JPWO2011155299A1 - レベリング処理装置およびこれを備えた塗布膜製造装置ならびに塗布膜製造方法 - Google Patents

Abstract

レベリング処理装置（１０Ａ）は、塗布膜材料を含む溶液が上面に塗布された基板（１００）の下面を支持しつつ、支持した基板（１００）を搬送方向に沿って搬送するコンベヤと、コンベヤによって規定されるコンベヤ搬送路（１１）上を上記搬送方向に沿って移動している基板（１００）に対して振動を付与することにより、基板（１００）に塗布されている溶液のレベリング処理を行なう振動付与ユニット（２０Ａ）とを備える。

Description

本発明は、塗布膜材料を含む溶液を基板に塗布し、塗布した溶液を乾燥および硬化させることで基板に塗布膜を成膜する塗布膜製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに塗布膜製造方法に関する。

液晶パネルや半導体装置等の製造工程の一つに、配向膜やレジスト膜等の機能性膜を塗布膜製造技術を利用して基板に形成する工程がある。塗布膜製造技術は、塗布膜材料を含む溶液を基板に塗布し、塗布した溶液を乾燥および硬化させることで基板に塗布膜を成膜する技術である。

一般に、硬化前の機能性膜の原液は高い粘性を有しているため、通常は、揮発性の高い溶剤等を添加することで原液を希釈化し、希釈化後の溶液が基板に塗布される。基板への溶液の塗布には、インクジェット塗布装置等が利用され、溶液の乾燥および硬化には、ホットプレートや高温槽等が利用される。

ここで、成膜後の塗布膜の厚みは、製品の性能やその後に実施される製造工程における歩留まり等に影響する。そのため、塗布膜の形成の際には、より均一な膜厚となるようにその処理を行なうことが好ましい。

上述した観点から、従来、基板に塗布した溶液を乾燥および硬化させる前段階において、塗布された溶液を平坦化するレベリング処理が実施されている。通常、レベリング処理としては、溶液が塗布された基板に超音波振動子等を用いて微小な振動を付与することで短時間に溶液を平坦化させる手法が採用される。

このレベリング処理に使用される振動付与ユニットは、インクジェット塗布装置に設けられる場合が多く、とたえば特開２００２−２３３８０７号公報（特許文献１）や特開２００４−６４００７号公報（特許文献２）には、基板が載置されるインクジェット塗布装置のステージに超音波振動子を含む振動付与ユニットが設けられた構成の基板処理装置が開示されている。

特開２００２−２３３８０７号公報 特開２００４−６４００７号公報

しかしながら、上述した特開２００２−２３３８０７号公報および特開２００４−６４００７号公報に開示される如く、振動付与ユニットをインクジェット塗布装置のステージに設けた場合には、溶液塗布処理を行なった後に引き続きステージに基板を載置した状態のままレベリング処理が行なわれることになるため、その間、別の基板への溶液塗布処理が行なえず、生産効率が大幅に低下してしまう問題が生じる。

これを回避するためには、振動付与ユニットが設けられたステージを複数準備し、インクジェットヘッドに対向配置されるステージを順次切換えることで溶液塗布処理を連続して行なえるようにすることが考えられる。しかしながら、そのようにした場合には、ステージの数が増加することに伴って大きな設置スペースが必要になる問題が別途生じてしまう。特に、液晶パネルの製造工程等においては、近年、基板の大型化が飛躍的に進んでおり、上述した設置スペースの増大の問題は、非常に顕著な問題となってしまう。

また、上記特開２００２−２３３８０７号公報および特開２００４−６４００７号公報に開示される如く、振動付与ユニットをインクジェット塗布装置のステージに設けた場合には、基板の大型化に伴って超音波振動子をより多く配置することが必要となり、設置コストやランニングコストが増大してしまう問題が生じるのみならず、基板の全面において均等に振動を付与することが困難となり、その結果、形成される塗布膜の厚みにムラが生じてしまう問題も生じる。

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、設置スペースの増大を防止しつつ基板に塗布されている溶液に均等に高い処理効率でレベリング処理を行なうことが可能なレベリング処理装置を提供することを目的とするとともに、設置スペースの増大を防止しつつ高い生産効率で均一な膜厚の塗布膜の形成が可能な塗布膜製造装置および塗布膜製造方法を提供することを目的とする。

本発明に基づくレベリング処理装置は、塗布膜材料を含む溶液が上面に塗布された基板の下面を支持しつつ、支持した基板を搬送方向に沿って搬送するコンベヤと、上記コンベヤによって規定されるコンベヤ搬送路上を上記搬送方向に沿って移動している基板に対して振動を付与することにより、基板に塗布されている溶液のレベリング処理を行なう振動付与機構とを備えている。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記振動付与機構によって溶液のレベリング処理が行なわれるレベリング処理領域において、上記搬送方向に沿って移動している基板の前端部から後端部にかけて順次局所的に振動が付与されるように、上記搬送方向に沿った上記レベリング処理領域の長さが、上記搬送方向に沿った基板の長さよりも小さく構成されていることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記振動付与機構が、上記コンベヤ搬送路上において上記搬送方向および上記搬送方向と直交する方向の少なくともいずれか一方に沿って複数設けられていることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記振動付与機構が、基板に接触して振動を付与する接触式振動付与機構からなることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記接触式振動付与機構が、基板の下面に当接する当接部と、上記当接部に設けられた振動子とを含んでいることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記当接部が、フリーローラであることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記振動付与機構が、基板に非接触で振動を付与する超音波発生機構からなることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置は、上記コンベヤ搬送路上を上記搬送方向に沿って移動している基板に塗布されている溶液を加熱することにより、基板に塗布されている溶液の流動性を高めるプレヒーティング処理を行なう加熱機構をさらに備えていることが好ましく、その場合には、上記加熱機構が、上記振動付与機構が設けられた位置よりも上記コンベヤ搬送路の上流側の位置に設けられていることが好ましい。

