(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直状態に保持した基板の塗布面の所定範囲に塗布液を塗布する基板塗布装置と前記基板を鉛直面内で回転することにより前記基板に塗布された前記塗布液を均一厚さの薄膜にするスピンコーティング装置とを少なくとも備え、
前記基板塗布装置は、前記塗布液を前記基板に塗布する塗布ノズルを備えており、
この塗布ノズルは、塗布液が送給される、長手方向に延びた第１空所と、長手方向に延びた第２空所と、長手方向に沿って多数形成された、前記第１空所と前記第２空所とを連通する多数の溝と、前記第２空所から連続して形成され、長手方向に延び、その下端が吐出口とされている第３空所とを有し、
前記塗布ノズルは前記基板に対して移動可能に設けられていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記スピンコーティング装置は、前記基板を鉛直面内で回転しつつ前記基板に形成された前記塗布液の薄膜を真空乾燥することを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記スピンコーティング装置において、前記薄膜を真空乾燥するときの前記基板の回転数が、前記薄膜に形成するときの前記基板の回転数より低く設定されていることを特徴とする請求項２記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー液晶テレビに使用される薄い角形ガラス等の基板に薄膜を形成する薄膜形成装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
年々大型化しているカラー液晶テレビにおいては、液晶のドライブ回路や赤、緑、青のカラーフィルターを形成するために薄膜が多く使用されている。
【０００３】
この薄膜を形成する従来の方法の一つとしてスピンコート法があり、このスピンコート法は基板をモータに直結された回転テーブル上に水平に載置固定し、点状の円形吐出開口を有する吐出ノズルにより塗布液をこの基板中心部に吐出させるとともに、回転テーブルを水平面内で回転させることにより遠心力を発生させ、塗布液を基板上に均一に拡げる方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなスピンコート法においては、基板が大型化しているとともに、その基板は形状が角形となっているものが多く、塗布液はこの角形状の基板の中心部のみに椀形状に垂らされるようになる。
【０００５】
このため、基板の回転により基板中心部の塗布液に遠心力を発生させて塗布液を基板の全面に拡げるとき、基板中心と基板外周端との距離に大きな差が生じている。この距離の大きな差のため、塗布液を基板全面にわたって高精度に均一に拡げることはきわめて困難であるという問題がある。
【０００６】
また、角形基板を回転させたときその基板の周辺付近に風が発生する。そして、基板外周端部付近においては、その風および回転時周速が中心部より大きいことにより、塗布液が中心部より早く乾燥するようになるため、形成される薄膜が基板外周端部に近いほど厚くなってしまうという問題がある。
【０００７】
また、塗布液の表面張力等によって、基板角部付近に塗布液が集中し、この基板角部に形成される薄膜が厚くなったり、更に塗布液がこの基板角部付近に集中すると、表面張力が破壊され、基板裏面に塗布液が回り込み、ごみの発生原因となるという問題があった。
【０００８】
更に、従来の方法では、基板の中央に吐出する塗布液の量を、塗布液が基板の全面にムラなく行き届くようにするために、基板に薄膜を形成するために必要な量よりはるかに多くしなければならない。このため、かなり多くの量の高価な塗布液が無駄になってしまい、コストがかなり高くなるという問題がある。
【０００９】
これらの問題を解決するために、従来から研究開発が種々行われているが、これらの問題を十分満足のいく程度には解決するに至っていない。このように、スピンコート法では、均一な厚さの薄膜を基板上に広く形成させることはきわめて困難であるばかりでなく、コストの高いものとなっている。
【００１０】
このようなことから、塗布液を基板の中心部のみに椀形状に垂らすのではなく、基板を水平にした状態で、基板の幅に対応して設定された所定幅の塗布用ローラあるいは幅方向に延びる線状の方形吐出開口を有する塗布用ノズルにより、塗布液を基板外周端部のある所定幅を残して基板の所定範囲に塗布するとともに、この基板を回転テーブルを水平面内で回転させることにより遠心力を発生させ、塗布液を基板上に均一に拡げる方法が考えられる。
