JPH0864521A - 薄膜形成方法およびこの方法に用いられる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】より一層均一な薄膜を高精度にかつ容易に、し
かも安価に形成する。 【構成】回転ローラ７を時計方向に回転させて、回転ロ
ーラ７に付着した塗布液２ａを塗布液貯溜槽６の上部開
口部６ａより上方外部へ搬送させる。この状態で、基板
１を回転ローラ７の最上部７ａへ間隔ｄだけ離隔させて
搬送する。回転ローラ７の外周に付着した塗布液２ａに
基板１が接触すると、塗布液２ｂが基板１の塗布面１ａ
に塗布され始め、更に基板１を移動させることにより、
塗布液２ｂが基板１の所定範囲の塗布領域に塗布され
る。基板１を上下に反転してスピンコーティング装置の
回転テーブルに固定した後、回転テーブルを回転させて
基板を回転させる。この基板の回転による遠心力で、基
板１上の塗布液２ｂが流動して塗布ムラがなくなり、よ
り均一な厚さの薄膜が基板１の全面に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
る薄膜形成方法およびこの方法に用いられる装置に関す
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で塗布液を該基板中
心部に吐出させるとともに、回転テーブルを回転させる
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い。
このため、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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、より一層均一な薄膜を高
精度にかつ容易に、しかも安価に形成することのできる
薄膜形成方法およびこの方法に用いられる装置を提供す
ることである。

【０００９】

【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、基板の塗布面の所定範囲に塗
布液を塗布する塗布工程と、前記塗布液が塗布された前
記基板を、前記塗布面を上方に向けた状態で前記基板を
回転させる回転工程とからなることを特徴としている。

【００１０】また請求項２の発明は、前記塗布工程が、
前記基板の塗布面を下方に向けその塗布面の所定範囲に
塗布液を該基板の下側から塗布する工程であり、更に前
記塗布液が塗布された前記基板を反転させて前記基板の
塗布面を上方に向ける反転工程を有することを特徴とし
ている。

【００１１】更に請求項３の発明は、前記塗布工程が、
表面に前記塗布液が付着した回転ローラを回転させると
ともに、この回転ローラの上部に前記基板の前記塗布面
を接触させることなく行うことを特徴としている。

【００１２】更に請求項４の発明は、更に前記塗布工程
を、前記基板を前記回転ローラの上部に対して前記基板
の先端から後端にわたって移動させることにより行うこ
とを特徴としている。

【００１３】更に請求項５の発明は、前記基板を前記回
転ローラの回転周方向と逆方向に移動させることを特徴
としている。更に請求項６の発明は、前記基板を前記回
転ローラの回転周方向と同方向に移動させることを特徴
としている。

【００１４】更に請求項７の発明は、更に前記塗布工程
を、前記基板に対して前記回転ローラを前記基板の先端
から後端に向かって移動させることにより行うことを特
徴としている。

【００１５】更に請求項８の発明は、請求項２ないし７
のいずれか１記載の薄膜形成方法に用いられる薄膜形成
装置であって、前記基板に前記塗布液を塗布する基板塗
布装置と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、上部開口部を有するとともに
内部に前記塗布液を貯溜する塗布液貯溜槽と、上部が前
記塗布液貯溜槽の前記上部開口部ら上方へ突出されてい
るとともに下部が前記塗布液貯溜槽内の前記塗布液に浸
漬されるようにして前記塗布液貯溜槽内に回転可能に配
設された回転ローラとを少なくとも備えており、前記ス
ピンコーティング装置は前記基板を載置固定しかつ回転
させる回転テーブルを少なくとも備えていることを特徴
としている。

【００１６】更に請求項９の発明は、前記回転ローラ
が、その軸方向長さが前記基板の幅よりも短く設定され
ていることを特徴としている。

【００１７】更に請求項１０の発明は、前記塗布工程
が、前記基板の塗布面を上方に向けその塗布面の所定範
囲に塗布液を該基板の上側から塗布する工程であること
を特徴としている。

【００１８】更に請求項１１の発明は、前記塗布工程
を、塗布液を吐出する塗布ノズルにより、該塗布ノズル
の吐出口を前記基板の前記塗布面に接触させることなく
行うことを特徴としている。

