CN102369572A - 薄膜形成装置及薄膜形成方法 - Google Patents

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CN102369572A CN201080014333XA CN201080014333A CN102369572A CN 102369572 A CN102369572 A CN 102369572A CN 201080014333X A CN201080014333X A CN 201080014333XA CN 201080014333 A CN201080014333 A CN 201080014333A CN 102369572 A CN102369572 A CN 102369572A
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广濑治道
泷泽洋次
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Abstract

本发明提供能够防止灰尘附着在工件上、并防止薄膜材料附着在工件的侧部,而且能够以均匀的厚度形成薄膜的薄膜形成装置及薄膜形成方法。具有对工件在(1)的上表面进行保持的保持部(2)、把树脂(R)供给到被保持部(2)保持的工件(1)的下方的供给部(3)、使被所述保持部(2)保持的工件(1)旋转从而使由所述供给部(3)供给的树脂(R)在工件(1)的下表面上延展的旋转机构(22)、通过朝在工件(1)的下表面上延展的树脂(R)照射紫外线(UV)而使树脂(R)硬化的硬化部(4)、和使保持部(2)在供给部(3)与硬化部(4)间移动的移动机构(24)。

Description

薄膜形成装置及薄膜形成方法
技术领域
本发明涉及例如用于在平板状的工件的表面形成薄膜的薄膜形成装置及薄膜形成方法。
背景技术
在手机等的液晶板或盖板的表面、光盘等基板的表面设有保护用的硬涂层。该硬涂层通过把树脂薄膜硬化而形成。而且,在光盘上,为了粘贴作为其构成部件的一对基板,必须在一方或双方的基板上涂布作为粘接剂的树脂薄膜。
作为在这样的显示板或保护板、基板等的平板状的部件(以下称为工件)的表面形成树脂薄膜的方法,一般采用自旋涂布(スピ ン コ一ト)法(参照专利文献1)。通过自旋涂布法进行的树脂涂布,例如按如下方式进行。
即,如图11(A)所示,由管嘴N把树脂R滴到被载置在旋转台T上的工件W的上面。而且,如图11(B)所示,当通过马达M使旋转台T旋转时,树脂R在离心力作用下在工件W的表面延展。
除了自旋涂布法以外,作为形成树脂薄膜的方法,存在通过直线状的缝隙来涂布树脂的方法。该技术为,缝隙一边供给树脂一边在工件的表面平行移动,由此,在工件的表面涂布树脂(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-343701号公报
专利文献2:日本特开平6-343908号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在通过上述自旋涂布法进行薄膜形成时,存在以下问题。即,在被载置在旋转台上的工件上,有可能落下周围的灰尘。如此地落下的灰尘会成为阻碍树脂在工件旋转过程中扩展的主要原因,会对产品品质或成品率造成影响。
另外,在采用自旋涂布法的场合,树脂在旋转的离心力作用下朝工件的周边缘移动,多余的树脂会飞散掉。这样朝工件的周边缘移动的树脂,由于在重力作用下朝向下方,因而树脂用以附着在工件的侧部。例如,如图12所示,在工件W为方形的液晶板或盖板的场合,在侧部形成台阶或槽。在该工件W的表面形成薄膜时,如果树脂附着在侧部的话,会招致电气系统或安装发生不良情况,因而不好。
为了对此进行应对,还考虑了采用通过缝隙进行树脂涂布的方法。但是,在该方法的场合,由于进行涂布时缝隙的移动要花费时间,所以,生产效率不佳。而且,缝隙移动的正时或移动速度可能会造成在涂布面上残留线条,有时会损害表面的均匀性。进而,为了防止树脂附着到侧部,对缝隙进行正确定位必定不容易。
