CN107185783A - 减压干燥方法及减压干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于缩短对涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜进行减压干燥所需的时间。本发明提供一种减压干燥方法及减压干燥装置。本发明包括:将涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜以第一温度进行减压干燥的工序,以及将经过了所述工序的所述基板上的所述涂布膜以比所述第一温度高的第二温度进行减压干燥的工序。

Description

减压干燥方法及减压干燥装置
技术领域
本发明涉及一种对涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜进行减压干燥的减压干燥方法及减压干燥装置。
背景技术
以前,聚酰亚胺因其耐热性、耐化学性(chemical resistance)、电气特性、机械特性等而多用于各种技术领域中。例如作为柔性(flexible)基板的基材,而广泛采用聚酰亚胺膜。该聚酰亚胺膜例如如专利文献1所记载的那样,通过执行如下工序而制造,即,
工序1:对支撑体表面涂布聚酰亚胺前驱物溶液而形成聚酰亚胺前驱物溶液的涂布膜;
工序2:在进行酰亚胺化(imidization)前将所述涂布膜中的大多数的溶剂去除而形成所需膜厚的聚酰亚胺前驱物涂膜;
工序3:通过对残留一部分溶剂的状态下的聚酰亚胺前驱物涂膜实施热处理而将所残留的溶剂完全去除,并且将聚酰亚胺前驱物酰亚胺化。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2002-225052号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在例如制造膜厚10μm的聚酰亚胺膜的情况下,工序1中形成膜厚100μm的涂布膜,利用工序2以膜厚为13μm~15μm左右的方式将大部分溶剂去除后,进行工序3。此处,为了执行所述工序2,将形成着聚酰亚胺前驱物溶液的涂布膜的支撑体配置于减压干燥炉内而进行溶剂去除,能够通过提高减压干燥时的温度而缩短工序2所需的时间。然而,为了防止产生干燥不均或膜隆起(脱泡)等,必须将减压干燥炉内的温度设定为40℃~80℃左右。其结果,难以大幅缩短工序2所需的时间,从而仍存在难以进行有效率的处理(process)的课题。
本发明鉴于所述课题而完成,目的在于提供一种减压干燥技术,能够缩短对涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜进行减压干燥所需的时间。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施方式为一种减压干燥方法,包括:(a)工序,将涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜以第一温度进行减压干燥;以及(b)工序,将经过了所述工序(a)的基板上的涂布膜以比第一温度高的第二温度进行减压干燥。
而且,本发明的另一实施方式为一种减压干燥装置,对涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜进行减压干燥,包括:第一减压干燥单元,以第一温度进行减压干燥;第二减压干燥单元,以比第一温度高的第二温度进行减压干燥;以及搬送单元,将利用第一减压干燥单元而受到涂布膜的减压干燥的基板搬送到第二减压干燥单元。
将涂布膜中的溶剂去除时的干燥不均或膜隆起(脱泡)容易发生在减压干燥的初期阶段,一旦经过该初期阶段则即便以高温进行减压干燥也不会发生所述问题。因此,本发明中,是在减压干燥的初期阶段进行以相对低温(第一温度)进行的低温减压干燥后,进行以相对高温(第二温度)进行的高温减压干燥,由此缩短总干燥时间。
[发明的效果]
如以上,根据本发明,在将涂布膜以第一温度进行减压干燥后,以高于第一温度的第二温度进行减压干燥,因而能够大幅缩短涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜的减压干燥的处理时间。
附图说明
图1是表示装备本发明的减压干燥装置的一实施方式的聚酰亚胺膜制造系统的示意图。
图2是表示减压干燥单元的构成的图。
图3是表示图1所示的减压干燥装置的工作流程图。
