(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理用の基板の表面に塗布した非強磁性体の塗布剤について、当該塗布剤の薄膜を該基板の表面に形成するようにした薄膜形成装置において、
前記基板の表面に塗布した塗布剤の上側に超電導線材のコイルであって、当該コイルによって囲われる中空空間が細長の実質上長方形状に構成されているコイルよりなる超電導磁石を配置し、
当該超電導磁石より発生する磁界を前記基板の表面の塗布剤の面に垂直に印加して、当該塗布剤の面に細長の溝を形成するよう構成すると共に、
当該形成された細長の溝の少なくとも一方の壁面を当該形成されている溝の幅を拡大させつつ、前記超電導磁石の下側にある前記基板を前記超電導磁石の長手方向と交差する方向に平行移動させるか、又は、該基板の上側にある前記超電導磁石を当該超電導磁石の長手方向と交差する方向に平行移動させるよう構成してなり、
前記溝の幅を拡大せしめて得られた結果の前記塗布剤の薄膜を、該基板の表面に形成するようにした
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
被処理用の基板の表面に塗布した非強磁性体の塗布剤について、当該塗布剤の薄膜を該基板の表面に形成するようにした薄膜形成方法において、
前記基板の表面に塗布した塗布剤の上側に超電導線材のコイルであって、当該コイルによって囲われる中空空間が細長の実質上長方形状に構成されているコイルよりなる超電導磁石を配置し、
当該超電導磁石より発生する磁界を前記基板の表面の塗布剤の面に垂直に印加して、当該塗布剤の面に細長の溝を形成し、
当該形成された細長の溝の少なくとも一方の壁面を当該形成されている溝の幅を拡大させつつ、前記超電導磁石の下側にある前記基板を前記超電導磁石の長手方向と交差する方向に平行移動させるか、又は、該基板の上側にある前記超電導磁石を当該超電導磁石の長手方向と交差する方向に平行移動させ、
前記溝の幅を拡大せしめて得られた結果の前記塗布剤の薄膜を、該基板の表面に形成するようにした
ことを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板や、半導体ウェーハ等の被処理用の基板の表面に塗布した非強磁性体の塗布剤について当該塗布剤の薄膜を形成するようにした薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の薄膜形成装置は、例えば、特開昭５８−１９７７３２号公報に示されているような装置が用いられ、一般に「回転カップ式塗布装置」と呼称されている。
【０００３】
しかして、当該装置はカップ内に設けたスピンナーの上面に例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板や、半導体ウェーハ等の被処理用基板（以下単に基板という）を吸着せしめ、この基板の中心部に塗布剤を滴下すると共に、前記スピンナーによりその基板を高速回転させ、この回転によって発生する遠心力により前記滴下した塗布剤を基板表面に均一に広げる。そして、その基板表面よりカップ内周に向かって飛散する塗布剤の飛沫が、そのカップ内周より基板表面に向かって跳ね返り、その飛沫が基板表面に付着するのを防止するため、そのカップ内周面に多数の羽根を所定の開き角度で取り付け、更にこの多数の羽根に塗布剤の飛沫が繰り返し付着して、多量に累積するのを防止するため、そのカップも所定の速度で回転させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来装置は塗布剤を均一な厚さの薄膜を形成するのに、その塗布剤の流動性、表面張力および揮発性等を考慮して、基板の回転速度を綿密に制御して、回転させなければならないと共に、上記のようにカップも別の駆動装置で所定の回転速度になるように駆動するものであるから、その装置全体の機械的構成が著しく煩雑となるという欠点を有するものであった。
【０００５】
そして、その基板が年々大型化したものが、一般に要求されるという時代の流れに伴い、下記のような欠点を有している。すなわち、その基板の大型化に伴い、その装置全体の構成が著しく大型となり、工場内に設けたクリーンルームのスペース占拠率が大となり、また、その基板が大型になればなる程、たとえば、ヨーイング現象などの拡大により、基板の水平回転精度などが低下するので、その基板表面に形成した塗布剤の薄膜が不均一の厚さとなる率が大となるという品質上全く不所望な欠点があった。
【０００６】
