JP2013164231A - Vacuum drying apparatus and vacuum drying method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗布液が塗布された基板に対し、減圧環境下で塗布液中の溶剤を揮発させることにより塗布液を乾燥させ、さらに揮発した溶剤を液化して回収する減圧乾燥装置および減圧乾燥方法に関するものである。 The present invention relates to a vacuum drying apparatus and vacuum drying for drying a coating liquid by volatilizing a solvent in the coating liquid in a reduced pressure environment, and further liquefying and recovering the volatilized solvent on a substrate coated with the coating liquid. It is about the method.
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの(塗布基板と称す)が使用されている。この塗布基板の生産工程では、まず、塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成され、その後、たとえば減圧乾燥装置といった乾燥装置によって塗布膜の乾燥が行われる。 A flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display uses a substrate coated with a resist solution (referred to as a coated substrate). In the production process of the coated substrate, first, a coating film is formed by uniformly applying a resist solution onto the substrate by a coating device, and then the coating film is dried by a drying device such as a vacuum drying device.
この減圧乾燥装置は、チャンバに基板が収容された状態で、チャンバを減圧させることにより塗布基板上の塗布液を乾燥させるようになっている。具体的には、塗布基板がチャンバ内に載置された状態でチャンバ内の空気が外部へ排気され、チャンバ内が減圧環境下になることにより、塗布基板上の塗布液に含まれる溶剤が揮発し、塗布液が乾燥する。 This vacuum drying apparatus dries the coating liquid on the coating substrate by reducing the pressure of the chamber while the substrate is accommodated in the chamber. Specifically, the air in the chamber is exhausted to the outside while the coated substrate is placed in the chamber, and the solvent in the coating solution on the coated substrate is volatilized when the chamber is in a reduced pressure environment. Then, the coating solution dries.
ここで、下記特許文献1では、チャンバの外部に溶剤液化装置を設けており、チャンバ内で発生した溶剤蒸気を溶剤液化装置内で冷却することにより液化し、回収タンクで回収する旨の記載がある。この方法を減圧乾燥装置の排気機構に利用することにより、回収した溶剤を塗布装置のノズルや配管の洗浄などに再利用することができ、コストを低減することが可能である。また、排気機構の真空ポンプなど排気設備へ溶剤が付着することを軽減し、排気設備の負荷を軽減することができる。
Here, in
しかし、上記特許文献1に記載された溶剤回収方法では、回収した液体の中には溶剤のほかに水分を含むため、純度の高い溶剤を得られない場合があるといった問題があった。具体的には、溶剤液化装置にはチャンバ内で発生した溶剤蒸気のほかに、チャンバ内の空気も排気により流れ込んでおり、この空気が溶剤液化装置で冷却されると、空気が含んでいた水蒸気が液化して水になるため、この水が溶剤に混じって回収タンクに貯留されることとなる。したがって、溶剤が水と分離することが難しい物質であった場合は、この回収方法によって純度の高い溶剤を得られないおそれがあった。
However, the solvent recovery method described in
また、溶剤の回収効率を高くするために溶剤液化装置内の温度を氷点下に設定すると、空気が含んでいた水蒸気が液化を経て溶剤液化装置内で氷結するおそれがあり、これによって冷却の効率が低下したり、溶剤液化装置と回収タンクとの間の配管がつまるおそれがあった。 In addition, if the temperature in the solvent liquefier is set below the freezing point in order to increase the solvent recovery efficiency, the water vapor contained in the air may liquefy and freeze in the solvent liquefier, thereby improving the cooling efficiency. There was a risk that the piping would be lowered or the piping between the solvent liquefier and the recovery tank would be clogged.
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基板上の塗布液を減圧乾燥させつつ、水分の混入を少なくして溶剤を回収することが可能な減圧乾燥装置および減圧乾燥方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is a vacuum drying capable of recovering a solvent by reducing moisture mixing while drying a coating liquid on a substrate under reduced pressure. An object is to provide an apparatus and a vacuum drying method.
上記課題を解決するために本発明の減圧乾燥装置は、基板を収容するチャンバ部と、前記チャンバ部内の気体を排気する排気装置と、気体を冷却し、冷却によって生じた液化物を回収する回収装置と、前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由する配管である第1配管と、を備え、前記排気装置により前記第1配管を通じて前記チャンバ部の内部の気体を排気させて減圧することによって、基板に塗布された塗布液を減圧乾燥し、減圧乾燥によって塗布液から揮発した溶剤を前記回収装置で冷却することにより液化させて回収させる減圧乾燥装置であり、前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由しない配管である第2配管がさらに設けられているを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a vacuum drying apparatus of the present invention includes a chamber unit that accommodates a substrate, an exhaust device that exhausts gas in the chamber unit, and a recovery unit that cools the gas and collects a liquefied product generated by the cooling. A first pipe that is a pipe that connects the chamber section and the exhaust apparatus and passes through the recovery apparatus in the middle, and the gas inside the chamber section through the first pipe by the exhaust apparatus Is a reduced-pressure drying apparatus that evacuates and decompresses the coating liquid applied to the substrate under reduced pressure, and liquefies and recovers the solvent volatilized from the coating liquid by the reduced-pressure drying by cooling with the recovery apparatus, The chamber portion and the exhaust device are connected to each other, and a second pipe that is a pipe that does not pass through the recovery device is further provided on the way.
