KR20060059187A

KR20060059187A - 성막 장치 및 성막 방법

Info

Publication number: KR20060059187A
Application number: KR1020050112718A
Authority: KR
Inventors: 오사무 가스가
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2006-06-01
Also published as: TWI278355B; JP2006150179A; US20060115581A1; US7910167B2; CN1778476A; TW200626248A; KR100748794B1

Abstract

본 발명은 기판 상의 습윤성을 향상시키는 처리가 행하여진 후, 소정 시간 내에 기판 상에 막을 형성하는 재료를 도포하여 균일한 막 두께를 갖는 막을 형성하는 성막 장치를 제공하는 것으로, 성막 라인(2)은 표면 개질 처리 장치(4), 성막 용액 도포 장치(6), 건조 장치(8), 시간 관리 장치(14), 벨트 컨베이어 BC1, BC2, 구동 장치(12) 및 제어 장치(10)에 의해 구성되어 있다. 표면 개질 처리 장치(4)에 있어서는, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 반송된 기판 상에 표면 개질 처리를 실시한다. 시간 관리 장치(14)에 있어서는, 표면 개질 처리가 실시된 기판이 미리 설정된 성막 처리 가능 시간을 경과하고 있는지 여부를 판정하여, 성막 처리 가능 시간 내의 경우에는 벨트 컨베이어 BC1을 통해 성막 용액 도포 장치(6)로, 성막 처리 가능 시간을 경과하고 있는 경우에는 벨트 컨베이어 BC2를 통해 표면 개질 처리 장치(4)로 기판을 반송한다. 성막 용액 도포 장치(6)에 있어서는, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 반송된 기판에 성막 용액을 도포한다. 그리고, 건조 장치(8)에 있어서는, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 반송된 기판에 건조 처리를 실시하여 기판 상에 도포된 성막 용액을 건조시켜, 소정의 막을 형성한다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM-FORMING APPARATUS AND FILM-FORMING METHOD}

도 1은 실시예에 따른 성막 라인의 일례를 나타내는 도면,

도 2는 실시예에 따른 잉크젯 방식의 액적 토출 장치의 개략도,

도 3은 실시예에 성막 처리 가능 시간을 설명하기 위한 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 성막 라인 4 : 표면 개질 처리 장치

6 : 성막 용액 도포 장치 8 : 건조 장치

10 : 제어 장치 12 : 구동 장치

14 : 시간 관리 장치

본 발명은 컬러 필터나 배향막 등의 소정의 막을 균일한 막 두께로 기판 상에 형성하는 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.

종래, 컬러 필터나 배향막 등의 막을 형성하는 재료(성막 재료)를 기판 상에 도포하는 경우, 기판의 표면 상에서의 성막 재료의 친수성(습윤성, 친액성)을 향상시키도록, 기판 표면에 소정의 처리(표면 개질 처리, 예컨대, 친액 처리 등)가 실시되고 있다. 이 소정의 처리를 함으로써, 기판의 습윤성을 개선하여, 예컨대, 액정 표시 장치의 배향막을 기판 상에 균일한 막 두께로 안정적으로 형성할 수 있다.

또, 액정 표시 장치의 배향막을 안정적으로 형성하는 방법으로서, 액정 전기 광학 소자의 제조 방법이 존재한다(특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1 기재의 방법에 있어서는, 산소 함유 분위기에 의해 형성된 플라즈마에 기판 상에 형성된 액정 표시 소자의 화소 전극 표면을 드러내어 플라즈마 처리를 함으로써, 액정 표시 소자의 화소 전극 표면의 순수한 물에 대한 접촉각을 소정 범위 내로 감소시켜, 스핀 코팅법에 의해 전극 상에 안정적으로 배향막을 형성하고 있다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평9-90365호

그런데, 기판 상의 습윤성을 향상시키도록, 기판 표면에 상술한 바와 같은 소정의 처리를 실시한 경우, 처리를 실시한 직후에는 충분한 습윤성을 갖고 있지만, 습윤성은 시간이 경과함에 따라 낮아지는 것이 알려져 있다. 여기서, 예컨대, 제조 라인 등에서 어떤 이상이 발생한 경우, 소정의 처리가 실시된 기판이 성막 재료를 도포하는 장치로 반송될 때까지 통상의 처리에 걸리는 시간 이상의 시간이 걸릴 수 있다. 통상의 처리에 걸리는 시간 이상의 시간을 들여 기판이 반송된 경우, 충분한 습윤성을 갖지 않은 기판 상에 성막 재료가 도포되게 되고, 예컨대, 액정 표시 장치에 있어서의 표시 불량 등의 원인이 발생하게 된다. 그러나, 종래에 있어서는, 소정의 처리가 실시된 기판이 성막 재료를 도포하는 장치로 반송되기까지의 시간이 관리되지 않아, 충분한 습윤성을 갖고 있는 기판인지 여부를 판단할 수가 없었다.

