた回数が５回の場合の場合を考える。図１２（ｂ）では、４回目の出力にて平坦度が１．７９となっているため、すでに閾値（ｄ３）の１．８を満たす条件がみつかっているが、定められた回数以下のため、データ出力判定部２４（Ｓ１０９）の出力はＮＯとなり、５回目の条件を選択し平坦度を計算することになる。５回目の計算が終了した時点で、最良の平坦度のデータをデータ出力部２５（Ｓ１０８）で
出力することになる。よって、出力されるデータ濡れ性条件と平坦度のデータ(Ｄ３’)は図１３（ｂ）のようになる。
Consider a case where the predetermined number of times is five. In FIG. 12B, since the flatness is 1.79 at the fourth output, a condition satisfying the threshold value (d3) of 1.8 is already found, but it is less than the predetermined number of times. The output of the data output determination unit 24 (S109) is NO, and the fifth condition is selected to calculate the flatness. When the fifth calculation is completed, the data with the best flatness is output from the data output unit 25 (S108). Therefore, the output data wettability condition and flatness data (D3 ′) are as shown in FIG.
次に、第三の実施の形態の機能膜形成装置につき、図１４〜図２０を用いて説明をする。図１４は、第三の実施の形態の機能膜形成装置１ｂの動作に係る機能ブロック図を兼ねたフロー図である。第三の実施の形態の機能膜形成装置１ｂは、過去に算出されたデータを用いることにより効率的に条件を探索することができる。第一の実施の形態の機能膜形成装置１との違いは、過去のデータ(Ｄ５)の有無である。 Next, a functional film forming apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a flowchart also serving as a functional block diagram relating to the operation of the functional film forming apparatus 1b of the third embodiment. The functional film forming apparatus 1b according to the third embodiment can efficiently search for conditions by using data calculated in the past. The difference from the functional film forming apparatus 1 of the first embodiment is the presence or absence of past data (D5).
上述したように、第三の実施の形態の機能膜形成装置１ｂにおいては、過去のデータ（Ｄ５）を用いるため、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）にて生成される濡れ性条件リストと算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）の構成要素も若干異なる。第三の実施の形態の機能膜形成装置１ｂにおいては、過去のデータ（Ｄ５）を用いて無駄な計算を省くこと、よりよい平坦度が算出できそうな条件を優先して選択することで、効率的な条件の探索を行うことが可能となる。 As described above, in the functional film forming apparatus 1b of the third embodiment, since the past data (D5) is used, the wettability condition list generated by the wettability condition generation unit 15 (S103) and the calculation are performed. The components of the wettability conditions and flatness data (D4 ′) are slightly different. In the functional film forming apparatus 1b of the third embodiment, by omitting useless calculation using the past data (D5), by preferentially selecting conditions that can calculate better flatness, It becomes possible to search for an efficient condition.
次に、図１４の詳細な説明をする。ここでは、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）で生成した濡れ性条件リストと過去のデータ（Ｄ５）に重複する条件がある場合に、重複する条件については計算を行わないという動作、また、濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）で選択される条件は、過去のデータ（Ｄ５）から最もよい平坦度を算出できると推定された条件を選択する、という動作のフローについて具体的に説明する。説明は第一の実施の形態の機能膜形成装置１及び第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａの動作と異なる箇所だけについて行うものとし、その他の動作については詳細な説明を省略する。 Next, FIG. 14 will be described in detail. Here, when there is an overlapping condition in the wettability condition list generated by the wettability condition generation unit 15 (S103) and the past data (D5), an operation of not performing calculation for the overlapping condition, The condition selected by the sex condition selection unit 17 (S104) will be specifically described with reference to an operation flow in which the condition estimated to be able to calculate the best flatness from the past data (D5) is selected. The description will be made only for the portions different from the operations of the functional film forming apparatus 1 of the first embodiment and the functional film forming apparatus 1a of the second embodiment, and detailed description of other operations will be omitted.
