JP3982293B2 - 基板の搬送方法、保護カバー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布直後の塗布膜が基板搬送中に不均一に乾燥するのを防止した、基板の搬送方法、及び保護カバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子、液晶素子、有機ＥＬ素子、撮像素子（ＣＣＤ）などの各種の電子素子や光学素子では、その製造に際して、構成要素となる膜やプロセス上使用される膜など、種々の膜が形成される。このような膜の中には、液体材料がスプレー法やスピンコート法、インクジェット法などで塗布されて塗布膜とされ、さらにこれが加熱乾燥されて固化され、形成されるものが多くある。具体的には、レジスト膜、カラーフィルタ、層間絶縁膜、保護膜、さらには液晶素子における配向膜やパッシベーション膜など、主に有機溶剤を使用する液体材料によって形成される膜である。
【０００３】
このような膜は、通常、液体材料が基板上に塗布されて塗布膜とされた後、基板ごと次工程である乾燥（または焼成）工程に搬送され、そこで加熱（または減圧）乾燥させられ、所望の膜とされる。
また、塗布膜の形成、すなわち液体材料の塗布は、通常は基板の上面に行うものの、形成材料の種類や基板表面の状態によっては、基板の下面に対して液体材料を塗布する場合もある。例えば、基板表面にすでに各種の構成要素が設けられており、これによって凹凸が形成されている場合などでは、この面を下側に向けて下面とし、塗布する方が、表面張力などによって凹凸に対する埋め込み性が良くなることがある。また、膜厚の均一性を図るうえでも、下面に対して液体材料を塗布する方が有利になる材料がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、形成する膜の種類によっては、液体材料として特に揮発性が高い有機溶剤を使用するものもあり、このような液体材料を塗布する場合には、基板への塗布後、乾燥を行うまでの間に塗布膜が不均一に乾いてしまい、その後乾燥工程で乾燥しても、得られる膜がその膜厚等に関して不均一になってしまうことがある。
【０００５】
乾燥工程前に塗布膜が不均一に乾いてしまうのは、塗布後、基板を乾燥工程に搬送する際、塗布膜表面に気流が生じてしまうことが大きな原因と考えられる。すなわち、搬送中に塗布膜が空気と接触することにより、相対的に塗布膜表面に気流が生じるが、このような気流が塗布膜全体に対して均一にならないことから、塗布膜が不均一に乾いてしまうと考えられる。
また、有機溶剤が気化して気体中に拡散した場合には、気流の各所で拡散度の分布が生じる。仮に飽和状態になった気体が塗布膜の近傍にあれば、ほとんど乾燥しないことになる。これも塗布膜が不均一に乾いてしまう原因になる。
【０００６】
また、特に基板の下面に対して液体材料を塗布する場合には、塗布後乾燥工程に搬送する際、通常はまず基板を旋回させて塗布膜形成面を上にし、その状態で乾燥工程にまで移送する。しかしながら、このような旋回を行うと、特に基板が４００ｍｍ〜５００ｍｍと比較的長い寸法を有していたり、さらには１ｍを越えるような長い寸法を有する大型のものである場合、塗布膜は旋回軸近傍では旋回によって生じる気流や遠心力の影響が少ないものの、旋回軸から遠ざかるに連れその影響が大となり、結果として塗布膜が不均一に乾くことになってしまう。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、乾燥工程前の塗布膜が不均一に乾くことを防止し、これにより得られる膜が均一で良好なものとなるようにした、基板の搬送方法、及び保護カバーを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様によれば、液体材料が塗布されて形成された塗布膜を有した基板の前記塗布膜を保護カバーで覆いながら、前記基板を次工程に搬送する基板の搬送方法が、前記基板の下側を向いた膜形成面に形成された乾燥処理前の前記塗布膜を前記保護カバーで覆った後で、前記塗布膜が前記基板の上側になるように前記基板を前記保護カバーとともに旋回させる工程を含んでいる。そして、前記旋回させる工程は、前記旋回による前記基板の移動量の前記基板上でのばらつきが小さくなるように該基板の中心軸と前記旋回の旋回軸とを平面視で一致させて行われる。
