JPH1199354A - 回転式塗布方法及び塗布装置 - Google Patents
回転式塗布方法及び塗布装置Info
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- JPH1199354A JPH1199354A JP9279650A JP27965097A JPH1199354A JP H1199354 A JPH1199354 A JP H1199354A JP 9279650 A JP9279650 A JP 9279650A JP 27965097 A JP27965097 A JP 27965097A JP H1199354 A JPH1199354 A JP H1199354A
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Abstract
て、低コストで、基材上に均一な膜厚の薄膜を形成する
ための回転式塗布方法及び塗布装置を提供する。 【解決手段】 水平回転台3上に載置された塗布すべき
基材2表面に、塗布溶液を吐出ノズル4から滴下し、基
材を回転させて薄膜を形成する。ノズルから塗布溶液を
滴下した後、ノズル待機中のノズル先端部4aを、塗布
溶液の組成に近い組成又は等しい組成のノズル浸漬用溶
液10に浸漬保持する。溶質の結晶析出が抑制される。
とりわけ、結晶性の高い溶質を含む溶液を塗布する際に
有用である。
Description
ディスク等の製造プロセスにおいて、基材上に均一な膜
厚の薄膜を形成するための回転式塗布方法及び塗布装置
に関する。
術は、種々の分野で非常に重要である。例えば、半導体
製造プロセスにおいて、ウエハにレジストや反射防止液
を塗布する際、あるいは光ディスクの製造プロセスにお
いて、ディスク上に光吸収色素溶液等を塗布する際に、
これらの薬液を均一に塗布して、均一な膜厚の薄膜を形
成することは、非常に重要である。
として、例えば、スピンコーティング法がある。この方
法は、静止状態あるいは回転状態の基材上に、塗布溶液
をノズルから滴下し、その後、この基材を高速で回転さ
せて不用な溶液を振り切り、基材表面に均一な膜厚の薄
膜を形成する方法である。
ルから塗布溶液を滴下した後、次に塗布溶液を再び滴下
するまでのノズルの待機中に、ノズル先端部が外気と触
れるために塗布溶液の溶媒が一部揮発して、ノズル先端
部に含まれていた塗布溶液の組成が変化してしまう。そ
のことが原因となって、膜形成時に膜厚の不均一が発生
するという問題がある。
の高い溶質が含まれている場合には、ノズル待機中に、
ノズル先端部に結晶が析出してしまい、この結晶が溶液
滴下時に溶液と共に基材上に落下し、その結晶に起因し
た欠陥が発生することがある。
洗浄機構を設けることが一般に行われている。しかしな
がら、これは装置が大がかりになる上に、洗浄液として
溶媒を使用すると、ノズル先端部に残った溶媒のため
に、塗布溶液の濃度が変化してしまい、やはり膜厚不均
一の原因となる。
に近い組成の溶液を用いると、溶媒単独で洗浄する場合
の上記不都合は回避されるが、使用する塗布溶液のコス
トが高い場合には、洗浄液を多量に使用することによっ
てコストアップとなり、現実的ではない。
公報には、滴下された塗布溶液の初期部分を回収して、
その後の溶液のみを基材上に滴下する方法が記載されて
いる。この方法によれば、結晶性の高い溶質が塗布溶液
に含まれている場合に、析出した結晶分もある程度は取
り除かれるが完全ではない。また、前述したノズル洗浄
方法と同じように、塗布溶液をロスしてしまうので、コ
ストアップにつながる。
号公報には、ノズル先端部の形状を変えて、ノズル先端
からの液垂れを防止することが記載されている。しかし
ながら、このノズル先端形状の変更は、結晶析出の防止