今、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）に入力される変換したデータ（Ｄ２）は、図１５に示すものであるとする。また、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）で出力される濡れ性条件リストは図１７に示すものであるとする。濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）の入力は、図１７の濡れ性条件リスト、及び図１６の過去のデータ（Ｄ５）に基づいて行う。 Now, assume that the converted data (D2) input to the wettability condition generation unit 15 (S103) is as shown in FIG. Further, it is assumed that the wettability condition list output by the wettability condition generation unit 15 (S103) is as shown in FIG. The input of the wettability condition selection unit 17 (S104) is performed based on the wettability condition list of FIG. 17 and the past data (D5) of FIG.
濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）で行う処理は、図１７の濡れ性条件リストと図１６の過去のデータ（Ｄ５）とを比較して、選択すべき条件を１つ決定することである。この決定方法は、図１７の濡れ性条件リストと図１６の過去のデータ（Ｄ５）に重複する条件があった場合は、その条件を選択しない事と、過去のデータ（Ｄ５）から最も平坦度の値がよくなる条件をできるだけ選ぶ事とが重要である。 The process performed by the wettability condition selection unit 17 (S104) is to determine one condition to be selected by comparing the wettability condition list of FIG. 17 with the past data (D5) of FIG. In this determination method, when there is an overlapping condition in the wettability condition list in FIG. 17 and the past data (D5) in FIG. 16, that condition is not selected, and the flatness is most determined from the past data (D5). It is important to select conditions that improve the value of as much as possible.
上述の方法を用いて各条件を評価したときのイメージ図として表したものが図１８（ａ）である。ここで、○は選択すべき条件、△は選択してもかまわない条件、×は選択すべきではない条件を示している。また、この評価から１つの条件を選択した結果が図１８（ｂ）である。その後、平坦度評価部２１（Ｓ１０６）にて平坦度を算出し、そのときの濡れ性の条件と平坦度のデータ（Ｄ４）をリスト化する。この濡れ性の条件と平坦度のデータ（Ｄ４）を過去のデータ（Ｄ５）に更新する。この更新したときの過去のデータ（Ｄ５）の具体例を示した図が、後述する図２０である。このように、濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）にて選択する条件は、過去のデータ（Ｄ５）の値を用いることで、平坦度がよりよい値になる条件を選択することができるようになる。 FIG. 18A shows an image when each condition is evaluated using the above-described method. Here, ◯ indicates a condition to be selected, Δ indicates a condition that may be selected, and × indicates a condition that should not be selected. Further, FIG. 18B shows the result of selecting one condition from this evaluation. Thereafter, the flatness is calculated by the flatness evaluation unit 21 (S106), and the wettability conditions and flatness data (D4) at that time are listed. The wettability condition and flatness data (D4) are updated to past data (D5). A diagram showing a specific example of the past data (D5) when updated is FIG. 20 described later. As described above, the condition to be selected by the wettability condition selection unit 17 (S104) can be selected by using the value of the past data (D5) so that the flatness can be improved. Become.
次に、図１５〜図２０のそれぞれについて、詳細に説明をする。図１５は、変換したデータ（Ｄ２）の例を示した図である。図１５に記載の吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）は、図２ならびに図３と全く同一のものであるとする。ここで、図１５の吐出条件（ｄ１）をｄ１−ａ、描画レイアウト（ｄ２）をｄ２−ａと表現する。 Next, each of FIGS. 15 to 20 will be described in detail. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of converted data (D2). It is assumed that the ejection conditions (d1) and the drawing layout (d2) shown in FIG. 15 are exactly the same as those in FIGS. Here, the discharge condition (d1) in FIG. 15 is expressed as d1-a, and the drawing layout (d2) is expressed as d2-a.
図１６は、過去のデータ（Ｄ５）の具体的な例を示した図であり、過去に算出された平坦度と、その時の条件を記録したデータリストである。過去のデータ（Ｄ５）の構成要素は、吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）と領域と接触角と平坦度である。吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）は、変換したデータ（Ｄ２）から特定されるデータである。 FIG. 16 is a diagram showing a specific example of past data (D5), and is a data list in which the flatness calculated in the past and the conditions at that time are recorded. The constituent elements of the past data (D5) are the discharge condition (d1), the drawing layout (d2), the region, the contact angle, and the flatness. The discharge condition (d1) and the drawing layout (d2) are data specified from the converted data (D2).
