JP2009139568A

JP2009139568A - 塗布装置

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Publication number: JP2009139568A
Application number: JP2007314926A
Authority: JP
Inventors: Shoji Terada; 尚司寺田; Takuo Kawauchi; 拓男川内; Yukinobu Tanaka; 志信田中
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-25
Also published as: TW200932372A; KR20090059061A

Abstract

【課題】インクジェット方式を用いて高精度でかつ高効率で所定パターンの塗布膜を形成することができる塗布装置を提供すること。
【解決手段】塗布装置１００は、基板Ｇに対して塗布前の前処理を行う前処理ユニット群２１，２５と、基板Ｇに対してインクジェット方式により塗布膜を形成する塗布ユニット３１と、塗布膜が塗布された基板に対し有機溶剤雰囲気で前記塗布膜を軟化させてリフローさせるリフローユニット３３と、基板を処理の順に前記各ユニットに搬送する搬送機構４１とを具備し、各ユニットは処理の順に配列され、搬送機構４１は配列された各ユニットに対して基板Ｇを順次搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルターや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置等の製造において、基板上にインクジェット塗布を用いて塗布膜を形成する塗布装置に関する。

例えば、カラーフィルターの製造においては、レッド、グリーン、ブルーの３色、またはこれらにブラックを加えた４色の色彩レジストを所定パターンに塗布するが、近時、このような複数の材料を同一の基板に塗布する技術としてインクジェット塗布が検討されている（例えば特許文献１、２、３）。インクジェット塗布とは、カラー印刷に広く用いられているインクジェットプリンターで用いられるインクジェット方式の原理をカラーフィルター等の塗布に応用したものであって、ノズル毎に異なる色の色彩レジスト液を噴出することで３色または４色のカラーフィルター薄膜の形成が同時に行なえるという利点がある。

インクジェット塗布を用いて複数の色の色彩レジストを塗布する場合、ある領域に塗布された色彩レジストが隣接する領域に流出するという問題が生じるおそれがあるが、そのような問題を解消するため、異なる領域を仕切るためのバンクと称される仕切り部材を設け、バンクに囲まれた領域に色彩レジスト液を塗布する手法が採用されている（特許文献４）。

ところで、インクジェット塗布では、原理的に必ずしも十分な精度でねらった位置に色彩レジスト液を吐出することができない。このため、色彩レジスト液をバンクに囲まれた領域に正確に供給する観点から、ＣＦ_４ガスによるプラズマ処理により全面を撥水処理した後、Ｏ_２ガスプラズマにより基板面を親水処理してバンクの表面のみを選択的に撥水性にし、色彩レジスト液の滴下位置を補正する技術が提案されている（特許文献５）。

しかしながら、このような撥水処理によっても色彩レジスト液の滴下位置を十分に補正することができず、バンクに囲まれた領域全体に色彩レジスト液を充填しようとすると、バンクを乗り越えて隣接する領域に流出するといった不都合が生じる。また、撥液処理によりバンク側面が撥水性になると色彩レジストが弾かれて色彩レジストが十分に充填されずに、光漏れが生じるおそれがある。

このような不都合が生じない高精度の塗布を高効率で行うことができる塗布装置が求められているが、そのような装置は未だ実現されていない。
特開平１−２１７３０２号公報特開平７−７２３２５号公報特開平７−１４６４０６号公報特開平１０−１３３１９４号公報特開２００２−３７２９２１号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、インクジェット方式を用いて高精度でかつ高効率で所定パターンの塗布膜を形成することができる塗布装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基板上において塗布膜形成予定領域にインクジェット方式により塗布液を供給して塗布膜を形成し、その後その塗布膜を軟化させて流動させることにより、該塗布膜を前記薄膜形成予定領域に充填させる塗布装置であって、
基板に対して塗布前の前処理を行う前処理ユニット群と、
基板に対してインクジェット方式により塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜が塗布された基板に対し有機溶剤雰囲気で前記塗布膜を軟化させてリフローさせるリフローユニットと、
基板を処理の順に前記各ユニットに搬送する搬送機構と
を具備し、
前記各ユニットは処理の順に配列され、前記搬送機構は配列された前記各ユニットに対して基板を順次搬送することを特徴とする塗布装置を提供する。

上記第１の観点において、前記塗布ユニットと前記リフローユニットとの間に設けられた、前記塗布膜を乾燥させる乾燥ユニットをさらに具備する構成とすることができる。この場合に、前記乾燥ユニットとしては、前記塗布膜を減圧雰囲気で乾燥させるものを用いることができる。また、前記乾燥ユニットとしては、前記塗布膜を減圧雰囲気で乾燥させるユニットと前記塗布膜に加熱処理を施すユニットとを有するものを用いることができる。

