JP2006150206A - Functional membrane forming apparatus and functional membrane forming method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板に機能性膜を形成する機能性膜形成装置及び機能性膜形成方法に関するものである。 The present invention relates to a functional film forming apparatus and a functional film forming method for forming a functional film on a substrate.
従来、機能性膜、例えば、液晶表示装置の配向膜等は、基板上に均一に配向膜を形成する材料(配向膜材料)を塗布し、塗布された配向膜材料を乾燥させることによって形成されている。ここで、配向膜等を形成する際に膜ムラが発生し配向膜の膜厚が不均一になる可能性があるため、膜ムラの発生を防止するための各種の装置及び方法が提案されている。 Conventionally, functional films, such as alignment films of liquid crystal display devices, are formed by applying a material (alignment film material) that uniformly forms an alignment film on a substrate and drying the applied alignment film material. ing. Here, since the film unevenness may occur when forming the alignment film and the like, and the film thickness of the alignment film may become non-uniform, various apparatuses and methods for preventing the film unevenness have been proposed. Yes.
例えば、基板上に配向膜材料が塗布された後、塗布された配向膜材料を乾燥させる前、例えば、基板の搬送中等に配向膜材料が自然乾燥することにより形成される配向膜の膜厚が不均一になることを防止する乾燥装置が、特許文献1に開示されている。この特許文献1記載の乾燥装置によれば、ステージに基板を保持して配向膜材料を塗布した後、基板を保持したままのステージに乾燥用カバーを被せることによって気密な空間を形成し、該気密空間内を減圧することによって基板の乾燥処理を行っている。 For example, after the alignment film material is applied on the substrate, before the applied alignment film material is dried, for example, when the alignment film material is naturally dried during transport of the substrate, the thickness of the alignment film formed is A drying apparatus for preventing non-uniformity is disclosed in Patent Document 1. According to the drying apparatus described in Patent Document 1, after the substrate is held on the stage and the alignment film material is applied, an airtight space is formed by covering the stage with the substrate held thereon with a drying cover, The substrate is dried by reducing the pressure in the hermetic space.
また、基板を洗浄する洗浄機、基板の親水性を向上させる処理(例えば、基板に紫外線を照射する処理)を施すUV照射装置、基板に配向膜材料を塗布する液滴吐出装置、基板を乾燥させる乾燥炉及び基板上に形成された配向膜をラビングするラビング装置を1つの形成ラインとして連続に配置した製造装置が、特許文献2に開示されている。 Also, a cleaning machine that cleans the substrate, a UV irradiation device that performs processing to improve the hydrophilicity of the substrate (for example, processing that irradiates the substrate with ultraviolet rays), a droplet discharge device that applies alignment film material to the substrate, and a substrate drying Patent Document 2 discloses a manufacturing apparatus in which a drying furnace and a rubbing apparatus for rubbing an alignment film formed on a substrate are continuously arranged as one forming line.
ところで、大型の基板、例えば、370×470mm以上等の大型の基板上に機能性膜を形成する場合には、上述の特許文献1記載の乾燥装置や上述の特許文献2記載の製造装置は有効であるが、小型の基板に対する処理には適していないという問題がある。例えば、15×25〜30mm程度の小型の基板に所定の膜(例えば、配向膜)を形成する場合、上述の特許文献1記載の乾燥装置等においては、1枚1枚の基板に対して配向膜材料の塗布、塗布された配向膜材料の乾燥等の処理が行われるため、生産効率を向上させることができない。 By the way, when a functional film is formed on a large substrate, for example, a large substrate of 370 × 470 mm or more, the above-described drying apparatus described in Patent Document 1 and the manufacturing apparatus described in Patent Document 2 are effective. However, there is a problem that it is not suitable for processing on a small substrate. For example, when a predetermined film (for example, an alignment film) is formed on a small substrate of about 15 × 25 to 30 mm, in the above-described drying apparatus described in Patent Document 1, alignment is performed for each substrate. Since processing such as application of the film material and drying of the applied alignment film material is performed, production efficiency cannot be improved.
その一方、複数の小型の基板をまとめて処理する場合には、複数の基板の中で、所定の膜を形成する材料を含む成膜溶液、例えば、配向膜材料を最初の基板に塗布してから最後の基板に塗布するまでに所定時間が必要となる。従って、複数の基板の各々に配向膜材料を塗布する処理を行っている間に、最初に配向膜材料が塗布された基板は自然乾燥が進んでしまい、形成される配向膜の膜厚が不均一になる可能性がある。 On the other hand, when a plurality of small substrates are processed together, a film-forming solution containing a material for forming a predetermined film, for example, an alignment film material is applied to the first substrate among the plurality of substrates. A predetermined time is required from application to the last substrate. Therefore, during the process of applying the alignment film material to each of the plurality of substrates, the substrate on which the alignment film material is first applied is naturally dried, and the thickness of the formed alignment film is not good. May be uniform.