にはならない。
は、上記従来技術の問題点を解決し、例えば半導体や光
ディスク等の製造プロセスにおいて、低コストで、基材
上に均一な膜厚の薄膜を形成するための回転式塗布方法
及び塗布装置を提供することにある。
溶質を含む溶液を塗布する際においても、ノズル先端部
に結晶を析出させることなく、低コストで、基材上に均
一な膜厚の薄膜を形成するための回転式塗布方法及び塗
布装置を提供することにある。
い溶質を含む溶液を塗布する場合においても、ノズル先
端部の結晶析出を抑制し得る方法について、鋭意検討し
た。まず、ノズル待機中に、ノズル先端部を塗布溶液と
同一の溶媒に浸漬しておくことが考えられる。しかしな
がら、この方法では、ノズル先端部に溶媒が付着し、滴
下開始直後の塗布溶液の濃度が変化し、このために塗布
ムラが発生することがある。本発明者は、これを解決す
るためには、ノズル待機中に、ノズル先端部を塗布溶液
の組成に近い組成の溶液に浸漬しておくことが効果的で
あることを見出し、本発明を完成するに至った。
平回転台上に載置された塗布すべき基材表面に、少なく
とも1種の溶質及び溶媒を含む塗布溶液を吐出ノズルか
ら滴下し、基材を回転させて基材表面に薄膜を形成する
回転式塗布方法において、ノズルから塗布溶液を滴下し
た後、ノズル先端部を、前記溶質の少なくとも1種及び
前記溶媒と同一溶媒又は化学構造類似の溶媒を含むノズ
ル浸漬用溶液に浸漬保持することを特徴とする方法であ
る。
べき基材を載置し回転させる水平回転台と、基材表面に
塗布溶液を滴下する吐出ノズルとを含む回転式塗布装置
において、塗布溶液の滴下後のノズル先端部を、ノズル
浸漬用溶液に浸漬保持するノズル浸漬手段を有すること
を特徴とする装置である。
発明の回転式塗布方法においては、ノズルから塗布溶液
を滴下した後、待機中のノズル先端部を、塗布溶液に含
まれる溶質の少なくとも1種、及び塗布溶液と同一溶媒
又は化学構造類似の溶媒を含むノズル浸漬用溶液に浸漬
保持する。
なくとも1種、及び塗布溶液と同一溶媒又は化学構造類
似の溶媒を含むノズル浸漬用溶液にノズル先端部を待機
中浸漬保持することにより、ノズル先端部におけるこの
溶質の結晶析出を抑えることができる。また、ノズル先
端部にこのノズル浸漬用溶液が付着したままノズルが使
用された場合でも、再滴下開始直後の塗布溶液の組成・
濃度の変化は非常に小さく、基材上への塗布ムラ発生を
抑制することができる。従って、ノズル先端部を溶媒単
独に浸漬保持した場合に起こる塗布ムラ発生が非常に少
なくなる。
媒」とは、塗布溶液の溶媒の同族体の溶媒であって、化
学的性質及び物理的性質の類似している溶媒を意味す
る。例えば、エトキシエタノールに対するメトキシエタ
ノール、メチルエチルケトンに対するジエチルケトンの
ような場合である。しかしながら本発明の方法において
は、ノズル浸漬用溶液が、前記溶質の少なくとも1種及
び前記溶媒と同一溶媒を含む溶液であることが好まし
い。
液が、塗布溶液の組成に近い組成の溶液であることが、
再滴下開始直後の塗布溶液の組成・濃度の変化をより小
さく抑えることができるので好ましい。この場合には、
基材上への塗布ムラ発生をより抑制することができる。
は、例えば、塗布溶液の溶質のうちの主成分を含み、そ
の主成分のノズル浸漬用溶液における濃度が、塗布溶液
におけるその主成分濃度に対して10〜200%程度で
ある溶液である。このような相対的濃度の範囲のノズル
浸漬用溶液を用いることにより、再滴下開始直後の塗布
溶液の組成・濃度の変化をより小さくすることができ
る。より好ましい相対的濃度の範囲は、50〜150%
程度である。
の溶質のすべての成分を含み、それら各成分のノズル浸
漬用溶液における濃度が、塗布溶液における各成分濃度
に対してそれぞれ10〜200%である溶液を用いるこ