また、前記前処理ユニット群は、基板の洗浄処理を行うユニットを有するものとすることができる。この場合に、前記前処理ユニット群は、基板に洗浄液による洗浄処理を施すユニットと、紫外線またはプラズマにより基板の清浄化処理を施すユニットとを有するものとすることができる。

さらに、上記第１の観点において、前記前処理ユニット群は、前記塗布ユニットでの塗布に先立って、基板表面の密着性向上処理を施すユニットを有する構成とすることができる。この場合に、前記基板表面の密着性向上処理を施すユニットとして、前記塗布ユニットでの塗布に先立って基板表面を溶剤雰囲気に曝す処理を行うプリウエットユニットを用いることができるし、また、前記塗布ユニットでの塗布に先立って基板表面に疎水化処理を施すユニットを用いることもできる。

さらにまた、上記第１の観点において、前記リフロー処理の後に基板にベーク処理を施すベーク処理ユニットをさらに具備する構成とすることができる。この場合に、前記リフロー処理ユニットと前記ベーク処理ユニットとの間に前記塗布膜を減圧雰囲気で乾燥させるユニットを設けてもよい。

本発明の第２の観点では、基板上において塗布膜形成予定領域にインクジェット方式により塗布液を供給して塗布膜を形成し、その後その塗布膜を軟化させて流動させることにより、該塗布膜を前記薄膜形成予定領域に充填させる塗布装置であって、
多数の基板が収納されるキャリアを載置可能でかつ基板の搬入出を行う搬入出部と、
前記搬入出部から搬入された基板を受け取って基板に塗布処理を含む一連の処理を行う処理部とを具備し、
前記処理部は、
基板に対して塗布前の前処理を行う前処理ユニット群と、
基板に対してインクジェット方式により塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜が塗布された基板に対し有機溶剤雰囲気で前記塗布膜を軟化させてリフローさせるリフローユニットと、
基板を処理の順に前記各ユニットに搬送する搬送機構と
を有し、
前記各ユニットは処理の順に配列され、前記搬送機構は配列された前記各ユニットに対して基板を順次搬送することを特徴とする塗布装置を提供する。

上記第２の観点において、前記処理部は、前記搬入出部から直線状に延び、複数のユニットが配列された第１の搬送ラインと、前記第１の搬送ラインと連結部で連結され、前記搬入出部へ向けて直性状に延び、複数のユニットが配列された第２の搬送ラインとを有する構成とすることができる。この場合に、前記処理部は、前記第１の搬送ラインに沿って前記前処理ユニット群が配置され、前記第２の搬送ラインに沿って前記塗布ユニットおよび前記リフローユニットが配置されている構成とすることができる。

本発明によれば、インクジェット塗布により塗布膜を形成した後、リフロー処理により塗布膜を広げるので、薄膜形成予定領域に精度良く塗布膜を充填させることができる。また、塗布前の前処理を行う前処理ユニット群と、塗布ユニットと、リフローユニットと、その他のユニットとを処理の順に順次配置して、これらユニットに対して基板を順次搬送して連続的に処理を行うので、極めて効率的に処理を行うことができる。また、インクジェット塗布を行う塗布ユニット３１と、リフローユニットとが近接し、塗布処理とリフロー処理を基板を取り出すことなく連続して行うことができるので、塗布ユニットで塗布した塗布膜を極力変形させずにリフローユニットに基板を搬送することができ、極めて高精度の塗布を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。本実施形態に係る塗布装置１００は、カラーフィルター用のガラス基板上にインクジェット塗布を用いて塗布膜を形成するものである。

このレジスト塗布装置１００は、複数のガラス基板Ｇを収容するキャリアＣを載置し、ガラス基板Ｇの搬入出を行う搬入出部１と、ガラス基板Ｇにカラーインクを塗布するための複数の処理ユニットを備えた処理部２とを有している。

搬入出部１は、複数のガラス基板Ｇを収納して搬送可能なキャリアＣを載置する載置台１１、および載置台１１上のキャリアＣと処理部２との間でガラス基板Ｇの搬入出を行うための搬送装置１２を備えており、この搬入出部１において外部に対するキャリアＣの搬入出が行われる。また、搬送装置１２は搬送アーム１２ａを有し、キャリアＣの配列方向に沿って設けられた上を移動可能であり、搬送アーム１２ａによりキャリアＣと処理部２との間でガラス基板Ｇの搬入出が行われる。

処理部２は、基本的に載置台１１上のキャリアＣの配列方向と直交する方向に伸びるガラス基板Ｇ搬送用の平行な２列の搬送ラインＡ、Ｂを有しており、搬送ラインＡに沿ってカセットステーション１側からスクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１、ベークユニット（Ｂａｋｅ）２２、クーリングユニット（Ｃｏｌ）２３、調整用の搬送部（Ｃｏｎｖ）２４、紫外線照射ユニット（ＵＶ）２５、バッファユニット（Ｂｕｆ）２６がこの順に配列されている。また、バッファユニット（Ｂｕｆ）２６の後段には、搬送ラインＡと搬送ラインＢとを繋ぐ連結用の搬送部（Ｃｏｎｖ）３０が設けられている。

