JP2015131279A - Coating equipment, and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method.
Cu、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ga、In、Znおよびこれらの組合せなどの金属と、S、Se、Te、およびこれらの組合せなどの元素カルコゲンとを含む半導体材料を用いたCIGS型太陽電池やCZTS型太陽電池は、高い変換効率を有する太陽電池として注目されている(例えば特許文献1〜特許文献3参照)。例えば、CZTS型太陽電池は、光吸収層(光電変換層)として、Cu、Zn、Sn、Seの4種類の半導体材料からなる膜を用いる構成になっている。 CIGS type using a semiconductor material containing a metal such as Cu, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ga, In, Zn and combinations thereof and an elemental chalcogen such as S, Se, Te, and combinations thereof Solar cells and CZTS solar cells are attracting attention as solar cells having high conversion efficiency (see, for example, Patent Documents 1 to 3). For example, a CZTS solar cell has a structure using a film made of four kinds of semiconductor materials of Cu, Zn, Sn, and Se as a light absorption layer (photoelectric conversion layer).
このCZTS型太陽電池は、従来型の太陽電池に比べて光吸収層の厚さを薄くすることができるため、曲面への設置や運搬が容易となる。このため、高性能でフレキシブルな太陽電池として、広い分野への応用が期待されている。光吸収層を形成する手法として、従来、例えば蒸着法やスパッタリング法などを用いて形成する手法が知られていた(例えば、特許文献2〜特許文献5参照)。 Since this CZTS solar cell can reduce the thickness of the light absorption layer as compared with a conventional solar cell, it can be easily installed and transported on a curved surface. For this reason, application to a wide field is expected as a high-performance and flexible solar cell. As a method for forming the light absorption layer, conventionally, for example, a method using a vapor deposition method, a sputtering method, or the like has been known (see, for example, Patent Documents 2 to 5).
これに対して、本発明者は、光吸収層を形成する手法として、上記半導体材料を分散させた液状体をノズルによって基板上に吐出し、当該液状体の膜を基板上に塗布する手法を提案する。光吸収層を液状体の塗布によって形成する場合、基板上に形成される液状体の膜厚が均一になるように基板上に液状体をムラ無く塗布することが求められる。 On the other hand, the present inventor, as a method for forming a light absorption layer, discharges a liquid material in which the semiconductor material is dispersed onto a substrate by a nozzle and applies a film of the liquid material on the substrate. suggest. When the light absorption layer is formed by applying a liquid material, it is required to apply the liquid material uniformly on the substrate so that the film thickness of the liquid material formed on the substrate is uniform.
以上のような事情に鑑み、本発明は、基板上に液状体をムラ無く塗布することが可能な塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a coating apparatus and a coating method capable of coating a liquid material uniformly on a substrate.
本発明の一態様に係る塗布装置は、先端部分に設けられた吐出部から金属を含む液状体を吐出するノズルを有する塗布部と、前記先端部分と基板とを対向させた状態で前記基板と前記ノズルとを相対移動させる相対駆動部と、前記ノズルのうち少なくとも前記先端部分を覆い、前記液状体との間の親和性が前記液状体同士の親和性よりも弱くなるように形成されたコーティング層とを備える。 A coating apparatus according to an aspect of the present invention includes a coating unit having a nozzle that discharges a liquid containing metal from a discharge unit provided at a tip portion, and the substrate in a state where the tip portion and the substrate face each other. A coating that is formed so as to cover at least the tip portion of the nozzle and move relative to the nozzle and the affinity between the liquid material and the affinity between the liquid materials is weaker than the affinity between the liquid materials. And a layer.
この構成によれば、ノズルの少なくとも先端部分には、液状体との間の親和性が液状体同士の親和性よりも弱くなるようにコーティング層が形成されるため、ノズルの吐出部から吐出された液状体がノズルの先端部分に付着することを抑制することができる。これにより、液状体が基板に定着しやすくなる。よって、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
特に、ノズルが金属を含む液状体を吐出する構成であると、金属を含む液状体がノズルの先端部分に付着した場合、金属が固着してしまうことがある。この固着物を掻き落とすことは容易ではない。しかしこの構成によれば、金属を含む液状体がノズルの先端部分に付着することが抑制されるため、ノズルの先端部分に金属の固着物が生じることを抑制することができる。
According to this configuration, the coating layer is formed at least at the tip of the nozzle so that the affinity between the liquid materials is weaker than the affinity between the liquid materials. It is possible to prevent the liquid material from adhering to the tip portion of the nozzle. Thereby, the liquid material is easily fixed on the substrate. Therefore, the liquid material can be applied uniformly on the substrate.
In particular, when the nozzle is configured to discharge a liquid containing metal, the metal may stick when the liquid containing metal adheres to the tip of the nozzle. It is not easy to scrape off this fixed matter. However, according to this configuration, since the liquid containing metal is suppressed from adhering to the tip portion of the nozzle, it is possible to suppress the occurrence of a metal sticking matter at the tip portion of the nozzle.
上記の塗布装置において、前記コーティング層は、前記ノズルのうち、前記先端部分と、前記先端部分に隣接する部分と、を含む部分に設けられていてもよい。
この構成によれば、液状体がノズルの先端部分から当該先端部分に隣接する部分へ伝ってしまうことを抑制することができる。
Said coating apparatus WHEREIN: The said coating layer may be provided in the part containing the said front-end | tip part and the part adjacent to the said front-end | tip part among the said nozzles.
According to this configuration, it is possible to suppress the liquid material from being transmitted from the tip portion of the nozzle to a portion adjacent to the tip portion.
上記の塗布装置において、前記液状体は、前記金属を分散させる溶媒を含み、前記コーティング層は、前記溶媒との間の親和性が前記溶媒同士の親和性よりも弱くなるように形成されていてもよい。
この構成によれば、ノズルの吐出部から吐出された溶媒を含む液状体がノズルの先端部分に付着することを抑制することができる。これにより、溶媒を含む液状体が基板に定着しやすくなる。よって、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
In the coating apparatus, the liquid includes a solvent that disperses the metal, and the coating layer is formed so that the affinity between the liquid and the solvent is weaker than the affinity between the solvents. Also good.
According to this structure, it can suppress that the liquid body containing the solvent discharged from the discharge part of a nozzle adheres to the front-end | tip part of a nozzle. Thereby, the liquid containing the solvent is easily fixed on the substrate. Therefore, the liquid material can be applied uniformly on the substrate.
上記の塗布装置において、前記コーティング層は、前記溶媒との間の親和性が前記溶媒と前記基板との間の親和性よりも弱くなるように形成されていてもよい。
この構成によれば、溶媒を含む液状体がノズルの先端部分のコーティング層よりも基板に定着しやすくなる。よって、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
In the coating apparatus, the coating layer may be formed so that the affinity between the solvent and the solvent is weaker than the affinity between the solvent and the substrate.
According to this configuration, the liquid containing the solvent is more easily fixed to the substrate than the coating layer at the tip portion of the nozzle. Therefore, the liquid material can be applied uniformly on the substrate.
上記の塗布装置において、前記コーティング層は、硬質炭素膜を用いて形成されていてもよい。
この構成によれば、液状体がコーティング層に付着しにくくなるため、液状体が基板に定着しやすくなる。よって、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
In the coating apparatus, the coating layer may be formed using a hard carbon film.
According to this configuration, the liquid does not easily adhere to the coating layer, and thus the liquid can be easily fixed on the substrate. Therefore, the liquid material can be applied uniformly on the substrate.
上記の塗布装置において、少なくとも前記先端部分は、チタンを用いて形成されていてもよい。
この構成によれば、ノズルの少なくとも先端部分と液状体との間の親和性が液状体同士の親和性よりも弱くなるため、ノズルの吐出部から吐出された液状体がノズルの先端部分に付着することを抑制することができる。これにより、液状体が基板に定着しやすくなる。よって、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
In the coating apparatus, at least the tip portion may be formed using titanium.
According to this configuration, since the affinity between at least the tip portion of the nozzle and the liquid material is weaker than the affinity between the liquid materials, the liquid material discharged from the discharge portion of the nozzle adheres to the tip portion of the nozzle. Can be suppressed. Thereby, the liquid material is easily fixed on the substrate. Therefore, the liquid material can be applied uniformly on the substrate.
上記の塗布装置において、前記基板は、モリブデンを用いて形成されていてもよい。
この構成によれば、液状体が基板に定着しやすくなるため、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
In the coating apparatus, the substrate may be formed using molybdenum.
According to this configuration, since the liquid material is easily fixed on the substrate, the liquid material can be uniformly applied on the substrate.
上記の塗布装置は、前記塗布部によって前記液状体の塗布される塗布空間及び前記液状体の塗布された前記基板の塗布後移動空間のうち少なくとも一方の空間を囲むチャンバーを更に備えてもよい。
この構成によれば、チャンバーにより液状体の配置される空間が囲まれるため、液状体の劣化を抑制することができる。
The coating apparatus may further include a chamber surrounding at least one of a coating space where the liquid material is applied by the coating unit and a post-application movement space of the substrate where the liquid material is applied.
According to this configuration, since the space in which the liquid material is disposed is surrounded by the chamber, the deterioration of the liquid material can be suppressed.
上記の塗布装置において、前記チャンバーで囲まれた前記空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を更に備えてもよい。
この構成によれば、チャンバーで囲まれた空間に不活性ガスが供給されるため、チャンバーに囲まれた空間において液状体の劣化をより確実に抑制することができる。
The coating apparatus may further include an inert gas supply unit that supplies an inert gas to the space surrounded by the chamber.
According to this configuration, since the inert gas is supplied to the space surrounded by the chamber, the deterioration of the liquid material can be more reliably suppressed in the space surrounded by the chamber.
上記の塗布装置において、前記吐出部は、前記先端部分に対向する吐出領域に前記液状体を吐出するように形成されており、前記相対駆動部は、前記吐出領域を通過するように前記基板を駆動する基板駆動部を有してもよい。
この構成によれば、ノズルを定位置に配置した状態で、基板のみを移動させることにより、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
In the coating apparatus, the discharge unit is formed so as to discharge the liquid material to a discharge region facing the tip portion, and the relative driving unit passes the substrate so as to pass through the discharge region. You may have the board | substrate drive part to drive.
According to this configuration, by moving only the substrate in a state where the nozzle is disposed at a fixed position, the liquid material can be applied onto the substrate without any unevenness.
上記の塗布装置において、前記吐出部は、前記先端部分に対向する吐出領域に前記液状体を吐出するように形成されており、前記相対駆動部は、前記吐出領域が前記基板上を走査するように前記ノズルを駆動するノズル駆動部を有してもよい。
この構成によれば、基板を定位置に配置した状態で、ノズルのみを移動させることにより、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。
また、相対駆動部が、基板駆動部及びノズル駆動部の両方を備える構成としてもよい。この場合、相対駆動としては、例えば基板のみを移動させる、ノズルのみを移動させる、基板及びノズルの両方を移動させる、といった態様を取り得る。
In the coating apparatus, the discharge unit is formed to discharge the liquid material to a discharge region facing the tip portion, and the relative driving unit is configured so that the discharge region scans the substrate. A nozzle driving unit that drives the nozzle may be included.
According to this configuration, by moving only the nozzle with the substrate placed at a fixed position, it is possible to apply the liquid material onto the substrate without any unevenness.
Further, the relative drive unit may include both the substrate drive unit and the nozzle drive unit. In this case, as relative driving, for example, only the substrate is moved, only the nozzle is moved, or both the substrate and the nozzle are moved.
