JP7428677B2

JP7428677B2 - 膜パターン形成方法及びインクジェット塗布装置

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Publication number: JP7428677B2
Application number: JP2021045350A
Authority: JP
Inventors: 久嘉藤原; 一夫浅井
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2041-03-19
Also published as: JP2022144374A

Description

本発明は、基材上に液滴を吐出して薄い塗布膜を形成する膜パターン形成方法に関するものである。

ガラスやフィルム等の基材上にインクジェット法により液滴を吐出し、線分、矩形状等、様々な形状の塗布膜（膜パターンという）を形成することが望まれている。例えば、プリント基板やパッケージ基板のような配線基板（基材）における配線パターン、パワー半導体の絶縁膜パターンは、インクジェット法を用いることにより、薄い膜パターン（薄膜）を形成することが検討されている。

このインクジェット法による膜パターンを形成する場合には、基材上に膜パターンに応じた膜形成領域が設定されており、その膜形成領域に塗布材料である液滴が多数吐出されることにより行われる（例えば下記特許文献１参照）。すなわち、図９（ａ）に示すように、膜形成領域Ｒに応じた着弾位置ＰがＸ軸方向及びＹ軸方向に延びる破線の交点として格子状に設定されており、インクジェットヘッド１００と基材Ｗとを相対的に移動させつつ液滴Ｄを吐出することにより膜形成領域Ｒに膜パターンＣが形成される。ここで、膜パターンＣの厚みは、着弾位置Ｐの設定により調節され、薄膜を形成する場合には、図９（ｂ）の破線の円形で示されるように、着弾位置Ｐを間引いて（着弾位置Ｐ間隔を広げて）塗布されることにより形成される。しかし、着弾位置Ｐを間引いて液滴Ｄを吐出すると、着弾位置Ｐ間に未塗布領域ｍが形成される場合がある（図９（ｂ）における実線の円形）。この未塗布領域ｍが形成されると膜パターンＣの平坦性が損なわれる。そのため、１スキャン目に着弾位置Ｐを間引いて塗布する第１塗布膜形成工程を行った後、未塗布領域ｍを埋めるように、２スキャン目に第１塗布膜形成工程における着弾位置Ｐ間に液滴Ｄを吐出する第２塗布膜形成工程を行うことにより、未塗布領域ｍが形成されるのを抑えて平坦な薄膜（膜パターンＣ）を形成することができる。

特開２０１２－１３３１３７号公報

しかし、上述の膜パターン形成方法では、膜パターンＣの端部領域が制御できず、膜パターンＣの有効領域αが小さくなってしまうという問題があった。すなわち、形成される膜パターンＣの中央領域は膜厚精度がよく、平坦に形成されるが、端部領域には、図９（Ｃ）に示すように、端部にいくほど厚みが増加する、いわゆるコーヒーステインＳが形成される。このコーヒーステインＳが形成される領域は、製品としては使用できない端部除外領域ｆになるため、上述のように未塗布領域ｍを埋めるために単に着弾位置Ｐ間に液滴Ｄを吐出するのみでは、製品として使用できる膜パターンＣの有効領域αが小さくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、インクジェット法により薄い膜パターンを形成する場合であっても、端部除外領域により有効領域が小さくなるのを抑えることができる膜パターン形成方法及びインクジェット塗布装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の膜パターン形成方法は、基材上の膜形成領域にインクジェット法により液滴を吐出して膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、膜形成領域に所定ピッチで液滴を着弾させて第１の塗布膜を形成する第１塗布膜形成工程と、前記第１塗布膜形成工程における液滴の着弾位置間に液滴を着弾させて形成される中央着弾領域と、前記第１の塗布膜の最端部着弾位置から少なくとも１ピッチを超える範囲に液滴を着弾させて形成される広域着弾領域と、を有する第２の塗布膜を形成する第２塗布膜形成工程と、を有し、前記第１塗布膜形成工程と、前記第２塗布膜形成工程をこの順に行うことにより前記第１の塗布膜と前記第２の塗布膜とが合体し１枚の塗布膜が形成されることを特徴としている。

