(57)【要約】【課題】スピンコート法において、高粘度材料を高速回転させて所望の膜厚を有する膜を得ようとする際、回転塗布中に、綿菓子と呼ばれる糸状の固形分が析出する現象が発生する事がある。綿菓子は高速回転による気流の影響によって舞い上がり、基板またはドライフィルム表面に付着する事があった。【解決手段】ベースフィルム上に所望のレジスト材料を滴下する工程と、レジスト材料の平坦性を確定する為に高速回転させるステップとベースフィルムの外周部に液体を吐出するステップを同時に行う工程と、外周部に吐出した液体を乾燥させる工程、を含む事、を有する事を特徴としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンコート法を用いたドライフィルムの作製方法であって、
ベースフィルム上にレジスト材料を滴下する工程と、
レジスト材料の平坦性を確定する為に高速回転させるステップとベースフィルムの外周部に液体を吐出するステップを同時に行う工程と、
外周部に吐出した液体を乾燥させる工程、
を含むことを特徴とする、スピンコート法を用いたドライフィルムの作製方法。
【請求項２】
前記液体は、外周部のレジスト材料に対する除去性を有する薬液であることを特徴とする請求項１に記載のスピンコート法を用いたドライフィルムの作製方法。
【請求項３】
前記液体は、レジスト材料と混和性のある液体であることを特徴とする請求項１に記載のスピンコート法を用いたドライフィルムの作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の方法を用いてレジスト層を形成する液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出することで記録動作を行う液体吐出ヘッドの製造に用いる枚葉ドライフィルムの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術のコア技術の一つとして、欠陥が無く均一性の高いレジスト材料の薄膜を得る為に基板またはベースフィルム上に塗布を行う工程がある。基板に積層する場合、基板上に直接レジスト材料の塗布を行い、露光、現像などを経る事でパターンを形成する。また、貫通インク供給口が開いている基板に積層を行う場合、基板に直接塗布を行う事が出来ない為、ベースフィルム上に枚葉ドライフィルムを予め作製し、基板へ真空ラミネートによって転写し、その後露光、現像などを経る事で所望のパターンを形成していく。
【０００３】
一般的な塗布技術としてスピンコート法やスリットコート法が知られている。塗布膜厚精度は、製品の寸法精度に直接影響する為、非常に高精度が要求される。ウエハのエッジ部やベースフィルムの必要部分以外（不要部と言う）など、必要部分の精度を低下させない為に、一般的にはサイドリンス（またはエッジリンス）と呼ばれる、不要部のレジスト材料を除去する工程を実施する。特に、インクジェットノズルに用いるレジスト材料の場合、枚葉ドライフィルム上に形成するレジスト材料の膜厚範囲は４〜７５μｍ程度と広範囲に渡る為、スピンコート法を用いる際は材料粘度に応じた適切な回転数を設定する必要がある。
【０００４】
半導体の製造方法やインクジェットヘッドの製造方法において、基板上にレジスト層や樹脂層を形成するために回転式塗布装置が使用される。回転式塗布装置においてスピンコート法を用いる際、レジスト層の所望の膜厚と精度を同時に得る為に一般的に高粘度の材料を滴下後、基板またはベースフィルムを固定したフレームを高速回転して形成する。その際、綿菓子と呼ばれる物質が塗布カップ内に生じる事がある。綿菓子とは、主に固形分濃度が高いレジスト材料を高速回転させてレジスト層を形成する際、基板またはベースフィルンムの端部から塗布カップへレジスト材料が飛び出す瞬間に溶媒が瞬時に乾燥し、レジスト材料内の固形分が析出して糸状になって現れる現象である。材料粘度との兼ね合いとなるが、多くは１０００ｒｐｍ／ｍｉｎを超える回転数時に綿菓子が生じる。また、レジスト塗布位置から基板およびベースフィルムの端部までに塗り広がる間にも乾燥は進む為、スピンコートでの塗布面積が大きなドライフィルム上への塗布では綿菓子への懸念がより高い。滴下したレジスト材料の高速回転を行う上で、目的の膜厚、精度を得るために、基板上に塗布する薬液の粘度は予め調整を行うが、様々な制約により薬液を回転塗布する際に装置の塗布カップ内に綿菓子状の薬液が発生する粘度を選択せざるを得ない場合がある。綿菓子状の薬液が塗布カップ内に堆積すると、排気能力が下がる場合がある。また、綿菓子状の薬剤はチャックの回転によって生じる上昇気流により塗布カップ内を浮遊するため、基板裏面に綿菓子状の薬剤が再付着し、レジスト層の品質を低下させる場合がある。
