JPH0910657A

JPH0910657A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JPH0910657A
Application number: JP7167214A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Miura; 眞芳三浦; Hiroshi Ogura; 洋小倉; Hiroyuki Naka; 裕之中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2015-07-03
Also published as: JP3232961B2

Abstract

(57)【要約】【目的】薄膜の形成に使用されるスピンコータに関
し、塗布液の使用効率の悪さと薄膜の膜厚の不均一さを
なくし、塗布液の無駄がなく、所定の膜厚の薄膜を自由
に作成できる優れた性能の薄膜形成装置を提供すること
を目的とする。【構成】微細ノズルを複数個有するインクジェットヘ
ッド１１と、インクジェット１１から吐出された液体が
付着される被塗布基板１０を所定の回転軸１３の回りに
回転させる回転手段と、インクジェットヘッド１１と被
塗布基板１０とを回転軸の近傍領域と回転軸から離間し
た離間領域との間で相対移動させる相対移動手段と、イ
ンクジェットヘッド１１と被塗布基板１０との相対位置
が近傍領域から離間領域に向かって相対移動するに対応
して相対移動手段による相対移動の速度が小さくなるよ
うに相対移動手段を制御する相対移動制御手段とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜形成装置に関し、
特に、液状物質を微小ノズルより吐出して基板に付着さ
せ、付着した液状物質を乾燥、硬化させて薄膜（広義に
は１００μｍ以下で一般には１０μｍ以下の膜厚を有す
る。）を形成する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄膜形成技術は、種々の分野で応
用されてきており、その具体的形成方式についてもスパ
ッタや蒸着のような真空装置が必要なもの以外に、スピ
ン塗布、印刷、ダイコート等種々検討されている。

【０００３】この中で、特にスピン塗布方式について
は、半導体プロセスでのレジスト塗布や保護膜形成等に
よく使用されている。

【０００４】以下、従来のスピン塗布装置（以下、スピ
ンコータと記す。）について説明をする。

【０００５】図１０は、従来の一般的なスピンコータの
構成及び動作状態を示す。図１０において、１０１はス
ピンコータ本体の回転軸、１０２は試料固定基板、１０
３は塗布用の液体を吐出するノズル、１０４は薄膜形成
用の基板、１０５、１０６は液体、１０７は薄膜、１０
８は飛散滴である。

【０００６】このような構成において、まず図１０
（ａ）で示されるように、ノズル１０３から基板１０４
に向かって、液体１０５を吐出し、基板状にのせた状態
にする。

【０００７】次に、図１０（ｂ）に示されるように、ス
ピンコータを低速ω₁で回転させて液体１０６を基板１
０４に馴染ませる。

【０００８】そして、図１０（ｃ）に示されるように、
さらに高速ω₂で回転させて基板１０４上に薄膜１０７
を形成させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、図１０（ｃ）に示されているように、
飛散して無駄になる飛散滴１０８が生じてしまい、液体
の８０〜９０％が捨てられることになる。

【００１０】これは、液体１０５を多量に吐出させない
と、基板１０４とのなじみの悪い部分に塗り残し部分が
生じるからである。

【００１１】このように、従来のスピンコータでは液体
の使用効率が悪く、大部分の塗布液を無駄にするという
課題を有していた。

【００１２】また、スピンコータで膜を形成する場合に
は液が内側から外周方向に流動するため、どうしても外
周部分の膜厚が厚くなり、ディスク自体の反りの原因と
もなってしまう。

【００１３】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、新規な液体吐出ヘッドを導入して、塗布液の利
用効率の高い薄膜形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄膜形成装置は、液体を吐出する微細ノズ
ルを複数個有するインクジェットヘッドと、前記インク
ジェットから吐出された液体が付着される被塗布基板を
所定の回転軸の回りに回転させる回転手段と、前記イン
クジェットヘッドと前記被塗布基板とを前記被塗布基板
に対する前記回転軸の近傍領域と前記回転軸から離間し
た離間領域との間で相対移動させる相対移動手段と、前
記インクジェットヘッドと前記被塗布基板との相対位置
が前記近傍領域から前記離間領域に向かって相対移動す
るに対応して前記相対移動手段による相対移動の速度が
小さくなるように前記相対移動手段を制御する相対移動
制御手段とを有した主構成を有する。