图4是表示本发明的减压干燥装置中能够装备的减压干燥单元的其他构成的图。
图5A是表示利用现有的减压干燥装置进行减压干燥时的减压干燥的进行状况的曲线图。
图5B是表示利用图1中的减压干燥装置进行减压干燥时的减压干燥的进行状况的曲线图。
[符号的说明]
1:聚酰亚胺膜制造系统
2:涂布装置
3:减压干燥装置
3A:第一减压干燥单元
3B:第二减压干燥单元
3C:搬送机器人(搬送单元)
3D:控制单元
4:热处理装置
5、6:搬送机器人
8:排气单元
34:开闭驱动部
36:基底部
37:盖部
38、314:O型环
50:加热部
51:热板
52:橡胶加热器
60:减压单元
61、82、341:排气配管
62:减压阀
70:供气单元
71:供气配管
72:供气阀
80:排气机构
81:排气管
85:流量调整阀
90:支撑部
91:支撑销
92:支撑部件
93:升降驱动部
310:腔室
311:内部空间
312:基底部
313:盖部
315、316:排气口
320:保持部
321:保持销
321a:水平面
322:支撑部件
330:加热部
340:排气部
342、343:蝶形阀
344:开闭阀
345:排气泵
346、347:分支端部
350:腔室升降机构
351:销升降机构
361:底板部
362、372:壁部
371:顶板部
611、821:排气配管的一端
612:排气配管的另一端
711:供气配管的一端
712:供气配管的另一端
813:开口
D:间隙
F:涂布膜
G:玻璃载板(基板)
G1:上表面
P:减压泵
P0:大气压
P1:中间值(第一压力)
P2:目标值(第二压力)
R:与开口相向的范围
T11、T12、T21、T22、T23、T24:时机
Ue:排气资源
Us:供气资源
S1~S5:步骤
X、Y、Z:方向
具体实施方式
图1是示意性地表示装备本发明的减压干燥装置的一实施方式的聚酰亚胺膜制造系统的图。该聚酰亚胺膜制造系统1具备涂布装置2、减压干燥装置3、热处理装置4及2台搬送机器人5、搬送机器人6。聚酰亚胺膜制造系统1中,涂布装置2对玻璃载板G(参照图2)的上表面G1(参照图2)涂布包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液而形成涂布膜F(参照图2)。作为涂布装置2,例如可使用所谓的狭缝涂布机(slit coater),该狭缝涂布机使从喷出口喷出涂布液的狭缝喷嘴(slit nozzle)相对于玻璃载板G相对移动而形成涂布膜F。当然,也可使用其他涂布方式的涂布装置。而且,本实施方式中,将聚酰胺酸(Polyamic acid)及NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮:N-Methyl-2-Pyrrolidone)分别作为本发明的“聚酰亚胺前驱物”及“溶剂”而使用且形成所需厚度的10倍左右(在形成例如5[μm]~10[μm]左右的聚酰亚胺膜的情况下,为50[μm]~100[μm]左右)的相对厚的涂布膜F。
然后,形成着涂布膜F的玻璃载板G利用搬送机器人5从涂布装置2搬送到减压干燥装置3。该减压干燥装置3为以2个阶段对涂布膜F进行减压干燥处理的装置,去除涂布膜F中的溶剂而形成所需的膜厚的聚酰亚胺前驱物涂膜。另外,关于减压干燥装置3的构成及动作,将在聚酰亚胺膜制造系统1的整体说明后进行详细叙述。
形成着聚酰亚胺前驱物涂膜的玻璃载板G利用搬送机器人6从减压干燥装置3搬送到热处理装置4。该热处理装置4对聚酰亚胺前驱物涂膜实施热处理而将聚酰亚胺前驱物酰亚胺化从而形成聚酰亚胺膜。热处理装置4可包含对单个玻璃载板G进行加热的单片方式的加热部,也可包含对多个玻璃载板G统一加热的批次方式的加热部。另外,本实施方式中,如接下来说明的那样通过采用本发明的减压干燥装置3而能够大幅缩短涂布膜的减压干燥的处理时间,另一方面,酰亚胺化中依然需要进行数小时的加热处理,减压干燥处理的节拍时间(tact time)与用以酰亚胺化的热处理的节拍时间大幅不同。因此,在由单片方式的加热部构成热处理装置4的情况下,理想的是将该加热部多台叠层配置而进行并列处理。
接下来,对减压干燥装置3的构成及动作进行说明。减压干燥装置3具备:2台减压干燥单元3A、减压干燥单元3B,将经减压干燥单元3A减压干燥处理后的玻璃载板G搬送到减压干燥单元3B的搬送机器人3C,以及控制装置各部的控制单元3D。本实施方式中,减压干燥单元3A、减压干燥单元3B具有同一构成。因此,本说明书中,为了将两减压干燥单元3A、减压干燥单元3B加以区别,而适当地分别称作“第一减压干燥单元3A”及“第二减压干燥单元3B”。而且,参照图2对减压干燥单元3A的构成进行说明,关于减压干燥单元3B则省略说明。
