(57)【要約】【課題】基板上にレジスト液をロールコートにより塗布するレジスト塗布装置において、レジスト液が不要範囲へ付着するのを防止することによって、レジスト膜厚にバラツキが生じるのを防止し、乾燥後のレジスト膜の厚みを一定に制御する【解決手段】  レジスト液を塗布するコーティングロール１０６の両側に、塗布対象領域ｍを挟むように１対のローラガイド１０８を設置する。バックアップロール１７の周面に載って搬送される基板１５表面上の塗布対象領域ｍにレジスト液が塗布されるときに、塗布対象領域ｍの外側部分は、１対のローラガイド１０８の周面が摺接してマスクする。  レジスト液１２の状態を常時監視し、レジスト液１２の粘度が基準管理値より高くなった場合には溶剤を供給し、粘度が基準管理値より低くなった場合にはレジストの原液を補充することによって液状態を一定に保つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな基板を、主ローラと補助ローラとの間に連続搬送する搬送手段と、
前記主ローラの周面にレジスト液を供給することによって前記基板にレジスト液を塗布するレジスト供給手段と、
前記補助ローラの周面上に摺接するように配したローラガイドでレジスト液が前記基板に付着する領域を規制する塗布領域規制手段とを備えたレジスト塗布装置。
【請求項２】
前記ローラガイドは、前記主ローラの両側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載のレジスト塗布装置。
【請求項３】
前記ローラガイドは、前記補助ローラと同方向に回転駆動される請求項１記載のレジスト塗布装置。
【請求項４】
前記レジスト液の状態を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、レジスト液の状態変化を補正する状態補正手段とを備えた請求項１〜３のいずれか記載のレジスト塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブルプリント配線基板の製造工程で使用される液体のレジストをロール塗布するレジスト塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フレキシブルプリント配線基板において配線を形成する場合、導電性の基材上に感光性レジストをコーティングし、この感光性レジストを露光現像することでパターン形成を行う。次に、このレジストパターンをマスクとして導電性基材をエッチングし、レジストの除去を行うことで配線パターンを基板上に形成する。
このような配線形成プロセスにおいて、感光性レジストを基板上にコーティングする方法としては、感光レジストをフィルム状に形成したドライフィルムを基板表面にラミネートする方法、及び液体状の感光性レジストを基板表面に塗布する方法が用いられている。
【０００３】
近年、電子部品の小型化、微細化に伴い、配線パターンも微細化、高密度化しており、５０μｍ程度又はそれ以下の狭リード幅、狭ピッチの配線パターンを形成することが必要となっている。このような配線パターンを形成する場合、レジスト膜厚があまり厚くなると、露光時のレジスト層内部でのハレーションにより精度の高いパターンを形成することができなくなる。また、ドライフィルムは通常、厚さが１５μｍ〜５０μｍ程度であることから、微細な配線パターンを形成することは容易ではない。
【０００４】
そのため、微細な配線パターンを形成する場合には、数μｍの厚みで感光性レジストを形成することが出来る液体の感光性レジストが用いられる。
通常、レジスト液の皮膜を形成するのに、ローラを介してレジスト液を基板に転写塗布するロールコーターと呼ばれるレジスト塗布装置を用いられている。
ところで、レジスト液を用いると、ドライフィルム状の感光性レジストを用いる場合と比べて、形成されるレジスト膜に厚みの変化、バラツキが生じやすい。そして、塗布されるレジスト液の膜厚が数μｍ程度と薄いため、僅かな膜厚のバラツキが生じても後工程へ影響をきたすものとなる。
【０００５】
そこで、基板の表面にレジスト皮膜を均一な膜厚で形成するロールコート装置が用いられている。
図４は従来例にかかるロールコート装置を説明する概略構成図である。
このロールコート装置では、ディップ槽１１中のレジスト液１２には、ピックアップロール１３が部分的に浸漬されている。このピックアップロール１３は、水平回転軸の回りで時計方向に回転し、レジスト液１２をレジスト膜としてその外周面に付着させてディップ槽１１から上方にかき上げる。オフセットロール１４は、水平回転軸の回りで反時計方向に回転し、ピックアップロール１３の外周面に付着してかき上げられたレジスト膜がオフセットロール１４側の外周面に写される。コーティングロール１６は、水平回転軸の回りで反時計方向に回転し、オフセットロール１４の外周面に転写されてここに付着しているレジスト膜１９がコーティングロール１６の外周面にレジスト膜１９としてリバースされる。そして、基板１５がコーティングロール１６とバックアップロール１７との間を通過すると、基板１５の表面全体には一様なレジスト膜１９が転写されることとなる。