【００１１】
しかしながら、この方法では基板が水平状態にされているため、塗布面にごみ等の異物が付着しやすいばかりでなく、スペースを大きく必要とするという問題が考えられる。また、基板に塗布液を塗布した後乾燥させた場合、塗布液の熱膨張係数と基板の熱膨張係数との相違により基板が反るということが考えられるが、このように基板が水平状態にされていることにより、基板の反りがより発生しやすいということも考えられる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ごみ等の異物の付着を防止するとともにスペースを削減し、更に反りを防止しつつ、厚みのより一層均一でかつ高品質の薄膜を高精度にかつ容易に、しかも安価に形成することのできる薄膜形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、鉛直状態に保持した基板の塗布面の所定範囲に塗布液を塗布する基板塗布装置と前記基板を鉛直面内で回転することにより前記基板に塗布された前記塗布液を均一厚さの薄膜にするスピンコーティング装置とを少なくとも備え、前記基板塗布装置が、前記塗布液を前記基板に塗布する塗布ノズルを備えており、この塗布ノズルが、塗布液が送給される、長手方向に延びた第１空所と、長手方向に延びた第２空所と、長手方向に沿って多数形成された、前記第１空所と前記第２空所とを連通する多数の溝と、前記第２空所から連続して形成され、長手方向に延び、その下端が吐出口とされている第３空所とを有し、前記塗布ノズルは前記基板に対して移動可能に設けられていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項２の発明は、前記スピンコーティング装置が、前記基板を鉛直面内で回転しつつ前記基板に形成された前記塗布液の薄膜を真空乾燥することを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記スピンコーティング装置において、前記薄膜を真空乾燥するときの前記基板の回転数が、前記薄膜に形成するときの前記基板の回転数より低く設定されていることを特徴としている。
【００１５】
【作用】
このように構成された本発明においては、鉛直状態に保持した基板の塗布面の所定範囲に、基板塗布装置により塗布液を塗布した後、スピンコーティング装置により基板を鉛直面内で回転させて発生する遠心力により、塗布液が基板の全面に拡がることにより薄膜が形成される。その場合、送給配管を通して塗布ノズルに送給されてくる塗布液が、多数の溝により第１空所内に一旦貯えられる。第１空所内に貯えられた塗布液は多数の溝を通過して第２空所内に長手方向に沿って浸入し第２空所内を充填する。第２空所内を充填した塗布液は、更に長手方向に沿って均一に第３空所へ浸入して第３空所の吐出口から吐出され、基板の塗布面の所定範囲に塗布される。このとき、多数の溝を通過してきた塗布液が第２空所内に充填されることにより、塗布液が基板の塗布面の所定範囲に、溝の影響をほとんど受けず基板上の塗布液の塗布ムラを生じることなく、均一に塗布される。そして、スピンコーティング装置により基板を鉛直面内で回転することにより基板に塗布された塗布液をその遠心力で拡げることで、均一な厚みの薄膜が効果的に形成される。
これにより、従来のように基板の中央部に塗布液を吐出し、この塗布液を遠心力により基板の全面に拡げることにより薄膜を形成する場合に比べて、より一層均一な厚さの薄膜が、より簡単にかつ高精度に形成されるようになる。
【００１６】
また、基板の塗布面の所定範囲に塗布液を予め塗布することにより、基板に薄膜を形成するために必要な量とほぼ同じ量の塗布液を基板に塗布すれば済むようになる。したがって、無駄になる塗布液の量が低減し、その結果コストが大幅に削減されるようになる。
【００１７】
更に本発明においては、基板に塗布液を塗布する工程およびスピンコーティング装置における基板上の塗布液の遠心力による薄膜形成工程のいずれの工程においても、基板が鉛直方向に保持されるようになるので、各工程において基板の塗布面にごみ等の異物が付着するのが抑制されるとともに、塗布液の塗布による基板の反りも抑制される。更に、比較的大きな基板を鉛直状態に保持して処理するので、基板を水平状態に保持して処理する場合に比べて、作業スペースを大幅に削減することができる。