本発明の第二の態様に係る塗布方法は、金属を含む液状体を基板に塗布する塗布方法であって、前記液状体との間の親和性が前記液状体同士の親和性よりも弱くなるように形成されたコーティング層で覆われた先端部分に形成された吐出部から前記液状体を吐出するノズルを有する塗布部の当該先端部分を前記基板に対向させるステップと、前記先端部分と前記基板との間で前記液状体が挟持されるように、前記吐出部から前記液状体を吐出するステップと、前記先端部分と前記基板との間で前記液状体を挟持した状態で、前記吐出部から前記液状体を吐出しつつ前記先端部分と前記基板とを相対移動させるステップとを含む。 The coating method according to the second aspect of the present invention is a coating method in which a metal-containing liquid material is applied to a substrate, and the affinity between the liquid materials is weaker than the affinity between the liquid materials. A step of making the tip portion of the coating portion having a nozzle for discharging the liquid material from the discharge portion formed at the tip portion covered with the coating layer formed as described above facing the substrate, the tip portion and the substrate The step of discharging the liquid material from the discharge portion so that the liquid material is sandwiched between the discharge portion and the discharge portion in a state where the liquid material is sandwiched between the tip portion and the substrate. And relatively moving the tip portion and the substrate while discharging the liquid material.
この方法によれば、液状体との間の親和性が液状体同士の親和性よりも弱くなるようにコーティング層が形成された先端部分を基板に対向させ、先端部分と基板との間で液状体が挟持されるように吐出部から液状体を吐出することで、液状体は先端部分に付着しにくい状態になると共に、液状体同士で接触しやすい状態となる。この状態で吐出部から液状体を吐出しつつ先端部分と基板とを相対移動させると、基板上に配置された液状体が基板上で互いに接触しようとするため、液状体は先端部分からノズル表面を伝って流れてしまうことなく、基板に定着しやすくなる。よって、基板上に液状体をムラ無く塗布することができる。 According to this method, the tip portion on which the coating layer is formed is opposed to the substrate so that the affinity between the liquid materials is weaker than the affinity between the liquid materials, and the liquid is between the tip portion and the substrate. By discharging the liquid material from the discharge unit so that the body is sandwiched, the liquid material is not easily attached to the tip portion, and the liquid materials are easily in contact with each other. In this state, when the tip portion and the substrate are moved relative to each other while discharging the liquid material from the discharge portion, the liquid materials arranged on the substrate try to contact each other on the substrate. It will be easier to fix to the substrate without flowing through. Therefore, the liquid material can be applied uniformly on the substrate.
本発明によれば、基板上に液状体をムラ無く塗布することが可能な塗布装置及び塗布方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coating device and the coating method which can apply | coat a liquid material on a board | substrate uniformly are provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る塗布装置CTRの全体構成を示す平面図である。図2は、本実施形態に係る塗布装置CTRの全体構成を示す側面図である。
図1及び図2に示すように、塗布装置CTRは、基板Sに液状体を塗布する装置である。塗布装置CTRは、基板供給回収部LU、第一チャンバーCB1、第二チャンバーCB2、接続部CN及び制御部CONTを有している。第一チャンバーCB1は、塗布処理部CTを有している。第二チャンバーCB2は、焼成部BKを有している。接続部CNは、減圧乾燥部VDを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a coating apparatus CTR according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view showing the overall configuration of the coating apparatus CTR according to the present embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the coating apparatus CTR is an apparatus that applies a liquid material to the substrate S. The coating apparatus CTR includes a substrate supply / recovery unit LU, a first chamber CB1, a second chamber CB2, a connection unit CN, and a control unit CONT. The first chamber CB1 has a coating processing part CT. The second chamber CB2 has a firing part BK. The connection part CN has a reduced pressure drying part VD.
塗布装置CTRは、例えば工場などの床面FLに載置されて用いられる。塗布装置CTRは、一つの部屋に収容される構成であっても構わないし、複数の部屋に分割して収容される構成であっても構わない。塗布装置CTRは、基板供給回収部LU、塗布処理部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BKがこの順で一方向に並んで配置されている。 The coating device CTR is used by being placed on a floor surface FL such as a factory. The coating apparatus CTR may be configured to be accommodated in one room, or may be configured to be accommodated in a plurality of rooms. In the coating apparatus CTR, a substrate supply / recovery unit LU, a coating processing unit CT, a vacuum drying unit VD, and a baking unit BK are arranged in one direction in this order.
尚、装置構成について、塗布装置CTRは、基板供給回収部LU、塗布処理部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BKがこの順で一方向に並んで配置されることに限られることは無い。例えば、基板供給回収部LUが不図示の基板供給部と不図示の基板回収部に分割されても構わない。勿論、基板供給回収部LU、塗布処理部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BKが一方向に並んで配置されていなくてもよく、不図示のロボットを中心とした上下に積層する配置や、左右に配置する構成でもよい。 As for the apparatus configuration, the coating apparatus CTR is not limited to the substrate supply / recovery unit LU, the coating processing unit CT, the vacuum drying unit VD, and the baking unit BK arranged in this order in this order. For example, the substrate supply / recovery unit LU may be divided into a substrate supply unit (not shown) and a substrate recovery unit (not shown). Of course, the substrate supply / recovery unit LU, the coating processing unit CT, the vacuum drying unit VD, and the baking unit BK may not be arranged side by side in one direction. The structure arrange | positioned at right and left may be sufficient.
以下の各図において、本実施形態に係る塗布装置CTRの構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該XYZ座標系においては、床面に平行な平面をXY平面とする。このXY平面において塗布装置CTRの各構成要素(基板供給回収部LU、塗布処理部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BK)が並べられた方向をX方向と表記し、XY平面上でX方向に直交する方向をY方向と表記する。XY平面に垂直な方向はZ方向と表記する。X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が+方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。 In each of the following drawings, in describing the configuration of the coating apparatus CTR according to the present embodiment, for simplicity of description, directions in the drawing will be described using an XYZ coordinate system. In the XYZ coordinate system, a plane parallel to the floor is defined as an XY plane. In this XY plane, the direction in which each component (substrate supply / recovery unit LU, coating processing unit CT, reduced pressure drying unit VD, and baking unit BK) of the coating apparatus CTR is arranged is denoted as the X direction, and the X direction on the XY plane. The direction orthogonal to is denoted as the Y direction. The direction perpendicular to the XY plane is denoted as the Z direction. In each of the X direction, the Y direction, and the Z direction, the direction of the arrow in the figure is the + direction, and the direction opposite to the arrow direction is the − direction.
本実施形態では、基板Sとして、例えばモリブデン等の金属を用いて形成された板状部材を用いる。尚、これに限らず、基板Sとして、例えばガラスや樹脂などからなる板状部材を用いてもよい。 In the present embodiment, a plate-like member formed using a metal such as molybdenum is used as the substrate S. The substrate S is not limited to this, and a plate-like member made of, for example, glass or resin may be used.
本実施形態では、基板Sとして、Z方向視における寸法が330mm×330mmの基板を例に挙げて説明する。尚、基板Sの寸法については、上記のような330mm×330mmの基板に限られることは無い。例えば、基板Sとして、寸法が125mm×125mmの基板を用いても構わないし、寸法が1m×1mの基板を用いても構わない。勿論、上記寸法よりも大きい寸法の基板や小さい寸法の基板を適宜用いることができる。 In the present embodiment, the substrate S will be described by taking a substrate having dimensions of 330 mm × 330 mm as viewed in the Z direction as an example. In addition, about the dimension of the board | substrate S, it is not restricted to the above 330 mm * 330 mm board | substrates. For example, as the substrate S, a substrate having a size of 125 mm × 125 mm may be used, or a substrate having a size of 1 m × 1 m may be used. Of course, a substrate having a size larger or smaller than the above size can be used as appropriate.
本実施形態では、基板Sに塗布する液状体として、例えば所定の溶媒に、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、セレン(Se)または銅(Cu)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、セレン(Se)といった金属を含有する液状組成物を用いている。この液状組成物は、CIGSまたはCZTS型太陽電池の光吸収層(光電変換層)を構成する金属材料を含んでいる。 In this embodiment, as a liquid applied to the substrate S, for example, a predetermined solvent may be copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), selenium (Se) or copper (Cu), zinc (Zn), A liquid composition containing a metal such as tin (Sn) or selenium (Se) is used. This liquid composition contains the metal material which comprises the light absorption layer (photoelectric converting layer) of a CIGS or a CZTS type solar cell.
本実施形態では、この液状組成物は、CIGSまたはCZTS太陽電池の光吸収層のグレインサイズを確保するための物質を含んでいる。勿論、液状体として、他の金属、例えば金属ナノ粒子を分散させた液状体を用いる構成としても構わない。 In the present embodiment, the liquid composition contains a substance for ensuring the grain size of the light absorption layer of the CIGS or CZTS solar cell. Of course, as the liquid material, a liquid material in which other metals, for example, metal nanoparticles are dispersed may be used.
(基板供給回収部)
基板供給回収部LUは、塗布処理部CTに対して未処理の基板Sを供給すると共に、塗布処理部CTからの処理済の基板Sを回収する。基板供給回収部LUは、チャンバー10を有している。チャンバー10は、直方体の箱状に形成されている。チャンバー10の内部には、基板Sを収容可能な収容室10aが形成されている。チャンバー10は、第一開口部11、第二開口部12及び蓋部14を有している。第一開口部11及び第二開口部12は、収容室10aとチャンバー10の外部とを連通する。
(Substrate supply and recovery unit)
The substrate supply / recovery unit LU supplies the unprocessed substrate S to the coating processing unit CT and collects the processed substrate S from the coating processing unit CT. The substrate supply / recovery unit LU has a
第一開口部11は、チャンバー10の+Z側の面に形成されている。第一開口部11は、Z方向視で基板Sの寸法よりも大きく形成されている。チャンバー10の外部に取り出される基板Sや、収容室10aへ収容される基板Sは、第一開口部11を介して基板供給回収部LUに出し入れされる。
The
第二開口部12は、チャンバー10の+X側の面に形成されている。第二開口部12は、X方向視で基板Sの寸法よりも大きく形成されている。塗布処理部CTへ供給される基板Sや塗布処理部CTから戻される基板Sは、第二開口部12を介して基板供給回収部LUに出し入れされる。
The
蓋部14は、第一開口部11を開放又は閉塞させる。蓋部14は、矩形の板状に形成されている。蓋部14は、不図示のヒンジ部を介して第一開口部11の+X側の辺に取り付けられている。このため、蓋部14は、第一開口部11の+X側の辺を中心としてY軸周りに回動する。第一開口部11は、蓋部14をY軸周りに回動させることで開閉可能となっている。
The
収容室10aには、基板搬送部15が設けられている。基板搬送部15は、複数のローラー17を有している。ローラー17は、Y方向に一対配置されており、当該一対のローラー17がX方向に複数並んでいる。
A substrate transport unit 15 is provided in the
各ローラー17は、Y軸方向を中心軸方向としてY軸周りに回転可能に設けられている。複数のローラー17は、それぞれ等しい径となるように形成されており、複数のローラー17の+Z側の端部はXY平面に平行な同一平面上に配置されている。このため、複数のローラー17は、基板SがXY平面に平行な姿勢になるように当該基板Sを支持可能である。
Each
各ローラー17は、例えば不図示のローラー回転制御部によって回転が制御されるようになっている。基板搬送部15は、複数のローラー17が基板Sを支持した状態で各ローラー17をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、基板SをX方向(+X方向又は−X方向)に搬送する。基板搬送部15としては、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
The rotation of each
(第一チャンバー)
第一チャンバーCB1は、床面FLに載置された基台BC上に配置されている。第一チャンバーCB1は、直方体の箱状に形成されている。第一チャンバーCB1の内部には、処理室20aが形成されている。塗布処理部CTは、処理室20aに設けられている。塗布処理部CTは、基板Sに対して液状体の塗布処理を行う。
(First chamber)
The first chamber CB1 is disposed on a base BC placed on the floor surface FL. The first chamber CB1 is formed in a rectangular parallelepiped box shape. A
尚、第一チャンバーCB1は、特許請求の範囲に記載のチャンバーに相当する。第一チャンバーCB1は、塗布部31によって液状体の塗布される塗布空間K1を囲む。
The first chamber CB1 corresponds to the chamber described in the claims. The first chamber CB1 surrounds a coating space K1 where the liquid material is applied by the
第一チャンバーCB1は、第一開口部21及び第二開口部22を有している。第一開口部21及び第二開口部22は、処理室20aと第一チャンバーCB1の外部とを連通する。第一開口部21は、第一チャンバーCB1の−X側の面に形成されている。第二開口部22は、第一チャンバーCB1の+X側の面に形成されている。第一開口部21及び第二開口部22は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。基板Sは、第一開口部21及び第二開口部22を介して第一チャンバーCB1に出し入れされる。
The first chamber CB1 has a
塗布処理部CTは、塗布部31、処理ステージ28、ノズル駆動部NA、メンテナンス部32、液状体供給部33、洗浄液供給部34、廃液貯留部35、気体供給排出部37及び基板搬送部25(基板駆動部)を有する。
The coating processing unit CT includes a
塗布部31は、ノズルNZを有している。
図3は、ノズルNZの構成を示す図である。
図3に示すように、ノズルNZは、長尺状に形成されており、長手方向がX方向に平行になるように配置されている。ノズルNZは、本体部NZa及び突出部NZbを有している。本体部NZaは、内部に液状体を収容可能な筐体である。本体部NZaは、例えばチタン又はチタン合金を含んだ材料を用いて形成されている。突出部NZbは、本体部NZaに対して+X側及び−X側にそれぞれ突出して形成されている。突出部NZbは、ノズル駆動部NAの一部に保持される。
The
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the nozzle NZ.