【００１５】または、この相対移動制御手段は、インク
ジェットヘッドと被塗布基板との相対位置が前記近傍領
域から前記離間領域に向かって相対移動するに対応して
前記回転手段による回転の角速度が小さくなるように前
記相対移動手段を制御するものであってもよいし、前記
インクジェットヘッドと前記被塗布基板との相対位置が
前記近傍領域から前記離間領域に向かって相対移動する
に対応して前記相対移動手段による相対移動の速度が小
さくなり、かつ前記インクジェットヘッドと前記被塗布
基板との相対位置が前記近傍領域から前記離間領域に向
かって相対移動するに対応して前記回転手段による回転
の角速度が小さくなるように前記相対移動手段を制御す
るものであってもよい。

【００１６】そして、これらの場合、インクジェットヘ
ッドと被塗布基板との相対位置が近傍領域から離間領域
に向かって相対移動する移動距離に反比例して相対移動
の速度を減速するか、回転の角速度を減速することが好
適である。

【００１７】さらに、インクジェットヘッドに隣接し
て、空気流を被塗布基板に向かって流出させる空気流出
ヘッドが設けられ、液体が前記被塗布基板へ吐出された
直後に、空気流を前記被塗布基板へ流出する構成を有し
ていてもよい。

【００１８】さらに、インクジェットヘッドから吐出さ
れる液体を帯電させる帯電手段を有していてもよい。

【００１９】また、インクジェットヘッドは、液体吐出
口と対向して空気吐出口を設け、前記空気吐出口より空
気流を流出させ、前記液体吐出口内の液体圧力と、前記
空気流によって生じる液体吐出口近傍の空気圧力とのバ
ランス状態を変化させることによって液体を吐出する構
成であることが好ましく、この場合、さらに、空気吐出
口の周囲に設けられた電極部材と、前記電極部材と液体
吐出口内の液体との間に電位差を印加する電位差印加手
段とを有し、インクジェットヘッドから吐出された液体
が帯電されるものであってもよい。

【００２０】そして、インクジェットヘッドから吐出す
る液体には、ＵＶ硬化樹脂溶液が使用可能で、被塗布基
板はポリカーボネート製のものが使用可能であり、相対
移動制御手段として、制御プログラムが組み込まれたパ
ソコンが使用可能である。

【００２１】

【作用】本発明においては、角速度や移動速度を制御し
ながら、被塗布基板とインクジェットヘッドとを相対的
に回転しつつ回転軸側の領域とそれから遠くなる側の領
域との間で相対移動し、インクジェットヘッドの複数の
微小ノズルから、被塗布基板へ液体を吐出し、均一性の
良い状態の塗布膜を被塗布基板上に形成する。

【００２２】さらに、空気流出ヘッドを設けた場合に
は、液体が被塗布基板へ吐出された直後に、空気流が被
塗布基板へ流出する。

【００２３】さらに、インクジェットヘッドから吐出さ
れる液体を帯電させる帯電手段を設けた場合には、先に
被塗布基板に付着した液滴の付着部分と、次に被塗布基
板に到着する液滴とが互いに反発し合い、結果として被
塗布基板上に付着された液体がより広がる方向に移動す
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の各実施例について、図面を参
照しながら詳細に説明をする。

【００２５】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例におけるスピンコータの概略構成図である。

【００２６】図１において、１０は円板状の被塗布基板
であり、１１はインクジェットヘッド、１２は取付台、
１３は回転軸である。

【００２７】ここで、インクジェットヘッドとは、微細
ノズル（通常０．１ｍｍ以下のノズル径である。）から
液体を吐出させ、電気信号によって液体の吐出状態を制
御して被記録体に液体を付着させるものを意味する。

【００２８】本実施例におけるインクジェットヘッド
は、複数のこのような微小ノズルを有しており、具体的
には、４８個のノズルが、１０本／ｍｍの間隔で被塗布
基板１０の半径方向に配列されている。

【００２９】従来、スピンコータに使用されている吐出
ノズルは０．５〜１ｍｍの内径のものが使用されてお
り、微小な吐出量の制御が難しいが、本実施例のように
上記のように定義されたインクジェットヘッドを使用す
ることによって、以下説明をするように、微細なパター
ンが描けるようなると共に、均一で非常に薄い膜を形成
できるようになる。

