JP6743555B2 - Coating system - Google Patents
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Description
本発明は、レジストなどの薬液を塗布する塗布システムに関する。 The present invention relates to a coating system for coating a chemical liquid such as resist.
ナノインプリント用のマスターモールドの製作時などでは、基材にパターンを形成するため、基材上にレジストを塗布して電子線等によるパターンの描画を行い、現像するといった工程を実施する。 When a master mold for nanoimprinting is produced, for example, in order to form a pattern on a base material, a step of applying a resist on the base material, drawing a pattern with an electron beam or the like, and developing it is performed.
レジスト等の薬液を基材上に塗布する塗布システムの概略を図11に示す。塗布システム100は塗工室(不図示)内に設けられ、ボトル110内の薬液をステージ20上の基材21に塗布する。塗布システム100では、薬液の吐出量を制御するためのポンプ130、薬液内の異物を補足するためのフィルター140、薬液の吐出タイミングを制御するためのバルブ150などが設けられ、薬液を吐出するための配管120がこれらの部分に接続される。
FIG. 11 shows an outline of a coating system for coating a base material with a chemical liquid such as a resist. The
しかしながら、このような従来の塗布システムでは配管の継ぎ目が多く、またポンプ機構やバルブ機構自体が薬液と接触する。そのため、配管の継ぎ目、ポンプ機構やバルブ機構からの発塵により薬液に異物が混入して欠陥が発生する要因となっている。結果、定期的にまたは必要なタイミングで塗布システムの洗浄を行ったり、フィルターの交換を行ったりする必要があり手間やコストが掛かっていた。 However, in such a conventional coating system, there are many pipe joints, and the pump mechanism and the valve mechanism themselves come into contact with the chemical liquid. Therefore, foreign matter is mixed into the chemical liquid due to the joints of the pipes and dust generated from the pump mechanism and the valve mechanism, which causes a defect. As a result, it has been necessary to clean the coating system and replace the filter periodically or at a necessary timing, which is troublesome and costly.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、薬液への異物の混入を防止できる塗布システム等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a coating system and the like that can prevent foreign matter from being mixed into a chemical liquid.
前述した課題を解決するための本発明は、薬液の塗布を行う塗布システムであって、薬液を充填した薬液チューブと、薬液の吐出量を制御するための第1の加圧機構と、薬液の吐出タイミングを制御するための第2の加圧機構と、を具備し、前記薬液チューブは、薬液を貯留するための液溜部と、薬液を吐出するためのノズル部とが一体に形成されたものであり、前記第1の加圧機構は、前記液溜部を外部から押圧するものであり、前記第2の加圧機構は、前記ノズル部を外部から押圧し前記ノズル部を閉じること、および押圧を解除して前記ノズル部を開くことが可能であることを特徴とする塗布システムである。 The present invention for solving the above-mentioned problems is an application system for applying a chemical liquid, the chemical liquid tube filled with the chemical liquid, a first pressurizing mechanism for controlling the discharge amount of the chemical liquid, and the chemical liquid A second pressurizing mechanism for controlling the discharge timing, and the chemical liquid tube is integrally formed with a liquid reservoir portion for storing the chemical liquid and a nozzle portion for discharging the chemical liquid. are those, wherein the first pressurizing mechanism state, and are not pressing the liquid reservoir from the outside, the second pressing mechanism presses the nozzle portion from the outside to close the nozzle unit , and then releasing the pressure and a coating system characterized capable der Rukoto to open the nozzle portion.
前記液溜部と前記ノズル部は、樹脂により形成される。
前記液溜部は、例えば側面に蛇腹部分を有する筒体であり、前記第1の加圧機構は、前記蛇腹部分が縮むように前記液溜部を押圧する。
前記ノズル部は、可とう性を有することが望ましい。また、伸縮部を有することも望ましい。
The liquid reservoir portion and the nozzle portion are made of resin.
The liquid reservoir is, for example, a cylinder having a bellows portion on its side surface, and the first pressurizing mechanism presses the liquid reservoir so that the bellows portion contracts.
It is desirable that the nozzle portion has flexibility. It is also desirable to have a stretchable portion.
また、前記ノズル部の端部に切込みが設けられることが望ましい。
前記ノズル部の先端の内周面の直径が4mm程度以下であることも望ましい。
Further, it is preferable that a cut is provided at an end of the nozzle portion.