本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的,目的是提供能够防止灰尘附着在工件上、并防止薄膜材料附着在工件的侧部,而且能够以均匀的厚度形成薄膜的薄膜形成装置及薄膜形成方法。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明的薄膜形成装置的特征在于,具有:保持部,其对平板状的工件的上表面进行保持;供给部,其把膜材料供给到被所述保持部保持着的工件的垂直方向的下表面;和旋转机构,其使被所述保持部保持的工件旋转,从而使由所述供给部供给的膜材料在工件的下表面上延展。
另一方式的特征在于,保持部保持平板状的工件的上表面;供给部把膜材料供给到由所述保持部保持的工件的垂直方向的下表面;旋转机构使被所述保持部保持的工件旋转,从而使被所述供给部供给的膜材料在工件的下表面上延展。
在上述那样的发明中,由于膜材料朝工件的供给面是朝向下方的,因而落下的灰尘难以附着,可以排除对延展形成阻碍的主要原因,提高品质、成品率。而且,在工件的下表面移动的树脂,在重力作用下朝下下方,所以不会附着在工件的侧部。
另一方式的特征为,所述供给部具有使膜材料附着到所述工件的下表面的涂布部。
在上述发明中,膜材料附着到工件的下表面之后,通过使工件旋转,可以简单地使膜材料延展。
另一方式的特征为,所述涂布部设有多个。
在上述发明中,由多个涂布部把膜材料在多点进行涂布,由此可以调节膜厚度的均匀性。
另一方式的特征为,所述供给部具有把膜材料朝所述工件的下表面喷出的喷出部。
在上述发明中,通过把膜材料喷出,可以以更高的速度使膜材料在工件的下表面上延展。
另一方式的特征为,所述喷出部设有多个。
在上述发明中,通过改变多个喷出部上的喷出量或喷出速度,可以使膜厚均匀、将膜厚局部改变。
另一方式的特征为,所述保持部具有保持部件,该保持部件的外形在工件的外形以下。
在上述发明中,由于保持部件比工件小,所以可以防止飞散的膜材料附着到保持部件上。
另一方式的特征为,具有以改变所述工件与所述供给部间的上下方向距离的方式使所述工件与所述供给部的相对位置发生改变的升降机构。
另一方式的特征为,所述供给部具有收容膜材料的容器,从而,能够通过由所述升降机构使旋转的工件的下表面与膜材料的表面接近或接触,而使膜材料在工件的下表面上延展。
另一方式的特征为,通过使工件与膜材料间的距离改变,从而改变由工件的旋转所产生的工件下表面侧的气流。
在上述发明中,通过使旋转的工件接近或接触容器内的膜材料的表面,可以节省对管嘴进行定位等的工夫,能使膜材料瞬间在工件上延展。
另一方式的特征为,具有把保持着工件的所述保持部朝包含所述供给部的多个部位移动的移动机构。
在上述发明中,可以在由保持部保持工件上表面的状态下从前一工序朝后一工序移动,不需要将工件翻转,因此,不需要用于进行翻转的设备,可以使装置简化并降低成本。
发明效果
如上述说明的那样,根据本发明,能够提供可以防止灰尘附着到工件上并防止膜材料附着在工件的侧部,而且能够形成均匀厚度的薄膜的薄膜形成装置及薄膜形成方法。
附图说明
图1是表示本发明的薄膜形成装置的一个方式的俯视图。
图2是表示图1的方式的保持部及供给部的侧面截面图。
图3是表示图1的方式的保持部及硬化部的侧面截面图。
图4是表示把树脂朝图1的方式的工件供给并延展的说明图。
图5是表示本发明的薄膜形成装置的另一方式的俯视图。
图6是表示本发明的薄膜形成装置的供给部中的另一方式的侧面截面图。
图7是表示本发明的薄膜形成装置的供给部中的另一方式的侧面截面图。
图8是表示本发明的薄膜形成装置的供给部中的另一方式的侧面截面图。
图9是表示本发明的薄膜形成装置的供给部中的另一方式的侧面截面图。
图10是表示本发明的薄膜形成装置的保持部中的另一方式的侧面截面图。
图11是表示现有的自旋涂布装置的一例的侧面截面图。
图12是表示一般的液晶板的立体图。
具体实施方式
下面参照附图具体说明用来实施本发明的方式(以下称为实施方式)。
(构成)
首先,参照图1~图4说明本实施方式的构成。本实施方式为,在手机的液晶板(以下称为工件)的表面形成保护用的硬涂层的薄膜形成装置。对于本发明实施方式中的将工件搬入、搬出的装置等,由于可以使用所有公知的技术,所以省略其说明。