上記減圧乾燥装置によれば、途中に回収装置を経由しない配管である第2配管がさらに設けられていることにより、第1配管のみを用いる場合に比べて、水分の混入を少なく溶剤を回収することが可能である。すなわち、第2配管も用いて塗布液の乾燥を行うことによって、チャンバ部内の気体に含まれていた水分のうち第1配管および回収装置へ流れる量を少なくすることができる。また、回収装置への水分の混入が少なくなるため、回収装置の氷結を防ぐこともできる。 According to the reduced-pressure drying apparatus, the second pipe, which is a pipe that does not pass through the collection apparatus, is further provided in the middle, so that the solvent is collected with less moisture mixing compared to the case where only the first pipe is used. It is possible. That is, by drying the coating liquid using the second pipe, the amount of water contained in the gas in the chamber portion flowing to the first pipe and the recovery device can be reduced. Further, since the moisture content in the collecting device is reduced, it is possible to prevent the collecting device from freezing.
また、前記排気装置が前記チャンバ部内の気体を排気する際に経由する配管を、前記第1配管と前記第2配管との間で切替える切替部をさらに有すると良い。 Moreover, it is good to have further the switching part which switches the piping which passes when the said exhaust apparatus exhausts the gas in the said chamber part between said 1st piping and said 2nd piping.
このように切替部をさらに有することにより、第1配管を用いるときに第2配管も一緒に用いる場合と比べて溶剤の回収量を多くすることが可能である。すなわち、チャンバ部内部の気体に水分が多く含まれるときは第2配管のみを用い、その後第1配管に切替えて用いてチャンバ部内部の減圧乾燥を行うことにより、第1配管に切替えた時にチャンバ部内の気体を全て回収装置へ流すことができるため、溶剤の回収量を多くすることが可能である。 By further including the switching unit in this way, it is possible to increase the amount of solvent recovered when the first pipe is used as compared with the case where the second pipe is also used. That is, when the gas inside the chamber part contains a lot of moisture, only the second pipe is used, and then the first pipe is used to perform decompression drying inside the chamber part. Since all the gas in the section can flow to the recovery device, the amount of solvent recovered can be increased.
また、上記課題を解決するために本発明の減圧乾燥方法は、基板を収容するチャンバ部と、気体を排気する排気装置と、気体を冷却し、冷却によって生じた液化物を回収する回収装置と、前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由する配管である第1配管と、前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由しない配管である第2配管と、を備え、前記排気装置により前記第1配管を通じて前記チャンバ部の内部の気体を排気させて減圧することによって、基板に塗布された塗布液を減圧乾燥し、減圧乾燥によって塗布液から揮発した溶剤を前記回収装置で冷却することにより液化させて回収させる減圧乾燥方法であり、前記第2配管を経由して前記チャンバ部の内部の気体を排気し、塗布液を乾燥させる不回収乾燥工程と、前記第1配管を経由して前記チャンバ部の内部の気体を排気し、塗布液を乾燥させる回収乾燥工程と、を含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the reduced-pressure drying method of the present invention includes a chamber portion that accommodates a substrate, an exhaust device that exhausts gas, and a recovery device that cools the gas and collects the liquefied material generated by the cooling. A first pipe that is a pipe that connects the chamber part and the exhaust apparatus and passes through the recovery apparatus in the middle, and a pipe that connects the chamber part and the exhaust apparatus and does not pass through the recovery apparatus in the middle A second pipe that is, and by exhausting the gas inside the chamber part through the first pipe by the exhaust device and reducing the pressure, the coating liquid applied to the substrate is dried under reduced pressure, This is a vacuum drying method in which the solvent volatilized from the coating liquid is liquefied and recovered by cooling with the recovery device, and the gas inside the chamber part is exhausted via the second pipe and applied. And not recovered drying step of drying the, via the first pipe to exhaust the gas inside of the chamber section, and characterized in that it comprises a recovery drying step of drying the coating solution.
このように不回収乾燥工程と回収乾燥工程とを有することにより、回収乾燥工程のみを行う場合に比べて、チャンバ部内の気体に含まれていた水分のうち第1配管および回収装置へ流れる量を少なくすることができるため、回収装置の氷結を防ぐことができるのと同時に、水分の混入を少なくして溶剤を回収することが可能である。 By having the non-recovery drying step and the recovery drying step in this way, the amount of water contained in the gas in the chamber portion flowing to the first pipe and the recovery device is reduced compared to the case where only the recovery drying step is performed. Since the amount can be reduced, it is possible to prevent the freezing of the recovery device, and at the same time, it is possible to recover the solvent with less water mixing.
