(57)【要約】【課題】塗工対象物の表面の塗工膜厚に乱れが生じるのを回避できるようにする。【解決手段】塗工対象物１０に塗工される塗工液３が注液された塗工槽２と、該塗工槽２内の塗工液３に浸漬され引き上げられた塗工対象物１０の表面に対し、塗工液３の液面３ａとは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出す乾燥ノズル４と、を有し、塗工過程において塗工対象物１０の表面にメニスカスが生じた場合の当該メニスカスの形状が安定するように、該メニスカスのほうに乾燥エアが流れるのを抑止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工対象物に塗工される塗工液が注液された塗工槽と、
該塗工槽内の前記塗工液に浸漬され引き上げられた前記塗工対象物の表面に対し、前記塗工液の液面とは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出す乾燥ノズルと、
を有し、
塗工過程において前記塗工対象物の表面にメニスカスが生じた場合の当該メニスカスの形状が安定するように、該メニスカスのほうに前記乾燥エアが流れるのを抑止する、塗工装置。
【請求項２】
前記乾燥ノズルは、斜め上方を向くスリットから前記乾燥エアを吹き出す、請求項１に記載の塗工装置。
【請求項３】
前記スリットは、周方向に連続して周回している、請求項２に記載の塗工装置。
【請求項４】
前記塗工対象物として、円筒形状または円柱形状、あるいは複数の円筒形状物または円柱形状物が組み合わされた形状のものを塗工対象とする、請求項３に記載の塗工装置。
【請求項５】
前記塗工対象物は、ナノインプリントの押し型転写に使われるローラーモールドの母材である、請求項４に記載の塗工装置。
【請求項６】
塗工槽内に注液された塗工液に塗工対象物を浸漬させ、
該塗工対象物を前記塗工液から引き上げる際、前記塗工液の液面とは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出し、
塗工過程において前記塗工対象物の表面にメニスカスが生じた場合の当該メニスカスの形状が安定するように、該メニスカスのほうに前記乾燥エアが流れるのを抑止する、塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置および塗工方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、ローラーモールドの母材のごとき塗工対象物に塗工液を塗布する際の塗工精度を向上させる技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ナノインプリントの押し型転写に使われるローラーモールド（ローラー状の押し型）の母材といったような円筒形状物ないし円柱形状物等の塗工対象物の表面に流体（例えばポリマー溶液等）を精度よく塗工する場合の一手法として、従来、ディップコート法（塗工対象物に応じてリングコート法と呼ばれることもある）が利用されている（例えば特許文献１〜３参照）。ディップコート法は、塗工装置の塗工用の槽内に塗布液を張り、該塗布液に塗工対象物を浸漬させ引き上げる方式（ディップ方式）の一般的な塗工手法である。
【０００３】
このような塗工法あるいは塗工装置において塗工対象物の表面に塗布した塗布液を乾燥させる際には、塗工対象物を引き上げながら表面に乾燥エアを吹き付けるという手法が用いられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１６４２７号公報
【特許文献２】特開平９−２４８５０７号公報
【特許文献３】特開平１０−４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように塗工対象物の表面に乾燥エアを吹き付けて乾燥させる場合、塗工対象物の引き上げ時に発生するメニスカスに乾燥エアが触れることで、当該メニスカスの形状が安定せず、結果、塗工膜厚に乱れが生じることがある。
【０００６】
そこで、本発明は、塗工対象物の表面の塗工膜厚に乱れが生じるのを回避できるようにした塗工装置および塗工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。塗工槽から塗工対象物を引き上げると、界面張力の影響により、塗工対象物の表面に塗布された塗工液の一部が凸状となってメニスカスが生じることがある。このメニスカスに着目してさらに検討した発明者は、このようにして塗工対象物の表面にメニスカスが生じている状態でエアを吹き付けて乾燥させると、メニスカスの形状が変動し、このことが塗工対象物の表面の塗工膜厚に乱れが生じることの要因になっているとの知見を得るに至った。
【０００８】
本発明にかかる塗工装置はこのような知見に基づくもので、塗工対象物に塗工される塗工液が注液された塗工槽と、該塗工槽内の塗工液に浸漬され引き上げられた塗工対象物の表面に対し、塗工液の液面とは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出す乾燥ノズルと、を有し、塗工過程において塗工対象物の表面にメニスカスが生じた場合の当該メニスカスの形状が安定するように、該メニスカスのほうに乾燥エアが流れるのを抑止する、というものである。