图2是表示减压干燥单元的构成的图。减压干燥单元3A为如下装置,即,使在玻璃载板G的上表面G1涂布涂布液而成的涂布膜F中所含的溶剂成分气化而使涂布膜F干燥。减压干燥单元3A如图2所示,具备腔室310、保持部320、加热部330、及排气部340。
腔室310为具有用以对玻璃载板G进行减压干燥处理(等于减压处理加上加热处理)的内部空间311的耐压容器。腔室310具有彼此能够分离的基底部312及盖部313。基底部312固定设置于装置框架(图示省略)上。而且,盖部313中连接着图2中概念性表示的腔室升降机构350。因此,腔室升降机构350依据来自控制单元3D的升降指令而进行动作,由此盖部313相对于基底部312上下地升降移动。当使盖部313下降时,基底部312与盖部313抵接而成为一体,其内部形成着内部空间311(玻璃载板G的处理空间)。本实施方式中,在基底部312的上表面的周缘部设置着包含硅橡胶等的O型环314。因此,在盖部313下降时,基底部312的上表面与盖部313的下表面之间插入O型环314,腔室310的内部空间311成为气密状态。另一方面,在使盖部313上升时腔室310开放,能够向腔室310搬入玻璃载板G及从腔室310搬出玻璃载板G。
保持部320为用以在腔室310的内部空间311保持玻璃载板G的机构。保持部320具有多个保持销321,通过使各保持销321的头部抵接于玻璃载板G的下表面,而将玻璃载板G以水平姿势加以支撑。多个保持销321竖立设置于配置在腔室310的外部的一个支撑部件322上,且分别贯通基底部312及加热部330而向腔室310的内部空间311突出设置。
该支撑部件322中如图2所示连接着销升降机构351。因此,销升降机构351依据来自控制单元3D的升降指令而进行动作,由此支撑部件322及多个保持销321成为一体而上下地升降移动,即,为所谓的多个提升销(lift pin)。减压干燥单元3A中,一边在多个保持销321上保持玻璃载板G一边使销升降机构351动作,由此能够调整玻璃载板G相对于加热部330的高度位置。例如,如图2所示,配设为以各保持销321的上端从加热部330的上表面仅微量突出的方式控制销升降机构351。因此,当利用多个保持销321从下方支撑玻璃载板G时,在玻璃载板G的下表面与加热部330的上表面之间形成所谓的被称作邻近间隙(proximitygap)的微小间隔,例如10mm至100mm左右的间隔。然后,在维持着邻近间隙的状态下使加热部330执行加热处理。另外,在这样一边由多个保持销321支撑一边执行减压干燥处理的情况下,存在保持销321所接触的部分与除其以外的部分干燥程度不同的情况。因该情况而后述的干燥不均尤其会成为问题。因此,本实施方式中,为了应对该情况,对减压干燥单元3A、减压干燥单元3B中的处理温度加以特别的考虑。关于该方面以后将进行详细叙述。
加热部330配置于基底部312的上表面中央部。该加热部330中,作为加热源的线状加热器以遍及面内而蜿蜒的方式埋设。而且,如果在向多个保持销321搬入玻璃载板G前依据来自控制单元3D的加热指令使加热器动作,则在搬入玻璃载板G前对内部空间311进行加热,并且所搬入的玻璃载板G从其下表面侧受到加热。这样,在气氛温度已上升的内部空间311内对玻璃载板G进行加热而使溶剂成分从涂布膜F气化。
而且,本实施方式中,为了与加热处理并行地实施减压处理,而设置着排气部340。该排气部340包括:排气配管341,用以从腔室310的内部空间311抽吸排出包含溶剂成分的气体(以下称作“排气气体”);蝶形阀(butterfly valve)342、蝶形阀343,用以控制经由排气配管341从腔室310排出的排气气体的排气量;开闭阀344;以及排气泵345。本实施方式中,在基底部312的周缘部设置着两个排气口315、排气口316。而且,对应于如此设置两个排气口,而排气配管341的一端部分支为两个,分支端部346、分支端部347分别连接于排气口315、排气口316。进而,在排气口315、排气口316的附近位置,蝶形阀342、蝶形阀343分别插入到分支端部346、分支端部347。另一方面,排气配管341的另一端部经由开闭阀344及排气泵345而与省略图示的排气线连接。因此,当依据来自控制单元3D的开闭指令而开闭阀344打开并且依据来自控制单元3D的动作指令而排气泵345动作时,以与蝶形阀342、蝶形阀343的开度相应的排气量将排气气体经由排气配管341而向排气线排出。