即,本实施方式如图1~3所示,具有保持工件1的保持部2、和被适当定位在保持部2的下方的供给部3及硬化部4等。
保持部2具有保持机构21、旋转机构22、升降机构23、移动机构24等。保持机构21如图2所示具有保持部件21a和吸附管嘴21b。保持部件21a为平板状的板,设置成能通过旋转机构22进行旋转。该保持部件21a在从俯视方向观察时,具有与工件1的外形相同或比工件1小的外形。
吸附管嘴21b是吸附保持工件1的管嘴。该吸附管嘴21b与未图示的真空源连接,能够通过阀的切换等对工件1的上表面进行吸附、释放。
旋转机构22是通过作为驱动源的马达22a使保持机构21旋转的机构。该旋转机构22被设置成能通过升降机构23进行升降。
升降机构23是具有支柱部23a和臂部23b的驱动机构。支柱部23a是垂直方向的部件,被设置成能通过移动机构24在水平方向移动。
臂部23b是水平方向的部件,被设置成一端能够相对于支柱部23a在垂直方向移动。作为使该臂部23b移动的机构,可以使用基于马达驱动的进给丝杠机构、基于气缸的机构等所有公知技术。在臂部23b的另一端安装有旋转机构22。
移动机构24,如图1所示,通过把支柱部23a朝水平方向移动,而把保持部2在供给部3与硬化部4间移动。作为移动机构24,例如可以考虑使其通过马达驱动的进给丝杠24a沿轨道或导向轴等导向部件24b直线状地移动。但是,本发明不限于此,只要是能够使其水平移动即可,能够采用所有公知的机构。
供给部3如图2所示,具有箱31、供给管嘴32、泵33、过滤器34、收容部35等。箱31是用来蓄积作为膜材料的紫外线硬化型的树脂R的容器。供给管嘴32是用来把从箱31送出的树脂R供给到工件1的垂直方向(重力方向)的下表面的管嘴(涂布部)。
从箱31朝供给管嘴32进行的树脂R的送出,是通过设有泵33以及过滤器34的供给路径31a来进行的。收容部35是用来收容从供给管嘴32以及工件1滴下的树脂R的容器。被收容在该收容部35中的树脂R通过回收路径35a返回箱31。
如图3所示,硬化部4具有收容部41、照射装置42以及保护部件43等。收容部41是用来收容从工件1滴下的树脂R的容器。在该收容部41中收容的树脂R通过废弃路径41a被废弃。照射装置42设置在收容部41的中央部。该照射装置42把紫外线UV照射到被保持机构21保持的工件1的下表面的整个面。
保护部件43是安装在收容部41上的照射装置42的上部的玻璃板。该保护部件43保护照射装置42不会被从工件1滴下的树脂R滴到,而且可以透过从照射装置42照射的紫外线UV。
升降机构23、移动机构24、马达22a、泵33、照射装置42、真空源(也包含阀等)的动作通过控制装置进行控制。该控制装置,例如通过基于专用电子电路或规定的程序进行动作的计算机等来实现。因此,用来按以下说明的顺序对本装置的动作进行控制的计算机程序以及记录该程序的存储介质,也是本发明的一个实施方式。
(作用)
对具有上述构成的本实施方式的作用进行说明。首先,如图1所示,真空源动作,保持机构21的吸附管嘴21b吸附保持从上一个工序被运送来的工件1。移动机构24移动保持部2,从而使工件1的中央到达供给管嘴32的上部。升降机构23使保持机构21下降,使工件1接近供给管嘴32。而且,泵33进行动作,供油管嘴32供给树脂R,由此,如图4(A)所示,把树脂R涂布到工件1的下表面上。
进而,如图4(B)所示,当使旋转机构22的马达22a动作时,被吸附管嘴21b吸附的工件1与保持机构21的保持部件21a一起旋转。于是,树脂R在离心力作用下在工件1的下表面上延展。此时,从工件1滴下的树脂R落到收容部35上,通过回收路径35a返回箱31。另外,树脂R的涂布也可以一边使工件1旋转一边来进行。
接着,通过停止马达22a,保持部件21a的旋转停止。移动机构24以使工件1的中央到达照射装置42的上部的方式把保持部2移动到硬化部4侧。而且,再次使马达22a动作,一边使工件1与保持部件21a一起旋转一边通过照射装置42对工件1的整个面照射紫外线UV。由此,在工件1上延展的树脂R硬化。此后,把工件1运送到下一工序。另外也可以不使工件1旋转、照射紫外线UV。
(效果)