上記膜パターン形成方法によれば、第１塗布膜形成工程にて所定ピッチで第１の塗布膜が形成された後、第２塗布膜形成工程にて第２の塗布膜が形成されるため、コーヒーステインの影響を小さくすることができる。すなわち、第２塗布膜の中央着弾領域が第１の塗布膜上に形成されることから、第１の塗布膜の端部に形成されようとするコーヒーステインは、中央着弾領域及び広域着弾領域が形成されることにより、端部環境ではなくなるため、その成長が抑えられる。また、広域着弾領域は、第１の塗布膜の最端部の着弾位置から少なくとも１ピッチを超える範囲に形成されるため、広域着弾領域の端部領域には第１の塗布膜が形成されておらず、第２の塗布膜を形成する液滴のみが存在する。すなわち、広域着弾領域の端部領域では、液滴量が少なくなる。そのため、１回の走査（１スキャン）で形成される通常厚さの塗布膜に比べて、広域着弾領域の端部領域で凸形状に形成されにくく、コーヒーステインの形成が抑えられる。したがって、コーヒーステインが抑えられることにより端部除外領域の形成が抑えられ、膜パターンの有効領域が小さくなるのを抑えることができる。

また、前記広域着弾領域の外側に、前記第１の塗布膜、及び、第２の塗布膜を形成するピッチよりも小さいピッチで形成される線状膜を形成する第３塗布膜形成工程を有している構成にしてもよい。

この構成によれば、膜パターンの最端部形状における波打ち現象を抑えることができる。すなわち、膜パターンの最端部では、着弾位置が間欠的に設定されているため、最端部形状は液滴同士が混ざり合っても波打つ形状に形成される（波打ち現象という）。この波形状は、膜パターンの端部に形成されるが、着弾位置間寸法が大きいほど、図９（ｂ）ので示す振幅が大きく形成される。そして、上述のように、膜パターンＣを形成するために着弾位置Ｐを間引いて塗布すると、波打ち現象が顕著になり、端部除外領域ｆが大きくなり、膜パターンＣの有効領域αが損なわれる傾向があるという問題がある。しかし、上記第３塗布膜形成工程により、線状膜を形成することにより、波打ち現象を抑えることができ、端部除外領域ｆが必要以上に大きくなるのを抑えることができる。

また、前記第２塗布膜形成工程と前記第３塗布膜形成工程とは、同時に行われる構成にしてもよい。

この構成によれば、第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程とが１スキャンで行われるため、別々のスキャンで行う場合に比べてタクトタイムを短縮することができる。

また、前記中央着弾領域を形成する着弾位置は、前記第１塗布膜形成工程におけるＸ軸方向、及び、Ｙ軸方向の着弾位置からそれぞれ半ピッチずらした位置に設定されている構成としてもよい。

この構成によれば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向いずれの着弾位置からも離れた位置に液滴を着弾させるため、未塗布領域の形成を効率よく抑えることができる。

上記課題を解決するために本発明のインクジェット塗布装置は、基材を載置するステージと、前記ステージに載置された基材に対し相対的に移動しつつ、基材上の膜形成領域に液滴を吐出して膜パターンを形成する液滴ユニットと、前記ステージと前記液滴ユニットとを制御する制御装置と、を有するインクジェット塗布装置であって、前記制御装置は、膜形成領域に所定ピッチで液滴を着弾させて第１の塗布膜を形成する第１塗布膜形成モードと、前記第１塗布膜形成工程における液滴の着弾位置間に液滴を着弾させて形成される中央着弾領域と、前記第１の塗布膜の最端部着弾位置から少なくとも１ピッチを超える範囲に液滴を着弾させて形成される広域着弾領域と、を有する第２の塗布膜を形成する第２塗布膜形成モードと、を備えており、前記第1塗布膜形成モードにより形成された第１の塗布膜と、前記第２塗布膜形成モードにより形成された第２の塗布膜とが合体し１枚の塗布膜が形成されることを特徴としている。