【００１９】更に請求項１２の発明は、更に前記塗布工
程を、前記塗布ノズルの吐出口を前記基板の前記吐出面
に対向させた状態で、前記塗布ノズルに対して前記基板
をその先端から後端にわたって移動させることにより行
うことを特徴としている。

【００２０】更に請求項１３の発明は、前記塗布ノズル
内の前記塗布面の所定範囲の幅方向に延びた比較的大き
な矩形状の第１空所に前記塗布液を一旦給送し、この塗
布液を更に溝を通して前記塗布ノズル内の前記塗布面の
所定範囲の幅方向に延びた比較的小さな矩形状の第２空
所に給送することを特徴としている。

【００２１】更に請求項１４の発明は、前記基板の移動
時に、前記塗布ノズルの吐出口が対向するこうする位置
が前記塗布面の所定範囲の塗布終了位置より所定位置だ
け手前の位置となったとき、前記塗布ノズル内の前記第
１空所への前記塗布液の給送を停止することを特徴とし
ている。

【００２２】更に請求項１５の発明は、請求項１０ない
し１４のいずれか１記載の薄膜形成方法に用いられる薄
膜形成装置であって、前記基板に前記塗布液を塗布する
基板塗布装置と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基板ノズルを有しており、
該基板ノズルは、前記塗布液が給送される、前記塗布ノ
ズル内の前記塗布面の所定範囲の幅方向に延びた比較的
大きな矩形状の第１空所と、前記塗布ノズル内の前記塗
布面の所定範囲の幅方向に延びた比較的小さな矩形状に
形成され、その下端が同形状の吐出口とされている第２
空所と、きわめて小さな断面積で前記塗布面の所定範囲
の幅方向に形成された、前記第１空所と前記第２空所と
を連通するの多数の溝とからなることを特徴としてい
る。

【００２３】更に請求項１６の発明は、前記基板の塗布
面に前記塗布液が塗布される所定範囲の中心は、前記基
板の塗布面のほぼ中心に設定されていることを特徴とし
ている。

【００２４】

【作用】このように構成された本発明においては、基板
の全面に塗布液を塗布した後、基板を回転させて発生す
る遠心力により基板上の塗布液の塗布ムラが消滅するよ
うになる。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。

【００２５】また、基板の全面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。

【００２６】更に、基板の塗布面と回転ローラまたは塗
布ノズルとが接触することなく、塗布液が塗布されるよ
うになり、基板に接合されているＴＦＴ、カラーフィル
タ等の電子部品が損傷することなく、塗布液が塗布され
るようになる。

【００２７】更に、本発明においては、塗布液が下方に
向けた基板の塗布面に、基板下方から塗布されるように
なるので、回転ローラはほぼ常時塗布液に浸漬した状態
となる。このため、回転ローラに付着した塗布液が乾燥
することがなく、ごみの発生が防止される。

【００２８】更に、本発明においては、塗布ノズルによ
り塗布液を塗布しているので、塗布液の塗布量を制御し
易くなる。これにより、余分な塗布液が抑制されるの
で、塗布液の使用量が低減する。

【００２９】

【実施例】図１は、本発明の薄膜形成装置の一実施例の
基板塗布装置を示す縦断面図、図２はその横断面図、図
３はこの実施例のスピンコーティング装置を概略的に示
す図である。

【００３０】本実施例の薄膜形成装置は、図１および図
２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３に示すように基板１に塗布された塗布液２
ａを均一厚さの薄膜にするスピンコーティング装置４
と、図４に示すように基板１を上下反転させる基板反転
装置５とを備えている。

【００３１】基板塗布装置３は、上部開口部６ａを有し
かつ塗布液２を貯溜する塗布液貯溜槽６を備えていると
ともに、この塗布液貯溜槽６内に少なくとも外周面がス
テンレス等の金属、樹脂、あるいはゴム等からなる回転
ローラ７が、少なくともその外周最上部７ａを塗布液貯
溜槽６の上部開口部６ａから上方へ突出されかつ他の部
分を塗布液２に浸漬された状態で収容されている。この
回転ローラ７の外周面に塗布液２が付着されるようにな
っている。