また、前記不回収乾燥工程を行った後、前記排気装置が前記チャンバ部内の気体を排気する際に経由する配管を、前記第1配管から前記第2配管へ切替えて、続いて前記回収乾燥工程を行うようにすると良い。 In addition, after performing the non-recovery drying step, the piping through which the exhaust device exhausts the gas in the chamber portion is switched from the first piping to the second piping, and then the recovery drying step. It is good to do.
このようにすることにより、回収乾燥工程を行うときに不回収乾燥工程も一緒に行う場合と比べて溶剤の回収量を多くすることが可能である。すなわち、チャンバ部内部の気体に水分が多く含まれるときは不回収乾燥工程を行い、水分が十分に少なくなってから配管を切替えて用いて回収乾燥工程を行うことにより、水分が少なくなった気体を全て回収装置へ流すことができるため、溶剤の回収量を多くすることができる。 By doing in this way, when performing a recovery drying process, it is possible to increase the recovery amount of a solvent compared with the case where a non-recovery drying process is also performed together. That is, when the gas inside the chamber part contains a lot of moisture, a non-recovery drying process is performed, and after the moisture is sufficiently reduced, the recovery drying process is performed by switching the piping, thereby reducing the moisture content. All of the solvent can be passed to the recovery device, so that the amount of recovered solvent can be increased.
本発明の減圧乾燥装置および減圧乾燥方法によれば、基板上の塗布液を減圧乾燥させつつ、水分の混入を少なくして溶剤を回収することが可能である。 According to the reduced-pressure drying apparatus and the reduced-pressure drying method of the present invention, it is possible to recover the solvent while reducing the moisture content while drying the coating solution on the substrate under reduced pressure.
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態における減圧乾燥装置の側面図を図1に示す。減圧乾燥装置1は、チャンバ部2、排気装置3および回収装置4を有し、排気装置3がチャンバ部2の内部の気体を排気して減圧することにより、チャンバ部2に収容した基板Wの表面に塗布された塗布液Rから溶剤を揮発させる。なお、以降の説明では、溶剤が揮発することを乾燥と呼ぶ。
FIG. 1 shows a side view of a vacuum drying apparatus according to an embodiment of the present invention. The
また、チャンバ部2と排気装置3とを接続する配管は、途中に回収装置4を経由する第1配管5と、回収装置4を経由しない第2配管6との2種類があり、これらの配管が切替部7で切替えられ、塗布液Rの減圧乾燥が行われる。ここで、チャンバ部2内の気体が第1配管5を経由して排気される場合、その気体は回収装置4で冷却され、この冷却で液化した気体は、回収装置4の回収容器23に回収される。
In addition, there are two types of piping that connect the
チャンバ部2は、チャンバ本体11、チャンバ蓋部12、載置部13、および排気口14を有している。
The
チャンバ本体11とチャンバ蓋部12とは、チャンバ蓋部12に設けられた図示しない昇降機構を駆動制御することにより接離可能となっており、チャンバ蓋部12がチャンバ本体11に当接することによりチャンバ部2の内部に密閉空間が形成される。レジストなどの塗布液Rが塗布された基板Wがこの密閉空間に収容された状態で、排気装置3によりこの密閉空間の気体を排気し、減圧状態にすることによって、塗布液Rから溶剤が揮発し、塗布液Rが乾燥する。また、チャンバ蓋部12がチャンバ本体11から離間した状態の場合、図示しない搬送ロボットなどによりチャンバ部2への基板Wの搬入出が可能となる。
The chamber
載置部13は、本実施形態ではチャンバ本体11に設けられた複数のピンであり、これらの先端が基板Wの裏面と当接することによって、減圧乾燥を行う際に基板Wを支持する。これにより、ピンの間をぬって基板Wの下へロボットハンドなどが入り込むことが可能であり、基板Wの搬入出が容易となっている。
In this embodiment, the
ここで、基板Wにおいて載置部13が接する部分と接しない部分とでは、少なからず温度に差が生じて塗布液Rの乾燥の進行に差が部分的に生じる。それを防ぐため、載置部13の基板Wに当接する側の端部は尖った形状をとっており、基板Wとの接触面積を小さくすることにより、基板Wの中で温度差が生じにくくなっている。
Here, there is a considerable difference in temperature between the portion where the