本発明は上記従来装置の欠点に着目してなされたもので、その目的とするところは装置全体の機械的構成が著しく簡単で、その基板が時代の流れによって大型化したものになったとしても塗布剤で形成した薄膜の厚さが所定の均一に出来る優れた薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、被処理用の基板の表面に塗布した非強磁性体の塗布剤について、当該塗布剤の薄膜を該基板の表面に形成するようにした薄膜形成装置において、
前記基板の表面に塗布した塗布剤の上側に超電導線材のコイルであって、当該コイルによって囲われる中空空間が細長の実質上長方形状に構成されているコイルよりなる超電導磁石を配置し、
当該超電導磁石より発生する磁界を前記基板の表面の塗布剤の面に垂直に印加して、当該塗布剤の面に細長の溝を形成するよう構成すると共に、
当該形成された細長の溝の少なくとも一方の壁面を当該形成されている溝の幅を拡大させつつ、前記超電導磁石の下側にある前記基板を前記超電導磁石の長手方向と交差する方  に平行移動させるか、又は、該基板の上側にある前記超電導磁石を当該超電導磁石の長手方向と交差する方向に平行移動させるよう構成してなり、
前記溝の幅を拡大せしめて得られた結果の前記塗布剤の薄膜を、該基板の表面に形成するようにし、塗布剤をいわゆる「モーゼ効果」によって均一化するようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明の基礎となる「モーゼ効果」と研究者等に呼称されている「強磁界によって起こる新現象」（この新現象の発見者、九州大学工学部、上野照剛教授（文献『日経産業新聞１９９４年２月１６日（水）第５面  タイトル「磁場が開く新世界：下」』）についての説明図である。
【０００９】
この図において、１は超電導線材を巻装したコイルよりなる超電導磁石、２はこの超電導磁石１の制御回路部、３は開閉器、４は電源、５は容器、６はたとえば水などの液体を表している。
【００１０】
しかして、図１の（イ）は超電導磁石１にまだ磁界が発生していない状態を示すもので、図示のように容器５の中にある液体６は通常の状態である。
次に、開閉器３を所定の時間閉路して電源４よりこの開閉器３と制御回路部２を介して、超電導状態においた超電導磁石１に所定の電流を流す。次いで超電導磁石１は短絡されて電源４から切離される。これによって、図１の（ロ）に破線矢印の磁力線Ｈで示す方向の強力な磁束が発生され、この磁束が容器５の液体６に対して垂直に印加される。その磁界の強さが約４テラス（テラスは磁界の単位、１テラスは地磁気の２万倍）に達するようにされていると、水などの液体６が磁界に反発する反磁性を有しているため、図１の（ロ）に示すように、液体６の水面にＵ字状の凹み６−１が発生する。
【００１１】
そしてさらに、その磁界の強さが約８テラス以上の上昇になっていると、その磁界により容器の中の液体６は、図１の（ハ）に示すように、容器５の底部が完全にむき出しになるような裂け目６−２が発生する。
【００１２】
このように容器５に入った水などの液体６に超電導磁石１の強力な磁界を印加すると、その液体６に凹みや裂け目が発生する現象は、その様子が旧約聖書にある予言者モーゼがエジプト脱出のため海面を切り開くというエピソードに似ているところから、「モーゼ効果」と呼称されるようになったと説明されている。
【００１３】
本発明は上記のような超電導磁石の強い磁界による「モーゼ効果」と呼ばれる新現象を利用したものである。
図２は本発明一実施例薄膜形成装置の電気回路付平面図、図３は図２のＸーＸ線に沿った断面図である。まず、図１において１１は超電導線材を巻装したコイルよりなる超電導磁石、１２はこの超電導磁石１１の制御回路部、１３は開閉器、１４は電源、１５は例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス板等の被処理用基板、１６はこの基板１５の表面に塗布した塗布剤、１７は基板１５の取り付け台を表している。
【００１４】
しかして、この図２及び図３に示す本発明一実施例薄膜形成装置の超電導磁石１１は、図３に示す矢印Ａ1 で示すように、塗布剤１６を塗布した基板１５の上側を右に平行移動するように構成するか、又は、基板１５を取り付けた取り付け台１７を矢印Ｂ1 で示すように、超電導磁石１１の下側を左に平行移動するように構成されている。
【００１５】