在如所述那样构成的减压干燥单元3A中,利用控制单元3D来控制加热温度。而且,关于减压干燥单元3B,也利用控制单元3D来控制加热温度。该控制单元3D包含具有中央处理器(Central Processing Unit,CPU)或存储部等的计算机,按照规定的程序利用减压干燥单元3A控制减压干燥处理时的温度(以下称作“第一温度”)及利用减压干燥单元3B控制减压干燥处理时的温度(以下称作“第二温度”)等。更详细来说执行图3所示的一连串的处理(步骤S1~步骤S5)。
图3是表示图1所示的减压干燥装置的动作的流程图。当利用减压干燥装置3对玻璃载板G进行处理时,预先在减压干燥单元3A、减压干燥单元3B中,加热部330接收来自控制单元3D的加热指令而使加热器工作从而使内部空间311内的气氛温度(进行减压干燥处理时的温度)上升(步骤S1)。此处,随着利用减压干燥而去除涂布膜F中的溶剂时的温度增高,容易产生干燥不均或膜隆起(脱泡),但干燥不均等减压干燥时的问题主要发生在减压干燥的初期阶段,一旦经过该初期阶段则即便以高温进行减压干燥也不会发生所述问题。因此,步骤S1中,将减压干燥单元3A中的气氛温度即“第一温度”调整为不会发生所述问题的温度,例如40℃,另一方面,将减压干燥单元3B中的气氛温度即“第二温度”升高到高于“第一温度”且促进减压干燥的温度,例如100℃。另外,关于“第一温度”及“第二温度”,以后将一边例示实施例一边进行详细叙述。
如所述那样执行步骤S1后,上表面G1涂布着涂布膜F的玻璃载板G被搬入至腔室310内,且收纳于内部空间311(步骤S2:搬入工序)。具体来说,利用腔室升降机构350而使腔室310的盖部313上升。然后,利用搬送机器人5(图1)将玻璃载板G搬入到腔室310的内部,并载置于多个保持销321上。当玻璃载板G的搬入完成时,搬送机器人5向腔室310的外部退避,利用腔室升降机构350而使腔室310的盖部313下降。由此内部空间311成为密闭空间。
下一步骤S3中,开闭阀344打开并且蝶形阀342、蝶形阀343打开规定的开度。而且,排气泵345动作,腔室310的内部的气体经由排气口315、排气口316而强制排出。由此,内部空间311内的气氛经由排气口315、排气口316、蝶形阀342、蝶形阀343、排气配管341及开闭阀344而排出到排气线,从而对腔室310的内部空间311进行减压。依据该内部空间311的减压而涂布于玻璃载板G的表面的涂布膜F中所含的溶剂成分气化。由此,开始针对玻璃载板G上的涂布膜F的第一段减压干燥处理。
该减压处理时,利用步骤S1而加热器已开始工作,因而对玻璃载板G的加热处理也已开始。也就是,在气氛温度上升到“第一温度”的内部空间311内利用加热器将玻璃载板G从其下表面侧加热。利用该加热处理,使玻璃载板G上的涂布膜F中所含的溶剂升温,进一步促进溶剂的气化。这样,减压干燥装置3通过执行并用了内部空间311的减压及加热的减压干燥处理,而提高涂布膜F的干燥效率。
然后,在进行减压干燥,直到涂布膜F的干燥虽未完成,但不会发生干燥不均等问题的程度时,依据来自控制单元3D的搬送指令而搬送机器人3C将玻璃载板G从减压干燥单元3A搬出从而结束第一段减压干燥处理,并且将该玻璃载板G搬入到减压干燥单元3B(步骤S4)。该减压干燥单元3B中,除气氛温度为高于“第一温度”的“第二温度”这一点之外,与第一段减压干燥处理同样地执行第二段减压干燥处理(步骤S5)。另外,关于第一段减压干燥处理的结束时机,能够通过对涂布膜F的周边的压力,即减压干燥单元3A的减压气氛的压力进行监控而恰当地决定。而且,关于第二段减压干燥处理的结束时机,也能够通过对涂布膜F的周边的压力,即减压干燥单元3B的减压气氛的压力进行监控而恰当地决定。关于这些方面以后将一边例示实施例一边进行详细叙述。
如以上那样,在由减压干燥装置3进行的减压干燥处理中的初期阶段,即利用第一减压干燥单元3A以相对低温(第一温度)进行减压干燥后,将经过了该减压干燥处理的玻璃载板G移到第二减压干燥单元3B,利用第二减压干燥单元3B以相对高温(第二温度)进行减压干燥。因此,能够缩短涂布膜F的减压干燥所需的总处理时间而不会发生干燥不均等问题。
能够应用于减压干燥装置3的减压干燥单元3A、减压干燥单元3B的构成不限于图2所示的构成,例如也可使用图4所示的减压干燥单元。以下,一边参照图4一边对减压干燥单元的其他构成进行说明。