とにより、再滴下開始直後の塗布溶液の組成・濃度の変
化をさらに小さくすることができるので、さらに好まし
い。この場合において、各成分のより好ましい相対的濃
度の範囲は、50〜150%程度である。
しい場合として、ノズル浸漬用溶液として、塗布溶液の
組成に等しい組成の溶液を用いることができる。すなわ
ち、塗布溶液と同一の溶液をノズル浸漬用溶液として用
いることによって、再滴下開始直後の塗布溶液の組成・
濃度の変化を実質的になくすことができる。従って、こ
の場合には、基材上への塗布ムラ発生を最小限に抑制す
ることができる。
分として結晶性の高い光吸収色素を含む場合において
も、ノズル先端部の結晶析出を抑制することができる。
従って、例えば光ディスクの記録層形成用等の結晶性の
高い光吸収色素を含む溶液を塗布する場合に、本発明の
方法は好適に用いられる。
光吸収色素について、より詳しく説明する。記録層形成
用の光吸収性色素としては、吸収極大が600〜900
nm、好ましくは600〜800nm、より好ましくは65
0〜750nmのものであれば、他に特に制限はなく、例
えばシアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン
系、アントラキノン系、アゾ系、トリフェニルメタン
系、ピリリウムないしチアピリリウム塩系、スクワリリ
ウム系、クロコニウム系、ホルマザン系、金属錯体色素
系等から1種ないし2種以上を目的に応じて適宜選択す
ることができる。
有してもよいインドレニン環、特にベンゾインドレニン
環を有するシアニン色素が好ましい。また、インドレニ
ン環はペンタメチン鎖を介して結合したものであること
が好ましい。
ーを混合した溶液の塗布に、本発明の方法は好適に用い
られる。さらに、色素カチオンと一重項酸素クエンチャ
ーアニオンとのイオン結合体を光吸収色素とした溶液の
塗布にも、適用が可能である。
ルアセトナート系、ビスジチオ−α−ジケトン系やビス
フェニルジチオール系などのビスジチオール系、チオカ
テコール系、サリチルアルデヒドオキシム系、チオビス
フェノレート系等の金属錯体が上げられる。また、窒素
のラジカルカチオンを有するアミン系化合物やヒンダー
ドアミン等のアミン系のクエンチャーも好適である。
ニン環を有するシアニン色素が、またクエンチャーとし
てはビスフェニルジチオール金属錯体等の金属錯体色素
が好ましいものとして上げられる。以上のような光吸収
色素を含む溶液を塗布する場合に、本発明の方法は好適
に用いられる。
回転式塗布装置について、図面を参照して説明する。図
1は、本発明の回転式塗布装置の一例の概略構成を示す
図である。図1において、回転式塗布装置(1) は、塗布
すべき基材(2)を載置し回転させる水平回転台(3) と、
基材(2) 表面に塗布溶液を滴下する吐出ノズル(4) と、
所定量のノズル浸漬用溶液(10)が入れられたノズル浸漬
用容器(5) とを含む。吐出ノズル(4)は、可逆回転する
垂直回転軸(6) に固定された水平アーム(7) に取り付け
られており、垂直回転軸(6) の回転と共に水平方向に回
転するようになされている。また、吐出ノズル(4) に
は、塗布液供給管(8) を通じて塗布液が供給され、ノズ
ル先端部(4a)から塗布液が滴下される。一方、ノズル浸
漬用容器(5) は、浸漬用溶液(10)中にノズル先端部(4a)
が漬かるように上下運動する容器台(9) 上に置かれてい
る。
に載置された塗布すべき基材(2) 表面に、所定量の塗布
溶液を吐出ノズル先端部(4a)から滴下する。基材(2)
は、静止状態あるいは回転状態のいずれの場合でもよ
い。次に、この基材(2) を高速で回転させて不用な溶液
を振り切り、基材表面に均一な膜厚の薄膜を形成すると
同時に、垂直回転軸(6) を(図1においては)反時計回