この発明の課題は、複数の基板上の各々に均一な膜厚を有する所定の膜を、高い生産効率で形成することができる機能性膜形成装置及び機能性膜形成方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a functional film forming apparatus and a functional film forming method capable of forming a predetermined film having a uniform film thickness on each of a plurality of substrates with high production efficiency. .
この発明に係る機能性膜形成装置は、基板に所定の膜を形成する成膜溶液を塗布する成膜溶液塗布装置と、前記基板を複数まとめて前記基板の各々に塗布された成膜溶液を乾燥させる乾燥装置と、前記成膜溶液塗布装置において前記成膜溶液が塗布された前記基板を前記乾燥装置に搬送する搬送装置とを備える機能性膜形成装置において、前記乾燥装置により乾燥させる複数の前記基板の内、最初に前記成膜溶液が塗布された前記基板に対して、前記成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理する時間管理手段を備え、前記搬送装置は、前記時間管理手段により管理されている所定時間内に、前記基板を前記乾燥装置に搬送することを特徴とする。 A functional film forming apparatus according to the present invention includes a film forming solution applying apparatus that applies a film forming solution for forming a predetermined film on a substrate, and a film forming solution that is applied to each of the substrates by combining a plurality of the substrates. In a functional film forming apparatus, comprising: a drying device for drying; and a transport device that transports the substrate coated with the film forming solution to the drying device in the film forming solution coating device. Among the substrates, the substrate is first coated with the film-forming solution, and includes time management means for managing the time from the start of applying the film-forming solution, and the transfer device includes the time The substrate is transported to the drying device within a predetermined time managed by a management means.
この機能性膜形成装置によれば、乾燥装置により乾燥させる複数の基板の内、最初に成膜溶液が塗布された基板に対して成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理し、所定時間内に成膜溶液が塗布された基板を乾燥装置に搬送している。即ち、乾燥装置により乾燥させる複数の基板、例えば、小型基板の中で最初に成膜溶液が塗布された1枚目の基板において乾燥ムラを生じる程度まで自然乾燥が進行する前に、成膜溶液が塗布された複数の小型基板をまとめて乾燥装置に搬送することができる。従って、成膜溶液の塗布が行われている時間を管理することにより、均一な膜厚を有する高品質な機能性膜を高い精度で効率的に形成することができる。 According to this functional film forming apparatus, the time from the start of applying the film forming solution to the substrate on which the film forming solution is first applied among the plurality of substrates to be dried by the drying apparatus is managed, The substrate on which the film-forming solution has been applied within a predetermined time is conveyed to a drying device. That is, before the natural drying proceeds to the extent that drying unevenness occurs on a plurality of substrates to be dried by a drying apparatus, for example, a first substrate on which a film forming solution is first applied among small substrates, the film forming solution A plurality of small substrates coated with can be collectively conveyed to a drying apparatus. Therefore, by controlling the time during which the film forming solution is applied, a high-quality functional film having a uniform film thickness can be efficiently formed with high accuracy.
また、この発明に係る機能性膜形成装置は、前記所定時間が、前記基板に塗布される成膜溶液の種類と、少なくとも前記成膜溶液塗布装置が設置されている処理室内の温度、湿度及び気圧の何れか1つに基づいて予め設定されていることを特徴とする。 In the functional film forming apparatus according to the present invention, the predetermined time includes the kind of the film forming solution applied to the substrate, and the temperature, humidity and at least in the processing chamber in which the film forming solution applying apparatus is installed. It is preset based on any one of the atmospheric pressures.
この機能性膜形成装置によれば、成膜溶液の種類と、少なくとも処理室内の温度、湿度及び気圧の何れか1つに基づいて所定時間が設定される。従って、形成される機能性膜の種類と、機能性膜形成装置が設置されている処理室内の環境に基づいて、適切な所定時間を設定することができる。 According to this functional film forming apparatus, the predetermined time is set based on the type of the film forming solution and at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure in the processing chamber. Therefore, an appropriate predetermined time can be set based on the type of the functional film to be formed and the environment in the processing chamber in which the functional film forming apparatus is installed.
また、この発明に係る機能性膜形成装置は、前記成膜溶液塗布装置がインクジェット式の液滴吐出装置であることを特徴とする。この機能性膜形成装置によれば、インクジェット式の液滴吐出装置により基板上に成膜溶液が塗布される。即ち、基板上に迅速、かつ、的確に成膜溶液を塗布することができるため、機能性膜形成装置における生産性を適切に向上させることができる。 The functional film forming apparatus according to the present invention is characterized in that the film forming solution coating apparatus is an ink jet type droplet discharge apparatus. According to this functional film forming apparatus, the film forming solution is applied onto the substrate by the ink jet type droplet discharge apparatus. That is, since the film forming solution can be applied quickly and accurately on the substrate, the productivity in the functional film forming apparatus can be appropriately improved.