排気口14は、チャンバ本体11に設けられた開口であり、この排気口14を通じてチャンバ部2の内部と排気装置3とが配管を用いて接続される。
The
排気装置3は、真空ポンプ、ブロワーなどであり、配管で接続されたチャンバ部2の内部の気体を排気するものである。ここで、チャンバ部2と排気装置3とを接続する配管は、途中に回収装置4を経由する第1配管5と、回収装置4を経由しない第2配管6との2種類が設けられている。また、第1配管5のチャンバ部2と回収装置4の間、および第2配管には、切替部7が設けられており、チャンバ部2内の気体の排気を行う際に経由する配管を切替えることができる。
The
回収装置4は、本実施形態では冷却容器21、冷却コイル22、および回収容器23を有し、冷却コイル22によって低温が維持された冷却容器21内に流れ込んだ気体を冷却し、一部を液化させる。そして、液化した気体を、回収容器23内で回収する。
In the present embodiment, the
冷却容器21は、内部に密閉空間を有する略円柱状の容器であり、第1配管5と接続する2つの接続口、および、冷却コイル22を内部に引き込みむための開口、冷却コイル22を外部へ出すための開口を有する。ここで、冷却容器21内に流れ込んだ気体が効率よく冷却されるよう、第1配管5と接続する2つの接続口は、冷却容器21内で離れた位置にある方が良い。
The cooling
また、冷却容器21は、底面に回収容器23と接続するための接続口を有しており、冷却容器21内で液化した気体は、ここから回収容器23へ流れ込む。ここで、液化した気体がより回収容器23へ流れ込み易くなるよう、冷却容器21の底面は、回収容器23との接続口の高さを最も低くした、すり鉢状の形状をとると良い。
Moreover, the cooling
冷却コイル22は、冷媒を流す配管であり、冷却容器21の内部に通され、そこでは冷却容器21の内壁に沿うようにらせん状に巻かれている。本実施形態では、冷媒の温度は約−50℃であり、冷媒によって冷却された冷却コイル22が冷却容器21の内部の温度を低温に維持する。また、冷却容器21の内部でらせん状に巻かれていることにより冷却容器21内を通る冷却コイル22の全長が長くなり、冷却容器21内の温度をより低温に維持できるようになっている。
The cooling
回収容器23は、冷却容器21の底面に設けられた接続口を通じて冷却容器21と接続されたタンクであり、冷却容器21内で液化した気体はこの回収容器23に流れ込み、貯留される。
The
また、本実施形態では、冷却容器21と回収容器23との間の配管にバルブ24が設けられ、また、回収容器23の底面には配管が設けられ、その配管にもバルブ25が設けられている。そして、塗布液Rの減圧乾燥を行って溶剤の回収を行う際は、バルブ24が開状態、バルブ25が閉状態となっており、回収容器23内に溶剤が貯留される。また、貯留した溶剤を再利用に充てる際は、バルブ24が閉状態、バルブ25が開状態となり、図示しない移送容器などに溶剤が排出される。
Further, in the present embodiment, a
切替部7は、バルブ31およびバルブ32を有し、バルブ31は第1配管5のチャンバ部2と回収装置4の間に、バルブ32は、第2配管に設けられている。ここで、図示しない制御装置による制御によりバルブ31が開状態、バルブ32が閉状態となった状態で排気が行われることにより、チャンバ部2内の気体は第1配管5のみを経由して排気され、バルブ31が閉状態、バルブ32が開状態となった状態で排気が行われることにより、チャンバ部2内の気体は第2配管6のみを経由して排気される。すなわち、切替部7により、チャンバ部2内の気体の排気を行う際に経由する配管を切替えることが可能である。
The switching unit 7 includes a
次に、上記の構成を有する減圧乾燥装置1を用いた減圧乾燥方法について説明する。
Next, a vacuum drying method using the
図2は、発明者が通常使用する塗布液Rに含まれる溶剤の飽和蒸気圧を示すグラフであり、水の飽和蒸気圧のグラフとともに示している。 FIG. 2 is a graph showing the saturated vapor pressure of the solvent contained in the coating liquid R normally used by the inventor, along with the graph of the saturated vapor pressure of water.
図2には5種類の溶剤と水の飽和蒸気圧を表しているが、全ての溶剤がどの温度でも水よりも低い飽和蒸気圧を示しており、通常フォトリソグラフィなどに用いるレジストに含まれる溶剤は、このように水よりも低い飽和蒸気圧を有するものと考える。 FIG. 2 shows the saturated vapor pressures of five types of solvents and water, but all solvents show a saturated vapor pressure lower than that of water at any temperature. Is considered to have a saturated vapor pressure lower than that of water.
ここで、20℃の場合の飽和蒸気圧を例にとり確認すると、水の飽和蒸気圧が約2500Paであるのに対し、最も水の飽和蒸気圧に近い溶剤の飽和蒸気圧は、約500Paである。 Here, when the saturated vapor pressure at 20 ° C. is taken as an example, the saturated vapor pressure of water is about 2500 Pa, whereas the saturated vapor pressure of the solvent closest to the saturated vapor pressure of water is about 500 Pa. .
