(57)【要約】【課題】薬液への異物の混入を防止できる塗布システム等を提供する。【解決手段】塗布システム１は、基材２１上に薬液の塗布を行うものであり、薬液を充填した薬液チューブ１０、薬液の吐出量を制御するための加圧機構１１、薬液の吐出タイミングを制御するための加圧機構１２等を有する。薬液チューブ１０は、薬液を貯留する液溜部１０１と、薬液を吐出するノズル部１０２とが一体に形成されたものである。加圧機構１１は、液溜部１０１を外部から押圧する。加圧機構１２は、ノズル部１０２を外部から押圧しノズル部１０２を閉じること、および押圧を解除してノズル部１０２を開くことが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液の塗布を行う塗布システムであって、
薬液を充填した薬液チューブと、
薬液の吐出量を制御するための第１の加圧機構と、
を具備し、
前記薬液チューブは、薬液を貯留するための液溜部と、薬液を吐出するためのノズル部とが一体に形成されたものであり、
前記第１の加圧機構は、前記液溜部を外部から押圧するものであることを特徴とする塗布システム。
【請求項２】
薬液の吐出タイミングを制御するための第２の加圧機構を更に有し、
前記第２の加圧機構は、前記ノズル部を外部から押圧し前記ノズル部を閉じること、および押圧を解除して前記ノズル部を開くことが可能であることを特徴とする請求項１記載の塗布システム。
【請求項３】
前記液溜部と前記ノズル部は、樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の塗布システム。
【請求項４】
前記液溜部は、側面に蛇腹部分を有する筒体であり、
前記第１の加圧機構は、前記蛇腹部分が縮むように前記液溜部を押圧することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布システム。
【請求項５】
前記ノズル部は、可とう性を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の塗布システム。
【請求項６】
前記ノズル部は、伸縮部を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の塗布システム。
【請求項７】
前記ノズル部の端部に切込みが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の塗布システム。
【請求項８】
前記ノズル部の先端の内周面の直径が4mm程度以下であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の塗布システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストなどの薬液を塗布する塗布システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリント用のマスターモールドの製作時などでは、基材にパターンを形成するため、基材上にレジストを塗布して電子線等によるパターンの描画を行い、現像するといった工程を実施する。
【０００３】
レジスト等の薬液を基材上に塗布する塗布システムの概略を図１１に示す。塗布システム１００は塗工室（不図示）内に設けられ、ボトル１１０内の薬液をステージ２０上の基材２１に塗布する。塗布システム１００では、薬液の吐出量を制御するためのポンプ１３０、薬液内の異物を補足するためのフィルター１４０、薬液の吐出タイミングを制御するためのバルブ１５０などが設けられ、薬液を吐出するための配管１２０がこれらの部分に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-173953号公報
【特許文献２】特開平10-340845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、このような従来の塗布システムでは配管の継ぎ目が多く、またポンプ機構やバルブ機構自体が薬液と接触する。そのため、配管の継ぎ目、ポンプ機構やバルブ機構からの発塵により薬液に異物が混入して欠陥が発生する要因となっている。結果、定期的にまたは必要なタイミングで塗布システムの洗浄を行ったり、フィルターの交換を行ったりする必要があり手間やコストが掛かっていた。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、薬液への異物の混入を防止できる塗布システム等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】