上記本発明に基づくレベリング処理装置にあっては、上記加熱機構が、基板の上面に対向するように上記コンベヤ搬送路の上方に設けられていることが好ましい。

本発明に基づく塗布膜製造装置は、塗布膜材料を含む溶液を基板に塗布する溶液塗布部と、基板に塗布されている溶液を乾燥および硬化させることで基板に塗布膜を成膜する塗布膜成膜部と、上記溶液塗布部から上記塗布膜成膜部に向けて基板を搬送するための搬送路とを備えており、上述した本発明に基づくレベリング処理装置が上記搬送路に設けられてなるものである。

本発明に基づく塗布膜製造方法は、塗布膜材料を含む溶液を基板に塗布し、塗布した溶液を乾燥および硬化させることで基板に塗布膜を成膜するものであって、溶液塗布後であって塗布膜成膜前に、溶液塗布後の基板をコンベヤを用いて搬送しつつ搬送方向に沿って移動している基板に対して振動を付与することにより、基板に塗布されている溶液のレベリング処理を行なうことを特徴としている。

上記本発明に基づく塗布膜製造方法は、上記レベリング処理の際に、上記搬送方向に沿って移動している基板の前端部から後端部にかけて順次局所的に振動が付与されるようにすることをさらに特徴としていてもよい。

上記本発明に基づく塗布膜製造方法は、上記レベリング処理に先立ち、溶液塗布後の基板をコンベヤを用いて搬送しつつ基板に塗布されている溶液を加熱することにより、基板に塗布されている溶液の流動性を高めるプレヒーティング処理を行なうことをさらに特徴としていてもよい。

本発明によれば、設置スペースの増大を防止しつつ基板に塗布されている溶液に均等に高い処理効率でレベリング処理を行なうことが可能なレベリング処理装置とすることができるとともに、設置スペースの増大を防止しつつ高い生産効率で均一な膜厚の塗布膜の形成が可能な塗布膜製造装置および塗布膜製造方法とすることができる。

本発明の実施の形態１における塗布膜製造装置の概念図である。 本発明の実施の形態１における塗布膜製造方法のフロー図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略平面図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第２構成例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第２構成例を示す概略平面図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第２構成例を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第３構成例を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態１におけるレベリング処理装置の第４構成例を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態２における塗布膜製造装置の概念図である。 本発明の実施の形態２における塗布膜製造方法のフロー図である。 本発明の実施の形態２におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態２におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略平面図である。 本発明の実施の形態２におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態２におけるレベリング処理装置の第２構成例を示す概略側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、液晶パネルの製造工程に含まれる配向膜の製造工程において使用される配向膜の製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに配向膜の製造方法に本発明を適用した場合を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態おいては、同一または共通の部分について図中同一の符号を付し、その説明は個々には繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における塗布膜製造装置の概念図である。また、図２は、本発明の実施の形態１における塗布膜製造方法のフロー図である。まず、これら図１および図２を参照して、本実施の形態における塗布膜製造装置の構成および塗布膜製造方法のフローについて説明する。

図１に示すように、本実施の形態における塗布膜製造装置１Ａは、溶液塗布部としての塗布装置２と、塗布膜成膜部としての乾燥装置３および焼成装置４と、コンベヤ８とを主として備えている。当該塗布膜製造装置１Ａは、液晶パネルの製造ラインとして工場等に設置されるものである。

塗布装置２は、基板１００に塗布膜材料を含む溶液を塗布するための装置である。塗布膜材料である配向膜材料としては、たとえばポリイミドが使用され、ポリイミドを揮発性の高い溶剤で希釈したポリイミド溶液が、塗布装置２を用いて基板１００に塗布される。塗布装置２としては、たとえばインクジェット塗布装置が利用され、上述したポリイミド溶液がステージ（不図示）に載置された基板１００に対して点列状に吐出されることにより、塗布面に相当する基板１００の上面にポリイミド溶液が付着される。

乾燥装置３および焼成装置４は、基板１００に塗布されている溶液をそれぞれ乾燥および硬化させることで基板１００に塗布膜を成膜するための装置である。溶液の乾燥および硬化には加熱処理が利用され、乾燥装置３および焼成装置４としては、たとえばホットプレートや高温槽が利用される。なお、乾燥装置３においては、主として溶液に含まれる溶剤が揮発され、その温度条件は、たとえば６０℃〜１００℃程度である。一方、焼成装置４においては、主として塗布膜材料が硬化され、その温度条件は、たとえば１８０℃〜２５０℃程度である。

コンベヤ８は、基板１００を搬送するための装置であり、たとえばローラコンベヤにて構成される。コンベヤ８は、非塗布面に相当する基板１００の下面を下方から支持することで基板１００を搬送する。コンベヤ８は、塗布装置２から乾燥装置３に向けて基板１００を搬送するための搬送路の一部を構成するコンベヤ搬送路１１を含んでいる。後述する本実施の形態の第１ないし第４構成例に係るレベリング処理装置１０Ａ〜１０Ｄ（図３ないし図１０参照）は、上述した搬送路のうちのコンベヤ搬送路１１に該当する部分に設置される。