【０００６】
また、ピックアップロール１３の回転によって貯留槽中の塗布液が常に効率的に攪拌される。
さらに、ピックアップロール１３によってかき上げられた塗布液のうちオフセットロール１４の外周面に転写され残った余剰液部分は、ピックアップロール１３及びオフセットロール１４の近接部に溜まりを形成したピックアップロール１３側に流下するが、この際、余剰液部分はピックアップロール１３の外周面からの応力や重力の作用を受けて自然に全体として循環する。
【０００７】
従って、ロールコート装置を用いれば、比較的装置構成が簡易で、かつオフセットロール１４からコーティングロール１６の外周面に転写される塗布液の粘度分布が自動的に均一的になり、適切な量のレジスト液が基板の表面に塗布される。
【特許文献１】特開平７−３６８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ロールコート装置でレジスト液を基板に塗布する際に、基板１５上の本来塗布を予定しない領域にレジスト液が付着したり、バックアップロール１７にレジスト液が付着したりすることがあり、それに伴って、塗布されるレジスト液の膜厚が変化することがある。
また、ディップ槽内部で均一な攪拌を行っていても、レジスト液の中に含まれる溶剤が揮発することによって、レジスト液の粘度や濃度や比重は経時的に変化する。そのため、塗布されるレジスト液の膜厚が一定であったとしても、乾燥後のレジスト皮膜の膜厚は経時変化する。
【０００９】
さらに、レジスト液の粘度や比重が規定値以上に上昇した場合には、レジスト液を廃棄せざるを得ないので、その分無駄になってしまう。
本発明は、上記課題を解決するもので、基板上にレジスト液をロールコートにより塗布するレジスト塗布装置において、レジスト液が不要範囲へ付着するのを防止することによって、レジスト膜厚にバラツキが生じるのを防止することを目的とし、さらに乾燥後のレジスト膜の厚みを一定に制御することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上にレジスト液をロールコートにより塗布するレジスト塗布装置において、主ローラの周面上に摺接するようにローラガイドを配することによって基板にレジスト液が付着する領域を規制するようにした。
ローラガイドは、主ローラの両側面に沿って配置することが好ましい。
また、ローラガイドは、補助ローラと同方向に回転駆動させることが好ましい。
【００１１】
さらに、塗布するレジスト液の状態を測定する機構とレジスト液の状態変化を補正する制御機構とを設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレジスト塗布装置によれば、レジスト液が基板に付着する領域を規制するローラガイドが設けられているので、基板にレジスト液が塗布するときに、塗布領域以外にレジスト液が付着するのを防止して、レジスト液を塗布領域だけに塗布することができる。
そして、塗布領域だけにレジスト液を塗布することによって、塗布されるレジスト液の厚みバラツキも小さくできる。
【００１３】
また、このローラガイドに、基板の搬送をガイドする役割を持たせることもできる。
また、レジスト液の状態変化を検出して、その変化を補正すれば、レジスト液の状態が経時変化するのをおさえて、液状態を一定に保つことができるので、塗布乾燥後のレジスト膜厚の変化、バラツキを最小限に抑えることができる。
それによって、後のレジスト露光現像工程において精度良くパターン形成が行え、歩留まりの向上や品質の安定化に結びつく。
【００１４】
さらに、レジスト液の状態を一定に保つことで、レジスト液を廃棄する量も低減でき、レジスト液に要するコストを削減できる。また、液体の状態をモニターリングし自動で補正を行うため、操作者の経験が必要なく、人件費やリードタイムの削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
〔実施の形態１〕
図１ は、本発明の一実施例にかかるレジスト塗布装置の構成を説明する概略構成図である。
このレジスト塗布装置は、フレキシブルな基板１５上にレジスト液を塗布して乾燥することによってレジスト皮膜を形成する装置であって、レジスト塗布部１０１、基板搬送部１０２、レジスト乾燥部１０３、レジスト膜厚測定部１０４を具備している。基板１５は、例えば、長尺状のフィルムに予め銅箔を貼り付け加工を施したものである。
【００１６】
