TWI601577B - 膜形成裝置以及膜形成方法 - Google Patents

Description

膜形成裝置以及膜形成方法

本發明是有關於一種用以於半導體晶圓、玻璃基板、或樹脂基板等上形成膜的技術。

如周知般，作為用以於半導體晶圓等圓板狀的基板上形成膜的代表性的方法，使用旋轉式塗佈(spin coating)法，該旋轉式塗佈法如圖17所示，將膜液L滴下至基板(晶圓)W的中央，並且使該晶圓W向箭頭A0方向旋轉，藉由離心力而使膜液L擴展。

該旋轉式塗佈法中，因大量的膜液L向圖17中箭頭A1所示的方向飛散，故在晶圓W的外周側，70%~90%的膜液L廢棄。因此，在用以於晶圓W的表面獲得規定的膜厚的作業中，形成著膜液L的大的突出區域B1，使用效率(殘留膜液)為10%~30%，從而產生巨大浪費。

進而，該旋轉式塗佈法中，如圖18(a)、圖18(b)所示，伴隨著晶圓W向箭頭A0方向的旋轉，會產生如箭頭A2所示 的氣流，因此膜厚變得不均勻，亦成為膜的塗佈不均的原因。而且，如圖19(a)所示，於在晶圓W的表面存在電極或零件等凸部M的情況下，不僅會產生以凸部M為起點的膜的塗佈不均N1，且如圖19(b)所示，亦可能出現在凸部M的外周側產生氣泡N2的問題。

並且，該旋轉式塗佈法中，如圖20所示，會引起如下 事態：因離心力而向晶圓W的外周側擴展的膜液L自晶圓W的外周端Wb到達背面Wc側。因此，如圖21所示，需要使用清洗液，並利用後部清洗BL以及邊緣清洗EL這樣的方法，將附著於晶圓W的外周端部Wb以及背面Wc的膜液L沖洗掉，從而不僅用以清洗的作業煩雜且繁瑣，而且亦不利於費用方面。

為了應對上述問題，在專利文獻1的段落[0007]中記載 了如下內容：作為不依賴於旋轉式塗佈法的方法，一面自設置於晶圓的上方的噴嘴的噴出孔供給抗蝕液一面使該噴嘴在X方向上來回，且在Y方向上間歇輸送晶圓。進而亦記載了如下內容：為了防止在晶圓的外周端部(周緣)或背面附著抗蝕液，而利用遮罩來覆蓋晶圓的電路形成區域以外的部分。

進而，專利文獻2的段落[0027]中記載了如下內容：設 置著承接自噴嘴落下的塗佈液並防止向晶圓的外緣區域供給塗佈液的一對液體承接構件，該一對液體承接構件的X方向間隔可變，且，該一對液體承接構件的前端部以如下方式進行調整，即，無關於晶圓的Y方向位置而位於自晶圓的外緣稍向內側的位置。

而且，專利文獻2的段落[0050]以及圖12中記載了如下 內容：在塗佈液噴嘴上多個噴出口跨及相當於晶圓的直徑的長度而排成一行，一面使塗佈液自噴出口噴出一面自晶圓的一端側向另一端側並進運動，從而進行塗佈液的掃描塗佈。該情況下，理應亦與上述同樣地，設置著承接自多個噴出口落下的塗佈液且防止向晶圓的外緣區域供給塗佈液的一對液體承接構件。

先前技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2001-237179號公報

專利文獻2：國際公開WO2005/034228A1

然而，上述的專利文獻1、專利文獻2中揭示的構成均存在如下問題：為了防止自噴嘴(噴出口)落下的膜液自晶圓的外周端部到達背面，而需要遮罩或液體承接構件，從而晶圓周邊的裝置構造變得複雜。並且，即便設置遮罩或液體承接構件，亦因該些構件無法經得住長期使用而產生耐久性的問題。

進而，膜液自遮罩或液體承接構件的前端面(內周端面)滴落等，從而除自噴嘴(噴出口)落下的膜液以外，亦存在落下至晶圓的要求位置周邊的膜液。若發生上述事態，則使膜液落下至正確的要求位置將變得困難，不僅可能在晶圓上實際形成膜的區域中產生偏差，而且亦妨礙晶圓上所獲得的膜厚的均勻性。

另外，關於呈矩形或多邊形等角板狀的基板，可能要求 形成與上述相同的膜，但在該情況下，存在為了應對已述的問題而採取怎樣的措施較佳的問題。

本發明鑒於上述情況，課題在於提供如下的膜形成裝置 以及膜形成方法，即，可容易地防止噴出至基板的膜液自該基板的外周端到達背面，並且可將膜液正確地噴出至基板上的要求位置，且可使基板上獲得的膜厚正確化。

為了解決上述課題而創作的第1本發明為一種膜形成裝置，以如下方式構成：使沿在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的膜形成面，其中使上述噴墨頭的噴嘴的排列寬度為上述基板相對移動時的上述基板的膜形成面的寬度方向最大長度以上，在使上述兩者的相對的移動完成為止的期間內，對上述多個噴嘴中噴出膜液的噴嘴的個數進行可變控制，使得上述噴出的膜液的附著終止於上述基板的膜形成面與外周端部的邊界，以抑制上述膜液自上述基板的外周端部向背面側附著。

根據該構成，基板的形狀或姿勢可為任何形態，在噴墨頭與基板相對移動的期間內，對噴出膜液的噴嘴的個數進行可變 控制，藉此自基板的最前部分至後端部分為止，膜液的附著終止於該基板的膜形成面與外周端部的邊界，從而避免膜液到達外周端部以及背面的異常。因此，不再需要如先前般的遮罩或液體承接構件，基板周邊的裝置構造得以簡化，並且不會有來自遮罩或液體承接構件的膜液的滴落，因此可將膜液正確地噴出至要求位置，並且可確保基板上的膜厚的正確性。該情況下，為了對噴出膜液的噴嘴的個數進行可變控制，而製作根據噴墨頭與基板的相對移動位置、和基板上的膜形成面的位置所決定的點陣圖(bitmap，BMP)資料，並根據該BMP資料控制噴墨頭的多個噴嘴即可。