上記インクジェット塗布装置によれば、第１塗布膜形成モードにて所定ピッチで第１の塗布膜が形成された後、第２塗布膜形成モードにて第２の塗布膜が形成されるため、コーヒーステインの影響を小さくすることができる。すなわち、第２塗布膜の中央着弾領域が第１の塗布膜上に形成されることから、第１の塗布膜の端部に形成されようとするコーヒーステインは、中央着弾領域及び広域着弾領域が形成されることにより、端部環境ではなくなるため、その成長が抑えられる。また、広域着弾領域は、第１の塗布膜の最端部着弾位置から少なくとも１ピッチを超える範囲に形成されるため、広域着弾領域の部分には第１の塗布膜が形成されておらず、第２の塗布膜を形成する液滴のみが存在する。また、広域着弾領域の部分では、液滴量が少なくなると共に、中央着弾領域の部分に比べて、第１の塗布膜の厚さ分だけ低い位置に形成される。そのため、１回の走査（１スキャン）で形成される塗布膜に比べて、広域着弾領域の部分で凸形状に形成されにくいと考えられ、コーヒーステインの形成が抑えられる。したがって、コーヒーステインが抑えられることにより端部除外領域の形成が抑えられ、膜パターンの有効領域が小さくなるのを抑えることができる。

また、前記制御装置は、前記広域着弾領域の外側に、前記第１の塗布膜、及び、第２の塗布膜を形成するピッチよりも小さいピッチで形成される線状膜を形成する第３塗布膜形成モードを有している構成にしてもよい。

本発明によれば、インクジェット法により薄い膜パターンを形成する場合であっても、端部除外領域により有効領域が小さくなるのを抑えることができる。

本発明の膜パターン形成方法が適用されるインクジェット塗布装置を概略的に示す側面図である。上記インクジェット塗布装置の上面図である。上記インクジェットヘッド部のノズルの配置を示す図である。第１塗布膜形成工程により第１の塗布膜の形成を説明するための図であり、（ａ）は第１塗布膜形成工程の着弾位置に液滴を吐出した状態を示す図、（ｂ）は第１の塗布膜が形成された状態を示す図である。第２塗布膜形成工程により第２の塗布膜の形成を説明するための図であり、（ａ）は第２塗布膜形成工程の着弾位置に液滴を吐出した状態を示す図、（ｂ）は第１の塗布膜と第２の塗布膜とが合体した状態を示す図である。第３塗布膜形成工程により線状膜の形成を説明するための図であり、（ａ）は第３塗布膜形成工程の着弾位置に液滴を吐出した状態を示す図、（ｂ）は第１の塗布膜、第２の塗布膜、及び、線状膜が合体した状態を示す図である。上記インクジェット塗布装置の塗布動作を示すフローチャートである。第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程とが同時に実行され、第２の塗布膜と線状膜の形成を説明するための図であり、（ａ）は、基材の下端部における第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程の着弾位置に液滴が吐出される状態を示す図、（ｂ）は、２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程のすべての着弾位置に液滴が吐出された状態を示す図である。従来の方法により薄膜状の膜パターンの形成を説明するための図であり、（ａ）は着弾位置に液滴が吐出された状態を示す図であり、（ｂ）は膜パターンが形成され、未塗布領域が形成されている図であり、（ｃ）は、膜パターンの端部に形成されるコーヒーステインを示す図である。

本発明のインクジェット塗布装置に係る実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、インクジェット塗布装置の一実施形態を示す側面図であり、図２は、インクジェット塗布装置の上面図である。

インクジェット塗布装置は、図１、図２に示すように、基材Ｗを載置するステージ１０と、基材Ｗに液滴Ｄ（塗布材料）を塗布する液滴ユニット２とを有しており、液滴ユニット２がステージ１０に載置された基材Ｗ上を移動しつつ、液滴Ｄを吐出することにより、基材Ｗ上に塗布膜が形成される。

なお、以下の説明では、この液滴ユニット２が移動する方向をＸ軸方向（主走査方向）、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向（副走査方向、又は、幅方向）、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

インクジェット塗布装置は、基台１を有しており、この基台１上にステージ１０、液滴ユニット２が設けられている。具体的には、基台１上にステージ１０が設けられており、このステージ１０をＹ軸方向に跨ぐように液滴ユニット２が設けられている。

ステージ１０は、基材Ｗを載置するものであり、載置された基材Ｗが水平な姿勢を維持した状態で載置できるようになっている。具体的には、ステージ１０の表面は、平坦に形成されており、その表面には、吸引孔が複数形成されている。この吸引孔には真空ポンプが接続されており、ステージ１０の表面に基材Ｗを載置した状態で真空ポンプを作動させることにより、吸引孔に吸引力が発生し、基材Ｗが水平な姿勢でステージ１０の表面に吸着保持できるようになっている。