또한, 최근에는, 성막 재료로서의 잉크의 사용량 절감이나, 성막 공정에서의 공정 수 삭감에 효과적인 수법으로서, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하여 배향막 등의 소정의 막이 형성되는 경우가 많다. 이 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하여 막이 형성되는 경우, 예컨대, 디스펜서나 스핀 코팅법 등에 의해 막을 형성하는 경우보다, 기판의 습윤성이 형성되는 막의 막 두께에 크게 영향을 미친다. 즉, 기판이 충분한 습윤성을 갖고 있지 않으면, 균일한 막을 형성하는 것이 곤란하다.

본 발명의 과제는, 기판 상의 습윤성을 향상시키는 처리가 행해진 후, 소정 시간 내에 기판 상에 막을 형성하는 재료를 도포함으로써, 균일한 막 두께를 갖는 막을 형성하는 성막 장치 및 성막 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 성막 장치는 기판 상에 소정의 막을 형성하는 성막 장치로서, 상기 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 표면 개질 처리 장치와, 상기 표면 개질 처리 장치에 의해 표면 개질 처리가 실시된 기판에, 소정의 막을 형성하는 성막 용액을 도포하는 성막 용액 도포 장치와, 상기 표면 개질 처리 장치에 의해 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터의 시간을 관리하는 시간 관리 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 성막 장치는 상기 표면 개질 처리 장치가 상기 기판에 대하여 친액 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이들 성막 장치에 의하면, 기판에 표면 개질 처리가 실시되고 나서 기판이 성막 용액 도포 장치로 반송되기까지의 시간을 관리하고 있다. 즉, 표면 개질 처리, 예컨대, 친액 처리가 실시된 기판의 습윤성은 시간이 경과함에 따라 저하하는 것으로 알려져 있기 때문에, 표면 개질 처리 장치로부터 성막 용액 도포 장치로 반송되기까지의 시간을 관리함으로써, 적절한 습윤성을 유지한 기판에 성막 용액을 도포할 수 있다. 따라서, 적절한 습윤성을 갖는 기판에 성막 용액을 도포함으로써, 균일한 막 두께를 갖는 소정의 막을 성막할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 성막 장치는, 상기 시간 관리 장치가 상기 표면 개질 처리 장치에서 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터 소정 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 판정 수단에 의해 소정 시간이 경과하고 있다고 판정된 경우에, 상기 표면 개질 처리가 실시된 상기 기판의 상기 성막 용액 도포 장치에의 반송을 정지하는 반송 정지 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 성막 장치에 의하면, 표면 개질 처리가 행해진 후, 미리 설정된 소정 시간(성막 처리 가능 시간)을 경과하고 있는 기판이 성막 용액 도포 장치로 반송되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 표면 개질 처리가 실시된 후, 소정 시간이 경과하여, 습윤성이 저하한 기판에 성막 용액이 도포되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 충분한 습윤성을 갖은 기판에만 성막 용액을 도포할 수 있어, 높은 정밀도로 균일한 막 두께를 갖는 막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 성막 장치는 상기 성막 용액 도포 장치가 상기 기판 상에 상기 성막 용액을 토출하는 잉크젯 방식의 액적 토출 장치인 것을 특징으로 한다.