【００３０】本実施例においては、まず、図１に示され
るように、被塗布基板１０を角速度θで回転させなが
ら、インクジェットヘッド１１を被塗布基板の半径方向
に速度ｖで相対移動させ、ノズルより塗布液を吐出させ
て、塗布液を、被塗布基板１０上に付着させる。

【００３１】すると、被塗布基板１０が１回転すると、
インクジェットヘッド１１によって、４８本の塗布され
たラインが１００μｍ間隔で生じ、結果として、幅４．
８ｍｍの縞が描かれることになる。

【００３２】さらに、この場合、各ラインの幅の選択が
適切であれば、隣接するライン同士がつながって、所定
の厚みの薄膜が形成されることになる。

【００３３】よって、このような適切な条件を見いだ
し、かつ被塗布基板１０が１回転する間のインクジェッ
トヘッド１１の相対移動速度ｖによる移動量を４．８ｍ
ｍに設定すれば、いわゆる渦巻状の一筆書きで薄膜を形
成できる。

【００３４】さらに、このような一筆書きではなく、何
回か重ね書きにしても薄膜を形成することができる。

【００３５】すなわち、インクジェットヘッド１１の相
対移動速度ｖと被塗布基板１０の角速度θとの設定によ
り、インクジェットヘッド１１を所定量、例えば４．８
ｍｍ相対移動させる間に、被塗布基板１０を何回転かさ
せて、重ね書きしても薄膜の形成が可能であり、このよ
うにすれば、１０本／ｍｍより細かく密なラインが描か
れることとなり、より薄い薄膜を確実に形成するのに適
している。

【００３６】より具体的には、図１において、被塗布基
板１０の回転の中心を原点Ｏとして、半径方向の距離を
ｘとすると、被塗布基板１０は、角速度θで回転し、イ
ンクジェットヘッド１１は被塗布基板の半径方向（ｘ方
向）に速度ｖで移動しながら、位置ｘ_sで吐出を開始
し、被塗布基板１０の外周位置ｘ_eで吐出を停止して薄
膜形成を完了する。

【００３７】ここで、被塗布基板１０の全域にわたって
厚みの等しい薄膜を形成するためには、インクジェット
ヘッドからの吐出量が、一定値Ｑである場合において
は、以下の（数１）を満足する必要がある。

【００３８】

【数１】

【００３９】また、被塗布基板１０の全域にわたって同
一の解像力でラインが描かれるためには、以下の（数
２）を満足する必要がある。

【００４０】

【数２】

【００４１】すなわち、円板状の基板では、中心より外
方において塗布面積が増大するので、ｖは中心より外方
に行くにしたがって減速される必要があり、また、回転
数が一定であると、周速は中心より外方で高速になるの
で、インクジェットヘッドの記録位置における周速が一
定であるためには、回転数もｘが大きくなるにしたがっ
て減速される必要がある。

【００４２】例えば、ｖ、θが一定値の状態であると、
中央部分で周速が遅いため、塗布ラインの密度は同じで
も、中央部分のラインが太くなり、中央部分で厚く、外
周部分で薄い膜が生じることになり、場合によっては、
外周部分のラインが重ならずラインのまま残存すること
もある。

【００４３】また、（数１）が満足された状態で、θが
一定値であった場合には、塗布量は被塗布基板の全域で
一定となるが、中央部分は周速が遅く太くて密度の低い
ラインによって塗布がなされ、外周部では細くて高密度
なラインによって塗布がなされるため、外周部は塗布ラ
インがよく重なり、均一な膜が形成されるが、中央部で
はラインの重なりが悪く、塗りむらが生じることがあ
る。

【００４４】これらの例のように、被塗布基板全域に均
一で厚みの一定した薄膜を形成するためには、（数１）
及び（数２）の少なくとも一方が満足され、より好適に
はこれらの双方が満足されることが望ましい。

【００４５】次に、図２は、本実施例におけるインクジ
ェットの代表的な構成を示す模式図である。

【００４６】図２において、１１はインクジェットヘッ
ド、２１は空気供給源、２２は液溜、２３は圧力調整機
構、２４は液体流入口、２５は空気流入口、２６は空気
吐出口、２７は液体吐出口である。