また、この発明に係る機能性膜形成装置は、前記成膜溶液塗布装置が複数の前記基板を配置して前記成膜溶液を塗布することを特徴とする。この機能性膜形成装置によれば、例えば、パレット上に複数の小型基板を配置して、効率的に成膜溶液を塗布することができるため、機能性膜形成装置における生産性を適切に向上させることができる。 Further, the functional film forming apparatus according to the present invention is characterized in that the film forming solution applying apparatus arranges the plurality of substrates and applies the film forming solution. According to this functional film forming apparatus, for example, a plurality of small substrates can be arranged on a pallet and a film forming solution can be efficiently applied, so that productivity in the functional film forming apparatus is appropriately improved. Can be made.
また、この発明に係る機能性膜形成方法は、基板に所定の膜を形成する成膜溶液を塗布する成膜溶液塗布工程と、前記成膜溶液塗布工程において前記基板に対して前記成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理する時間管理工程と、前記時間管理工程において管理されている所定時間内に前記基板に塗布された前記成膜溶液を乾燥させる乾燥装置に搬送する搬送工程と、前記搬送工程により搬送された前記基板に塗布された前記成膜溶液を乾燥させる乾燥工程とを有することを特徴とする。 Further, the functional film forming method according to the present invention includes a film forming solution applying step for applying a film forming solution for forming a predetermined film on a substrate, and the film forming solution for the substrate in the film forming solution applying step. A time management process for managing the time from the start of coating, and a transport process for transporting the film-forming solution applied to the substrate within a predetermined time managed in the time management process to a drying device And a drying step of drying the film-forming solution applied to the substrate transported by the transporting step.
また、この発明に係る機能性膜形成方法は、前記乾燥工程において複数の前記基板をまとめて乾燥させ、前記時間管理工程においては乾燥させる前記基板の内、最初に前記成膜溶液が塗布された前記基板に対する前記成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理することを特徴とする。 In the functional film forming method according to the present invention, the plurality of substrates are dried together in the drying step, and the film forming solution is first applied among the substrates to be dried in the time management step. A time period from the start of application of the film forming solution to the substrate is managed.
これらの機能性膜形成方法によれば、所定時間内に成膜溶液が塗布された基板、例えば、乾燥装置において乾燥させる基板の内、最初に成膜溶液が塗布された基板に対する成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理し、最初に成膜溶液が塗布された1枚目の基板において乾燥ムラを生じる程度まで自然乾燥が進行する前に、成膜溶液が塗布された複数の基板をまとめて乾燥装置に搬送している。従って、成膜溶液が塗布されている時間を管理することにより、均一な膜厚を有する高品質な機能性膜を高い精度で効率的に形成することができる。 According to these functional film forming methods, the film forming solution is applied to the substrate coated with the film forming solution within a predetermined time, for example, the substrate to be dried in the drying apparatus, to the substrate coated with the film forming solution first. The time from the start of application is controlled, and a plurality of film-forming solutions are applied before natural drying proceeds to the extent that drying unevenness occurs on the first substrate on which the film-forming solution is first applied. The substrates are collectively transported to the drying device. Therefore, by controlling the time during which the film forming solution is applied, a high-quality functional film having a uniform film thickness can be efficiently formed with high accuracy.
また、この発明に係る機能性膜形成方法は、前記所定時間が、前記基板に塗布される成膜溶液の種類と、少なくとも前記基板に成膜溶液が塗布される処理室内の温度、湿度及び気圧の何れか1つに基づいて設定されていることを特徴とする。 In the functional film forming method according to the present invention, the predetermined time includes the kind of the film forming solution applied to the substrate, and at least the temperature, humidity, and pressure in the processing chamber in which the film forming solution is applied to the substrate. It is set based on any one of these.
この機能性膜形成方法によれば、成膜溶液の種類と、少なくとも処理室内の温度、湿度及び気圧の何れか1つに基づいて所定時間が設定される。従って、形成される機能性膜の種類と、機能性膜が形成される処理室内の環境に基づいて、適切な所定時間を設定することができる。 According to this functional film forming method, the predetermined time is set based on the type of the film forming solution and at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure in the processing chamber. Therefore, an appropriate predetermined time can be set based on the type of the functional film to be formed and the environment in the processing chamber in which the functional film is formed.
また、この発明に係る機能性膜形成方法は、前記成膜溶液塗布工程において、インクジェット式の液滴吐出装置を用いて前記基板に前記成膜溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする。この機能性膜形成方法によれば、成膜溶液塗布装置としてインクジェット式の液滴吐出装置が用いられる。従って、複数の基板の各々に迅速、かつ、的確に成膜溶液を塗布し、複数の基板の各々に効率的に成膜溶液を塗布することができ、高い生産効率で高品質の機能性膜を形成することができる。 The functional film forming method according to the present invention is characterized in that the film forming solution applying step includes a step of applying the film forming solution to the substrate using an ink jet type droplet discharge device. According to this functional film forming method, an ink jet type droplet discharge device is used as a film forming solution coating device. Therefore, the film forming solution can be applied quickly and accurately to each of the plurality of substrates, and the film forming solution can be efficiently applied to each of the plurality of substrates. Can be formed.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態に係る機能性膜形成装置について説明する。なお、以下においては、この発明の実施の形態に係る機能性膜形成装置において、液晶表示装置の配向膜を形成する場合を例として説明する。 A functional film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, a case where an alignment film of a liquid crystal display device is formed in the functional film forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described as an example.