이 성막 장치에 의하면, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치에 의해 기판 상에 성막 용액이 도포된다. 즉, 충분한 습윤성을 갖는 기판에 대해서만 성막 용액이 도포되기 때문에, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하여 성막 용액을 기판 상에 도포한 경우에도, 높은 정밀도로 균일한 막 두께를 갖는 막을 형성할 수 있다. 그 때문에, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용함으로써, 성막 용액을 적절한 위치에 적절한 양만큼 도포할 수 있고, 성막 용액의 사용량 절감 등을 적절히 실현하여, 예컨대, 액정 표시 장치 등의 제조 비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 따른 성막 방법은, 기판 상에 소정의 막을 형성하는 성막 방법으로서, 상기 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 표면 개질 처리 공정과, 상기 표면 개질 처리 공정에서 표면 개질 처리가 실시된 기판을, 기판 유지용 카세트에 수용하는 수용 공정과, 상기 카세트에 수용된 기판에 대하여, 상기 표면 개질 처리 공정에서 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터 소정 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 판정 공정과, 상기 판정 공정에서, 상기 소정 시간이 경과하지 않았다고 판정된 경우에, 상기 카세트에 수용되어 있는 상기 기판을, 상기 기판에 대하여 소정의 막을 형성하는 성막 용액을 도포하는 성막 용액 도포 장치로 반송하는 반송 공정과, 상기 반송 공정에 의해 반송된 상기 기판에 상기 성막 용액을 도포하는 성막 용액 도포 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 성막 방법은 상기 표면 개질 처리 공정이 상기 기판에 친액 처리를 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이들 성막 방법에 의하면, 표면 개질 처리가 실시되고 나서 소정 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하고, 소정 시간이 경과하지 않는 경우에 성막 용액 도포 장치로 반송하여 성막 용액을 도포하고 있다. 따라서, 표면 개질 처리, 예컨대, 친액 처리가 실시되고 나서 소정 시간 내의 기판, 즉, 충분한 습윤성을 갖고 있는 기판에 성막 용액을 도포할 수 있으므로, 높은 정밀도로 균일한 막 두께를 갖는 막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 성막 방법은, 상기 판정 공정에서, 상기 소정 시간이 경과하고 있다고 판정된 경우에, 상기 기판의 상기 성막 용액 도포 장치에의 반송을 정지하는 반송 정지 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 성막 방법에 의하면, 표면 개질 처리가 실시되고 나서 소정 시간이 경과된 기판이 성막 용액 도포 장치로 반송되는 것을 방지하고 있다. 따라서, 충분한 습윤성을 갖고 있지 않은 기판에 성막 용액이 도포되는 것을 방지하여, 불균일한 막이 형성되는 것을 적절히 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 성막 방법은, 상기 성막 용액 도포 공정에서, 상기 성막 용액 도포 장치로서 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하는 것을 특징으로 한다.

이 성막 방법에 의하면, 성막 용액 도포 장치로서 잉크젯 방식의 액적 토출 장치을 이용하고 있다. 즉, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하여 성막 용액을 기판 상에 도포하는 경우, 기판이 적절한 습윤성을 갖는 것이 필요하게 되지만, 이 성막 방법에 있어서는, 충분한 습윤성을 갖는 기판만이 반송된다. 따라서, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하여 높은 정밀도로 균일한 막 두께의 막을 형성할 수 있어, 성막 용액의 사용량 절감 등을 효율적으로 실현할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 성막 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 성막 장치(성막 라인)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 성막 라인(2)은 표면 개질 처리 장치(4), 성막 용액 도포 장치(6), 건조 장치(8), 각 장치를 접속하는 벨트 컨베이어 BC1, 시간 관리 장치(14), 시간 관리 장치(14)와 표면 개질 처리 장치(4)를 접속하는 벨트 컨베이어 BC2, 벨트 컨베이어 BC1 및 벨트 컨베이어 BC2를 구동시키는 구동 장치(12) 및 성막 라인(2) 전체를 제어하는 제어 장치(10)로 구성되어 있다. 또한, 표면 개질 처리 장치(4), 성막 용액 도포 장치(6) 및 건조 장치(8)는 벨트 컨베이어 BC1을 따라 소정 간격으로 일렬 배치되어 있고, 시간 관리 장치(14)는 표면 개질 처리 장치(4)와 성막 용액 도포 장치(6) 사이로서, 성막 용액 도포 장치(6)의 근방에 배치되어 있다. 제어 장치(10)는 표면 개질 처리 장치(4), 성막 용액 도포 장치(6), 건조 장치(8), 구동 장치(12) 및 시간 관리 장치(14)와 접속되어 있다. 구 동 장치(12)는 제어 장치(10)로부터의 제어 신호에 근거하여 벨트 컨베이어 BC1을 구동시키고, 처리 대상의 기판을 표면 개질 처리 장치(4), 시간 관리 장치(14), 성막 용액 도포 장치(6) 및 건조 장치(8)로 반송한다. 표면 개질 처리 장치(4)에 있어서는 기판 표면에서의 성막 용액의 친수성을 양호하게 하기 위한 표면 개질 처리, 예컨대, 친액 처리가 행해진다. 또한, 성막 용액 도포 장치(6)에서는 기판 상에 소정의 막을 형성하기 위한 성막 재료(성막 용액)를 도포하는 처리가 행해지고, 건조 장치(8)에서는 성막 용액을 건조시키는 처리가 행해진다. 또, 성막 라인(2)에 있어서는, 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 성막 용액 도포 장치(6)로서 이용한다.

