JP2013171757A - Inert gas purging method - Google Patents

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泰雄 大竹
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a consumption of an inert gas without making worse an atmosphere in a work space after substitution of the inert gas when purging the work space with the inert gas by free flowing of the inert gas.SOLUTION: A drying chamber 26 includes main and sub supply pipes 28, 30 which supply a nitrogen gas, a main discharge pipe 32 which discharges an internal gas, and a sub discharge pipe 34 having a smaller diameter than the main discharge pipe 32 and discharging the internal gas. When the inside of the drying chamber 26 is purged with the nitrogen gas, a supply amount of the nitrogen gas and a discharge amount from the main discharge pipe 32 are adjusted so that the pressure in the drying chamber 26 is higher than atmospheric pressure with the sub discharge pipe 34 closed. After the gas substitution process, the supply amount of the nitrogen gas and a discharge amount from the sub discharge pipe 34 are adjusted so that the pressure in the drying chamber 26 is higher than the atmospheric pressure with the main discharge pipe 32 closed, and the flow rate is smaller than in the gas substitution process.

Description

本発明は、不活性ガスパージ方法に関する。   The present invention relates to an inert gas purge method.

有機エレクトロルミネセンス(EL)製品や有機フォトボルテック(PV)製品などを製造する際には、窒素ガスなどの不活性ガスで置換した作業空間が必要になることがある。作業空間内を不活性ガスで置換する方法としては、作業空間内を強制排気して真空に近い状態としたあと不活性ガスを作業空間内に供給する方式や、作業空間内に不活性ガスを供給しつつ与圧弁より作業空間内の陽圧ガスの排気を行い徐々に酸素濃度を下げていく方式が知られている(特許文献1)。このうち、前者の方式では、作業空間を形成する構造体に高い耐圧性やシール性が要求されるため、その分コストが高くなる。一方、後者の方式では、高い耐圧性やシール性は要求されない。   When manufacturing an organic electroluminescence (EL) product, an organic photo vortex (PV) product, etc., the working space substituted by inert gas, such as nitrogen gas, may be needed. As a method of replacing the inside of the work space with an inert gas, a method of supplying the inert gas into the work space after forcibly exhausting the work space to bring it into a vacuum state, or a method of supplying an inert gas into the work space. A system is known in which positive pressure gas in the working space is exhausted from the pressurizing valve while supplying and the oxygen concentration is gradually lowered (Patent Document 1). Of these, the former method requires high pressure resistance and sealability for the structure forming the work space, and thus the cost is increased accordingly. On the other hand, the latter method does not require high pressure resistance and sealability.

特開2011−65967号公報(段落0046)JP2011-65967A (paragraph 0046)

しかしながら、後者の方式では、不活性ガスを掛け流すことになるため、不活性ガスの使用量が多大になるという問題があった。この問題に鑑み、作業空間内を不活性ガスで置換するまでは流量を大きく設定し、その後不活性ガスで置換した状態を維持する際には流量を小さく設定することが考えられる。しかし、その場合には次のような不具合があった。すなわち、不活性ガスの流量を大きくするには、排出管をその流量に見合った太い径のものにする必要があるが、そうすると不活性ガスの流量を小さくしたときに、作業空間内の雰囲気が悪化することがあった。その原因は定かではないが、排出管からの逆流が起きたり、排出管内の吹き溜まりに窒素ガスで十分置換されていないガスが残存していてそれが拡散したりするからではないかと思われる。   However, the latter method has a problem that the amount of the inert gas used becomes large because the inert gas is poured. In view of this problem, it is conceivable that the flow rate is set large until the inside of the work space is replaced with the inert gas, and then the flow rate is set small when the state replaced with the inert gas is maintained. However, in that case, there were the following problems. That is, in order to increase the flow rate of the inert gas, it is necessary to make the exhaust pipe have a large diameter corresponding to the flow rate, but when the flow rate of the inert gas is decreased, the atmosphere in the work space is reduced. It sometimes worsened. The cause is not clear, but it is thought that backflow from the discharge pipe occurs, or gas that is not sufficiently substituted with nitrogen gas remains in the puddle in the discharge pipe and diffuses.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、不活性ガスを掛け流すことにより作業空間内を不活性ガスでパージするにあたり、不活性ガスで置換したあとの作業空間内の雰囲気を悪化させることなく、不活性ガスの使用量を抑制することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and in purging the work space with the inert gas by flowing the inert gas, the work space in the work space after being replaced with the inert gas is provided. The main purpose is to suppress the amount of inert gas used without deteriorating the atmosphere.

本発明の不活性ガスパージ方法は、
作業空間と、
前記作業空間へ不活性ガスを供給する供給管と、
前記作業空間の内部ガスを排出する主排出管と、
前記主排出管よりも小径で、前記作業空間の内部ガスを排出する副排出管と、
を備えたワーク処理装置の前記作業空間を不活性ガスで満たす不活性ガスパージ方法であって、
(a)前記副排出管を閉鎖した状態で、前記作業空間の内圧が大気圧よりも高くなるように、前記供給管からの供給量及び前記主排出管からの排出量を調節するガス置換工程と、
(b)前記ガス置換工程のあと、前記主排出管を閉鎖した状態で、前記作業空間の内圧が大気圧よりも高く、且つ、流量が前記ガス置換工程のときよりも小さくなるように、前記供給管からの供給量及び前記副排出管からの排出量を調節する雰囲気維持工程と、
を含むものである。
The inert gas purging method of the present invention comprises:
Working space,
A supply pipe for supplying an inert gas to the working space;
A main discharge pipe for discharging the internal gas of the working space;
A sub-discharge pipe that discharges internal gas in the working space with a smaller diameter than the main discharge pipe;
An inert gas purge method for filling the work space of the workpiece processing apparatus with an inert gas,
(A) Gas replacement step of adjusting the supply amount from the supply pipe and the discharge amount from the main discharge pipe so that the internal pressure of the work space becomes higher than the atmospheric pressure with the sub-discharge pipe closed. When,
(B) After the gas replacement step, with the main discharge pipe closed, the internal pressure of the work space is higher than atmospheric pressure, and the flow rate is smaller than that in the gas replacement step. An atmosphere maintaining step for adjusting the supply amount from the supply pipe and the discharge amount from the sub-discharge pipe;
Is included.