It is also preferable that the diameter of the inner peripheral surface at the tip of the nozzle portion is about 4 mm or less.
本発明の塗布システムでは、液溜部とノズル部が一体となった薬液チューブを用いることにより、配管の継ぎ目をなくすことができる。また外部に設けた第1の加圧機構や第2の加圧機構により吐出制御を行って液溜部内の薬液を液溜部と一体となったノズル部内を通して基材上に直接吐出できるので、薬液がこれらの加圧機構や外気に触れたりすることもない。また薬液チューブは使い捨てとし、使用後の薬液チューブを新たな薬液チューブに交換して常にクリーンな状態で薬液の塗布ができる。そのため、薬液に異物が混入するのを防止できる。 In the coating system of the present invention, the joint of the pipe can be eliminated by using the chemical liquid tube in which the liquid reservoir portion and the nozzle portion are integrated. Further, since the discharge control is performed by the first pressure mechanism and the second pressure mechanism provided outside, the chemical liquid in the liquid reservoir can be directly discharged onto the base material through the nozzle portion integrated with the liquid reservoir, The chemical solution does not come into contact with these pressurizing mechanisms or the outside air. Further, the liquid medicine tube is disposable, and the liquid medicine tube after use can be replaced with a new liquid medicine tube to always apply the liquid medicine in a clean state. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from being mixed in the chemical liquid.
また、液溜部とノズル部を樹脂製のものとすることで、これらを一体として形成するのが容易になる。液溜部は蛇腹部分を有する筒体とすることで、液溜部の押圧による薬液の吐出制御を容易に行うことができる。また、ノズル部が可とう性を有することで様々な態様の塗布システムに薬液チューブを容易にセットでき、ノズル部が伸縮部を有することで、その伸縮により塗布システムの各種動作に容易に追随できる。 Further, by forming the liquid reservoir portion and the nozzle portion from resin, it becomes easy to integrally form them. By forming the liquid reservoir with a tubular body having a bellows portion, it is possible to easily control the discharge of the chemical liquid by pressing the liquid reservoir. In addition, since the nozzle portion has flexibility, the chemical solution tube can be easily set in the coating system of various modes, and since the nozzle portion has the expansion and contraction portion, it is possible to easily follow various operations of the coating system by the expansion and contraction. ..
また、ノズル部の端部に切込みを設けて適宜カットして用いたり、ノズル部の先端の内径を4mm程度以下の極細のものとすることで、薬液塗布の中断時にノズル部の端部に残留した薬液が乾燥して固化し、異物として薬液に混入するのを防ぐことができる。 Also, by making a cut at the end of the nozzle part and cutting it appropriately, or by making the inner diameter of the tip of the nozzle part about 4 mm or less, it remains at the end part of the nozzle part when the chemical application is interrupted. It is possible to prevent the chemical liquid thus dried from solidifying and mixing into the chemical liquid as a foreign substance.
本発明により、薬液への異物の混入を防止できる塗布システム等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a coating system or the like capable of preventing foreign matter from being mixed into a chemical liquid.
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
(1.塗布システム1)
図1は本発明の第1の実施形態に係る塗布システム1の概略を示す図である。この塗布システム1は、薬液チューブ10に充填された薬液をステージ20上の基材21に塗布するものであり、クリーンルームである塗工室(不図示)内に設けられる。なお、本実施形態において、薬液は、ナノインプリント用のマスターモールドの製作時などで基材に塗布するレジストとし、薬液の塗布は例えばスピンコート法によって行われるが、これに限ることはない。