図1は、この発明の実施の形態に係る機能性膜形成装置(機能性膜形成ライン)の一例を示す図である。図1に示すように、機能性膜形成ライン100は、表面処理装置102、成膜溶液塗布装置104、乾燥装置106、焼成装置108、ラビング装置110、各装置を接続するベルトコンベアBC、ベルトコンベアBCを駆動させる駆動装置114及び機能性膜形成ライン100全体の制御を行う制御装置112により構成されている。また、表面処理装置102、成膜溶液塗布装置104、乾燥装置106、焼成装置108及びラビング装置110は、ベルトコンベアBCに沿って所定の間隔で一列に配置されている。制御装置112は、表面処理装置102、成膜溶液塗布装置104、乾燥装置106、焼成装置108、ラビング装置110及び駆動装置114と接続されている。駆動装置114は、制御装置112からの制御信号に基づいてベルトコンベアBCを駆動させ、処理対象の基板を表面処理装置102、成膜溶液塗布装置104、乾燥装置106、焼成装置108及びラビング装置110に搬送する。表面処理装置102においては基板の表面に濡れ性(親液性)を付与する処理が行われ、成膜溶液塗布装置104においては基板上に所定の膜を形成するための成膜溶液、即ち、配向膜を形成するための配向膜材料を塗布する処理が行われ、乾燥装置106においては塗布された配向膜材料を乾燥させる処理が行われる。また、焼成装置108においては乾燥させた配向膜材料を焼成させる処理が行われ、ラビング装置110においては形成された配向膜のラビング処理が行われる。なお、機能性膜形成ライン100においては、成膜溶液塗布装置104として、インクジェット式の液滴吐出装置が用いられる。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a functional film forming apparatus (functional film forming line) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a functional
図2は、この発明の実施の形態に係る液滴吐出装置として用いられるインクジェット式の液滴吐出装置104の構成の概略を示す図である。この液滴吐出装置104は、ベース31、パレット移動手段32、ヘッド移動手段33、液滴吐出ヘッド34、液供給手段35、制御装置40等により構成されている。ベース31には、図2に示すように、複数の基板Pを載置したパレット50を移動させるパレット移動手段32及び液滴吐出ヘッド34を移動させるヘッド移動手段33が設置されている。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an ink jet type
パレット移動手段32は、図2に示すように、ベース31上にY軸方向に沿って配置されたガイドレール36を有している。このパレット移動手段32は、例えば、リニアモータ(図示せず)により、スライダ37をガイドレール36に沿って移動させるように構成されている。また、スライダ37上には、複数の基板Pを載置したパレット50を保持するステージ39が固定されている。このステージ39は、公知の吸着保持手段(図示せず)を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、複数の基板Pを載置したパレット50をステージ39の上に吸着保持する。また、複数の基板Pを載置したパレット50は、例えば、ステージ39の位置決めピン(図示せず)により、ステージ39上の所定位置に正確に位置決めされ保持される。なお、図2においては、ステージ39上の所定位置に複数の基板Pを載置したパレット50が保持されている場合を示しているが、ステージ39上に所定の大きさの基板が1枚保持されるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the pallet moving means 32 has a
ヘッド移動手段33は、ベース31の後部側に立てられた一対の架台33a、33aと、これら架台33a、33a上に設けられた走行路33bとを備えており、該走行路33bをX軸方向、即ち、上述のパレット移動手段32におけるパレット50の移動方向であるY軸方向と直交する方向に沿って配置されている。走行路33bは、架台33a、33a間に渡された保持板33cと、この保持板33c上に設けられた一対のガイドレール33d、33dとにより形成されており、ガイドレール33d、33dの長さ方向に液滴吐出ヘッド34を搭載するキャリッジ42が移動可能に保持されている。キャリッジ42は、リニアモータ(図示せず)等の作動によってガイドレール33d、33d上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド34をX軸方向に移動させるように構成されている。なお、このキャリッジ42は、ガイドレール33d、33dの長さ方向、即ち、X軸方向に、例えば、1μm単位で移動可能である。このような移動は制御装置40により制御される。
The head moving means 33 includes a pair of
液滴吐出ヘッド34は、キャリッジ42に取付部43を介して回動可能に取り付けられている。取付部43にはモータ44が設けられており、液滴吐出ヘッド34はその支持軸(図示せず)がモータ44に連結し、液滴吐出ヘッド34はその周方向に回動可能となっている。また、モータ44も制御装置40に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド34はその周方向への回動が、制御装置40により制御される。
The
液滴吐出ヘッド34は、その底面形状が略矩形状のもので、図3に示すようにノズルN(ノズル孔18)が縦横に整列した状態で矩形状に配置されている。また、各ノズルN(ノズル孔18)には、それぞれに独立して図示しない圧電素子が設けられており、その吐出動作等が独立して行われる。
The
液供給手段35は、液滴吐出ヘッド34に配向膜材料を供給する液供給源(タンク)45と、この液供給源45から液滴吐出ヘッド34に液を送るための液供給チューブ46とにより構成されている。制御装置40は、コンピュータ等により構成されており、液滴吐出ヘッド34の位置情報、即ち、液滴吐出ヘッド34のガイドレール33d、33d上での位置(X座標)とその時の各ノズルの位置(X座標)とを検出し、検出された位置を記憶するものである。また、制御装置40に記憶されている各ノズルの位置に基づいて、各ノズルに対し通常の吐出動作等を行わせる制御を実行している。