りに回転させて、ノズル先端部(4a)を、浸漬用容器の開
口部(5a)上の位置に移動させる(図1において、破線で
示す)。そして、ノズル浸漬用容器(5) を、浸漬用溶液
(10)中にノズル先端部(4a)が漬かる高さ位置まで上げ
る。ノズル先端部(4a)の5〜15mm程度が溶液(10)中
に浸漬されれば良い。基材(2) の薄膜形成操作終了後、
ノズル浸漬用容器(5) を元の高さ位置まで下げ、垂直回
転軸(6) を時計回りに滴下位置まで回転させて、次の塗
布すべき基材(2) 表面に吐出ノズル先端部(4a)から塗布
溶液を再び滴下する。このようにして、待機中のノズル
先端部(4a)を浸漬用溶液(10)中に浸漬保持する。
装置の一例であり、本発明の目的に応じて、種々の変形
例が可能である。例えば、吐出ノズル(4) は常に滴下位
置に固定しておき、ノズル浸漬用容器(5) を水平移動お
よび上下移動双方が可能なものとして、ノズル先端部(4
a)からの塗布液滴下後に、ノズル浸漬用容器(5) をノズ
ル先端部(4a)の下方位置に移動させ、続いて上昇させて
浸漬用溶液(10)中に先端部(4a)を浸漬保持できるように
しても良い。
媒蒸発による濃度変化を避けるために、開口部(5a)の面
積が小さいものが好ましい。
から塗布溶液を滴下した後、待機中のノズル先端部を、
塗布溶液に含まれる溶質の少なくとも1種、及び塗布溶
液と同一溶媒又は化学構造類似の溶媒を含むノズル浸漬
用溶液に浸漬保持するので、ノズル先端部におけるこの
溶質の結晶析出を抑えることができると共に、ノズル先
端部にこのノズル浸漬用溶液が付着したままノズルが使
用された場合でも、再滴下開始直後の塗布溶液の組成・
濃度の変化は非常に小さく、基材上への塗布ムラ発生を
抑制することができる。
や溶媒が高価なものであっても、使用するノズル浸漬用
溶液の量はわずかで済むので、コストアップにつながる
こともない。
上記本発明の方法を実施することができる。
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。 [実施例1]図1に示した装置を用いて、CD−R光デ
ィスクの色素溶液塗布工程を行った。浸漬用容器(5) と
しては、開口部径15mmの容積10ccのものを用い
た。また、容器(5) 中に浸漬用溶液(10) 8ccを入
れ、待機中のノズル先端部(4a)が5mm以上溶液中に浸
漬されるように設定した。
した。
一組成の溶液を用いた。このような条件で、渦巻状の連
続グルーブを有する直径120mm、厚さ1.2mmの
ポリカーボネート樹脂基板(2) の色素溶液塗布工程を行
い、記録層の厚さ200nmのディスクを10枚作成し
た。
基板(2) 上に、所定量の塗布溶液を吐出ノズル先端部(4
a)から滴下した後、この基板(2) を高速で回転させて不
用な溶液を振り切った。また、塗布溶液の滴下後、垂直
回転軸(6) を反時計回りに回転させて、ノズル先端部(4
a)を浸漬用容器開口部(5a)上の位置に移動させ、ノズル
浸漬用容器(5) を上昇させて、ノズル先端部(4a)を浸漬
用溶液(10)中に5mm以上漬け5秒間保持した。
ル浸漬用容器(5) を下降させて、垂直回転軸(6) を時計
回りに滴下位置まで回転させて、次の塗布すべき基板上
に、再び吐出ノズル先端部(4a)から塗布溶液を滴下し
た。この一連の操作を繰り返し、記録層の厚さ200n
mのディスクを10枚作成した。
層をスパッタ法により形成した。反射層の厚さ及び組成
は次の通りであった。 反射層(80nm):Au
保護コートは、紫外線硬化型樹脂(大日本インキ製SD
−318)をスピンコートにより塗工し、紫外線硬化を
行なって形成した。硬化後の保護コート厚さは5μmで
あった。
クサンプルについて、CD−R記録機:920S(ソニ