【０００５】
そこで、綿菓子による品質低下を防ぐ方法として特許文献１に示されている方法が提案されている。特許文献１によれば、薬液の回転塗布中に基板外部に排出される余剰の薬液が固形化し、綿菓子状の薬液が発生するとき、該綿菓子状の薬液が発生する領域に対して薬液除去溶剤を噴霧し、固形分が析出するのを抑える事が出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１３６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される方法では以下のような課題が有る。ウエハにおいて発生する綿菓子は主に基板またはベースフィルムの端部からの飛び出しの際に急速に乾燥し発生するが、ドライフィルム上の塗布は塗り拡げ時の領域が多い為乾燥がより進む。しかし、特許文献１に開示されている方法では、基板の端部から塗布カップの壁までの空間に対して薬液除去溶媒を噴霧する為、特にドライフィルム上の塗布時における塗布液の塗り広がり時の乾燥による綿菓子の懸念の高まりに対しては、乾燥の促進の懸念を払拭する事が出来ない。よって綿菓子の懸念が残る。
【０００８】
そこで本発明は、綿菓子による品位低下の無い枚葉ドライフィルムの形成方法を提供し、高品位な枚葉ドライフィルム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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係るドライフィルムの作製方法は、
貫通インク供給口を備えた基板上に枚葉ドライフィルムを用いてノズルを形成する液体吐出ヘッドの製造方法における、スピンコート法を用いたドライフィルムの作製方法であって、ベースフィルム上に所望のレジスト材料を滴下する工程と、レジスト材料の平坦性を確定する為に高速回転させるステップとベースフィルムの外周部に液体を吐出するステップを同時に行う工程と、外周部に吐出した液体を乾燥させる工程、を含む事、を有する事を特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るドライフィルムの作製方法によれば、所望の膜厚に対して材料粘度を厳密に最適化出来ていなくても、回転塗布時の回転数を調整する事で、綿菓子の発生無く塗布をレジスト層の形成を行う事が出来る。よって綿菓子等のレジスト層への付着は起こらない。即ち、高品位な枚葉ドライフィルムを得る事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は従来の枚葉ドライフィルムの製造方法を説明する断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明によって作製される枚葉ドライフィルムの製造方法の第一の実施形態を説明する断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明によって作製される枚葉ドライフィルムの製造方法の第二の実施形態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の各実施例に示す数値は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は各実施例に限ったものではなく、これらをさらに組み合わせるもの、他の技術分野に応用したものも含む。
【００１３】
まず始めに、従来のドライフィルムの形成方法において綿菓子９が発生し、膜厚精度を低下させる過程を図１を用いて説明する。まず図１（ａ）には薬液を塗布する回転塗布装置のカップ部の断面図を示している。カップ部は主に塗布カップ１と回転チャック２で構成されている。塗布カップ１には有機溶剤が揮発した後の気体がカップ外に流れ出ないようにする為の排気口６と、基板から溢れ出たレジスト材料８やリンス液１３等を塗布カップ１の内に留め、回収する為の排液口５が設けられている。回転チャック２の上にはベースフィルム４を支持する為の支持体３と、予め支持体３上に固定されたベースフィルム４をセットした状態である。
【００１４】
次に、図１（ｂ）に示すように、支持体３に固定したベースフィルム４の表面上に所望のレジスト材料８を滴下する。レジスト材料８は主に回転塗布装置に具備されている塗布ノズル７を用いて滴下される。レジスト材料８に含まれる溶媒が少ないと材料粘度は高くなるほか、乾燥が起こりやすく、即ち綿菓子９の発生の懸念が高まる。なお、綿菓子９が発生する材料粘度の目安は３００ｃｐ程度以上である。