The liquid supply means 35 includes a liquid supply source (tank) 45 that supplies the alignment film material to the
また、成膜溶液塗布装置104においては、ステージ39上に保持されたパレット50上の基板Pに対して配向膜材料の塗布を開始した時点からの時間が、制御装置(時間管理手段)40により管理されている。即ち、基板Pに塗布された配向膜材料は、塗布された後、所定時間放置され自然乾燥が進んだ場合であっても、膜厚が不均一になることはないが、所定時間以上放置され自然乾燥が進んだ場合には、膜厚が不均一になることが知られている。
Further, in the film forming
ここで、成膜溶液塗布装置104においては、パレット50上に載置された複数の基板P、例えば、15×30mm程度の大きさの小型の基板Pの各々に対して配向膜材料が塗布される。従って、パレット50上に載置されている複数の基板の中の1枚目の基板Pに配向膜材料の塗布を開始した時点から、所定時間内にパレット50上に載置されている全ての基板Pに配向膜材料を塗布する必要がある。また、1つ目のパレット50上に載置されている複数の基板の中の1枚目の基板Pに配向膜材料の塗布を開始した時点から所定時間内に、2つ目のパレット50上に載置されている基板Pの全てに対しても配向膜材料が塗布された場合には、1つ目のパレット50と2つ目のパレット50とを共に乾燥装置106に搬送する。そして、乾燥装置106において2つのパレット50上にそれぞれ載置されている各基板Pに同時に乾燥処理を施すことによって、効率的に配向膜を形成することができる。そのため、制御装置40においては、パレット50上に載置されている複数の基板の中の1枚目の基板Pに配向膜材料の塗布を開始した時点からの時間を管理することによって、所定時間内に配向膜材料が塗布された基板Pが乾燥装置106に搬送されるようにしている。
Here, in the film forming
図4は、処理対象の基板を載置したパレットの一例を示す図である。パレット50上には、図4に示すように、複数の基板P、例えば、15×30mm程度の大きさの基板Pが、縦方向に6枚、横方向に5枚、合計30枚配置されている。各基板Pの間は、縦方向の場合1〜2mm程度であり、横方向の場合10〜20mm程度である。また、パレット50上には、各基板Pを配置する凹部が形成されており、該凹部に基板Pを配置することにより、パレット50上において配置された位置がずれることなく基板Pが載置される。基板Pが配置される凹部の深さは、基板の厚さ−0.1mm程度であり、例えば、基板の厚さが0.3mmであれば凹部の深さは0.2mm、基板の厚さが0.7mmであれば凹部の深さは0.6mmとなっている。また、パレット50は、例えば、アルミ等の導体により形成されている。なお、パレット50上に載置される基板Pの数は、基板Pの大きさや、成膜溶液塗布装置104における処理能力等に基づいて決定される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a pallet on which a substrate to be processed is placed. On the
ここで、例えば、15×30mmの基板に、固形分のポリイミドをγ―ブチルラクトン、ブチルセルソルブ及びN−メチルピロリドン等の溶剤に溶解させた配向膜材料が塗布された場合であって、15〜25度の温度、40〜60%の湿度及び通常の気圧下における処理室内(例えば、機能性膜形成ラインが設置されている部屋内等)に放置されたとする。この場合、4分以上5分未満、例えば、4分30秒程度であれば放置しても均一な膜厚の配向膜が得られることが予め実験等により確認されている。従って、成膜溶液塗布装置104においては、所定時間として予め4分30秒が設定されており、パレット50上に載置された基板Pに対する配向膜材料の塗布を開始した時点から、4分30秒の間に配向膜材料が塗布された基板Pを、即ち、該基板Pを載置したパレット50をベルトコンベアBCに受け渡す。そして、ベルトコンベアBCに受け渡されたパレット50が乾燥装置106に搬送される。なお、例えば、4分30秒の間に3つのパレット50の各々に載置されている全ての基板Pに対する配向膜材料の塗布が終了した場合には、3つのパレット50がベルトコンベアBCにより乾燥装置106に搬送される。
Here, for example, an alignment film material in which a solid polyimide is dissolved in a solvent such as γ-butyl lactone, butyl cellosolve and N-methylpyrrolidone is applied to a 15 × 30 mm substrate, It is assumed that the substrate is left in a processing room (for example, a room where a functional film forming line is installed) under a temperature of -25 degrees, a humidity of 40-60%, and a normal atmospheric pressure. In this case, it has been confirmed in advance by experiments or the like that an alignment film having a uniform thickness can be obtained even if it is left for 4 minutes to less than 5 minutes, for example, about 4 minutes 30 seconds. Accordingly, in the film forming
以下、図面を参照して機能性膜形成ライン100を構成する各装置において基板Pに対して行われる処理について説明する。まず、表面処理装置102において基板、例えば、セグメント電極が形成された基板Pの表面に濡れ性(親液性)を付与する処理を施す(ステップS10、図5のフローチャート参照)。即ち、ベルトコンベアBCにより搬送されてきたパレット50を、表面処理装置102内に取り込み、基板Pに濡れ性を付与する処理を施す。例えば、表面処理装置102としてプラズマ処理を施す装置が用いられている場合には、複数の基板Pを載置したパレット50を電極間に挿入し、パレット50の上側に配置されている電極とパレット50との間で放電してプラズマを生成することによって、パレット50上に載置された基板Pにプラズマ処理を施し濡れ性を付与する。また、表面処理装置102として、例えば、コロナ発生装置を用いた場合には、コロナ放電が行われているコロナ発生装置内の空間を基板Pを載置したパレット50を通過させることによって、基板Pに大気圧プラズマ処理が施され、基板Pに濡れ性が付与されるようにしてもよい。なお、濡れ性を付与する処理が施された基板Pを載置したパレット50は、ベルトコンベアBCにより成膜溶液塗布装置104まで搬送される。