こうして本発明においては、薄膜がより一層薄くかつより一層均一な厚みの高品質のものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図５は本発明の薄膜形成装置の実施の形態の一例を示し、図１は基板塗布装置を示す平面図、図２は基板塗布装置を一部切り欠いて示す正面図、図３は基板塗布装置を示す右側面図、図４は基板塗布装置の制御回路図、図５はこの例のスピンコーティング装置を概略的に示す図である。
【００１９】
本例の薄膜形成装置は、図１ないし図４に示すように基板１に塗布液２を塗布する基板塗布装置３と、図５に示すように基板１に塗布された塗布液２ａを均一厚さの薄膜にするスピンコーティング装置４とを備えている。
【００２０】
基板塗布装置３は、基板１を鉛直方向にかつ基板塗布装置３の長手方向に沿って載置しかつ挟持具３１ａによって挟持固定する載置テーブル３１、この載置テーブル３１を移動する移動台３２、この移動台３２を移動可能に支持するフレーム３３、この支持するフレーム３３の設置されたモータ３４、このモータ３４の回転駆動力によりカップリング３５を介して回動させられるねじ杆３６、フレーム３３に、その長手方向と直交する方向に移動可能に取り付けられた塗布ノズル３７、この塗布ノズル３７と塗布液貯溜槽６とを接続して塗布液貯溜槽６の塗布液２を塗布ノズル３７に送給する送給配管３８、この送給配管３８に配設されている遮断位置と連通位置との二位置が設けられている常閉のソレノイドバルブ３９、フレーム３３に設置されてテーブル３１の初期位置を検知する原点センサ４０、フレーム３３に設置されてテーブル３１の移動限界を検知する限界センサ４１、および塗布液貯溜槽６内にエアを圧送する送気ポンプ４２を備えている。
【００２１】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、塗布ノズル３７は第１および第２ノズル部材４３,４４の２部材が互いに重ね合わされかつ接合されて形成されている。図７（ａ）および（ｂ）に示すように第１ノズル部材４３には、比較的深く、長手方向に所定の長さに形成された矩形状断面の第１凹部４５、第１凹部４５の下方に長手方向に第１凹部４５と同じ長さに形成されたほぼ半円形状断面の第２凹部４６、および最下端に位置し第２凹部４６に連続して形成され、第２凹部４６に深さより浅い深さで長手方向に第１凹部４５と同じ長さに形成された矩形状断面の第３凹部４７がそれぞれ設けられている。更に、第１ノズル部材４３には、第１凹部４５と第２凹部４６とを連通する多数の溝４８,４８,…が形成されている。
【００２２】
一方、図６に示すように第２ノズル部材４４には、送給配管３８が接続されて塗布液が送給される塗布液導入孔４９,４９が２個穿設されている。第１および第２ノズル部材４３,４４が互いに接合されたとき、これらの塗布液導入孔４９,４９は、ともに第１ノズル部材４３の第１凹部４５に開口するように配置されている。
【００２３】
そして、これらの第１および第２ノズル部材４３,４４が互いに接合された状態では、第１凹部４５により比較的大きな第１空所Ａが形成され、第２凹部４６により第１空所Ａの下方でこの第１空所Ａに溝４８を介して連通する第２空所Ｂが形成され、更にこの第２空所Ｂの下に連続して外部に開口する第３空所Ｃが形成されるようになる。第３空所Ｃの外部との開口の形状は細長い矩形状とされており、この開口が塗布液２の吐出口となっている。したがって、送給配管３８を通して送られてくる塗布液は第１空所４５に一旦貯えられ、この第１空所４５から更に多数の溝４８,４８,…を通して第２空所４６に溜まり、更にそこから第３凹部４７にその長手方向に沿ってほぼ一様に浸入し、最後にこの第３凹部４７の吐出口から長手方向に沿ってほぼ一様に吐出されるようにしている。
【００２４】
フーレム３３には軸受５０,５１が固定されており、これらの軸受５０,５１にねじ杆３６の両端が回動可能に支持されている。また図３に示すように、フレーム３３には、長手方向に一対のガイドレール５２,５３が固設されている。一方、移動台３２には、ねじ杆３６に螺合するガイドねじ部材５４が固設されているとともに、一対のガイドレール５２,５３に沿って移動可能にこれらのガイドレール５２,５３に係合支持されるガイド部材５４,５６,５７（図２および図３に図示）が固設されている。