前述した課題を解決するための本発明は、薬液の塗布を行う塗布システムであって、薬液を充填した薬液チューブと、薬液の吐出量を制御するための第１の加圧機構と、を具備し、前記薬液チューブは、薬液を貯留するための液溜部と、薬液を吐出するためのノズル部とが一体に形成されたものであり、前記第１の加圧機構は、前記液溜部を外部から押圧するものであることを特徴とする塗布システムである。
【０００８】
本発明の塗布システムは、薬液の吐出タイミングを制御するための第２の加圧機構を更に有し、前記第２の加圧機構は、前記ノズル部を外部から押圧し前記ノズル部を閉じること、および押圧を解除して前記ノズル部を開くことが可能であることが望ましい。
【０００９】
前記液溜部と前記ノズル部は、樹脂により形成される。
前記液溜部は、例えば側面に蛇腹部分を有する筒体であり、前記第１の加圧機構は、前記蛇腹部分が縮むように前記液溜部を押圧する。
前記ノズル部は、可とう性を有することが望ましい。また、伸縮部を有することも望ましい。
【００１０】
また、前記ノズル部の端部に切込みが設けられることが望ましい。
前記ノズル部の先端の内周面の直径が4mm程度以下であることも望ましい。
【００１１】
本発明の塗布システムでは、液溜部とノズル部が一体となった薬液チューブを用いることにより、配管の継ぎ目をなくすことができる。また外部に設けた第１の加圧機構や第２の加圧機構により吐出制御を行って液溜部内の薬液を液溜部と一体となったノズル部内を通して基材上に直接吐出できるので、薬液がこれらの加圧機構や外気に触れたりすることもない。また薬液チューブは使い捨てとし、使用後の薬液チューブを新たな薬液チューブに交換して常にクリーンな状態で薬液の塗布ができる。そのため、薬液に異物が混入するのを防止できる。
【００１２】
また、液溜部とノズル部を樹脂製のものとすることで、これらを一体として形成するのが容易になる。液溜部は蛇腹部分を有する筒体とすることで、液溜部の押圧による薬液の吐出制御を容易に行うことができる。また、ノズル部が可とう性を有することで様々な態様の塗布システムに薬液チューブを容易にセットでき、ノズル部が伸縮部を有することで、その伸縮により塗布システムの各種動作に容易に追随できる。
【００１３】
また、ノズル部の端部に切込みを設けて適宜カットして用いたり、ノズル部の先端の内径を4mm程度以下の極細のものとすることで、薬液塗布の中断時にノズル部の端部に残留した薬液が乾燥して固化し、異物として薬液に混入するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、薬液への異物の混入を防止できる塗布システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】塗布システム１の概略を示す図。
【図２】塗布システム１による塗布方法を示す図。
【図３】薬液チューブ１０の交換について示す図。
【図４】ノズル部１０２の端部の詳細を示す図。
【図５】ノズル部１０２の端部に残留する薬液４０を示す図。
【図６】ノズル部１０２の端部をカットする例を説明する図。
【図７】塗布システム１’の概略を示す図。
【図８】塗布システム１”の概略を示す図。
【図９】アーム３０の配置の例を示す図。
【図１０】塗布システム１ａの概略を示す図。
【図１１】塗布システム１００の概略を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施形態］
（１．塗布システム１）
図１は本発明の第１の実施形態に係る塗布システム１の概略を示す図である。この塗布システム１は、薬液チューブ１０に充填された薬液をステージ２０上の基材２１に塗布するものであり、クリーンルームである塗工室（不図示）内に設けられる。なお、本実施形態において、薬液は、ナノインプリント用のマスターモールドの製作時などで基材に塗布するレジストとし、薬液の塗布は例えばスピンコート法によって行われるが、これに限ることはない。