Hereinafter, processing performed on the substrate P in each apparatus configuring the functional
次に、成膜溶液塗布装置104において、基板Pに配向膜を形成するための配向膜材料を塗布する(ステップS11)。即ち、表面処理装置102からベルトコンベアBCを介して搬送されたパレット50を、ステージ39上に保持して成膜溶液塗布装置104内に取り込む。成膜溶液塗布装置104においては、液供給源45内に収容されている配向膜を形成する材料を所定の溶媒に溶解させた配向膜材料を、制御装置40による制御に基づいて液滴吐出ヘッド34を介して基板Pの表面に吐出し、パレット50上に載置されている基板Pの各々に塗布する。
Next, in the film formation
図6は、パレット50上に載置されている基板Pの各々に配向膜材料を塗布する処理を説明するための図である。成膜溶液塗布装置104においては、パレット50上に載置されている基板Pの各々に、図6において矢印で示すように順次、各基板Pに配向膜材料を塗布していく。この時、成膜溶液塗布装置104の制御装置40においては、図6において図中パレット50の上部左側に配置されている基板Pに対して配向膜材料の塗布を開始した時点からの時間が計測される。
FIG. 6 is a view for explaining the process of applying the alignment film material to each of the substrates P placed on the
ここで、例えば、所定時間として4分30秒が予め成膜溶液塗布装置104に設定されており、一枚の基板Pに配向膜材料を塗布する所要時間が約3秒であり、パレット50上には図4及び図6に示すように30枚の基板Pが載置されているとする。この場合、1つのパレット50上に載置されている基板Pの全てに配向膜材料を塗布する所要時間は90秒、即ち、1分30秒である。従って、4分30秒の間には、3つのパレット50の各々に載置されている各基板Pに配向膜材料を塗布することができる。そのため、成膜溶液塗布装置104においては、所定時間として設定された4分30秒以内に配向膜材料が塗布された基板Pを載置したパレット50をベルトコンベアBCに受け渡す。そして、受け渡されたパレット50は、それぞれベルトコンベアBCにより乾燥装置106に搬送される。
Here, for example, a predetermined time of 4 minutes 30 seconds is preset in the film forming
次に、乾燥装置106において、基板Pの表面に塗布されている配向膜材料を乾燥させる処理を行う(ステップS12)。即ち、ベルトコンベアBCにより乾燥装置106まで搬送されたパレット50を取り込む。ここで、例えば、複数のパレット50が搬送されてきた場合には、各パレット50がそれぞれ乾燥装置106内に取り込まれる。そして、乾燥装置106において、各パレット50上に載置されている複数の基板Pを、例えば、60〜100℃で仮乾燥させる。なお、塗布された配向膜材料の仮乾燥が行われた後、複数の基板Pを載置したパレット50はそれぞれベルトコンベアBCへと移され、ベルトコンベアBCにより焼成装置108へと搬送される。
Next, the
次に、仮乾燥が行われた配向膜材料を焼成する処理が行われる(ステップS13)。即ち、ベルトコンベアBCにより焼成装置108まで搬送されたパレット50をそれぞれ焼成装置108内に取り込み、パレット50上に載置されている複数の基板Pを、例えば、180〜250℃で焼成する。なお、焼成が行われ配向膜が形成された後、複数の基板Pを載置したパレット50はそれぞれベルトコンベアBCへと移され、ベルトコンベアBCによりラビング装置110へと搬送される。
Next, a process of baking the alignment film material that has been temporarily dried is performed (step S13). That is, the
次に、基板上に形成された配向膜をラビングする処理が行われる(ステップS14)。即ち、ベルトコンベアBCによりラビング装置110まで搬送されたパレット50をそれぞれラビング装置110内に取り込み、各パレット50上に載置されている基板P上に形成されている配向膜を、例えば、布を用いて擦ることによりラビング処理を施す。なお、配向膜にラビング処理が施された後、複数の基板Pを載置したパレット50は、それぞれベルトコンベアBCへと移され、ベルトコンベアBCにより、図示しない基板収容カセット等に収容される。また、図示しない基板収容カセット等に収容された基板Pは、図示しない組立装置において、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、オーバーコート膜、コモン電極及び配向膜が形成された他の基板と貼り合わせられる。そして、基板Pと他の基板との間に液晶が注入されることにより液晶表示装置が製造される。
Next, a process of rubbing the alignment film formed on the substrate is performed (step S14). That is, each