上述構成中，有利的是上述基板相對於上述噴墨頭而相 對移動時的形態並非為成為包含與上述相對的移動方向平行的兩邊、及與上述方向正交的兩邊的矩形的基板的形態。

據此，在基板成為上述矩形的形態的情況下，若預先決 定噴出膜液的噴嘴的個數，則僅對是否自所有該些噴嘴噴出膜液，即噴出膜液的噴嘴的個數設為零還是設為固定數進行可變控制即可。與此相對，在基板並非為如上述般成為矩形的形態的情況下，需要對自該矩形的區域突出的非矩形區域，細緻地變更噴出膜液的噴嘴的個數，但根據上述構成，可恰當應對該要求。

作為上述基板，可列舉呈圓板狀的基板、呈矩形或三角 形其他多邊形等的角板狀的基板。另外，在呈包含矩形的角板狀的基板的情況下，有利於該基板相對於上述相對的移動方向傾斜 的情況。

以上的構成中，較佳為向上述基板的膜形成面噴出的膜 液的乾燥後的膜厚可控制成下限值為300nm且上限值為30μm以上。

據此，基板上可正確地形成厚度為300nm左右的極薄 的膜與厚度為30μm以上的極厚的膜。另外，在形成20μm以上或30μm以上的極厚的膜的情況下，不限次數地反覆藉由塗佈來進行上述形成。該情況下的上限值例如設為100μm。

以上的構成中，向上述基板的膜形成面噴出且乾燥後成 為可使用的膜的膜液的噴出量可設為總噴出量的95%~100%(較佳為100%)。

據此，有效利用噴墨印表機等噴墨方式的裝置即噴墨 頭，從而可儘可能地減少膜液的浪費。

以上的構成中，較佳為進行控制，使得自無關於上述相 對的移動位置的不同而為固定數的噴嘴對矩形區域噴出膜液，並自根據上述相對的移動位置的不同而為不同個數的噴嘴對上述基板的膜形成面中的自上述矩形區域突出的非矩形區域噴出膜液，其中上述矩形區域的角部與上述基板的外周端相接，且上述矩形區域包含與上述相對的移動方向平行的兩邊、及與上述方向正交的兩邊。

據此，相對於基板的矩形區域的噴嘴的控制得以簡化， 因此相對於基板整體的噴嘴的控制亦得以高效地簡化。

該情況下，較佳為將上述非矩形區域在上述相對的移動 方向上劃分為多個部分區域，根據上述多個部分區域，對來自各個噴嘴的膜液的噴出量進行可變控制。

據此，將部分區域作為一單位進行控制即可，因此可避免控制的煩雜且確保控制的正確性。

以上的構成中，較佳為上述噴墨頭為使多個獨立噴墨頭相對於寬度方向呈鋸齒狀排列而成的並排噴墨頭。

據此，亦可應對基板的大型化，因此可廣泛用於尺寸小的基板至尺寸大的基板。

以上的構成中，較佳為進行控制，使得在與上述基板的膜形成面和外周端部的邊界的內周側相連的條紋狀的區域，膜液的噴出量向內周側逐漸增加，且在自上述條紋狀的區域至與內周側相連的區域，呈與上述增加的膜液的最大噴出量相同的噴出量。

據此，在基板的膜形成面以均勻的噴出量形成膜液的情況下，即，遍及基板的膜形成面的全區域而使膜液的液面高度均勻的情況下，在膜液乾燥後，隨著與上述邊界的內周側相連的條紋狀的區域向外周側移行而膜厚逐漸增大。因此，在噴出膜液的時間點，若就該條紋狀的區域進行控制，使得隨著向內周側移行而膜液的噴出量逐漸增加，則乾燥後基板上可獲得均勻的膜厚。

該情況下，較佳為將上述條紋狀的區域自內周側至外周側而劃分為多個部分條紋狀區域，根據上述多個部分條紋狀區域，對來自各個噴嘴的膜液的噴出量進行可變控制。

據此，將部分條紋狀區域作為一單位進行控制即可，因 此可避免控制的煩雜且可確保控制的正確性。

以上的構成中，在進行上述相對的移動時，對上述多個 噴嘴控制膜液的噴出與非噴出，藉此可在上述膜形成面產生形成膜的多個封閉區域、與未形成膜的區域，而且，在進行上述相對的移動時，對上述多個噴嘴控制膜液的噴出與非噴出，藉此可在上述膜形成面產生未形成膜的多個封閉區域、與形成膜的區域。

根據該構成，可產生在現有的旋轉式塗佈法或使用噴嘴 的方法中無法實現的膜的形成狀態，尤其在基板呈圓板狀的情況下有效。

為了解決上述課題而創作的第2本發明為一種膜形成裝 置，構成為使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的膜形成面，其中上述基板相對於上述噴墨頭而相對移動時的形態並非為成為包含與上述相對的移動方向平行的兩邊、及與上述方向正交的兩邊的矩形的基板的形態，使上述噴墨頭的噴嘴的排列寬度為上述基板相對移動時的上述基板的膜形成面的寬度方向最大長度以上，在使上述兩者的相對的移動完成為止的期間內，對上述多個噴嘴中噴出膜液的噴嘴的個數進行可變控制。