【００４７】ここで、液体吐出口２７と空気吐出口２６
は、インクジェットヘッド１１上に同心円状に設けられ
ている。

【００４８】そして、インクジェットヘッド１１に対し
て、空気供給源２１からは、圧力調整機構２３を介し
て、空気流入口２５より空気流が流入しており、空気吐
出口２６より一定の流速の空気流が流出している。

【００４９】一方、液溜２２からは、塗布液が、液体流
入口２４を介して供給されている。また、空気供給源２
１は、液溜２２にも接続されており、インクジェットヘ
ッド１１内の液体に対して圧力が印加され、空気流によ
って生じる液体吐出口２７近傍における空気圧力とバラ
ンスされ、塗布液が、液体吐出口２７において保持され
ている。

【００５０】次に、図３は、図２のノズル部分の拡大図
である。図３（ａ）が示すように、空気吐出口２６と液
体吐出口２７とは、同心円上に配置されており、空気吐
出口２６からは一定流速の空気流が流出しており、その
空気流の流出に伴い、液体吐出口２７の出口には、この
空気流により発生する圧力Ｐ_aが生じている。

【００５１】一方、液溜２２には、空気圧力が印加され
ているので、液体吐出口２７内の液体には圧力Ｐ_iが生
じる。そして、Ｐ_aとＰ_iがほぼ等しくバランスがとれて
いることにより、塗布液が、液吐出口２７に保持される
ことになる。

【００５２】一方、図３（ｂ）に示されるように、圧力
調整機構２３によって、インクジェットヘッド２０に送
られる空気流が減少すれば、液吐出口２７の出口に生じ
る圧力が、Ｐ_aより小さいＰ_bとなり、圧力差（Ｐ_i−
Ｐ_b）によって、塗布液が吐出することになる。

【００５３】次に、図４は、圧力調整機構２３の代表的
構成例を示す。図４において、空気供給源からの空気流
は、電磁弁４１の入口Ａに流入し、電磁弁４１よって、
流出口ＢあるいはＣを経由して流出する。

【００５４】ここで、電磁弁４１は、電気信号によっ
て、流出口をＢあるいはＣに切り替えるものである。

【００５５】流入口Ａが流出口Ｃと連通している場合
は、図３（ａ）の状態で、液溜の圧力Ｐｉと空気流によ
る圧力Ｐａがほぼ等しくなるようになっている。

【００５６】そして、電磁弁４１に吐出信号が入力され
ると、流路がＣからＢに切り替えられる。

【００５７】図４に示すように、流出口Ｂには、流路抵
抗体５２が接続されており、これを通過することによっ
て圧力損失が生じ、インクジェットヘッドでの空気流に
よる圧力が、Ｐ_aからＰ_bに低下し、図３（ｂ）の状態と
なって塗布液が吐出されることになる。

【００５８】さて、以上のような構成のインクジェット
ヘッドを用いて、実際に被塗布基板上に塗布液を吐出し
塗布した具体例について説明をする。

【００５９】本実施例では、被塗布基板は、ポリカーボ
ネイト製の相変化型光ディスクを用い、塗布液は、金属
蒸着面の保護膜とすべく、ＵＶ硬化液を用いた。

【００６０】また、ディスク直径は１３０ｍｍとし、Ｕ
Ｖ硬化液の塗布範囲は半径約２０ｍｍ以上の部分とし
た。

【００６１】すなわち、図１においては、ｘ_s＝２０ｍ
ｍ、ｘ_e＝６５ｍｍとなる。また、ＵＶ硬化液は、紫外
線を照射することによって硬化して固体化する樹脂溶液
であり、具体的には、アクリル酸エステル組成物を用
い、その物性値は粘度２３ｃｐ、比重１．０７、表面張
力２９ｄｙｎｅ／ｃｍ、硬化収縮率９．８％であった。

【００６２】このような条件下では、５μｍの膜厚の保
護膜を形成するのに、必要な液量は約７０ｍｇと見積ら
れた。

【００６３】よって、インクジェットヘッドの液体吐出
量は、約３００ｍｇ／分であるので、約２０秒間で塗布
が完了するようにすれば、７μｍ程度の保護膜が形成さ
れることになる。