【００１８】
図１に示すように、塗布システム１は、薬液チューブ１０、加圧機構１１、１２等を備える。
【００１９】
薬液チューブ１０は、内部に薬液（レジスト）を充填したものである。本実施形態では、薬液を吐出しやすいように、薬液チューブ１０をステージ２０上の基材２１よりも上に配置している。
【００２０】
薬液チューブ１０は液溜部１０１とノズル部１０２が一体となって連続した構成を有し、これらが樹脂により形成されたものである。樹脂には、耐薬品性や異物リスクの少なさを考慮して、例えばPP(ポリプロピレン)、PE（ポリエチレン）、PFTE(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などのフッ素樹脂等を用いることができる。ただし、これらに限定されることはない。
【００２１】
液溜部１０１は、内空部分に薬液を貯留するためのものであり、本実施形態では側面に蛇腹部分を有する筒体である。
【００２２】
ノズル部１０２は、先端から薬液を吐出するためのものであり、液溜部１０１の下面から延びるように設けられた長尺（例えば500mm〜2000mm程度）の管状部分である。本実施形態ではノズル部１０２が可とう性を有し変形が可能となっている。
【００２３】
薬液チューブ１０の製造方法は特に限定されない。例えばモールドを用いて薬液チューブ１０を一体成型することもできるし、個別に形成した液溜部１０１とノズル部１０２を接着してもよい。
【００２４】
また、液溜部１０１にある程度の硬さを持たせて後述する薬液の吐出制御を容易とするため、液溜部１０１の側面の厚さをノズル部１０２の側面の厚さより大きくしておくことも可能である。同様に、ノズル部１０２の端部にある程度の硬さを持たせ、塗布システム１への薬液チューブ１０のセット時にノズル部１０２の先端の配置を安定させるため、ノズル部１０２の端部の側面の厚さをノズル部１０２のそれ以外の部分より大きくしておくことも可能である。
【００２５】
加圧機構１１（第１の加圧機構）は、薬液の吐出量を制御するものであり、薬液チューブ１０の外部に設けられる。加圧機構１１は、液溜部１０１を上側から押圧して液溜部１０１内の薬液を送り出す。
【００２６】
加圧機構１２（第２の加圧機構）は、薬液の吐出タイミングの制御を行うものであり、薬液チューブ１０の外部に設けられる。加圧機構１２は、ノズル部１０２を両側から押圧して閉じること、および押圧を解除してノズル部１０２を開くことが可能である。
【００２７】
加圧機構１１、１２には例えばモーター等を用いることができるが、これに限ることはない。特に図示しないが、塗布システム１には液溜部１０１やノズル部１０２を保持するホルダーやアームなども設けられる。
【００２８】
（２．塗布システム１による塗布方法）
本実施形態では、図２（ａ）に示すように加圧機構１２によるノズル部１０２の押圧が解除された状態で、矢印ａに示すように加圧機構１１を下降させて液溜部１０１を上側から押圧する。すると液溜部１０１の蛇腹部分が縮んで液溜部１０１内の薬液４０が送り出され、ノズル部１０２を通ってその先端から基材２１へと吐出される。吐出量は加圧機構１１の下降幅によって制御できる。
【００２９】
基材２１への薬液４０の吐出を終えると、矢印ｂに示すように加圧機構１２をノズル部１０２側に移動させ、加圧機構１２によってノズル部１０２を両側から押圧して閉じる。
【００３０】
前記した加圧機構１１は下降後の位置でそのまま待機させておき、基材２１を交換して再び薬液４０を吐出するタイミングとなれば、加圧機構１２によるノズル部１０２の押圧を解除した後、加圧機構１１による液溜部１０１の押圧を上記と同様に行う。
【００３１】
以上の手順を繰り返し、図２（ｂ）に示すように所定枚数（例えば10枚程度）の基材２１への薬液塗布を終えると、新しい薬液チューブ１０と交換する。
【００３２】
図３は薬液チューブ１０の交換について示す図である。本実施形態では予め複数ラインの塗布システム１を塗工室内に設けておき、薬液塗布を終了した薬液チューブ１０を塗布システム１ごと矢印ｃ１に示すように退避させるとともに、残りの塗布システム１を順次矢印ｃ２に示すように移動させる。これにより、薬液チューブ１０の交換をラインごと行うようにしている。
