(57)【要約】【課題】塗膜の膜厚バラツキを低減できるコーティング装置を提供する。【解決手段】本発明のコーティング装置１は、フォトレジスト１５を充填するレジスト供給皿８と、フォトレジストを周面に付着させて汲み上げるポンピングロール９と、周面に転写されたフォトレジストをフレキシブルテープ１３に転写するコーティングロール１１と、フレキシブルテープ１３を支持するバックアップロール１３と、フォトレジストの粘度を測定する粘度測定器６と、粘度測定器６によって測定された粘度測定値が所定の粘度範囲から外れたとき、粘度測定値が粘度範囲内にあるときに対してコーティングロール１１の回転速度を変化させるように、コーティングロール１１の回転を制御する制御部７と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布すべき液状物を充填する充填部と、
前記充填部の中の前記液状物に接触した状態で自身が回転することにより前記液状物を周面に付着させて汲み上げるポンピングロールと、
前記ポンピングロールから周面に転写された前記液状物を被塗布物に当接させつつ自身が回転することにより前記液状物を前記被塗布物に転写するコーティングロールと、
前記被塗布物を被塗布面と反対側の面から支持するバックアップロールと、
前記液状物の粘度を測定する粘度測定手段と、
前記粘度測定手段によって測定された粘度測定値が所定の粘度範囲から外れたときに、前記粘度測定値が前記粘度範囲内にあるときに対して前記コーティングロールの回転速度を変化させるように、前記コーティングロールの回転を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするコーティング装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記粘度測定手段によって測定された粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えたときに、前記粘度測定値が前記粘度範囲内にあるときよりも前記コーティングロールの回転速度を遅くするように、前記コーティングロールの回転を制御することを特徴とする請求項１に記載のコーティング装置。
【請求項３】
前記粘度測定手段が、前記充填部に充填された前記液状物の粘度を測定することを特徴とする請求項１または２に記載のコーティング装置。
【請求項４】
前記粘度測定手段が、前記液状物の粘度を間欠的に測定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフォトレジスト等の液状物を塗布するコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造プロセス等でフォトレジスト等の液状物を塗布するための装置として、ロールコート方式、スプレーコート方式、ディップコート方式、スピンコート方式等のコーティング装置が従来から知られている。ロールコート方式のコーティング装置の一例として、下記の特許文献１にはフォトレジスト用のコーティング装置が開示されている。このコーティング装置は、フォトレジストの貯蔵容器と、フォトレジストを循環させる配管と、ロールコート機構を備えたコーティングステーションと、フォトレジストに混入した異物や気泡を除去するための品質改善ステーションと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９８／０２２５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなロールコート方式のコーティング装置においては、定常運転中に経時変化によってフォトレジストの膜厚バラツキが発生するという問題があった。そのため、例えばフレキシブルプリント配線板の製造工程において、この種のコーティング装置を用いて配線パターニング用のフォトレジストを塗布した場合、フォトレジストの膜厚バラツキに起因して配線の寸法バラツキが生じ、微細な回路の形成が阻害されていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、例えばフォトレジスト等の塗膜の膜厚バラツキを低減することができるコーティング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、塗膜の膜厚バラツキの発生原因について鋭意調査した結果、塗布対象となる液状物の粘度が装置内で経時変化し、特に粘度が上昇した際に膜厚が厚くなる傾向にあることを見出した。例えばあるコーティング条件においてフォトレジストを塗布する場合、フォトレジストの粘度が１２ｃＰのときにフォトレジストの膜厚が４μｍ程度であるのに対し、フォトレジストの粘度が２３ｃＰのときにはフォトレジストの膜厚が７μｍ程度になることを確認した。そして、ロールコート方式のコーティング装置が有する複数のロールのうち、特にコーティングロールの回転速度と膜厚とが相関関係を有しており、膜厚の増大を抑えるためには、コーティングロールの回転速度を遅くすれば良いことを見出した。さらに、粘度を測定する場所としては、ポンピングロールが汲み上げる液状物が充填された充填部で粘度を測定するのが最も好ましいことを見出した。