また、搬送ラインＢに沿って、連結用の搬送部（Ｃｏｎｖ）３０側から搬入出部１に向けて、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１、減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３、ベークユニット（Ｂａｋｅ）３４、クーリングユニット（Ｃｏｌ）３５、バッファユニット（Ｂｕｆ）３６が順に設けられている。

処理部２においてこれらユニットは処理の順に配列されており、処理部２は、搬入出部１から搬入されたガラス基板Ｇを各ユニット順次通過するように、搬送ラインＡに沿って搬送し、連結用の搬送部（Ｃｏｎｖ）３０を経て搬送ラインＢに沿って搬送する搬送機構を有している。搬送機構としては典型的にはコロ搬送機構が用いられる。コロ搬送機構は、搬送方向に沿って複数のコロ（図示せず）を配列し、その中の一部を駆動用コロとして搬送駆動部４１により駆動させてその上にガラス基板Ｇを走行させ、搬送する。なお、これらユニットは、内部でコロ搬送しながら所定の処理を行うようにすることもできるし、内部でガラス基板Ｇを停止した状態で所定の処理を行うようにすることもできる。ただし、後者の場合には、ユニットに対する搬入出のための補助的なアームが必要となる。

上記スクラブ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）２１は、ガラス基板Ｇを略水平に搬送させつつスクラブ洗浄処理および乾燥処理を行うようになっている。ベークユニット（Ｂａｋｅ）２２およびクーリングユニット（Ｃｏｌ）２３は一体的に設けられており、ベークユニット（Ｂａｋｅ）２２では熱板等によりガラス基板Ｇを加熱して洗浄処理後の脱水を行い、クーリングユニット（Ｃｏｌ）２３では加熱後のガラス基板Ｇを水冷方式等により所定の温度に保持される冷却板により冷却する。次の調整用の搬送部（Ｃｏｎｖ）２４は、搬送ラインＡに沿って配列されたユニットの長さと搬送ラインＢに沿って配列されたユニットの長さとを調整するため、およびガラス基板Ｇのバッファリングを行うためのものであり、ここではガラス基板Ｇをコロ搬送するのみである。

ＵＶ照射ユニット（ＵＶ）２５では、筐体内に紫外線ランプが設けられ、スクラブ洗浄後のガラス基板Ｇをコロ搬送しつつこのガラス基板Ｇに紫外線を照射することにより、ガラス基板Ｇの表面を清浄化する（ＵＶ）２５によりガラス基板Ｇに紫外線を照射して表面の清浄化を行う。なお、このようなＵＶ照射ユニット（ＵＶ）２５の代わりに、ガラス基板Ｇに常圧プラズマを照射するユニットを設けても同様な機能を得ることができる。

ここまでのユニットは色彩レジストの塗布前の前処理ユニットであり、これらのユニットは、前処理ユニット群として機能する。

バッファユニット（Ｂｕｆ）２６は、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１へガラス基板Ｇを搬送する際に、ガラス基板Ｇを一旦保持してバッファリングするものであり、例えば、１または２以上のガラス基板Ｇの待機部を有している。搬送トラブルの際のバッファリングとしても用いることができる。連結用の搬送部（Ｃｏｎｖ）３０は、搬送ラインＡと搬送ラインＢとを連結するものでありガラス基板Ｇをコロ搬送するようになっている。

インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１は、インクジェット塗布によりノズルから塗布液として所定の色の色彩レジスト液をガラス基板Ｇの所定領域に吐出し、カラーフィルター層となる色彩レジスト薄膜を形成するユニットである。上述したように、インクジェット塗布は、カラー印刷に広く用いられているインクジェットプリンターの原理をカラーフィルター等の塗布に応用したものである。このインクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１は、レッド、グリーン、ブルーの３色、またはこれらにブラックを加えた４色の色彩レジスト毎に異なるノズルを有しており、筐体内でコロ搬送等により搬送されているガラス基板Ｇに対し、各ノズルから所定位置に色彩レジスト液を滴下し、互いに異なる色の色彩レジスト液が隣接した領域に塗布されるようになっている。これにより、３色または４色のカラーフィルター層の形成を一度で行うことができる。なお、このインクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１は、ガラス基板Ｇを載置台に載置した状態で搬送せずに色彩レジストの塗布を行うようにすることもできる。