また、液滴ユニット２は、基材Ｗ上に塗布材料である液滴Ｄを着弾させて塗布するものであり、塗布材料を吐出するインクジェットヘッド部２１と、このインクジェットヘッド部２１を支持するガントリ部２２とを有している。

このガントリ部２２は、ステージ１０のＹ軸方向両外側に配置される脚部２２ａと、これらの脚部２２ａを連結しＹ軸方向に延びるビーム部材２２ｂとを有する略門型形状に形成されている。そして、このビーム部材２２ｂにインクジェットヘッド部２１が取付けられており、ガントリ部２２は、ステージ１０をＹ軸方向に跨いだ状態でＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。本実施形態では、基台１のＹ軸方向両端部分にはそれぞれＸ軸方向に延びるレール（不図示）が設置されており、脚部２２ａがこのレールにスライド自在に取り付けられている。そして、脚部２２ａにはリニアモータが取り付けられており、このリニアモータを駆動制御することにより、ガントリ部２２がＸ軸方向に移動し、任意の位置で停止できるようになっている。

また、ビーム部材２２ｂは、両脚部２２ａを連結する柱状部材である。このビーム部材２２ｂには、インクジェットヘッド部２１が取付けられている。具体的には、ビーム部材２２ｂのＸ軸方向一方側の側面に、インクジェットヘッド部２１が取り付けられており、このインクジェットヘッド部２１に設けられたノズル３１ａ（図３参照）がステージ１０の表面に向く姿勢で取付けられている。したがって、ガントリ部２２がＸ軸方向に移動又は停止するにしたがって、インクジェットヘッド部２１もそれに付随してＸ軸方向に移動又は停止を行うことができ、ガントリ部２２の移動量を調節することにより、ステージ１０の表面に載置された基材Ｗ上にインクジェットヘッド部２１を位置させて基材Ｗ上に塗布材料である液滴Ｄを吐出できるようになっている。

また、インクジェットヘッド部２１は、複数のノズル３１ａを一体化させたものである。本実施形態では、インクジェットヘッド部２１は、複数のノズル３１ａを有しており、それぞれのノズル３１ａから液滴Ｄを吐出できるようになっている。

インクジェットヘッド部２１は、図３に示すように、ノズル３１ａを有する複数のヘッドモジュール３１を備えている。本実施形態では、複数のヘッドモジュール３１がＹ軸方向（副走査方向）に沿って配列されており、塗布方向に対して直交する方向に配置されている。また、ヘッドモジュール３１は、複数のノズル３１ａを有しており、ノズル３１ａが一方向に所定の配列ピッチで整列した状態で設けられている。本実施形態では、ノズル３１ａの副走査方向における配列方向寸法が、基材Ｗの副走査方向寸法よりも大きい寸法になるように構成されている。

また、ヘッドモジュール３１は、それぞれが互いに重複する部分を有するようにずらして配置されている。図３の例では、隣接するヘッドモジュール３１がＸ軸方向に交互にずらして配置されている。すなわち、これらのヘッドモジュール３１は、ノズル３１ａの配置間隔とヘッドモジュール３１の両端部分とでは寸法が異なっているため、この両端部分の寸法分を相殺できるようにＸ軸方向にずらしつつＹ軸方向に配列される。すなわち、インクジェットヘッド部２１は、Ｘ軸方向に見て通常ノズル３１ａがＹ軸方向に等間隔で配置されており、インクジェトヘッド部２１全体としてＸ軸方向に見て、すべての通常ノズル３１ａがＹ軸方向に沿って一定の配列ピッチで配列され、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向に亘って等間隔で配置されている。これにより、図２に示すように、ガントリ部２２がＸ軸方向に移動することにより、１回の走査で基材Ｗ上の膜形成領域すべてに液滴Ｄを着弾させることができる。

また、上記インクジェット塗布装置は、制御装置を有している。制御装置は、上述した各種ユニットの駆動を制御するものであり、予め記憶されたプログラムに従って一連の塗布動作を実行すべく、各ユニットの駆動装置を駆動制御するとともに、塗布動作に必要な各種演算を行うものである。制御装置には、所定の膜パターンＣを形成する塗布プログラムが記憶されており、本実施形態では、厚さの薄い膜パターンＣ（薄膜）を形成するための第１塗布膜形成モード、第２塗布膜形成モード、第３塗布膜形成モードが記憶されている。すなわち、これらのモードを実行することにより、端部除外領域ｆ（図９（ｂ）、図９（ｃ）参照）により有効領域α（図９（ｂ）、図９（ｃ）参照）が小さくなるのを抑えた薄膜を形成することができる。