この基板の搬送方法によれば、旋回による気流が塗布膜に影響を与えることを抑制できるとともに、塗布膜が受ける遠心力のばらつきをも抑制でき、これらのことから、塗布膜が基板の下側から上側になるように基板が旋回されても、塗布膜が不均一になりにくい。
【０００９】
他の態様によれば、前記基板は保持部材によって保持されてなり、前記保護カバーは、前記塗布膜を覆う際、前記保持部材に保持される。
このようにすれば、搬送中に保護カバーが基板から不測に外れてしまうのを防止することができる。
【００１０】
他の態様によれば、前記保護カバーは、前記保持部材とともに前記基板全体を覆うよう構成されてなる。
このようにすれば、基板全体を覆うことにより、塗布膜に対する気流の影響を確実に無くし、乾燥工程前の不均一な乾きをより確実に防止することができる。
【００１１】
他の態様によれば、前記保護カバーは遮光性である。
このようにすれば、塗布膜が感光性材料によって形成されている場合に、搬送中に光が不測に照射されても、保護カバーによってこれが遮断されるため、塗布膜が感光してしまうのを防止することができる。
【００１２】
他の態様によれば、前記基板の下側を向いた膜形成面に形成された前記塗布膜はディスペンサー、スプレーノズル、またはインクジェットヘッドを用いて形成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の基板の搬送方法の一実施形態例を説明するための図であり、図１（ａ）〜（ｃ）において符号１は、ガラスやウエハ等からなる略円盤状の基板である。この基板１は、目的とする成膜に先立ち、各種の構成要素（構成膜）（図示せず）が形成されたもので、このような構成要素の製造工程を経て、図１（ａ）に示すように真空チャックや静電チャックなどの矩形板状の保持部材２に保持固定され、塗布工程に搬送されてきたものである。なお、搬送手段としては、特に限定されることなく従来公知の種々のものが使用され、特に保持部材２を保持してこれを移動させることにより、基板１を間接的に移送するものが用いられる。
【００１６】
塗布工程に送られてきた基板１は、塗布ヘッド３の直下に配置されてここに固定される。この場合、搬送アームなどの搬送手段によって搬送されてきた保持部材２が、例えば塗布ヘッド３の直下に配置されたステージ（図示せず）上の所定位置に載せられることにより、ここに保持固定されて塗布ヘッド３の直下に配置されるようになる。
【００１７】
このようにして保持部材２が所定位置に配置され、したがって基板１が所定位置に配置されたら、図１（ａ）に示したように塗布ヘッド３によって液体材料を塗布し、基板１の上面に塗布膜４を形成する。塗布ヘッド３としては、塗布する液体材料の性状や形成する膜の特性などに応じ、ディスペンサーやスプレーノズル、インクジェットヘッドなどが適宜選択され用いられる。また、塗布に際しては、例えばスピンコートを行う場合など、前記のステージを専用のものとするとともに、必要に応じて基板１を保持部材２から一旦外すようにしてもよい。また、インクジェット法で塗布する場合などでは、ステージとして保持部材２を移動させ得る構造のものを用い、保持部材２上の基板１を移動させつつこれに液体材料を吐出し、基板１上に液体材料を塗布するといった手法が採られる。
なお、本実施の形態で説明する液体材料は、特に液体に限られず、金属等の微粒子を含む液状材料も含まれる。
【００１８】
基板１上に液体材料を塗布し、塗布膜４を形成したら、図１（ｂ）に示すように予め用意しておいた金属（例えばステンレス）等からなる遮光性の保護カバー５を基板１側に向けて移動させる。なお、塗布工程時、基板１を保持部材２から外した場合には、塗布後、再度基板１を保持部材２上に戻し、ここに保持固定しておく。