【００３２】回転ローラ７の軸方向長さａは、基板１の
幅ｂ〔後述の図５ｇ（ｂ）に図示〕よりも短く所定量設
定されている。また、回転ローラ７の回転軸７ｂは塗布
液貯溜槽６の側壁にベアリング８により回転自在に支持
されているとともに、この回転軸７ｂの一端にモータ９
の回転駆動力が動力伝達機構１０を介して減速されて伝
達されるようになっている。したがって、回転ローラ７
はモータ９の回転駆動力によって回転される。そして、
この回転ローラ７の回転により、図２に示すようにこの
回転ローラ７の外周面の塗布液浸漬部で付着した塗布液
２ａが上方に搬送されるようになっている。また、回転
ローラ７の最上部７ａには図示しない基板搬送装置から
基板１が矢印で示すように搬送されるようになってい
る。

【００３３】塗布液貯溜槽６は恒温恒湿槽１１内に保持
され、塗布液２が一定の環境に維持されるようになって
いる。

【００３４】更に基板塗布装置３はポンプ１２を備えて
おり、このポンプ１１は塗布液収容タンク１３内に収容
されている塗布液２を塗布液貯溜槽６の底部近傍に供給
するようになっている。ポンプ１２からの塗布液２の供
給は塗布液貯溜槽６の底部近傍で行うことに限定されな
く塗布液貯溜槽６の他の部位で行うこともよいが、塗布
液に空気等が混入するのを防止するため、塗布液２の供
給は図示のように塗布液貯溜槽６の底部近傍で行うこと
が望ましい。

【００３５】更に塗布液貯溜槽６の上方所定位置に、塗
布液２の液面を検知して液面検出信号を出力するレベル
センサ１４が設けられているとともに、このレベルセン
サ１４からの塗布液２の液面検出信号に基づいて、ポン
プ１２の駆動を制御する電子制御装置１５が設けられて
いる。したがって、塗布液貯溜槽６内の塗布液２が消費
されて所定量液面が低下し、レベルセンサ１４がこの液
面低下を検知して、液面検出信号を出力すると、電子制
御装置１５はこの液面検出信号信号に基づいてポンプ１
２を所定時間駆動し、これにより塗布液２が塗布液貯溜
槽６内に所定量補給されるようになっている。

【００３６】なお、レベルセンサ１４を塗布液２の液面
の上限レベル検知用と下限レベル検知用との二つを設
け、この二つのレベルセンサからの液面検出信号により
ポンプ１２の駆動時間を制御するようにすることもでき
る。

【００３７】また、スピンコーティング装置４は、図３
に示すように基板７を載置する回転テーブル４ａとこの
回転テーブル４ａを回転するモータ４ｂとを備えてい
る。このスピンコーティング装置４は、回転テーブル４
ａ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。

【００３８】更に、基板反転装置５は、基板１を吸着す
る真空吸着テーブル１６と、この真空吸着テーブル１６
に固着された回転軸１７と、回転軸１７を装置本体１８
に回転自在に支持する軸受１９と、回転軸１７の先端部
を軸受２０により支持するとともに真空源２１に連通し
かつシール２２により外部と気密保持されている室２３
を有するコネクタ２４と、回転軸１７に固定されたプー
リ２５と、動力伝達機構２６を介してこのプーリ２５を
回転させるための回転駆動力を発生するモータ２７とか
ら構成されている。真空吸着テーブル１６の基板吸着面
１６ａ側には、基板１を吸着するための負圧が導入され
る凹部２８が形成されているとともに、真空吸着テーブ
ル１６および回転軸１７には凹部２８と室２３とを連通
する通路孔２９が穿設されている。

【００３９】そして、基板１に塗布液２Ｂを塗布した
後、真空吸着テーブル１６の基板吸着面１６ａが基板１
に当てがわれ、凹部２８に真空源２１から負圧を導入す
ることにより、基板１が吸着されるとともに、モータ２
７の回転駆動力により回転軸１７が回転して真空吸着テ
ーブル１６が反転し、その結果基板１の塗布液２ｂの塗
布面１ａが下方から上方に向くように基板１が反転され
るようになっている。

【００４０】このように構成された本実施例の薄膜形成
装置により基板１に薄膜を形成するには、図５ａに示す
ようにまずモータ９を駆動して回転ローラ７を時計方向
（図２に矢印で図示）に回転させて、回転ローラ７に付
着した塗布液２ａを塗布液貯溜槽６の上部開口部６ａよ
り上方外部へ搬送させる。この状態で、基板搬送装置か
ら回転ローラ７の最上部７ａに向かって、基板１を回転
ローラ７の回転周方向すなわち最上部７ａの右動方向と
逆の左方向（矢印で図示）にかつ水平に搬送する。その
場合、基板１は、塗布面１ａが下に向いた状態でかつ回
転ローラ７の最上部７ａから第１所定間隔ｃだけ離れた
位置で搬送される。