また、溶剤が液体の状態で含まれる塗布液Rが塗布された基板Wを収容したチャンバ部2をチャンバ内温度を20℃として大気圧から減圧していくことを想定すると、まずチャンバ部2の内圧が約2500Paとなった時点で水の沸点は20℃となり、仮にチャンバ部2内に液体の水が存在していたとしても、ここで蒸発する。このとき、溶剤は、まだ沸点に達していないため、揮発する量は少量であり、大部分は液体として塗布液R中に存在している。
Assuming that the
チャンバ部2の内圧を約2500Paからさらに減圧を進めると、チャンバ部2内の水分は、チャンバ部2の内圧の減少にしたがって減少するが、溶剤は内圧が約500Paになるまで大部分が液体のままでチャンバ部2に残存する。そして、チャンバ部2の内圧が約500Paに達した時点で溶剤の沸点は20℃となり、溶剤の揮発が活発化する。
When the internal pressure of the
図3は、水より低い飽和蒸気圧を有する溶剤を含んだ塗布液Rを減圧乾燥装置1を用いて減圧乾燥した場合のチャンバ部2の内圧の経時変化、およびチャンバ部2内の溶剤量、水分量の経時変化を表すグラフである。
FIG. 3 shows the change over time in the internal pressure of the
図3(a)は、チャンバ部2の内圧の経時変化を示している。塗布液Rが塗布された基板Wがチャンバ部2の内部に載置されてから減圧乾燥が開始すると、しばらくの間は順調にチャンバ部2の内圧は下がり続けるが、内圧がある値に達すると(図3に示す時刻t1、圧力P1の状態)、圧力の減少のペースが急激に緩やかになる。これは、チャンバ2部の内圧がP1となった時点から塗布液R内の溶剤の揮発が活発になり、排気によってチャンバ部2内が減圧されるのに対して溶剤の揮発が圧力を増加させる方向に働き、その結果、チャンバ部2内の圧力の減少量が少なくなるためである。
FIG. 3A shows the change over time in the internal pressure of the
すなわち、圧力P1が溶剤の飽和蒸気圧、時刻t1がチャンバ部2の内圧が溶剤の飽和蒸気圧に達する時刻である。
That is, the pressure P1 is the saturated vapor pressure of the solvent, and the time t1 is the time when the internal pressure of the
そして、溶剤の揮発が進み、塗布液R内の溶剤がほぼ全て無くなると、チャンバ部2の内圧の減少のペースは再び早まる挙動を示す。
Then, when the volatilization of the solvent proceeds and almost all of the solvent in the coating liquid R disappears, the pace of the decrease in the internal pressure of the
図3(b)に、溶剤量の経時変化を示す。先述の通り、チャンバ部2の内圧が溶剤の飽和蒸気圧P1に達するまでは塗布液Rから揮発する溶剤の量は少量であり、時刻t1で内圧がP1に達した時点から溶剤は活発に揮発し、溶剤量は急激に減少する。
FIG. 3B shows the change over time in the amount of solvent. As described above, the amount of the solvent that volatilizes from the coating solution R is small until the internal pressure of the
図3(c)は、水分量の経時変化を示す。通常、チャンバ部2内に水分は液体としては存在せず、空気の中に水蒸気として存在するだけである。また、時刻t1に達するまでは、チャンバ部2内に存在する気体はほとんどが減圧乾燥開始時にチャンバ部2内にあった空気であるため、チャンバ部2の内圧の減少にほぼ比例して水分量も減少する。ここで、先述の例と同様に温度が20℃である場合を例にとると、大気圧が約100000Paであるのに対し、水の飽和蒸気圧は約2500Paであるので、チャンバ部2の内圧が水の飽和蒸気圧に達したときにチャンバ部2内に存在する水分量は、減圧乾燥開始時の約3%になる。したがって、時刻t1より前に存在する、チャンバ部2の内圧が水の飽和蒸気圧(図3に示す圧力P0)になる時刻t0においても、チャンバ部2内の水分量は十分少なくなっていると考える。
FIG.3 (c) shows the time-dependent change of a moisture content. Normally, moisture does not exist as a liquid in the
以上より、水より低い飽和蒸気圧を有する溶剤を減圧によって揮発させる場合、溶剤の揮発が活発になるまでは、溶剤は大部分がチャンバ部2内に残存する一方、チャンバ部2内の水分は内圧の減少にしたがって着実に減少している。
As described above, when a solvent having a saturated vapor pressure lower than that of water is volatilized by depressurization, most of the solvent remains in the
したがって、溶剤の揮発が活発になり始めるあたりから第1配管5を経由した排気が始まり、回収装置4に気体が通るようにすれば良い。こうすることにより、多くの溶剤を回収でき、かつ水分の混入はほとんど無くなって、回収装置の氷結を防ぐことができると同時に純度の高い溶剤を回収することが可能である。また、この場合、第1配管5を経由した排気が行われるまでは、第2配管6を経由した排気が行われることとなる。
Therefore, the exhaust via the
なお、本発明では、第1配管5を経由して排気することにより、回収装置4を通して減圧乾燥する工程を回収乾燥工程と呼び、第2配管6を経由して排気することにより、回収装置4を通さずに減圧乾燥する工程を不回収乾燥工程と呼ぶ。
In the present invention, the process of drying under reduced pressure through the
ここで、回収乾燥工程を始めるタイミングの具体的な目安は、たとえばチャンバ部2の内圧が水の飽和蒸気圧P0に達したとき、もしくは、溶剤の飽和蒸気圧P1に達したときなどに設定されると良い。そうすることにより、上述の通り水分の混入がほとんど無く、多くの溶剤を回収することができ、また、P0およびP1は水および溶剤における一意的な数値であるので、これらの数値となるタイミングで制御が行われることにより、制御が容易になる。なお、チャンバ部2の内圧がP1に達したときに回収乾燥工程が始まる場合は、P0に達したときに回収乾燥工程が始まる場合に比べ、溶剤の回収量が若干減少するものの、さらに水分を減少させた回収が可能である。