As shown in FIG. 3, the nozzle NZ is formed in a long shape, and is arranged so that the longitudinal direction is parallel to the X direction. The nozzle NZ has a main body NZa and a protrusion NZb. The main body NZa is a housing that can accommodate a liquid material therein. The main body NZa is formed using a material containing, for example, titanium or a titanium alloy. The protruding portion NZb is formed to protrude to the + X side and the −X side with respect to the main body portion NZa. The protruding part NZb is held in a part of the nozzle driving part NA.
図4は、ノズルNZを−Z側から見たときの構成を示す図である。
図4に示すように、ノズルNZは、本体部NZaの−Z側の端部(先端部分TP)に吐出口OP(吐出部)を有している。吐出口OPは、液状体が吐出される開口部である。吐出口OPは、X方向に長手となるようにスリット状に形成されている。吐出口OPは、例えば長手方向が基板SのX方向の寸法とほぼ同一となるように形成されている。吐出口OPは、ノズルNZの先端部分TPに対向する吐出領域に液状体を吐出するように形成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration when the nozzle NZ is viewed from the −Z side.
As shown in FIG. 4, the nozzle NZ has a discharge port OP (discharge portion) at an end portion (tip portion TP) on the −Z side of the main body portion NZa. The discharge port OP is an opening through which the liquid material is discharged. The discharge port OP is formed in a slit shape so as to be long in the X direction. For example, the discharge port OP is formed so that the longitudinal direction thereof is substantially the same as the dimension of the substrate S in the X direction. The discharge port OP is formed so as to discharge the liquid material to a discharge region facing the tip portion TP of the nozzle NZ.
ノズルNZは、例えば上記のCu、In、Ga、Seの4種類の金属が所定の組成比で混合された液状体Q(図12参照)を吐出する。ノズルNZは、接続配管(不図示)などを介して、それぞれ液状体供給部33に接続されている。ノズルNZは、内部に液状体を保持する保持部を有している。尚、上記保持部に保持された液状体の温度を調整する温調部が配置されていても構わない。
The nozzle NZ discharges a liquid material Q (see FIG. 12) in which, for example, the above four metals of Cu, In, Ga, and Se are mixed at a predetermined composition ratio. The nozzles NZ are each connected to the liquid
図5は、ノズルNZの断面形状を示す図である。図5においては、便宜上、後述するノズル先端管理部45の断面形状を合わせて図示している。
図5に示すように、ノズルNZは、Z方向の略中央部から先端部分TPにかけてY方向の寸法がY方向の中央部に向けて徐々に小さくなるように先細りに形成されている。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional shape of the nozzle NZ. In FIG. 5, for convenience, a cross-sectional shape of a nozzle
As shown in FIG. 5, the nozzle NZ is tapered so that the dimension in the Y direction gradually decreases from the substantially central portion in the Z direction to the tip portion TP toward the central portion in the Y direction.
本実施形態では、ノズルNZの先端部分TPを覆うようにコーティング層NZfが形成されている。コーティング層NZfは、硬質炭化膜(ダイヤモンドライクカーボン:DLCともいう。)を用いて形成されている。硬質炭化膜は、上記組成の液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱い、という性質を有している。より具体的には、硬質炭化膜は、液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性が溶媒同士の親和性よりも弱い、という性質を有している。このため、硬質炭化膜を用いて形成されたコーティング層NZfには、液状体Qが付着しにくくなる。 In the present embodiment, the coating layer NZf is formed so as to cover the tip portion TP of the nozzle NZ. The coating layer NZf is formed using a hard carbide film (also called diamond-like carbon: DLC). The hard carbonized film has a property that the affinity with the liquid Q having the above composition is weaker than the affinity between the liquids Q. More specifically, the hard carbonized film has a property that the affinity with the solvent contained in the liquid Q is weaker than the affinity between the solvents. For this reason, it becomes difficult for the liquid Q to adhere to the coating layer NZf formed using the hard carbonized film.
本実施形態では、ノズルNZの先端部分TPに、硬質炭化膜を用いて形成されたコーティング層NZfが設けられている。このため、ノズルNZの先端部分TPにおいて、液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱くなるように構成されている。 In the present embodiment, a coating layer NZf formed using a hard carbonized film is provided at the tip portion TP of the nozzle NZ. For this reason, in the front-end | tip part TP of the nozzle NZ, it is comprised so that the affinity between the liquid bodies Q may become weaker than the affinity between the liquid bodies Q.
尚、図5では、コーティング層NZfが、ノズルNZの先端部分TPのみに形成されている例を示しているが、これ限らない。例えば、コーティング層NZfが、先端部分TPに隣接する隣接部分に形成されていてもよい。例えば、隣接部分としては、図5に示すように、ノズルNZの先端部分TPの+Y側端辺及び−Y側端辺にそれぞれ接続された傾斜部分TSa及びTSbが挙げられる。また、隣接部分として、傾斜部分TSa及びTSbの+Z側にそれぞれ接続された壁部分TSc及びTSdを含めても構わない。図5では、コーティング層NZfが、先端部分TPから傾斜部分TSa及びTSbの一部まで拡張された構成を一点鎖線で示している。 Although FIG. 5 shows an example in which the coating layer NZf is formed only on the tip portion TP of the nozzle NZ, this is not restrictive. For example, the coating layer NZf may be formed in an adjacent portion adjacent to the tip portion TP. For example, as shown in FIG. 5, the adjacent portions include inclined portions TSa and TSb respectively connected to the + Y side end side and the −Y side end side of the tip portion TP of the nozzle NZ. Moreover, you may include wall part TSc and TSd respectively connected to the + Z side of inclination part TSa and TSb as an adjacent part. In FIG. 5, the configuration in which the coating layer NZf is expanded from the tip portion TP to a part of the inclined portions TSa and TSb is indicated by a one-dot chain line.
ノズルNZの少なくとも先端部分TPは、チタン又はチタン合金を含んだ材料を用いて形成されている。このような材料として、例えば、以下の表1に示す(1)〜(8)に示す材料のうち少なくとも一種類の材料が用いられる。勿論、(1)〜(8)の材料を複数組み合わせても構わない。 At least the tip portion TP of the nozzle NZ is formed using a material containing titanium or a titanium alloy. As such a material, for example, at least one kind of material among the materials shown in (1) to (8) shown in Table 1 below is used. Of course, a plurality of materials (1) to (8) may be combined.
上記(1)〜(8)に示す材料は、いずれも上記組成の液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱い、という性質を有している。より具体的には、上記(1)〜(8)に示す材料は、いずれも液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性が溶媒同士の親和性よりも弱い、という性質を有している。このため、上記(1)〜(8)に示す材料を用いて形成されたノズルNZには、液状体Qが付着しにくくなる。 The materials shown in the above (1) to (8) all have the property that the affinity between the liquid bodies Q having the above composition is weaker than the affinity between the liquid bodies Q. More specifically, the materials shown in the above (1) to (8) all have the property that the affinity between the solvent contained in the liquid Q is weaker than the affinity between the solvents. Yes. For this reason, it is difficult for the liquid Q to adhere to the nozzle NZ formed using the materials shown in the above (1) to (8).
本実施形態では、例えばノズルNZの全体が、上記材料(1)〜(8)の少なくとも1種類を用いて形成されている。このため、ノズルNZの表面全体において、液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱くなっている。 In the present embodiment, for example, the entire nozzle NZ is formed using at least one of the materials (1) to (8). For this reason, the affinity between the liquid bodies Q is weaker than the affinity between the liquid bodies Q over the entire surface of the nozzle NZ.
このノズルNZの表面全体には、例えば先端部分TPや、先端部分TPに隣接する隣接部分(傾斜部分TSa及びTSb、壁部分TSc及びTSd)が含まれている。 The entire surface of the nozzle NZ includes, for example, a tip portion TP and adjacent portions (inclined portions TSa and TSb, wall portions TSc and TSd) adjacent to the tip portion TP.
このように、本実施形態のノズルNZは、先端部分TPがコーティング層NZfで覆われると共に、表面全体が上記材料(1)〜(8)の少なくとも1種類を用いて形成されることにより、ノズルNZの表面全体、特に先端部分TPにおいて、液状体Qが付着しにくくなるように構成されている。 As described above, the nozzle NZ of the present embodiment is configured such that the tip portion TP is covered with the coating layer NZf and the entire surface is formed using at least one of the materials (1) to (8). It is configured so that the liquid Q is less likely to adhere to the entire surface of the NZ, particularly the tip portion TP.
更に、硬質炭化膜と液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性は、モリブデンと液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性よりも弱い、という性質がある。本実施形態では、基板Sがモリブデンを用いて形成されているため、硬質炭化膜と液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性は、基板Sと液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性よりも弱い、という性質を有することになる。 Furthermore, the affinity between the hard carbonized film and the solvent contained in the liquid material Q has a property that it is weaker than the affinity between molybdenum and the solvent contained in the liquid material Q. In the present embodiment, since the substrate S is formed using molybdenum, the affinity between the hard carbonized film and the solvent contained in the liquid Q is between the substrate S and the solvent contained in the liquid Q. It has the property of being weaker than its affinity.