또한, 시간 관리 장치(14)에 있어서는, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 표면 개질 처리 장치(4)로부터 반송된 기판이, 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터 소정 시간을 경과하고 있는지 여부를 판정하는 처리가 행해진다. 또한, 제어 장치(10)로부터의 제어 신호에 근거하여, 구동 장치(12)에 의해 벨트 컨베이어 BC2가 구동되고, 벨트 컨베이어 BC2를 통해 표면 개질 처리 장치(4)에서 표면 개질 처리가 실시된 후 소정 시간 경과된 기판이 시간 관리 장치(14)로부터 표면 개질 처리 장치(4)로 반송된다. 또한, 제어 장치(10)로부터의 제어 신호에 근거하여, 구동 장치(12)에 의해 벨트 컨베이어 BC1이 구동되고, 벨트 컨베이어 BC1을 통해 처리 대상 기판이 시간 관리 장치(14)로부터 성막 용액 도포 장치(6)로 반송된다.

또, 성막 라인(2)에서는, 표면 개질 처리 장치(4)에서 표면 개질 처리가 실시된 기판은 도시하지 않은 타이머 장착 카세트에 수용되고, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 시간 관리 장치(14)로 반송된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 성막 용액 도포 장치(6)로서 이용되는 잉크젯 방식의 액적 토출 장치의 개략을 나타내는 도면이다. 이 성막 용액 도포 장치(액적 토출 장치)(6)는 기판 P 상에 토출물을 토출하는 잉크젯 헤드(22)를 구비하고 있다. 이 잉크젯 헤드(22)는 헤드 본체(24) 및 토출물을 토출하는 다수의 노즐이 형성되어 있는 노즐 형성면(26)을 구비하고 있다. 이 노즐 형성면(26)의 노즐로부터 토출물, 즉, 성막 재료인 성막 용액의 액적이 토출된다. 또한, 성막 용액 도포 장치(액적 토출 장치)(6)는 기판 P를 탑재하는 테이블(28)을 구비하고 있다. 이 테이블(28)은 소정 방향, 예컨대, X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 테이블(28)은, 도면 중 화살표로 나타내는 바와 같이, X축을 따르는 방향으로 이동함으로써, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 반송되는 기판 P를 테이블(28) 상에 탑재하여 성막 용액 도포 장치(액적 토출 장치)(6) 내에 취입한다.

또한, 잉크젯 헤드(22)에는, 노즐 형성면(26)에 형성되어 있는 노즐로부터 토출되는 토출물인 성막 용액을 수용하고 있는 탱크(30)가 접속되어 있다. 즉, 탱크(30)와 잉크젯 헤드(22)는 토출물을 반송하는 토출물 반송관(32)에 의해서 접속되어 있다. 또한, 이 토출물 반송관(32)은, 토출물 반송관(32)의 유로 내의 대전을 방지하기 위한 토출물 유로부 접지 이음새(32a)와 헤드부 기포 배제 밸브(32b)를 구비하고 있다. 이 헤드부 기포 배제 밸브(32b)는 흡인 캡(40)에 의해, 잉크젯 헤드(22) 내의 토출물을 흡인하는 경우에 이용된다. 즉, 흡인 캡(40)에 의해 잉크 젯 헤드(22) 내의 토출물을 흡인할 때는, 이 헤드부 기포 배제 밸브(32b)를 닫은 상태로 하고, 탱크(30) 쪽으로부터 토출물이 유입되지 않은 상태로 한다. 그리고, 흡인 캡(40)으로 흡인하면, 흡인되는 토출물의 유속이 상승하여, 잉크젯 헤드(22) 내의 기포가 조속히 배출되게 된다.