[First Embodiment]
(1. Coating system 1)
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a
図1に示すように、塗布システム1は、薬液チューブ10、加圧機構11、12等を備える。
As shown in FIG. 1, the
薬液チューブ10は、内部に薬液(レジスト)を充填したものである。本実施形態では、薬液を吐出しやすいように、薬液チューブ10をステージ20上の基材21よりも上に配置している。
The
薬液チューブ10は液溜部101とノズル部102が一体となって連続した構成を有し、これらが樹脂により形成されたものである。樹脂には、耐薬品性や異物リスクの少なさを考慮して、例えばPP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、PFTE(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などのフッ素樹脂等を用いることができる。ただし、これらに限定されることはない。
The
液溜部101は、内空部分に薬液を貯留するためのものであり、本実施形態では側面に蛇腹部分を有する筒体である。
The
ノズル部102は、先端から薬液を吐出するためのものであり、液溜部101の下面から延びるように設けられた長尺(例えば500mm〜2000mm程度)の管状部分である。本実施形態ではノズル部102が可とう性を有し変形が可能となっている。
The
薬液チューブ10の製造方法は特に限定されない。例えばモールドを用いて薬液チューブ10を一体成型することもできるし、個別に形成した液溜部101とノズル部102を接着してもよい。
The method for manufacturing the
また、液溜部101にある程度の硬さを持たせて後述する薬液の吐出制御を容易とするため、液溜部101の側面の厚さをノズル部102の側面の厚さより大きくしておくことも可能である。同様に、ノズル部102の端部にある程度の硬さを持たせ、塗布システム1への薬液チューブ10のセット時にノズル部102の先端の配置を安定させるため、ノズル部102の端部の側面の厚さをノズル部102のそれ以外の部分より大きくしておくことも可能である。
Further, in order to make the
加圧機構11(第1の加圧機構)は、薬液の吐出量を制御するものであり、薬液チューブ10の外部に設けられる。加圧機構11は、液溜部101を上側から押圧して液溜部101内の薬液を送り出す。
The pressurizing mechanism 11 (first pressurizing mechanism) controls the discharge amount of the chemical liquid, and is provided outside the
加圧機構12(第2の加圧機構)は、薬液の吐出タイミングの制御を行うものであり、薬液チューブ10の外部に設けられる。加圧機構12は、ノズル部102を両側から押圧して閉じること、および押圧を解除してノズル部102を開くことが可能である。
The pressurizing mechanism 12 (second pressurizing mechanism) controls the discharge timing of the chemical liquid, and is provided outside the
加圧機構11、12には例えばモーター等を用いることができるが、これに限ることはない。特に図示しないが、塗布システム1には液溜部101やノズル部102を保持するホルダーやアームなども設けられる。
A motor or the like can be used for the pressurizing
(2.塗布システム1による塗布方法)
本実施形態では、図2(a)に示すように加圧機構12によるノズル部102の押圧が解除された状態で、矢印aに示すように加圧機構11を下降させて液溜部101を上側から押圧する。すると液溜部101の蛇腹部分が縮んで液溜部101内の薬液40が送り出され、ノズル部102を通ってその先端から基材21へと吐出される。吐出量は加圧機構11の下降幅によって制御できる。
(2. Coating method by coating system 1)
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, in a state in which the pressing of the
基材21への薬液40の吐出を終えると、矢印bに示すように加圧機構12をノズル部102側に移動させ、加圧機構12によってノズル部102を両側から押圧して閉じる。
When the discharge of the
前記した加圧機構11は下降後の位置でそのまま待機させておき、基材21を交換して再び薬液40を吐出するタイミングとなれば、加圧機構12によるノズル部102の押圧を解除した後、加圧機構11による液溜部101の押圧を上記と同様に行う。
The pressing mechanism 11 is left standing as it is at the lowered position, and when it is time to replace the
以上の手順を繰り返し、図2(b)に示すように所定枚数(例えば10枚程度)の基材21への薬液塗布を終えると、新しい薬液チューブ10と交換する。
When the above procedure is repeated and the application of the chemical solution to a predetermined number (for example, about 10 sheets) of the
図3は薬液チューブ10の交換について示す図である。本実施形態では予め複数ラインの塗布システム1を塗工室内に設けておき、薬液塗布を終了した薬液チューブ10を塗布システム1ごと矢印c1に示すように退避させるとともに、残りの塗布システム1を順次矢印c2に示すように移動させる。これにより、薬液チューブ10の交換をラインごと行うようにしている。
FIG. 3 is a diagram showing replacement of the chemical
(4.ノズル部102の端部)
図4はノズル部102の端部の詳細を示す図である。図1等ではノズル部102を簡略化して記載しているが、ノズル部102の端部は、実際には図4(a)のように所定長さの極細径(例えば内周面の直径が4mm程度以下)の部分が先端まで連続するものとしたり、図4(b)のようにテーパー状に窄ませてその先端を極細径(例えば内周面の直径が4mm程度以下)としたりすることが可能である。
(4. End of nozzle 102)