また、上記(1)〜(8)に示す材料と液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性は、モリブデンと液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性よりも弱い、という性質がある。そのため、上記(1)〜(8)に示す材料と液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性は、基板Sと液状体Qに含まれる溶媒との間の親和性よりも弱い、という性質を有することになる。 Further, the property that the affinity between the material shown in the above (1) to (8) and the solvent contained in the liquid Q is weaker than the affinity between molybdenum and the solvent contained in the liquid Q. There is. Therefore, the affinity between the material shown in the above (1) to (8) and the solvent contained in the liquid Q is weaker than the affinity between the substrate S and the solvent contained in the liquid Q. Will have properties.
換言すると、液状体Qは、先端部分TPが硬質炭化膜を用いて形成されたコーティング層NZfで覆われると共に、表面全体が上記材料(1)〜(8)の少なくとも1種類を用いて形成されたノズルNZに比べて、モリブデンを用いて形成された基板Sに対して、より付着しやすくなる。このように、ノズルNZは、吐出口OPから吐出された液状体Qが、ノズルNZに付着しにくくなり、且つ、基板Sに対して付着しやすくなるように構成されている。 In other words, the liquid material Q is covered with the coating layer NZf whose tip portion TP is formed using a hard carbonized film, and the entire surface is formed using at least one of the materials (1) to (8). Compared to the nozzle NZ, it becomes easier to adhere to the substrate S formed using molybdenum. As described above, the nozzle NZ is configured such that the liquid Q discharged from the discharge port OP is less likely to adhere to the nozzle NZ and more easily adhere to the substrate S.
図1及び図2に戻って、処理ステージ28は、塗布処理の対象となる基板Sを載置する。処理ステージ28の+Z側の面は、基板Sを載置する基板載置面となっている。当該基板載置面は、XY平面に平行に形成されている。処理ステージ28は、例えばステンレスなどを用いて形成されている。
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the
ノズル駆動部NAは、ノズルNZをX方向に移動させる。具体的に、ノズル駆動部NAは、ノズルNZの先端部分TP(図4参照)に対向する吐出領域が基板S上を走査するようにノズルNZを駆動する。ノズル駆動部NAは、リニアモータ機構を構成する固定子40及び可動子41を有している。尚、ノズル駆動部NAとしては、例えばボールスクリュー機構など、他の駆動機構が用いられた構成であっても構わない。
The nozzle driving unit NA moves the nozzle NZ in the X direction. Specifically, the nozzle driving unit NA drives the nozzle NZ so that the ejection region facing the tip portion TP (see FIG. 4) of the nozzle NZ scans the substrate S. The nozzle driving unit NA has a
固定子40は、Y方向に延在されている。固定子40は、支持フレーム38に支持されている。支持フレーム38は、第一フレーム38a及び第二フレーム38bを有している。第一フレーム38aは、処理室20aの−Y側端部に配置されている。第二フレーム38bは、処理室20aのうち第一フレーム38aとの間で処理ステージ28を挟む位置に配置されている。
The
可動子41は、固定子40の延在方向(Y方向)に沿って移動可能である。可動子41は、ノズル支持部材42及び昇降部43を有する。ノズル支持部材42は、門型に形成されており、ノズルNZの突出部NZbを保持する保持部42aを有している。ノズル支持部材42は、昇降部43と共に固定子40に沿って第一フレーム38aと第二フレーム38bとの間をY方向に一体的に移動する。このため、ノズル支持部材42に保持されるノズルNZは、処理ステージ28をY方向に跨いで移動する。ノズル支持部材42は、昇降部43の昇降ガイド43aに沿ってZ方向に移動する。可動子41は、ノズル支持部材42をY方向及びZ方向に移動させる不図示の駆動源を有している。
The
メンテナンス部32は、ノズルNZのメンテナンスを行う部分である。メンテナンス部32は、ノズル待機部44及びノズル先端管理部45を有している。
ノズル待機部44は、ノズルNZの先端部分TPが乾燥しないように当該先端部分TPをディップさせる不図示のディップ部と、ノズルNZを交換する場合やノズルNZに供給する液状体を交換する場合にノズルNZ内に保持された液状体を排出する不図示の排出部とを有している。
The
The
ノズル先端管理部45は、ノズルNZの先端部分TP及びその近傍を洗浄したり、ノズルNZの吐出口OPから予備的に吐出したりすることで、ノズル先端のコンディションを整える部分である。ノズル先端管理部45は、ノズルNZの先端部分TPを払拭する払拭部45aと、当該払拭部45aを案内するガイドレール45bと、を有している。ノズル先端管理部45には、ノズルNZから排出された液状体や、ノズルNZの洗浄に用いられた洗浄液などを収容する廃液収容部35aが設けられている。
The nozzle
図5に示すように、払拭部45aは、断面視においてノズルNZの先端部分TP及び先端部分TP側の斜面の一部を覆う形状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the wiping
図1及び図5に示すように、ガイドレール45bは、ノズルNZの吐出口OPをカバーするようにX方向に延びている。払拭部45aは、不図示の駆動源などにより、ガイドレール45bに沿ってX方向に移動可能に設けられている。払拭部45aがノズルNZの先端部分TPに接触した状態でX方向に移動することで、先端部分TPが払拭されることになる。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
液状体供給部33は、第一液状体収容部33a及び第二液状体収容部33bを有している。第一液状体収容部33a及び第二液状体収容部33bには、基板Sに塗布する液状体が収容される。また、第一液状体収容部33a及び第二液状体収容部33bは、それぞれ異なる種類の液状体を収容可能である。
The liquid
洗浄液供給部34は、塗布処理部CTの各部、具体的にはノズルNZの内部やノズル先端管理部45などを洗浄する洗浄液が収容されている。洗浄液供給部34は、不図示の配管やポンプなどを介して、これらノズルNZの内部やノズル先端管理部45などに接続されている。
The cleaning
廃液貯留部35は、ノズルNZから吐出された液体のうち再利用しない分を回収する。尚、ノズル先端管理部45のうち、予備吐出を行う部分と、ノズルNZの先端部分TPを洗浄する部分とが別々に設けられた構成であっても構わない。また、ノズル待機部44において予備吐出を行う構成であっても構わない。
The waste
気体供給排出部37は、気体供給部37a及び排気部37bを有している。気体供給部37aは、処理室20aに窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給する。排気部37bは、処理室20aを吸引し、処理室20aの気体を第一チャンバーCB1の外部に排出する。
The gas supply /
尚、気体供給部37aは、特許請求の範囲に記載の不活性ガス供給部に相当する。気体供給部37aは、第一チャンバーCB1で囲まれた空間に不活性ガスを供給する。
The
基板搬送部25は、処理室20aにおいて基板Sを搬送する。具体的に、基板搬送部25は、ノズルNZの先端部分TP(図4参照)に対向する吐出領域を通過するように基板Sを駆動する。基板搬送部25は、複数のローラー27を有している。ローラー27は、処理室20aのY方向の中央部をX方向に横切るように二列に配置されている。各列に配置されるローラー27は、それぞれ基板Sの+Y側端辺及び−Y側端辺を支持する。
The
基板Sを支持した状態で各ローラー27をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー27によって支持される基板SがX方向(+X方向又は−X方向)に搬送される。尚、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
By rotating each
尚、上述したノズル駆動部NA及び基板搬送部25は、特許請求の範囲に記載の相対駆動部に含まれる。相対駆動部は、ノズルNZの先端部分TPと基板Sとを対向させた状態で、基板SとノズルNZとを相対移動させる。
The nozzle drive unit NA and the
(接続部)
図1及び図2に示すように、接続部CNは、第一チャンバーCB1と第二チャンバーCB2とを接続する。基板Sは、接続部CNを経由して、第一チャンバーCB1と第二チャンバーCB2との間を移動するようになっている。接続部CNは、第三チャンバーCB3を有している。
(Connection part)
As shown in FIGS. 1 and 2, the connection portion CN connects the first chamber CB1 and the second chamber CB2. The substrate S moves between the first chamber CB1 and the second chamber CB2 via the connection portion CN. The connection part CN has a third chamber CB3.
第三チャンバーCB3は、直方体の箱状に形成されている。第三チャンバーCB3の内部には、処理室50aが形成されている。本実施形態では、処理室50aには、減圧乾燥部VDが設けられている。減圧乾燥部VDは、基板S上に塗布された液状体を乾燥させる。第三チャンバーCB3には、ゲートバルブV2及びV3が設けられている。
The third chamber CB3 is formed in a rectangular parallelepiped box shape. A
尚、第三チャンバーCB3は、特許請求の範囲に記載のチャンバーに相当する。第三チャンバーCB3は、塗布部31によって液状体の塗布された基板Sの塗布後移動空間K2を囲む。
The third chamber CB3 corresponds to the chamber described in the claims. The third chamber CB3 surrounds the post-application moving space K2 of the substrate S on which the liquid material has been applied by the
第三チャンバーCB3は、第一開口部51及び第二開口部52を有している。第一開口部51及び第二開口部52は、処理室50aと第三チャンバーCB3の外部とを連通する。第一開口部51は、第三チャンバーCB3の−X側の面に形成されている。第二開口部52は、第三チャンバーCB3の+X側の面に形成されている。第一開口部51及び第二開口部52は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。基板Sは、第一開口部51及び第二開口部52を介して第三チャンバーCB3に出し入れされる。
The third chamber CB3 has a
(減圧乾燥部)
図6は、減圧乾燥部VDの構成を示す図である。
図6に示すように、減圧乾燥部VDは、基板搬送部55、気体供給部58、排気部59及び加熱部53を有している。
基板搬送部55は、複数のローラー57を有している。ローラー57は、Y方向に一対配置されており、当該一対のローラー57がX方向に複数並んでいる。複数のローラー57は、第一開口部51を介して処理室50aに配置された基板Sを支持する。
(Vacuum drying part)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the reduced-pressure drying unit VD.