根據該構成，可獲得與上述的第1發明大致相同的作用 效果。然而，該情況下，關於基板上的膜形成面與基板的外周端部的關係，不受上述第1發明的嚴格的制約。

為了解決上述課題而創作的第3本發明為一種膜形成裝 置，構成為使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的膜形成面，其中進行控制，使得在上述基板的自膜形成面的外周端至與內周側相連的條紋狀的區域，膜液的噴出量向內周側逐漸增加，在自上述條紋狀的區域至與內周側相連的區域，呈與上述增加的膜液的最大噴出量相同的噴出量。

根據該構成，獲得下述所示的作用效果。亦即，於在基 板的膜形成面以均勻的噴出量形成膜液的情況下，即，遍及基板的膜形成面的全區域而使膜液的液面高度均勻的情況下，在膜液的乾燥後，隨著自上述膜形成面的外周端至與內周側相連的條紋狀的區域向外周側移行而膜厚逐漸增大。因此，在噴出膜液的時間點，若就該條紋狀的區域進行控制，使得隨著向內周側移行而膜液的噴出量逐漸增加，則乾燥後基板上可獲得均勻的膜厚。

以上的構成中，上述基板可為半導體晶圓，或亦可為玻 璃基板，或者亦可為樹脂基板。

為了解決上述課題而創作的第4本發明為一種膜形成方 法，使在寬度方向排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的膜形成面，其中使上述噴墨頭的噴嘴的排列寬度為上述基板相對移動時的上述基板的膜形成面的寬度方向最大長度以上，在使上述兩者的相對的移動完成為止的期間內，對上述多個噴嘴的噴出膜液的噴嘴的個數進行可變控制，使得上述噴出的膜液的附著終止於上述基板的膜形成面與外周端部的邊界，以抑制上述膜液自上述基板的外周端部向背面側附著。

根據該方法，可獲得與上述第1本發明實質相同的作用 效果。

為了解決上述課題而創作的第5發明為一種膜形成方 法，構成為使在沿寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的膜形成面，其中上述基板相對於上述噴墨頭而相對移動時的形態並非為成為包含與上述相對的移動方向平行的兩邊及與上述方向正交的兩邊的矩形的基板的形態，使上述噴墨頭的噴嘴的排列寬度為上述基板相對移動時的上述基板的膜形成面的寬度方向最大長度以上，在使上述兩者的相對的移動完 成為止的期間內，對上述多個噴嘴中噴出膜液的噴嘴的個數進行可變控制。

根據該方法，可獲得與上述第2本發明實質相同的作用 效果。

為了解決上述課題而創作的第6本發明為一種膜形成方 法，構成為使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的膜形成面，其中進行控制，使得在上述基板的自膜形成面的外周端部至與內周側相連的條紋狀的區域，膜液的噴出量向內周側逐漸增加，在自上述條紋狀的區域至與內周側相連的區域，呈與上述增加的膜液的最大噴出量相同的噴出量。

根據該方法，可獲得與上述第3本發明實質相同的作用 效果。

如以上般根據本發明，可容易地防止噴出至基板的膜液自該基板的外周端到達背面，並且可將膜液正確地噴出至基板上的要求位置，且可使基板上獲得的膜厚正確化。

1‧‧‧膜形成裝置

2‧‧‧基板

2A‧‧‧基板的膜形成面

2B‧‧‧凹口部

2b‧‧‧基板的外周端部

2c‧‧‧基板的背面

2d‧‧‧邊界

2e‧‧‧背面側部分

3‧‧‧噴墨頭

3a‧‧‧獨立噴墨頭

3b‧‧‧線型噴墨噴嘴

4‧‧‧噴嘴

4P‧‧‧噴嘴間距

5‧‧‧記憶單元

6‧‧‧膜液

7‧‧‧控制單元

8‧‧‧膜(剛噴出後不久的膜)

8A‧‧‧膜(乾燥後的膜)

8Ab‧‧‧膜8A的外周端部

8b‧‧‧膜8的外周端部

8c‧‧‧表面

9‧‧‧凸部

10‧‧‧封閉區域

11‧‧‧形成膜的區域

20‧‧‧矩形區域

21‧‧‧部分圓形區域

22‧‧‧部分圓形區域

23‧‧‧條紋狀區域

24‧‧‧扇形區域

25、28‧‧‧矩形區域

26、27‧‧‧非矩形區域

29‧‧‧部分矩形區域

a~l‧‧‧區域

A、A0、A1、A2‧‧‧箭頭

AP‧‧‧搬送方向的噴出間距

B‧‧‧寬度方向

B1‧‧‧突出區域

BL‧‧‧後部清洗

C‧‧‧符號

D1‧‧‧直徑

EL‧‧‧邊緣清洗

L‧‧‧膜液

L1、L2‧‧‧膜形成面的寬度方向最大長度

M‧‧‧凸部

N1‧‧‧塗佈不均

N2‧‧‧氣泡

W‧‧‧基板(晶圓)