第1塗布膜形成モードは、第1の塗布膜を形成するものであり、基材Ｗ上の膜形成領域Ｒ（図４において２点鎖線）のほぼ中央部分に膜パターンＣを形成するように設定されている。液滴Ｄを着弾させる着弾位置Ｐのピッチは、形成する膜パターンＣの膜厚に応じて設定されており、通常の膜パターンＣの膜厚よりも薄い薄膜を形成する場合には、通常の膜厚の膜パターンＣの着弾位置Ｐの間隔（ピッチ）よりも広い所定ピッチに設定されている。具体的には、着弾位置Ｐは格子状に設定されており、図４（ａ）に示す例では、通常の塗布膜を形成する場合に応じた着弾位置Ｐが仮想的に示された破線の交点により示されている。そして、薄膜を形成する場合には、着弾位置Ｐ１が間引いて設定されており、図４（ａ）に示す例では、通常の塗布膜のピッチの２倍になるように設定されている。すなわち、第１塗布膜形成モードでは、着弾位置Ｐ１が１つ置きの破線の交点に設定され、その間引きされた所定の着弾位置Ｐ１に実線の円形で示されるように液滴Ｄ（塗布液）が着弾される。そして、液滴Ｄが着弾されると、液滴Ｄ同士が混ざり合い、図４（ａ）では、基材Ｗのほぼ中央に矩形状の第１の塗布膜Ｃ１が形成される（図４（ｂ））。この第１の塗布膜Ｃ１は、破線の交点すべてが着弾位置Ｐに設定される通常の塗布膜よりも薄い塗布膜に形成される。なお、着弾位置Ｐは、第1塗布膜形成モードで使用される着弾位置はＰ１、後述する第２塗布膜形成モードで使用する着弾位置はＰ２、第３塗布膜形成モードで使用する着弾位置はＰ３で表し、特に着弾位置を区別する必要がない場合はＰとして表すこととする。

第２塗布膜形成モードは、第２の塗布膜Ｃ２（図５（ｂ））を形成するものである。上述の第１塗布膜形成モードで形成した第１の塗布膜Ｃ１は、着弾位置Ｐの間隔を広げているため、局所的に未塗布領域ｍ（図４（ｂ）、図５（ａ）において実線円形で示す）が形成される。この第２の塗布膜Ｃ２が形成されることにより、この未塗布領域ｍが埋められつつ、形成される膜パターンＣ（薄膜）のコーヒーステインが抑制される。すなわち、第２の塗布膜Ｃ２は、中央着弾領域Ｔ１と広域着弾領域Ｔ２とを有しており、中央着弾領域Ｔ１により未塗布領域ｍが埋められ、広域着弾領域Ｔ２によりコーヒーステインが抑制される。

中央着弾領域Ｔ１は、第１塗布膜形成モードの着弾位置Ｐ１間に液滴Ｄを着弾させて形成される第２の塗布膜Ｃ２の一部であり、第１の塗布膜Ｃ１上に形成される。中央着弾領域Ｔ１は、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、その着弾位置Ｐ２が第１塗布膜形成モードと同ピッチに設定されており、第１塗布膜形成モードの着弾位置Ｐ１からＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ半ピッチずらした位置に設定されている。図５（ａ）の例では、第１塗布膜形成モードにおける着弾位置Ｐ１からほぼ等距離離れた位置に液滴Ｄが吐出されることにより、第１の塗布膜Ｃ１において、着弾位置Ｐ１間に形成された未塗布領域ｍが埋められ、平坦な薄膜を形成することができる。

広域着弾領域Ｔ２は、第１の塗布膜Ｃ１の最端部から外側に形成される第２の塗布膜Ｃ２の一部であり、第１の塗布膜Ｃ１の最端部着弾位置Ｐ１から少なくとも１ピッチを超える範囲に液滴Ｄを着弾させて形成される。すなわち、広域着弾領域Ｔ２は、図５（ａ）に示すように、１点鎖線で示される中央着弾領域Ｔ１の外側に形成される領域である。この広域着弾領域Ｔ２は、本実施形態では、中央着弾領域Ｔ１と同ピッチで形成されており、中央着弾領域Ｔ１の形成から継続して同ピッチで形成される。すなわち、第１の塗布膜Ｃ１の最端部を超える部分には、中央着弾領域Ｔ１と同ピッチの着弾位置Ｐ２が設定される。