この不活性ガスパージ方法では、雰囲気維持工程における不活性ガスの流量をガス置換工程における不活性ガスの流量よりも小さくする。このため、雰囲気維持工程における不活性ガスの流量をガス置換工程における不活性ガスの流量と同じにする場合に比べて、不活性ガスの使用量が抑制される。また、不活性ガスの流量が比較的大きいガス置換工程では径の大きい主排出管を利用し、不活性ガスの流量が比較的小さい雰囲気維持工程では径の小さい副排出管を利用する。ここで、雰囲気維持工程において、径の大きい主排出管を利用するとすれば、流量が小さいため、作業空間内の雰囲気が悪化することがある。その要因は、主排出管からの逆流が起きたり、主排出管内の吹き溜まりに不活性ガスで十分置換されていないガスが残存していてそれが拡散したりすることにあると思われる。しかし、本発明では、雰囲気維持工程において、主排出管よりも径の小さい副排出管を利用するため、作業空間内の雰囲気が悪化することがない。   In this inert gas purge method, the flow rate of the inert gas in the atmosphere maintaining step is made smaller than the flow rate of the inert gas in the gas replacement step. For this reason, the usage-amount of an inert gas is suppressed compared with the case where the flow volume of the inert gas in an atmosphere maintenance process is made the same as the flow volume of the inert gas in a gas replacement process. Further, a main discharge pipe having a large diameter is used in a gas replacement process where the flow rate of the inert gas is relatively large, and a sub-discharge pipe having a small diameter is used in the atmosphere maintaining process where the flow rate of the inert gas is relatively small. Here, if the main discharge pipe having a large diameter is used in the atmosphere maintaining step, the atmosphere in the work space may be deteriorated because the flow rate is small. The reason seems to be that a backflow from the main discharge pipe occurs, or a gas that is not sufficiently substituted with the inert gas remains in the wells in the main discharge pipe and diffuses. However, in the present invention, the atmosphere in the work space is not deteriorated because the sub-discharge pipe having a diameter smaller than that of the main discharge pipe is used in the atmosphere maintaining step.

本発明の不活性ガスパージ方法において、前記ガス置換工程及び前記雰囲気維持工程では、前記作業空間の内圧は大気圧よりも高ければよく、例えば、予め定められた固定値(>大気圧)になるようにしてもよいし、大気圧よりも高い範囲で時間経過に伴い段階的に高くしたり低くしたりしてもよい。   In the inert gas purging method of the present invention, in the gas replacement step and the atmosphere maintenance step, the internal pressure of the working space only needs to be higher than atmospheric pressure, and for example, it becomes a predetermined fixed value (> atmospheric pressure). Alternatively, it may be raised or lowered stepwise with time in a range higher than atmospheric pressure.

本発明の不活性ガスパージ方法において、前記ガス置換工程及び前記雰囲気維持工程では、前記作業空間の内圧を大気圧よりも100〜1000Pa高くなるようにしてもよい。こうすれば、作業空間を不活性ガスで比較的短時間で置換できるし、置換後の雰囲気の維持も容易である。100Pa未満では、作業空間を不活性ガスで十分置換できなかったり不活性ガスで置換できたとしても長時間を要したり不活性ガスで置換したあとの雰囲気の維持が困難であったりすることがある。一方、1000Paを超えると、作業空間の耐圧性やシール性を高くする必要があるため、コストが高くなる。なお、作業空間の内圧を大気圧よりも500〜1000Pa高くなるようにするのがより好ましい。   In the inert gas purging method of the present invention, in the gas replacement step and the atmosphere maintaining step, the internal pressure of the work space may be higher by 100 to 1000 Pa than the atmospheric pressure. In this way, the working space can be replaced with an inert gas in a relatively short time, and the atmosphere after replacement can be easily maintained. If the pressure is less than 100 Pa, the work space may not be sufficiently replaced with an inert gas, or even if it can be replaced with an inert gas, it may take a long time or it may be difficult to maintain the atmosphere after the replacement with the inert gas. is there. On the other hand, if it exceeds 1000 Pa, it is necessary to increase the pressure resistance and sealability of the work space, which increases the cost. In addition, it is more preferable to make the internal pressure of the working space 500 to 1000 Pa higher than the atmospheric pressure.