塗布膜製造装置１Ａは、図示しない搬送機構としての第１のロボットアームを具備しており、当該第１のロボットアームは、コンベヤ８上を搬送される溶液塗布前の基板１００を保持してこれを塗布装置２に搬入するとともに、塗布装置２にて溶液が塗布された基板１００を保持してこれを塗布装置２から搬出してコンベヤ８上に復帰させる。図１中においては、当該第１のロボットアームによる基板１００の動きを矢印５にて示している。

また、塗布膜製造装置１Ａは、図示しない搬送機構としての第２のロボットアームを具備しており、当該第２のロボットアームは、コンベヤ８上を搬送される溶液塗布後の基板１００を保持してこれを乾燥装置３に搬入するとともに、乾燥装置３にて乾燥処理が実施された後の基板１００を保持してこれを乾燥装置３から搬出してコンベヤ８上に復帰させる。図１中においては、当該第２のロボットアームによる基板１００の動きを矢印６にて示している。

さらに、塗布膜製造装置１Ａは、図示しない搬送機構としての第３のロボットアームを具備しており、当該第３のロボットアームは、コンベヤ８上を搬送される乾燥処理後の基板１００を保持してこれを焼成装置４に搬入するとともに、焼成装置４にて焼成処理が実施された後の基板１００を保持してこれを焼成装置４から搬出してコンベヤ８上に復帰させる。図１中においては、当該第３のロボットアームによる基板１００の動きを矢印７にて示している。

なお、塗布装置２から乾燥装置３に向けて基板１００を搬送するための上記搬送路は、上述したコンベヤ搬送路１１と、上述した矢印５，６に示される部分とによって構成される。

コンベヤ搬送路１１は、上述したように、後述する本実施の形態の第１ないし第４構成例に係るレベリング処理装置１０Ａ〜１０Ｄ（図３ないし図１０参照）の一部を構成するものであり、当該コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与機構を用いて振動を付与することで基板１００に塗布されている溶液を平坦化するレベリング処理領域２０をその途中位置に有している。なお、上記レベリング処理装置１０Ａ〜１０Ｄ、レベリング処理領域２０および上記振動付与機構の詳細については、後述することとする。

塗布膜製造装置１Ａは、上述した塗布装置２や乾燥装置３、焼成装置４、コンベヤ８、第１ないし第３のロボットアーム等の各種装置の動作を同期的に制御する図示しない制御部を具備しており、当該制御部によって上記各装置の動作が制御されることにより、高い生産効率にて基板１００に塗布膜が形成されるように塗布膜製造装置１Ａが管理されている。

図２に示すように、本実施の形態における塗布膜製造方法にあっては、まず、基板１００の洗浄処理や表面改質処理等に代表される前処理（ステップＳ１０１）が行なわれる。前処理が実施された後の基板１００は、上述した本実施の形態における塗布膜製造装置１Ａに導入され、コンベヤ８上に載置されて当該コンベヤ８上を順次搬送される。

コンベヤ８によって搬送される基板１００は、まず、上述した第１のロボットアームによって塗布装置２に搬入され、当該塗布装置２において溶液塗布処理（ステップＳ１０２）が行なわれる。溶液塗布処理が実施された後の基板１００は、第１のロボットアームによって塗布装置２から搬出されてコンベヤ８のコンベヤ搬送路１１上に載置される。

溶液塗布処理が実施されてコンベヤ８のコンベヤ搬送路１１上に載置された基板１００は、次に、レベリング処理領域２０に達し、当該レベリング処理領域２０においてレベリング処理（ステップＳ１０３）が行なわれる。

レベリング処理が実施された後の基板１００は、次に、上述した第２のロボットアームによって乾燥装置３に搬入され、当該乾燥装置３において成膜処理の第１段階としての乾燥処理（ステップＳ１０４）が行なわれる。乾燥処理が実施された後の基板１００は、第２のロボットアームによって乾燥装置３から搬出されてコンベヤ８上に載置される。

乾燥処理が実施されてコンベヤ８上に載置された基板１００は、次に、上述した第３のロボットアームによって焼成装置４に搬入され、当該焼成装置４において成膜処理の第２段階としての焼成処理（ステップＳ１０５）が行われる。焼成処理が実施された後の基板１００は、第３のロボットアームによって焼成装置４から搬出されてコンベヤ８上に載置される。

次に、塗布膜が成膜された基板１００は、コンベヤ８上を順次搬送され、上述した本実施の形態における塗布膜製造装置１Ａから導出される。本実施の形態における塗布膜製造方法にあっては、塗布膜製造装置１Ａから導出された後の基板１００にラビング処理等に代表される後処理（ステップＳ１０６）が行なわれる。

図３ないし図５は、本実施の形態におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略斜視図、概略平面図および概略側面図である。次に、これら図３ないし図５を参照して、本実施の形態における第１構成例に係るレベリング処理装置について説明する。

図３ないし図５に示すように、本第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ａは、コンベヤ搬送路１１と、搬送ローラ１２と、振動付与機構としての振動付与ユニット２０Ａとを主として備えている。搬送ローラ１２は、基板１００を搬送するためのコンベヤ搬送路１１を規定するものであり、当該コンベヤ搬送路１１の下方に整列して配置されている。振動付与ユニット２０Ａは、上記搬送ローラ１２によって構成された通路の所定位置において当該通路の下方に配置されている。ここで、振動付与ユニット２０Ａが配置された領域が、上述したレベリング処理領域２０に相当することになる。