Wb‧‧‧外周端部

Wc‧‧‧背面

圖1是表示本發明的第1實施形態的膜形成裝置的概略構成 的立體圖。

圖2是表示作為本發明的第1實施形態的膜形成裝置的構成要素的噴墨頭的下表面中噴嘴的排列狀態的一例的概略圖。

圖3a是表示作為本發明的第1實施形態的膜形成裝置的構成要素的噴嘴的膜液噴出方式的第1例的概略正面圖。

圖3b是表示作為本發明的第1實施形態的膜形成裝置的構成要素的噴嘴的膜液噴出方式的第2例的概略正面圖。

圖3c是表示作為本發明的第1實施形態的膜形成裝置的構成要素的噴嘴的膜液噴出方式的第3例的概略正面圖。

圖4是用以說明膜液對本發明的第1實施形態的基板上的膜形成面的噴出狀態的第1例的概略平面圖。

圖5a是用以說明膜液對本發明的第1實施形態的基板上的膜形成面的一部分的噴出狀態的問題的概略平面圖。

圖5b是圖5a的F-F剖面圖。

圖6a是用以說明膜液對本發明的第1實施形態的基板上的膜形成面的一部分的噴出狀態的概略平面圖。

圖6b是圖6a的G-G剖面圖。

圖7a是表示在本發明的第1實施形態的基板上剛形成膜後不久的外周側部分的問題的放大縱剖面圖。

圖7b是表示在本發明的第1實施形態的基板上形成膜後且乾燥後的外周側部分的問題的放大縱剖面圖。

圖8a是表示在本發明的第1實施形態的基板上剛形成膜後不 久的外周側部分的放大縱剖面圖。

圖8b是表示在本發明的第1實施形態的基板上形成膜後且乾燥後的外周側部分的放大縱剖面圖。

圖9是用以說明膜液對本發明的第1實施形態的基板上的膜形成面的噴出狀態的第2例的概略平面圖。

圖10是用以說明膜液對本發明的第1實施形態的基板上的膜形成面的噴出狀態的第2例的部分放大概略平面圖。

圖11是用以說明膜液對本發明的第2實施形態的基板上的膜形成面的噴出狀態的部分放大概略平面圖。

圖12是用以說明膜液對本發明的第3實施形態的基板上的膜形成面的噴出狀態的部分放大概略平面圖。

圖13是表示本發明的第4實施形態的基板上的膜的形成狀態的概略縱剖側面圖。

圖14是表示本發明的第5實施形態的基板上的膜的形成狀態的概略縱剖側面圖。

圖15a是表示本發明的第6實施形態的基板上的膜形成狀態的第1例的概略平面圖。

圖15b是表示本發明的第6實施形態的基板上的膜形成狀態的第2例的概略平面圖。

圖16a是表示本發明的第7實施形態的基板上的膜形成狀態的第1例的概略平面圖。

圖16b是表示本發明的第7實施形態的基板上的膜形成狀態 的第2例的概略平面圖。

圖17是用以說明現有的問題的概略立體圖。

圖18a是用以說明現有的問題的概略平面圖。

圖18b是用以說明現有的問題的概略正面圖。

圖19a是用以說明現有的問題的概略平面圖。

圖19b是用以說明現有的問題的概略正面圖。

圖20是用以說明現有的問題的概略縱剖正面圖。

圖21是用以說明現有的問題的概略縱剖正面圖。

以下，一面參照圖式一面對本發明的實施形態的膜形成裝置以及膜形成方法進行說明。

首先，對本發明的第1實施形態的膜形成裝置以及膜形成方法進行說明。如圖1所示，膜形成裝置1中，包含半導體晶圓的圓板狀的基板2沿箭頭A方向搬送，並且在其搬送路徑的上方，固定設置著壓電式的噴墨頭3。該噴墨頭3為多個(圖例中為5個)獨立噴墨頭3a相對於與搬送方向A正交的寬度方向B呈鋸齒狀排列而成的並排噴墨頭。在該噴墨頭3中的各獨立噴墨頭3a的下表面(噴出面)，在寬度方向B上多個噴嘴4以相同的噴嘴間距4P而排列。因此，噴墨頭3中，若整體觀察，則在寬度方向B上以固定的噴嘴間距4P排列著多個噴嘴4。而且，表示所有噴嘴4的位置的資料記憶於噴墨頭3的記憶單元5中。

關於膜液對基板2的表面的噴出，根據基板2的搬送方 向A的位置與基板2的表面的膜形成面2A的位置所決定的BMP資料(點陣圖資料)記憶於記憶單元5中。該BMP資料可對噴墨頭3的各噴嘴4指定噴出膜液的噴嘴4的個數、來自各噴嘴4的膜液的噴出量、以及來自各噴嘴4的膜液有無噴出。因此，各噴嘴4的膜液的噴出間距可指定為任意。而且，基板2的搬送速度設為2mm/sec~100mm/sec，較佳設為10mm/sec~50mm/sec，但該基板2的搬送速度可考慮來自噴嘴4的膜液的噴出量或噴出頻率、進而噴嘴4的排列狀態等而適當設定。

如圖1中由符號C放大表示般，每單位面積的基板2的 膜形成面2A中膜液的塗佈狀態為如下：在已自噴墨頭3的所有噴嘴4噴出膜液6的情況下(100%的噴出狀態的情況下)，在噴嘴間距4P與搬送方向的噴出間距Ap的關係中，所有膜液6(形成如該圖所示的圓的形狀的線)無間隙地重疊。

圖2表示噴墨頭3的下表面的噴嘴4的排列狀態的一 例。在噴墨頭3的各獨立噴墨頭3a的下表面，並列安裝著2個線型噴墨噴嘴3b。而且，一線型噴墨噴嘴3b的各噴嘴4的位置與另一線型噴墨噴嘴3b的各噴嘴4的位置，在寬度方向B上以噴嘴間距4P的一半間距錯開。因此，作為該噴墨頭3整體的實質的噴嘴的排列間距設為各個線型噴墨噴嘴3b的噴嘴間距4P的1/2。另外，線型噴墨噴嘴3b的排列個數或噴嘴4的排列狀態等並不限定於此。

此處，對自噴墨頭3噴出的膜液的噴出方式進行說明。 圖3(a)為被稱作二元模式(binary mode)的方式，即為如下模式，即，在畫像資料的BMP資料上，在使與一個噴嘴4相當的噴出資料打開(ON)1次的情況下，則預先決定的噴出量的膜液6僅噴出1滴。圖3(b)為被稱作多點(multi-drop)模式的方式，即為如下模式：於在畫像資料的BMP資料上，對與一個噴嘴4相當的噴出資料附加1~7的數字(該例中為3)的情況下，僅打開(ON)1次，則預先決定的噴出量的膜液6連續地噴出3滴。圖3(c)是被稱作DPN模式的方式，即為如下模式：在畫像資料的BMP資料上，對與一個噴嘴4相當的噴出資料輸入噴出量的資料，藉此僅打開(ON)1次便噴出所輸入的噴出量的膜液6。本發明可採用上述任一種方式，而本實施形態中，採用圖3(a)的二元模式方式。其理由在於，二元模式方式與另外兩個方式相比，不需要複雜的電氣控制。