本発明の不活性ガスパージ方法において、前記副排出管は、前記主排出管から分岐していてもよい。主排出管と副排出管とを個別に作業空間に接続してもよいが、その場合には、主排出管が閉鎖されると作業空間から主排出管の閉鎖位置までが吹き溜まりとなって雰囲気の維持が困難になるおそれがある。これに対して、副排出管が主排出管から分岐していれば、作業空間から主排出管の閉鎖位置までの間に副排出管が接続されているため、そのような吹き溜まりが生じにくい。   In the inert gas purging method of the present invention, the auxiliary exhaust pipe may be branched from the main exhaust pipe. The main discharge pipe and the sub discharge pipe may be individually connected to the work space, but in this case, when the main discharge pipe is closed, the atmosphere from the work space to the closed position of the main discharge pipe is accumulated. May be difficult to maintain. On the other hand, if the sub-discharge pipe branches off from the main discharge pipe, the sub-discharge pipe is connected between the work space and the closed position of the main discharge pipe, so that such an accumulation is unlikely to occur.

本発明の不活性ガスパージ方法において、前記供給管は、前記主排出管及び前記副排出管よりも上方に設けられていてもよい。こうすれば、不活性ガスは作業空間内を上から下に向かって流れるため、作業空間内に塵埃があったとしてもその塵埃が舞い上がることなく上から押さえつけられる。その結果、作業空間内をクリーンに保つことができる。   In the inert gas purging method of the present invention, the supply pipe may be provided above the main discharge pipe and the sub discharge pipe. In this way, since the inert gas flows from the top to the bottom in the work space, even if there is dust in the work space, the dust is suppressed from above without rising. As a result, the work space can be kept clean.

本発明の不活性ガスパージ方法において、前記作業空間は、有機薄膜を備えた基板を製造又は処理する空間であってもよい。例えば、有機EL製品や有機PV製品などのように有機薄膜を備えた基板を処理する場合、酸素や水が存在すると、それらが有機薄膜と化学反応を起こして特性を劣化させるおそれがある。このため、不活性ガス雰囲気下で行う必要性が高い。   In the inert gas purging method of the present invention, the working space may be a space for manufacturing or processing a substrate having an organic thin film. For example, when processing a substrate provided with an organic thin film, such as an organic EL product or an organic PV product, if oxygen or water is present, they may cause a chemical reaction with the organic thin film and deteriorate characteristics. For this reason, it is highly necessary to carry out in an inert gas atmosphere.

本発明の不活性ガスパージ方法において、前記不活性ガスとしては、特に限定するものではないが、例えば窒素ガス、アルゴンガスなどが挙げられる。   In the inert gas purge method of the present invention, the inert gas is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen gas and argon gas.

ワーク処理装置10の概略平面図である。1 is a schematic plan view of a work processing apparatus 10. ワーク処理装置10を構成する乾燥室26の概略側面図である。3 is a schematic side view of a drying chamber 26 that constitutes the work processing apparatus 10. FIG. 乾燥室26の下部周辺を表す断面図である。3 is a cross-sectional view illustrating the periphery of a lower portion of a drying chamber 26. ガス置換工程における経過時間と露点との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time in a gas substitution process, and a dew point. ガス置換工程における経過時間と酸素濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time and oxygen concentration in a gas substitution process. ガス置換工程における経過時間と酸素濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time and oxygen concentration in a gas substitution process.

本発明の一実施形態を図面を用いて以下に説明する。図1は、ワーク(ここでは有機薄膜基板)を処理するワーク処理装置10の概略平面図、図2は、ワーク処理装置10を構成する乾燥室26の概略側面図である。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of a workpiece processing apparatus 10 that processes a workpiece (here, an organic thin film substrate), and FIG. 2 is a schematic side view of a drying chamber 26 that constitutes the workpiece processing apparatus 10.

ワーク処理装置10は、複数段の棚を有する基板ラック12が配置された準備室14と、その準備室14に隣接し基板搬送ユニット20が配置された搬送室22と、その搬送室22に隣接し基板ラック24が配置された乾燥室26とを備えている。準備室14、搬送室22及び乾燥室26は、それぞれ密閉された空間となっているが、耐圧性やシール性はそれほど考慮されていない。準備室14は、外部に面する壁に設けられた出入口を開閉する外側シャッター16と、搬送室22に面する壁に設けられた出入口を開閉する内側シャッター18とを備えている。乾燥室26は、熱風乾燥炉として機能する部屋であり、搬送室22に面する壁に設けられた出入口にシャッター27を備えている。搬送室22内の基板搬送ユニット20は、平面視がU字状のハンド部材20aを有している。ハンド部材20aは、図示しないアームによって水平方向や垂直方向に移動可能となっている。基板搬送ユニット20は、準備室14の外側シャッター16が閉鎖され、準備室14の内側シャッター18が開放された状態で、ハンド部材20aによって有機薄膜基板を準備室14内の基板ラック12の棚から搬送室22へ引き出したり、逆に搬送室22から基板ラック12の棚に収納したりする(図1の2点鎖線参照)。また、準備室14の外側シャッター16が閉鎖され、乾燥室26のシャッター27が開放された状態で、ハンド部材20aによって有機薄膜基板を搬送室22から乾燥室26内の基板ラック24の棚に収納したり(図1の1点鎖線参照)、逆に基板ラック24の棚から搬送室22へ引き出したりする。こうした作業は、各室内14,22,26を窒素パージしてから実施される。   The workpiece processing apparatus 10 includes a preparation chamber 14 in which a substrate rack 12 having a plurality of shelves is arranged, a transfer chamber 22 in which a substrate transfer unit 20 is arranged adjacent to the preparation chamber 14, and adjacent to the transfer chamber 22. And a drying chamber 26 in which a substrate rack 24 is disposed. The preparation chamber 14, the transfer chamber 22, and the drying chamber 26 are sealed spaces, but pressure resistance and sealing properties are not so much considered. The preparation chamber 14 includes an outer shutter 16 that opens and closes an entrance provided on a wall facing the outside, and an inner shutter 18 that opens and closes an entrance provided on a wall facing the transfer chamber 22. The drying chamber 26 is a room that functions as a hot air drying furnace, and is provided with a shutter 27 at an entrance provided on a wall facing the transfer chamber 22. The substrate transfer unit 20 in the transfer chamber 22 has a hand member 20a having a U shape in plan view. The hand member 20a can be moved in a horizontal direction or a vertical direction by an arm (not shown). In the substrate transport unit 20, the organic thin film substrate is removed from the shelf of the substrate rack 12 in the preparation chamber 14 by the hand member 20 a with the outer shutter 16 of the preparation chamber 14 closed and the inner shutter 18 of the preparation chamber 14 opened. They are pulled out to the transfer chamber 22 or stored in the shelf of the substrate rack 12 from the transfer chamber 22 (refer to the two-dot chain line in FIG. 1). Further, with the outer shutter 16 of the preparation chamber 14 closed and the shutter 27 of the drying chamber 26 opened, the organic thin film substrate is stored in the shelf of the substrate rack 24 in the drying chamber 26 from the transfer chamber 22 by the hand member 20a. (See the alternate long and short dash line in FIG. 1), and conversely, the substrate rack 24 is pulled out to the transfer chamber 22. Such an operation is performed after purging each of the chambers 14, 22, and 26 with nitrogen.