【００２５】
更に図４に示すように、本例においては電子制御装置１５には、ねじ杆３６を回動するモータ３４、塗布ノズル３７を塗布装置３の長手方向に対して直交する方向すなわち左右方向に移動するための左右動作動手段５８、送気ポンプ４２を駆動するモータ５９、原点センサ４０、および限界センサ４１がともに接続されている。なお、６０は送給配管３８に設けられたフィルタであり、このフィルタ６０は塗布液２の混在している異物を除去するためのものである。
【００２６】
なお、挟持具３１ａに代えて、図３に二点鎖線で示すように基板１の塗布面１ａと反対側の面が当接することにより基板１を支持する支持具３１ｂをテーブル３１上に設け、図示しないが、後述する図５に示すスピンコーティング装置４における回転テーブル４ａの負圧吸着凹部４ｉと同様に負圧吸着凹部を設けるとともに、この負圧吸着凹部に負圧発生装置４ｄからの負圧を供給することにより、基板１を支持具３１ｂに真空吸着支持するようにすることもできる。
【００２７】
スピンコーティング装置４は、図５（ａ）に示すように基板７を鉛直状態に保持しかつ鉛直面内で回転する回転テーブル４ａと、この回転テーブル４ａを回転するモータ４ｂと、回転テーブル４ａを囲うケース４ｃと、このケース４ｃ内に負圧を供給するための負圧発生装置４ｄとを備えている。
【００２８】
ケース４ｃは、Ｕ字形のケース本体４ｅとこのケース本体４ｅに気密にかつ着脱可能に嵌合固定される蓋４ｆとからなっている。また、ケース本体４ｅには回転テーブル４ａの回転軸４ｇが貫通する孔が穿設されているとともに、この孔の内周面と回転軸４ｇとの間を気密に保持するシール部材４ｈがケース本体４ｅに固定されている。その場合、回転軸４ｇはシール部材４ｈに対して相対回動自在となっている。
【００２９】
負圧発生装置４ｄは、回転テーブル４ａに形成された負圧吸着凹部４ｉに、負圧をその大きさを調節可能に供給、排出制御する第１負圧制御弁４ｊを介して接続されているとともに、ケース４ｃ内に、負圧をその大きさを調節可能に供給、排出制御する第２負圧制御弁４ｋを介して接続されている。そして、第１負圧制御弁４ｊを操作して負圧吸着凹部４ｉに所定負圧の負圧を供給することにより、基板１が回転テーブル４ａに吸着支持されるようになっている。
【００３０】
更に回転テーブル４ａの基板載置側面には、基板１を支持する８個の支持ピン４ｍ,４ｍ,…（同図(b)に明瞭に図示）が立設されている。これらの支持ピン４ｍ,４ｍ,…により、基板１が回転テーブル４ａに支持されるようになっている。
【００３１】
なお、負圧吸着凹部４ｉおよび第１負圧制御弁４ｊと支持ピン４ｍ,４ｍ,…とは、回転テーブル４ａが基板１を確実に支持する構造とされていさえすれば、必ずしも必要ではなく省略できる。
【００３２】
このスピンコーティング装置４は、回転テーブル４ａとモータ４ｂを少なくとも備えているものであれば、従来のスピンコート法に用いられているどのようなスピンコーティング装置も用いることができる。
【００３３】
次に、このように構成された本例の作用について説明する。
図８（ａ）ないし（ｄ）および図９（ｅ）ないし（９）は、基板１に塗布液２を塗布して薄膜を形成する工程を説明する、図１と同様の上方から見た図である。
【００３４】
基板１に塗布液２を塗布するにあたっては、まず図１および図２に実線で示すようにテーブル３１を原点センサ４０によって制御される原点位置に設定するとともに、塗布ノズル３７を基板塗布装置３から横方向に所定距離だけ離れた待避位置に設定する。次に、図１および図３に示すように基板１をその塗布面１ａが塗布ノズル３７側となるようにするとともに鉛直方向にかつ長手方向に沿うようにしてテーブル３１の所定位置にセットし、挟持具３１ａにより挟持固定する。
【００３５】
次に、図示しない操作ボタンを押すことにより、電子制御装置１５が送気ポンプ４２のモータ５９を回転駆動するとともに、モータ３４をゆっくりと回転駆動する。これにより、塗布液貯溜装置６内の圧力が上昇するとともに、ガイドねじ部材５４が図２において左方へ移動しようとする。したがって、図８（ａ）に示すように、テーブル３１が左方へゆっくりと移動する。
【００３６】