图4是表示能够装备于本发明的减压干燥装置的减压干燥单元的其他构成的图。该减压干燥单元3A如图2所示,具备腔室310、加热部50及支撑部90。而且,减压干燥单元3A中,装置各部依据来自控制单元3D(图1)的指令而进行动作,由此使对玻璃载板G的上表面G1涂布涂布液而成的涂布膜F中所含的溶剂成分气化从而使涂布膜F干燥。另外,减压干燥单元3B的构成也基本上与减压干燥单元3A相同。
腔室310为具有用以对玻璃载板G进行减压干燥处理(等于减压处理加上加热处理)的内部空间311的耐压容器。腔室310具有彼此能够接近或离开的基底部36与盖部37。基底部36固定设置于装置框架(图示省略)上。基底部36具有水平配置的矩形状的底板部361及沿着底板部361的各边延伸设置的壁部362。壁部362从底板部361的各边,也就是周缘部向上方垂直地设置,底板部361的上表面与壁部362的内面由平滑的曲面而连接。这样基底部36具有俯视时呈矩形状的外形,且形成为向上方开口的箱型。
另一方面,盖部37具有水平配置的矩形状的顶板部371以及沿着顶板部371的各边延伸设置的壁部372。壁部372从顶板部371的各边,也就是周缘部向下方垂直地设置,顶板部371的下表面与壁部372的内面以平滑的曲面而连接。这样,盖部37具有俯视时呈矩形状的外形,且形成为向下方开口的箱型。该盖部37配置于基底部36的上方,盖部37的壁部372从Z方向上与基底部36的壁部362相向。这样,Z方向上彼此相向的盖部37与基底部36之间形成着内部空间311。而且,腔室310具有配置于壁部372的上表面的橡胶制的O型环38。因此,盖部37的壁部372与基底部36的壁部362经由O型环38而彼此接触。
而且,减压干燥单元3A为了将腔室310开闭而具备图2中概念性表示的开闭驱动部34。该开闭驱动部34为将盖部37相对于基底部36沿Z方向进行驱动的促动器,依据来自控制单元3D的升降指令而开闭驱动部34进行动作,由此盖部37相对于基底部36而沿Z方向升降。即,当控制单元3D对开闭驱动部34输出下降指令时,开闭驱动部34使盖部37下降。由此,盖部37经由O型环38而挤压到基底部36,从而内部空间311得以密闭。另一方面,当控制单元3D对开闭驱动部34输出上升指令时,开闭驱动部34使盖部37上升。由此,盖部37离开基底部36及O型环38,内部空间311开放,能够对内部空间311搬入或搬出玻璃载板G。
支撑部90为用以在腔室310的内部空间311内支撑玻璃载板G的机构。支撑部90具有多个支撑销91及对支撑销91进行支撑的支撑部件92。支撑部件92配置于腔室310的外侧下方,多个支撑销91竖立设置于支撑部件92。各支撑销91贯通基底部36及热板51而向基底部36的内部空间311突出设置,各支撑销91的头部抵接于玻璃载板G的下表面,从而对玻璃载板G进行水平支撑。另外,形成于盖部37的顶板部371的下表面的平滑的水平面321a从上方与由支撑部90支撑的玻璃载板G(的涂布膜F)相向。
而且,减压干燥单元3A为了使支撑部90升降而具备图4中概念性表示的升降驱动部93。该升降驱动部93为将支撑部90沿Z方向进行驱动的促动器,依据来自控制单元3D(图1)的升降指令而升降驱动部93进行动作,由此支撑部90沿Z方向升降。即,控制单元3D通过控制升降驱动部93,而能够调整由支撑部90支撑的玻璃载板G的高度。具体来说,当执行玻璃载板G对内部空间311的搬入或搬出时,控制单元3D对升降驱动部93输出上升指令,使支撑部90对玻璃载板G的支撑位置上升到规定的上升位置。另一方面,在对搬入到内部空间311内的玻璃载板G的涂布膜F执行减压干燥处理时,控制单元3D对升降驱动部93输出下降指令,使由支撑部90支撑的玻璃载板G下降到低于上升位置的规定的下降位置。
加热部50具有安装于基底部36的热板51及安装于盖部37的橡胶加热器(rubberheater)52。热板51与底板部361之间隔着间隙D而水平地安装在基底部36的底板部361的上表面。而且,橡胶加热器52以覆盖盖部37的上表面的方式配置。而且,控制单元3D对加热部50输出加热指令,从而利用热板51及橡胶加热器52的发热对内部空间311进行加热。该内部空间311的加热从对内部空间311搬入玻璃载板G前便预先持续地执行,搬入到内部空间311内的玻璃载板G利用内部空间311内的气氛温度而加热。由此,溶剂成分从涂布膜F气化。