次に、準備室14,搬送室22及び乾燥室26の各内部空間(作業空間)を不活性ガスである窒素ガスでパージする場合について説明する。ここでは、乾燥室26の内部空間を窒素ガスでパージする場合を例に挙げて説明する。なお、準備室14や搬送室22についても同様にして窒素ガスでパージする。   Next, the case where each internal space (working space) of the preparation chamber 14, the transfer chamber 22, and the drying chamber 26 is purged with nitrogen gas that is an inert gas will be described. Here, a case where the internal space of the drying chamber 26 is purged with nitrogen gas will be described as an example. The preparation chamber 14 and the transfer chamber 22 are similarly purged with nitrogen gas.

図2に示すように、乾燥室26の上部には、窒素ガスを供給する主供給管28が取り付けられている。主供給管28は、窒素ボンベに接続されている。また、主供給管28には、窒素ボンベから乾燥室26に至る途中に副供給管30が並列に設けられている。主供給管28のうち副供給管30と並列になっている部分には、第1供給開閉弁28aと第1流量調整弁28bとが直列に配置されている。また、副供給管30には、第2供給開閉弁30aと第2流量調整弁30bとが直列に配置されている。   As shown in FIG. 2, a main supply pipe 28 for supplying nitrogen gas is attached to the upper portion of the drying chamber 26. The main supply pipe 28 is connected to a nitrogen cylinder. The main supply pipe 28 is provided with a sub supply pipe 30 in parallel on the way from the nitrogen cylinder to the drying chamber 26. A first supply opening / closing valve 28a and a first flow rate adjusting valve 28b are arranged in series in a portion of the main supply pipe 28 that is in parallel with the sub supply pipe 30. In addition, a second supply opening / closing valve 30a and a second flow rate adjusting valve 30b are arranged in series in the sub supply pipe 30.

一方、乾燥室26の下部には、内部ガスを排気する主排出管32が取り付けられている。主排出管32は、図示しない排気処理装置を介して外部(大気)に開口している。また、主排出管32には、乾燥室26の近傍から分岐した副排出管34が並列に設けられている。主排出管32のうち副排出管34と並列になっている部分には、第1排出開閉弁32aと第1開度調整弁32bとが直列に配置されている。また、副排出管34には、第2排出開閉弁34aと第2開度調整弁34bとが直列に配置されている。図3に示すように、主排出管32の内径は、副排出管34の内径よりも大きい。   On the other hand, a main discharge pipe 32 for exhausting internal gas is attached to the lower part of the drying chamber 26. The main discharge pipe 32 opens to the outside (atmosphere) through an exhaust processing device (not shown). The main discharge pipe 32 is provided with a sub-discharge pipe 34 that is branched from the vicinity of the drying chamber 26 in parallel. In the portion of the main discharge pipe 32 that is in parallel with the sub discharge pipe 34, a first discharge on-off valve 32a and a first opening degree adjusting valve 32b are arranged in series. Further, in the sub-discharge pipe 34, a second discharge on-off valve 34a and a second opening degree adjusting valve 34b are arranged in series. As shown in FIG. 3, the inner diameter of the main discharge pipe 32 is larger than the inner diameter of the sub discharge pipe 34.