ー製)で記録を行い、CD測定機:CD−CATS(Au
dioDevelopment 製)でブロックエラーレート(BLE
R)の測定を行った。BLERは、内周部分につき10
分間測定を行い、1秒あたりの平均個数(Count/
Sec)を求めた。この測定結果を表1に示す。なお、
CD−Rの規格であるオレンジブックでは、BLERが
220Count/Sec以下であることを要求してい
る。
における浸漬用溶液の代わりに、以下に示す組成の浸漬
用溶液を使用した以外は、実施例1と同様にしてそれぞ
れ10枚のディスクサンプルを作成し、ブロックエラー
レート(BLER)の測定を行った。
なかった。以上の結果を表1にまとめて示す。
いずれも、BLERの最も悪いディスクでも220Co
unt/Sec未満であり、実用上十分な性能を示して
いる。とりわけ、実施例1、2、4のディスクの性能は
優れている。一方、溶媒単独液に浸漬した比較例1で
は、BLERが規格外となり、比較例2では、さらに悪
いBLERとなっている。
のように、ノズル待機中のノズル先端部における結晶析
出を抑えることができると共に、再滴下開始直後の塗布
溶液の組成・濃度の変化は非常に小さく、基材上への塗
布ムラ発生を抑制することができる。従って、本発明の
方法は、例えば光ディスクの記録層形成用等の結晶性の
高い光吸収色素を含む溶液を塗布する場合に、とりわけ
有用な方法である。
れる溶質や溶媒が高価なものであっても、使用するノズ
ル浸漬用溶液の量はわずかで済むので、コストアップに
つながることもなく、経済的観点からも優れた方法であ
る。
置の一例の概略構成を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 水平回転台上に載置された塗布すべき基
材表面に、少なくとも1種の溶質及び溶媒を含む塗布溶
液を吐出ノズルから滴下し、基材を回転させて基材表面
に薄膜を形成する回転式塗布方法において、ノズルから
塗布溶液を滴下した後、ノズル先端部を、前記溶質の少
なくとも1種及び前記溶媒と同一溶媒又は化学構造類似
の溶媒を含むノズル浸漬用溶液に浸漬保持することを特
徴とする、回転式塗布方法。 - 【請求項2】 ノズル浸漬用溶液が、前記溶質の少なく
とも1種及び前記溶媒と同一溶媒を含む溶液である、請
求項1に記載の回転式塗布方法。 - 【請求項3】 ノズル浸漬用溶液が、塗布溶液の組成に
近い組成の溶液である、請求項1又は2項に記載の回転
式塗布方法。 - 【請求項4】 ノズル浸漬用溶液が、塗布溶液の溶質の
うちの主成分を含み、その主成分のノズル浸漬用溶液に
おける濃度は、塗布溶液におけるその主成分濃度に対し
て10〜200%である、請求項1又は2項に記載の回
転式塗布方法。 - 【請求項5】 ノズル浸漬用溶液が、塗布溶液の溶質の
すべての成分を含み、それら各成分のノズル浸漬用溶液
における濃度は、塗布溶液における各成分濃度に対して
それぞれ10〜200%である、請求項1〜4項のうち
のいずれか1項に記載の回転式塗布方法。 - 【請求項6】 ノズル浸漬用溶液が、塗布溶液の組成と
等しい組成の溶液である、請求項1、2、4及び5項の
うちのいずれか1項に記載の回転式塗布方法。 - 【請求項7】 塗布溶液が、溶質の主成分として光吸収
色素を含む、請求項1〜6項のうちのいずれか1項に記
載の回転式塗布方法。 - 【請求項8】 塗布すべき基材を載置し回転させる水平
回転台と、基材表面に塗布溶液を滴下する吐出ノズルと
を含む回転式塗布装置において、塗布溶液の滴下後のノ
ズル先端部を、ノズル浸漬用溶液に浸漬保持するノズル
浸漬手段を有することを特徴とする、回転式塗布装置。
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