また、第１の塗布膜Ｃ１の最端部着弾位置Ｐ１から１ピッチを超える範囲、本実施形態では、最端部着弾位置Ｐから１．５ピッチ外側にも着弾位置Ｐ２が設定されている。これにより、コーヒーステインの形成が抑制される。すなわち、第１の塗布膜Ｃ１が形成された後、中央着弾領域Ｔ１が形成されると、第１の塗布膜Ｃ１の最端部で形成されようとするコーヒーステインの成長が中央着弾領域Ｔ１及び広域着弾領域Ｔ２が形成されることにより、第１の塗布膜Ｃ１の最端部が端部環境ではなくなるため、第１の塗布膜Ｃ１の最端部位置でコーヒーステインが成長しなくなりコーヒーステインの発生が抑えられる。また、広域着弾領域Ｔ２の最端部分では、第１の塗布膜Ｃ１の最端部着弾位置Ｐ１から少なくとも第１の塗布膜形成の１ピッチを超える範囲に形成されるため、広域着弾領域Ｔ２の端部領域には第１の塗布膜Ｃ１が形成されておらず、第２の塗布膜Ｃ２を形成する液滴Ｄのみが存在する。すなわち、広域着弾領域Ｔ２の部分では、着弾位置Ｐ２が間引いて設定されることから液滴量が少なくなり、１回の走査（１スキャン）で形成される通常厚さの塗布膜に比べて、広域着弾領域Ｔ２の最端部分で凸形状に形成されにくく、コーヒーステインの形成を抑えることができる。なお、この中央着弾領域Ｔ１、及び、広域着弾領域Ｔ２により、第２の塗布膜Ｃ２が形成されるが、破線の交点が着弾位置Ｐ１又は着弾位置Ｐ２に設定されていない点が存在しており、破線の交点すべてが着弾位置Ｐに設定される通常の塗布膜よりも薄い塗布膜に形成される。

第３塗布膜形成工程は、第２の塗布膜Ｃ２の外側（広域着弾領域Ｔ２の外側）に形成する塗布膜である。本実施形態では、膜形成領域Ｒに沿って直線的に形成され、第２の塗布膜Ｃ２を囲うように線状の塗布膜（線状膜ともいう。）が形成される。第３塗布膜形成工程は、図６（ａ）に示すように、第１塗布膜及び第２の塗布膜Ｃ２の外側に着弾位置Ｐが設定されており、着弾位置Ｐのピッチは、第１塗布膜及び第２塗布膜のピッチよりも小さいピッチに設定されている。これにより、線状膜が第２の塗布膜Ｃ２の全周を囲うように形成され、第２塗布膜形成工程で吐出された塗布液の流動性を止めつつ、基材Ｗ上に形成される薄膜最端部の波打ち現象を抑えることができる。

すなわち、広域着弾領域Ｔ２は、最端部が着弾した液滴Ｄ同士が混ざり合って波打つ形状に形成される。そして、コーヒーステインの影響を抑えるため、第２塗布膜形成工程において、着弾位置Ｐが間引いて設定されているため、その影響が大きいが、第２の塗布膜Ｃ２の外側に線状の塗布膜を形成することにより、最端部の塗布膜を線状に形成することができるため、波打ち現象を緩和し、形成される薄膜の最端部を直線状に形成することができる。これにより、端部除外領域ｆが必要以上に大きくなるのを抑えることができる。

次に、本実施形態のインクジェット塗布装置の塗布動作について図７のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ１により基材搬入工程が行われ、基材Ｗがステージ１０上に供給されると、基材Ｗが所定位置に位置決めされてステージ１０上に吸着固定される。そして、予め入力された基材Ｗデータに基づいて、当該基材Ｗのマッピングデータが演算される。すなわち、基材Ｗ上の膜形成領域Ｒに一様な膜パターンＣが形成できるように、第１～３塗布膜形成モードに応じた着弾位置Ｐと、吐出周期、着弾位置Ｐに対するノズル３１ａの選定等が行われる。