圖4例示自噴墨頭3對基板2的表面的膜形成面2A噴 出膜液6的形態。因基板2的膜形成面2A為圓形，故其輪廓不與搬送方向A一致且亦不與寬度方向B一致，噴墨頭3的噴嘴的寬度方向排列長度比基板2的膜形成面2A的寬度方向最大長度(膜形成面2A的直徑D1)長。而且，作為膜形成面2A的圓形的整個區域被劃分為存在於寬度方向B的中央且角部與圓形輪廓相接的三個矩形區域20、左右兩個部分圓形區域21、及上下六個部分圓形區域22。該情況下，三個矩形區域20中，無關於搬送方向A的移動位置的不同而噴墨頭3中的噴出膜液的噴嘴4的個數為固 定數，具體而言，藉由三個獨立噴墨頭3a自該些固定數的噴嘴4(本實施形態中自所有噴嘴4)噴出膜液。與此相對，在八個部分圓形區域21、部分圓形區域22中，根據搬送方向A的移動位置的不同而噴墨頭3中的噴出膜液的噴嘴4的個數發生變化。藉此，膜液的噴出狀態沿著圓形輪廓，結果，以在圓形的膜形成面2A的整個區域形成正確的圓形的方式噴出膜液。以上的控制由控制單元7(參照圖1)根據記憶於記憶單元5的BMP資料等來進行。

該情況下，關於八個部分圓形區域21、部分圓形區域 22中的左右兩個部分圓形區域21，分別相對於搬送方向A劃分為多個(圖例中為12個)區域a~區域l，根據該些區域的不同，來自各個噴嘴4的膜液的噴出量發生變化。而且，關於除寬度方向B的中央上下的區域外的上下四個部分區域22，分別相對於搬送方向A劃分為多個(圖例中為6個)區域a~區域f，根據該些區域的不同，來自各個噴嘴4的膜液的噴出量發生變化。另外，關於寬度方向B的中央的上下兩個部分圓形區域22，可分別相對於搬送方向A分割為多個區域，根據該些的不同，使來自各個噴嘴4的膜液的噴出量發生變化，亦可不進行上述操作。以上的控制由控制單元7根據記憶於記憶單元5的BMP資料等來進行。

此處，作為噴墨頭3的特性，在噴出膜液的噴嘴4的個 數發生了變化的情況下，剛噴出後不久的膜厚會變得不均勻已為周知。此種現象被稱作串擾(crosstalk)現象。具體而言，在噴出膜液的噴嘴4的個數少的情況下，來自各個噴嘴4的膜液的噴出 量增多，在噴出膜液的噴嘴4的個數多的情況下，來自各個噴嘴4的膜液的噴出量減少。因此，假如關於上述八個(或六個)部分圓形區域21、部分圓形區域22，僅使噴出膜液的噴嘴4的個數變化，則剛噴出後不久的膜厚會變得不均勻。具體而言，關於圖5(a)所示的部分圓形區域21，隨著自上下方向中央部向兩端部移行，而噴出膜液的噴嘴4的個數逐漸減少。因此，剛噴出至基板2的表面的膜形成面2A後的膜8如圖5(b)所示，上下方向中央部的膜厚薄，而隨著向兩端部移行，膜厚逐漸增厚。因此，本實施形態中，如圖6(a)所示(亦即如圖4所示)，將部分圓形區域21相對於搬送方向A分割為多個(例如12個)區域a~區域l，使來自各個噴嘴4的膜液的噴出量在上下方向中央部的區域f、區域g多，而隨著向兩端側的區域移行，其噴出量減少。結果，如圖6(b)所示，剛噴出至基板2的表面的膜形成面2A後不久的膜8遍及上下方向的整個區域a~區域l而膜厚變得均勻。為了如此使膜厚變得均勻，預先對來自上述12個區域的獨立的噴嘴4的膜液的噴出量利用重量計進行測定並記憶於記憶單元5中，根據該記憶的資料以部分圓形區域21的膜液的噴出量變得均勻的方式由控制單元7自動修正即可。而且，關於其他部分圓形區域21、部分圓形區域22亦進行相同的操作，藉此剛噴出後不久的膜厚遍及圓形的膜形成面2A的整個區域而變得均勻。如以上般的控制由控制單元7根據記憶於記憶單元5的BMP資料等來進行。

圖7(a)表示基板2上的剛噴出後不久的膜厚均勻的膜 8的塗佈狀態。該塗佈狀態防止膜液自基板2的彎曲的外周端部2b向背面2c附著，而使膜8(膜液)的附著終止於彎曲的外周端部2b與平面狀的膜形成面2A的邊界2d。因此，膜8的外周端部8b位於基板2的彎曲的外周端部2b與平面狀的膜形成面2A的邊界2d或其附近。另外，在基板2的外周端部並未如圖示般彎曲而大幅向外周側突出的情況下，可視作基板2的外周端部的部位與平面狀的膜形成面2A的邊界成為膜8的外周端部8b的位置。若改變觀察方式，則膜8的外周端部8b不到達基板2的外周端部2b的背面側部分2e即可。