この発明の実施の形態に係る機能性膜形成装置によれば、成膜溶液塗布装置において基板に対して配向膜材料の塗布が開始された時点からの時間を管理している。即ち、配向膜材料が塗布されている時間を管理することにより、複数の基板の中の1枚目の基板に対する配向膜材料の塗布が開始された時点から所定時間内に配向膜材料が塗布された基板をまとめて乾燥装置に搬送することができる。従って、1枚目の基板に対する配向膜材料の塗布が開始された時点から所定時間内に配向膜材料が塗布された基板に対して、同時に乾燥処理を施すことができる。そのため、小型の基板上に効率的に配向膜を形成することができ、配向膜を形成する際の生産性を適切に向上させることができる。 According to the functional film forming apparatus according to the embodiment of the present invention, the time from the start of the application of the alignment film material to the substrate is managed in the film forming solution applying apparatus. That is, by managing the time during which the alignment film material is applied, the alignment film material is applied within a predetermined time from the start of the application of the alignment film material to the first substrate of the plurality of substrates. The substrates can be transported together to the drying apparatus. Therefore, the drying process can be simultaneously performed on the substrate on which the alignment film material is applied within a predetermined time from the start of the application of the alignment film material to the first substrate. Therefore, an alignment film can be efficiently formed on a small substrate, and productivity when forming the alignment film can be appropriately improved.
また、この発明の実施の形態に係る機能性膜形成装置によれば、例えば、固形分のポリイミドをγ―ブチルラクトン、ブチルセルソルブ及びN−メチルピロリドン等の溶剤に溶解させた配向膜材料が塗布された基板を所定の温度、湿度及び気圧の処理室内に放置した場合、予め実験により確認された4分30秒が所定時間として設定されている。即ち、成膜溶液の種類や、成膜溶液の組成(例えば、溶剤の種類やその組成等)、処理室内の環境(温度、湿度及び気圧)に基づいて所定時間を設定することができる。従って、確実に均一な膜厚の膜を形成することができる時間が所定時間として設定されるため、高い精度で均一な膜厚の膜を形成することができる。 Further, according to the functional film forming apparatus according to the embodiment of the present invention, for example, an alignment film material in which a solid polyimide is dissolved in a solvent such as γ-butyl lactone, butyl cellosolve, and N-methylpyrrolidone. When the coated substrate is left in a processing chamber having a predetermined temperature, humidity, and pressure, 4 minutes 30 seconds, which is confirmed in advance by experiments, is set as the predetermined time. That is, the predetermined time can be set based on the type of the film forming solution, the composition of the film forming solution (for example, the type and composition of the solvent), and the environment (temperature, humidity, and pressure) in the processing chamber. Therefore, since a time during which a film with a uniform film thickness can be reliably formed is set as the predetermined time, a film with a uniform film thickness can be formed with high accuracy.
また、この発明の実施の形態に係る機能性膜形成装置によれば、所定時間内に成膜溶液が塗布された基板を載置したパレットを乾燥装置に搬送している。従って、多数の小型基板上に高い精度で均一な膜厚を有する機能性膜を形成することができ、小型の基板上に高い生産効率で機能性膜を形成することができる。 Moreover, according to the functional film forming apparatus which concerns on embodiment of this invention, the pallet which mounted the board | substrate with which the film-forming solution was apply | coated within predetermined time is conveyed to the drying apparatus. Therefore, a functional film having a uniform film thickness with high accuracy can be formed on a large number of small substrates, and a functional film can be formed on a small substrate with high production efficiency.