【００４１】図５ｂに示すように基板１の先端が位置α
に到達すると、図５ｃに示すように基板１は回転ローラ
７に向かって矢印の左斜め下方に搬送され、基板１の先
端が位置βに到達すると、基板１は左方向にかつ水平方
向に再び搬送される。基板１の先端が位置βに到達した
時点では、基板１は回転ローラ７の外周の最上部７ａか
ら第２所定間隔ｄだけ離れた位置となるとともに、基板
１の塗布面１ａが塗布開始位置１ｂから回転ローラ７の
外周に付着した塗布液２ａに接触するようになる。この
第２所定間隔ｄの大きさは、基板１の塗布面１ａに接合
されているＴＦＴ、カラーフィルタ等の電子部品が回転
ローラ７に当接して損傷しないような大きさに設定され
ており、一般的には約０.３〜０.５mm程度に設定するの
が望ましい。

【００４２】回転ローラ７が時計方向に回転するととも
に、基板１が回転ローラ７の最上部７ａから第２所定間
隔ｄだけ保持されてこの回転ローラ７に接触することな
く、すなわち非接触状態で左方向に移動することによ
り、図５ｄに示すように基板１の塗布面１ａに塗布液２
ｂが塗布される。図５ｅに示すように、基板１の先端が
位置γに到達すると、図５ｆに示すように基板１は回転
ローラ７から離れるように矢印の左斜め上方に搬送さ
れ、基板１と回転ローラ７の最上部７ａとの間隔がほぼ
第１所定間隔ｃとなった位置で、基板１は再び左方向に
水平に搬送される。

【００４３】この図５ｆに示す状態では、図５ｇ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が塗布される。その場合、基板１の先後端の所定
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１
ａ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。

【００４４】次に、基板反転装置５によって、図５ｈに
示すように塗布面１ａが上方に向くようにこの基板１が
上下反転され、次いで、図５ｉに示すようにこの基板１
はスピンコーティング装置４の回転テーブル４ａの所定
位置に載置固定される。その後、モータ４ｂを駆動して
回転テーブル４ａを所定の回転速度で回転させることに
より基板１を回転させる。この基板１が回転することに
より、基板１上の塗布液２ｂに遠心力が作用するように
なり、この遠心力により、塗布液２ｂが流動して塗布ム
ラがなくなり、かつ塗布面１ａの前面に塗布液２ｂが行
き渡り、図６に示すようにより均一な厚さの塗布液２ｂ
の薄膜が基板１上に形成される。

【００４５】具体的に基板１に塗布液２を塗布する試験
をした。テストピースに用いた基板１の寸法は、幅ｂが
３６０mm、長さ４６０mm、回転ローラ７の寸法は、軸方
向長さａが２６０mm、直径が５０φ、第２所定間隔ｄは
０.４mm、基板１の先後端の塗布液２ｂが塗布されない
幅ｅおよび基板１の左右端の塗布液２ｂが塗布されない
幅ｆはともに５０mm、基板１の搬送速度および搬送方向
が２m/minおよび右から左（図５において）、塗布液２
は粘度５cpおよび１０cpの紫外線感光樹脂液、回転ロー
ラ７の回転方向および回転速度が粘度１０cpの紫外線感
光樹脂液の場合時計まわり（図５において）および７rp
mであり粘度５cpの紫外線感光樹脂液の場合反時計まわ
り（同）および７rpmである。

【００４６】この試験結果、基板１により均一の厚さの
薄膜が基板１により一層高精度にかつより簡単に形成さ
れ、しかも塗布液の消費量が低減することがわかった。

【００４７】このように本実施例によれば、基板塗布装
置３により、基板１の塗布面１ａの所定範囲の塗布領域
に塗布液２を塗布した後、スピンコーティング装置４で
基板１を回転させて発生する遠心力により塗布ムラをな
くしかつ基板１の塗布面１ａ全面に塗布するようにして
いるので、従来のように基板１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１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
厚さの薄膜を、より簡単にかつ高精度に形成することが
できるようになる。