Here, a specific guideline for starting the recovery drying process is set, for example, when the internal pressure of the
これらのタイミングを実際の減圧乾燥処理中に確認する方法として、図示しない圧力計がチャンバ部2にさらに設けられ、この圧力計がチャンバ部2の内圧を計測する方法が挙げられる。そして、その計測値がP0、もしくはP1になったときに回収乾燥工程が始まるようにすると良い。また、無論、P0およびP1の値より多少前後した値を目安としても良い。
As a method for confirming these timings during the actual reduced pressure drying process, there is a method in which a pressure gauge (not shown) is further provided in the
また、溶剤の飽和蒸気圧P1が未知である場合は、チャンバ部2の内圧の減少ペースを圧力計で計測し続け、減少ペースが急激に緩くなったタイミング(すなわち、時刻t1)で回収乾燥工程が始まるようにしても良い。
If the saturated vapor pressure P1 of the solvent is unknown, the recovery / drying process is performed at the timing when the decreasing pace of the internal pressure of the
また、チャンバ部2の内圧がP0もしくはP1に達する時刻t0、t1が経験的に判明している場合、圧力計は用いずに、減圧乾燥開始時から所定の時間が経過したタイミングで回収乾燥工程が始まるようにしても良い。
Further, when the times t0 and t1 when the internal pressure of the
次に、減圧乾燥装置1を用いた減圧乾燥方法の動作フローを図4に示す。ここで、排気装置3は常時稼働しているものとし、回収乾燥工程を始めるタイミングはチャンバ部2の内圧が溶剤の飽和蒸気圧P1に達したときに設定されているものとする。
Next, FIG. 4 shows an operation flow of a vacuum drying method using the
まず、塗布液Rが塗布された基板Wがチャンバ部2へ搬入される(ステップS1)。具体的には、図示しない搬送ロボットなどが、チャンバ本体11とチャンバ蓋部12とが離間状態となっているチャンバ部2の載置部13へ基板Wを載置し、その後、チャンバ蓋部12が下降してチャンバ本体11と当接し、チャンバ部2内に密閉空間が形成される。なお、この時点では、切替部7のバルブ31およびバルブ32は、ともに閉状態であり、チャンバ部2から排気装置3への気体の流れが遮断されているものとする。
First, the substrate W coated with the coating liquid R is carried into the chamber unit 2 (step S1). Specifically, a transfer robot or the like (not shown) places the substrate W on the
次に、切替部7のバルブ32が開状態となり(ステップS2)、第2配管6を経由した塗布液Rの減圧乾燥(不回収乾燥工程)が実施される(ステップS3)。
Next, the
この不回収乾燥工程は、チャンバ部2の内圧がP1に達するまで続き(ステップS4)、チャンバ部2の内圧がP1に達すると、切替部7のバルブ32が閉状態となり(ステップS5)、続いて切替部7のバルブ31が開状態となり(ステップS6)、第2配管6を経由した減圧乾燥(不回収乾燥工程)から第1配管5を経由した減圧乾燥(回収乾燥工程)に切替わる。そして、第1配管5途中の回収装置4を通った揮発溶剤が冷却、液化され、回収される(ステップS7)。
This non-recovery drying process continues until the internal pressure of the
この回収乾燥工程は、塗布液R中の溶剤のほとんどが揮発して減圧乾燥が完了するまで続き(ステップS8)、減圧乾燥が完了すると、切替部7のバルブ31が閉状態となってチャンバ部2から排気装置3への気体の流れが遮断される(ステップS9)。
This recovery drying process continues until most of the solvent in the coating solution R is volatilized and vacuum drying is completed (step S8). When vacuum drying is completed, the
最後に、チャンバ部2の内部が大気開放された後、チャンバ蓋部12が上昇してチャンバ本体11から離間し、図示しない搬送ロボットなどにより基板Wが載置部13から搬出される(ステップS10)。
Finally, after the inside of the
次に、本発明の他の実施形態を、図5に示す。図1では、排気装置は1つのみ設けられ、チャンバ部2と排気装置3との間で配管が第1配管5と第2配管6とに分岐していたが、図5に示すように、第1配管5と第2配管6とが独立して設けられ、それぞれの配管に排気装置3が設けられていても良い。ここで、先の実施形態では、第1配管5と第2配管6とが切替部7により切替えて用いられ、不回収乾燥工程の後に回収乾燥工程を実施し、不回収乾燥工程と回収乾燥工程は一緒に実施しないようになっていたが、配管が切替えて使用されるのではなく、不回収乾燥工程は減圧乾燥完了まで続けて実施し、回収乾燥工程の開始後は、回収乾燥工程と不回収乾燥工程を一緒に実施しても構わない。
Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, only one exhaust device is provided, and the piping branches into the
図5に示す減圧乾燥装置1により回収乾燥工程と一緒に不回収乾燥工程も続ける場合の減圧乾燥方法の動作フローを、図6に示す。ここで、排気装置3は常時稼働しているものとし、回収乾燥工程を始めるタイミングはチャンバ部2の内圧が溶剤の飽和蒸気圧P1に達したときに設定されているものとする。
FIG. 6 shows an operation flow of the reduced pressure drying method when the non-recovery drying step is continued together with the recovery drying step by the reduced
まず、塗布液Rが塗布された基板Wがチャンバ部2へ搬入される(ステップS21)。なお、この時点では、第1配管5に設けられたバルブ41、および第2配管に設けられたバルブ42は、ともに閉状態であり、チャンバ部2から排気装置3への気体の流れが遮断されているものとする。