在該狀態下，在膜8已乾燥的情況下，如圖7(b)所示， 僅有存在於內周側的窄的條紋狀區域23自乾燥的膜8A的外周端部8b隆起，其中央側的區域膜厚成為相對薄且均勻的狀態。上述現象一般被稱作咖啡環(coffee-ring)現象。因此，本實施形態中，如圖8(a)所示，關於剛噴出後不久的膜8的外周端部8b的內周側的條紋狀區域23，以隨著自內周側向外周側移行而膜厚逐漸變薄的方式，自規定的噴嘴4噴出膜液。該情況下，剛噴出膜液後不久的上述的條紋狀區域23的膜8的表面(上表面)8c自內周側向外周側下降傾斜，並且稍微呈凹狀彎曲。而且，於自該狀態膜8乾燥的情況下，如圖8(b)所示，膜厚遍及自膜8A的外周端部8Ab至中央為止的整個區域而變得均勻。用以使其均勻的具體的控制如以下般來進行。

亦即，如圖9所示，關於基板2上的圓形的膜形成面2A， 以等角度在圓周方向上劃分為多個(圖例中為12個)扇形區域24，並且進而將最外周的條紋狀區域23在徑方向上劃分為多個(圖例中為6個)部分圓弧狀區域a~部分圓弧狀區域f。而且，關於12個扇形區域24，分別以6個部分圓弧狀區域a~部分圓弧狀區域f為單位，修正來自噴嘴4的膜液的噴出量，結果，如圖8(b)所示，乾燥後的膜8A的膜厚變得均勻。另外，未遍及條紋狀區域23的全周而一次性修正來自噴嘴4的膜液的噴出量，在周方向上進行12分割是為了確保控制的容易化與正確化，相對於12分割的扇形區域24而使其個別地得以修正的該修正資料記憶於記憶單元5中。另外，在該圖的上端形成著凹口部2B，而該凹口部2B如圖10所示，作為一個區劃部，在徑方向上劃分為多個(圖例中為6個)V型區域a~V型區域f，關於該些V型區域a~V型區域f，若亦與上述同樣地修正噴出量，則結果，關於凹口部2B，乾燥後亦獲得均勻的膜厚。而且，即便在設置著呈凹口部2B以外的形狀的定向平面(orientation flat)的情況下，亦對該定向平面進行相同的操作。以上的控制由控制單元7根據記憶於記憶單元5的BMP資料等來進行。

圖11是本發明的第2實施形態的膜形成裝置1的概略 平面圖，且例示自噴墨頭3對基板2的表面的膜形成面2A噴出膜液6的形態。該第2實施形態的膜形成裝置1與上述第1實施形態的膜形成裝置的大的不同點在於：基板2為矩形的玻璃基板或樹脂基板，且設為相對於搬送方向A傾斜的姿勢。因此，如圖11 所示，基板2的輪廓不與搬送方向A一致且亦不與寬度方向B一致，噴墨頭3的噴嘴的寬度方向排列長度比基板2的膜形成面2A的寬度方向最大長度L1長。該情況下，作為膜形成面2A的矩形的整個區域，被劃分為存在於寬度方向B的中央且角部與矩形輪廓相接的三個矩形區域25、左右兩個非矩形區域26、及上下八個非矩形區域27。而且，在三個矩形區域25，無關於搬送方向A的移動位置的不同而噴墨頭3中的噴出膜液的噴嘴4的個數為固定數，具體而言，藉由三個獨立噴墨頭3a而自該些固定數的噴嘴4(本實施形態中為所有噴嘴4)噴出膜液。與此相對，在八個非矩形區域26、非矩形區域27，根據搬送方向A的移動位置的不同而噴墨頭3中的噴出膜液的噴嘴4的個數發生變化。藉此，膜液的噴出狀態將沿著傾斜姿勢的矩形輪廓，結果，對傾斜姿勢的矩形的膜形成面2A的整個區域噴出膜液。以上的控制由控制單元7根據記憶於記憶單元5的BMP資料等來進行。該情況下，關於左右兩個非矩形區域26，分別相對於搬送方向A而劃分為多個(圖例中為4個)區域a~區域d，根據該些區域的不同，來自各個噴嘴4的膜液的噴出量發生變化。而且，關於上下八個非矩形區域27，分別相對於搬送方向A劃分為多個(圖例中為6個(一部分為5個)區域a~區域f(一部分為區域a~區域e)，根據該些區域的不同，來自各個噴嘴4的膜液的噴出量發生變化。另外，關於用以使剛噴出至基板2上後不久的膜8的膜厚的不均勻變得均勻的控制，進行的是與基於已述的圖6(a)、圖6(b)而說明的事項 實質相同的控制，且，關於用以使乾燥後的膜8A的膜厚的不均勻變得均勻的控制，進行的是與基於已述的圖8(a)、圖8(b)而說明的事項實質相同的控制。而且，基板2的外周端部2b與膜8、膜8A的形成位置的關係，與基於已述的圖7(a)、圖7(b)、圖8(a)、圖8(b)而說明的事項實質相同。

圖12是本發明的第3實施形態的膜形成裝置1的概略 平面圖，且例示自噴墨頭3對基板2的表面的膜形成面2A噴出膜液6的形態。該第3實施形態的膜形成裝置1與上述第2實施形態的膜形成裝置的大的不同點在於：包含矩形的玻璃基板或樹脂基板的基板2設為相對於搬送方向A非傾斜姿勢。而且，噴墨頭3的噴嘴的寬度方向排列長度比基板2的膜形成面2A的寬度方向最大長度L2(膜形成面2A的一邊的長度)長。因此，相對於基板2上的膜形成面2A而噴墨頭3中的噴出膜液的噴嘴4的個數發生變化為如下情況，即，當通過矩形的膜形成面2A的下邊時，自零變為固定數的情況，及當通過膜形成面2A的上邊時，自固定數變為零的情況。其中，在發生此種變化的情況下，需要對基板2的外周端部2b與膜形成面2A的位置關係進行嚴格控制。而且，本實施形態中，關於寬度方向B的中央部的三個矩形區域28，藉由三個獨立噴墨頭3，自該些固定數的噴嘴4(本實施形態中為所有噴嘴4)噴出膜液。與此相對，在左右兩端兩個部分矩形區域29，自比上述固定數少的個數的噴嘴4噴出膜液。因此，在該兩個部分矩形區域29，來自各個噴嘴4的膜液的噴出量比中央部的 三個矩形區域28少。另外，關於用以使乾燥後的膜8A的膜厚的不均勻變得均勻的控制，進行的是與基於已述的圖8(a)、圖8(b)而說明的事項實質相同的控制。而且，關於基板2的外周端部2b與膜8、膜8A的形成位置的關係與基於已述的圖7(a)、圖7(b)、圖8(a)、圖8(b)而說明的事項實質相同。