【００１５】
次に、図１（ｃ）に示すように、所望の膜厚を得る為に回転チャック２を高速回転させるメインスピンの処理を実施する。その際、余剰なレジスト材料８は液滴１０となって塗布カップ１の内壁まで飛散する。その際、レジスト材料８の中の溶媒成分が急速に乾燥し、一部の固形分が綿菓子９となってカップ内に現れる。塗布カップ１の内部は高速回転による上昇気流１１が発生し、綿菓子９の一部は塗布カップ内を浮遊する。この上昇気流１１は排気口６からの排気速度よりも十分大きい為、綿菓子９´のように舞い上がりカップ内に浮遊して存在するものもある。
【００１６】
次に、図１（ｄ）に示すように、ドライフィルムの外周部の不要なレジスト材料８を除去する処理を実施する。除去は主に回転塗布装置に具備されているサイドリンスノズル１２を用いて、レジスト材料８に対して溶解性のあるリンス液１３をドライフィルムの外周部に当てる。外周部とは、ドライフィルムとして使用する以外の、無効領域の事である。その際一般的には図１（ｃ）のメインスピンよりも低速回転でサイドリンスを実施する為、上昇気流１１は無くなる為、カップ内に浮遊していた綿菓子９の一部は綿菓子９´´のようにレジスト材料８の表面に付着する。一度付着した綿菓子９´´はその後浮遊する事は無く、リンス液１３を乾燥させるステップを経ても図１（ｅ）に示すようにドライフィルム上に綿菓子９は残存する。図１（ｆ）には、従来の方法で支持体３の上に固定したベースフィルム４の上にレジスト材料８の層を形成した状態の断面図と上面図を示している。図１（ｆ）に示すように、最終的に完成したドライフィルム上には綿菓子９が残存してしまい、所望の膜厚精度等を低下させてしまっている。
【００１７】
次に、本発明を用いた枚葉ドライフィルムの形成方法の第一の実施形態を図２を用いて説明する。
【００１８】
図２（ａ）、図２（ｂ）は従来のドライフィルムの形成方法と同様であり、図２（ａ）に示すように、ベースフィルム４を支持する為の支持体３と、予め支持体３上に固定されたベースフィルム４を回転チャック２の上にセットする。更に図２（ｂ）に示すようにベースフィルム４の表面上に所望のレジスト材料８を塗布ノズル７を用いて滴下する。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示すように、所望の膜厚を得る為に回転チャック２を高速回転させるメインスピンの処理を実施する。その際、ドライフィルムの外周部の不要なレジスト材料８を除去する処理を同時に実施する。ここでいう“同時”とは、メインスピンによってレジスト材料８が広がり始めてから、ベースフィルムの端部にレジスト材料８が到達するまでのタイミングでリンス液１３を吐出する事である。回転塗布により枚葉ドライフィルムを作製する場合、その後のウエハへの転写の際に必要な領域以外は多くのリンス液１３を当てる事が出来る。その為、所望の領域のレジスト層の品位を保ちつつ、不要なレジスト材料８の飛散時の乾燥を抑制する事が出来る。レジスト材料８の除去は主に回転塗布装置に具備されているサイドリンスノズル１２を用いて、レジスト材料８に対して溶解性のあるリンス液１３をドライフィルムの外周部に当てる。すると、メインスピンの回転によってベースフィルム上から塗布カップ１の内壁方向へ飛散したレジスト材料８の液滴１０は常にリンス液１３を多量に含む状態となる。これにより、塗布カップ１の内部では、レジスト材料８の溶媒成分の乾燥は起こらず、余分な液滴１０とリンス液１３はそのまま排液口５へと流れ出る。その為、綿菓子９は塗布カップ１の内に発生する事は無く、ドライフィルムの膜質を低下させるような事は起こらない。その後、リンス液１３を乾燥させるステップを行い、フィルム上のレジスト材料８のベークを行う事によって、図２（ｅ）に示すような高品位な枚葉ドライフィルムを得る事が出来る。
【００２０】
また、本発明を用いたドライフィルムの形成方法の第二の実施形態を図３を用いて説明する。
【００２１】