減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２は、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１によりガラス基板Ｇ上に形成した塗布膜（色彩レジスト薄膜）を減圧雰囲気で乾燥するためのものであり、これにより塗布膜（色彩レジスト薄膜）中の溶剤を揮発させて膜中の溶剤濃度を均一にするとともに、ある程度固化させてガラス基板Ｇが次のリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３に達するまでに塗布膜（色彩レジスト薄膜）の変形を防止するために行われる。この減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２は、筐体内の載置台上に色彩レジスト塗布後のガラス基板Ｇを載置した状態で、筐体内を排気することにより行われる。

リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３は、ガラス基板Ｇ上の塗布膜（色彩レジスト薄膜）をシンナー等の有機溶剤の雰囲気に曝して軟化させ、流動（リフロー）させるものであり、例えば筐体内にバブリングによりシンナー等の溶剤蒸気を導入する等の手法で筐体内に有機溶剤の雰囲気を形成し、その溶剤雰囲気中にガラス基板Ｇを搬送させることにより行われる。このリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３では、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１で塗布された色彩レジスト薄膜を流動化させて、膜形成予定領域であるバンク内に色彩レジスト薄膜を適切に充填させる。

ベークユニット（Ｂａｋｅ）３４およびクーリングユニット（Ｃｏｌ）３５は一体的に設けられており、ベークユニット（Ｂａｋｅ）３５では熱板等によりリフロー処理後の色彩レジスト薄膜をベークして硬化させ、クーリングユニット（Ｃｏｌ）２３ではベーク後のガラス基板Ｇを水冷方式等により所定の温度に保持される冷却板により冷却する。

バッファユニット（Ｂｕｆ）３６は、搬入出ユニット１へガラス基板Ｇを搬出する際に、ガラス基板Ｇを一旦保持してバッファリングするものであり、例えば、１または２以上のガラス基板Ｇの待機部を有している。

上記減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２は、ガラス基板Ｇを筐体内で載置台に載せた状態で処理するため、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１から減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２へのガラス基板Ｇの搬送、減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２からリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３へのガラス基板Ｇの搬送は、コロ搬送機構以外の補助搬送機構を用いる必要がある。

このような補助搬送機構としては、図２および図３に示すようなものを挙げることができる。図２の例では、搬送ラインＢに沿ってインクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１の後段部から減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２を経てリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３の前段部に至るまでの部分の外側を往復移動可能なベース４３と、ベース４３の上に進退可能に設けられた基板支持アーム４４とを有するシャトルアーム機構４５を設けた例であり、図３の例では、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１の後段部から減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２を経てリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３の前段部に至るまでの部分の両側に搬送ラインＢに沿って設けられた一対のガイドレール４７と、ガイドレール４７に沿って往復動可能でかつ前後方向に移動可能に設けられた一対の基板支持アーム４８を有するスライドアーム機構４９を設けた例である。

図２のシャトルアーム機構４５では、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１から減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２へ搬送する際、減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２からリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３へ搬送する際に、ベース４３を所定の位置に配置し、支持アーム４４を進出させて支持アーム４４上にガラス基板Ｇを受け取って搬送する。

図３のスライドアーム機構４９では、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１から減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２へ搬送する際、減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２からリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３へ搬送する際に、一対のスライドアーム４８を所定の位置に位置させ、これらをガラス基板Ｇ側に進出させてガラス基板Ｇの両側を支持した状態で搬送する。

なお、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１がガラス基板Ｇを載置台に載置して塗布するタイプである場合には、上記図２の支持アーム４４および図３のスライドアーム４８は、搬送部（Ｃｏｎｖ）３０からインクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１へガラス基板Ｇを搬送する動作は不要である。

塗布装置１００の各構成部は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたコントローラ５０に接続され、制御されるようになっている。コントローラ５０には、オペレータが塗布装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５１が接続されている。

また、コントローラ５０には、制御のためのプログラムやデータ等が格納された記憶部５２が接続されている。記憶部５２に格納されたプログラムとしては、塗布装置１００で実行される各種処理をコントローラ５０の制御にて実現するためのプログラムや、処理条件に応じて塗布装置１００の各構成装置に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピ等が含まれる。レシピは記憶部５２の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスク等の固定的なものあってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出してコントローラ５０に実行させることで、プロセスコントローラ５０の制御下で、塗布装置１００での所望の処理が行われる。

次に、以上のように構成された塗布装置の処理動作について図４を参照して説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基体１０１の上に樹脂製のバンク１０２をフォトリソグラフィにより形成し、複数の薄膜形成予定領域１０３を規定したガラス基板ＧをキャリアＣに複数枚収納し、このキャリアＣを搬入出部１の載置台１１上に載置する。ガラス基板Ｇの薄膜形成予定領域１０３は、レッド、グリーン、ブルーの３色、またはこれらにブラックを加えた４色の色彩レジスト薄膜（塗布膜）のそれぞれを形成すべき位置に形成されている。