FIG. 4 is a diagram showing details of the end portion of the
図4(c)のように端部を逆テーパー状に拡げて先端の径を大きくすることも可能であり、薬液40を吐出しやすいが、この場合、前記のように薬液40の吐出を終えると端部の薬液40がほぼ吐出しきってしまい、薬液塗布を中断している間に図5(a)に示すように内周面に残留した薬液40が乾燥して固化し、次に薬液40を吐出する際に異物となる恐れがある。
As shown in FIG. 4C, it is possible to expand the end portion in a reverse taper shape to increase the diameter of the tip, and it is easy to discharge the
これに対し、図4(a)の場合、薬液40の吐出を終えて再び吐出するまでの間、表面張力等の効果によって図5(b)に示すように薬液40を端部に留めて薬液40の乾燥を抑制でき、上記のような異物の発生を防ぐことができる。これは図4(b)の場合でも同様である。
On the other hand, in the case of FIG. 4A, the
薬液40への異物の混入を防ぐためには、ノズル部102の端部を都度カットすることも有効である。すなわち、前記のように薬液40の吐出を終えた後、再び薬液40を吐出する際に、図6(a)の点線に示すようにノズル部102の端部をカットして用いる。これによりノズル部102の端部を常にフレッシュな状態で使用し、前記のような異物の薬液40への混入を防ぐことができる。
In order to prevent foreign matter from entering the
ノズル部102のカットにはカッターなどの工具を用いることも可能であるが、異物の原因となる発塵を避けるためには塗工室内に工具などを極力持ち込まないことが望ましい。そのため、図6(b)に示すようにノズル部102の端部の側面に切込み1021を設けておき、手で切離せるようにしておくことも可能である。
A tool such as a cutter can be used to cut the
以上説明したように、本実施形態の塗布システム1では、液溜部101とノズル部102が一体となった薬液チューブ10を用いることにより、配管の継ぎ目をなくすことができる。また外部に設けた加圧機構11、12により吐出制御を行って液溜部101内の薬液40を液溜部101と一体となったノズル部102内を通して基材21上に直接吐出できるので、薬液40がこれらの加圧機構11、12に触れたり、外気に触れたりすることもない。また薬液チューブ10は使い捨てとし、使用後の薬液チューブ10を新たな薬液チューブ10に交換して常にクリーンな状態で薬液40の塗布ができる。そのため、薬液40に異物が混入するのを防止できる。使用後の薬液チューブ10は工場等で洗浄して再利用することも可能であり、この場合の洗浄も容易である。
As described above, in the
また、液溜部101とノズル部102を樹脂製のものとすることで、これらを一体として形成するのが容易になる。また、ノズル部102が可とう性を有することで、様々な態様の塗布システムに薬液チューブ10を容易にセットできる。
Further, by forming the
また、ノズル部102の端部に切込み1021を設けて適宜カットして用いたり、ノズル部102の先端の内径を4mm程度以下の極細のものとすることで、薬液塗布の中断時にノズル部102の端部に残留した薬液40が乾燥して固化し、異物として薬液40に混入するのを防ぐことができる。
Further, by providing a
しかしながら、本発明がこれに限ることはない。例えばノズル部102の端部が図4(a)や図4(b)のような形状を有している場合など、ノズル部102を閉じなくてもその先端から薬液40が漏れたりすることが無い場合では、加圧機構12を省略することも可能である。
However, the present invention is not limited to this. For example, when the end portion of the
また、図7の塗布システム1’に示すように、上方に凸となる部分104ができるようにノズル部102を配置してもよい。これにより、ノズル部102の先端からノズル部102内の薬液40に空気が流入しても当該部分104で留めることができ、液溜部101に空気が流入して吐出制御が不安定になるのを防ぐことができる。
Further, as shown in the coating system 1'of FIG. 7, the
また、図8の塗布システム1”に示すように、薬液チューブ10’のノズル部102の一部をばね状に屈曲した伸縮部105としてもよい。この場合、ノズル部102をセットしたアーム30が移動する場合など、塗布システムの様々な動作に追随できる。
Further, as shown in the
例えば図9(a)はステージ20の周囲に複数のアーム30を放射状に配置した例であり、この場合は、図9(b)に示すように一つのアーム30をステージ20の中心に向かって移動させ、ノズル部102の先端をステージ20の中心の薬液吐出位置に合わせて薬液40の吐出を行う。薬液チューブ10’の交換時は、アーム30を元の位置に戻して別のアーム30を上記と同様にステージ20の中心に向かって移動させる。このようなアーム30の移動の際に伸縮部105が伸縮することで、ノズル部102がアーム30の移動に追随可能である。
For example, FIG. 9A shows an example in which a plurality of
その他、例えば液溜部101は別室に配置するが、ノズル部102は塗工室内でアーム30等の各種動作に追随する、といった構成も可能である。なお、伸縮部105の屈曲形状はばね状のものに限らない。また、図8、9の例では管状の保持部31内にノズル部102を通すことでノズル部102をアーム30に保持しているが、アーム30の構成も特に限定されない。
In addition, for example, the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は第1の実施形態と異なる点について主に説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment will mainly describe differences from the first embodiment, and the same points will be denoted by the same reference numerals in the drawings and the like, and description thereof will be omitted.