圖13例示本發明的第4實施形態的膜形成裝置1。該第 4實施形態的膜形成裝置1與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的膜形成裝置的不同點在於：當在基板2上的圓形或傾斜姿勢的矩形或者非傾斜姿勢的膜形成面2A上存在多個電極膜或零件等凸部9時，對來自噴墨頭3的所需的噴嘴4的膜液的噴出量進行電性可變控制，從而使乾燥後的膜8A的膜厚變得均勻。進而，該情況下，不會產生氣泡等。其他控制與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的各自的情況實質相同。

圖14例示本發明的第5實施形態的膜形成裝置1。該第 5實施形態的膜形成裝置1與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的膜形成裝置的不同點在於：當在基板2上的圓形或傾斜姿勢的矩形或者非傾斜姿勢的矩形的膜形成面2A上存在多個電極膜或零件等凸部9時，對來自噴墨頭3的所需的噴嘴4的膜液的噴出量進行電性可變控制，從而使乾燥後的膜8A的表面(上表面)變得平坦。進而，該情況下亦不會產生氣泡等。其他控制與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的各自的情況實質相同。

圖15(a)、圖15(b)例示本發明的第6實施形態的膜形成裝置1。該第6實施形態的膜形成裝置1與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的膜形成裝置的不同點在於：在俯視為圓形的基板2上的圓形的膜形成面2A、以及俯視為矩形的傾斜姿勢的矩形或者非傾斜姿勢的矩形的膜形成面2A上，產生未形成膜的多個封閉區域10、與形成膜的區域11。其他控制與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的各自的情況實質相同。另外，將上述圖7(a)、圖7(b)、圖8(a)、圖8(b)、圖9所示的構成不僅應用於膜形成面2A的外周端部，亦應用於各封閉區域10的周緣部。

圖16(a)、圖16(b)例示本發明的第7實施形態的膜形成裝置1。該第7實施形態的膜形成裝置1與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的膜形成裝置的不同點在於：在俯視為圓形的基板2上的圓形的膜形成面2A、以及俯視為矩形的基板2上的傾斜姿勢的矩形或者非傾斜姿勢的矩形的膜形成面2A上，產生形成膜的多個封閉區域11、與未形成膜的區域10。其他控制與上述第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態的各自的情況實質相同。另外，亦可將上述圖7(a)、圖7(b)、圖8(a)、圖8(b)、圖9所示的構成應用於各封閉區域11的周緣部。

而且，以上的實施形態中，形成於基板2上的乾燥後的膜8A的膜厚可將下限值設為300nm，可將上限值設為30μm以上，例如設為50μm。

而且，在使用以上的實施形態的膜形成裝置1形成膜8A的情況下，實際自噴墨頭3噴出的膜液的總噴出量的95%以上被用於膜8A的形成中。因此，浪費掉的膜液小於總噴出量的5%。該情況下，所謂浪費掉的膜液為在形成膜8A之前清潔噴嘴4的表面時自噴嘴4的內部出來的少量的膜液、與清潔噴嘴4的表面後為了清理噴嘴面而少量地待機噴射(standby shot)(廢棄)的膜液的總和。因此，當在基板2的膜形成面2A實際形成膜8A時，自噴墨頭3噴出的膜液的總噴出量的100%或者大致100%被用於膜8A的形成中。

以上的實施形態中，使膜8的外周端部8b、膜8A的外周端部8Ab如圖8(a)、圖8(b)所示位於基板2的外周端部2b與呈平面狀的膜形成面2A的邊界2d，而該膜8的外周端部8b、膜8A的外周端部8Ab亦可位於比上述的邊界2d靠內周側處或靠外周側處。因此，圖9所示的構成可位於比圖示的狀態靠內周側處亦可位於靠外周側處。

而且，以上的實施形態中，使用了5個獨立噴墨頭3，但其個數不作限定，例如亦可僅使用1個獨立噴墨頭3a。

進而，以上的實施形態中，是在自噴墨頭3的所有噴嘴4噴出膜液6的情況下(100%的噴出狀態的情況下)應用本發明，但亦可為70%~95%或85%~95%的噴出狀態。

而且，以上的實施形態中所使用的膜液6只要為形成感光性絕緣膜、非感光性絕緣膜、抗蝕膜、紫外線(ultraviolet，UV) 膜等功能性膜或者其他膜者，則不作特別限定。

進而，以上的實施形態中，在基板2在搬送方向A上移動一次期間內完成膜8A的形成，但亦可在基板2移動兩次以上(包含來回移動)的期間內完成膜8A的形成，該情況下，亦可視需要將基板2的膜形成面2A分割為多個區域，在基板2的一次移動中分割的每個區域上形成膜8A。

此外，以上的實施形態中，基板2移動而噴墨頭3設置為固定，但亦可與其相反地，噴墨頭3移動而基板2設置為固定，或者兩者2、3亦可均移動。

1‧‧‧膜形成裝置

2‧‧‧基板

2A‧‧‧基板的膜形成面

3‧‧‧噴墨頭

3a‧‧‧獨立噴墨頭

4P‧‧‧噴嘴間距

5‧‧‧記憶單元

6‧‧‧膜液

7‧‧‧控制單元

A‧‧‧箭頭

AP‧‧‧搬送方向的噴出間距

B‧‧‧寬度方向

C‧‧‧符號

Claims (15)