【００３３】
（４．ノズル部１０２の端部）
図４はノズル部１０２の端部の詳細を示す図である。図１等ではノズル部１０２を簡略化して記載しているが、ノズル部１０２の端部は、実際には図４（ａ）のように所定長さの極細径（例えば内周面の直径が4mm程度以下）の部分が先端まで連続するものとしたり、図４（ｂ）のようにテーパー状に窄ませてその先端を極細径（例えば内周面の直径が4mm程度以下）としたりすることが可能である。
【００３４】
図４（ｃ）のように端部を逆テーパー状に拡げて先端の径を大きくすることも可能であり、薬液４０を吐出しやすいが、この場合、前記のように薬液４０の吐出を終えると端部の薬液４０がほぼ吐出しきってしまい、薬液塗布を中断している間に図５（ａ）に示すように内周面に残留した薬液４０が乾燥して固化し、次に薬液４０を吐出する際に異物となる恐れがある。
【００３５】
これに対し、図４（ａ）の場合、薬液４０の吐出を終えて再び吐出するまでの間、表面張力等の効果によって図５（ｂ）に示すように薬液４０を端部に留めて薬液４０の乾燥を抑制でき、上記のような異物の発生を防ぐことができる。これは図４（ｂ）の場合でも同様である。
【００３６】
薬液４０への異物の混入を防ぐためには、ノズル部１０２の端部を都度カットすることも有効である。すなわち、前記のように薬液４０の吐出を終えた後、再び薬液４０を吐出する際に、図６（ａ）の点線に示すようにノズル部１０２の端部をカットして用いる。これによりノズル部１０２の端部を常にフレッシュな状態で使用し、前記のような異物の薬液４０への混入を防ぐことができる。
【００３７】
ノズル部１０２のカットにはカッターなどの工具を用いることも可能であるが、異物の原因となる発塵を避けるためには塗工室内に工具などを極力持ち込まないことが望ましい。そのため、図６（ｂ）に示すようにノズル部１０２の端部の側面に切込み１０２１を設けておき、手で切離せるようにしておくことも可能である。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の塗布システム１では、液溜部１０１とノズル部１０２が一体となった薬液チューブ１０を用いることにより、配管の継ぎ目をなくすことができる。また外部に設けた加圧機構１１、１２により吐出制御を行って液溜部１０１内の薬液４０を液溜部１０１と一体となったノズル部１０２内を通して基材２１上に直接吐出できるので、薬液４０がこれらの加圧機構１１、１２に触れたり、外気に触れたりすることもない。また薬液チューブ１０は使い捨てとし、使用後の薬液チューブ１０を新たな薬液チューブ１０に交換して常にクリーンな状態で薬液４０の塗布ができる。そのため、薬液４０に異物が混入するのを防止できる。使用後の薬液チューブ１０は工場等で洗浄して再利用することも可能であり、この場合の洗浄も容易である。
【００３９】
また、液溜部１０１とノズル部１０２を樹脂製のものとすることで、これらを一体として形成するのが容易になる。また、ノズル部１０２が可とう性を有することで、様々な態様の塗布システムに薬液チューブ１０を容易にセットできる。
【００４０】
また、ノズル部１０２の端部に切込み１０２１を設けて適宜カットして用いたり、ノズル部１０２の先端の内径を4mm程度以下の極細のものとすることで、薬液塗布の中断時にノズル部１０２の端部に残留した薬液４０が乾燥して固化し、異物として薬液４０に混入するのを防ぐことができる。
【００４１】
しかしながら、本発明がこれに限ることはない。例えばノズル部１０２の端部が図４（ａ）や図４（ｂ）のような形状を有している場合など、ノズル部１０２を閉じなくてもその先端から薬液４０が漏れたりすることが無い場合では、加圧機構１２を省略することも可能である。
【００４２】
また、図７の塗布システム１’に示すように、上方に凸となる部分１０４ができるようにノズル部１０２を配置してもよい。これにより、ノズル部１０２の先端からノズル部１０２内の薬液４０に空気が流入しても当該部分１０４で留めることができ、液溜部１０１に空気が流入して吐出制御が不安定になるのを防ぐことができる。
【００４３】