또한, 성막 용액 도포 장치(액적 토출 장치)(6)는 탱크(30) 내에 수용되어 있는 토출물의 수용량, 즉, 탱크(30) 내에 수용되어 있는 성막 용액의 액면(液面)(34a)의 높이를 제어하기 위한 액면 제어 센서(36)를 구비하고 있다. 이 액면 제어 센서(36)는 잉크젯 헤드(22)가 구비하는 노즐 형성면(26)의 선단부(26a)와 탱크(30) 내의 액면(34a)의 높이차 h(이하, 수두(水頭)값이라 함)를 소정 범위 내로 유지하는 제어를 한다. 액면(34a)의 높이를 제어하는 것에 의해, 탱크(30) 내의 토출물(34)이 소정 범위 내의 압력에 의해 잉크젯 헤드(22)로 이송되게 된다. 그리고, 소정 범위 내의 압력으로 토출물(34)을 이송함으로써 잉크젯 헤드(22)로부터 안정적으로 토출물(34)을 토출할 수 있다.

또한, 잉크젯 헤드(22)의 노즐 형성면(26)에 대향하여 일정한 거리를 두고, 잉크젯 헤드(22)의 노즐 내의 토출물을 흡인하는 흡인 캡(40)이 배치되어 있다. 이 흡인 캡(40)은, 도 2 중에 화살표로 나타내는 Z축을 따르는 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있고, 노즐 형성면(26)에 형성된 복수의 노즐을 둘러싸도록 노즐 형성면(26)에 밀착하고, 노즐 형성면(26)과의 사이에 밀폐 공간을 형성하여 노즐을 외기로부터 차단할 수 있는 구성으로 되어있다. 또, 흡인 캡(40)에 의한 잉크젯 헤드(22)의 노즐 내의 토출물의 흡인은 잉크젯 헤드(22)가 토출물(34)을 토출하지 않는 상태, 예컨대, 잉크젯 헤드(22)가 후퇴 위치 등으로 후퇴하고 있어, 테이블(28)이 파선으로 나타내는 위치로 후퇴하고 있을 때에 행해진다.

또한, 이 흡인 캡(40)의 아래쪽에는, 유로가 마련되고 있고, 이 유로에는, 흡인 밸브(42), 흡인 이상을 검출하는 흡인압(압력) 검출 센서(44) 및 튜브 펌프 등으로 이루어지는 흡인 펌프(46)가 배치되어 있다. 또한, 이 흡인 펌프(46) 등에 의해 흡인되어, 유로를 반송되어 온 토출물(34)은 폐액 탱크(48) 내에 수용된다.

이하, 성막 라인(2)을 구성하는 각 장치에서 기판 P에 대하여 행해지는 처리에 대하여 설명한다. 우선, 표면 개질 처리 장치(4)에서 기판 P 상에 표면 개질 처리를 실시한다. 즉, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 반송되어 온 기판 P를 표면 개질 처리 장치(4) 내에 취입하고, 기판 P의 표면에서의 성막 용액의 친수성을 향상시키는 처리, 예컨대, 친액 처리를 실시한다. 예컨대, 표면 개질 처리 장치(4)로서 코로나 발생 장치를 이용한 경우에는, 코로나 방전이 행해지는 코로나 발생 장치 내의 공간을 기판 P가 통과함으로써, 기판 P에 대기압 플라즈마 처리(친액 처리)가 실시된다. 또한, 표면 개질 처리 장치(4)로서 자외선(UV)에 의해 오존을 발생시키는 장치를 이용하여, UV 오존 처리를 함으로써 기판 P의 습윤성을 향상시키도록 하여도 좋다. 또, 표면 개질 처리 장치(4)에서 표면 개질 처리가 실시된 기판 P는 도시하지 않은 타이머 장착 카세트에 수용되어, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 시간 관리 장치(14)까지 반송된다.

여기서, 타이머 장착 카세트에 있어서는, 기판 P가 수용되고, 또한 타이머가 시동된다. 즉, 표면 개질 처리, 예컨대, 대기압 플라즈마 처리 등의 친액 처리가 실시된 기판 P의 습윤성은 시간의 경과에 따라 저하한다. 따라서, 표면 개질 처리 장치(4)에서 표면 개질 처리가 실시된 후, 성막 용액을 도포하여 막을 형성하는 데 충분한 습윤성을 유지하고 있는 동안에, 표면 개질 처리가 실시된 기판을 성막 용액 도포 장치(6)로 반송해야 한다. 그 때문에, 카세트에 설치된 타이머에 의해, 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터의 시간이 계측된다. 또, 카세트에 복수 매의 기판, 예컨대, 다섯 장의 기판을 수용할 수 있는 경우에는, 한 장 째의 기판이 수용된 시점에서 타이머가 시동된다.