次いで、キャリアＣの中のガラス基板Ｇを、搬送装置１２の搬送アーム１２ａによりキャリアＣから１枚取り出して、処理部２のスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１へ搬入する。そして、ガラス基板Ｇをコロ搬送により搬送ラインＡに沿って移動させながら、スクラブ洗浄および乾燥処理を行う。その後、ガラス基板Ｇをベークユニット（Ｂａｋｅ）２２に搬送して洗浄処理後の脱水を行い、さらにクーリングユニット（Ｃｏｌ）２３に搬送して所定温度まで冷却する。

その後、調整用の搬送部（Ｃｏｎｖ）２４を経て紫外線照射ユニット（ＵＶ）２５に搬送され、この紫外線照射ユニット（ＵＶ）２５において、ガラス基板Ｇを搬送しながらガラス基板Ｇに紫外線を照射し、ガラス基板Ｇの表面を清浄化する。

ここまでの処理は色彩レジストの塗布前の前処理であり、前述したように、以上のユニットは前処理ユニット群として機能する。

その後、前処理後のガラス基板Ｇは、バッファユニット（Ｂｕｆ）２６および連結用の搬送部（Ｃｏｎｖ）３０を経て補助搬送機構によりインクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１へ搬送される。

インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１では、図４（ｂ）に示すように、インクジェット塗布によりノズル１０５から塗布液として所定の色の色彩レジスト液１０６を薄膜形成予定領域１０３に吐出し、カラーフィルター層となる色彩レジスト薄膜（塗布膜）１０７を形成する。このような薄膜形成をレッド、グリーン、ブルーの３色、またはこれらにブラックを加えた４色の色彩レジスト毎に異なるノズルを用いて行い、隣接する薄膜形成予定領域１０３には互いに異なる色の色彩レジスト液を滴下する。これにより、３色または４色のカラーフィルター層の形成を一度に行う。この場合に、色彩レジスト液１０６は薄膜形成予定領域１０３の全面には広がっておらず、隙間が形成されている。

その後、色彩レジスト薄膜１０７が形成されたガラス基板Ｇを補助搬送機構により減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２へ搬送し、減圧雰囲気での乾燥処理を行う（図４（ｃ））。インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１で塗布した直後は、色彩レジスト薄膜１０７には溶剤が多く含まれており、形状保持性が低く、また、溶剤濃度の均一性も必ずしも高くないことから、このような減圧乾燥により、膜中の溶剤濃度を均一にし、かつある程度固化させて形状保持性を向上させてリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３に達するまでに色彩レジスト薄膜の変形を防止する。

このような減圧乾燥処理の後、補助搬送機構によりガラス基板Ｇをリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３へ搬送し、図４（ｄ）に示すように、色彩レジスト薄膜１０７をシンナー等の有機溶剤の雰囲気に曝して軟化させ、流動（リフロー）させる。これにより色彩レジスト薄膜１０７は薄膜形成予定領域１０３の全面に広がり、平坦化され、薄膜形成予定領域１０３に形成されていた隙間が埋められる。

このリフロー処理は、例えば特開２００２−３３４８３０号公報に開示されているように、フォトリソグラフィのためのパターンの形成工程を省略するために、レジストパターンの形状を変化させる技術として開発されている。

このように、インクジェット塗布を行った後、リフロー処理を行う場合には、色彩レジスト液の量が少なくても薄膜形成予定領域１０３の全面に広げることができるため、インクジェット塗布の際の色彩レジストの供給量を少なくすることができる。この場合に、色彩レジスト薄膜１０７の膜厚が薄くなるが、初期時のレジスト濃度を高めに設定するか、色濃度を濃くすることにより対応することができる。

リフロー処理後は、ガラス基板Ｇをベークユニット（Ｂａｋｅ）３４に搬送し、ベーク処理を行って色彩レジスト薄膜１０７を硬化させる。次いでガラス基板Ｇをクーリングユニット（Ｃｏｌ）３５へ搬送し、そこでガラス基板Ｇを所定温度まで冷却する。

その後、ガラス基板Ｇをバッファユニット（Ｂｕｆ）３６に搬送し、そのガラス基板Ｇを搬入出部１の搬送装置１２の搬送アーム１２ａが受け取って載置台１１上のキャリアＣに収納する。