次に、ステップＳ２により塗布工程が行われ、基材Ｗ上に塗布膜が形成される。すなわち、ステップＳ２１、及び、ステップＳ２２が順次実行されることにより基材Ｗ上の膜形成領域Ｒに平坦な薄膜が形成される。

まず、ステップＳ２１により、第１塗布膜形成工程が行われる。この第１塗布膜形成工程では、第１塗布膜形成モードにより塗布膜が形成される。すなわち、図４（ａ）に示すように、基材Ｗ上の中央部分に所定ピッチに設定された着弾位置Ｐに液滴Ｄが吐出され、第１の塗布膜Ｃ１が形成される（図４（ｂ））。

次に、ステップＳ２２により、第２塗布膜形成工程及び第３塗布膜形成工程が行われる。本実施形態では、第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程とが同時に行われる。すなわち、図８（ａ）に示すように、第２塗布膜形成モードにより形成される第２の塗布膜Ｃ２と、第３塗布膜形成モードにより、第２の塗布膜Ｃ２を囲う線状塗布膜とが同時に形成される。具体的には、スタート時に図８（ａ）の下側に位置するインクジェット部２１（破線で示す）が基材Ｗに対して相対移動し、線状塗布膜に応じた着弾位置Ｐに液滴Ｄが吐出される。すなわち、基材Ｗ上の膜形成領域Ｒ下端部においてＹ軸方向に延びる線状塗布膜の着弾位置Ｐに液滴Ｄが吐出される。そして、インクジェットヘッド部２１が移動しつつ、線状塗布膜の着弾位置Ｐへの吐出を継続し、第２の塗布膜Ｃ２の着弾位置Ｐに対しても液滴Ｄを吐出する。このようにして、第３塗布膜形成工程及び第２塗布膜形成工程における着弾位置Ｐすべてに液滴Ｄが吐出され（図８（ｂ））、線状塗布膜と、第２の塗布膜Ｃ２とが同時に形成される。すなわち、第１塗布膜形成時に形成された未塗布領域ｍが埋められ、広域着弾領域Ｔ２の最端部分では、第２の塗布膜Ｃ２を形成する液滴Ｄのみが存在することから液滴量が少なくなりコーヒーステインの形成が抑えられる。そして、線状塗布膜により薄膜端部の波打ち現象が抑えられ薄膜の最端部が直線状に形成される。これにより、基材Ｗ上には、１枚の平坦な薄膜が形成される（図６（ｂ））。

次に、ステップＳ３により基材搬出工程が行われる。すなわち、基材Ｗ上の膜形成領域Ｒに膜パターンＣが形成されると、ロボットハンド等により、基材Ｗがステージ１０から搬出される。

このように、上記膜パターンＣ形成方法によれば、第１塗布膜形成工程にて所定ピッチで第１の塗布膜Ｃ１が形成された後、第２塗布膜形成工程にて第２の塗布膜Ｃ２が形成されるため、コーヒーステインの影響を小さくすることができる。すなわち、第２塗布膜の中央着弾領域が第１の塗布膜Ｃ１上に形成されることから、第１の塗布膜Ｃ１の端部に形成されようとするコーヒーステインは、中央着弾領域Ｔ１及び広域着弾領域Ｔ２が形成されることにより、端部環境ではなくなるため、その成長が抑えられる。また、広域着弾領域Ｔ２は、第１の塗布膜Ｃ１の最端部の着弾位置Ｐから少なくとも１ピッチを超える範囲に形成されるため、広域着弾領域Ｔ２の部分には第１の塗布膜Ｃ１が形成されておらず、第２の塗布膜Ｃ２を形成する液滴Ｄのみが存在する。すなわち、広域着弾領域Ｔ２の部分では、液滴量が少なくなる。そのため、１回の走査（１スキャン）で形成される通常厚さの塗布膜に比べて、広域着弾領域Ｔ２の部分で凸形状に形成されにくく、コーヒーステインの形成が抑えられる。したがって、コーヒーステインが抑えられることにより端部除外領域ｆの形成が抑えられ、膜パターンＣの有効領域αが小さくなるのを抑えることができる。さらに、第３塗布膜形成工程により、線状膜を形成することにより、波打ち現象を抑えることができ、端部除外領域ｆが必要以上に大きくなるのを抑えることができる。