基板１の塗布面１ａにおける塗布開始位置１ｂが塗布ノズル３７の真横位置、すなわち塗布ノズル３７の第３空所Ｃに対向する位置にくるに見合うだけ、モータ３４を回転駆動すると、電子制御装置１５はソレノイドバルブ３９を切り換え、連通位置に設定するとともに左右動作動手段５８を駆動する。これにより、塗布液貯溜装置６内の塗布液２が塗布液貯溜装置６内の圧力により送給配管３８および塗布液導入孔４９を通って第１空所Ａ内に流入し、貯えられる。第１空所Ａ内に貯えられた塗布液２は、更に多数の溝４８,４８,…を通って第２空所Ｂ内にその長手方向に浸入し、この第２空所Ｂ内に充填される。更に第２空所Ｂ内の塗布液２は第３空所Ｃ内にその長手方向に沿ってほぼ一様に浸入、充填するようになる。すなわち、多数の溝４８を通って浸入してくる塗布液２は、第２空所Ｂ内で一旦ほぼ充填されてから第３空所Ｃに浸入するようになるので、第３空所Ｃの長手方向に沿ってほぼ均一に浸入して、第３空所Ｃ内にほぼ均一に充填される。
【００３７】
また、図８（ｂ）に示すようにテーブル３１が更に左方へ移動して基板１の塗布面１ａ上の塗布開始位置１ｂが塗布ノズル３７の第３空所Ｃの真横にくると、塗布ノズル３７が右動し、その先端と塗布面１ａとの間がきわめて微少な所定の間隙に設定保持される。これにより、塗布ノズル３７から吐出する塗布液２による塗布が、基板１の塗布面１ａ上に塗布開始位置１ｂより図２に示す塗布液２の塗布領域Ｄの幅にわたって開始される。
【００３８】
次に、図８（ｃ）に示すように塗布終了位置１ｃより所定の距離だけ前のソレノイドバルブオフ位置１ｄが塗布ノズル３７の第３空所Ｃに対向する位置にくると、電子制御装置１５はソレノイドバルブ３９をオフにして遮断位置に切り換える。これにより、塗布ノズル３７の第１空所Ａには塗布液２はもはや導入されない。一方、ソレノイドバルブ３９が遮断しても、第３空所Ｃ内には塗布液２が残存しているので、この第３空所Ｃ内に残存する塗布液２がソレノイドバルブオフ位置１ｄから塗布終了位置１ｃにかけて塗布されるようになる。このとき、ソレノイドバルブ３９が閉じていて新しい塗布液２は導入されないが、塗布液２の粘性等により第３空所Ｃ内に残存する塗布液２は基板１に引き出されるので、基板１に確実に塗布されるようになる。
【００３９】
こうして、図８（ｄ）に示すように基板１の塗布面１ａへの塗布液２ａの塗布が完了する。基板１のこの状態では、図９に示すように塗布開始位置１ｂから塗布終了位置１ｃにわたる、基板１の塗布面１ａの所定範囲の塗布領域に、塗布液２ｂが塗布されている。その場合、基板１の前後端の所定幅ｅの領域および左右端の所定幅ｆの領域には、塗布液２ｂが塗布されなく、基板１の塗布面１ａに塗布液２ｂが塗布される所定範囲の塗布領域Ｄの中心は、基板１の塗布面１ａのほぼ中心に位置している。塗布液２ｂが塗布される所定範囲の塗布領域の面積は、基板１の塗布面１ａの面積の約５０〜６０％以上が望ましいが、これに限定されることはない。
【００４０】
このように塗布液２ａが基板１の塗布領域に塗布された時点では、第３空所Ｃ内には塗布液２がほとんどなくなっている。しかも、前述のように塗布ノズル３７には新しい塗布液２が導入されないことから、塗布液２は第３空所Ｃ内に浸入しない。これにより、塗布液２は第１、第２空所Ａ,Ｂおよび溝４８内にのみ残存するようになり第３空所Ｃ内には残存しない。したがって、空気が塗布液２に及ぼす影響はきわめて小さくなる。
【００４１】
次いで、塗布ノズル３７が移動して元の退避位置に設定される。移動台３２は塗布ノズル３７を通った後所定の位置（図１および図２に二点鎖線で示す）にくると限界センサ４１により検知され、限界センサ４１からの検知信号により電子制御装置１５がモータ３４を停止する。次に、こうして塗布液２ａが塗布された基板１はテーブル３１から取り外されて、図１０（ａ）に示すようにスピンコーティング装置４の回転テーブル４ａに装着される。その場合、回転テーブル４ａは、鉛直面内で回転するようにセットされており、したがって基板１は回転テーブル４ａに鉛直面内で装着される。この基板１の装着は、回転テーブルの負圧吸着凹部４ｉに供給された負圧により真空吸着されるとともに支持ピン４ｍ,４ｍ,…により支持される。
【００４２】
次いで、モータ４ｂが駆動されて回転テーブル４ａが第１所定回転数（例、７００ｒｐｍ）で鉛直面内で回転することにより、基板１が回転される。この基板１の回転により、基板１上に塗布された塗布液２ａに遠心力が作用して、塗布液２ａは基板１の塗布面１ａのほぼ全面に均一に拡がるようになる。このとき、基板１が鉛直状態の保持されているので、塗布液２ａは下方へ流動しようとするが、基板１が鉛直面内で回転するため、塗布液２ａは塗布面１ａのほぼ全面に均一に拡がる。
【００４３】