减压干燥单元3A为了与加热部50所进行的加热处理并行地执行减压处理,而具备减压单元60。该减压单元60具有排气配管61(减压机构)及连接于排气配管61的减压阀62。排气配管61安装于腔室310的基底部36的中央,从基底部36的底板部361向下方突出。排气配管61的一端611在底板部361的上表面开口,排气配管61连通到腔室310内的内部空间311。而且,排气配管61的另一端612经由减压阀62连接于减压泵P。减压泵P进而连接于排气资源Ue,也就是设置了减压干燥装置的设施中所具备的排气用的资源设备。该减压泵P基本上一直运转,控制单元3D通过将减压阀62开闭,而执行、停止内部空间311的减压。即,在利用腔室310而内部空间311密闭的状态下,当控制单元3D对减压阀62输出打开指令时,减压阀62打开,利用减压泵P的排气将内部空间311减压。另一方面,当控制单元3D对减压阀62输出关闭指令时,减压阀62关闭,停止内部空间311的减压。
而且,减压干燥单元3A为了使减压停止后的内部空间311的气压回到大气压而具备供气单元70。该供气单元70具有多个供气配管71(供气机构)及连接于各供气配管71的供气阀72。各供气配管71从基底部36的底板部361向下方突出。各供气配管71的一端711与热板51的下表面相向且在底板部361的上表面开口,各供气配管71连通到腔室310内的内部空间311。而且,各供气配管71的另一端712经由供气阀72而连接于供气资源Us,也就是设置了减压干燥单元3A的设施中所具备的供气用的资源设备。该例中,供气资源Us供给氮气。而且,控制单元3D通过将供气阀72开闭,而执行、停止对内部空间311的供气。即,当控制单元3D对供气阀72输出打开指令时,供气阀72打开,对内部空间311供给氮气(气体净化(gaspurge))。另一方面,当控制单元3D对供气阀72输出关闭指令时,供气阀72关闭,停止对内部空间311供给氮气。
进而,减压干燥单元3A具备与所述的减压单元60不同且将内部空间311内的气化成分排出的排气单元8。该排气单元8是为了将干燥处理后的内部空间311内残存的经气化的溶剂成分(气化成分)从内部空间311排出而设置。该排气单元8具有安装于腔室310的外侧的排气机构80及连接于排气机构80的流量调整阀85。该排气机构80具有四个排气管81及设置于各排气管81的排气配管82。
排气机构80所具有的四个排气管81与基底部36的四边一对一地对应设置,各排气管81沿着对应的基底部36的边沿水平方向延伸设置。排气管81的上表面为随着朝向外侧(腔室310的相反侧)而下降的倾斜面,排气管81的外侧的侧面为与Z方向平行的垂直面。排气管81的上部从基底部36的壁部362向上方突出,基底部36的下部安装于壁部362的外侧的侧面。在排气管81的上部,朝向内侧(腔室310侧)设置着开口813,开口813连通到在排气管81内沿Z方向设置的中空部。排气管81的开口813的位置相对于位于下降位置的玻璃载板G具有规定的位置关系。即,开口813从水平方向上与下降位置的玻璃载板G相向,换句话说,玻璃载板G位于与开口813相向的范围R,也就是Z方向上的开口813的上端与下端之间的范围内。
而且,排气机构80具有从排气管81的底部向下方突出的排气配管82。该排气配管82在各开口813的下方沿水平方向排列多个而设置。排气配管82的一端821相对于排气管81的中空部开口,排气配管82连通到排气管81的中空部。而且,排气配管82的另一端经由流量调整阀85而连接于排气资源Ue。另外,控制单元3D基本上将流量调整阀85一直打开着。因此,伴随排气资源Ue进行排气,而排气管81一直从开口813抽吸外气。
这样,排气机构80的排气管81在从基底部36的壁部362向上方突出的位置具有开口813,从开口813一直抽吸外气。因此,在腔室310关闭的状态下,开口813与腔室310的盖部37相向,另一方面,在腔室310打开的状态下,开口813能够从基底部36与盖部37之间将开放的内部空间311内的溶剂成分排出。
装备着如此构成的第一减压干燥单元3A及第二减压干燥单元3B的减压干燥装置3中,也进行与所述实施方式相同的减压干燥处理。即,在利用第一减压干燥单元3A以相对低温(第一温度)进行了减压干燥后,将经过了该减压干燥处理的玻璃载板G移至第二减压干燥单元3B,利用第二减压干燥单元3B以相对高温(第二温度)进行减压干燥。由此,能够缩短涂布膜F的减压干燥所需的总处理时间而不会发生干燥不均等问题。
所述实施方式中,玻璃载板G相当于本发明的“基板”的一例。而且,搬送机器人3C相当于本发明的“搬送单元”的一例。而且,使用NMP作为溶剂,也可如专利文献1记载的那样使用各种溶剂。