本実施形態では、乾燥室26の内部空間の容積を5m3、主供給管28及び副供給管30の内径を12.7mm、主排出管32の内径を50mm、副排出管34の内径を20mmとした。そして、第1供給開閉弁28a及び第1排出開閉弁32aを開放すると共に第2供給開閉弁30a及び第2排出開閉弁34aを閉鎖した状態では、乾燥室26の内圧が大気圧よりも500Pa高く、窒素ガスの流量が450L/minとなるように第1流量調整弁28b及び第1開度調整弁32bを調整した。また、第1供給開閉弁28a及び第1排出開閉弁32aを閉鎖すると共に第2供給開閉弁30a及び第2排出開閉弁34aを開放した状態では、乾燥室26の内圧が大気圧よりも500Pa高く、窒素ガスの流量が30L/minとなるように第2流量調整弁30b及び第2開度調整弁34bを調整した。窒素ボンベは、露点が−70℃、酸素濃度が1ppm未満の窒素ガスが充填されたものを用いた。 In this embodiment, the volume of the internal space of the drying chamber 26 is 5 m 3 , the inner diameter of the main supply pipe 28 and the auxiliary supply pipe 30 is 12.7 mm, the inner diameter of the main discharge pipe 32 is 50 mm, and the inner diameter of the auxiliary discharge pipe 34 is 20 mm. It was. When the first supply on / off valve 28a and the first discharge on / off valve 32a are opened and the second supply on / off valve 30a and the second discharge on / off valve 34a are closed, the internal pressure of the drying chamber 26 is 500 Pa higher than the atmospheric pressure. The first flow rate adjustment valve 28b and the first opening degree adjustment valve 32b were adjusted so that the flow rate of nitrogen gas was 450 L / min. When the first supply on / off valve 28a and the first discharge on / off valve 32a are closed and the second supply on / off valve 30a and the second discharge on / off valve 34a are opened, the internal pressure of the drying chamber 26 is 500 Pa higher than the atmospheric pressure. The second flow rate adjustment valve 30b and the second opening degree adjustment valve 34b were adjusted so that the flow rate of nitrogen gas was 30 L / min. A nitrogen cylinder filled with nitrogen gas having a dew point of −70 ° C. and an oxygen concentration of less than 1 ppm was used.

乾燥室26を窒素ガスでパージする場合、まず、乾燥室26のシャッター27(図1参照)を閉鎖する。次に、第1供給開閉弁28a及び第1排出開閉弁32aを開放すると共に第2供給開閉弁30a及び第2排出開閉弁34aを閉鎖する。すると、乾燥室26の内圧が大気圧よりも500Pa高い状態で、窒素ガスが流量450L/minで主供給管28から乾燥室26の上部へ供給される。また、乾燥室26の内部ガスは、乾燥室26の下部から主排出管32を通って外部へ放出される。このとき、窒素ガスは乾燥室26を上から下へ向かってダウンフローに流れる。この状態で、乾燥室26の内部空間の露点と酸素濃度をモニタリングし、露点が所定温度(例えば−60℃)以下、酸素濃度が所定濃度(例えば100ppm)以下となったとき窒素ガスの置換が完了したとみなす。以上の工程をガス置換工程という。なお、本実施形態の条件では、窒素ガスの置換が完了するまでに約12時間要する。   When purging the drying chamber 26 with nitrogen gas, first, the shutter 27 (see FIG. 1) of the drying chamber 26 is closed. Next, the first supply on / off valve 28a and the first discharge on / off valve 32a are opened, and the second supply on / off valve 30a and the second discharge on / off valve 34a are closed. Then, nitrogen gas is supplied from the main supply pipe 28 to the upper part of the drying chamber 26 at a flow rate of 450 L / min in a state where the internal pressure of the drying chamber 26 is 500 Pa higher than the atmospheric pressure. Further, the internal gas in the drying chamber 26 is discharged from the lower portion of the drying chamber 26 to the outside through the main discharge pipe 32. At this time, the nitrogen gas flows down-flowing from the top to the bottom in the drying chamber 26. In this state, the dew point and the oxygen concentration in the internal space of the drying chamber 26 are monitored, and when the dew point is a predetermined temperature (for example, −60 ° C.) or lower and the oxygen concentration is a predetermined concentration (for example, 100 ppm) or lower, nitrogen gas replacement is performed. Consider completed. The above process is called a gas replacement process. Under the conditions of this embodiment, it takes about 12 hours to complete the replacement of nitrogen gas.

ガス置換工程が完了したならば、次に、第1供給開閉弁28a及び第1排出開閉弁32aを閉鎖すると共に第2供給開閉弁30a及び第2排出開閉弁34aを開放する。すると、乾燥室26の内圧が大気圧よりも500Pa高い状態で、窒素ガスが流量30L/minで副供給管30から乾燥室26の上部へ供給される。また、乾燥室26の内部ガスは、乾燥室26の下部から副排出管34を通って外部へ放出される。この場合も、窒素ガスは乾燥室26を上から下へ向かってダウンフローに流れる。この状態で、乾燥室26の内部空間の露点と酸素濃度をモニタリングし、露点が所定温度(例えば−60℃)以下、酸素濃度が所定濃度(例えば100ppm)以下という雰囲気を維持していることを確認する。以上の工程を雰囲気維持工程という。なお、何らかの要因によってこの雰囲気が維持されなくなった場合には、ガス置換工程へ移行する。   When the gas replacement step is completed, the first supply on / off valve 28a and the first discharge on / off valve 32a are closed, and the second supply on / off valve 30a and the second discharge on / off valve 34a are opened. Then, with the internal pressure of the drying chamber 26 being 500 Pa higher than the atmospheric pressure, nitrogen gas is supplied from the sub supply pipe 30 to the upper portion of the drying chamber 26 at a flow rate of 30 L / min. Further, the internal gas in the drying chamber 26 is discharged to the outside through the sub-discharge pipe 34 from the lower portion of the drying chamber 26. Also in this case, the nitrogen gas flows down from the top to the bottom of the drying chamber 26. In this state, the dew point and oxygen concentration in the internal space of the drying chamber 26 are monitored to maintain an atmosphere where the dew point is a predetermined temperature (for example, −60 ° C.) or lower and the oxygen concentration is a predetermined concentration (for example, 100 ppm) or lower. Check. The above process is called an atmosphere maintenance process. If this atmosphere is not maintained for some reason, the process proceeds to the gas replacement step.