レジスト塗布部１０１には、ディップ槽１１、ポンピングロール１０５、コーティングロール１０６、メタリングロール１０７、バックアップロール１７、１対のローラガイド１０８、ドクター１０９、チューブ１１０、ポンプ１１１、レジスト液補充部１１４、レジスト液状態測定部１１５、レジスト液状態制御部１１６、溶剤補充部１１７、溶剤補充制御部１１８、レジスト原液補充部１１２、レジスト原液補充制御部１１３、ローラクリーナー１１９を備えている。
【００１７】
図２は、レジスト塗布部１０１を示す側面図と断面図である。
ディップ槽１１にはレジスト液１２が収容されていて、ポンピングロール１０５は、このレジスト液１２に一部浸漬するように配置されている。コーティングロール１０６とメタリングロール１０７は、このポンピングロール１０５に対して、周面どうしが近接するように配置されている。バックアップロール１７は、コーティングロール１０６に対して、回転軸が互いに平行で、周面どうしが近接するように配置されている。
【００１８】
ポンピングロール１０５，コーティングロール１０６，メタリングロール１０７，バックアップロール１７は、回転駆動される方向が同じである。
この構成によって、ディップ槽１１内のレジスト液１２は、回転するポンピングロール１０５によって汲み上げられ、ポンピングロール１０５上に付着するレジスト液１２ａの単位面積あたりの量は、メタリングロール１０７によって制御される。そして、ポンピングロール１０５上で量制御されたレジスト液１２ａは、コーティングロール１０６に供給される。
【００１９】
なお、メタリングロール１０７にはドクター１０９が摺接されていて、メタリングロール１０７上に付着した不要なレジスト液１２を掻き取って除去する。
バックアップロール１７は、コーティングロール１０６に対して、周面どうしが近接するように、配置されている。
コーティングロール１０６の回転軸１０６ａとバックアップロール１７の回転軸１７ａとは互いに平行であって、同じ方向に回転駆動され、コーティングロール１０６とバックアップロール１７との間は、基板１５の厚みより大きいギャップＧが設けられている。
【００２０】
基板搬送部１０２によって連続的に搬送される基板１５は、バックアップロール１７の周面上に乗って、コーティングロール１０６とバックアップロール１７の間を通過するが、このときコーティングロール１０６に供給されたレジスト液１２ｂは、基板１５上に転写されてレジスト膜１９が形成される。
レジスト膜１９が形成された基板１５は、基板搬送部１０２によってレジスト乾燥部１０３に送られ、続いて、レジスト膜厚測定部１０４に送られる。基板１５の搬送は、一定の速度で行われレジスト塗布部１０１のローラの回転に対応している。
【００２１】
レジスト乾燥部１０３には、ヒータなどを備えた乾燥炉があり、基板１５を搬送して通炉することによって、レジスト膜１９の乾燥が行われる。
レジスト膜厚測定部１８では、基板１５上に形成された乾燥レジスト膜１９の膜厚測定が行われる。
そのためレジスト膜厚測定部１８には、レーザー膜厚測定機あるいは段差測定機といった膜厚測定機構が備えられており、形成されたレジスト膜１９の厚みを常時モニターリングするようになっている。
【００２２】
このようにレジスト膜厚測定部１８でレジスト膜１９の厚みの測定データを管理することによって、工程管理することができ、レジスト液１２の状態変化を検知することもできる。
（ローラガイド１０８）
コーティングロール１０６の両側面に沿って、バックアップロール１７の周面に隣接して１対のローラガイド１０８が設置されている。このローラガイド１０８は、コーティングロール１０６に付着しているレジスト液１２ａが基板１５上に転写される際に、塗布対象領域ｍよりも外の領域へレジスト液がはみ出すのを防止する。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、ローラガイド１０８の回転軸１０８ａは、バックアップロール１７の回転軸１７ａと平行であって、ローラガイド１０８が回転駆動されることによって、ローラガイド１０８の周面は、バックアップロール１７の周面及び基板１５の表面に対して、反対方向に移動しながら摺接される。
ローラガイド１０８の回転方向は特に限定されないが、コーティングロール１０６の回転方向と同じ方向であることが好ましい。
【００２４】
ローラガイド１０８の回転軸１０８ａは、コーティングロール１０６の回転軸１０６ａとバックアップロール１７の回転軸１７ａを結ぶ直線Ｌ上に位置している。ローラガイド１０８の直径Ｒは、コーティングロール１０６の半径ｒ以下（Ｒ≦ｒ）に設定され、回転軸１０６ａとバックアップロール１７の周面との間隙にローラガイド１０８が入り込むことができるようになっている。
【００２５】
また図２（ｂ）に示すように、１対のローラガイド１０８は、塗布対象領域ｍを挟み込む位置に配置されている。