As shown in FIG. 6, the vacuum drying unit VD includes a
The
基板Sを支持した状態で各ローラー57をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー57によって支持される基板SがX方向(+X方向又は−X方向)に搬送される。尚、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
By rotating each
気体供給部58は、処理室50aに窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給する。尚、気体供給部58は、特許請求の範囲に記載の不活性ガス供給部に相当する。気体供給部58は、第三チャンバーCB3で囲まれた空間に不活性ガスを供給する。
The
気体供給部58は、第一供給部58a及び第二供給部58bを有している。第一供給部58a及び第二供給部58bは、ガスボンベやガス管などのガス供給源58cに接続されている。処理室50aへのガスの供給は主として第一供給部58aを用いて行われる。第二供給部58bは、第一供給部58aによる気体の供給量を微調整する。
The
排気部59は、処理室50aの気体を吸引し、処理室50aの気体を第三チャンバーCB3の外部に排出して、処理室50aを減圧させる。処理室50aを減圧させることにより、基板Sの液状体に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、液状体を乾燥させる。排気部59は、第一吸引部59a及び第二吸引部59bを有している。第一吸引部59a及び第二吸引部59bは、ポンプなどの吸引源59c及び59dに接続されている。処理室50aからの吸引は主として第一吸引部59aを用いて行われる。第二吸引部59bは、第一吸引部59aによる吸引量を微調整する。
The
加熱部53は、処理室50aに配置された基板S上の液状体を加熱する。加熱部53としては、例えば赤外線装置やホットプレートなどが用いられる。加熱部53の温度は、例えば室温〜100℃程度に調整可能である。加熱部53を用いることにより、基板S上の液状体に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、減圧下での乾燥処理をサポートする。
The
加熱部53は、昇降機構53aに接続されている。昇降機構53aは、加熱部53をZ方向に移動させる。昇降機構53aとしては、例えばモーター機構やエアシリンダ機構などが用いられている。昇降機構53aにより加熱部53をZ方向に移動させることにより、加熱部53と基板Sとの間の距離を調整できるようになっている。昇降機構53aによる加熱部53の移動量や移動のタイミングなどは、制御部CONTによって制御されるようになっている。
The
(第二チャンバー)
図1及び図2に示すように、第二チャンバーCB2は、床面FLに載置された基台BB上に配置されている。第二チャンバーCB2は、直方体の箱状に形成されている。第二チャンバーCB2の内部には、処理室60aが形成されている。焼成部BKは、処理室60aに設けられている。焼成部BKは、基板S上に塗布された塗布膜を焼成する。
(Second chamber)
As shown in FIG.1 and FIG.2, 2nd chamber CB2 is arrange | positioned on the base BB mounted in the floor surface FL. The second chamber CB2 is formed in a rectangular parallelepiped box shape. A
尚、第二チャンバーCB2は、特許請求の範囲に記載のチャンバーに相当する。第二チャンバーCB2は、塗布部31によって液状体の塗布された基板Sの塗布後移動空間K2を囲む。
The second chamber CB2 corresponds to the chamber described in the claims. The second chamber CB2 surrounds the post-application moving space K2 of the substrate S on which the liquid material has been applied by the
第二チャンバーCB2は、開口部61を有している。開口部61は、処理室60aと第二チャンバーCB2の外部とを連通する。開口部61は、第二チャンバーCB2の−X側の面に形成されている。開口部61は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。基板Sは、開口部61を介して第二チャンバーCB2に出し入れされる。
The second chamber CB2 has an
焼成部BKは、基板搬送部65及び気体供給部68、排気部69及び加熱チャンバー70を有している。
基板搬送部65は、複数のローラー67と、アーム部71とを有している。ローラー67は、Y方向に一対配置されており、当該一対のローラー67がX方向に複数並んでいる。複数のローラー67は、開口部61を介して処理室60aに配置された基板Sを支持する。
The firing unit BK includes a
The
基板Sを支持した状態で各ローラー67をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー67によって支持される基板SがX方向(+X方向又は−X方向)に搬送される。尚、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
By rotating each
アーム部71及び加熱チャンバー70は、架台74上に配置されている。アーム部71は、複数のローラー67と加熱チャンバー70との間で基板Sの受け渡しを行う。アーム部71は、搬送アーム72及びアーム駆動部73を有している。搬送アーム72は、基板支持部72a及び移動部72bを有している。基板支持部72aは、基板Sの+Y側及び−Y側の辺を支持する。移動部72bは、基板支持部72aに連結されており、X方向に移動可能であり、かつθZ方向に回動可能である。
The
アーム駆動部73は、移動部72bをX方向又はθZ方向に駆動する。アーム駆動部73によって移動部72bを+X方向に移動させた場合には、基板支持部72aが加熱チャンバー70内に挿入されると共に、基板Sが加熱チャンバー70のZ方向視中央部に配置されるようになっている。
The
気体供給部68は、処理室60aに窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給する。尚、気体供給部68は、特許請求の範囲に記載の不活性ガス供給部に相当する。気体供給部68は、第二チャンバーCB2で囲まれた空間に不活性ガスを供給する。
排気部69は、処理室60aを吸引し、処理室60aの気体を第二チャンバーCB2の外部に排出する。
The
The
図7は、加熱チャンバー70の構成を示す断面図である。
図7に示すように、加熱チャンバー70は、第一収容部81、第二収容部82、第一加熱板83、第二加熱板84、リフト部85、封止部86、気体供給部87及び排気部88を有している。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the
As shown in FIG. 7, the
尚、加熱チャンバー70は、特許請求の範囲に記載のチャンバーに相当する。加熱チャンバー70は、塗布部31によって液状体の塗布された基板Sの塗布後移動空間K2を囲む。
The
第一収容部81は、Z方向視において矩形の枡状に形成されており、開口部が+Z側を向くように加熱チャンバー70の底部に載置されている。第二収容部82は、Z方向視において矩形の枡状に形成されており、開口部が第一収容部81に対向するように配置されている。第二収容部82は、不図示の昇降機構を用いてZ方向に移動可能である。第二収容部82の縁部82aを第一収容部81の縁部81aに重ねることにより、当該第一収容部81及び第二収容部82の内部が密閉される。この場合、第一収容部81、第二収容部82及び封止部86によって密閉された焼成室80が形成される。
The first
第一加熱板83は、第一収容部81に収容されている。第一加熱板83は、基板Sを載置させた状態で当該基板Sを加熱する。第一加熱板83は、例えば石英などを用いて形成されており、内部には赤外線装置やホットプレートなどの加熱装置が設けられている。第一加熱板83の温度は、例えば200℃〜800℃程度に調整可能である。第一加熱板83には複数の貫通孔83aが形成されている。貫通孔83aは、リフト部85の一部を貫通させる。
The
第二加熱板84は、第二収容部82に収容されている。第二加熱板84は、例えば金属材料を用いて形成されており、内部には赤外線装置やホットプレートなどの加熱装置が設けられている。第二加熱板84の温度は、例えば200℃〜800℃程度に調整可能である。第二加熱板84は、不図示の昇降機構によって第二収容部82とは別個にZ方向への移動が可能に設けられている。第二加熱板84をZ方向へ移動させることにより、第二加熱板84と基板Sとの間隔を調整できるようになっている。
The
リフト部85は、アーム部71(図1及び図2参照)と第一加熱板83との間で基板Sを移動させる。リフト部85は、複数の支持ピン85aと、当該支持ピン85aを保持してZ方向に移動可能な移動部85bとを有している。図示を判別しやすくするため、図7では支持ピン85aが2つ設けられた構成が示されているが、実際には例えば16個配置させることができる。第一加熱板83に設けられる複数の貫通孔83aは、Z方向視で複数の支持ピン85aに対応する位置に配置されている。
The
封止部86は、第一収容部81の縁部81aに形成されている。封止部86としては、例えば樹脂材料などを用いて形成されたOリングを用いることができる。封止部86は、第二収容部82の縁部82aが第一収容部81の縁部81aに重ねられた状態で、当該第一収容部81と第二収容部82との間を封止する。このため、第一収容部81及び第二収容部82の内部を密閉することができる。
The sealing
気体供給部87は、処理室60aに窒素ガスなどを供給する。気体供給部87は、加熱チャンバー70の+Z側の面に接続されている。気体供給部87は、ガスボンベやガス管などの気体供給源87aと、当該気体供給源87aと第二収容部82とを接続する接続管87bとを有している。気体供給源87aは、窒素ガスの供給源と、カルコゲン元素を含む気体(例、硫化水素、セレン化水素)の供給源とを有している。尚、気体供給源87aが他のガスの供給源を有する構成であってもよい。
The
尚、気体供給部87は、特許請求の範囲に記載の不活性ガス供給部に相当する。気体供給部87は、加熱チャンバー70で囲まれた空間に不活性ガスを供給する。
The
排気部88は、処理室60aを吸引し、処理室60aの気体を加熱チャンバー70の外部に排出する。排気部88は、加熱チャンバー70の−Z側の面に接続されている。排気部88は、ポンプなどの吸引源88aと、当該吸引源88aと第一収容部81とを接続する接続管88bとを有している。
The
また、本実施形態では、加熱チャンバー70内には、気体濃度検出部SR1、SR2が設けられている。気体濃度検出部SR1及びSR2は、加熱チャンバー70に収容される基板の周囲の雰囲気のうちカルコゲン元素を含む気体の濃度を検出する。また、気体濃度検出部SR1、SR2は、検出結果を制御部CONTに送信する。
In the present embodiment, gas concentration detectors SR1 and SR2 are provided in the
本実施形態では、気体濃度検出部SR1、SR2は、カルコゲン元素として、硫黄及びセレンのうち少なくとも一方を含む気体を検出可能である。このような気体としては、例えば硫化水素やセレン化水素などが挙げられる。気体濃度検出部SR1、SR2は、それぞれ、硫化水素を検出するセンサ及びセレン化水素を検出するセンサのうち少なくとも一方を有している。また、気体濃度検出部SR1は、昇華した単体の硫黄やセレンを検出可能なセンサを有していてもよい。 In the present embodiment, the gas concentration detectors SR1 and SR2 can detect a gas containing at least one of sulfur and selenium as a chalcogen element. Examples of such a gas include hydrogen sulfide and hydrogen selenide. Each of the gas concentration detectors SR1 and SR2 has at least one of a sensor that detects hydrogen sulfide and a sensor that detects hydrogen selenide. In addition, the gas concentration detection unit SR1 may include a sensor capable of detecting sublimated single sulfur or selenium.
気体濃度検出部SR1は、加熱チャンバー70のうち第二収容部82の天井部82bに設けられている。気体濃度検出部SR1の検出面SRaは、−Z側に向けられており、基板Sが載置される第一加熱板83に対向するように配置されている。この配置により、基板Sのうち液状体が塗布された面に対向して気体濃度検出部SR1が配置されることになる。気体濃度検出部SR1は、気体供給部87の接続管87bから供給される気体を直接受ける領域から外れた位置に配置されることが好ましい。したがって、図7に示す位置よりも第二収容部82の壁部側に配置された構成であってもよい。また、気体濃度検出部SR1と接続管87bとの間に気体を遮蔽する遮蔽部(不図示)が配置されていてもよい。
The gas concentration detection part SR <b> 1 is provided in the
尚、基板Sの上記面に対向配置される位置であれば、気体濃度検出部SR1の位置は第二収容部82に限られず、他の位置に配置されてもよい。このような他の位置としては、例えば、第二収容部82の一部から第二加熱板84の−Z側に不図示の支持部材が引き伸ばされた構成とし、この支持部材に気体濃度検出部SR1が取り付けられた構成としてもよい。また、気体濃度検出部SR1が第二収容部82の天井部82bとは異なる部分(例、壁部など)に配置された構成であってもよい。また、気体濃度検出部SR1、SR2に接続される配線部分を熱から保護する保護部(断熱カバー、冷却機構などを含む)が設けられていてもよい。
Note that the position of the gas concentration detection unit SR1 is not limited to the
一方、気体濃度検出部SR2は、加熱チャンバー70のうち第一収容部81の底部81bに設けられている。気体濃度検出部SR2は、排気部88の接続管88bの近傍に配置されている。気体濃度検出部SR2の検出面SRbは、+Z側に向けられている。尚、気体濃度検出部SR2は、接続管88bの内部に設けられた構成であってもよい。
On the other hand, the gas concentration detection part SR <b> 2 is provided in the
また、本実施形態では、加熱チャンバー70に固体供給部89が設けられている。固体供給部89は、加熱チャンバー70の内部に、カルコゲン元素を含む固体を供給する。このようなカルコゲン元素としては、例えば硫黄、セレンの固体などが挙げられる。図7では、一例として、固体供給部89が第一収容部81の側部から底部81bに固体を供給する構成を示しているが、これに限られることはない。例えば、第二収容部82の天井部82b側から固体を加熱チャンバー70内に供給する構成であってもよい。また、第一収容部81及び第二収容部82の少なくとも一方に、固体を配置する固体配置部(台状、棚状など)を予め形成しておき、固体供給部89が当該固体配置部に固体を配置する構成であってもよい。また、開閉可能な蓋を有し上記固体を収容した容器又は収容部を加熱チャンバー70の内部に配置しておき、加熱チャンバー70の内部に固体を供給する場合には容器の蓋を開き、固体を供給しない場合には蓋を閉じる構成としてもよい。
In the present embodiment, a
(基板搬送経路)
図1に示すように、基板供給回収部LUの第二開口部12、塗布処理部CTの第一開口部21並びに第二開口部22、減圧乾燥部VDの第一開口部51並びに第二開口部52、焼成部BKの開口部61は、X方向に平行な直線上に並んで設けられている。このため、基板Sは、X方向に直線上に移動する。また、図2に示すように、基板Sが基板供給回収部LUから焼成部BKの加熱チャンバー70に収容されるまでの経路においては、Z方向の位置が保持されている。このため、基板Sによる周囲の気体の攪拌が抑制される。
(Substrate transport path)
As shown in FIG. 1, the
(アンチチャンバー)
図1に示すように、第一チャンバーCB1には、アンチチャンバーAL1〜AL3が接続されている。
アンチチャンバーAL1〜AL3は、第一チャンバーCB1の内外を連通して設けられている。アンチチャンバーAL1〜AL3は、それぞれ処理室20aの構成要素を第一チャンバーCB1の外部へ取り出したり、第一チャンバーCB1の外部から処理室20aに当該構成要素を入れ込んだりするための経路である。
(Anti-chamber)
As shown in FIG. 1, anti-chambers AL1 to AL3 are connected to the first chamber CB1.