上述の領域と接触角は、濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）で選択された条件から特定されるデータである。平坦度は、平坦度評価部２１（Ｓ１０６）で算出された値から特定されるデータである。 The above-mentioned region and contact angle are data specified from the conditions selected by the wettability condition selection unit 17 (S104). The flatness is data specified from the value calculated by the flatness evaluation unit 21 (S106).
図１７は、図１４のフローにおいて、濡れ性条件生成部１５（Ｓ１０３）で生成された濡れ性条件リストの具体的な例を示した図である。図７（ｂ）の濡れ性条件リストの具体例との違いは、吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）と平坦度の列が増えている点である。濡れ性条件リストは、図１４のフローにおいて、過去のデータ（Ｄ５）を参照したり比較したりする必要がある。よって、濡れ性条件リストは、過去のデータ（Ｄ５）の項目とそろえておく必要がある。そのため、図７（ｂ）の濡れ性条件リストの具体例とは異なり、吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）と平坦度の項目が追加されている。 FIG. 17 is a diagram showing a specific example of the wettability condition list generated by the wettability condition generation unit 15 (S103) in the flow of FIG. The difference from the specific example of the wettability condition list in FIG. 7B is that the columns of ejection condition (d1), drawing layout (d2), and flatness are increased. The wettability condition list needs to refer to or compare past data (D5) in the flow of FIG. Therefore, the wettability condition list needs to be aligned with the items of the past data (D5). Therefore, unlike the specific example of the wettability condition list of FIG. 7B, items of ejection condition (d1), drawing layout (d2), and flatness are added.
図１８は、図１４のフローにおいて、濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）にて行う処理について説明した図であり、図１８（ａ）は、図１４のフローにおいて、選択すべき条件を濡れ性条件リストの中から選んでいる時のイメージを示した図である。また、図１８（ｂ）は、図１４のフローにおいて、選択すべき条件を１つ決めたときの具体例を示した図である。 FIG. 18 is a diagram for describing processing performed by the wettability condition selection unit 17 (S104) in the flow of FIG. 14, and FIG. 18A illustrates the conditions to be selected in the flow of FIG. It is the figure which showed the image at the time of selecting from the condition list. FIG. 18B is a diagram showing a specific example when one condition to be selected is determined in the flow of FIG.
濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）は、濡れ性条件リストの中から１つの条件を選択する部である。ここでは、過去のデータ（Ｄ５）を用いて選択すべき条件を１つに絞り込むフローについて説明する。 The wettability condition selection unit 17 (S104) is a unit that selects one condition from the wettability condition list. Here, the flow for narrowing down the condition to be selected using the past data (D5) will be described.
まず、濡れ性条件リストの条件を３段階で評価する。選択すべき条件には○、どちらでもよい条件には△、選択すべきではない条件には×をつける。この評価には過去のデータ（Ｄ５）を用いて行う。今、図１７の濡れ性条件リストのＮＯ２と５と８は、図１６の過去のデータ（Ｄ５）で平坦度を算出済みであるため、選択すべきではない条件と判断される。よって、図１８（ａ）ではＮＯ２と５と８には平坦度の欄に×が記載されている。 First, the conditions of the wettability condition list are evaluated in three stages. Conditions to be selected are marked with ◯, conditions that can be chosen are marked with △, and conditions that should not be chosen are marked with x. This evaluation is performed using past data (D5). Now, NO2, 5, and 8 in the wettability condition list of FIG. 17 have been calculated with the past data (D5) of FIG. Therefore, in FIG. 18A, “X” is written in the column of flatness in NO 2, 5 and 8.