以上の処理を１つのキャリアＣの複数のガラス基板Ｇについて連続して行い、１つのロットが終了したら、さらに次のロットのキャリアＣの処理を連続して行う。

このようにインクジェット塗布とリフロー処理とを組み合わせた本実施形態の塗布装置１００により、以下のような大きな利点を得ることができる。

インクジェット塗布は本質的に微細なパターンに必ずしも十分に対応することができないことから、図５（ａ）に示すように、色彩レジスト液１０６の滴下位置が薄膜形成予定領域１０３の中で偏ることがあり、この場合には、図５（ｂ）に示すように、形成された色彩レジスト薄膜１０７の位置もずれて色が薄くなる部分（色薄部分）１０９が生じる。また、図６（ａ）に示すように、さらに滴下位置がずれて一部バンク１０２に乗り上げるような場合も生じ、この場合には図６（ｂ）に示すように、色彩レジスト薄膜１０７の位置もさらにずれて色が抜けた部分（色抜部分）１１０により光漏れが生じる。これに対して、インクジェット塗布後、リフロー処理を適用して色彩レジスト薄膜１０７を流動させることにより、図５（ｂ）や図６（ｂ）に示したような薄膜１０７の偏りを図７（ａ）、（ｂ）のように補正して色薄部分や色抜部分の発生を防止することができる。

また、従来のインクジェット塗布においては、色彩レジストの滴下位置が多少ずれても、薄膜形成予定領域１０３の全面に色彩レジストが行き渡るように、色彩レジスト液の吐出量を多くせざるを得ず、色彩レジスト液がバンク１０２を越えて流出し、色混ざりが発生するおそれがあったが、インクジェット塗布後にリフロー処理を適用する場合には、インクジェットによる色彩レジスト吐出時には色彩レジスト液が薄膜形成予定領域１０３の全面に広がっている必要はなく、したがって色彩レジスト液の吐出量を少なくしてその流出を生じ難くすることができる。

さらに、インクジェット塗布は、液体を滴下してバンク１０２に囲まれた領域に液を充填させるものであるため、液の表面張力によって吐出形状が丸くなりやすく、バンク１０２に囲まれた薄膜形成予定領域１０３の形状が例えば矩形状の場合には、色彩レジスト液６が角部に行き渡らず、その部分が色抜けになりやすい。このような場合でも、インクジェット塗布後にリフロー処理を適用することにより色彩レジストを角部に流動させて、色抜部分を生じ難くすることができる。

さらに、高粘度レジストを用いた場合、インクジェット塗布の際のレジスト吐出量は少量でよいため、レジスト使用量を削減することができ、バンク１０２の乗り越えに色混ざりを発生しにくくすることができるが、高粘度レジストは流動性が少なく、しかも少量滴下であるため、薄膜形成予定領域１０３の外周部に色彩レジスト液が行き渡り難く、外周部の色抜けが発生しやすいが、リフロー処理を適用することにより、高粘度レジストを流動させて薄膜１０７を薄膜形成予定領域１０３の外周部に行き渡らせて全体に広げることができる。

さらにまた、本実施形態の塗布装置１００では、塗布前の前処理を行う前処理ユニット群と、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１と、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３と、その他のユニットとを処理の順に順次配置して、これらユニットに対してガラス基板Ｇを順次搬送して連続的に処理を行うので、極めて効率的に処理を行うことができる。また、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１と、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３とが近接し、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１による塗布処理と、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３によるリフロー処理をガラス基板Ｇを取り出すことなく連続して行うことができるので、インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１で塗布した塗布膜を極力変形させずにリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３にガラス基板Ｇを搬送することができ、極めて高精度の塗布を行うことができる。

また、インクジェット塗布後の塗布膜を減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２である程度乾燥するので、塗布膜の形状保持性を一層良好にしてその後のリフロー処理を行うことができる。またこの減圧乾燥により塗布膜中の溶剤濃度を均一にすることができるので、その後のリフロー処理を均一に行うことができる。このため、リフロー処理を一層高精度で行うことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は本発明の第２の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。本実施形態に係る塗布装置１００ａは、図１に示す第１の実施形態の装置から減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２を除き、その分バッファユニット（Ｂｕｆ）３６の前段に調整用の搬送部（Ｃｏｎｖ）６１を配置したものであり、他の構成は図１の塗布装置１００と同じであるので、同じものには同じ符号を付して説明を省略する。なお、図８では、コントローラ５０、ユーザーインターフェース５１、記憶部５２は図示を省略している。

インクジェット塗布ユニット（ＩｎｋＪｅｔ）３１で塗布した塗布膜の形状安定性が良好であり、また、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３でフロー量が飽和する条件でリフローする場合には、インクジェット塗布後の乾燥処理は不要であり、本実施形態の塗布装置はそのような場合に適用される。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図９は本発明の第３の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。本実施形態に係る塗布装置１００ｂは、図１に示す第１の実施形態の装置の連結用の搬送部（Ｃｏｎｖ）３０の代わりにプリウエットユニット（ＰｒｅＷｅｔ）６２を配置したものであり、他の構成は図１の塗布装置１００と同じであるので、同じものには同じ符号を付して説明を省略する。なお、図９も図８と同様、コントローラ５０、ユーザーインターフェース５１、記憶部５２は図示を省略している。