First, the substrate W coated with the coating liquid R is carried into the chamber unit 2 (step S21). At this time, the
次に、バルブ42が開状態となり(ステップS22)、第2配管6を経由した塗布液Rの減圧乾燥(不回収乾燥工程)が実施される(ステップS23)。
Next, the
この不回収乾燥工程は、チャンバ部2の内圧がP1に達するまで単独で行われ(ステップS24)、チャンバ部2の内圧がP1に達すると、バルブ41が開状態となり(ステップS25)、第2配管6を経由した減圧乾燥(不回収乾燥工程)と第1配管5を経由した減圧乾燥(回収乾燥工程)とが一緒に行われるようになる。そして、第1配管5途中の回収装置4を通った揮発溶剤が冷却、液化され、回収される(ステップS26)。
This non-recovery drying process is performed alone until the internal pressure of the
この不回収乾燥工程と回収乾燥工程は、塗布液R中の溶剤のほとんどが揮発して減圧乾燥が完了するまで続き(ステップS27)、減圧乾燥が完了すると、バルブ41が閉状態となり(ステップS28)、続いてバルブ42が閉状態となって(ステップS29)、チャンバ部2から排気装置3への気体の流れが遮断される。
The non-recovery drying process and the recovery drying process continue until most of the solvent in the coating liquid R is volatilized and vacuum drying is completed (step S27). When vacuum drying is completed, the
最後に、基板Wがチャンバ部2から搬出される(ステップS30)。 Finally, the substrate W is unloaded from the chamber unit 2 (step S30).
このような減圧乾燥方法によれば、チャンバ部2の内圧がP1に達してからは第1配管5と第2配管6の両方を経由して減圧乾燥が行われるため、回収装置4へ流れ、回収される溶剤の量は少なくなるものの、乾燥タクトを早くすることができる。
According to such a reduced-pressure drying method, since the reduced-pressure drying is performed via both the
次に、本発明のさらに他の実施形態を、図7に示す。塗布液R中に、たとえば溶剤aと溶剤bというように複数種類の溶剤が含まれる場合、これらの溶剤の飽和蒸気圧の差を利用して、各溶剤を分けて回収することが可能である。 Next, still another embodiment of the present invention is shown in FIG. When the coating liquid R contains a plurality of types of solvents such as a solvent a and a solvent b, for example, each solvent can be recovered separately using the difference in saturated vapor pressure of these solvents. .
具体的には、溶剤の種類数と同じ数の回収容器23(図7に示す回収容器23aおよび回収容器23b)が設けられ、各回収容器と冷却容器21とを接続する配管にバルブ24(図7に示すバルブ24aおよびバルブ24b)が減圧乾燥装置1に設けられている。ここで、溶剤aの飽和蒸気圧がP1a、溶剤bの飽和蒸気圧がP1bであり、P1a>P1bであるとする。
Specifically, the same number of
この減圧乾燥装置1でチャンバ2の減圧を行うにあたり、減圧開始時は先述と同様に第2配管6を経由させて減圧を行って、回収容器21へ混入する水分を減らすようにした後、チャンバ2の内圧がP1aになる時点の近傍において第1配管5を経由する減圧に切替え、そのときバルブ24aを開状態、その他のバルブ24(バルブ24b)を閉状態にしておく。圧力P1a近傍では、溶剤aの揮発が活発になるが、溶剤bについてはまだ飽和蒸気圧に達していないため、揮発量は少ない。したがって、このときにバルブ24aを開状態にしておくことにより、回収容器23aに純度の高い溶剤aが回収される。
When decompressing the
さらに減圧を続け、チャンバ2の内圧がP1b近傍になる時点において、バルブ24aを閉状態にし、バルブ24bを開状態にすることにより、回収される溶剤は回収容器24bに流れ込むようになる。この時点で、溶剤aはほとんど揮発しきっており、また、溶剤bの揮発が活発となるため、回収容器23bには純度の高い溶剤bが回収されることとなる。そして、バルブ25aおよびバルブ25bが開状態になることにより、回収容器23aおよび回収容器23bから図示しない移送容器などに溶剤aおよび溶剤bが排出される。
When the pressure is further reduced and the internal pressure of the
なお、溶剤の種類が3種類以上であっても、上記と同様のバルブ24の切替えを行うことにより、純度の高いそれぞれの溶剤を各回収容器23に回収することが可能である。
Even if there are three or more types of solvent, it is possible to recover each of the high-purity solvents in each
また、上記のような溶剤aおよび溶剤bが塗布液Rに含まれていた場合、チャンバ部2の内圧がP1bになるまで第2配管6を経由した減圧を続け、その時点で第1配管5を経由した減圧に切替えることにより、(溶剤aは回収されないが、)純度の高い溶剤bのみを選択して回収することも、もちろん可能である。
Further, when the solvent a and the solvent b as described above are contained in the coating liquid R, the pressure reduction via the
以上の減圧乾燥装置および減圧乾燥方法により、基板上の塗布液を減圧乾燥させつつ、水分の混入を少なくして溶剤を回収することが可能である。 With the above-described reduced-pressure drying apparatus and reduced-pressure drying method, it is possible to recover the solvent while reducing the moisture content while drying the coating solution on the substrate under reduced pressure.