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明のコーティング装置は、塗布すべき液状物を充填する充填部と、前記充填部の中の前記液状物に接触した状態で自身が回転することにより前記液状物を周面に付着させて汲み上げるポンピングロールと、前記ポンピングロールから周面に転写された前記液状物を被塗布物に当接させつつ自身が回転することにより前記液状物を前記被塗布物に転写するコーティングロールと、前記被塗布物を被塗布面と反対側の面から支持するバックアップロールと、前記液状物の粘度を測定する粘度測定手段と、前記粘度測定手段によって測定された粘度測定値が所定の粘度範囲から外れたときに、前記粘度測定値が前記粘度範囲内にあるときに対して前記コーティングロールの回転速度を変化させるように、前記コーティングロールの回転を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のコーティング装置において、制御部は、粘度測定手段により測定された液状物の粘度測定値が所定の粘度範囲から外れたときに、粘度測定値が粘度範囲内にあるときに対してコーティングロールの回転速度を変化させるように、コーティングロールの回転を制御する。これにより、仮に経時変化により液状物の粘度が変化したとしても、コーティングロールの回転速度が調整され、膜厚の変動が抑えられる。このようにして、例えばフォトレジスト等の塗膜の膜厚バラツキを低減することができる。
【０００９】
本発明のコーティング装置において、前記制御部は、前記粘度測定手段によって測定された粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えたときに、前記粘度測定値が前記粘度範囲内にあるときよりも前記コーティングロールの回転速度を遅くするように、前記コーティングロールの回転を制御しても良い。
この構成によれば、例えばフォトレジストの溶媒分が揮発してフォトレジストの粘度が上昇した場合などにコーティングロールの回転速度を遅くすることで、膜厚の増大が抑えられる。
【００１０】
本発明のコーティング装置において、前記粘度測定手段が、前記充填部に充填された前記液状物の粘度を測定することが望ましい。
この構成によれば、ポンピングロールによって汲み上げられる直前の液状物の粘度が測定されるため、ここでの粘度変化が塗膜の膜厚に最も敏感に反映される。そのため、コーティングロールの回転速度をより遅延が少ない状態で精度良く制御することができる。
【００１１】
本発明のコーティング装置において、前記粘度測定手段が、前記液状物の粘度を間欠的に測定することが望ましい。
通常、液状物の粘度はそれ程頻繁に変化することはないため、粘度測定手段が液状物の粘度を間欠的に測定すれば十分であり、この構成によれば、生産性の高いコーティング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のコーティング装置を示す図である。
【図２】制御部によるコーティングロールの制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）コーティングロールの回転速度と膜厚との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
本実施形態のコーティング装置は、フレキシブルテープにフォトレジストを塗布するためのコーティング装置の一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１４】
本実施形態のコーティング装置１は、図１に示すように、コーティング部２と、レジストタンク３と、配管４ａ，４ｂ，４ｃと、ポンプ５と、粘度測定器６（粘度測定手段）と、制御部７と、を備えている。コーティング部２は、後述するレジスト供給皿８（充填部）と、ポンピングロール９と、スキージロール１０と、コーティングロール１１と、バックアップロール１２と、を備えている。本実施形態では、フォトレジストを塗布する対象物の一例として、片面に銅等の金属膜が設けられたフレキシブルテープ１３（被塗布物）を挙げる。フレキシブルテープ１３の金属膜１４上に、金属膜１４をパターニングして配線を形成するためのフォトレジスト１５を塗布する。
【００１５】
レジストタンク３には、塗布対象となる液状物であるフォトレジスト１５が貯留されている。レジストタンク３には２系統の配管４ａ，４ｃが接続され、レジストタンク３の内部は密閉されている。一方の配管４ａは、先端の開口がレジストタンク３の底面付近にまで達しており、ポンプ５によってレジストタンク３内に貯留されたフォトレジスト１５を吸い出せるようになっている。他方の配管４ｂは、先端の開口がレジストタンク３の天面に接続されており、コーティング部２で使われなかったフォトレジスト１５がレジストタンク３に戻るようになっている。すなわち、フォトレジスト１５は、ポンプ５によって配管４ａを介してレジストタンク３から吸い出され、配管４ｃを介してコーティング部２のレジスト供給皿８に送られる。コーティング部２で使われなかったフォトレジスト１５は、配管４ｂを介してレジストタンク３に戻って再利用される。
【００１６】