プリウエットユニット（ＰｒｅＷｅｔ）６２は、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３と同様に、筐体内にシンナー等の有機溶剤の雰囲気を形成し、その溶剤雰囲気中にガラス基板Ｇを搬送させるように構成されている。これにより、インクジェット塗布前のガラス基板Ｇの表面が溶剤で濡れた状態となることから、インクジェット塗布の際の塗布膜の密着性を良好にすることができる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１０は本発明の第３の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。本実施形態に係る塗布装置１００ｃは、図１に示す第１の実施形態の装置とは、前処理ユニット群の構成が異なっている。すなわち、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２１の直後に紫外線照射ユニット（ＵＶ）２５を設け、その後にベークユニット（Ｂａｋｅ）６３、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）６４、クーリングユニット（Ｃｏｌ）６５を順次設け、その後にバッファユニット（Ｂｕｆ）２６を配している。他の構成は図１の塗布装置１００と同じであるので、同じものには同じ符号を付して説明を省略する。なお、図９も図８と同様、コントローラ５０、ユーザーインターフェース５１、記憶部５２は図示を省略している。

アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）６４は、筐体内に疎水化剤であるＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気を導入し、コロ搬送しているガラス基板Ｇの表面を疎水化処理するものであり、この処理によりインクジェット塗布の際の塗布膜の密着性を良好にすることができる。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図１１は本発明の第５の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。本実施形態に係る塗布装置１００ｄは、図１に示す第１の実施形態の装置のリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３とベークユニット（Ｂａｋｅ）３４の間に別の減圧乾燥ユニット（ＤＰ）６６を追加したものであり、他の構成は図１の塗布装置１００と同じであるので、同じものには同じ符号を付して説明を省略する。なお、図１１も図８と同様、コントローラ５０、ユーザーインターフェース５１、記憶部５２は図示を省略している。

リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３での条件によっては、リフロー後の塗布膜に溶剤が多く含まれている場合があり、このような場合に直接ベークユニット（Ｂａｋｅ）３４でベーク処理を行った場合には、溶剤の急激な乾燥が生じて塗布膜に悪影響を及ぼす。そこで、本実施形態では、そのような不都合を回避すべく、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３の後段に別の減圧乾燥ユニット（ＤＰ）６６を設け、ここでリフロー処理後のガラス基板Ｇに対してベーク処理の前に緩やかな乾燥を行うようにしている。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図１２は本発明の第６の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図である。本実施形態に係る塗布装置１００ｅは、図１に示す第１の実施形態の装置の減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２とリフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３との間に、ベークユニット（Ｂａｋｅ）６７およびクーリングユニット（Ｃｏｌ）６８を配置し、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３の後段にバッファユニット（Ｂｕｆ）３６を配置したものであり、他の構成は図１の塗布装置１００と同じであるので、同じものには同じ符号を付して説明を省略する。なお、図１２も図８と同様、コントローラ５０、ユーザーインターフェース５１、記憶部５２は図示を省略している。

インクジェット塗布後の塗布膜の形状安定性と溶剤量の均一性とが減圧乾燥ユニット（ＤＰ）のみでは十分に確保できない場合が存在するが、そのような場合には、本実施形態のように減圧乾燥ユニット（ＤＰ）３２の後段にベークユニット（Ｂａｋｅ）６７を設けて、インクジェット塗布後の溶剤の揮発をより進行させることが好ましい。なお、リフローユニット（Ｒｅｆｌｏｗ）３３の後段に別の減圧乾燥ユニットを設けてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルターのフィルター層として用いられる色彩レジスト薄膜パターンの形成に本発明の塗布装置を適用したが、有機半導体膜を用いたＥＬ素子用の色彩レジスト薄膜パターンの形成にも適用することができる。また、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子などの表示装置における薄膜形成、さらには、種々の有機膜または無機膜の薄膜形成、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜や絶縁膜等の薄膜形成にも適用することができる。

また、上記特許文献５に開示された、ＣＦ_４ガスによるプラズマ処理によりバンクを含む全面を撥水処理した後、Ｏ_２ガスプラズマにより基板面を親水処理してバンクの表面のみを選択的に撥水性にし、色彩レジスト液の滴下位置を補正する技術を本発明に適用することもできる。

本発明の第１の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図。図１の塗布装置に用いられる補助搬送装置の一例を示す模式図。図１の塗布装置に用いられる補助搬送装置の他の例を示す模式図。図１の塗布装置により塗布膜を形成する方法を説明するための工程断面図。インクジェット塗布における色彩レジスト液の滴下位置および形成される薄膜（塗布膜）の偏りを示す図。インクジェット塗布における色彩レジスト液の滴下位置の偏りおよび形成された薄膜（塗布膜）の偏りを示す図。インクジェット塗布における薄膜の偏りをリフロー処理で補正した状態を示す図。本発明の第２の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図。本発明の第３の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図。本発明の第４の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図。本発明の第５の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図。本発明の第６の実施形態に係る塗布装置を示す概略平面図。