搬送ローラ１２は、基板１００の搬送方向と直交する方向に沿って配置された複数のローラ部１３と、当該複数のローラ部１３を軸支するシャフト部１４とを含んでいる。搬送ローラ１２は、図示しない駆動機構によってシャフト部１４が回転駆動されることで、基板１００の非塗布面である下面を支持しつつ支持した基板１００をコンベヤ搬送路１１上において図中矢印Ａ方向に搬送する。

振動付与ユニット２０Ａは、基板１００に接触することで振動を付与する接触式振動付与機構からなり、支持体２１と、当該支持体２１上に配置された複数の振動体２２とを含んでいる。図５に示すように、振動体２２は、基板１００の下面に当接するように配設された当接部２２ａと、当該当接部２２ａと支持体２１との間に位置する弾性支持部２２ｂとを有している。当接部２２ａには、たとえば超音波振動子等からなる振動子２３が設けられており、振動子２３に図示しない電源から電圧が印加されることで当接部２２ａが振動する。本第１構成例においては、振動付与ユニット２０Ａの複数の当接部２２ａが、基板１００の搬送方向と直交する方向に沿って整列して位置するように点列状に配置されている。

図４に示すように、振動付与ユニット２０Ａに設けられた振動子２３は、たとえばその振動方向が基板１００の塗布面である上面内おいて当該基板１００の搬送方向と直交する方向と合致する方向（図中に示す矢印Ｂ方向）となるように当接部２２ａに埋設されている。ここで、振動子２３を駆動することで生じる当接部２２ａの振動は、振幅が微小な比較的高周波（たとえば２０ｋＨｚ以上）の振動とすることが好ましい。なお、振動付与ユニット２０Ａが配置されたレベリング処理領域２０の基板１００の搬送方向に沿った長さは、当該搬送方向に沿った基板１００の長さよりも小さくなるように構成されている。

以上において説明した本第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ａにおいては、コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与ユニット２０Ａを用いて振動が付与されることになり、これによりレベリング処理領域２０において基板１００に塗布されている溶液１０２（図５参照）の平坦化が行なわれることになる。すなわち、塗布装置２から乾燥装置３に搬送される間において、搬送ローラ１２によって基板１００を搬送しつつ、これと同時に基板１００に塗布された溶液１０２のレベリング処理が行なえることになる。

また、本第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ａにおいては、上述したように、レベリング処理領域２０の基板１００の搬送方向に沿った長さが当該搬送方向に沿った基板１００の長さよりも小さく構成されているため、搬送方向に沿った基板１００の前端部から後端部にかけて順次局所的に基板１００の搬送方向と直交する方向に振動が付与されることになる。このようにすれば、基板１００の搬送方向に沿って基板１００に対して均一な条件の下において振動を付与することが可能になるとともに、少ない数の振動子２３を用いて基板１００の全面に振動を付与することが可能になる。

図６ないし図８は、本実施の形態におけるレベリング処理装置の第２構成例を示す概略斜視図、概略平面図および概略側面図である。次に、これら図６ないし図８を参照して、本実施の形態における第２構成例に係るレベリング処理装置について説明する。

図６ないし図８に示すように、本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｂは、上述した第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ａに比べ、振動付与機構としての振動付与ユニット２０Ｂをさらに備えている点において相違している。振動付与ユニット２０Ｂは、上記搬送ローラ１２によって構成された通路の振動付与ユニット２０Ａが設けられた位置よりも下流側の所定位置において当該通路の下方に配置されており、これら振動付与ユニット２０Ａ，２０Ｂが配置された領域が、上述したレベリング処理領域２０に相当することになる。

振動付与ユニット２０Ｂは、振動付与ユニット２０Ａと同じく基板１００に接触することで振動を付与する接触式振動付与機構からなり、支持体２１と、当該支持体２１上に配置された複数の振動体２２とを含んでいる。振動体２２は、基板１００の下面に当接するように配設された当接部２２ａと、当該当接部２２ａと支持体２１との間に位置する弾性支持部２２ｂとを有している。当接部２２ａには、たとえば超音波振動子等からなる振動子２３が設けられており、振動子２３に図示しない電源から電圧が印加されることで当接部２２ａが振動する。本第２構成例においては、振動付与ユニット２０Ｂの複数の当接部２２ａが、基板１００の搬送方向と直交する方向に沿って整列して位置するように点列状に配置されることにより、振動付与ユニット２０Ａに設けられた当接部２２ａおよび振動付与ユニット２０Ｂに設けられた当接部２２ａが、全体として千鳥状に配置されている。

図７に示すように、振動付与ユニット２０Ｂに設けられた振動子２３は、たとえばその振動方向が基板１００の塗布面である上面内において基板１００の搬送方向と平行な方向と合致する方向（図中に示す矢印Ｃ方向）となるように当接部２２ａに埋設されている。ここで、振動子２３を駆動することで生じる当接部２２ａの振動は、振幅が微小な比較的高周波（たとえば２０ｋＨｚ以上）の振動とすることが好ましい。なお、振動付与ユニット２０Ｂが配置されたレベリング処理領域２０の基板１００の搬送方向に沿った長さは、当該搬送方向に沿った基板１００の長さよりも小さくなるように構成されている。