以上説明した本実施形態の窒素ガスパージ方法によれば、雰囲気維持工程における窒素ガスの流量はガス置換工程における窒素ガスの流量よりも小さい。そのため、雰囲気維持工程における窒素ガスの流量をガス置換工程における窒素ガスの流量と同じにする場合に比べて、窒素ガスの使用量が抑制される。   According to the nitrogen gas purging method of this embodiment described above, the flow rate of nitrogen gas in the atmosphere maintaining step is smaller than the flow rate of nitrogen gas in the gas replacement step. Therefore, compared with the case where the flow rate of nitrogen gas in the atmosphere maintaining step is the same as the flow rate of nitrogen gas in the gas replacement step, the amount of nitrogen gas used is suppressed.

また、窒素ガスの流量が比較的大きいガス置換工程では径の大きい主排出管32を利用し、窒素ガスの流量が比較的小さい雰囲気維持工程では径の小さい副排出管34を利用する。ここで、雰囲気維持工程において、径の大きい主排出管32を利用するとすれば、流量が小さいため、乾燥室26の内部空間の雰囲気が悪化することがある。その要因は、主排出管32からの逆流が起きたり、主排出管32内の吹き溜まり(図3の点線で囲んだ部分)に窒素ガスで十分置換されていないガスが残存していてそれが拡散したりすることにあると思われる。しかし、本実施形態では、雰囲気維持工程において、主排出管32よりも径の小さい副排出管34を利用するため、雰囲気が悪化することがない。   In addition, a main discharge pipe 32 having a large diameter is used in a gas replacement process in which the flow rate of nitrogen gas is relatively large, and a sub-discharge pipe 34 having a small diameter is used in an atmosphere maintaining process in which the flow rate of nitrogen gas is relatively small. Here, if the main discharge pipe 32 having a large diameter is used in the atmosphere maintaining step, the flow rate is small, and the atmosphere in the internal space of the drying chamber 26 may be deteriorated. The cause of this is that a back flow from the main discharge pipe 32 occurs, or a gas not sufficiently substituted with nitrogen gas remains in the puddle (portion surrounded by a dotted line in FIG. 3) in the main discharge pipe 32 and diffuses. It seems to be to do. However, in this embodiment, since the sub-discharge pipe 34 having a diameter smaller than that of the main discharge pipe 32 is used in the atmosphere maintaining step, the atmosphere does not deteriorate.

更に、ガス置換工程及び雰囲気維持工程では、乾燥室26の内圧を大気圧よりも500Pa高くなるようにしているため、乾燥室26の内部空間を不活性ガスで比較的短時間で置換できるし、置換後の雰囲気の維持も容易である。これに対して、例えばガス置換工程において乾燥室26の内圧を大気圧よりも30Pa高くなるようにした場合には、20時間経過しても窒素ガスの置換が完了しない。具体的には、図4に示すように、乾燥室26のガス置換工程において、内圧を大気圧よりも30Pa高くして流量を20L/minとした場合には、露点は20時間後でも−60℃に達せず、23時間後に−60℃以下になったのに対し、内圧を大気圧よりも500Pa高くして流量を20L/minとした場合には、露点は12時間後に−60℃以下になった。酸素濃度は、内圧を大気圧よりも30Pa高くした場合でも500Pa高くした場合でも、2時間以内に100ppm以下になった。したがって、内圧を大気圧よりも30Pa高くした場合でも500Pa高くした場合でも、最終的には、窒素ガスの置換が完了したとみなす条件(ここでは露点が−60℃以下、酸素濃度が100ppm以下)を達成できるが、後者の方が短時間で窒素ガスの置換が完了することがわかった。   Furthermore, in the gas replacement step and the atmosphere maintaining step, the internal pressure of the drying chamber 26 is set to be higher by 500 Pa than the atmospheric pressure, so that the internal space of the drying chamber 26 can be replaced with an inert gas in a relatively short time, It is easy to maintain the atmosphere after replacement. On the other hand, for example, when the internal pressure of the drying chamber 26 is made 30 Pa higher than the atmospheric pressure in the gas replacement step, the replacement of nitrogen gas is not completed even after 20 hours. Specifically, as shown in FIG. 4, in the gas replacement step of the drying chamber 26, when the internal pressure is set to 30 Pa higher than the atmospheric pressure and the flow rate is set to 20 L / min, the dew point is −60 even after 20 hours. However, when the internal pressure was increased by 500 Pa from the atmospheric pressure and the flow rate was 20 L / min, the dew point decreased to -60 ° C. or less after 12 hours. became. The oxygen concentration became 100 ppm or less within 2 hours regardless of whether the internal pressure was 30 Pa higher than the atmospheric pressure or 500 Pa higher. Therefore, regardless of whether the internal pressure is 30 Pa higher than the atmospheric pressure or 500 Pa higher, the condition that the replacement of nitrogen gas is finally completed (here, the dew point is −60 ° C. or lower and the oxygen concentration is 100 ppm or lower) It was found that the replacement of nitrogen gas was completed in a shorter time in the latter.