【０００９】
塗工液に浸漬した塗工対象物を引き上げると、塗工対象物の材質や細部形状といった性状、塗工液の材質や粘度といった性状などの関係で、界面張力の影響により塗工対象物の表面にメニスカスが生じることは避けがたい。本発明は、このような事象を前提としたうえで、当該メニスカスのほうに乾燥エアが流れないよう、斜め上方に乾燥エアを吹き出す。こうした場合、塗工過程においてメニスカスの形状が変動してしまうのが抑止され、当該メニスカス形状が安定した状態で塗工液を乾かすことができる。
【００１０】
このような塗工装置における乾燥ノズルは、斜め上方を向くスリットから乾燥エアを吹き出すものであってよい。
【００１１】
この場合、スリットは、周方向に連続して周回していることが好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる塗工装置の塗工対象物として、円筒形状または円柱形状、あるいは複数の円筒形状物または円柱形状物が組み合わされた形状のものを塗工対象とすることができる。より具体的な塗工対象物は、例えばナノインプリントの押し型転写に使われるローラーモールドの母材である。
【００１３】
また、本発明かかる塗工方法は、塗工槽内に注液された塗工液に塗工対象物を浸漬させ、該塗工対象物を塗工液から引き上げる際、塗工液の液面とは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出し、塗工過程において塗工対象物の表面にメニスカスが生じた場合の当該メニスカス形状が安定するように、該メニスカスのほうに乾燥エアが流れるのを抑止するというものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、塗工対象物の表面の塗工膜厚に乱れが生じるのを回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す図で、塗工開始時における塗工装置および塗工対象物の一例を示す断面図である。
【図２】塗工中における塗工装置および塗工対象物の一例を示す断面図である。
【図３】ローラーモールドの表面に生じたメニスカスを概略的に示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１、図２に本発明にかかる塗工装置の一例としてのリングコート装置１を示す。本実施形態のリングコート装置１は、塗工槽２、乾燥ノズル４、ベース板６、シリンダ７、ピストン８、制御装置などを備えている。以下では、一例としてリング状のローラーモールドの母材１０を塗工対象物とした実施形態を説明する。
【００１８】
塗工槽２は、ローラーモールドの母材１０に塗工するための槽である。該塗工槽２には所定量の塗工液３が注液され溜められている。塗工槽２は、ローラーモールドの母材１０を浸漬させるに足るスペースを有している。塗工槽２の具体的構成は限定されないが、シリンダ７の上側に配置された筒状部材によって形成されている。塗工槽２の下側開口端部には、シリンダ７と連結するための下側フランジ２ｂが形成されている。また、塗工槽２の上側開口端部には、連結された乾燥ノズル４を支持するための上側フランジ２ａが形成されている。
【００１９】
塗工液３は、ローラーモールドの母材１０の表面に塗布される液体であり、塗工槽２に注液され溜められている。本実施形態における塗工液３は、露光用の電子ビームに感光する樹脂（レジスト）であって、ローラーモールドの母材１０の表面に均一となるように塗布される。
【００２０】
乾燥ノズル４は、塗工槽２内の塗工液３に浸漬され引き上げられたローラーモールドの母材１０の表面に対し、乾燥エアを吹き出して乾燥させる装置である。本実施形態の乾燥ノズル４は、塗工槽２の上方に配置されており、乾燥エアを吹き出すことによって、塗工液３から引き上げられたローラーモールドの母材１０の表面を乾燥させる。
【００２１】
ここで、本実施形態の乾燥ノズル４は、塗工液３の液面（図中、符号３ａで示す）とは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出すように構成されている。このように乾燥エアを斜め上方に吹き出すための構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では、斜め上方を向くスリット５を乾燥ノズル４の内周に設け、該スリット５から乾燥エアを内周側の斜め上方に吹き出すようにしている。スリット５は、周方向に連続して周回するよう形成されていれば、周方向において途切れのない均一化した乾燥エアを吹き出すことができるため好ましい。
【００２２】
ベース板６は、本リングコート装置１のベースを構成している部材である。例えば本実施形態のベース板６は円形の孔６ａを有しており、当該円形孔６ａを中心として配置されるシリンダ７を支持している。
【００２３】