以上において説明した本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｂにおいては、コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与ユニット２０Ａ，２０Ｂを用いて振動が付与されることになり、これによりレベリング処理領域２０において基板１００に塗布されている溶液１０２（図８参照）の平坦化が行なわれることになる。すなわち、塗布装置２から乾燥装置３に搬送される間において、搬送ローラ１２によって基板１００を搬送しつつ、これと同時に基板１００に塗布された溶液１０２のレベリング処理が行なえることになる。

また、本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｂにおいては、上述したように、レベリング処理領域２０の基板１００の搬送方向に沿った長さが当該搬送方向に沿った基板１００の長さよりも小さく構成されているため、搬送方向に沿った基板１００の前端部から後端部にかけて順次局所的に基板１００の搬送方向と直交する方向および基板１００の搬送方向に平行な方向に振動が付与されることになる。このようにすれば、基板１００の搬送方向に沿って基板１００に対して均一な条件の下において振動を付与することが可能になるとともに、少ない数の振動子２３を用いて基板１００の全面に複数の方向に沿って振動を付与することが可能になる。

図９は、本実施の形態におけるレベリング処理装置の第３構成例を示す概略側面図である。次に、この図９を参照して、本実施の形態における第３構成例に係るレベリング処理装置について説明する。

図９に示すように、本第３構成例に係るレベリング処理装置１０Ｃは、上述した第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ａに比べ、振動付与機構の具体的な構成において相違している。レベリング処理装置１０Ｃに具備される振動付与機構としての振動付与ユニット２０Ｃは、基板１００に接触することで振動を付与する接触式振動付与機構からなり、基板１００の下面に当接するように配設された当接部２２ａが、ローラ部２４およびシャフト部２５からなるフリーローラにて構成されている。当該当接部２２ａとしてのフリーローラには、たとえば超音波振動子等からなる振動子２３が設けられており、振動子２３に図示しない電源から電圧が印加されることで当接部２２ａとしてのフリーローラが振動する。ここで、当接部２２ａとしてのフリーローラは、搬送ローラ１２とは異なり、図示しない駆動機構によって回転駆動されるものではなく、基板１００の下面に当接することで従動回転するものである。

以上において説明した本第３構成例に係るレベリング処理装置１０Ｃにおいては、コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与ユニット２０Ｃを用いて振動が付与されることになり、これによりレベリング処理領域２０において基板１００に塗布されている溶液１０２の平坦化が行なわれることになる。すなわち、塗布装置２から乾燥装置３に搬送される間において、搬送ローラ１２によって基板１００を搬送しつつ、これと同時に基板１００に塗布された溶液１０２のレベリング処理が行なえることになる。ここで、本第３構成例に係るレベリング処理装置１０Ｃにおいては、振動付与ユニット２０Ｃの当接部２２ａがフリーローラで構成されているため、当接部２２ａが基板１００に接触することで生じるおそれのある基板１００の破損を防止することができる。

また、本第３構成例に係るレベリング処理装置１０Ｃにおいては、上述したように、レベリング処理領域２０の基板１００の搬送方向に沿った長さが当該搬送方向に沿った基板１００の長さよりも小さく構成されているため、搬送方向に沿った基板１００の前端部から後端部にかけて順次局所的に基板１００の搬送方向と直交する方向に振動が付与されることになる。このようにすれば、基板１００の搬送方向に沿って基板１００に対して均一な条件の下において振動を付与することが可能になるとともに、少ない数の振動子２３を用いて基板１００の全面に振動を付与することが可能になる。

図１０は、本実施の形態におけるレベリング処理装置の第４構成例を示す概略側面図である。次に、この図１０を参照して、本実施の形態における第４構成例に係るレベリング処理装置について説明する。

図１０に示すように、本第４構成例に係るレベリング処理装置１０Ｄは、上述した第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ａに比べ、振動付与機構の具体的な構成において相違している。レベリング処理装置１０Ｄに具備される振動付与機構としての振動付与ユニット２０Ｄは、基板１００に非接触で振動を付与する超音波発生機構からなり、基板１００の下面に対向するように配設された超音波発生素子２６と、当該超音波発生素子２６を支持する支持体２７とによって構成されている。超音波発生素子２６には、図示しない電源が接続されており、超音波発生素子２６は、当該電源から電圧が印加されることによって超音波を発生させる。基板１００は、この超音波発生素子２６にて発生された超音波の音圧を受けることによって振動する。

以上において説明した本第４構成例に係るレベリング処理装置１０Ｄにおいては、コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与ユニット２０Ｄを用いて振動が付与されることになり、これによりレベリング処理領域２０において基板１００に塗布されている溶液１０２の平坦化が行なわれることになる。すなわち、塗布装置２から乾燥装置３に搬送される間において、搬送ローラ１２によって基板１００を搬送しつつ、これと同時に基板１００に塗布された溶液１０２のレベリング処理が行なえることになる。ここで、本第４構成例に係るレベリング処理装置１０Ｄにおいては、振動付与ユニット２０Ｄが非接触で基板１００に振動を付与することができるものであるため、基板１００の破損を確実に防止することができる。

また、本第４構成例に係るレベリング処理装置１０Ｄにおいては、上述したように、レベリング処理領域２０の基板１００の搬送方向に沿った長さが当該搬送方向に沿った基板１００の長さよりも小さく構成されているため、搬送方向に沿った基板１００の前端部から後端部にかけて順次局所的に基板１００の搬送方向と直交する方向に振動が付与されることになる。このようにすれば、基板１００の搬送方向に沿って基板１００に対して均一な条件の下において振動を付与することが可能になるとともに、少ない数の超音波発生素子２６を用いて基板１００の全面に振動を付与することが可能になる。