【００６４】この場合、（数１）は以下の（数３）のよ
うに表わされる。

【００６５】

【数３】

【００６６】一方、（数２）については、塗布時にライ
ンの太さと重ね塗り回数（またはライン密度）に関係し
たものであるので、ｋ２＝３２０００、３６０００及び
４００００（θ：ｒｐｍ、ｘ：ｍｍ）の３つの場合につ
いての検討を行った。

【００６７】具体的には、パソコンを用いて、ソフトに
よりｘ軸方向の速度ｖ及び角速度θが、各々（数２）及
び（数３）を満たすように制御した。

【００６８】具体的には、（数３）に従って、ｖを制御
するためには、ｖを時間の関数で表すと便利である。

【００６９】つまり、ｖ＝ｄｘ／ｄｔであるので（数
３）は以下の（数４）の関係式に変換される。

【００７０】

【数４】

【００７１】そして、（数４）で示される微分方程式を
解き、ｔ＝０でｘ＝２０ｍｍの条件を入れると、ｘは以
下の（数５）で表わされるから、ｖは以下の（数６）で
表わされることになる。

【００７２】

【数５】

【００７３】

【数６】

【００７４】したがって、（数６）を満たすようにパソ
コンによりｖを制御して実際の塗布を行うことになる。

【００７５】図５は、本実施例におけるパソコンを使用
した塗布装置の構成図である。図５において、図１と同
様な構成には同じ符号を付し、さらに５１はモータ、５
２はモータドライバ、５３はパソコン、５４は移動台で
ある。

【００７６】ここで、被塗布基板１０は、モータ５０に
よって駆動されて回転され、インクジェットヘッド１１
と被塗布基板１０の相対移動は、モータ５１によってな
される。

【００７７】また、モータ５０、５１の制御は、モータ
ドライバ５２によってなされるが、モータドライバ５２
は、パソコン５３に接続されており、パソコンにインス
トールしたソフトウエアにより駆動が制御される。

【００７８】そして、図６にｖ、θ及び吐出信号を制御
した例を示す。図６において、横軸は光ディスクの半径
方向の中心からの位置ｘを示し、縦軸はインクジェット
ヘッドのｘ方向の速度ｖ及びディスクの回転速度θを示
す。

【００７９】まず、初期状態においては、インクジェッ
トヘッドは、ｘ＝１０ｍｍの位置にあり、θは１８００
ｒｐｍで回転している。

【００８０】次に、インクジェットヘッドが、ｖ＝２９
０ｍｍ／ｓで相対移動を開始して、ｘ＝２０の位置に達
すると、吐出信号が入力されて塗布液が吐出し、同時に
ｖ、θは、図のごとくｘに反比例して、減速しながら、
移動、回転を行う。

【００８１】そして、ｘ＝６５の位置に達すると吐出停
止の信号が入力されて、ｖ、θは、速度、角速度が０に
減速される。

【００８２】以上の条件下で、ｋ２＝３２０００、３６
０００及び４００００（θ：ｒｐｍ、ｘ：ｍｍ）の３つ
の場合についての実測結果を記す。

【００８３】まず、ｋ２＝３２０００の条件では、回転
数が低くく塗布ラインの密度が荒いため、縞状の凹凸が
少し残る傾向があった。

【００８４】次に、ｋ２＝３６０００の条件下において
は、滑らかな膜厚６〜８μｍの薄膜が形成できた。

【００８５】一方、ｋ２＝４００００の条件下では、回
転数が高すぎるため、遠心力が過大に生じ、塗布中にそ
れ以前に付着した塗布液が流動を起こして外方に流れ、
放射状の縞が生じる傾向があった。

【００８６】よって、この場合においては、ｋ２＝３６
０００の条件がより好適ではあるが、形成される薄膜の
種類によれば、他の条件下で形成されたものであっても
使用可能である。

【００８７】なお、好適には、被塗布基板全域に均一で
厚みの一定した薄膜を形成するためには、（数１）及び
（数２）の双方が満足されることが好ましいが、対象と
なる薄膜の種類によっては、少なくとも一方の条件が満
足されていればよい場合もある。

【００８８】以上のように、本実施例においては、（数
１）及び（数２）の条件の少なくとも一方、または双方
が満足されることにより、すなわち相対速度ｖは中心よ
り外方に行くにしたがって減速され、及び／または回転
数θもｘが大きくなるにしたがって減速されることによ
り、被塗布基板全域にわたり均一であって厚みも一定し
た薄膜を形成することができた。