これによって、バックアップロール１７の周面に載って搬送される基板１５表面上の塗布対象領域ｍにレジスト液が塗布されるときに、塗布対象領域ｍの外側部分は、１対のローラガイド１０８の周面が摺接しててマスクとしての働きをしている。従って、基板１５上における塗布対象領域ｍより外側の部分にレジスト液が付着するのが防止される。
【００２６】
なお、極めて僅かではあるがローラガイド１０８にレジスト液が付着して、そのレジスト液が基板１５に再付着することが懸念されるが、ローラガイド１０８には、ローラクリーナー１１９が設置されていて、ローラガイド１０８に付着したレジスト液はローラクリーナー１１９で除去される。従って、ローラガイド１０８は、常に清浄な状態に保たれ、基板１５の塗布対象領域ｍより外側にレジスト液が付着するのを防止することができる。
【００２７】
このようにレジスト液１２ｂを基板１５上の塗布対象領域ｍだけに塗布することは、レジスト膜１９を均一な厚みに形成するのに有効である。すなわち、本来、塗布対象領域ｍだけに付着すべきレジスト液１２ｂが、それ以外のところに付着した場合、その分、形成されるレジスト膜１９の膜厚が小さくなるが、基板１５上の塗布対象領域ｍだけに塗布することによって、レジスト膜１９を均一な厚みに形成することができる。
【００２８】
（レジスト液１２の粘度を一定に保つ機構）
ディップ槽１１には、レジスト液補充部１１４がチューブ１１０を介して接続されており、レジスト液補充部１１４に貯蔵されているレジスト液１２は、ポンプ１１１によってチューブ１１０を介して汲み上げられディップ槽１１に供給される。そして、ディップ槽１１においてオーバーフローするレジスト液は、チューブ１１０を介して、再びレジスト液補充部１１４に戻るようになっている。
【００２９】
この機構により、ポンピングロール１０５でレジスト液１２が汲み上げられても、ディップ槽１１内のレジスト液１２の液量は一定に保たれるとともに、ディップ槽１１のレジスト液１２と、レジスト液補充部１１４のレジスト液１２との間で、粘度勾配などが生じるのを抑えて均一的な状態に保つことができる。
また、レジスト液補充部１１４におけるレジスト液１２の粘度が基準管理値内に維持されるように、粘度調整を行なう機構が設けられている。次にこの粘度調整機構について説明する。
【００３０】
レジスト液補充部１１４には、レジスト液１２の粘度を測定するレジスト液状態測定部１１５が接続されている。このレジスト液状態測定部１１５は、逐一、レジスト液１２の粘度を測定して、測定した粘度データをレジスト液状態制御部１１６に伝える。ここでは、レジスト液状態測定部１１５は、粘度計で粘度を測定することとして説明するが、レジスト液１２の粘度と相関する特性を測定してもよい。例えば、レジスト液１２の濃度を濃度計で測定したり、レジスト液１２の比重を比重計で測定すれば、これらの測定値に基づいて、同様にレジスト液に状態を一定に制御することができる。
【００３１】
レジスト液状態制御部１１６では、レジスト液の粘度測定値が、基準管理値内にあるか否かを判定して、その電気的信号を、基準管理値よりも粘度が高い場合には、溶剤補充部１１７に接続されている溶剤補充制御部１１８に送り、基準管理値よりも粘度が低い場合には、レジスト原液補充部１１２に接続されているレジスト原液補充制御部１１３に送る。
【００３２】
溶剤補充部１１７は、レジスト液補充部１１４にチューブ１１０によって接続されており、チューブ１１０を介してレジスト液補充部１１４に溶剤を補充できる仕組みになっており、溶剤補充制御部１１８に電気的信号が伝えられたときに、それに基づき、不足分の溶剤をレジスト液補充部１１４に供給する。同様に、レジスト原液補充部１１２もレジスト液補充部１１４にチューブ１１０によって接続されており、チューブ１１０を介してレジスト液補充部１１４にレジストの原液を補充できる仕組みになっており、レジスト原液補充制御部１１３に伝えられた電気的信号に基づき、不足分のレジストの原液がレジスト液補充部１１４に供給する。
【００３３】
これによって、レジスト液１２の粘度が基準管理値より高くなった場合には溶剤が供給され、粘度が基準管理値より低くなった場合にはレジストの原液が補充されるので、レジスト液１２の粘度は基準管理値内に保たれる。すなわち、ディップ槽１１内のレジスト液１２から溶剤が蒸発したりしても、レジスト液１２の粘度，濃度，比重は常に一定範囲内に保たれる。
【００３４】
このような補正が常時行われているために、レジスト液が経時的な変化を起こさず一定の粘度を保つことが可能となる。そこで、レジスト液１２の単位面積あたりの量を制御しているメタリングロール１０７とポンピングロール１０５の設定を一定に保つことで、常に均一な厚みを有するレジスト膜１９を基板１５上に形成することができる。
（本実施形態の装置による効果）