保護カバー５は、図１（ｂ）に示したように保持部材２とほぼ同形状の矩形板状のカバー本体５ａと、これの長辺位置に、カバー本体５ａに対し直交して設けられたガイドカバー５ｂ、５ｂとからなるもので、ガイドカバー５ｂ、５ｂが保持部材２の長辺側の側面にそれぞれ当接し、これによってガイドカバー５ｂ、５ｂで保持部材２を挟持するよう構成されたものである。なお、ガイドカバー５ｂ、５ｂの下端部と保持部材２の側面とにそれぞれ凹凸等の係合部、例えば突条と溝とを形成しておき、これらを係合させることにより、保持部材２に保護カバー５が一体的に保持されるよう構成してもよい。
【００１９】
このような構成の保護カバー５は、予めステージ上に固定される保持部材２に対してその位置が決められて配置されており、これによって保護カバー５を、図１（ｂ）中矢印で示すようにガイドカバー５ｂがない側を基板１側に向けて移動させると、図１（ｃ）に示すようにこの保護カバー５は保持部材２の上面側、すなわち基板１の塗布膜４側をカバー本体５ａで覆うようになる。ここで、保護カバー５としては、そのカバー本体５ａの内面が基板１上の塗布膜４と適宜な間隔、例えば５〜１０ｍｍ程度の距離となるよう構成されているのが好ましい。このような距離に保つようにすれば、搬送時に空気がカバー本体５ａと塗布膜４との間に流入し、この気流によって塗布膜４が影響されるのを抑制することができ、しかも塗布膜４の近傍を該塗布膜４から揮散する有機溶剤雰囲気にし、これにより自然乾燥を抑制することができるからである。
【００２０】
また、保護カバー５の内面、すなわち塗布膜４と相対する面に、有機溶剤がにじみ出る機構（噴出機構）、または微細なミストを噴出する機構（噴出機構）を付加してもよい。あるいは、この他に保護カバー５の内面に吸湿性のある材料を添付等して備えておき、保護カバー５を被せる直前などに有機溶剤を吹き付けておくなどしてもよい。これにより、保護カバー５内が有機溶剤雰囲気となり、塗布膜の乾燥の抑制が可能となる。
なお、保護カバー５を移送する移送手段としては、保持部材２を搬送するための前記の搬送手段と同様、特に限定されることなく従来公知の種々のものが使用される。
【００２１】
このようにして保護カバー５を、保持部材２に対して気流の乱れを生じさせないようにスライド等して被せ、これにより基板１の塗布膜４側をカバー本体５ａで覆う。または気流の乱れが生じない程度の断面の厚みがある保護カバーを用いてもよい。そして図１（ｃ）中の矢印方向、すなわち一方のガイドカバー５ｂを先に向けて保護カバー５ごと保持部材２と基板１とを移動し、次工程となる乾燥工程に搬送する。すると、ガイドカバー５ｂを先に向けて移送することにより、搬送時に生じる気流をこの保護カバー５のガイドカバー５ｂで遮断することができる。
このようにして乾燥工程に移動したら、保護カバー５を取り外し、さらに必要に応じて保持部材２から基板１を取り外し、塗布膜４乾燥処理を行い、これにより該塗布膜４を固化させて所望の膜とする。
【００２２】
このような基板１の搬送方法にあっては、乾燥処理前の塗布膜４の形成面を保護カバー５で覆い、その状態で次工程（乾燥工程）に搬送するので、搬送時に生じる気流を保護カバー５で遮断し、気流が塗布膜４に直接影響するのを抑えることができ、したがって気流に起因して塗布膜４が不均一に乾いてしまうのを防止することができる。
また、特にガイドカバー５ｂを先に向けた状態で移送するようにしたので、搬送時に生じる気流をこの保護カバー５のガイドカバー５ｂで確実に遮断することができ、これにより塗布膜４が不均一に乾いてしまうのを防止して良好な膜を形成することができる。
また、保護カバー５が遮光性であることから、例えば塗布膜４が感光性材料によって形成されている場合に、搬送中に光が不測に照射されても、保護カバー５によってこれを遮断することができ、したがって塗布膜４が感光してしまうのを防止することができる。
【００２３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、例えば保護カバーとして、図２（ａ）に示すような構成のものを用いることもできる。図２（ａ）に示す保護カバー６は、矩形板状のカバー本体６ａと、このカバー本体６ａの四辺からカバー本体６ａに対し直交して設けられたガイドカバー６ｂ…とからなるもので、ガイドカバー６ｂ…が保持部材２の各側面にそれぞれ当接し、これによってガイドカバー６ｂ…で保持部材２の側面を保持するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに保護カバー６は、保持部材２とともに基板１全体を覆うものとなっている。