【００８９】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について詳細に説明をする。

【００９０】実施例１で説明してきたように、塗布によ
り形成したい薄膜の種類や膜厚等に応じて、（数１）や
（数２）の条件に従い、ｋ１、ｋ２を適宜設定し、所望
の薄膜を形成することができるが、形成する薄膜の工程
等によっては、さらなる検討が必要な場合がある。

【００９１】例えば、約１０秒間で塗布を終了し、約
３、５μｍの膜厚が形成できるであろう（数１）のｋ１
＝１９１．２の場合では、（数２）のｋ２を最大６００
００まで変化させて実験したが、滑らかな薄膜が得られ
ず、円周状の縞模様が残ってしまう。

【００９２】このような現象は、塗布液の吐出液滴の微
小化に限界が生じている場合や、回転軸の回転数が低す
ぎる場合等に生じると考えられる。

【００９３】本実施例においては、インクジェットヘッ
ドで塗布しただけでは、薄膜が充分均一にならない場合
を考慮して、凹凸を滑らかにレベリングする構成を提供
するものである。

【００９４】図７は、本発明の第２の実施例におけるス
ピンコータの概略構成図である。図７において、ポリカ
ーボネート製の被塗布基板１０を回転させながらインク
ジェットヘッドである塗布液吐出ヘッド７０を相対移動
させてＵＶ硬化液の塗布液により薄膜を形成するのは実
施例１と同様である。

【００９５】そして、さらに本実施例では、塗布液吐出
ヘッドに隣接して、空気流出ヘッド７１が設けられ、塗
布液の被塗布基板１０への付着直後に、空気流を吹き付
けることにより塗布液を流動させて塗布膜を滑らかにし
る構成を有する。

【００９６】具体的には、本実施例において、実施例１
と同様のインクジェットヘッド及び塗布液を用い、（数
１）においてｋ１＝１９１．２、（数２）においてｋ２
＝６００００と設定して検討を行った。

【００９７】まず、空気流出ヘッド７１を用いない場合
には、縞模様が残り、滑らかな塗布層が得られなかっ
た。

【００９８】これに対して、図７のように、空気流出ヘ
ッドをを付加したところ、３〜４μｍの均一な薄膜が形
成できた。

【００９９】具体的には、空気流吐出ヘッドは、穴径１
００μｍのノズルを２４個並べ、約０．１５ｋｇ／ｃｍ
³ の圧力で空気流を流出させたもので、空気の流出速度
は、１００〜２００ｍ／ｓ程度であり、流れのようすは
空気の乱れの少ない層流領域の流れと考えられる。

【０１００】図８に、空気流によって、塗布膜が均一化
される様子を示す。図８において、まず、吐出液が被塗
布基板に付着直後は、隣接するライン同士は分離された
状態みある領域Ａで示された状態にある。

【０１０１】その後、塗布液は、時間の経過に従い、濡
れ広がって領域Ｂのような状態になるが、このままで
は、凹凸が解消せずに乾燥硬化してしまう。

【０１０２】そして、その乾燥硬化前に、空気流が吹き
付けられると、凹凸状態で領域Ｂの塗布膜がさらに流動
して微振動を起こし、結果的に領域Ｃのように均一な薄
膜となる。

【０１０３】以上のように、本実施例では、塗布液吐出
ヘッドに隣接して、空気流出ヘッドを設け、塗布液の被
塗布基板への付着直後であって乾燥硬化前に、空気流を
吹き付けることにより塗布液を流動、振動させ、均一な
塗布膜を形成することができた。

【０１０４】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
について詳細に説明をする。

【０１０５】本実施例は、実施例２と同様に形成された
薄膜の均一性を向上させるためのものであるが、吐出液
を帯電させることによって塗膜を均一化したものであ
る。

【０１０６】具体的には、実施例１と基本的には同様の
構成のインクジェットヘッドの空気吐出口９２の表面に
電極９３を設け、この電極９３と液体吐出口９１内に保
持されている吐出液９４との間に電源９０により電位差
を設けて、吐出する液滴９５を帯電させる構成を有し、
そして被塗布基板１０や吐出液９４は、実施例１と同様
のものを用いた。