以上説明したように本実施形態の装置によれば、ローラガイド１０８が設置されていることによって、レジスト液１２ｂは基板１５上の所望範囲にのみに塗布されるため、塗布されたレジスト膜１９の厚みは均一となる。また、レジスト液１２の粘度が一定に保たれるので、単位面積当りの塗布量が一定に制御されるとともに、乾燥後におけるレジスト膜１９の膜厚も、バラツキが最小限に抑えられて均一となる。
【００３５】
それによって、基板１５上に形成されるレジスト膜１９の厚みの管理値を縮めることもでき、品質が向上する。
また、均一な膜厚を有するレジスト皮膜が形成されることによって、後のレジスト露光現像工程において精度良くパターン形成が行え、歩留まりの向上や品質の安定化に結びつく。
【００３６】
また、レジスト液の状態をモニターリングし自動で補正を行っているため、経験が必要なく、人件費やリードタイムの削減が可能となる。
また、レジスト液１２の状態変化が少ないので、レジスト液を廃棄する量も低減できる点でコスト低減に寄与する。
また、ローラガイド１０８に、基板１５の搬送をガイドする機能を持たせることもできる。
【００３７】
〔実施の形態２〕
図３は、本実施形態にかかるレジスト塗布装置、特にレジスト塗布部を説明する概略構成図である。
本実施形態のレジスト塗布部１０１において、ディップ槽１１、ポンピングロール１０５、コーティングロール１０６、メタリングロール１０７、ローラガイド１０８、バックアップロール１７については、実施の形態１で説明したのと同様である。
【００３８】
一方、本実施形態では、レジスト液補充部１１４は設けておらず、レジスト液１２の粘度を測定するレジスト液状態測定部１１５がディップ槽１１に直接接続されて、逐一、レジスト液１２の状態が測定されるようになっている。また、溶剤補充部１１７、レジスト原液補充部１１２も、ディップ槽１１に直接チューブ１１０によって接続され、チューブ１１０を介してディップ槽１１に溶剤あるいはレジストの原液を補充できる仕組みになっている。
【００３９】
レジスト液状態測定部１１５、レジスト液状態制御部１１６、溶剤補充制御部１１８、レジスト原液補充制御部１１３は、上記実施の形態１で説明したのと同様に動作する。
このような構成によって、実施の形態１で説明したのと同様に、ディップ槽１１内のレジスト液１２の粘度が基準管理値より高くなった場合には溶剤が供給され、粘度が基準管理値より低くなった場合にはレジストの原液が補充されるので、レジスト液１２の粘度は基準管理値内に保たれる。
【００４０】
本実施形態の装置による効果は、実施の形態１と同様であって、ローラガイド１０８によって、レジスト液１２ｂは基板１５上の所望範囲にのみに塗布されるため、塗布されたレジスト膜１９の厚みは均一となり、また、レジスト液１２の粘度が一定に保たれるので、単位面積当りの塗布量が一定に制御されるとともに、乾燥後におけるレジスト膜１９も膜厚のバラツキが抑えられて均一となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかるレジスト塗布装置は、適切な量のレジスト液を基板の必要な領域だけに塗布し、かつ乾燥後のレジスト膜厚のバラツキを最小限に留めることができるので、フレキシブルプリント配線基板などの製造工程に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態１にかかるレジスト塗布装置の構成概略を説明する図である。
【図２】実施の形態にかかるレジスト塗布装置のレジスト塗布部を示す側面図と断面図である。
【図３】実施の形態２にかかるレジスト塗布装置の構成概略を説明する図である。
【図４】従来例にかかるレジスト塗布装置の構成概略を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１   ディップ槽
１２   レジスト液
１３   ピックアップロール
１４   オフセットロール
１５   基板
１６   コーティングロール
１７   バックアップロール
１８   搬送ローラ
１９   レジスト膜
１０１   レジスト塗布部
１０２   基板搬送部
１０３   レジスト乾燥部
１０４   レジスト膜厚測定部
１０５   ポンピングロール
１０６   コーティングロール
１０７   メタリングロール
１０８   ローラガイド
１０９  ドクター
１１０  チューブ
１１１  ポンプ
１１２  レジスト原液補充部
１１３  レジスト原液補充制御部
１１４  レジスト液補充部
１１５  レジスト液状態測定部
１１６  レジスト液状態制御部
１１７  溶剤補充部
１１８  溶剤補充制御部
１１９  ローラクリーナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007305738.tif 000005
【図４】
2007305738.tif 000006