続いて、図１６の過去のデータ（Ｄ５）を見ると、接触角の値が同じ場合、領Ｘｐ２の時に最も平坦度の値が良くなっていることが確認できる。よって、領域Ｘｐ２の条件を選択すべきであると判断し、図１８（ａ）ではＮＯ４と６の平坦度の欄に○が記載されている。 Subsequently, when the past data (D5) in FIG. 16 is viewed, it can be confirmed that when the contact angle value is the same, the flatness value is the best in the region Xp2. Therefore, it is determined that the condition of the region Xp2 should be selected, and in FIG. 18A, “◯” is written in the flatness column of NO4 and NO6.
図１８（ａ）の残りの条件であるＮＯ１と３と７と９は、過去に平坦度を算出したことがないため、選択してもよいが、領域が最も望ましいと推定されたＸｐ２以外の場合であるため、どちらでもよい条件と判断し、平坦度の欄に△が記載されている。よって、ここではＮＯ４かＮＯ６の条件を選択すべきと判断される。図１８（ｂ）では、濡れ性条件選択部１７（Ｓ１０４）にて特定の条件を選択した例として、ＮＯ４を選択したときの例を示した図である。 The remaining conditions of FIG. 18 (a), NO1, 3, 7 and 9, may be selected because they have not calculated flatness in the past, but other than Xp2 where the region is estimated to be most desirable Since it is a case, it is judged that either condition is acceptable, and Δ is described in the flatness column. Therefore, it is determined that the condition of NO4 or NO6 should be selected here. FIG. 18B is a diagram illustrating an example when NO4 is selected as an example in which a specific condition is selected by the wettability condition selection unit 17 (S104).
図１９は、図１４のフローにおいて、平坦度評価部２１（Ｓ１０６）にて算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）を具体的に記した図である。図１２の算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４）の具体例との違いは、吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）の列が増えている点である。 FIG. 19 is a diagram specifically showing wettability conditions and flatness data (D4 ′) calculated by the flatness evaluation unit 21 (S106) in the flow of FIG. The difference between the calculated wettability condition and the specific example of the flatness data (D4) in FIG. 12 is that the columns of the ejection condition (d1) and the drawing layout (d2) are increased.
図１４のフローにおいて、平坦度評価部２１（Ｓ１０６）にて算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）は、過去のデータ（Ｄ５）へ追加される。
この時、算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）は、過去のデータ（Ｄ５）と書式をそろえるために、図１２とは異なるが、吐出条件（ｄ１）と描画レイアウト（ｄ２）の列を増やした。
In the flow of FIG. 14, the wettability condition and flatness data (D4 ′) calculated by the flatness evaluation unit 21 (S106) are added to the past data (D5).
At this time, the calculated wettability condition and flatness data (D4 ′) differ from FIG. 12 in order to align the format with the past data (D5), but the discharge condition (d1) and the drawing layout (d2). ) Column increased.
図２０は、図１４のフローにおいて、算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）が追加され、過去のデータ（Ｄ５）が更新された様子の具体例を示した図である。
算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）が更新された図２０と、更新される前の図C3を比較すると、確かに図２０のＮＯ４に、平坦度評価部２１（Ｓ１０６）にて算出された濡れ性条件と平坦度のデータ（Ｄ４’）が追加されている様子が確認できる。図１４のフローでは、この更新されたデータを用いて濡れ性条件リストの生成や、濡れ性条件の選択を行うこととなる。
FIG. 20 is a diagram illustrating a specific example of a state in which the calculated wettability condition and flatness data (D4 ′) are added and the past data (D5) is updated in the flow of FIG.
When FIG. 20 in which the calculated wettability condition and flatness data (D4 ′) are updated is compared with FIG. C3 before the update, the flatness evaluation unit 21 (S106) is surely changed to NO4 in FIG. It can be confirmed that the wettability condition and the flatness data (D4 ′) calculated in (1) are added. In the flow of FIG. 14, a wettability condition list is generated and wettability conditions are selected using the updated data.