[第2の実施形態]
図10は本発明の第2の実施形態に係る塗布システム1aの概略を示す図である。塗布システム1aは、薬液チューブ10aおよび加圧機構11aの構成が第1の実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
FIG. 10: is a figure which shows the outline of the
すなわち、薬液チューブ10aの液溜部101aは前記のように蛇腹状の側面を有する筒体ではなく、袋状のものとなっている。また液溜部101aの内空部分はノズル部102に向かってテーパー状に窄まっており、液溜部101aの薬液がノズル部102に送り出し易く、薬液40の滞留を防止できる構成となっている。
That is, the
また、加圧機構11aは、薬液チューブ10aの外部に設けられ、液溜部101aを両側から押圧し液溜部101a内の薬液40を送り出すようになっている。加圧機構11aには、前記と同様モーター等を用いることができるが、これに限ることはない。
Further, the
塗布システム1aにおける薬液40の塗布方法については前記と略同様である。ただし、薬液40の吐出時には、加圧機構12によるノズル部102の押圧が解除された状態で、加圧機構11aを矢印dに示すように液溜部101a側に移動させ、液溜部101aを両側から押圧する。すると液溜部101a内の薬液40が送り出され、ノズル部102を通ってその先端から基材21へと吐出される。吐出量は加圧機構11aの移動幅によって制御できる。
The method of applying the
第2の実施形態でも第1の実施形態と同様の効果が得られる。また液溜部101aが袋状なので、スペースを取らず薬液チューブ10aの運搬等がしやすい利点がある。一方、第1の実施形態では、液溜部101を側面に蛇腹部分を有する筒体とし、蛇腹部分を縮めるように押圧することで、薬液40の吐出量の制御が容易になる利点がある。
The same effects as those of the first embodiment can be obtained in the second embodiment. Further, since the
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and it is obvious that they also belong to the technical scope of the present invention. Understood.
1、1’、1”、1a、100;塗布システム
10、10’、10a;薬液チューブ
11、11a、12;加圧機構
20;ステージ
21;基材
30;アーム
31;保持部
40;薬液
101、101a;液溜部
102;ノズル部
104;凸部
105;伸縮部
110;ボトル
120;配管
130;ポンプ
140;フィルター
150;バルブ
1021;切込み
1, 1', 1", 1a, 100;
Claims (7)
薬液を充填した薬液チューブと、
薬液の吐出量を制御するための第1の加圧機構と、
薬液の吐出タイミングを制御するための第2の加圧機構と、
を具備し、
前記薬液チューブは、薬液を貯留するための液溜部と、薬液を吐出するためのノズル部とが一体に形成されたものであり、
前記第1の加圧機構は、前記液溜部を外部から押圧するものであり、
前記第2の加圧機構は、前記ノズル部を外部から押圧し前記ノズル部を閉じること、および押圧を解除して前記ノズル部を開くことが可能であることを特徴とする塗布システム。 An application system for applying a chemical solution,
A drug solution tube filled with drug solution,
A first pressurizing mechanism for controlling the discharge amount of the chemical liquid;
A second pressurizing mechanism for controlling the discharge timing of the chemical liquid;
Equipped with,
The chemical liquid tube is one in which a liquid reservoir portion for storing the chemical liquid and a nozzle portion for discharging the chemical liquid are integrally formed,
It said first pressurizing mechanism state, and are not pressing the liquid reservoir from the outside,
It said second pressure mechanism, coating systems the nozzle portion is pressed from the outside to close the nozzle unit, and by releasing the pressure and said can der Rukoto to open the nozzle portion.
前記第1の加圧機構は、前記蛇腹部分が縮むように前記液溜部を押圧することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の塗布システム。 The liquid reservoir is a tubular body having a bellows portion on a side surface,
The said 1st pressurization mechanism presses the said liquid storage part so that the said bellows part may shrink, The coating system of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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