도 3은 대기압 플라즈마 처리가 실시된 기판의 시간 경과에 따른 접촉각의 변화를 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서는, 대기압 플라즈마 처리가 실시된 기판 P의 습윤성의 변화로서, 표면 개질 처리가 실시되고 나서부터의 경과 시간(분)에 대응하는 접촉각의 값과, 기판이 갖는 접촉각의 값에 따른 라인 얼룩의 유무를 나타내고 있다. 습윤성이 저하하고 있는지 여부는 접촉각의 값으로부터 판단할 수 있고, 접촉각의 값이 작을수록 습윤성이 높은 것을 나타내고 있다.

또한, 기판이 갖는 접촉각의 값에 따른 라인 얼룩의 유무는 성막 용액을 균일하게 도포할 수 있는지 여부를 나타내고 있다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 라인 얼룩으로서 「○」가 표시되어 있는 경우는, 도포된 성막 용액이 균일한 친수성을 갖는 것을 나타내고, 「△」가 표시되어 있는 경우는, 도포된 성막 용액이 불균일한 친수성을 갖는 부분이 존재하는 것을 나타내고 있다. 또한, 라인 얼룩으로서, 「×」가 표시되어 있는 경우는, 도포된 성막 용액이 불균일한 친수성을 갖는 것을 나타내고 있다. 또, 이 라인 얼룩의 유무는 성막 라인(2)에서, 미리 시험하 는 것 등에 의해 확인된다.

또한, 도 3으로부터, 표면 개질 처리로서 대기압 플라즈마 처리가 실시되고 나서 30분 이내이면, 막을 형성하는데 충분한 습윤성을 유지하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 표면 개질 처리 장치(4)에 있어서 표면 개질 처리가 실시된 시점부터, 30분 이내에 성막 용액 도포 장치(6)로 반송되면, 충분한 습윤성을 갖고 있는 기판에 성막 용액을 도포할 수 있는 것으로 된다. 그 때문에, 성막 용액을 도포하는 데 충분한 습윤성을 유지할 수 있는 시간은 30분으로 되고, 이 시간이 성막 처리 가능 시간으로서 시간 관리 장치(14)에 미리 설정된다. 또, 도 3에서는, 표면 개질 처리로서 대기압 플라즈마 처리가 실시된 경우의 습윤성의 시간 경과 변화를 나타내고 있기 때문에, 성막 처리 가능 시간이 30분으로 되지만, 그 밖의 처리가 표면 개질 처리로서 실시된 경우에는, 해당 처리에 따른 시간이 성막 처리 가능 시간으로서 설정된다. 예컨대, 표면 개질 처리로서 UV 오존 처리가 실시된 경우에는, 처리가 행하여진 시점부터 1분 정도 시간이 경과한 시점에서, 접촉각이 커져 라인 얼룩이 발생하기 쉽게 되는 것이 알려져 있다. 따라서, UV 오존 처리가 실시된 경우에는, 성막 처리 가능 시간으로서, 예컨대, 45초 등의 시간이 설정된다.

다음에, 시간 관리 장치(14)에서, 표면 개질 처리가 실시된 기판 P를 수용한 카세트에 첨부된 타이머에 근거하여, 성막 처리 가능 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 처리가 행해진다. 예컨대, 시간 관리 장치(14)에서, 타이머에 의해 표시되는 시간을 취득하고, 취득한 시간이 미리 시간 관리 장치(14)에 성막 처리 가능 시간으로서 설정되어 있는 시간을 경과하고 있는지 여부를 판정한다. 예컨 대, 성막 처리 가능 시간으로서 30분이 설정되어 있는 경우에, 타이머에 의해 표시되는 시간이 30분 미만인 경우에는, 성막 처리 가능 시간을 경과하지 않는 것으로 판정된다. 한편, 타이머에 의해 표시되는 시간이 30분 이상인 경우에는, 성막 처리 가능 시간을 경과하고 있다고 판정된다.