以上のことから明らかなように、第一の実施の形態の機能膜形成装置１と同様に、第二の実施の形態の機能膜形成装置１ａ及び第三の機能膜形成装置１ｂにおいても、機能膜の様々な形状（パターン）に応じた膜厚の均一性を得ることが可能である。 As is clear from the above, in the functional film forming apparatus 1a and the third functional film forming apparatus 1b of the second embodiment, the function is similar to the functional film forming apparatus 1 of the first embodiment. It is possible to obtain film thickness uniformity according to various shapes (patterns) of the film.
上述の実施形態はいずれも本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。たとえば、本実施形態においては、濡れ性条件生成部１５が２つ以上の濡れ性条件を生成する例を示したが、１つの濡れ性条件を生成するものであってもよい。その場合は、生成された１つの濡れ性条件が、濡れ性条件選択部１７によって、そのまま選択される。 Each of the above embodiments is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, an example in which the wettability condition generation unit 15 generates two or more wettability conditions has been described, but one wettability condition may be generated. In that case, the generated one wettability condition is directly selected by the wettability condition selection unit 17.
また、膜厚の均一性を示す評価指標に式（１）の平坦度を用いたが、他にも推定された膜の膜厚の最大値ｍａｘ（Ｈ）及び最小値ｍｉｎ（Ｘ）を用いて、式（５）に示す膜の均一性を用いた評価指標が考えられる。
その他、膜厚の均一性を示す評価指標として、推定された理想とする膜（ウエット膜）の体積と、実際に形成された膜の体積との差異の大小を用いることもできる。この場合、理想とする膜の体積と、実際に形成された膜の体積との差異が小さいほど、両者の乖離が少ないということになり、したがって膜の均一性は高いと評価することができる。 In addition, as an evaluation index indicating the uniformity of the film thickness, the magnitude of the difference between the estimated ideal film (wet film) volume and the actually formed film volume can be used. In this case, the smaller the difference between the ideal volume of the film and the volume of the film actually formed, the smaller the difference between them, and therefore it can be evaluated that the uniformity of the film is high.
１，１ａ，１ｂ 機能膜形成装置
１０ 濡れ性条件設定手段
１１ データ読み込み部
１３ データ変換部
１５ 濡れ性条件生成部
１７ 濡れ性条件選択部
１９ 膜の様態推定部
２１ 平坦度算出部
２３ 平坦度判定部
２５ データ出力部（濡れ性条件出力部）
３０ 描画レイアウト（所望の形状）
３１ 基板
３３ パターン
４０ 濡れ性レイアウトの基本図
Ｄ１ 入力データ
Ｄ２ 変換されたデータ
Ｄ３，Ｄ３’ 特定の濡れ性条件のデータ
Ｄ４，Ｄ４’ 算出された濡れ性条件と平坦度のデータ
Ｄ５ 過去のデータ
ｄ１ 吐出条件データ
ｄ２ 描画レイアウト（所望の形状のデータ）
ｄ３ 閾値のデータ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 濡れ性レイアウト
1, 1a, 1b Functional film forming apparatus 10 Wetting condition setting means 11 Data reading section 13 Data conversion section 15 Wetting condition generating section 17 Wetting condition selecting section 19 Film state estimating section 21 Flatness calculating section 23 Flatness determination Part 25 Data output part (Wettability condition output part)
30 Drawing layout (desired shape)
31 Substrate 33 Pattern 40 Basic diagram of wettability layout D1 Input data D2 Converted data D3, D3 ′ Specific wettability condition data D4, D4 ′ Calculated wettability condition and flatness data D5 Past data d1 Discharge condition data d2 Drawing layout (data of desired shape)
d3 threshold data R1, R2, R3, R4 wettability layout
Claims (8)
前記濡れ性条件設定手段によって設定された前記濡れ性条件に従って、液滴を基板上に吐出して所望の形状の機能膜を形成する機能膜形成装置であって、
前記濡れ性条件設定手段は、
前記液滴を吐出する位置及び量を設定した吐出条件データと、前記機能膜の所望の形状のデータと、前記機能膜の膜厚の不均一さを示す値の許容範囲の境目の値である閾値のデータと、を少なくとも読み込むデータ読み込み部と、
前記データ読み込み部により読み込まれたデータを変換し、該変換されたデータを出力するデータ変換部と、
前記変換されたデータをもとに、前記機能膜の形成における濡れ性条件の候補を少なくとも1つ生成する濡れ性条件生成部と、
前記濡れ性条件の候補の中から特定の濡れ性条件を選択する濡れ性条件選択部と、
前記変換されたデータの中の前記吐出条件データ及び前記所望の形状のデータと、前記特定の濡れ性条件とをもとに、前記基板上に形成される前記機能膜の様態を推定する膜の様態推定部と、
前記推定された膜の様態をもとに、当該推定された膜における膜の均一性を評価する平坦度評価部と、
前記推定された膜における膜厚の均一性を評価した結果をもとに、前記推定された膜における平坦度を判定する平坦度判定部と、
前記平坦度の値が前記閾値よりも小さい値である場合、推定された膜の均一性は良好であると判定され、前記特定の濡れ性条件のデータを出力する濡れ性条件出力部と、
を備えることを特徴とする機能膜形成装置。 Provided with wettability condition setting means for setting wettability conditions according to the desired shape of the functional film,