次に、図１０（ｂ）に示すようにケース本体４ｅに蓋４ｆをしてケース４ｃ内を密閉して大気と遮断するとともに、第２負圧制御弁４ｋを操作してケース４内に負圧が供給される。このとき、ケース４内に供給される負圧は、基板１の負圧吸着ができるように負圧吸着凹部４ｉの負圧より所定圧高くなるように設定されている。
【００４４】
この状態で、モータ４ｂが駆動されて回転テーブル４ａが第１所定回転数より低い第２所定回転数（例、５００ｒｐｍ）で回転することにより、基板１が回転される。これにより、基板１の塗布液２ａの真空乾燥が行われる。乾燥が終了すると、最後に、基板１の周縁部の基板１の掴みしろ部分を切断して、図１０（ｃ）および図１１に示すように塗布液２ａが塗布面１ａのほぼ全面にほぼ均一に塗布された基板１が得られるようになる。
【００４５】
一方、基板２が移動台３２から取り上げられると、図示しない基板検知センサがこれを検知し、基板検知センサからの検知信号により電子制御装置１５がモータ３４を逆方向に回転駆動する。これにより、移動台３２は原点位置の方へ移動して、移動台３２が原点位置（図１及び図２に実線で示す）にくると原点センサ４０により検知され、原点センサ４０からの検知信号により電子制御装置１５がモータ３４を停止する。
【００４６】
次に、新しい基板１をその塗布面１ａが前述と同様に塗布ノズル側となるようにしてテーブル３１の所定位置にセットする。以後、前述と同様の作動を繰り返す。その場合、基板１に塗布される塗布液２ａは溝４８から新たに第２および第３空所Ｂ,Ｃ内に浸入したものであり、空気の影響の少ない塗布液となっている。
【００４７】
このように構成された本例の薄膜形成方法では、塗布ノズル３７の細長い矩形状の吐出口から塗布液２を吐出して基板１に塗布しているので、塗布液２の塗布量が制御し易い。したがって、基板１に吐出される塗布液２の余分量を抑制することができるので、塗布液２の使用量を大幅に低減することができる。特に、塗布液２の吐出を基板１における塗布液２の塗布領域の塗布終了位置１ｃより少し手前で停止しているので、塗布液２の使用量をより一層低減することができるようになる。これにより、基板１に形成される薄膜の厚みをより一層薄くすることができる。
【００４８】
しかも、塗布液２は塗布ノズル３７の細長い矩形状の吐出口の長手方向に沿ってほぼ均一に吐出されるので、基板１の全体にわたって均一な厚みの薄膜を形成することができる。特に本例においては、多数の溝４８,４８,…を通過してきた塗布液２を第２凹部４６に一旦貯えた後、長手方向に沿って均一に第３凹部４７へ浸入させ、更に第３凹部４７の吐出口から吐出するようにしているので、溝４８の影響をほとんど受けることなく、より一層効果的に均一な厚みの薄膜を形成することができる。
更に基板１の塗布される塗布液２が空気にほとんど影響されないので、劣化の少ない良好な塗布液２を基板１に塗布することができる。
【００４９】
更に本例においては、基板１を塗布液２の塗布位置に搬送する工程、基板１に塗布液２を塗布する工程、基板１への塗布液２ａの塗布後における基板取出し位置への搬送工程、スピンコーティング装置４における基板１上の塗布液２ａの遠心力による薄膜形成工程、および基板１への薄膜形成後の乾燥工程のいずれの工程においても、基板１を鉛直方向に保持するようにしているので、各工程において基板１の塗布面１ａにごみ等の異物が付着するのが抑制されるとともに、塗布液２の塗布による基板１の反りも抑制される。更に、比較的大きな基板１を鉛直状態に保持して処理するので、基板１を水平状態に保持して処理する場合に比べて、作業スペースを大幅に削減することができる。
こうして、本例により形成された薄膜は高品質のものとなる。
【００５０】
図１２は本発明の実施の形態の他の例に使用される塗布ノズル３７を示す断面図である。
前述の例においては、第１凹部４５、第２凹部４６、第３凹部４７および溝４８がともに第１ノズル部材４３のみに設けられているが、この例においては、図１１に示すようにこれらの凹部４５,４６,４７および多数の溝４８,４８,…が第１ノズル部材４３に設けられているばかりでなく、各凹部４５,４６,４７および多数の溝４８,４８,…と同形状の各凹部４５′,４６′,４７′および多数の溝４８′,４８′,…が第２ノズル部材４４にも設けられている。その場合、第１および第２ノズル部材４３,４４が重ね合わされたとき、各凹部４５′,４６′,４７′および多数の溝４８′,４８′,…はそれぞれ各凹部４５,４６,４７および多数の溝４８,４８,…に対向するようにされている。そして、第１および第２ノズル部材４３,４４が重ね合わされた状態では、第１および第３凹部４５,４５′;４７,４７′によって形成される空所Ａ,Ｃは断面がほぼ矩形状となり、第２凹部４６,４６′によって形成される空所Ｂは断面がほぼ円形状となっている。