1. 一種膜形成裝置，以如下方式構成：使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴之噴墨頭的噴出面與自上述噴嘴噴出上述膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的上述膜形成面，上述膜形成裝置的特徵在於以如下方式構成：使上述噴墨頭的上述噴嘴的排列寬度為上述基板相對移動時的上述基板的上述膜形成面的寬度方向最大長度以上，在使上述兩者的相對的移動完成為止的期間內，對上述多個噴嘴中噴出膜液的噴嘴的個數進行可變控制，使得上述噴出的膜液的附著終止於上述基板的上述膜形成面與外周端部的邊界，以抑制上述膜液自上述基板的上述外周端部向背面側附著，且使上述基板的上述膜形成面劃分成矩形區域與多個非矩形區域，所述矩形區域的角部與上述膜形成面的外周端相接，且所述矩形區域包含與上述相對的移動方向平行的兩邊、及與上述方向正交的兩邊，所述多個非矩形區域是從上述矩形區域突出，將上述多個非矩形區域各劃分成對上述相對的移動方向的多個部分區域，根據上述多個部分區域的不同，進行噴出上述膜液的噴嘴的個數的控制、及對來自上述噴嘴的膜液的噴出量的不同的控制。
2. 一種膜形成裝置，構成為使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出上述膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的上述膜形成面，上述膜形成裝置的特徵在於：進行膜液的噴出量的控制，使得在上述基板的自上述膜形成面的外周端至與內周側相連的條紋狀的區域，上述膜液的噴出量向上述內周側逐漸增加，在自上述條紋狀的區域至與內周側相連的區域，呈與上述增加的膜液的最大噴出量相同的噴出量，且使上述基板的膜形成面沿周方向劃分成多個區域，把所述周方向的多個區域中所存在的所述條紋狀的區域，從內周側到外周側劃分成多個部分條紋狀區域，按照各所述部分條紋狀區域進行所述膜液的噴出量的控制。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中上述基板呈圓板狀。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中上述基板呈角板狀。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中向上述基板的上述膜形成面噴出的上述膜液的乾燥後的膜厚可控制成下限值為300nm且上限值為30μm以上。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中 向上述基板的上述膜形成面噴出且乾燥後成為可使用的膜的上述膜液的噴出量為總噴出量的95%~100%。
7. 如申請專利範圍第1項所述的膜形成裝置，其中進行控制，使得自無關於上述相對的移動位置的不同而為固定數的噴嘴對矩形區域噴出上述膜液，並自根據上述相對的移動位置的不同而為不同個數的噴嘴對上述基板的上述膜形成面中的自上述矩形區域突出的非矩形區域噴出上述膜液，其中上述矩形區域的角部與上述基板的外周端相接，且上述矩形區域包含與上述相對的移動方向平行的兩邊、及與上述方向正交的兩邊。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中上述噴墨頭為使多個獨立噴墨頭相對於寬度方向呈鋸齒狀排列而成的並排噴墨頭。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中在進行上述相對的移動時，對上述多個噴嘴控制上述膜液的噴出與非噴出，藉此在上述膜形成面產生形成膜的多個封閉區域、與未形成膜的區域。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中在進行上述相對的移動時，對上述多個噴嘴控制上述膜液的噴出與非噴出，藉此在上述膜形成面產生未形成膜的多個封閉區域、與形成膜的區域。
11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中上述基板為半導體晶圓。
12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中上述基板為玻璃基板。
13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的膜形成裝置，其中上述基板為樹脂基板。
14. 一種膜形成方法，使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出上述膜液的基板的上述膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的上述膜形成面，上述膜形成方法的特徵在於：使上述噴墨頭的上述噴嘴的排列寬度為上述基板相對移動時的上述基板的上述膜形成面的寬度方向最大長度以上，在使上述兩者的相對的移動完成為止的期間內，對上述多個噴嘴中噴出上述膜液的噴嘴的個數進行可變控制，使得上述噴出的膜液的附著終止於上述基板的上述膜形成面與外周端部的邊界，以抑制上述膜液自上述基板的上述外周端部向背面側附著，且使上述基板的上述膜形成面劃分成矩形區域與多個非矩形區域，所述矩形區域的角部與上述膜形成面的外周端相接，且所述矩形區域包含與上述相對的移動方向平行的兩邊、及與上述方向正交的兩邊，所述多個非矩形區域是從上述矩形區域突出，將上述多個非矩形區域各劃分成對上述相對的移動方向的多個部分區域，根據上述多個部分區域的不同，進行噴出上述膜液 的噴嘴的個數的控制、及對來自上述噴嘴的膜液的噴出量的不同的控制。
15. 一種膜形成方法，構成為使在寬度方向上排列有噴出膜液的多個噴嘴的噴墨頭之噴出面與自上述噴嘴而被噴出上述膜液的基板的膜形成面相對向，使上述噴墨頭及上述基板在非旋轉狀態下，一面使上述兩者沿與上述寬度方向正交的方向相對移動，一面將上述膜液自上述噴嘴噴出至上述基板的上述膜形成面，上述膜形成方法的特徵在於：進行控制，使得在上述基板的自上述膜形成面的外周端部至與內周側相連的條紋狀的區域，上述膜液的噴出量向內周側逐漸增加，在自上述條紋狀的區域至與上述內周側相連的區域，呈與上述增加的膜液的最大噴出量相同的噴出量，且使上述基板的膜形成面沿周方向劃分成多個區域，把所述周方向的多個區域中所存在的所述條紋狀的區域，從內周側到外周側劃分成多個部分條紋狀區域，按照各所述部分條紋狀區域進行所述膜液的噴出量的控制。