In accordance with the wettability condition set by the wettability condition setting unit, a functional film forming apparatus that discharges droplets onto a substrate to form a functional film having a desired shape,
The wettability condition setting means includes:
It is the boundary value of the allowable range of the discharge condition data in which the position and amount for discharging the droplet are set, the data of the desired shape of the functional film, and the value indicating the non-uniformity of the film thickness of the functional film A data reading unit for reading at least threshold data;
A data conversion unit that converts the data read by the data reading unit and outputs the converted data;
Based on the converted data, a wettability condition generation unit that generates at least one wettability condition candidate in the formation of the functional film;
A wettability condition selection unit for selecting a specific wettability condition from the candidates for the wettability condition;
Based on the ejection condition data and the desired shape data in the converted data, and the specific wettability condition, the state of the functional film formed on the substrate is estimated. An aspect estimation unit;
A flatness evaluation unit that evaluates film uniformity in the estimated film based on the estimated film state;
Based on the result of evaluating the film thickness uniformity in the estimated film, a flatness determination unit that determines the flatness in the estimated film;
When the flatness value is a value smaller than the threshold value, it is determined that the estimated film uniformity is good, and a wettability condition output unit that outputs data of the specific wettability condition;
A functional film forming apparatus comprising:
前記変換されたデータのうち、前記所望の形状のデータをもとに、
前記基板の、前記所望の形状のデータが示す前記機能膜の形成予定領域を除く領域である領域１と、
前記機能膜の形成予定領域のうち、前記液滴の吐出により形成されるウエット膜の形成予定領域である領域を除く領域である領域２と、
前記ウエット膜の形成予定領域である領域３と、
のそれぞれの領域毎に応じた濡れ性条件を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の機能膜形成装置。 The wettability condition generation unit
Based on the data of the desired shape among the converted data,
A region 1 of the substrate excluding a region where the functional film is to be formed, which is indicated by the data of the desired shape;
Of the region scheduled to form the functional film, a region 2 that is a region excluding a region that is a region scheduled to form a wet film formed by discharging the droplets;
Region 3 which is a region where the wet film is to be formed;
The functional film forming apparatus according to claim 1, wherein a wettability condition corresponding to each of the regions is generated.
前記特定の濡れ性条件を選択する際に、
前記平坦度評価部において過去に評価された前記膜厚の均一性の評価結果をもとに、前記濡れ性条件の候補の中から、前記所望の形状の機能膜に適した濡れ性条件を優先して選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の機能膜形成装置。 The wettability condition selection unit
When selecting the specific wettability conditions,
Based on the evaluation results of the film thickness uniformity evaluated in the past by the flatness evaluation unit, the wettability condition suitable for the functional film having the desired shape is prioritized from the candidates for the wettability condition. The functional film forming apparatus according to claim 1, wherein the functional film forming apparatus is selected.
The functional film forming apparatus according to claim 7, wherein the flatness determination unit can change the threshold value to a value at which the flatness is considered to be higher.
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