以上において説明したように、上述した本実施の形態における塗布膜製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに塗布膜製造方法を採用することにより、設置スペースの増大を防止しつつ、基板に塗布されている溶液に均等に高い処理効率でレベリング処理を行なうことが可能になるため、高い生産効率にて塗布膜の形成を行なうことが可能になるばかりでなく、形成される塗布膜の厚みをより均一化することが可能になるとともに、設置コストやランニングコストを比較的安価に抑制することが可能になる。これらの効果は、より大きな基板に塗布膜を形成する場合にその意義が大きく、特に近年その大型化が顕著である液晶パネル等の製造において高い効果を発揮する。

なお、基板１００に振動を付与する振動付与ユニットの構成やレイアウトは、必ずしも上述した第１構成例ないし第４構成例の如くに制限されるものではなく、他の構成やレイアウトを採用してもよい。たとえば、そのレイアウトとしては、基板１００の搬送方向と直交する方向に位置する基板１００の端部にいわゆる溶液のヒケが生じ易く、当該部分において膜厚が厚くなる傾向にある場合等には、当該部分に対応する位置に振動子２３や超音波発生素子２６を多く配置することとしてもよいし、溶液の粘性が特に高い場合等には、基板１００の搬送方向に沿ってさらに複数列にわたって振動付与ユニットが設けられるように構成してもよい。

また、当接部２２ａに設けられる振動子２３の振動方向としても、上述した第１構成例および第２構成例において例示した基板１００の塗布面である上面内において基板１００の搬送方向と直交する方向や平行な方向と合致する方向以外の他の水平方向としてもよく、さらには基板１００の塗布面である上面と交差する方向に合致する方向（たとえば鉛直方向等）としてもよい。

さらには、当接部２２ａに設けられる振動子２３の振動の振幅や周波数等についても、必ずしも複数の振動子２３において同じにする必要はなく、膜厚がより均一化するように複数の振動子２３において異なるようにしてもよい。

このように、振動付与ユニットのレイアウトや振動子等の振動方向、振幅、周波数等は、成膜すべき塗布膜の種類や厚み等の製造条件に応じて適宜最適化すればよい。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２における塗布膜製造装置の概念図である。また、図１２は、本発明の実施の形態２における塗布膜製造方法のフロー図である。まず、これら図１１および図１２を参照して、本実施の形態における塗布膜製造装置の構成および塗布膜製造方法のフローについて説明する。

図１１に示すように、本実施の形態における塗布膜製造装置１Ｂは、上述した本発明の実施の形態１における塗布膜製造装置１Ａに比べ、レベリング処理装置の一部を構成するコンベヤ搬送路１１がレベリング処理領域２０に加えてプレヒーティング処理領域３０をさらに備えている点において相違している。後述する本実施の形態の第１および第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｅ，１０Ｆ（図１３ないし図１６参照）は、当該コンベヤ搬送路１１に該当する部分に設置される。

コンベヤ搬送路１１は、上述したように、後述する本実施の形態の第１および第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｅ，１０Ｆ（図１３ないし図１６参照）の一部を構成するものであり、当該コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して加熱機構を用いて加熱することで基板１００に塗布されている溶液の流動性を高めるプレヒーティング処理領域３０をその途中位置に有している。ここで、プレヒーティング処理領域３０は、レベリング処理領域２０の上流側に設けられている。なお、上記レベリング処理装置１０Ｅ，１０Ｆ、プレヒーティング処理領域３０および上記加熱機構の詳細については、後述することとする。

図１２に示すように、本実施の形態における塗布膜製造方法にあっては、まず、基板１００の洗浄処理や表面改質処理等に代表される前処理（ステップＳ２０１）が行なわれる。前処理が実施された後の基板１００は、上述した本実施の形態における塗布膜製造装置１Ｂに導入され、コンベヤ８上に載置されて当該コンベヤ８上を順次搬送される。

コンベヤ８によって搬送される基板１００は、まず、上述した第１のロボットアームによって塗布装置２に搬入され、当該塗布装置２において溶液塗布処理（ステップＳ２０２）が行なわれる。溶液塗布処理が実施された後の基板１００は、第１のロボットアームによって塗布装置２から搬出されてコンベヤ８のコンベヤ搬送路１１上に載置される。

溶液塗布処理が実施されてコンベヤ８のコンベヤ搬送路１１上に載置された基板１００は、次に、プレヒーティング処理領域３０に達し、当該プレヒーティング処理領域３０においてプレヒーティング処理（ステップＳ２０３）が行なわれ、さらにその後、レベリング処理領域２０に達し、当該レベリング処理領域２０においてレベリング処理（ステップＳ２０４）が行なわれる。

レベリング処理が実施された後の基板１００は、次に、上述した第２のロボットアームによって乾燥装置３に搬入され、当該乾燥装置３において成膜処理の第１段階としての乾燥処理（ステップＳ２０５）が行なわれる。乾燥処理が実施された後の基板１００は、第２のロボットアームによって乾燥装置３から搬出されてコンベヤ８上に載置される。

乾燥処理が実施されてコンベヤ８上に載置された基板１００は、次に、上述した第３のロボットアームによって焼成装置４に搬入され、当該焼成装置４において成膜処理の第２段階としての焼成処理（ステップＳ２０６）が行われる。焼成処理が実施された後の基板１００は、第３のロボットアームによって焼成装置４から搬出されてコンベヤ８上に載置される。