【００５１】
この例の他の構成は、前述の例のそれと同じである。
また、この例の作用効果も、同様に前述の例のそれらと同じである。
なお、各凹部４５′,４６′,４７′および多数の溝４８′,４８′,…は、第２ノズル部材４４のみに設けるようにすることもできる。
【００５２】
図１３は本発明の実施の形態の更に他の例を示す図１と同様の平面図である。前述の各例においては、いずれも基板１と塗布ノズル３７とを塗布位置にそれぞれ設定した後は、基板１を移動させることにより基板１に塗布液２を塗布するようにしているが、図１３に示すように本例では、基板１と塗布ノズル３７を塗布位置（一点鎖線で示す位置）にそれぞれ設定した後、塗布ノズル３７が基板塗布装置３の長手方向に移動されるようにしている。
【００５３】
なお本例では、基板１をテーブル３１に取り付ける取付位置と、塗布液２を塗布する塗布位置と、基板１をテーブル３１から取り外す取外位置とを異なるようにしているが、これらの取付位置と塗布位置と取外位置とを同じ位置、すなわち図１３において実線で示す基板１の位置で、基板１の取付工程、塗布液の塗布工程および基板１の取外工程をともに行うように設定することもできる。このようにすれば、作業スペースを更に一層削減することができる。
【００５４】
また、基板１と塗布ノズル３７との両方が基板塗布装置３の長手方向に移動されるようにしてもよい。その場合には、塗布ノズル３７は基板１の搬送方向と逆方向に移動される。
【００５５】
更に、基板塗布装置３とスピンコーティング装置４とを別個に設けるようにしているが、基板塗布装置３とスピンコーティング装置４とを１つの装置にすることもできる。すなわち、スピンコーティング装置４の回転テーブル４ａに基板１を取り付けた後、塗布ノズル３７の移動による塗布液２の塗布工程を行い、その後回転テーブル４ａの回転による基板１上の塗布液２ａの薄膜形成工程を行うようにすることもできる。このようにすれば、作業スペースを更に削減することができるばかりでなく、装置を簡略化することができるようになる。
【００５６】
図１４は本発明の実施の形態の更に他の例を示す図１と同様の平面図である。
図１３の例においては塗布ノズル３７を基板塗布装置３の長手方向に移動するようにしているが、図１４に示すように本例では塗布ノズル３７が鉛直方向に移動されるようにしている。
【００５７】
図１５は本発明の実施の形態の更に他の例を部分的に示す斜視図である。
前述の各例においては、スピンコーティング装置４で基板１の真空乾燥による乾燥工程を行うようにしているが、図１５に示すように本例では基板乾燥装置６１がスピンコーティング装置４とは別に設けられている。この基板乾燥装置６１は、基板１を鉛直状態で搬送する角筒状の搬送路６２と、この搬送路６２内に設けられ基板１を搬送する例えばローラ６３と、搬送路６２の両側壁に配置された所定数のヒータ６４,６４,…とから構成されている。したがって、スピンコーティング装置４による塗布液２ａの薄膜形成工程が終了した後、基板１が搬送路６２内に搬送され、各ヒータ６４,６４,…により乾燥工程が行われる。その場合、図１６に示すように各ヒータ６４,６４,…の各ヒータ温度は、搬送路６２の入口から途中までは徐々に高くなるように制御されるとともに、搬送路６２の途中から出口までは徐々に低くなるように制御される。このようにヒータ温度が制御されることにより、基板１の急激な温度変化による反りの発生が防止されるようになる。
【００５８】
なお、回転テーブル４ａの基板支持をより確実にするために、図１７に示すように回転テーブル４ａを所定角θだけ傾斜するようにすることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、塗布ノズルに送給されてくる塗布液を多数の溝により第１空所内に一旦貯えるとともに、第１空所内に貯えた塗布液を多数の溝を通過させて第２空所内に長手方向に沿って浸入させて第２空所内を充填し、第２空所内を充填した塗布液を、更に長手方向に沿って均一に第３空所へ浸入させて第３空所の吐出口から吐出し、基板の塗布面の所定範囲に塗布するようにしているので、塗布液を基板の塗布面の所定範囲に、溝の影響をほとんど受けず基板上の塗布液の塗布ムラを生じることなく、均一に塗布することができる。そして、スピンコーティング装置により基板を鉛直面内で回転することにより基板に塗布された塗布液をその遠心力で拡げることで、従来に比べて、より一層均一な厚さの薄膜を基板に、より簡単にかつ高精度に形成することができる。