시간 관리 장치(14)에서, 성막 처리 가능 시간을 경과하고 있다고 판정된 경우에는, 시간 관리 장치(14)로부터 벨트 컨베이어 BC2를 통해 기판 P를 수용한 카세트가 표면 개질 처리 장치(4)로 반송된다. 표면 개질 처리 장치(4)에서는, 벨트 컨베이어 BC2를 통해 반송된 기판 P를 수취한다. 다음에, 수취한 기판 P에 표면 개질 처리를 실시하여, 표면 개질 처리가 실시된 기판 P를, 도시하지 않은 타이머 장착 카세트에 수용해서, 벨트 컨베이어 BC1로 수수한다.

한편, 시간 관리 장치(14)에서, 성막 처리 가능 시간을 경과하지 않았다고 판정된 경우에는, 시간 관리 장치(14)로부터 벨트 컨베이어 BC1을 통해 기판 P를 수용한 카세트(타이머 장착 카세트)가 성막 용액 도포 장치(6)까지 반송된다. 또, 시간 관리 장치(14)에서, 기판 P를 카세트로부터 취출하고, 기판 P만을 벨트 컨베이어 BC1을 통해 성막 용액 도포 장치(6)까지 반송하도록 하여도 좋다. 이하에서는, 기판 P만이 시간 관리 장치(14)로부터 성막 용액 도포 장치(6)까지 벨트 컨베이어 BC1을 통해 반송된 경우를 예로 들어 설명한다.

성막 용액 도포 장치(6)에서는, 기판 P에 성막 용액, 예컨대, 액정 표시 장치의 배향막을 형성하기 위한 배향막 잉크 등을 도포한다. 즉, 벨트 컨베이어 BC1에 의해 성막 용액 도포 장치(6)까지 반송된 기판 P를, 테이블(28)에 탑재하여 성 막 용액 도포 장치(6) 내로 취입한다. 성막 용액 도포 장치(6)에서는, 탱크(30) 내에 수용되어 있는 성막 용액, 예컨대, 배향막을 형성하기 위한 배향막의 성막 용액(배향막 잉크) 등을 노즐 형성면(26)에 형성되어 있는 노즐을 거쳐 기판 P의 표면에 토출하고, 기판 P 상에 배향막 잉크 등을 도포한다. 또, 배향막 잉크로는, 예컨대, 고형(固形)의 폴리이미드를 γ-부틸락톤 등의 용제로 용해시킨 것을 이용할 수 있다. 또한, 배향막 잉크 등이 도포된 기판 P는 벨트 컨베이어 BC1을 통해 건조 장치(8)로 반송된다.

다음에, 건조 장치(8)에서, 기판 P의 표면에 도포되어 있는 성막 용액을 건조시키는 처리를 한다. 건조 장치(8)로는, 예컨대, 감압 건조 장치 등을 이용함으로써, 건조 처리로서 감압 건조가 행해진다. 또한, 이 건조 장치(8)로는, 형성되는 막의 종류에 근거하여, 예컨대, 열풍에 의해 성막 용액을 건조시키는 등의 적절한 장치가 이용된다. 또, 소정의 막으로서, 예컨대, 배향막이 형성되는 경우에는, 건조 장치(8)에 의해 건조 처리가 행해진 후, 도시하지 않은 소성 장치에서 소성이 행해지고, 도시하지 않은 러빙 장치에서 러빙 처리, 즉, 포(布) 등을 이용하여 문지르는 처리가 행해진다.

본 발명의 실시예에 따른 성막 장치에 의하면, 표면 개질 처리 장치에서 표면 개질 처리가 실시된 시점부터, 성막 용액 도포 장치로 반송되기까지의 시간을 관리하고 있다. 즉, 표면 개질 처리로서, 예컨대, 친액 처리가 실시된 기판의 시간의 경과에 따른 습윤성의 변화(습윤성의 경시 변화)를 반송 시간에 근거하여 관리할 수 있다. 따라서, 적절한 습윤성을 유지하고 있는 동안에 성막 용액을 도포 할 수 있어, 높은 정밀도로 균일한 막 두께의 막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 성막 장치에 의하면, 미리 설정되어 있는 소정 시간(성막 처리 가능 시간) 내에 표면 개질 처리가 실시된 기판을 성막 용액 도포 장치로 반송하고 있다. 따라서, 예컨대, 기판 반송 중에 어떠한 사고가 발생하여 성막 라인의 동작이 정지하는 등의 경우에, 성막 처리 가능 시간을 경과한 기판이 성막 용액 도포 장치로 반송되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 사고 등의 발생에도 불구하고 항상 균일한 막 두께의 막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 성막 장치에 의하면, 성막 처리 가능 시간 내의 기판만을 성막 용액 도포 장치로 반송하고, 막을 형성하기 위한 성막 용액을 도포하고 있다. 따라서, 균일한 막을 형성하기 위해 충분한 습윤성을 가진 기판에 성막 용액을 도포할 수 있기 때문에, 예컨대, 액정 표시 장치를 작성하는 경우에 있어서, 균일한 막 두께의 배향막을 안정적으로 형성하고 표시 불량의 발생을 삭감할 수 있다.