根据上述本实施方式,由于树脂R朝工件1的涂布面是朝向下方的,所以落下的灰尘难以附着,可以排除对延展造成阻碍的主要原因,提高品质、成品率。也不可能如使缝隙移动的场合那样在树脂R的表面残留线条。另外,从工件1的中央移动的树脂,由于在重力作用下流向下方,因而不会附着在工件1的侧部。进而,由于保持部件21a比工件1小,所以可以防止飞散的树脂R附着到保持部件21a上。
(其它实施方式)
本发明不限于上述那样的实施方式。例如,也可以为,保持部在保持工件的状态下从上一工序连续搬入工件,并在该状态下朝下一工序搬出。由此,不需要进行替换保持工件的操作。
另外,使保持部移动的移动机构也可以是通过转台等使保持部旋转移动的机构。在该场合下,例如如图5所示,可以考虑在转台5上搭载多台保持部2。该转台5被构成为,通过索引机构,与把工件1搬入的搬入位置5A、设有供给部3的供给位置5B、设有硬化部4的硬化位置5C、把工件1搬出的搬出位置5D相一致地进行间歇旋转。
被保持在各保持部2的工件1,随着转台5的旋转,进行搬入位置5A处的工件1搬入、供给位置5B处的树脂供给、硬化位置5C处的树脂硬化、搬出位置5D处的工件1的搬出。在该实施方式中,能够在多个位置同时并行地进行处理,因而提高了制造效率。
通过把对工件供给树脂分为多次反复进行,可以调节膜厚。在该场合下,尽管也可以在单一的供给部反复使树脂延展,但也可以为,保持部一边依次在多个供给部间移动,一边把树脂相对于工件进行多次延展。树脂的硬化可以在多次树脂延展的每一次中进行,也可以在多次延展之后,一起进行硬化。在该场合下,可以通过单一的硬化部进行硬化,也可以通过多个硬化部进行硬化。
另外,保持部与供给部或硬化部的位置,只要能够进行相对改变即可。因此,例如,可以为通过移动机构使在上述实施方式中的供给部或硬化部在水平方向移动,或通过移动机构使保持部及供给部或硬化部的双方在水平方向移动的构造。在该场合下的移动机构,可以是如上述举例表示的那样进行直线移动的机构,也可以是使其进行旋转移动的机构,可以使用所有公知的机构。在图1所示的实施方式中,也可以把移动机构24的任何一方的端部作为搬入和搬出位置。把移动机构24的一方的端部作为搬入位置、把另一方的端部作为搬出位置也可以。
进而,也可以为,把供给部或硬化部形成为通过升降机构进行升降的构造,或把保持部及供给部或硬化部的双方形成为通过升降机构进行升降的构造。在该场合下的升降机构,也如上述距离表示的那样,可以使用所有公知的技术。
另外,由供给部供给膜材料的方法,不限于上述实施方式中表示的。例如,通过供给管嘴进行的膜材料的涂布,可以仅仅在工件的中心,也可以在多个部位进行,可以按直线状、环形、波状等,不论按哪种方式都可以。另外,也可以把供给管嘴设置多个,同时在多点进行涂布,对膜厚进行调节。在该场合下,也可以对应于工件的种类或大小,改变膜材料的涂布点数、粘度等,扩大适用的对象。
另外,如图6所示,可以通过保持部2的旋转机构22,一边使被保持机构21保持的工件1旋转,一边通过由供给部3的供给管嘴32(喷出部)喷出树脂R而使树脂R在工件1的下表面迅速延展。
进而,如图7所示,也可以通过从多个供给管嘴32喷出树脂R,从而使树脂R在旋转的工件1的下表面延展。在该场合下,通过改变各个供给管嘴32上的喷出量或喷出速度,可以使膜厚均匀、或部分地改变。
另外,如图8所示,可以一边通过旋转机构22使被保持机构21保持的工件1旋转,一边通过升降机构23使其接近在容器内盛满的树脂R的表面,从而使树脂R在工件1的下表面延展。这是基于柏努利法则在工件1的下表面与树脂R的表面间产生负压,使树脂R被吸引的结果。另外,技术方案中的由供给部进行膜材料的供给,是包括使膜材料接触工件1的场合、和把膜材料导入工件1的下方的场合的宽泛概念。
该实施方式中,可以节省对供给管嘴进行定位等的工夫,瞬间进行延展。另外,在膜材料的供给侧,不考虑相对于工件1的下表面的平行度也可以。此时的工件1的下表面与树脂R的表面的距离,优选为不致在工件1的侧部产生气体的紊流的距离。另外通过使工件1的下表面与树脂R的表面接触,也可以将树脂延展。