コーティング部２において、レジスト供給皿８の上方には、ポンピングロール９とスキージロール１０とコーティングロール１１とが、レジスト供給皿８側からこの順に設けられている。ポンピングロール９は、レジスト供給皿８の内部のフォトレジスト１５に接触した状態で自身が回転することによりフォトレジスト１５を周面に付着させて汲み上げる機能を有する。スキージロール１０は、ポンピングロール９とコーティングロール１１との間に介在し、ポンピングロール９から転写されたフォトレジスト１５の液量を調整する機能を有する。コーティングロール１１は、スキージロール１０から転写されたフォトレジスト１５をフレキシブルテープ１３に当接させつつ自身が回転することによりフォトレジスト１５をフレキシブルテープ１３に転写する機能を有する。
【００１７】
すなわち、ポンピングロール９によってレジスト供給皿８から汲み上げられたフォトレジスト１５は、スキージロール１０によって液量が調整され、コーティングロール１１の周面に塗布される。そして、コーティングロール１１の周面に塗布されたフォトレジスト１５は、コーティングロール１１が一定方向に移動するフレキシブルテープ１３に当接することにより、フレキシブルテープ１３に転写される。これら３個のロール９，１０，１１は個々に駆動源を有しており、制御部７によって回転速度が独立して調整できる構成となっている。
【００１８】
また、フレキシブルテープ１３を金属膜１４の形成面と反対側の面から支持するバックアップロール１２が設けられている。フレキシブルテープ１３は、図示しない移動手段により長手方向に一定速度で移動する構成となっている。バックアップロール１２は、フレキシブルテープ１３の移動速度に応じた回転速度で回転する。
【００１９】
粘度測定器６は、配管１６を介してレジスト供給皿８に充填されたフォトレジスト１５、すなわちポンピングロール９によって汲み上げられる直前のフォトレジスト１５の粘度を一定の間隔で間欠的に測定する。測定間隔は、例えばフレキシブルテープ１３の所定の移動距離毎（例えば１０ｍ毎）に１回でも良いし、所定の運転時間毎（例えば３０分毎）に１回でも良いし、コーティングロール１１の所定の回転数毎（例えば１００回転）に１回でも良い。粘度測定器６としては、毛細管粘度計、落球粘度計、回転粘度計等、測定対象に応じて種々の方式の粘度測定器を用いることができる。具体的には、一例として東機産業株式会社製のＲ１００型粘度計を使用することができる。
【００２０】
制御部７は、コーティングロール１１をはじめとする各ロール、粘度測定器６、フレキシブルテープ１３の移動手段等を制御する。特に本実施形態において、制御部７は、粘度測定器６によって得られる粘度測定値に基づいてコーティングロール１１の回転速度を制御する。
【００２１】
以下、制御部７によってコーティングロール１１を制御する手順を、図２を用いて説明する。
初めに、コーティング装置１が定常運転を行っているものとする（図２のステップＳ１）。
次に、制御部７は、所定の粘度測定間隔に達したか否かを判断する（図２のステップＳ２）。より具体的には、例えばフレキシブルテープ１３の移動距離で判断する場合であれば、制御部７は、フレキシブルテープ１３の移動機構もしくはバックアップロール１２等からフレキシブルテープ１３の移動距離情報を取得する。その移動距離情報に基づいて、制御部７は、前回の粘度測定時を基準として現在の移動距離が粘度測定を行うべき所定の移動距離（例えば１０ｍ）に達したか否かを判断する。
【００２２】
現在の移動距離が粘度測定を行うべき所定の移動距離に未だ達していない場合、図２のステップＳ１に戻り、定常運転を続行する。一方、現在の移動距離が粘度測定を行うべき所定の移動距離に達した場合、制御部７の命令に従って、粘度測定器６がフォトレジスト１５の粘度を測定する（図２のステップＳ３）。このとき、粘度測定器６が得た粘度測定値の情報は制御部７に送られる。
【００２３】
次に、制御部７は、粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えているか否かを判断する（図２のステップＳ４）。なお、所定の粘度範囲とは、粘度が多少変化したとしてもフォトレジスト１５の膜厚に変化が生じない範囲、もしくはフォトレジスト１５の膜厚が多少変化したとしても配線のパターニングに支障が生じない範囲のことである。この粘度範囲は、コーティング装置１の使用前に条件出しを行ってデータを取得しておき、そのデータを制御部７に記憶させておく。
【００２４】
粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えていない場合、図２のステップＳ１に戻り、定常運転を続行する。一方、粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えた場合、制御部７の命令に従って、コーティングロール１１の回転速度が変更される（図２のステップＳ５）。この場合、コーティングロール１１の回転速度は、粘度測定値が所定の粘度範囲内にあるときよりも遅くなるように変更される。
コーティング装置１の運転時には、制御部７が以上の手順を繰り返し行う。
【００２５】