【００４８】また、本実施例によれば、スピンコーティ
ング装置４に基板を設置する前に、基板１の全面に塗布
液を予め塗布することにより、基板１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１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
量が低減でき、その結果コストを大幅に削減することが
できる。

【００４９】更に、本実施例によれば、基板１の塗布面
１ａと回転ローラ７を接触させることなく、塗布液２を
塗布するようにしているので、基板１に接合されている
ＴＦＴ、カラーフィルタ等の電子部品を損傷させること
なく、塗布液２を塗布することができる。

【００５０】更に、本実施例によれば、塗布液２を下方
に向けた基板１の塗布面１ａに、基板１の下方から塗布
するようにしているので、回転ローラ７は回転すること
によりほぼ常時塗布液２に浸漬した状態となるので、塗
布液２が乾燥することがなく、ごみが発生しない。

【００５１】なお、前述の実施例では、基板１を回転ロ
ーラ７の最上部７ａの移動方向と逆方向、すなわち図２
において基板１を右から左方向に搬送するとき回転ロー
ラを時計方向に回転させるようにしているが、図７に示
すように基板１を回転ローラ７の最上部７ａの移動方向
と同方向、すなわち基板１を右から左方向に搬送すると
き回転ローラ７を反時計方向に回転させるようにするよ
うにすることもできる。その場合、塗布液１の粘度が１
０cp以下のときは、塗布液２の流動性がよく、気泡が混
入しにくくかつ塗布ムラが生じにくいので、基板１の搬
送方向と回転ローラ７の最上部７ａの移動方向とを同方
向に設定し、塗布液１の粘度が１０cpより大きいとき
は、気泡を混入しなくかつ塗布ムラが生じないようにす
るために基板１の搬送方向と回転ローラ７の最上部７ａ
の移動方向とを逆方向に設定するのが望ましい。

【００５２】また、図８に示すように基板１に塗布液を
塗布する際、基板１を移動させる代わりに、基板１は移
動させなく基板塗布装置３または回転ローラ７を基板１
の先端から後端に向かって移動させるようにすることも
できる。

【００５３】更に、前述の実施例では、回転ローラ７の
軸方向長さａを基板の幅ｂより短くなるように設定して
いるが、回転ローラ７の軸方向長さａは基板の幅ｂと同
じかあるいはそれ以上であってもよい。その場合には、
塗布液２は基板１の全面に塗布されるようになる。この
ように基板２の全面に塗布液２が塗布されても、同様に
前述の従来のスピンコート法による薄膜形成の場合より
も、塗布液の使用量が少ないという効果が得られる。

【００５４】更に、基板１を反転させる適宜の基板反転
装置を配備し、基板塗布装置３、基板搬送装置、基板反
転装置５、およびスピンコーティング装置４を順に配置
して、自動基板塗布ラインを構成することもできる。

【００５５】更に本発明は、前述の実施例における基板
反転装置５を省略することもできる。

【００５６】図９は、本発明の他の一実施例の基板塗布
装置を示す平面図、図１０は一部切り欠いて示す正面
図、図１１はこの実施例の右側面図、図１２はこの実施
例の塗布液供給回路を示す図である。なお、前述の実施
例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その
詳細な説明は省略する。

【００５７】前述の実施例では基板１の塗布面１ａを下
側となるようにし、回転ローラ７に付着させた塗布液２
を塗布面１ａに塗布した後、基板１を反転させて塗布面
１ａが上側になるようにしているが、本実施例では、基
板１の塗布面１ａを上側にした状態で、塗布ノズルで塗
布液２を塗布するようにしている。

【００５８】すなわち図９ないし図１２に示すように、
この実施例における基板塗布装置３は、基板１を載置す
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３
３の上下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
通位置を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。

【００５９】図１３（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部材が互いに接合されて形成されている。図１４
（ａ）および（ｂ）に示すように第１ノズル部材４３に
は、比較的深い矩形状の第１凹部４５、第１凹部４５の
下に連続して形成されている第１凹部４５より浅い矩形
状の第２凹部４６、および最下端に位置して第２凹部４
６とほぼ同じ深さの矩形状の第３凹部４７がそれぞれ形
成されている。更に、第１ノズル部材４３には、第２凹
部４６と第３凹部４７とを連通する多数の溝４８,４８,
…が形成されている。

【００６０】一方、第２ノズル部材４３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４
９,４９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。