进而,如图9所示,可以构成为,通过升降机构(未图示)使树脂R的容器的底座B升降,通过底座B的升降来管理树脂R相对于工件1的下表面的距离或接触量,调节膜厚。该实施方式在树脂R粘度高的场合有利。即,在喷出高粘度的树脂R的场合,可能难以均匀涂布到工件1的整个面上。在此,使用底座B,预先以使树脂R在底座B的表面薄薄地延展的方式准备了树脂R。而且,通过使工件1与树脂R接触而把树脂R均匀地涂布在工件1的整个面上。
如这些实施方式那样,即便在与树脂R的液面接近或与其接触地进行树脂R的延展时,由于保持部件21a比工件1小,所以可以防止树脂R附着到保持部件21a上。另外,由于底座B与工件1的间隔只要能相对改变即可,所以,也可以将底座B固定而使工件1能够通过升降机构进行升降。另外,可以通过旋转机构使工件1和底座B的双方旋转,也可以使任何一方旋转。不使工件1和底座B旋转也可以。
进而,也可以通过在底座B上组装加热器等的加热机构,使树脂R的温度上升,由此来调节粘度。另外,用来把树脂R送出到底座B的上表面的孔,为多少个都可以。
另外,保持部上的对工件进行保持的方法,可以使用真空卡盘、静电卡盘、机械卡盘等所有公知的技术。如图10所示,在使工件1一边与树脂R接触一边进行旋转的场合,为了防止工件1错位,也可以在保持部件21a上安装用来对工件1的外周进行引导的导向部21c。
另外,通过把供给部、硬化部收容在分别的或共同的真空卡盘内,在真空中进行膜材料的涂布、延展、硬化等,可以防止附着灰尘或阻碍硬化的情况发生。对于工件,其大小、形状、材质等可自由设定,可以适用于需要涂布膜材料的所有工件。因此,也可以使用本发明来形成作为工件贴合的粘接层的薄膜。在该场合下,由于在工件的下表面上形成粘接层,所以,只要把保持部直接移动到作为贴合对象的工件上并使其下降,而不需要进行翻转等,就可以容易地进行贴合。对于膜材料,可以使用所有的工件的保护层、粘接层中使用的材料。
附图标记说明
1工件
2保持部
3供给部
4硬化部
5转台
5A搬入位置
5B供给位置
5C硬化位置
5D搬出位置
21保持机构
21a保持部件
21b吸附管嘴
21c导向部
22旋转机构
22a马达
23升降机构
23a支柱部
23b臂部
24移动机构
24a丝杠
24b导向部件
31箱
31a供给路径
32供给管嘴
33泵
35、41收容部
35a回收路径
41a废弃路径
42照射装置
43保护部件

Claims (11)

1.一种薄膜形成装置,其特征在于,具有:
保持部,其对平板状的工件的上表面进行保持;
供给部,其把膜材料供给到被所述保持部保持着的工件的垂直方向的下表面;和
旋转机构,其使被所述保持部保持的工件旋转,从而使由所述供给部供给的膜材料在工件的下表面上延展。
2.如权利要求1所述的薄膜形成装置,其特征在于:所述供给部具有使膜材料附着到所述工件的下表面的涂布部。
3.如权利要求2所述的薄膜形成装置,其特征在于:所述涂布部设有多个。
4.如权利要求1所述的薄膜形成装置,其特征在于:所述供给部具有把膜材料朝所述工件的下表面喷出的喷出部。
5.如权利要求4所述的薄膜形成装置,其特征在于:所述喷出部设有多个。
6.如权利要求1所述的薄膜形成装置,其特征在于:所述保持部具有保持部件,该保持部件的外形小于等于工件的外形。
7.如权利要求1所述的薄膜形成装置,其特征在于:具有以改变所述工件与所述供给部间的上下方向距离的方式使所述工件与所述供给部的相对位置发生改变的升降机构。
8.如权利要求7所述的薄膜形成装置,其特征在于:所述供给部具有收容膜材料的容器,从而,能够通过由所述升降机构使旋转的工件的下表面与膜材料的表面接近或接触,而使膜材料在工件的下表面上延展。
9.如权利要求1所述的薄膜形成装置,其特征在于:具有把保持着工件的所述保持部朝包含所述供给部的多个部位移动的移动机构。
10.一种薄膜形成方法,其特征在于:
保持部保持平板状的工件的上表面;
供给部把膜材料供给到由所述保持部保持的工件的垂直方向的下表面;
旋转机构使被所述保持部保持的工件旋转,从而使被所述供给部供给的膜材料在工件的下表面上延展。
11.如权利要求10所述的薄膜形成方法,其特征在于:通过使工件与膜材料间的距离改变,从而改变由工件的旋转所产生的工件下表面侧的气流。
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