1 減圧乾燥装置
2 チャンバ部
3 排気装置
4 回収装置
5 第1配管
6 第2配管
7 切替部
11 チャンバ本体
12 チャンバ蓋部
13 載置部
14 排気口
21 冷却容器
22 冷却コイル
23 回収容器
23a 回収容器
23b 回収容器
24 バルブ
24a バルブ
24b バルブ
25 バルブ
25a バルブ
25b バルブ
31 バルブ
32 バルブ
41 バルブ
42 バルブ
R 塗布液
W 基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記チャンバ部内の気体を排気する排気装置と、
気体を冷却し、冷却によって生じた液化物を回収する回収装置と、
前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由する配管である第1配管と、
を備え、
前記排気装置により前記第1配管を通じて前記チャンバ部の内部の気体を排気させて減圧することによって、基板に塗布された塗布液を減圧乾燥し、減圧乾燥によって塗布液から揮発した溶剤を前記回収装置で冷却することにより液化させて回収させる減圧乾燥装置であり、
前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由しない配管である第2配管がさらに設けられていることを特徴とする、減圧乾燥装置。 A chamber for accommodating the substrate;
An exhaust device for exhausting the gas in the chamber portion;
A recovery device that cools the gas and recovers the liquefied material generated by the cooling;
A first pipe which is a pipe connecting the chamber unit and the exhaust device and passing through the recovery device in the middle;
With
The exhaust device exhausts the gas inside the chamber portion through the first pipe and depressurizes, thereby drying the coating solution applied to the substrate under reduced pressure, and recovering the solvent volatilized from the coating solution by drying under reduced pressure. It is a vacuum drying device that is liquefied and recovered by cooling with
A reduced-pressure drying apparatus, further comprising a second pipe that is a pipe that connects the chamber portion and the exhaust device and does not pass through the recovery device.
気体を排気する排気装置と、
気体を冷却し、冷却によって生じた液化物を回収する回収装置と、
前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由する配管である第1配管と、
前記チャンバ部と前記排気装置とを接続し、途中に前記回収装置を経由しない配管である第2配管と、
を備え、
前記排気装置により前記第1配管を通じて前記チャンバ部の内部の気体を排気させて減圧することによって、基板に塗布された塗布液を減圧乾燥し、減圧乾燥によって塗布液から揮発した溶剤を前記回収装置で冷却することにより液化させて回収させる減圧乾燥方法であり、
前記第2配管を経由して前記チャンバ部の内部の気体を排気し、塗布液を乾燥させる不回収乾燥工程と、
前記第1配管を経由して前記チャンバ部の内部の気体を排気し、塗布液を乾燥させる回収乾燥工程と、
を含むことを特徴とする、減圧乾燥方法。 A chamber for accommodating the substrate;
An exhaust device for exhausting gas;
A recovery device that cools the gas and recovers the liquefied material generated by the cooling;
A first pipe which is a pipe connecting the chamber unit and the exhaust device and passing through the recovery device in the middle;
A second pipe that is a pipe that connects the chamber portion and the exhaust device and does not pass through the recovery device in the middle;
With
The exhaust device exhausts the gas inside the chamber portion through the first pipe and depressurizes, thereby drying the coating solution applied to the substrate under reduced pressure, and recovering the solvent volatilized from the coating solution by drying under reduced pressure. It is a vacuum drying method to recover by liquefying by cooling with,
A non-recovery drying step of exhausting the gas inside the chamber portion via the second pipe and drying the coating solution;
A recovery drying step of exhausting the gas inside the chamber part via the first pipe and drying the coating solution;
A method for drying under reduced pressure, comprising:
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