【０１０７】図９は、本実施例のインクジェットヘッド
のノズル部分の拡大図である。図９において、液体吐出
口９１と空気吐出口９２は絶縁性の材質で構成され、空
気吐出口９２の出口側表面に電極９３が設けられてい
る。

【０１０８】そして、電極９３と液体吐出口９１に保持
されている吐出液９４間に電位差を印加するよう電源９
０が接続されている。

【０１０９】このような構成において、電源９０により
電位差が印加されると、電極９３と吐出液９４間の静電
容量に従って、吐出液９４が帯電をする。

【０１１０】そして、外方に吐出される液滴９５は、帯
電して飛翔し、被塗布基板１０に到着し付着する。

【０１１１】このように帯電した液滴９５は、例えばポ
リカーボネイトのような絶縁物の基板に付着した場合に
は、帯電した状態を保つ。

【０１１２】そして、先に被塗布基板１０に付着した液
滴９５の付着部分と、次に被塗布基板１０に到着する液
滴９５は、同符号に電荷を帯びているため互いに反発し
合い、結果として被塗布基板１０上を、付着された液体
がより広がる方向に作用が生じることになる。

【０１１３】具体的には、本実施例において、ポリカー
ボネイト製の光ディスクとＵＶ硬化液を用い、（数１）
においてｋ１＝１９１．２、（数２）においてｋ２＝６
００００として、電極９３と吐出液９４間に約６００Ｖ
の電位差を設けて１０秒間で塗布を終了した。

【０１１４】そして、液体を帯電させなかった場合には
縞模様が残り、滑らかな薄膜が形成されなかったが、電
極９３と吐出液９４間に電位差を設けて吐出液を帯電さ
せた場合には、３〜４μｍの滑らかな薄膜を形成するこ
とができた。

【０１１５】以上のように、本実施例では、空気吐出口
の周囲に設けられた電極と吐出液の間に電位差を設けて
吐出液を帯電させることにより、均一な塗布膜を形成す
ることができた。

【０１１６】なお、本実施例の吐出液を帯電する構成に
加え、さらに実施例２で説明をした空気流出ヘッドを設
け、塗布液の被塗布基板への付着直後であって乾燥硬化
前に、空気流を吹き付ける構成をも組み合わせることに
より、より均一な塗布膜をいっそう確実に形成すること
ができることはもとろんである。

【０１１７】また、上記全ての実施例において、被塗布
基板や塗布液の種類は例示したものに限定されるもので
はなく、シリコン基板へのレジスト塗布や、ガラス基板
やセラミック基板、金属基板等への電気的あるいは光学
的機能を持った機能性薄膜の形成にも適用可能なもので
ある。

【０１１８】

【発明の効果】以上の構成により、本発明においては、
きわめて簡便な構成により、塗布液を無駄にすることな
く、かつ外周部分の膜厚が厚くなることもなく、被塗布
基板全面に均一な薄膜が形成形成可能な薄膜形成装置を
提供できるものである。

【０１１９】また、目的に応じて条件を種々変化させ、
所定の膜厚の薄膜を自由に形成することが可能となる自
由度の高い薄膜形成装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における薄膜形成装置の
構成図