なお、上述の実施の形態に係る機能性膜形成装置においては、液晶表示装置の配向膜を形成する場合を例として説明したが、本願に係る機能性膜形成装置をその他のものを形成する際に用いるようにしてもよい。例えば、カラーフィルタ、オーバーコート、有機EL、半導体素子等の形成工程において用いるようにしてもよい。 In the functional film forming apparatus according to the above-described embodiment, the case where the alignment film of the liquid crystal display device is formed has been described as an example. You may make it use for. For example, you may make it use in formation processes, such as a color filter, overcoat, organic EL, and a semiconductor element.
また、上述の実施の形態に係る機能性膜形成装置においては、成膜溶液塗布装置において、プレート上に載置された複数の基板に成膜溶液を塗布しているが、ステージ上に所定の大きさの基板を1枚保持し、該基板に成膜溶液を塗布するようにしてもよい。この場合には、例えば、乾燥装置により乾燥させる複数の基板の内、最初に成膜溶液が塗布された基板に対して、成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理する。そして、所定時間に成膜溶液が塗布された基板をまとめて乾燥装置に搬送し、乾燥するようにしてもよい。 In the functional film forming apparatus according to the above-described embodiment, the film forming solution is applied to the plurality of substrates placed on the plate in the film forming solution applying apparatus. A single substrate having a size may be held and a film forming solution may be applied to the substrate. In this case, for example, the time from the start of applying the film forming solution to the substrate on which the film forming solution is first applied among the plurality of substrates to be dried by the drying apparatus is managed. And you may make it dry the board | substrate with which the film-forming solution was apply | coated at predetermined time to a drying apparatus collectively.
50…パレット、100…機能性膜形成ライン、102…表面処理装置、104…成膜溶液塗布装置、106…乾燥装置、108…焼成装置、110…ラビング装置、112…制御装置、114…駆動装置、P…基板。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板を複数まとめて前記基板の各々に塗布された成膜溶液を乾燥させる乾燥装置と、
前記成膜溶液塗布装置において前記成膜溶液が塗布された前記基板を前記乾燥装置に搬送する搬送装置と
を備える機能性膜形成装置において、
前記乾燥装置により乾燥させる複数の前記基板の内、最初に前記成膜溶液が塗布された前記基板に対して、前記成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理する時間管理手段を備え、
前記搬送装置は、前記時間管理手段により管理されている所定時間内に、前記基板を前記乾燥装置に搬送することを特徴とする機能性膜形成装置。 A film forming solution applying apparatus for applying a film forming solution for forming a predetermined film on the substrate;
A drying apparatus for drying the film-forming solution applied to each of the substrates by collecting a plurality of the substrates;
In the functional film forming apparatus, comprising: a transporting device that transports the substrate coated with the film forming solution to the drying device in the film forming solution coating device;
Time management means for managing the time from the start of applying the film forming solution to the substrate on which the film forming solution is first applied among the plurality of substrates to be dried by the drying apparatus. ,
The functional film forming apparatus, wherein the transport device transports the substrate to the drying device within a predetermined time managed by the time management means.
前記成膜溶液塗布工程において前記基板に対して前記成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理する時間管理工程と、
前記時間管理工程において管理されている所定時間内に前記基板に塗布された前記成膜溶液を乾燥させる乾燥装置に搬送する搬送工程と、
前記搬送工程により搬送された前記基板に塗布された前記成膜溶液を乾燥させる乾燥工程と
を有することを特徴とする機能性膜形成方法。 A film forming solution applying step of applying a film forming solution for forming a predetermined film on the substrate;
A time management step of managing a time from the start of application of the film formation solution to the substrate in the film formation solution application step;
A transporting step for transporting the film-forming solution applied to the substrate within a predetermined time managed in the time management step to a drying device;
And a drying step of drying the film-forming solution applied to the substrate transported in the transporting step.
前記時間管理工程では、乾燥させる前記基板の内、最初に前記成膜溶液が塗布された前記基板に対する前記成膜溶液の塗布を開始した時点からの時間を管理する
ことを特徴とする請求項5記載の機能性膜形成方法。 In the drying step, the plurality of substrates are dried together,
6. The time management step includes managing a time from the start of applying the film forming solution to the substrate on which the film forming solution is first applied among the substrates to be dried. The functional film formation method of description.
前記基板に塗布される成膜溶液の種類と、少なくとも前記基板に成膜溶液が塗布される処理室内の温度、湿度及び気圧の何れか1つに基づいて設定されていることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の機能性膜形成方法。 The predetermined time is
It is set based on any one of the kind of film-forming solution applied to the substrate and at least the temperature, humidity, and atmospheric pressure in the processing chamber in which the film-forming solution is applied to the substrate. The functional film formation method of Claim 5 or Claim 6.
インクジェット式の液滴吐出装置を用いて前記基板に前記成膜溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項5乃至請求項7の何れか一項に記載の機能性膜形成方法。
In the film forming solution application step,
The functional film forming method according to claim 5, further comprising a step of applying the film forming solution to the substrate using an ink jet type droplet discharge device.
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-
2004
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