また、図８の塗布システム１”に示すように、薬液チューブ１０’のノズル部１０２の一部をばね状に屈曲した伸縮部１０５としてもよい。この場合、ノズル部１０２をセットしたアーム３０が移動する場合など、塗布システムの様々な動作に追随できる。
【００４４】
例えば図９（ａ）はステージ２０の周囲に複数のアーム３０を放射状に配置した例であり、この場合は、図９（ｂ）に示すように一つのアーム３０をステージ２０の中心に向かって移動させ、ノズル部１０２の先端をステージ２０の中心の薬液吐出位置に合わせて薬液４０の吐出を行う。薬液チューブ１０’の交換時は、アーム３０を元の位置に戻して別のアーム３０を上記と同様にステージ２０の中心に向かって移動させる。このようなアーム３０の移動の際に伸縮部１０５が伸縮することで、ノズル部１０２がアーム３０の移動に追随可能である。
【００４５】
その他、例えば液溜部１０１は別室に配置するが、ノズル部１０２は塗工室内でアーム３０等の各種動作に追随する、といった構成も可能である。なお、伸縮部１０５の屈曲形状はばね状のものに限らない。また、図８、９の例では管状の保持部３１内にノズル部１０２を通すことでノズル部１０２をアーム３０に保持しているが、アーム３０の構成も特に限定されない。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる点について主に説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００４７】
［第２の実施形態］
図１０は本発明の第２の実施形態に係る塗布システム１ａの概略を示す図である。塗布システム１ａは、薬液チューブ１０ａおよび加圧機構１１ａの構成が第１の実施形態と異なる。
【００４８】
すなわち、薬液チューブ１０ａの液溜部１０１ａは前記のように蛇腹状の側面を有する筒体ではなく、袋状のものとなっている。また液溜部１０１ａの内空部分はノズル部１０２に向かってテーパー状に窄まっており、液溜部１０１ａの薬液がノズル部１０２に送り出し易く、薬液４０の滞留を防止できる構成となっている。
【００４９】
また、加圧機構１１ａは、薬液チューブ１０ａの外部に設けられ、液溜部１０１ａを両側から押圧し液溜部１０１ａ内の薬液４０を送り出すようになっている。加圧機構１１ａには、前記と同様モーター等を用いることができるが、これに限ることはない。
【００５０】
塗布システム１ａにおける薬液４０の塗布方法については前記と略同様である。ただし、薬液４０の吐出時には、加圧機構１２によるノズル部１０２の押圧が解除された状態で、加圧機構１１ａを矢印ｄに示すように液溜部１０１ａ側に移動させ、液溜部１０１ａを両側から押圧する。すると液溜部１０１ａ内の薬液４０が送り出され、ノズル部１０２を通ってその先端から基材２１へと吐出される。吐出量は加圧機構１１ａの移動幅によって制御できる。
【００５１】
第２の実施形態でも第１の実施形態と同様の効果が得られる。また液溜部１０１ａが袋状なので、スペースを取らず薬液チューブ１０ａの運搬等がしやすい利点がある。一方、第１の実施形態では、液溜部１０１を側面に蛇腹部分を有する筒体とし、蛇腹部分を縮めるように押圧することで、薬液４０の吐出量の制御が容易になる利点がある。
【００５２】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５３】
１、１’、１”、１ａ、１００；塗布システム
１０、１０’、１０ａ；薬液チューブ
１１、１１ａ、１２；加圧機構
２０；ステージ
２１；基材
３０；アーム
３１；保持部
４０；薬液
１０１、１０１ａ；液溜部
１０２；ノズル部
１０４；凸部
１０５；伸縮部
１１０；ボトル
１２０；配管
１３０；ポンプ
１４０；フィルター
１５０；バルブ
１０２１；切込み
【図１】
2018019035.tif 000003
【図２】
2018019035.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018019035.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018019035.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2018019035.tif 000013