The anti-chambers AL1 to AL3 are provided in communication with the inside and outside of the first chamber CB1. The anti-chambers AL1 to AL3 are paths for taking out the components of the
アンチチャンバーAL1は、塗布部31に接続されている。塗布部31に設けられるノズルNZは、アンチチャンバーAL1を介して処理室20aへの出し入れが可能となっている。
The anti-chamber AL1 is connected to the
アンチチャンバーAL2は、液状体供給部33に接続されている。液状体供給部33では、アンチチャンバーAL2を介して処理室20aへの出し入れが可能となっている。
The anti-chamber AL <b> 2 is connected to the liquid
アンチチャンバーAL3は、廃液貯留部35に接続されている。廃液貯留部35では、アンチチャンバーAL3を介して液体を処理室20aに出し入れ可能となっている。また、アンチチャンバーAL3は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。このため、例えば塗布処理部CTにおいて液状体の試し塗りを行う場合、アンチチャンバーAL3から未処理の基板Sを処理室20aに供給することが可能である。また、試し塗りを行った後の基板SをアンチチャンバーAL3から取り出すことが可能である。また、緊急時などにアンチチャンバーAL3から臨時に基板Sを取り出すことも可能である。
The anti-chamber AL3 is connected to the
また、第二チャンバーCB2には、アンチチャンバーAL4が接続されている。
アンチチャンバーAL4は、加熱チャンバー70に接続されている。アンチチャンバーAL4は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。このため、例えば加熱チャンバー70において基板Sの加熱を行う場合、アンチチャンバーAL4から基板Sを処理室60aに供給することが可能である。また、加熱処理を行った後の基板SをアンチチャンバーAL4から取り出すことが可能である。
The anti-chamber AL4 is connected to the second chamber CB2.
The anti-chamber AL4 is connected to the
(グローブ部)
図1に示すように、第一チャンバーCB1には、グローブ部GX1が接続されている。また、第二チャンバーCB2には、グローブ部GX2が接続されている。
グローブ部GX1及びGX2は、作業者が第一チャンバーCB1及び第二チャンバーCB2内にアクセスするための部分である。作業者がグローブ部GX1及びGX2内に手を挿入することにより、第一チャンバーCB1及び第二チャンバーCB2内のメンテナンス動作などを行うことができるようになっている。グローブ部GX1及びGX2は、袋状に形成されている。グローブ部GX1及びGX2は、それぞれ第一チャンバーCB1及び第二チャンバーCB2の複数個所に配置されている。グローブ部GX1及びGX2内に作業者が手を入れたか否かを検出するセンサなどが第一チャンバーCB1及び第二チャンバーCB2内に配置されていても構わない。
(Glove part)
As shown in FIG. 1, a globe part GX1 is connected to the first chamber CB1. In addition, a glove part GX2 is connected to the second chamber CB2.
The glove parts GX1 and GX2 are parts for the operator to access the first chamber CB1 and the second chamber CB2. When an operator inserts a hand into the glove parts GX1 and GX2, a maintenance operation and the like in the first chamber CB1 and the second chamber CB2 can be performed. The globe parts GX1 and GX2 are formed in a bag shape. The globe parts GX1 and GX2 are arranged at a plurality of locations in the first chamber CB1 and the second chamber CB2, respectively. A sensor or the like for detecting whether or not an operator puts a hand in the globe parts GX1 and GX2 may be arranged in the first chamber CB1 and the second chamber CB2.
(ゲートバルブ)
図1及び図2に示すように、基板供給回収部LUの第二開口部12と塗布処理部CTの第一開口部21との間には、ゲートバルブV1が設けられている。ゲートバルブV1は、不図示の駆動部によってZ方向に移動可能に設けられている。ゲートバルブV1をZ方向に移動させることで、基板供給回収部LUの第二開口部12と塗布処理部CTの第一開口部21とが同時に開放又は閉塞される。第二開口部12及び第一開口部21が同時に開放されると、これら第二開口部12と第一開口部21との間で基板Sの移動が可能となる。
(Gate valve)
As shown in FIGS. 1 and 2, a gate valve V1 is provided between the
第一チャンバーCB1の第二開口部22と第三チャンバーCB3の第一開口部51との間には、ゲートバルブV2が設けられている。ゲートバルブV2は、不図示の駆動部によってZ方向に移動可能に設けられている。ゲートバルブV2をZ方向に移動させることで、第一チャンバーCB1の第二開口部22と第三チャンバーCB3の第一開口部51とが同時に開放又は閉塞される。第二開口部22及び第一開口部51が同時に開放されると、これら第二開口部22と第一開口部51との間で基板Sの移動が可能となる。
A gate valve V2 is provided between the
第三チャンバーCB3の第二開口部52と第二チャンバーCB2の開口部61との間には、ゲートバルブV3が設けられている。ゲートバルブV3は、不図示の駆動部によってZ方向に移動可能に設けられている。ゲートバルブV3をZ方向に移動させることで、第三チャンバーCB3の第二開口部52と第二チャンバーCB2の開口部61とが同時に開放又は閉塞される。第二開口部52及び開口部61が同時に開放されると、これら第二開口部52と開口部61との間で基板Sの移動が可能となる。
A gate valve V3 is provided between the
(制御部)
制御部CONTは、塗布装置CTRを統括的に制御する部分である。具体的には、基板供給回収部LU、塗布処理部CT、減圧乾燥部VD、焼成部BKにおける動作、ゲートバルブV1〜V3の動作などを制御する。調整動作の一例として、制御部CONTは、気体濃度検出部SR1,SR2による検出結果に基づいて、気体供給部68の供給量を調整する。制御部CONTは、処理時間の計測等に用いる不図示のタイマーなどを有している。
(Control part)
The control part CONT is a part that comprehensively controls the coating apparatus CTR. Specifically, the operations in the substrate supply / recovery unit LU, the coating processing unit CT, the vacuum drying unit VD, the baking unit BK, the operations of the gate valves V1 to V3, and the like are controlled. As an example of the adjustment operation, the control unit CONT adjusts the supply amount of the
(塗布方法)
次に、本実施形態に係る塗布方法を説明する。本実施形態では、上記のように構成された塗布装置CTRを用いて基板S上に、金属を含む塗布膜を形成する。塗布装置CTRの各部で行われる動作は、制御部CONTによって制御される。
(Application method)
Next, the coating method according to this embodiment will be described. In the present embodiment, a coating film containing metal is formed on the substrate S using the coating apparatus CTR configured as described above. The operation performed in each part of the coating apparatus CTR is controlled by the control part CONT.
制御部CONTは、まず、外部から基板供給回収部LUに基板Sを搬入させる。この場合、制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞された状態として、蓋部14を開けて基板Sをチャンバー10の収容室10aに収容させる。基板Sが収容室10aに収容された後、制御部CONTは、蓋部14を閉じさせる。
First, the control unit CONT carries the substrate S into the substrate supply / recovery unit LU from the outside. In this case, the control part CONT opens the
蓋部14が閉じられた後、制御部CONTは、ゲートバルブV1を開放させ、チャンバー10の収容室10aと塗布処理部CTの第一チャンバーCB1の処理室20aとを連通させる。ゲートバルブV1を開放させた後、制御部CONTは、基板搬送部15を用いて基板SをX方向へ搬送する。
After the
第一チャンバーCB1の処理室20aに基板Sの一部が挿入された後、制御部CONTは、基板搬送部25を用いて基板Sを処理室20aに完全に搬入させる。基板Sが搬入された後、制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞させる。制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞させた後、基板Sを処理ステージ28へと搬送する。
After a part of the substrate S is inserted into the
図8〜図13は、本実施形態に係る塗布装置CTRの塗布処理の過程を示す図である。尚、図12においては、ノズルNZの吐出口OPから基板Sに対し液状体Qが吐出される様子を拡大して示している。 8-13 is a figure which shows the process of the coating process of the coating device CTR which concerns on this embodiment. In FIG. 12, the state in which the liquid material Q is discharged from the discharge port OP of the nozzle NZ to the substrate S is shown in an enlarged manner.
図8に示すように、基板Sが処理ステージ28上に載置されると、塗布処理部CTにおいて塗布処理が行われる。当該塗布処理に先立って、制御部CONTは、ゲートバルブV1及びV2が閉塞された状態とし、気体供給部37a及び排気部37b(図1及び図2参照)を用いて不活性ガスの供給及び吸引を行わせる。
As shown in FIG. 8, when the substrate S is placed on the
この動作により、処理室20aの雰囲気及び圧力が調整される。処理室20aの雰囲気及び圧力の調整後、制御部CONTは、ノズル駆動部NA(図8では不図示)を用いてノズルNZをノズル待機部44からノズル先端管理部45へと移動させる。制御部CONTは、以後塗布処理の間、処理室20aの雰囲気及び圧力の調整動作を継続して行わせる。
By this operation, the atmosphere and pressure in the
ノズルNZがノズル先端管理部45に到達した後、制御部CONTは、図9に示すように、ノズルNZに対して予備吐出動作を行わせる。予備吐出動作では、制御部CONTは、吐出口OPから液状体Qを吐出させる。予備吐出動作の後、制御部CONTは、図10に示すように、払拭部45aをガイドレール45bに沿ってX方向に移動させ、ノズルNZの先端部分TP及びその近傍の傾斜部を払拭させる。
After the nozzle NZ reaches the nozzle
ノズルNZの先端部分TPを払拭させた後、制御部CONTは、ノズルNZを処理ステージ28へ移動させる。ノズルNZの吐出口OPが基板Sの−Y側端部に到達した後、制御部CONTは、図11に示すように、ノズルNZを+Y方向に所定速度で移動させつつ、吐出口OPから基板Sへ向けて液状体Qを吐出させる。この動作により、基板S上には液状体Qの塗布膜Fが形成される。
After wiping the tip portion TP of the nozzle NZ, the control unit CONT moves the nozzle NZ to the
この場合、制御部CONTは、ノズルNZと基板Sとを相対移動させてノズルNZの先端部分TPを基板Sに対向させる。本実施形態では、基板Sを定位置に配置し、ノズルNZのみを+Y方向に移動させてノズルNZの先端部分TPを基板Sに対向させる。
先端部分TPと基板Sとを対向させた後、制御部CONTは、図12に示すように、先端部分TP(具体的には先端部分TPを覆うコーティング層NZf)と基板Sとの間で液状体Qが挟持されるように、吐出口OPから液状体Qを吐出させる。
In this case, the control unit CONT moves the nozzle NZ and the substrate S relative to each other so that the tip portion TP of the nozzle NZ faces the substrate S. In the present embodiment, the substrate S is disposed at a fixed position, and only the nozzle NZ is moved in the + Y direction so that the tip portion TP of the nozzle NZ faces the substrate S.