上述したように、本発明者は、フォトレジスト１５の粘度が上昇した際に膜厚が厚くなることを実験により確認した。さらに、本発明者は、コーティングロール１１の回転速度を遅くしたときに膜厚が薄くなることを実験により確認した。なお、この他にコーティングロール１１以外のロール、例えばポンピングロール９等を遅くしても膜厚は変わらないことや、フレキシブルテープ１３の移動速度を変えても膜厚は変わらないことも確認した。
【００２６】
図３（Ａ）、（Ｂ）はその実験結果を示す図であり、図３（Ａ）はコーティングロール１１の回転速度を２．０ｍ／分、図３（Ｂ）はコーティングロール１１の回転速度を１．５ｍ／分とした場合である。図３（Ａ）、（Ｂ）ともに、グラフの横軸はフレキシブルテープ１３の幅方向の膜厚測定位置［ｍｍ］であり、グラフの縦軸はフォトレジスト１５の膜厚［μｍ］である。フレキシブルテープ１３は、幅方向の寸法が７０ｍｍのものを用いた。
【００２７】
フレキシブルテープ１３の一端から１０ｍｍ近傍、３５ｍｍ近傍、６０ｍｍ近傍の３箇所でフォトレジスト１５の膜厚を測定した結果、コーティングロール１１の回転速度を２．０ｍ／分とすると、図３（Ａ）に示すように、フォトレジスト１５の膜厚は平均して約３．５μｍであった。一方、コーティングロール１１の回転速度を１．５ｍ／分とすると、図３（Ｂ）に示すように、フォトレジスト１５の膜厚は平均して２．５μｍ程度であった。
【００２８】
このように、フォトレジスト１５の粘度と膜厚との間に相関関係があり、コーティングロール１１の回転速度とフォトレジスト１５の膜厚との間に相関関係があるため、これらのデータを取得すれば、所定の膜厚を得るのに好適なフォトレジスト１５の粘度とコーティングロール１１の回転速度との相関関係を得ることができる。したがって、この相関関係を例えばルックアップテーブル等の形態で制御部７に予め記憶させておくことにより、制御部７は、粘度測定値の変化に応じて最適なコーティングロールの回転速度を求めることができる。すなわち、制御部７は、粘度測定値が粘度範囲の上限値をどの程度超えたときにコーティングロール１１の回転速度をどの程度遅くすればよいかを知ることができる。このようにして、制御部７は、コーティングロール１１の回転を良好に制御することができる。
【００２９】
本実施形態のコーティング装置１は粘度測定器６を備えており、フォトレジスト１５の粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えた場合、制御部７によって、粘度測定値が粘度範囲内にある場合よりもコーティングロール１１の回転速度を遅くするように、コーティングロール１１の回転が制御される。これにより、仮に経時変化によりフォトレジスト１１の粘度が上昇したとしても、コーティングロール１１の回転速度が抑えられ、膜厚が増加することが抑えられる。このようにして、フォトレジスト１１等の塗膜の膜厚バラツキを低減でき、ひいては配線の寸法バラツキが少ないフレキシブルテープが得られ、微細な回路形成が可能となる。
【００３０】
特に本実施形態の場合、粘度測定器６がレジスト供給皿８中のフォトレジスト１５の粘度を測定するため、ポンピングロール９によって汲み上げられる直前のフォトレジスト１５の粘度が測定されることになり、ここでの粘度変化が塗膜の膜厚に最も敏感に反映される。そのため、コーティングロール１１の回転速度をより遅延が少ない状態で精度良く制御することができる。また、フォトレジスト１１の粘度を間欠的に測定する構成であるが、通常、フォトレジスト１１の粘度はそれ程頻繁に変化することはないため、粘度測定器６が粘度を間欠的に測定すれば十分である。この構成によれば、生産性の高いコーティング装置を提供できる。
【００３１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えばフォトレジストは、一般的に、使用時に溶媒分が揮発して粘度が上がることはあっても、粘度が下がることは考えにくい。したがって、上記実施形態では、粘度測定値が所定の粘度範囲の上限値を超えたときにコーティングロールの回転速度を遅くする構成とした。しかしながら、この構成に加えて、粘度測定値が所定の粘度範囲の下限値を下回ったときにコーティングロールの回転速度を速くするようにしても良い。あるいは、制御部が、コーティングロールの回転速度の変更では対応できない程、粘度が変化したと判断した場合などには、例えば装置を停止する、使用者に警告を発する等の制御を行う構成としても良い。
【００３２】
また、上記実施形態では、フォトレジストを塗布するロールとして、ポンピングロール、スキージロール、コーティングロールの３つのロールを備えたコーティング装置の例を示したが、スキージロールは必ずしも必要ではなく、ポンピングロール、コーティングロールの２つのロールを備えたコーティング装置に本発明を適用しても良い。その他、コーティング装置の各部の詳細な構成については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…コーティング装置、６…粘度測定器（粘度測定手段）、７…制御部、８…レジスト供給皿（充填部）、９…ポンピングロール、１１…コーティングロール、１２…バックアップロール、１３…フレキシブルテープ（被塗布物）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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