次に、塗布膜が成膜された基板１００は、コンベヤ８上を順次搬送され、上述した本実施の形態における塗布膜製造装置１Ｂから導出される。本実施の形態における塗布膜製造方法にあっては、塗布膜製造装置１Ｂから導出された後の基板１００にラビング処理等に代表される後処理（ステップＳ２０７）が行なわれる。

図１３ないし図１５は、本実施の形態におけるレベリング処理装置の第１構成例を示す概略斜視図、概略平面図および概略側面図である。次に、これら図１３ないし図１５を参照して、本実施の形態における第１構成例に係るレベリング処理装置について説明する。

図１３ないし図１５に示すように、本第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ｅは、コンベヤ搬送路１１と、搬送ローラ１２と、振動付与機構としての振動付与ユニット２０Ａと、加熱機構としてのヒータ３１とを主として備えている。ヒータ３１は、搬送ローラ１２によって規定されたコンベヤ搬送路１１の振動付与ユニット２０Ａが設けられた位置よりも上流側の所定位置において当該コンベヤ搬送路１１の下方に基板１００の非塗布面である下面に対向するように配置されている。ここで、ヒータ３１が配置された領域が、上述したプレヒーティング処理領域３０に相当することになる。なお、搬送ローラ１２と振動付与ユニット２０Ａの構成は、上述した本発明の実施の形態１に係る第１構成例のそれと同様である。

ヒータ３１は、基板１００に塗布されている溶液を加熱することで当該溶液の流動性を高めるためのものであり、たとえば輻射熱や対流熱あるいはその両方を利用して溶液の加熱を行なうものが利用できる。ここで、ヒータ３１による溶液の加熱温度としては、溶液に含まれる溶剤の沸点未満とされることが好ましく、その温度条件は、たとえば６０℃未満程度である。なお、ヒータ３１は、基板１００の搬送方向と直交する方向に沿って基板１００を均一に加熱することが可能になるように、基板１００の搬送方向と直交する方向の長さが基板１００の当該方向に沿った長さよりも大きく構成されている。

以上において説明した本第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ｅにおいては、コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対してヒータ３１を用いて熱が付与されることになり、これによりプレヒーティング処理領域３０において基板１００に塗布されている溶液１０２（図１５参照）の流動性が高められることになり、その後に当該コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与ユニット２０Ａを用いて振動が付与されることになり、これによりレベリング処理領域２０において基板１００に塗布されている溶液１０２の平坦化が行なわれることになる。すなわち、塗布装置２から乾燥装置３に搬送される間において、コンベヤ搬送路１１によって基板１００を搬送しつつ、これと同時に基板１００に塗布された溶液１０２のプレヒーティング処理とレベリング処理とが行なえることになる。

図１６は、本実施の形態におけるレベリング処理装置の第２構成例を示す概略側面図である。次に、この図１６を参照して、本実施の形態における第２構成例に係るレベリング処理装置について説明する。

図１６に示すように、本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｆは、上述した第１構成例に係るレベリング処理装置１０Ｅに比べ、プレヒーティング処理領域３０の構成において相違している。具体的には、本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｆは、加熱機構としてのヒータ３１に加え、チャンバ３２を備えている。ヒータ３１は、搬送ローラ１２によって規定されたコンベヤ搬送路１１の振動付与ユニット２０Ａが設けられた位置よりも上流側の所定位置において当該コンベヤ搬送路１１の上方に基板１００の塗布面である上面に対向するように配置されており、チャンバ３２は、上記ヒータ３１を取り囲むとともに、上記コンベヤ搬送路１１の一部を覆うように設置されている。ここで、チャンバ３２が配置された領域が、上述したプレヒーティング処理領域３０に相当することになる。

以上において説明した本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｆにおいては、コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対してヒータ３１を用いて熱が付与されることになり、これによりプレヒーティング処理領域３０において基板１００に塗布されている溶液１０２（図１６参照）の流動性が高められることになり、その後に当該コンベヤ搬送路１１を搬送方向に沿って移動する基板１００に対して振動付与ユニット２０Ａを用いて振動が付与されることになり、これによりレベリング処理領域２０において基板１００に塗布されている溶液１０２の平坦化が行なわれることになる。すなわち、塗布装置２から乾燥装置３に搬送される間において、コンベヤ搬送路１１によって基板１００を搬送しつつ、これと同時に基板１００に塗布された溶液１０２のプレヒーティング処理とレベリング処理とが行なえることになる。

また、本第２構成例に係るレベリング処理装置１０Ｆにおいては、上述したように、ヒータ３１が搬送ローラ１２によって規定されたコンベヤ搬送路１１の上方に配置されるとともにチャンバ３２によって取り囲まれているため、より効率的に基板１００の塗布面である上面側から溶液１０２を加熱することが可能になる。

以上において説明したように、上述した本実施の形態における塗布膜製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに塗布膜製造方法を採用することにより、上述した本発明の実施の形態１における塗布膜製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに塗布膜製造方法を採用した場合に得られる効果に加え、レベリング処理に先立って基板に塗布されている溶液の流動性を高めるプレヒーティング処理が実施できることになり、レベリング処理領域における溶液の平坦化処理がより短時間でかつ効果的に行なえるようになるとともに、形成される塗布膜の膜厚のさらなる均一化が図られるようになる。