シリンダ７は、ピストン８をストローク可能な状態で支持する筒状部材である。本実施形態のシリンダ７は鉛直方向上側となる開口端部に上側フランジ７ａ、下側となる開口端部に下側フランジ７ｂをそれぞれ備えている。シリンダ７は、下側フランジ７ｂがベース板６に取り付けられることによって該ベース板６に連結される。また、シリンダ７の上側フランジ７ａに塗工槽２の下側フランジ２ｂが取り付けられることによって、当該シリンダ７に塗工槽２が連結される。
【００２４】
ピストン８は、シリンダ７や塗工槽２の内側を鉛直方向へストロークする部材である。このピストン８の上面は、載置されたローラーモールドの母材１０を安定した状態で支持しうるよう、当該ローラーモールドの母材１０の端部に合わせた凹凸を有する形状となっている。このピストン８の外周面とシリンダ７の内周面との間には、液密を保つためのＯリング９が設けられている。ピストン８は、図示しないアクチュエータ（モータ）によって駆動されてストロークする。
【００２５】
ローラーモールドの母材１０は、回転しながらフィルムに連続転写（ナノインプリント）することが可能なローラー状のモールドである。本実施形態のローラーモールドの母材１０は円筒状に形成されているモールドで、リングコート装置１により塗工されることにより、電子ビームに感光する樹脂（レジスト）である塗工液３が均一に塗布される。
【００２６】
制御装置（図示省略）は、図示しない各種センサからの検出信号に基づき、ピストン８を駆動するためのアクチュエータや乾燥ノズル４などに対して制御信号を送信する。当該制御信号により、浸漬後のローラーモールドの母材１０の引き上げ速度、乾燥エアの吹き出しタイミングや吹き出し量などを制御することができる。
【００２７】
続いて、上述のリングコート装置１を用いたローラーモールドの母材１０の塗工（リングコート）処理の一例を以下に説明する。
【００２８】
まず、塗工しようとするローラーモールド１０をピストン８にセットする。セット後、塗工槽２内に所定量の塗工液３が注液されている状態でアクチュエータを駆動し、ピストン８を下降させ、ローラーモールドの母材１０を塗工液３に浸漬（ディップ）させる（図１参照）。
【００２９】
所定時間、塗工液３にローラーモールドの母材１０を浸漬させたら、ピストン８を上昇させ、塗工液３からローラーモールドの母材１０を引き上げる。この際、所定のタイミングにて乾燥ノズル４から乾燥エアを吹き出し、ローラーモールドの母材１０の表面に塗布された塗工液３を乾燥させる（図２参照）。
【００３０】
このとき、本実施形態のリングコート装置１においては、乾燥ノズル４のスリット５から、塗工液３の液面３ａとは反対側となる斜め上方に乾燥エアを吹き出すことにより、ローラーモールドの母材１０の表面の塗工膜厚に乱れが生じるのを回避する。すなわち、塗工液３に浸漬したローラーモールドの母材１０を引き上げると、界面張力の影響によりローラーモールドの母材１０の表面にメニスカス（図３において符号Ｍで示す）が生じることがあるが（図３参照）、この点、本実施形態では、このような状況が生じうると踏まえたうえで、当該メニスカスＭが少なくとも安定するまで該メニスカスＭのほうに乾燥エアが流れないよう、乾燥ノズル４のスリット５から、斜め上方に乾燥エアを吹き出すようにしている（図２等参照）。これによれば、塗工過程においてメニスカスＭの状態や形状が安定化し、当該メニスカスＭの形状変動を解消させた状態で乾燥操作を行うことができる。このように、本実施形態では、メニスカスＭが安定化した状態で塗工液３を乾かすようにし、これにより、ローラーモールドの母材１０の表面の塗工膜厚に乱れが生じるのを回避できるようにしている。
【００３１】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では、リングコート装置１における塗工対象物の一例として、ナノインプリントの押し型転写に使われるローラーモールドの母材１０を示したが、図１等に示したローラーモールドの母材１０の形状は一例であって、この他、円筒形状または円柱形状、あるいは複数の円筒形状物または円柱形状物が組み合わされた形状の対象物を塗工対象とすることができる。
【実施例１】
【００３２】
φ100、有効面長50mmの金属製ロールを塗工対象物として塗工試験を行った。ここでは、塗工速度1mm/s以下の一定速度において、当該金属製ロールの表面に電子線レジスト溶液を塗工することとした。上述した構成のリングコート装置１を用いた結果、乾燥後厚み50nm〜300nm±5%以内の一定厚みのレジストが塗られたロールが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ローラーモールドの母材のような塗工対象物の表面に電子線レジスト溶液のごとき塗工液を塗布する場合に適用して好適である。
【符号の説明】
【００３４】
１…リングコート装置（塗工装置）
２…塗工槽
３…塗工液
３ａ…塗工液の液面
４…乾燥ノズル
５…スリット
１０…ローラーモールドの母材（塗工対象物）
Ｍ…メニスカス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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