以上のように構成された薄膜形成装置において、基板１５の表面に塗布剤１６の薄膜を形成するには、まず取り付け台１７に取り付けた基板１５の表面に、塗布剤１６を図示しない噴霧装置等により塗布し、この塗布剤１６の上側に設けられている超電導状態においた超電導磁石１１に、開閉器１３を所定の時間閉路して電源１４より制御回路部１２を介して所定の電流を流す。これにより、図３に示す破線矢印の磁力線Ｈで示す方向の磁束を発生され、この磁束が塗布剤１６に対して垂直に印加される。
【００１６】
そして、図１の（ロ）に示した如き凹みを発生させておき図３に示すように、発生された断面Ｕ字状の凹み１６−１の壁面を基板１５の表面に沿って移動させるようにする。即ち、基板１５の表面と超電導磁石１１とを相対的に平行移動させるこのとき凹み１６−１の底部に所定の厚さＴ（図４参照、そしてこの厚さＴについての詳細は後述する）が残るようにして、全体に均一な薄膜１６−２を発生させる。
【００１７】
図４は図３に示す超電導磁石１１を矢印Ａ1 の方向に平行移動させた状態を説明するための要部拡大断面図で、この図で明らかなように前述の磁界を発生させた超電導磁石１１を矢印Ａ1 の方向に平行移動させると、図示のように厚さＴの薄膜１６−２が形成されるのである。
【００１８】
そこで、その薄膜１６−２の厚さＴを所望の厚さ（例えば、Ｔ＝１〜２μｍ）に形成するために、基板１５に塗布した塗布剤１６の特性（例えば、流動性、表面張力、揮発性および反磁性等）を考慮して、超電導磁石１１に発生する磁界の強さを決定する。
【００１９】
そして、制御回路部１２を操作調整して、超電導磁石１１に発生する磁界を前記所定の強さのものとすることにより、その薄膜１６−２の厚さＴを前記所望の厚さとすることが出来ると共に、その超電導磁石１１又は取り付け台１７を前述の矢印に沿って平行移動させることにより、その薄膜１６−２を基板１５の表面に均一に形成することが出来る。
【００２０】
なお、図面に示す本発明一実施例装置では、基板１５の表面に塗布剤１６を塗布するための塗布装置は図示されていないが、その塗布装置は取り付け台１７に取り付けた基板１５の上側に噴霧器等の塗布装置を設け、その塗布装置を超電導磁石１１を平行移動する前に、平行移動させるようにしてもよく、又は、別の場所に塗布装置を設け、その塗布装置で塗布剤１６を塗布した基板１５を取り付け台１７に取り付けてもよい。
【００２１】
又、その取り付け台１７に図示しない真空ポンプ等につながる吸引装置を設け、基板１５をその取り付け台１７の表面に、吸引固着するようにしてもよいことは説明するまでもなく明らかである。
【００２２】
なお、カラー液晶ディスプレイを製作するに当たっては、少なくとも３原色の塗布剤が夫々所定の位置に塗布されるように、レジストの配置とエッチング処理とを利用しつつ、同様の薄膜形成処理を繰り返すことによってカラー液晶ディスプレイが製作される。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、超電導磁石より発生する磁界の強さを適当に調整して基板表面に塗布剤を印加すると共に、この超電導磁石の下側にある基板を平行移動させるか、又は、その基板の上側にある超電導磁石を平行移動させることにより、その基板表面の塗布剤で薄膜を形成するものであるから、従来に比較して装置全体の機械的構成が著しく簡単化されると共に、その基板が時代の要請により年々大型化されるようになっても、その装置全体の構成が従来に比較して著しく大型化されることがないので、工場に設けたクリーンルーム内のスペース占拠率が向上する。
【００２４】
又、更にその基板が大型化されても、超電導磁石の磁界の強さを適当に制御することにより、塗布剤で形成した薄膜の厚さを所望の厚さで、かつ均一に形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基礎となる「モーゼ効果」についての説明図である。
【図２】本発明一実施例薄膜形成装置の電気回路付の平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図４】図３に示す超電導磁石を矢印Ａ1 の方向に平行移動させた状態を説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１１・・・超電導磁石
１２・・・制御回路部
１３・・・開閉器
１４・・・電源
１５・・・基板
１６・・・塗布剤
１６−１・・・Ｕ字状の凹み
１６−２・・・薄膜
１７・・・基板の取り付け台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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