図３（ａ）、図３（ｂ）は第一の実施形態における枚葉ドライフィルムの形成方法と同様である。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、ベースフィルム４を支持する為の支持体３と、予め支持体３上に固定されたベースフィルム４を回転チャック２の上にセットし、更に図３（ｂ）に示すようにベースフィルム４の表面上に所望のレジスト材料８を塗布ノズル７を用いて滴下する。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示すように、所望の膜厚を得る為に回転チャック２を高速回転させるメインスピンの処理を実施する。その際、レジスト材料８の飛散時の乾燥を抑制する為の乾燥抑制液１５の吐出を同時に実施する。ここでいう“同時”とは、メインスピンによってレジスト材料８が広がり始めてから、ベースフィルムの端部にレジスト材料８が到達するまでのタイミングで乾燥抑制液１５を吐出する事である。この乾燥抑制液１５はレジスト材料８に対する溶解性を有する必要は無く、純水や安価な有機溶剤などレジスト材料８に対する混和性を有する液体を選択する事で安価に綿菓子９の発生を抑制する事が出来る。乾燥抑制液１５の吐出は液体吐出機構１４を用いて行う事が出来る。メインスピンが終了したら、図３（ｄ）に示すように、低速回転にて外周部の不要なレジスト材料８を除去する。レジスト材料８の除去は主に回転塗布装置に具備されているサイドリンスノズル１２を用いて、レジスト材料８に対して溶解性のあるリンス液１３をドライフィルムの外周部に当てる事で完了する。これにより、塗布カップ１の内部は、レジスト材料８の溶媒成分の乾燥は起こらず、余分な液滴１０、乾燥抑制液１５、リンス液１３はそのまま排液口５へと流れ出る。その為、綿菓子９は塗布カップ１の内に発生する事は無く、ドライフィルムの膜質を低下させるような事は起こらない。その後、リンス液１３を乾燥させるステップを行い、フィルム上のレジスト層のベークを行う事によって、図３（ｆ）に示すような高品位な枚葉ドライフィルムを得る事が出来る。第二の実施形態により、第一の実施形態よりも有機溶剤の使用量が少なく安価な方法で綿菓子９による影響を抑える事が出来る。
【００２４】
液体吐出ヘッドを製造する際は、本発明を用いて作製した枚葉ドライフィルムを用意し、貫通インク供給口の開いた基板上へドライフィルムの転写を行い、その後露光、ＰＥＢ、現像などを行う事で、所望のレジスト材料８を用いたパターンを得る事が出来る。これらの工程を繰り返し、パターンを積層する事で、高精度な液体吐出ヘッドを得る事が出来る。
【００２５】
（実施例）
本実施例は、支持体３として外形：３２０ｍｍ×２９０ｍｍ、内寸：２７０ｍｍ×２３９ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍ、材質：ＳＵＳ４２０Ｊ２のステンレス製の角フレームを使用した。ベースフィルム４として、膜厚：１００μｍ、幅：２５４ｍｍのロール状のＰＥＴ薄膜フィルム上に離型処理が施された離型膜付きフィルムを、支持体３の長さに合わせてカットして用いた。ベースフィルム４の固定はフィルム固定装置（タカトリ製、商品名：ＦＴＭ−３２０）を用いて実施した。レジスト材料８はＰＭＥＲ  Ｐ−ＣＹ１０００（東京応化工業製）を用いた。ベースフィルム４の上へレジスト材料８の塗布およびサイドリンスの実施は全てフレーム対応塗布装置（東京応化工業製、商品名：ＳＵＳフレーム対応コーター）を用い、全て１０００〜２０００ｒｐｍ／ｍｉｎの回転数で実施した。サイドリンスは、ＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ｅｔｈｅｒ  ａｃｅｔａｔｅ）を用いて行い、０．１Ｌ／ｍｉｎ程度の流量で６０〜９０秒程度、支持体３に固定したベースフィルム上の外周部にレジスト材料８の上から当てた。枚葉ドライフィルム形成後に転写するウエハ径が２００ｍｍ、レジスト層を２１６ｍｍの径で形成する為に、回転軸の中心から１０８ｍｍよりも外側の領域に対してリンス液１３を吐出した。これにより、綿菓子９による品位低下の無い高品位な枚葉ドライフィルムを得る事が出来た。本発明を用いて作製した枚葉ドライフィルムの基板への転写は真空接合装置（タカトリ製、商品名：ＶＴＭ−２００Ｆ）を用いて実施した。基板へ転写したレジスト層の露光はｉ線ステッパー（キヤノン製、商品名：ｉＶ）を用いて行った。ホットプレートでＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）を実施後、現像を行う事で所望の高精度なパターンを得る事が出来た。
【符号の説明】
【００２６】
３  支持体、４  ベースフィルム、８  レジスト材料、９  綿菓子、
１３  リンス液、１５  乾燥抑制液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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