符号の説明

１；搬入出部
２；処理部
２１；スクラブ洗浄ユニット
２２，３５，６３，６７；ベークユニット
２２，３５，６５，６８；クーリングユニット
２５；紫外線照射ユニット
３１；インクジェット塗布ユニット
３２，６６；減圧乾燥ユニット
３３；リフローユニット
４１；駆動装置
６２；プリウエットユニット
６４；アドヒージョンユニット
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ；塗布装置
１０１；基体
１０２；バンク
１０３；薄膜形成予定領域
１０５；ノズル
１０６；色彩レジスト液（塗布液）
１０７；色彩レジスト薄膜（塗布膜）
Ａ，Ｂ；搬送ライン
Ｃ；キャリア
Ｇ；ガラス基板

Claims

基板上において塗布膜形成予定領域にインクジェット方式により塗布液を供給して塗布膜を形成し、その後その塗布膜を軟化させて流動させることにより、該塗布膜を前記薄膜形成予定領域に充填させる塗布装置であって、
基板に対して塗布前の前処理を行う前処理ユニット群と、
基板に対してインクジェット方式により塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜が塗布された基板に対し有機溶剤雰囲気で前記塗布膜を軟化させてリフローさせるリフローユニットと、
基板を処理の順に前記各ユニットに搬送する搬送機構と
を具備し、
前記各ユニットは処理の順に配列され、前記搬送機構は配列された前記各ユニットに対して基板を順次搬送することを特徴とする塗布装置。
前記塗布ユニットと前記リフローユニットとの間に設けられた、前記塗布膜を乾燥させる乾燥ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
前記乾燥ユニットは、前記塗布膜を減圧雰囲気で乾燥させることを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
前記乾燥ユニットは、前記塗布膜を減圧雰囲気で乾燥させるユニットと前記塗布膜に加熱処理を施すユニットとを有することを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
前記前処理ユニット群は、基板の洗浄処理を行うユニットを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の塗布装置。
前記前処理ユニット群は、基板に洗浄液による洗浄処理を施すユニットと、紫外線またはプラズマにより基板の清浄化処理を施すユニットとを有することを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
前記前処理ユニット群は、前記塗布ユニットでの塗布に先立って、基板表面の密着性向上処理を施すユニットを有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の塗布装置。
前記基板表面の密着性向上処理を施すユニットは、前記塗布ユニットでの塗布に先立って基板表面を溶剤雰囲気に曝す処理を行うプリウエットユニットであることを特徴とする請求項７に記載の塗布装置。
前記基板表面の密着性向上処理を施すユニットは、前記塗布ユニットでの塗布に先立って基板表面に疎水化処理を施すユニットであることを特徴とする請求項７に記載の塗布装置。
前記リフロー処理の後に基板にベーク処理を施すベーク処理ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項９に記載の塗布装置。
前記リフロー処理ユニットと前記ベーク処理ユニットとの間に設けられた前記塗布膜を減圧雰囲気で乾燥させるユニットをさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の塗布装置。
基板上において塗布膜形成予定領域にインクジェット方式により塗布液を供給して塗布膜を形成し、その後その塗布膜を軟化させて流動させることにより、該塗布膜を前記薄膜形成予定領域に充填させる塗布装置であって、
多数の基板が収納されるキャリアを載置可能でかつ基板の搬入出を行う搬入出部と、
前記搬入出部から搬入された基板を受け取って基板に塗布処理を含む一連の処理を行う処理部とを具備し、
前記処理部は、
基板に対して塗布前の前処理を行う前処理ユニット群と、
基板に対してインクジェット方式により塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜が塗布された基板に対し有機溶剤雰囲気で前記塗布膜を軟化させてリフローさせるリフローユニットと、
基板を処理の順に前記各ユニットに搬送する搬送機構と
を有し、
前記各ユニットは処理の順に配列され、前記搬送機構は配列された前記各ユニットに対して基板を順次搬送することを特徴とする塗布装置。
前記処理部は、前記搬入出部から直線状に延び、複数のユニットが配列された第１の搬送ラインと、前記第１の搬送ラインと連結部で連結され、前記搬入出部へ向けて直性状に延び、複数のユニットが配列された第２の搬送ラインとを有することを特徴とする請求項１２に記載の塗布装置。
前記処理部は、前記第１の搬送ラインに沿って前記前処理ユニット群が配置され、前記第２の搬送ラインに沿って前記塗布ユニットおよび前記リフローユニットが配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の塗布装置。