【００６１】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４
５により比較的大きな第１空隙Ａ、この第１空間Ａの下
に連続して第２空隙Ｂおよびこの第２空隙Ｂの下方に外
部に開口する第３空隙Ｃがそれぞれ形成されるようにな
る。そして、第２空隙Ｂと第３空隙Ｃとは多数の溝４
８,４８,…のみにより連通するようになる。また、第３
空隙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。

【００６２】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１１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１０および図１１
に図示）が固設されている。

【００６３】更に図１２に示すように、本実施例におい
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を上下動するための上下動作動
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。

【００６４】次に、この実施例の作用について説明す
る。基板１に塗布液２を塗布するにあたっては、まず図
９および図１０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を高位置に設定する。次に、基板
１をその塗布面１ａが上側となるようにしてテーブル３
１の所定位置にセットする。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４
２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１０において左方へ移動しようとする。したがって、
図１５（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。

【００６５】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の直下位置、すなわち塗布ノズル
３７の第３空隙Ｃに対向する位置にくるに見合うだけ、
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
に上下動作動手段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
空隙Ａ内に流入する。第１空隙Ａ内に流入した塗布液２
は更に第２空隙Ｂに流入して第１および第２空隙Ａ,Ｂ
内を充填する。更に第２空隙Ｂ内の塗布液２は多数の溝
４８を通って第３空隙Ｃに浸入するようになる。このと
き、塗布液は多数の溝４８のため第２空隙Ｂ内をほぼ充
填してから、第３空隙Ｃに浸入するようになるので、第
３空隙Ｃの長手方向に沿ってほぼ均一に浸入して、第３
空隙Ｃをほぼ均一に充填する。また、図１５（ｂ）に示
すように塗布ノズル３７が下動し、その先端と塗布面１
ａ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、塗布が基板１の塗布面１ａ上に塗布開
始位置１ｂより図９に示す塗布液２の塗布領域の幅にわ
たって開始される。

【００６６】次に、図１５（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間隙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間隙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間
隙Ｃ内には塗布液２が残存しているので、この第３間隙
Ｃ内に残存する塗布液２がソレノイドバルブオフ位置１
ｄ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間隙Ｃ内に残存する塗布液２は基板１に引き出され
るようになるので、基板１に確実に塗布されるようにな
る。

【００６７】こうして、図１５（ｄ）に示すように塗布
液２ｂが基板１の塗布面１ａの塗布領域にほぼ均一に塗
布されるようになる。このように塗布液２ｂが基板１の
塗布領域に塗布された時点では、第３間隙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間隙Ｃ内に浸入しない。これによ
り、塗布液２は第１、第２間隙Ａ,Ｂおよび溝４８内に
のみ残存するようになり第３間隙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。

【００６８】次いで、塗布ノズル３７が上昇位置に設定
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９および図１０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２ｂが塗布された基板１は、
移動台３２から取り上げられて前述の実施例の図５ｉに
示すと同様にスピンコーティング装置４の回転テーブル
４ａに載置される。そして、基板１は回転テーブル４ａ
とともに回転され、図６に示すように塗布液２ｂが塗布
面１ａの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。

【００６９】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９及び図１０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。

【００７０】次に、新しい基板１をその塗布面１ａが上
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２ｂは溝４８から新たに第３間
隙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。

【００７１】このように構成された本実施例の薄膜形成
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。

【００７２】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。

【００７３】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。こうして、本実施
例により形成された薄膜は高品質のものとなる。

【００７４】更に前述の実施例では、基板１の塗布面１
ａを下にして塗布液２を塗布するようにしているため、
塗布液２の塗布後に基板１を反転させる必要があるが、
本実施例では、基板１の塗布面１ａを上にして塗布液２
を塗布するようにしているため、塗布液２の塗布後に基
板１を反転させる必要はない。したがって、基板１の反
転工程が削除できるので、工数を低減することができ、
しかも薄膜形成に要する時間を短縮することができる。

【００７５】

【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、基板の塗布面の所定範囲の塗布領域に塗布液
を予め塗布した後、基板を回転させて発生する遠心力に
より基板上の塗布液の塗布ムラを消滅するようにしてい
るので、従来に比べて、より一層均一な厚さの薄膜を、
より簡単にかつ高精度に形成することができる。

【００７６】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。

【００７７】更に、基板の塗布面と回転ローラまたは塗
布ノズルを接触させることなく、塗布液を塗布するよう
にしているので、基板に接合されているＴＦＴ等の電子
部品を損傷させることなく、塗布液を塗布することがで
きる。