【００２４】
このような保護カバー６を用いて塗布膜４を形成した基板１を搬送するには、図２（ａ）中矢印で示すように該保護カバー６をその開口側が保持部材２上の基板１に向くようにして上から下に降ろし、図２（ｂ）に示すように保持部材２に保護カバー６を被せてそのガイドカバー６ｂ…を保持部材２側面に係合させ、これにより保持部材２に保護カバー６を一体化させる。
その後、図１に示した例と同様にして保護カバー６ごと保持部材２および基板１を移動し、次工程となる乾燥工程に搬送してそこで乾燥処理を行う。
【００２５】
このようにすれば、特に保護カバー６と保持部材２とによって基板１全体を覆うことにより、搬送時の塗布膜４に対する気流の影響を確実に無くし、乾燥工程前の不均一な乾きをより確実に防止することができ、したがって、乾燥後より均一で良好な膜を得ることができる。
また、保護カバー６と保持部材２とで基板１全体を覆い、これにより基板１を密閉空間に置くようにしていることから、この密閉空間内を塗布膜４から揮散する有機溶剤雰囲気にすることができ、これにより自然乾燥を抑制して乾燥工程前の乾きをより確実に防止することができる。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施形態例を説明するための図である。この例が図１（ａ）〜（ｃ）に示した例と異なるところは、塗布膜４の形成を、基板１の下面に対して液体材料を塗布することにより行っている点と、このように下面に対して塗布することにより、塗布後、基板１を旋回させる点である。
【００２７】
すなわち、本例では、図３（ａ）に示すように保持部材２に載せられて基板１が前工程から塗布工程に搬送されてきたら、図３（ｂ）に示すように旋回手段によって保持部材２が旋回させられ、これにより基板１が下側にされてその膜形成面が下面にされる。ここで、旋回手段としては、特に限定されることなく種々の構成のものが採用可能である。本例では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように保持部材２に連結する保持アーム７と、この保持アーム７にボールネジ（図示せず）を介して連結されたモータ８とから構成され、モータ８の作動により、ボールネジを介して保持アーム７を回動させ、これにより保持部材２を旋回させるといった構成のものが採用される。
【００２８】
ここで、保持アーム７は、その長さ方向が保持部材２の旋回軸となるものであり、この保持アーム７、つまり旋回軸は、基板１の中心軸と平面視した状態で一致するようにして、保持部材２に取り付けられている。すなわち、保持部材２は予め基板１を保持する位置が決められており、したがって平面視した状態で保持部材２のどの位置が基板１の中心軸に一致するかが決まっている。よって、この位置に保持アーム７の長さ方向を合わせることにより、基板１の中心軸が旋回軸となるようになっているのである。基板１が矩形状などである場合には、特に旋回軸とする基板１の中心軸については、その中心軸から最も遠くなる縁部までの距離が最小となるものを選択するのが好ましい。このようにすれば、旋回させた際、この旋回による基板１上での移動量の分布（バラツキ）をより狭くすることができるからである。なお、基板１は通常保持部材２の中心位置に保持されるようになっており、したがって基板１の中心軸と保持部材２の中心軸とは一致するようになっている。
【００２９】
このような旋回手段によって保持部材２を旋回させ、基板１を下向きにしたら、図３（ｂ）に示したように予め下側に配置された塗布ヘッド３によって液体材料を基板１の下面に塗布し、塗布膜（図示せず）を形成する。
続いて、予めこの塗布位置の側方、あるいは下方に待機させておいた前記の保護カバー５あるいは保護カバー６を移動させ、図３（ｃ）に示すように保持部材２の下側に保護カバー６を被せて基板１を覆う（図３（ｃ）では保護カバー６を用いた場合を示す）。このとき、保護カバー５を用いた場合には、そのガイドカバー５ｂが前記の旋回軸と平行になるようにして、保持部材２に被せる。また、保護カバー６を用いた場合には、予めガイドカバー６ｂの所定位置に切欠９を形成しておき、これによって保持アーム７に干渉されることなく、保護カバー６を保持部材２に被せることができるようにしておく。