【００６０】
また、基板の塗布面の所定範囲の塗布領域に塗布液を予め塗布することにより、基板に薄膜を形成するために必要な量とほぼ同じ量の塗布液を基板の所定の範囲に塗布すれば済むようにしているので、無駄になる塗布液の量を低減でき、その結果コストを大幅に削減できるようになる。
【００６１】
更に本発明によれば、基板に塗布液を塗布する工程およびスピンコーティング装置における基板上の塗布液の遠心力による薄膜形成工程のいずれの工程においても、基板を鉛直状態に保持するようにしているので、各工程において基板の塗布面にごみ等の異物が付着するのを抑制できるとともに、塗布液の塗布による基板の反りも抑制できる。更に、比較的大きな基板を鉛直状態に保持して処理するので、基板を水平状態に保持して処理する場合に比べて、作業スペースを大幅に削減することができる。
こうして本発明によれば、薄膜をより一層薄くかつより一層均一な厚みの高品質のものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の薄膜形成装置の実施の形態の一例に用いられる基板塗布装置を示す平面図である。
【図２】  図１に示す例の基板塗布装置を部分的に切り欠いて示す正面図である。
【図３】  図１に示す例の基板塗布装置を示す右側面図である。
【図４】  図１に示す例の塗布液の供給制御回路を示す図である。
【図５】  本例におけるスピンコーティング装置と基板乾燥装置とを示す図である。
【図６】  図１に示す例の塗布ノズルを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB-VIB線に沿う断面図である。
【図７】  図６に示す塗布ノズルの第１ノズル部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB-VIIB線に沿う断面図である。
【図８】  この例における薄膜形成装置により基板に薄膜を形成する方法の一部を説明する図である。
【図９】  この例により塗布液が所定の範囲に塗布された基板を示す図である。
【図１０】この例における薄膜形成装置により基板に薄膜を形成する方法の他部を説明する図である。
【図１１】この例により塗布液が塗布された基板を示す図である。
【図１２】本発明の他の例の塗布ノズルを示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態の更に他の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態の更に他の例を示す図である。
【図１６】図１５に示す例のヒータ温度の制御を説明する図である。
【図１７】本発明の実施の形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…基板、１ａ…塗布面、１ｂ…塗布面１ａの塗布開始位置、１ｃ…塗布面１ａの塗布終了位置、２…塗布液、２ａ…基板１に塗布された塗布液、３…基板塗布装置、４…スピンコーティング装置、４ａ…回転テーブル、４ｂ…モータ、４Ｃ…ケース、４ｄ…負圧発生装置、４ｅ…ケース本体、４ｆ…蓋、４ｉ…負圧吸着凹部、４ｊ…第１負圧制御弁、４ｋ…第２負圧制御弁、４ｍ…支持ピン、１５…電子制御装置、３１…載置テーブル、３２…移動台、３３…フレーム、３４…モータ、３６…ねじ杆、３７…塗布ノズル、３８…送給配管、３９…ソレノイドバルブ、４０…原点センサ、４１…限界センサ、４２…送気ポンプ、４３…第１ノズル部材、４４…第２ノズル部材、４５…第１凹部、４６…第２凹部、４７…第３凹部、４８…溝、４９…塗布液導入孔、５０,５１…軸受、５２,５３…ガイドレール、５４…ガイドねじ部材、５５,５６,５７…ガイド部材、５８…左右動作動手段、６１…基板乾燥装置、６２…搬送路、６３…ローラ、６４…ヒータ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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