【００７８】更に、本発明によれば、塗布液を下方に向
けた基板の塗布面に、基板下方から塗布するようにして
いるので、回転ローラがほぼ常時塗布液に浸漬した状態
となり、塗布液が乾燥することがなく、ごみの発生を防
止できる。

【００７９】更に、本発明によれば、塗布液を吐出する
ことにより基板に塗布しているので、塗布液の塗布量を
制御し易い。したがって、基板に吐出される塗布液の余
分量を抑制することができるので、塗布液の使用量を大
幅に低減することができる。特に、塗布液の吐出を基板
における塗布液の塗布領域の塗布終了位置より少し手前
で停止しているので、塗布液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。しか
も、塗布液を塗布ノズル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しているので、基板全体に
わたって均一な厚みの薄膜を形成することができる。更
に基板に塗布される塗布液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を基板に塗布するこ
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一実施例の基板塗布
装置を模式的に示す縦断面図である。

【図２】 図１に示す基板塗布装置の横断面図である。

【図３】 この実施例のスピンコーティング装置を概略
的に示す図である。

【図４】 この実施例に用いられる基板反転装置の一例
を概略的に示す斜視図である。

【図５ａ】この実施例における薄膜形成方法の一部を説
明する図である。

【図５ｂ】この実施例における薄膜形成方法の他の一部
を説明する図である。

【図５ｃ】この実施例における薄膜形成方法の更に他の
一部を説明する図である。

【図５ｄ】この実施例における薄膜形成方法の更に他の
一部を説明する図である。

【図５ｅ】この実施例における薄膜形成方法の更に他の
一部を説明する図である。

【図５ｆ】この実施例における薄膜形成方法の更に他の
一部を説明する図である。

【図５ｇ】この実施例における基板塗布装置で塗布され
た基板を示す図である。

【図５ｈ】この実施例における薄膜形成方法の更に他の
一部を説明する図である。

【図５ｉ】この実施例における薄膜形成方法の更に他の
一部を説明する図である。

【図６】 この実施例により塗布液が塗布された基板を
示す図である。

【図７】 本発明の他の変形例を示す図である。

【図８】 本発明の更に他の変形例を示す図である。

【図９】 本発明の薄膜形成装置の他の実施例の基板塗
布装置を概略的に示す平面図である。

【図１０】図９に示す実施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１１】図９に示す実施例の基板塗布装置を示す右側
面図である。

【図１２】図９に示す実施例の塗布液の供給制御回路を
示す図である。

【図１３】図９に示す実施例の塗布ノズルを示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるXIIIB-XIIIB
線に沿う断面図である。

【図１４】図１３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XIVB-X
IVB線に沿う断面図である。

【図１５】図９〜図１１に示す基板塗布装置を用いた薄
膜形成方法を説明する図である。

【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…回転ローラ７に付着した塗布液、２ｂ…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、５
…基板反転装置、６…塗布液貯溜槽、６ａ…上部開口
部、７…回転ローラ、７ａ…回転ローラ７の最上部、７
ｂ…回転軸、８…ベアリング、９…モータ、１０…動力
伝達機構、１１…恒温恒湿槽、１２…ポンプ、１３…塗
布液収容タンク、１４…レベルセンサ、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、４
３…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…上下動作動手段