また、上記実施形態では、第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程とが同時に実行される例について説明したが、第１塗布膜形成工程後、第２塗布膜形成工程、第３塗布膜形成工程とが順番に行われるようにしてもよい。上記実施形態のように第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程とが同時に実行されることにより、インクジェットヘッド部２１が１スキャンで第２塗布膜形成工程と第３塗布膜形成工程を行うことができるため、タクトタイム短縮の点で好ましい。

また、上記実施形態では、第２の塗布膜Ｃ２の着弾位置Ｐが第１塗布膜形成工程における着弾位置Ｐに対してＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれ半ピッチずつずらした位置に設定される例について説明したが、特に限定するわけではなく、第１の塗布膜Ｃ１に形成される未塗布領域ｍを埋めることができれば、どのようなピッチで塗布してもよく、等ピッチでなくても、特定の着弾位置Ｐを設定して塗布するものであってもよい。

また、上記実施形態では、広域着弾領域Ｔ２が第１塗布膜形成工程における最端部着弾位置Ｐから１．５ピッチに着弾位置Ｐを設定する例について説明したが、最端部着弾位置Ｐから１ピッチを超える範囲に着弾位置Ｐが設定されていればよく、第１の塗布膜Ｃ１を形成する液滴Ｄの影響が少なく、コーヒーステインを抑えられるように設定されていればよい。

２液滴ユニット
１０ステージ
２１インクジェットヘッド部
３１ａノズル
Ｃ膜パターン
Ｃ１第１の塗布膜
Ｃ２第２の塗布膜
Ｐ着弾位置
Ｄ液滴
Ｒ膜形成領域
Ｗ基材

Claims

基材上の膜形成領域にインクジェット法により液滴を吐出して膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、
膜形成領域に所定ピッチで液滴を着弾させて第１の塗布膜を形成する第１塗布膜形成工程と、
前記第１塗布膜形成工程における液滴の着弾位置間に液滴を着弾させて形成される中央着弾領域と、
前記第１の塗布膜の最端部着弾位置から少なくとも１ピッチを超える範囲に液滴を着弾させて形成される広域着弾領域と、
を有する第２の塗布膜を形成する第２塗布膜形成工程と、を有し、
前記第１塗布膜形成工程と、前記第２塗布膜形成工程をこの順に行うことにより前記第１の塗布膜と前記第２の塗布膜とが合体し１枚の塗布膜が形成されることを特徴とする膜パターン形成方法。
前記広域着弾領域の外側に、前記第１の塗布膜、及び、第２の塗布膜を形成するピッチよりも小さいピッチで形成される線状膜を形成する第３塗布膜形成工程を有していることを特徴とする請求項１に記載の膜パターン形成方法。
前記第２塗布膜形成工程と前記第３塗布膜形成工程とは、同時に行われることを特徴とする請求項２に記載の膜パターン形成方法。
前記中央着弾領域を形成する着弾位置は、前記第１塗布膜形成工程におけるＸ軸方向、及び、Ｙ軸方向の着弾位置からそれぞれ半ピッチずらした位置に設定されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の膜パターン形成方法。
基材を載置するステージと、
前記ステージに載置された基材に対し相対的に移動しつつ、基材上の膜形成領域に液滴を吐出して膜パターンを形成する液滴ユニットと、
前記ステージと前記液滴ユニットとを制御する制御装置と、
を有するインクジェット塗布装置であって、
前記制御装置は、膜形成領域に所定ピッチで液滴を着弾させて第１の塗布膜を形成する第１塗布膜形成モードと、
前記第１塗布膜形成工程における液滴の着弾位置間に液滴を着弾させて形成される中央着弾領域と、前記第１の塗布膜の最端部着弾位置から少なくとも１ピッチを超える範囲に液滴を着弾させて形成される広域着弾領域と、
を有する第２の塗布膜を形成する第２塗布膜形成モードと、
を備えており、前記第1塗布膜形成モードにより形成された第１の塗布膜と、前記第２塗布膜形成モードにより形成された第２の塗布膜とが合体し１枚の塗布膜が形成されることを特徴とするインクジェット塗布装置。
前記制御装置は、前記広域着弾領域の外側に、前記第１の塗布膜、及び、第２の塗布膜を形成するピッチよりも小さいピッチで形成される線状膜を形成する第３塗布膜形成モードを有していることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット塗布装置。