【図２】同薄膜形成装置のインクジェットヘッドの断面
図

【図３】同薄膜形成装置のインクジェットヘッドのノズ
ルの断面図

【図４】同薄膜形成装置のインクジェットヘッドの圧力
調整機構の構成図

【図５】同薄膜形成装置の全体構成図

【図６】同薄膜形成装置の動作図

【図７】本発明の第２の実施例における薄膜形成装置の
構成図

【図８】同薄膜形成装置の説明図

【図９】本発明の第３の実施例における薄膜形成装置の
説明図

【図１０】従来の薄膜形成装置の説明図

【符号の説明】

１０被塗布基板１１インクジェットヘッド１２取付台１３回転軸２１空気供給源２２液溜２３圧力調整機構２４液体流入口２５空気流入口２６空気吐出口２７液体吐出口４１電磁弁４２流露抵抗体５０モータ５１モータ５２モータドライバ５３パソコン５４移動台７０塗布液吐出ヘッド７１空気流出ヘッド９０電源９１液体吐出口９２空気吐出口９３電極９４吐出液９５液滴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を吐出する微細ノズルを複数個有す
るインクジェットヘッドと、前記インクジェットから吐
出された液体が付着される被塗布基板を所定の回転軸の
回りに回転させる回転手段と、前記インクジェットヘッ
ドと前記被塗布基板とを前記被塗布基板に対する前記回
転軸の近傍領域と前記回転軸から離間した離間領域との
間で相対移動させる相対移動手段と、前記インクジェッ
トヘッドと前記被塗布基板との相対位置が前記近傍領域
から前記離間領域に向かって相対移動するに対応して前
記相対移動手段による相対移動の速度が小さくなるよう
に前記相対移動手段を制御する相対移動制御手段とを有
する薄膜形成装置。
【請求項２】液体を吐出する微細ノズルを複数個有す
るインクジェットヘッドと、前記インクジェットから吐
出された液体が付着される被塗布基板を所定の回転軸の
回りに回転させる回転手段と、前記インクジェットヘッ
ドと前記被塗布基板とを前記被塗布基板に対する前記回
転軸の近傍領域と前記回転軸から離間した離間領域との
間で相対移動させる相対移動手段と、前記インクジェッ
トヘッドと前記被塗布基板との相対位置が前記近傍領域
から前記離間領域に向かって相対移動するに対応して前
記回転手段による回転の角速度が小さくなるように前記
相対移動手段を制御する相対移動制御手段とを有する薄
膜形成装置。
【請求項３】液体を吐出する微細ノズルを複数個有す
るインクジェットヘッドと、前記インクジェットから吐
出された液体が付着される被塗布基板を所定の回転軸の
回りに回転させる回転手段と、前記インクジェットヘッ
ドと前記被塗布基板とを前記被塗布基板に対する前記回
転軸の近傍領域と前記回転軸から離間した離間領域との
間で相対移動させる相対移動手段と、前記インクジェッ
トヘッドと前記被塗布基板との相対位置が前記近傍領域
から前記離間領域に向かって相対移動するに対応して前
記相対移動手段による相対移動の速度が小さくなり、か
つ前記インクジェットヘッドと前記被塗布基板との相対
位置が前記近傍領域から前記離間領域に向かって相対移
動するに対応して前記回転手段による回転の角速度が小
さくなるように前記相対移動手段を制御する相対移動制
御手段とを有する薄膜形成装置。
【請求項４】相対移動制御手段が、インクジェットヘ
ッドと被塗布基板との相対位置が近傍領域から離間領域
に向かって相対移動する移動距離に反比例して相対移動
の速度を減速する請求項１または３記載の薄膜形成装
置。
【請求項５】相対移動制御手段が、インクジェットヘ
ッドと被塗布基板との相対位置が近傍領域から離間領域
に向かって相対移動する移動距離に反比例して回転の角
速度を減速する請求項２または３記載の薄膜形成装置。
【請求項６】さらに、インクジェットヘッドに隣接し
て、空気流を被塗布基板に向かって流出させる空気流出
ヘッドが設けられ、液体が前記被塗布基板へ吐出された
直後に、空気流を前記被塗布基板へ流出する請求項１か
ら５のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項７】さらに、インクジェットヘッドから吐出
される液体を帯電させる帯電手段を有する請求項１から
６のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項８】インクジェットヘッドが、液体吐出口と
対向して空気吐出口を設け、前記空気吐出口より空気流
を流出させ、前記液体吐出口内の液体圧力と、前記空気
流によって生じる液体吐出口近傍の空気圧力とのバラン
ス状態を変化させることによって液体を吐出する請求項
１から７のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項９】さらに、空気吐出口の周囲に設けられた
電極部材と、前記電極部材と液体吐出口内の液体との間
に電位差を印加する電位差印加手段とを有し、インクジ
ェットヘッドから吐出された液体が帯電される請求項８
記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】インクジェットヘッドから吐出する液
体が、ＵＶ硬化樹脂溶液である請求項１から９のいずれ
かに記載の薄膜形成装置。
【請求項１１】被塗布基板がポリカーボネート製であ
る請求項１から１０のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項１２】相対移動制御手段が、制御プログラム
が組み込まれたパソコンである請求項１から１１のいず
れかに記載の薄膜形成装置。