After the front end portion TP and the substrate S are made to face each other, the control unit CONT is liquid between the front end portion TP (specifically, the coating layer NZf covering the front end portion TP) and the substrate S as shown in FIG. The liquid material Q is discharged from the discharge port OP so that the body Q is sandwiched.
ここで、仮に、先端部分TPにおける液状体Qとの親和性が、液状体Q同士の親和性よりも強い場合、液状体Qは、液状体Q同士で接触するよりも先端部分TPに接触しようとする。このため、液状体Qが先端部分TPに付着した状態となってしまい、基板Sに対する定着性が低下してしまう。また、先端部分TPのみならず、隣接部分である傾斜部分TSa,TSbにおける液状体Qとの親和性が、液状体Q同士の親和性よりも強い場合、液状体Qは先端部分TPから傾斜部分TSa,TSbへと伝わってしまい、基板Sへの定着性が低下してしまう。更に、先端部分TP(及び隣接部分)における液状体Qとの親和性が液状体Qと基板Sとの親和性よりも強い場合、液状体Qは基板Sよりも先端部分TP(及び隣接部分)に付着しようとするため、この場合も基板Sへの定着性が低下してしまう。 Here, if the affinity of the tip portion TP with the liquid material Q is stronger than the affinity of the liquid materials Q, the liquid material Q will contact the tip portion TP rather than contact with the liquid materials Q. And For this reason, the liquid Q is attached to the tip portion TP, and the fixing property to the substrate S is deteriorated. In addition, when the affinity with the liquid Q in the inclined portions TSa and TSb that are adjacent portions as well as the tip portion TP is stronger than the affinity between the liquid materials Q, the liquid Q is inclined from the tip portion TP. It is transmitted to TSa and TSb, and the fixing property to the substrate S is lowered. Furthermore, when the affinity of the liquid material Q in the tip portion TP (and the adjacent portion) is stronger than the affinity of the liquid material Q and the substrate S, the liquid material Q is more in the tip portion TP (and the adjacent portion) than the substrate S. In this case, the fixability to the substrate S is deteriorated.
これに対して、本実施形態においては、ノズルNZは、先端部分TPがコーティング層NZfで覆われると共に、表面全体が上記材料(1)〜(8)の少なくとも1種類を用いて形成されているため、ノズルNZの特に先端部分TPにおける液状体Qとの親和性は、液状体Q同士の親和性よりも弱くなっている。また、先端部分TPにおける液状体Qとの親和性は、基板Sと液状体Qとの間の親和性よりも弱くなっている。 On the other hand, in this embodiment, the nozzle NZ has the tip portion TP covered with the coating layer NZf, and the entire surface is formed using at least one of the materials (1) to (8). Therefore, the affinity of the nozzle NZ, particularly the liquid material Q at the tip portion TP, is weaker than the affinity of the liquid materials Q. Further, the affinity of the tip portion TP with the liquid material Q is weaker than the affinity between the substrate S and the liquid material Q.
したがって、上記のようにノズルNZの先端部分TPと基板Sとで液状体Qを挟むことにより、液状体Qが先端部分TPに付着しにくい状態になると共に、液状体Q同士で接触しやすい状態となる。また、液状体Qは先端部分TPよりも基板Sに付着しやすい状態になる。 Therefore, when the liquid material Q is sandwiched between the tip portion TP of the nozzle NZ and the substrate S as described above, the liquid material Q is unlikely to adhere to the tip portion TP, and the liquid materials Q are likely to contact each other. It becomes. Further, the liquid Q is more likely to adhere to the substrate S than the tip portion TP.
制御部CONTは、先端部分TPと基板Sとの間で液状体Qを保持した状態で、吐出口OPから液状体Qを吐出しつつ先端部分TPと基板Sとを相対移動させる。本実施形態では、基板Sを定位置に配置し、先端部分TPのみを+Y方向に移動させる。この動作により、液状体Qは先端部分TPから傾斜部分TSaや傾斜部分TSbなどに流れてしまうことなく、基板S上に配置されて定着することになる。 The controller CONT relatively moves the tip portion TP and the substrate S while discharging the liquid material Q from the discharge port OP in a state where the liquid material Q is held between the tip portion TP and the substrate S. In the present embodiment, the substrate S is disposed at a fixed position, and only the tip portion TP is moved in the + Y direction. By this operation, the liquid Q is arranged and fixed on the substrate S without flowing from the tip portion TP to the inclined portion TSa, the inclined portion TSb, or the like.
また、基板Sに配置された液状体Q同士の親和性により、基板SがノズルNZの吐出口OPから遠ざかると、基板S上に塗布された液状体Qが先端部分TPの液状体Qを引っ張るように作用する。このような結果、図13に示すように、基板Sの所定領域上に液状体Qの塗布膜Fがほぼ均一の膜厚で形成される。塗布膜Fの形成後、制御部CONTは、吐出口OPからの液状体Qの吐出動作を停止させる。 Further, due to the affinity between the liquid materials Q arranged on the substrate S, when the substrate S moves away from the discharge port OP of the nozzle NZ, the liquid material Q applied on the substrate S pulls the liquid material Q at the tip portion TP. Acts as follows. As a result, as shown in FIG. 13, the coating film F of the liquid material Q is formed on the predetermined region of the substrate S with a substantially uniform film thickness. After forming the coating film F, the control unit CONT stops the discharge operation of the liquid material Q from the discharge port OP.
基板Sの所定領域に液状体Qの塗布膜Fを形成した後、制御部CONTは、図13に示すように、基板搬送部25を用いて基板Sを処理ステージ28から第二チャンバーCB2へと+X方向に移動させる。また、制御部CONTは、ノズルNZを−Y方向へ移動させ、ノズル待機部44へと戻す。
After forming the coating film F of the liquid material Q in a predetermined region of the substrate S, the control unit CONT uses the
図14〜図17は、本実施形態に係る塗布装置CTRの減圧乾燥処理の過程を示す図である。
基板Sが第一チャンバーCB1の第二開口部22に到達した後、制御部CONTは、図14に示すように、ゲートバルブV2を開放させ、基板Sを第一チャンバーCB1から第二チャンバーCB2へと搬送させる。尚、当該搬送ステップを行う際、基板Sは接続部CNに配置される第三チャンバーCB3を経由する。制御部CONTは、基板Sが第三チャンバーCB3を通過する際に、当該基板Sに対して減圧乾燥部VDを用いて乾燥処理を行わせる。具体的には、第三チャンバーCB3の処理室50aに基板Sが収容された後、制御部CONTは、図15に示すように、ゲートバルブV2を閉塞させる。
14-17 is a figure which shows the process of the reduced pressure drying process of the coating device CTR which concerns on this embodiment.
After the substrate S reaches the
ゲートバルブV2を閉塞させた後、制御部CONTは、昇降機構53aを用いて加熱部53のZ方向の位置を調整させる。その後、制御部CONTは、図16に示すように、気体供給部58を用いて処理室50aの雰囲気を調整させると共に、排気部59を用いて処理室50aを減圧させる。この動作により処理室50aが減圧すると、基板Sに形成された塗布膜Fに含まれる溶媒の蒸発が促進され、塗布膜Fが乾燥する。尚、制御部CONTは、排気部59を用いて処理室50aを減圧する減圧動作を行わせる間に、昇降機構53aを用いて加熱部53のZ方向の位置を調整させても構わない。
After closing the gate valve V2, the control unit CONT adjusts the position of the
また、制御部CONTは、図16に示すように、加熱部53を用いて基板S上の塗布膜Fを加熱する。この動作により、基板S上の塗布膜Fに含まれる溶媒の蒸発が促進され、減圧下での乾燥処理を短時間で行うことができる。制御部CONTは、加熱部53によって加熱動作を行う間に、昇降機構53aを用いて加熱部53のZ方向の位置を調整させても構わない。
Further, as shown in FIG. 16, the control unit CONT heats the coating film F on the substrate S using the
減圧乾燥処理が行われた後、制御部CONTは、図17に示すように、ゲートバルブV3を開放させ、基板Sを接続部CNから第二チャンバーCB2へと搬送させる。基板Sが第二チャンバーCB2の処理室60aに収容された後、制御部CONTはゲートバルブV3を閉塞させる。
After the vacuum drying process is performed, the control unit CONT opens the gate valve V3 and transports the substrate S from the connection unit CN to the second chamber CB2, as shown in FIG. After the substrate S is accommodated in the
図18〜図22は、本実施形態に係る塗布装置CTRの焼成処理の過程を示す図である。
基板支持部72aの移動により、図18に示すように、基板Sが第一加熱板83上の中央部に配置される。その後、制御部CONTは、図19に示すように、リフト部85を+Z方向に移動させる。この動作により、基板Sは搬送アーム72の基板支持部72aから離れ、リフト部85の複数の支持ピン85aに支持される。このようにして基板Sが基板支持部72aからリフト部85へと渡される。基板Sがリフト部85の支持ピン85aによって支持された後、制御部CONTは、基板支持部72aを加熱チャンバー70の外部へ−X方向に退避させる。
18-22 is a figure which shows the process of the baking process of the coating device CTR which concerns on this embodiment.