以上において説明した実施の形態１および２においては、コンベヤとしてローラコンベヤを用いた場合を例示して説明を行なったが、コンベヤとしては、この他にもベルトコンベヤ等を利用することができる。なお、コンベヤとしてベルトコンベヤを利用し、かつ振動付与ユニットとして接触式振動付与機構を採用した場合には、振動付与ユニットに含まれる当接部が、基板の非塗布面である下面に直接当接することはなくなるが、ベルトを介して間接的に接触することになる。

また、以上において説明した実施の形態１および２においては、液晶パネルの製造工程に含まれる配向膜の製造工程において使用される配向膜の製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに配向膜の製造方法に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、レジスト膜等、他の機能性膜の製造工程において使用される塗布膜の製造装置およびこれに具備されるレベリング処理装置ならびに塗布膜の製造方法にも本発明の適用が当然に可能である。

このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１Ａ，１Ｂ 塗布膜製造装置、２ 塗布装置、３ 乾燥装置、４ 焼成装置、８ コンベヤ、１０Ａ〜１０Ｆ レベリング処理装置、１１ コンベヤ搬送路、１２ 搬送ローラ、１３ ローラ部、１４ シャフト部、２０ レベリング処理領域、２０Ａ〜２０Ｄ 振動付与ユニット、２１ 支持体、２２ 振動体、２２ａ 当接部、２２ｂ 弾性支持部、２３ 振動子、２４ ローラ部、２５ シャフト部、２６ 超音波発生素子、２７ 支持体、３０ プレヒーティング処理領域、３１ ヒータ、３２ チャンバ、１００ 基板、１０２ 溶液。

Claims (13)

1. 塗布膜材料を含む溶液（１０２）が上面に塗布された基板（１００）の下面を支持しつつ、支持した基板（１００）を搬送方向に沿って搬送するコンベヤ（８）と、
   前記コンベヤ（８）によって規定されるコンベヤ搬送路（１１）上を前記搬送方向に沿って移動している基板（１００）に対して振動を付与することにより、基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）のレベリング処理を行なう振動付与機構とを備えた、レベリング処理装置。
2. 前記振動付与機構によって溶液（１０２）のレベリング処理が行なわれるレベリング処理領域（２０）において、前記搬送方向に沿って移動している基板（１００）の前端部から後端部にかけて順次局所的に振動が付与されるように、前記搬送方向に沿った前記レベリング処理領域（２０）の長さが、前記搬送方向に沿った基板（１００）の長さよりも小さく構成されている、請求項１に記載のレベリング処理装置。
3. 前記振動付与機構が、前記コンベヤ搬送路（１１）上において前記搬送方向および前記搬送方向と直交する方向の少なくともいずれか一方に沿って複数設けられている、請求項１または２に記載のレベリング処理装置。
4. 前記振動付与機構が、基板（１００）に接触して振動を付与する接触式振動付与機構からなる、請求項１から３のいずれかに記載のレベリング処理装置。
5. 前記接触式振動付与機構が、基板（１００）の下面に当接する当接部（２２ａ）と、前記当接部（２２ａ）に設けられた振動子（２３）とを含んでいる、請求項４に記載のレベリング処理装置。
6. 前記当接部（２２ａ）が、フリーローラである、請求項５に記載のレベリング処理装置。
7. 前記振動付与機構が、基板（１００）に非接触で振動を付与する超音波発生機構からなる、請求項１から３のいずれかに記載のレベリング処理装置。
8. 前記コンベヤ搬送路（１１）上を前記搬送方向に沿って移動している基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）を加熱することにより、基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）の流動性を高めるプレヒーティング処理を行なう加熱機構（３１）をさらに備え、
   前記加熱機構（３１）が、前記振動付与機構が設けられた位置よりも前記コンベヤ搬送路（１１）の上流側の位置に設けられている、請求項１から７のいずれかに記載のレベリング処理装置。
9. 前記加熱機構（３１）が、基板（１００）の上面に対向するように前記コンベヤ搬送路（１１）の上方に設けられている、請求項８に記載のレベリング処理装置。
10. 塗布膜材料を含む溶液（１０２）を基板（１００）に塗布する溶液塗布部（２）と、
    基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）を乾燥および硬化させることで基板（１００）に塗布膜を成膜する塗布膜成膜部（３，４）と、
    前記溶液塗布部（２）から前記塗布膜成膜部（３，４）に向けて基板（１００）を搬送するための搬送路（１１）とを備え、
    請求項１から９のいずれかに記載のレベリング処理装置が、前記搬送路（１１）に設けられている、塗布膜製造装置。
11. 塗布膜材料を含む溶液（１０２）を基板（１００）に塗布し、塗布した溶液（１０２）を乾燥および硬化させることで基板（１００）に塗布膜を成膜する塗布膜製造方法であって、
    溶液塗布後であって塗布膜成膜前に、溶液塗布後の基板（１００）をコンベヤ（８）を用いて搬送しつつ搬送方向に沿って移動している基板（１００）に対して振動を付与することにより、基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）のレベリング処理を行なうことを特徴とする、塗布膜製造方法。
12. 前記レベリング処理の際に、前記搬送方向に沿って移動している基板（１００）の前端部から後端部にかけて順次局所的に振動が付与されるようにすることを特徴とする、請求項１１に記載の塗布膜製造方法。
13. 前記レベリング処理に先立ち、溶液塗布後の基板（１００）をコンベヤ（８）を用いて搬送しつつ基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）を加熱することにより、基板（１００）に塗布されている溶液（１０２）の流動性を高めるプレヒーティング処理を行なうことを特徴とする、請求項１１または１２に記載の塗布膜製造方法。

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