另外,本发明不限定于所述实施方式,只要不脱离其主旨则能够进行所述方式外的各种变更。例如使用搬送机器人3C作为从第一减压干燥单元3A向第二减压干燥单元3B搬送玻璃载板G的搬送单元,但不限定于此,也可使用其他搬送方式,例如输送带方式的搬送单元。
而且,所述实施方式中,将“第一温度”及“第二温度”分别设定为“40℃”及“100℃”,也可一方面满足“第二温度”为高于“第一温度”的温度的条件一方面根据溶剂的种类或涂布膜F的厚度等适当变更。
而且,所述实施方式中,是将玻璃载板G用作本发明的“基板”,但也可将其他的平板状部件用作“基板”。
[实施例]
接下来表示本发明的实施例,本发明当然不受下述实施例限制,当然能够在可适合于前后所述的主旨的范围内适当地添加变更而实施,这些均包含于本发明的技术范围内。
减压干燥处理是如所述那样在减压气氛下加热涂布于玻璃载板G的涂布膜F且使其干燥的处理。例如,图4所示的构成的减压干燥单元3A(3B)中,如果将减压干燥处理时的温度,即处理温度变更为多阶段,并且在各处理温度下进行减压干燥处理后观察玻璃载板G上的涂布膜F的表面状态,则获得表1所示的结果。该图中的“干燥不均”的栏中赋予的记号“◎”、“○”、“△”、“×”、“×××”分别表示涂布膜F的干燥状态,如根据该图可知,为了适当地进行减压干燥处理,理想的是将处理温度设定为30℃~70℃。该温度范围相当于本发明的“恰当温度范围”的一例。例如如果将处理温度设定得低于30℃,则涂布膜F中所含的溶剂成分的气化不进展。另一方面,如果将处理温度设定得高于70℃,例如设定为接近恰当温度范围的最高值即“70℃”的80℃,则涂布膜F的一部分会产生干燥不均。该主要理由为以下所述。
[表1]
在将第一阶段减压干燥处理的处理温度设定为80℃时,支撑销(提升销)91的温度也达到80℃左右。因此,如果在支撑销91上载置常温的玻璃载板G,则玻璃载板G中的与支撑销91接触的部位(以下称作“接触部位”)会受到来自支撑销91的热的影响而局部地被加热。另一方面,关于不与支撑销91接触的部位(以下称作“非接触部位”),不会受到所述热影响,而主要仅因腔室310内的辐射热而被加热。因此,接触部位的加热的上升要比非接触部位的加热的上升快,接触部位的加热曲线与非接触部位的加热曲线互不相同。其结果,会发生干燥不均。
而且,为了制造聚酰亚胺膜,而如所述那样涂布膜F的厚度变得相对厚(在形成例如10[μm]~20[μm]左右的聚酰亚胺膜的情况下,为100[μm]~200[μm]左右),与制造光阻剂膜的情况相比,处理时间延长。因此,在聚酰亚胺膜的制造现场,存在伴随干燥时间的长时间化而容易产生干燥不均这样的技术背景。并且,光阻剂膜的制造在常温处理中进行并无特别问题,但在聚酰亚胺膜的制造中如所述那样为了改善干燥速度而将处理温度设定为80℃以上时,干燥不均的问题变得更严重。此处,代替将处理温度设定为80℃,而如图5A所示那样通过抑制减压速度能够抑制干燥不均的发生,但因抑制减压速度而减压干燥处理所需的时间(=T12-T11)会延长。
图5A是表示利用现有的减压干燥装置进行减压干燥时的减压干燥的进行状况的曲线图。此处,现有的减压干燥装置是利用一个减压干燥单元进行涂布膜F的减压干燥的装置。该减压干燥装置中,如该图所示,在关闭具有大气压状态(P0=0.1013MPa)的减压干燥单元的腔室(温度80℃)后的时机T11开始减压。然后,因将处理温度超过恰当温度范围的最高值而设定,所以在相对缓和的减压速度(该图中的曲线图的斜率)下执行减压干燥。其原因在于,如果减压速度设定得高,则涂布膜F的表面先干燥而涂布膜F的内部为未干燥状态,成为膜隆起(脱泡)的发生因素之一。因此,通过将减压速度设定得慢,而需要慢慢地进行腔室内的压力降低以及溶剂成分的气化。而且,当使目标量的溶剂成分气化而涂布膜F的周边的压力到达目标值P2时,中止减压,对减压干燥单元的腔室内进行大气开放(时机T12)。因此,为了使用现有的减压干燥装置使涂布膜F良好地减压干燥,而需要相对较长的时间(=T12-T11)。而且,在更高的处理温度,例如100℃下,即便进一步降低减压速度,也会发生严重的干燥不均。
与此相对,例如图5B所示的实施例中,以恰当温度范围内的处理温度(第一温度=40℃)进行由第一减压干燥单元3A进行的减压干燥处理(第一段减压干燥处理),能够使存在于涂布膜F的表面部分的溶剂成分在短时间(=T22-T21)内气化而不会发生干燥不均。另外,符号“T21”、符号“T22”(及以后说明的符号“T23”、符号“T24”)分别表示进行在所述时机T11、时机T21下执行的动作的时机。