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の塗布面の所定範囲に塗布液を塗布
   する塗布工程と、前記塗布液が塗布された前記基板を、
   前記塗布面を上方に向けた状態で前記基板を回転させる
   回転工程とからなることを特徴とする薄膜形成方法。
2. 【請求項２】 前記塗布工程は、前記基板の塗布面を下
   方に向けその塗布面の所定範囲に塗布液を該基板の下側
   から塗布する工程であり、更に前記塗布液が塗布された
   前記基板を反転させて前記基板の塗布面を上方に向ける
   反転工程を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜
   形成方法。
3. 【請求項３】 前記塗布工程を、表面に前記塗布液が付
   着した回転ローラを回転させるとともに、この回転ロー
   ラの上部に前記基板の前記塗布面を接触させることなく
   行うことを特徴とする請求項２記載の薄膜形成方法。
4. 【請求項４】 更に前記塗布工程を、前記基板を前記回
   転ローラの上部に対して前記基板の先端から後端にわた
   って移動させることにより行うことを特徴とする請求項
   ３記載の薄膜形成方法。
5. 【請求項５】 前記基板を前記回転ローラの回転周方向
   と逆方向に移動させることを特徴とする請求項４記載の
   薄膜形成方法。
6. 【請求項６】 前記基板を前記回転ローラの回転周方向
   と同方向に移動させることを特徴とする請求項４記載の
   薄膜形成方法。
7. 【請求項７】 更に前記塗布工程を、前記基板に対して
   前記回転ローラを前記基板の先端から後端に向かって移
   動させることにより行うことを特徴とする請求項３記載
   の薄膜形成方法。
8. 【請求項８】 請求項２ないし７のいずれか１記載の薄
   膜形成方法に用いられる薄膜形成装置であって、前記基
   板に前記塗布液を塗布する基板塗布装置と前記基板に塗
   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、上部開口部を有するとともに内部に前記塗布液を貯
   溜する塗布液貯溜槽と、上部が前記塗布液貯溜槽の前記
   上部開口部ら上方へ突出されているとともに下部が前記
   塗布液貯溜槽内の前記塗布液に浸漬されるようにして前
   記塗布液貯溜槽内に回転可能に配設された回転ローラと
   を少なくとも備えており、前記スピンコーティング装置
   は前記基板を載置固定しかつ回転させる回転テーブルを
   少なくとも備えていることを特徴とする薄膜形成装置。
9. 【請求項９】 前記回転ローラは、その軸方向長さが前
   記基板の幅よりも短く設定されていることを特徴とする
   請求項８記載の薄膜形成装置。
10. 【請求項１０】前記塗布工程は、前記基板の塗布面を上
    方に向けその塗布面の所定範囲に塗布液を該基板の上側
    から塗布する工程であることを特徴とする請求項１記載
    の薄膜形成方法。
11. 【請求項１１】前記塗布工程を、塗布液を吐出する塗布
    ノズルにより、該塗布ノズルの吐出口を前記基板の前記
    塗布面に接触させることなく行うことを特徴とする請求
    項１０記載の薄膜形成方法。
12. 【請求項１２】更に前記塗布工程を、前記塗布ノズルの
    吐出口を前記基板の前記吐出面に対向させた状態で、前
    記塗布ノズルに対して前記基板をその先端から後端にわ
    たって移動させることにより行うことを特徴とする請求
    項１１記載の薄膜形成方法。
13. 【請求項１３】前記塗布ノズル内の前記塗布面の所定範
    囲の幅方向に延びた比較的大きな矩形状の第１空所に前
    記塗布液を一旦給送し、この塗布液を更に溝を通して前
    記塗布ノズル内の前記塗布面の所定範囲の幅方向に延び
    た比較的小さな矩形状の第２空所に給送することを特徴
    とする請求項１２記載の薄膜形成方法。
14. 【請求項１４】前記基板の移動時に、前記塗布ノズルの
    吐出口が対向するこうする位置が前記塗布面の所定範囲
    の塗布終了位置より所定位置だけ手前の位置となったと
    き、前記塗布ノズル内の前記第１空所への前記塗布液の
    給送を停止することを特徴とする請求項１２または１３
    記載の薄膜形成方法。
15. 【請求項１５】請求項１０ないし１４のいずれか１記載
    の薄膜形成方法に用いられる薄膜形成装置であって、前
    記基板に前記塗布液を塗布する基板塗布装置と前記基板
    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
    置は基板ノズルを有しており、該基板ノズルは、前記塗
    布液が給送される、前記塗布ノズル内の前記塗布面の所
    定範囲の幅方向に延びた比較的大きな矩形状の第１空所
    と、前記塗布ノズル内の前記塗布面の所定範囲の幅方向
    に延びた比較的小さな矩形状に形成され、その下端が同
    形状の吐出口とされている第２空所と、きわめて小さな
    断面積で前記塗布面の所定範囲の幅方向に形成された、
    前記第１空所と前記第２空所とを連通するの多数の溝と
    からなることを特徴とする薄膜形成装置。
16. 【請求項１６】前記基板の塗布面に前記塗布液が塗布さ
    れる所定範囲の中心は、前記基板の塗布面のほぼ中心に
    設定されていることを特徴とする請求項１ないし７およ
    び１０ないし１４のいずれか１記載の薄膜形成方法。