또, 상술한 실시예에 따른 성막 장치에 의하면, 표면 개질 처리가 실시된 기판을 성막 처리 가능 시간 내에 성막 용액 도포 장치로 반송하고 있지만, 표면 개질 처리 후, 소정 시간이 경과한 기판만을 성막 용액 도포 장치로 반송하도록 하여도 좋다. 즉, 표면 개질 처리를 함으로써, 기판의 접촉각이 너무 작아진 경우, 예컨대, 접촉각의 값이 1도 미만 등으로 되어있는 경우에는, 기판의 습윤성이 너무 좋아 막의 막 두께를 조정하는 것 등이 곤란하게 된다. 구체적으로는, 소정 위치에 소정의 양의 성막 용액을 도포하는 것이 곤란하거나, 도포된 성막 용액이 지나 치게 친수성을 갖는 것에 의해, 예컨대, 성막 용액이 기판의 이면으로 전해지는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 표면 개질 처리가 실시된 후, 소정 시간이 경과하고, 소정 범위 내의 접촉각을 갖는 기판만을 성막 용액 도포 장치로 반송하고, 막 두께나 도포 영역 등을 확실히 조정할 수 있도록 하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 기판 상의 습윤성을 향상시키는 처리가 행해진 후, 소정 시간 내에 기판 상에 막을 형성하는 재료를 도포함으로써, 균일한 막 두께를 갖는 막을 형성하는 성막 장치 및 성막 방법을 제공할 수 있다.

Claims

기판 상에 소정의 막을 형성하는 성막 장치로서,

상기 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 표면 개질 처리 장치와,

상기 표면 개질 처리 장치에 의해 표면 개질 처리가 실시된 기판에, 소정의 막을 형성하는 성막 용액을 도포하는 성막 용액 도포 장치와,

상기 표면 개질 처리 장치에 의해 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터의 시간을 관리하는 시간 관리 장치

를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표면 개질 처리 장치는 상기 기판에 대하여 친액(親液) 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 시간 관리 장치는

상기 표면 개질 처리 장치에서 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터 소정의 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 판정 수단에 의해 소정의 시간이 경과하고 있다고 판정된 경우에, 상기 표면 개질 처리가 실시된 상기 기판의 상기 성막 용액 도포 장치로의 반송을 정지하는 반송 정지 수단을 구비하는

것을 특징으로 하는 성막 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 성막 용액 도포 장치는 상기 기판 상에 상기 성막 용액을 토출하는 잉크젯 방식의 액적 토출 장치인 것을 특징으로 하는 성막 장치.
기판 상에 소정의 막을 형성하는 성막 방법으로서,

상기 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 표면 개질 처리 공정과,

상기 표면 개질 처리 공정에서 표면 개질 처리가 실시된 기판을, 기판 유지용 카세트에 수용하는 수용 공정과,

상기 카세트에 수용된 기판에 대하여, 상기 표면 개질 처리 공정에서 표면 개질 처리가 실시된 시점으로부터 소정의 시간이 경과하고 있는지 여부를 판정하는 판정 공정과,

상기 판정 공정에서, 상기 소정의 시간이 경과하지 않았다고 판정된 경우에, 상기 카세트에 수용되어 있는 상기 기판을, 상기 기판에 대하여 소정의 막을 형성 하는 성막 용액을 도포하는 성막 용액 도포 장치로 반송하는 반송 공정과,

상기 반송 공정에 의해 반송된 상기 기판에 상기 성막 용액을 도포하는 성막 용액 도포 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 표면 개질 처리 공정은 상기 기판에 친액 처리를 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 판정 공정에서, 상기 소정의 시간이 경과하고 있다고 판정된 경우에, 상기 기판의 상기 성막 용액 도포 장치로의 반송을 정지하는 반송 정지 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 성막 용액 도포 공정에서, 상기 성막 용액 도포 장치로서 잉크젯 방식의 액적 토출 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.