而且,利用第一段减压干燥处理,涂布膜F的周边的压力成为低于大气压P0且高于目标值P2的中间值P1。在成为该中间值P1的状况下,进行减压干燥,直到涂布膜F的干燥虽未完成,但在由第二减压干燥单元3B进行的减压干燥处理中不会发生干燥不均等问题的程度。此处,中间值P1及目标值P2分别相当于本发明的“第一压力”及“第二压力”的一例,且具有
中间值P1>目标值P2
的关系。
如果第一段减压干燥处理结束,则搬送机器人3C将经过了第一段减压干燥处理的玻璃载板G搬送到第二减压干燥单元3B。此处,第二减压干燥单元3B的处理温度(第二温度)设定为100℃,因已利用第一段减压干燥处理进行了减压干燥,所以即便将减压速度设定得高,也不会发生干燥不均,能够使残存于涂布膜F的溶剂成分在短时间(=T24-T23)内气化。
这样,本实施例中,由第一减压干燥单元3A进行的减压干燥处理时的处理温度(相当于本发明的“第一温度”)设为40℃,由第二减压干燥单元3B进行的减压干燥处理时的处理温度(相当于本发明的“第二温度”)设为100℃,由此能够大幅缩短减压干燥所需的时间。而且,因以两个阶段进行减压干燥处理,所以通过将第一温度及第二温度适当组合而能够调整减压干燥处理所需的时间。
另外,关于第二温度,理想的是高于第一温度,且理想的是设定为80℃以上。另一方面,如果将第二温度设定得过高,则有时会发生干燥不均,因而从防止发生干燥不均的观点考虑,理想的是设定为150℃以下。而且,关于中间值(第一压力)P1,如果考虑恰当温度范围为30℃以上且70℃以下,则理想的是设定为100Pa以上且1000Pa以下。另一方面,关于目标值(第二压力)P2,如果考虑由第二减压干燥单元3B进行的减压干燥处理时的处理温度的优选范围为80℃以上且150℃以下,则理想的是一方面满足所述关系(中间值P1>目标值P2)一方面设定为5Pa以上且200Pa以下。
[工业利用可能性]
本发明能够普遍地应用于对涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜进行减压干燥的减压干燥技术。

Claims (9)

1.一种减压干燥方法,其特征在于包括:
(a)工序,将涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜以第一温度进行减压干燥;以及
(b)工序,将经过了所述工序(a)的所述基板上的所述涂布膜以比所述第一温度高的第二温度进行减压干燥。
2.根据权利要求1所述的减压干燥方法,其特征在于:
当将在所述工序(a)的减压气氛下,能够使所述涂布膜干燥而不会发生干燥不均的温度范围设为恰当温度范围时,
所述第一温度设定于所述恰当温度范围内。
3.根据权利要求2所述的减压干燥方法,其特征在于:
所述第二温度超过所述恰当温度范围的最高值而设定。
4.根据权利要求2或3所述的减压干燥方法,其特征在于:
所述恰当温度范围为30℃以上且70℃以下的范围。
5.根据权利要求2或3所述的减压干燥方法,其特征在于:
所述第二温度设定于80℃以上且150℃以下的范围内。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的减压干燥方法,其特征在于:
所述第二温度根据所述涂布膜的膜厚而设定。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的减压干燥方法,其特征在于:
所述工序(a)包含当所述涂布膜的周边的压力到达第一压力时停止减压干燥的工序,
所述工序(b)包含当所述涂布膜的周边的压力到达低于所述第一压力的第二压力时停止减压干燥的工序。
8.根据权利要求7所述的减压干燥方法,其特征在于:
所述第一压力设定于100Pa以上且1000Pa以下的范围内,
所述第二压力设定于5Pa以上且200Pa以下的范围内。
9.一种减压干燥装置,对涂布于基板上的包含聚酰亚胺前驱物及溶剂的涂布液的涂布膜进行减压干燥,其特征在于包括:
第一减压干燥单元,以第一温度进行减压干燥;
第二减压干燥单元,以比所述第一温度高的第二温度进行减压干燥;以及搬送单元,将利用所述第一减压干燥单元而受到所述涂布膜的减压干燥的所述基板搬送到所述第二减压干燥单元。
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