参考までに、乾燥室26のガス置換工程において、内圧を大気圧よりも30Pa高くし流量を20L/minとして20時間まで酸素濃度をモニタリングしたところ、6時間以降は酸素濃度が10〜12ppmで下げ止まりになったが、20時間を超えた時点で流量はそのままで内圧を大気圧よりも500Pa高くしたところ、酸素濃度は急激に低下して2〜3ppmになった(図5参照)。また、内圧を大気圧よりも30Pa高くし流量を20L/minとして20時間まで酸素濃度をモニタリングした後、流量はそのままで内圧を大気圧よりも100Pa高くしたところ、酸素濃度は低下して6〜7ppmになった(図6参照)。このことは、窒素ガスの流量が同じであっても、内圧を大気圧よりも100Pa(好ましくは500Pa)高くした場合には、大気圧よりも30Pa高くした場合に比べて迅速に乾燥室26を窒素パージできることを示唆している。   For reference, in the gas replacement process of the drying chamber 26, when the internal pressure was increased by 30 Pa from the atmospheric pressure and the flow rate was 20 L / min, the oxygen concentration was monitored for 20 hours. After 6 hours, the oxygen concentration stopped decreasing at 10 to 12 ppm. However, when the internal pressure was increased by 500 Pa from the atmospheric pressure without changing the flow rate after 20 hours, the oxygen concentration rapidly decreased to 2 to 3 ppm (see FIG. 5). Also, after monitoring the oxygen concentration up to 20 hours at an internal pressure of 30 Pa higher than the atmospheric pressure and a flow rate of 20 L / min, when the internal pressure was increased by 100 Pa from the atmospheric pressure without changing the flow rate, the oxygen concentration decreased to 6 to It became 7 ppm (refer FIG. 6). This means that even when the flow rate of nitrogen gas is the same, when the internal pressure is increased by 100 Pa (preferably 500 Pa) from the atmospheric pressure, the drying chamber 26 can be made more quickly than when the internal pressure is increased by 30 Pa from the atmospheric pressure. This suggests that nitrogen can be purged.

更にまた、副排出管34は主排出管32から分岐しているため、主排出管32の吹き溜まりが生じにくい。すなわち、主排出管32と副排出管34とを個別に乾燥室26に接続した場合には、第1排出開閉弁32aが閉鎖されると乾燥室26から主排出管32の閉鎖位置までが吹き溜まりとなって雰囲気の維持が困難になるおそれがある。これに対して、本実施形態では、乾燥室26から主排出管32の閉鎖位置までの間に副排出管34が接続されているため、上述のような吹き溜まりが生じにくい。   Furthermore, since the sub discharge pipe 34 is branched from the main discharge pipe 32, the main discharge pipe 32 is unlikely to accumulate. That is, when the main discharge pipe 32 and the sub discharge pipe 34 are individually connected to the drying chamber 26, when the first discharge opening / closing valve 32 a is closed, the area from the drying chamber 26 to the closed position of the main discharge pipe 32 is blown up. It may become difficult to maintain the atmosphere. On the other hand, in the present embodiment, since the sub-discharge pipe 34 is connected between the drying chamber 26 and the closed position of the main discharge pipe 32, the above-described blowing-up hardly occurs.

そしてまた、窒素ガスは乾燥室26の内部空間内を上から下に向かって流れるため、内部空間内に塵埃があったとしてもその塵埃が舞い上がることなく上から押さえつけられる。その結果、乾燥室26内をクリーンに保つことができる。   Further, since the nitrogen gas flows from the top to the bottom in the internal space of the drying chamber 26, even if there is dust in the internal space, the dust is suppressed from above without rising. As a result, the inside of the drying chamber 26 can be kept clean.

そして更に、乾燥室26の内部空間は有機薄膜が形成された基板を加熱処理する空間であるため、窒素ガスのような不活性ガスに置換する必要性が高い。すなわち、こうした基板を加熱処理する場合、酸素や水が存在すると、それらが有機薄膜と化学反応を起こして特性を劣化させるおそれがある。このため、不活性ガスで置換する必要性が高い。   Furthermore, since the internal space of the drying chamber 26 is a space for heat-treating the substrate on which the organic thin film has been formed, it is highly necessary to replace it with an inert gas such as nitrogen gas. That is, when heat-treating such a substrate, if oxygen or water is present, they may cause a chemical reaction with the organic thin film and deteriorate characteristics. For this reason, it is highly necessary to replace with an inert gas.

そして更にまた、乾燥室26を一旦真空状態にしたあと窒素ガスでパージする場合には、その真空状態に耐えうる耐圧性やシール性が要求されるが、本実施形態では、大気圧よりも100〜1000Pa高い圧力を維持する程度の耐圧性やシール性が要求されるに過ぎないため、その分、コストがかからない。   Furthermore, when the drying chamber 26 is once evacuated and then purged with nitrogen gas, pressure resistance and sealability that can withstand the vacuum state are required. Since pressure resistance and sealing performance to maintain a high pressure of ˜1000 Pa are only required, the cost is not increased accordingly.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、ガス置換工程では主供給管28を使用し、雰囲気維持工程では副供給管30を使用したが、副供給管30を廃止して主供給管28のみとし、第1供給開閉弁28a及び第1流量調整弁28bの代わりにマスフローコントローラーを主供給管28に取り付け、そのマスフローコントローラーによってガス供給量を自動的に調整してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the main supply pipe 28 is used in the gas replacement process and the sub supply pipe 30 is used in the atmosphere maintaining process. However, the sub supply pipe 30 is eliminated and only the main supply pipe 28 is used. A mass flow controller may be attached to the main supply pipe 28 instead of the supply on / off valve 28a and the first flow rate adjustment valve 28b, and the gas supply amount may be automatically adjusted by the mass flow controller.