【００３０】
次いで、図３（ｄ）に示すように保護カバー６（５）ごと基板１および保持部材２を旋回させ、塗布膜４が上側になるとともに、基板１が水平になるようにする。すると、保護カバー６（５）を被せたことにより、旋回によって生じる気流に対してもこれを保護カバー６（５）で遮断し、気流が塗布膜４に直接影響するのを防止することができる。
その後、先の例と同様にして保護カバー５（６）ごと保持部材２および基板１を移動し、次工程となる乾燥工程に搬送してそこで乾燥処理を行う。
【００３１】
このようにすれば、保護カバー５（６）を被せたことにより、旋回によって生じる気流に対してもこれを保護カバーで遮断し、気流が塗布膜４に直接影響するのを防止することができるので、乾燥工程前の不均一な乾きをより確実に防止することができ、したがって乾燥後より均一で良好な膜を得ることができる。
また、基板１の旋回を、該基板１の中心軸を旋回軸として行っているので、この旋回による基板１上での移動量の分布（バラツキ）をより狭く（小さく）することができ、したがって遠心力のバラツキを小さくしてこれによる影響を小にし、このような影響による膜の不均一化を防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の基板の搬送方法によれば、乾燥処理前の塗布膜の形成面を保護カバーで覆い、その状態で次工程に搬送するので、搬送時基板上に生じる気流を保護カバーで遮断し、塗布膜に直接影響するのを抑えることができる。したがって、気流に起因して塗布膜が不均一に乾いてしまうのを防止し、より均一で良好な膜を得ることができる。
また、基板と保護カバーとの間を塗布膜から揮散する有機溶剤雰囲気にすることができ、したがって自然乾燥を抑制して乾燥工程前の乾きをより確実に防止することができる。
【００３３】
本発明の保護カバーによれば、保護カバー内が溶剤雰囲気となることにより、塗布膜の乾燥を抑制することができ、したがって乾燥工程前の乾きを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）〜（ｃ）は本発明の基板の搬送方法の一実施形態例を工程順に説明するための斜視図である。
【図２】 （ａ）、（ｂ）は図１に示した基板の搬送方法の変形例を説明するための斜視図である。
【図３】 （ａ）〜（ｄ）は本発明の基板の搬送方法の他の実施形態例を工程順に説明するための斜視図である。支持部材を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…保持部材、４…塗布膜、５、６…保護カバー

Claims (5)

1. 液体材料が塗布されて形成された塗布膜を有した基板の前記塗布膜を保護カバーで覆いながら、前記基板を次工程に搬送する基板の搬送方法であって、
   前記基板の下側を向いた膜形成面に形成された乾燥処理前の前記塗布膜を前記保護カバーで覆った後で、前記塗布膜が前記基板の上側になるように前記基板を前記保護カバーとともに旋回させる工程を含み、
   前記旋回させる工程は、前記旋回による前記基板の移動量の前記基板上でのばらつきが小さくなるように該基板の中心軸と前記旋回の旋回軸とを平面視で一致させて行われることを特徴とする基板の搬送方法。
2. 前記基板は保持部材によって保持されてなり、前記保護カバーは、前記塗布膜を覆う際、前記保持部材に保持されること特徴とする請求項１に記載の基板の搬送方法。
3. 前記保護カバーは、前記保持部材とともに前記基板全体を覆うよう構成されてなることを特徴とする請求項２に記載の基板の搬送方法。
4. 前記保護カバーは遮光性であることを特徴とする請求項２又は３記載の基板の搬送方法。
5. 前記基板の下側を向いた膜形成面に形成された前記塗布膜はディスペンサー、スプレーノズル、またはインクジェットヘッドを用いて形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の基板の搬送方法。

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