上述した実施形態では、ガス置換工程及び雰囲気維持工程の内圧は固定値(大気圧+500Pa)としたが、ガス置換工程の内圧を固定値ではなく、大気圧よりも高い範囲で時間経過に伴い段階的に高くしてもよい。例えばガス置換工程の当初の数時間は内圧を大気圧+100Paとし、その後は大気圧+1000Paとしてもよい。   In the embodiment described above, the internal pressure of the gas replacement step and the atmosphere maintaining step is set to a fixed value (atmospheric pressure + 500 Pa). However, the internal pressure of the gas replacement step is not a fixed value and is a step with time in a range higher than the atmospheric pressure. May be higher. For example, the internal pressure may be atmospheric pressure + 100 Pa for the first several hours of the gas replacement step, and thereafter atmospheric pressure + 1000 Pa.

上述した実施形態では、ワーク処理装置10は3室を備えたものとしたが、乾燥室26のみを備えたものとしても構わない。   In the above-described embodiment, the workpiece processing apparatus 10 includes three chambers, but may include only the drying chamber 26.

10 ワーク処理装置、12 基板ラック、14 準備室、16 外側シャッター、18 内側シャッター、20 基板搬送ユニット、20a ハンド部材、22 搬送室、24 基板ラック、26 乾燥室、27 シャッター、28 主供給管、28a 供給開閉弁、28b 流量調整弁、30 副供給管、30a 供給開閉弁、30b 流量調整弁、32 主排出管、32a 排出開閉弁、32b 開度調整弁、34 副排出管、34a 排出開閉弁、34b 開度調整弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Work processing apparatus, 12 Substrate rack, 14 Preparation chamber, 16 Outer shutter, 18 Inner shutter, 20 Substrate transport unit, 20a Hand member, 22 Transport chamber, 24 Substrate rack, 26 Drying chamber, 27 Shutter, 28 Main supply pipe, 28a Supply Open / Close Valve, 28b Flow Control Valve, 30 Sub Supply Pipe, 30a Supply Open / Close Valve, 30b Flow Control Valve, 32 Main Discharge Pipe, 32a Discharge Open / Close Valve, 32b Opening Adjust Valve, 34 Sub Discharge Pipe, 34a Discharge Open / Close Valve , 34b Opening adjustment valve

Claims (5)

作業空間と、
前記作業空間へ不活性ガスを供給する供給管と、
前記作業空間の内部ガスを排出する主排出管と、
前記主排出管よりも小径で、前記作業空間の内部ガスを排出する副排出管と、
を備えたワーク処理装置の前記作業空間を不活性ガスで満たす不活性ガスパージ方法であって、
(a)前記副排出管を閉鎖した状態で、前記作業空間の内圧が大気圧よりも高くなるように、前記供給管からの供給量及び前記主排出管からの排出量を調節するガス置換工程と、
(b)前記ガス置換工程のあと、前記主排出管を閉鎖した状態で、前記作業空間の内圧が大気圧よりも高く、且つ、流量が前記ガス置換工程のときよりも小さくなるように、前記供給管からの供給量及び前記副排出管からの排出量を調節する雰囲気維持工程と、
を含む不活性ガスパージ方法。
Working space,
A supply pipe for supplying an inert gas to the working space;
A main discharge pipe for discharging the internal gas of the working space;
A sub-discharge pipe that discharges internal gas in the working space with a smaller diameter than the main discharge pipe;
An inert gas purge method for filling the work space of the workpiece processing apparatus with an inert gas,
(A) Gas replacement step of adjusting the supply amount from the supply pipe and the discharge amount from the main discharge pipe so that the internal pressure of the work space becomes higher than the atmospheric pressure with the sub-discharge pipe closed. When,
(B) After the gas replacement step, with the main discharge pipe closed, the internal pressure of the work space is higher than atmospheric pressure, and the flow rate is smaller than that in the gas replacement step. An atmosphere maintaining step for adjusting the supply amount from the supply pipe and the discharge amount from the sub-discharge pipe;
An inert gas purge method comprising:
前記ガス置換工程及び前記雰囲気維持工程では、前記作業空間の内圧を大気圧よりも100〜1000Pa高くなるようにする、
請求項1に記載の不活性ガスパージ方法。
In the gas replacement step and the atmosphere maintenance step, the internal pressure of the work space is set to be higher by 100 to 1000 Pa than atmospheric pressure.
The inert gas purging method according to claim 1.
前記副排出管は、前記主排出管から分岐している、
請求項1又は2に記載の不活性ガスパージ方法。
The sub-discharge pipe branches off from the main discharge pipe,
The inert gas purging method according to claim 1 or 2.
前記供給管は、前記主排出管及び前記副排出管よりも上方に設けられている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の不活性ガスパージ方法。
The supply pipe is provided above the main discharge pipe and the sub discharge pipe.
The inert gas purging method of any one of Claims 1-3.
前記作業空間は、有機薄膜を備えた基板を製造又は処理する空間である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の不活性ガスパージ方法。
The work space is a space for manufacturing or processing a substrate provided with an organic thin film,
The inert gas purging method of any one of Claims 1-4.
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