By the movement of the
基板支持部72aを退避させた後、制御部CONTは、図20に示すように、リフト部85を−Z方向に移動させると共に、第二収容部82を−Z方向に移動させる。この動作により、第二収容部82の縁部82aが第一収容部81の縁部81aに重なり、縁部82aと縁部81aとの間で封止部86が挟まれた状態となる。このため、第一収容部81、第二収容部82及び封止部86によって密閉された焼成室80が形成される(収容ステップ)。
After retracting the
焼成室80を形成した後、制御部CONTは、図21に示すように、リフト部85を−Z方向へ移動させて基板Sを第一加熱板83上に載置させる。基板Sが第一加熱板83上に載置された後、制御部CONTは、第二加熱板84を−Z方向に移動させ、第二加熱板84と基板Sとを近づける。制御部CONTは、適宜第二加熱板84のZ方向の位置を調整させる。
After forming the
第二加熱板84のZ方向の位置を調整させた後、制御部CONTは、図22に示すように、気体供給部87を用いて焼成室80に窒素ガスや硫化水素ガス、セレン化水素ガスを供給すると共に、排気部88を用いて焼成室80を吸引させる。この動作により、焼成室80の雰囲気及び圧力が調整されると共に、第二収容部82から第一収容部81にかけて窒素ガス、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの気流が形成される。窒素ガス、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの気流が形成された状態で、制御部CONTは、第一加熱板83及び第二加熱板84を作動させ、基板Sの焼成動作を行わせる(加熱ステップ)。この動作により、基板Sの塗布膜Fから溶媒成分が蒸発すると共に、塗布膜Fに含まれる気泡などが除去される。また、窒素ガス、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの気流により、塗布膜Fから蒸発した溶媒成分や気泡などが押し流され、排気部88から吸引される。
After adjusting the position of the
この基板Sの焼成動作において、制御部CONTは、加熱チャンバー70内の気体のうち硫黄元素、セレン元素を含む所定気体(例、硫化水素ガス、セレン化水素ガス)の濃度を検出させる(検出ステップ)。制御部CONTは、この検出に際して、気体濃度検出部SR1、SR2を用いる。制御部CONTは、気体供給部87から焼成室80に硫化水素ガス、セレン化水素ガスが供給された後、気体濃度検出部SR1、SR2を作動させ、この硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度を検出させる。気体濃度検出部SR1、SR2では、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度を検出し、検出結果が制御部CONTに送信される。
In the firing operation of the substrate S, the control unit CONT detects the concentration of a predetermined gas (eg, hydrogen sulfide gas, hydrogen selenide gas) containing sulfur element and selenium element among the gases in the heating chamber 70 (detection step). ). The controller CONT uses the gas concentration detectors SR1 and SR2 for this detection. The control unit CONT operates the gas concentration detection units SR1 and SR2 after the hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas are supplied from the
気体濃度検出部SR1により、基板Sのうち液状体Fが塗布された面に対向する位置で検出が行われるため、基板Sの周囲における硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度が効率的に検出される。また、気体濃度検出部SR2により、接続管88bから排気される気体に含まれる硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度が検出されることとなる。
Since the gas concentration detection unit SR1 performs detection at a position facing the surface of the substrate S on which the liquid F is applied, the concentration of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas around the substrate S is efficiently detected. Is done. Further, the concentration of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas contained in the gas exhausted from the
制御部CONTは、検出結果に基づいて、加熱チャンバー70内(焼成室80内)の硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度を調整する(調整ステップ)。この調整において、制御部CONTは、制御部CONTは、検出結果が予め設定された下限側の第一閾値を超えており、予め設定された上限側の第二閾値を下回る場合、上記のように硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給を継続しつつ、加熱動作を行わせる。 The control unit CONT adjusts the concentration of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas in the heating chamber 70 (in the baking chamber 80) based on the detection result (adjustment step). In this adjustment, the control unit CONT determines that the control unit CONT exceeds the first threshold value on the lower limit side set in advance and falls below the second threshold value set on the upper limit side as described above. The heating operation is performed while the supply of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas is continued.
一方、検出結果が第一閾値(下限側閾値)を下回る場合、制御部CONTは、気体供給部87を用いて、加熱チャンバー70内に硫化水素ガス、セレン化水素ガスを供給する(供給ステップ)。この供給ステップは、加熱チャンバー70に供給されている硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給量を増加させることを含む。制御部CONTは、検出結果が当該第一閾値を超えるまで、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給量を増加させたまま維持する。
On the other hand, when the detection result falls below the first threshold (lower threshold), the control unit CONT supplies the hydrogen sulfide gas and the hydrogen selenide gas into the
また、検出結果が第二閾値(上限側閾値)を超える場合には、気体供給部87による硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給量を低下させる動作、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給を停止させる動作、及び、排気部88を用いて加熱チャンバー70内の気体を排気させる動作、のいずれかを行わせることで、加熱チャンバー70内の硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度を低下させる。制御部CONTは、検出結果が当該第二閾値を下回るまで、硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給量の低下、供給の停止、排気(排気ステップ)の少なくとも1つを行わせる。
When the detection result exceeds the second threshold (upper limit threshold), the
尚、上記焼成動作においては、塗布膜Fに含まれる金属成分のうち少なくとも一種類の成分を融点以上まで加熱し、塗布膜Fの少なくとも一部を溶解させる。例えば、塗布膜FがCZTS型の太陽電池に用いられる場合であれば、塗布膜Fを構成する成分のうち、Sn、S、Seについて融点以上まで加熱し、これらの物質を液状化させて塗布膜Fを凝集させる。その後、塗布膜Fが固形化する温度まで当該塗布膜Fを冷却する。塗布膜Fを固形化することで、当該塗布膜Fの強度が高められることになる。 In the baking operation, at least one component of the metal components contained in the coating film F is heated to the melting point or higher to dissolve at least a part of the coating film F. For example, if the coating film F is used in a CZTS type solar cell, among the components constituting the coating film F, Sn, S, and Se are heated to a melting point or higher, and these substances are liquefied and applied. Aggregate the membrane F. Thereafter, the coating film F is cooled to a temperature at which the coating film F is solidified. By solidifying the coating film F, the strength of the coating film F is increased.
このような焼成動作が完了した後、制御部CONTは、基板Sを−X方向へ搬送させる。具体的には、加熱チャンバー70から基板搬送部65を経て焼成部BKから搬出され、減圧乾燥部VD、塗布処理部CTを経て基板供給回収部LUへ戻される。基板Sが基板供給回収部LUへ戻された後、制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞させた状態で蓋部14を開放させる。その後、作業者は、チャンバー10内の基板Sを回収し、新たな基板Sをチャンバー10の収容室10aに収容させる。
After such a baking operation is completed, the control unit CONT transports the substrate S in the −X direction. Specifically, it is unloaded from the baking unit BK through the
尚、基板Sが基板供給回収部LUへ戻された後、基板Sに形成された塗布膜F上に更に別の塗布膜を重ねて形成する場合、制御部CONTは、再度基板Sを塗布処理部CTへ搬送させ、塗布処理、減圧乾燥処理及び焼成処理を繰り返して行わせる。このようにして基板S上に塗布膜Fが積層される。 When the substrate S is returned to the substrate supply / recovery unit LU and then another coating film is formed on the coating film F formed on the substrate S, the control unit CONT applies the substrate S again. It is made to convey to part CT, and a coating process, a reduced pressure drying process, and a baking process are repeatedly performed. In this way, the coating film F is laminated on the substrate S.
以上のように、本実施形態によれば、ノズルNZの先端部分TPには、液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱くなるようにコーティング層NZfが形成されるため、ノズルNZの吐出口OPから吐出された液状体QがノズルNZの先端部分TPに付着することを抑制することができる。これにより、液状体Qが基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。
特に、ノズルNZが金属を含む液状体Qを吐出する構成であると、金属を含む液状体QがノズルNZの先端部分TPに付着した場合、金属が固着してしまうことがある。この固着物を掻き落とすことは容易ではない。しかし本実施形態によれば、金属を含む液状体QがノズルNZの先端部分TPに付着することが抑制されるため、ノズルNZの先端部分TPに金属の固着物が生じることを抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the coating layer NZf is formed on the tip portion TP of the nozzle NZ so that the affinity with the liquid material Q is weaker than the affinity between the liquid materials Q. Therefore, it is possible to suppress the liquid Q discharged from the discharge port OP of the nozzle NZ from adhering to the tip portion TP of the nozzle NZ. Thereby, the liquid Q is easily fixed on the substrate S. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
In particular, when the nozzle NZ is configured to discharge the liquid material Q containing metal, the metal may adhere when the liquid material Q containing metal adheres to the tip portion TP of the nozzle NZ. It is not easy to scrape off this fixed matter. However, according to the present embodiment, since the liquid material Q containing metal is suppressed from adhering to the tip portion TP of the nozzle NZ, it is possible to suppress the occurrence of metal sticking matter at the tip portion TP of the nozzle NZ. it can.
また、コーティング層NZfが、ノズルNZのうち、先端部分TPと、先端部分TPに隣接する部分と、を含む部分に設けられることで、液状体QがノズルNZの先端部分TPから当該先端部分TPに隣接する部分(傾斜部分TSa,TSb、壁部分TSc,TSd)へ伝ってしまうことを抑制することができる。 Further, the coating layer NZf is provided in a portion of the nozzle NZ that includes the tip portion TP and a portion adjacent to the tip portion TP, so that the liquid material Q is transferred from the tip portion TP of the nozzle NZ to the tip portion TP. It is possible to suppress the transmission to portions (inclined portions TSa, TSb, wall portions TSc, TSd) adjacent to the.
また、液状体Qが、金属を分散させる溶媒を含み、コーティング層NZfが、溶媒との間の親和性が溶媒同士の親和性よりも弱くなるように形成されることで、ノズルNZの吐出口OPから吐出された溶媒を含む液状体QがノズルNZの先端部分TPに付着することを抑制することができる。これにより、溶媒を含む液状体Qが基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 Further, the liquid material Q includes a solvent for dispersing the metal, and the coating layer NZf is formed so that the affinity with the solvent is weaker than the affinity between the solvents, so that the discharge port of the nozzle NZ It is possible to suppress the liquid Q containing the solvent discharged from the OP from adhering to the tip portion TP of the nozzle NZ. As a result, the liquid Q containing the solvent is easily fixed to the substrate S. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
また、コーティング層NZfが、溶媒との間の親和性が溶媒と基板Sとの間の親和性よりも弱くなるように形成されることで、溶媒を含む液状体QがノズルNZの先端部分TPのコーティング層NZfよりも基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 In addition, the coating layer NZf is formed so that the affinity between the solvent and the solvent is weaker than the affinity between the solvent and the substrate S, so that the liquid material Q containing the solvent becomes the tip portion TP of the nozzle NZ. It becomes easier to fix to the substrate S than the coating layer NZf. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
また、コーティング層NZfが、硬質炭素膜を用いて形成されることで、液状体Qがコーティング層NZfに付着しにくくなるため、液状体Qが基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 In addition, since the coating layer NZf is formed using a hard carbon film, the liquid Q is hardly attached to the coating layer NZf, and thus the liquid Q is easily fixed on the substrate S. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
また、ノズルNZの少なくとも先端部分TPが、チタンを用いて形成されることで、ノズルNZの先端部分TPと液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱くなるため、ノズルNZの吐出口OPから吐出された液状体QがノズルNZの先端部分TPに付着することを抑制することができる。これにより、液状体Qが基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 Further, since at least the tip portion TP of the nozzle NZ is formed using titanium, the affinity between the tip portion TP of the nozzle NZ and the liquid material Q is weaker than the affinity between the liquid materials Q. The liquid Q discharged from the discharge port OP of the nozzle NZ can be prevented from adhering to the tip portion TP of the nozzle NZ. Thereby, the liquid Q is easily fixed on the substrate S. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
また、基板Sが、モリブデンを用いて形成されることで、液状体Qが基板Sに定着しやすくなるため、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 In addition, since the substrate S is formed using molybdenum, the liquid Q is easily fixed to the substrate S. Therefore, the liquid Q can be uniformly applied on the substrate S.
また、塗布部31によって液状体Qの塗布される塗布空間K1を囲む第一チャンバーCB1を備えると共に、液状体Qの塗布された基板Sの塗布後移動空間K2を囲む第三チャンバーCB3、第二チャンバーCB2及び加熱チャンバー70を備えることで、チャンバーCB1,CB3,CB2,70により液状体Qの配置される空間が囲まれるため、液状体Qの劣化を抑制することができる。
In addition, the first chamber CB1 surrounding the coating space K1 where the liquid material Q is applied by the
また、第一チャンバーCB1で囲まれた空間に不活性ガスを供給する気体供給部37a、第三チャンバーCB3で囲まれた空間に不活性ガスを供給する気体供給部58、第二チャンバーCB2で囲まれた空間に不活性ガスを供給する気体供給部68及び加熱チャンバー70で囲まれた空間に不活性ガスを供給する気体供給部87を備えることで、チャンバーCB1,CB3,CB2,70で囲まれた空間に不活性ガスが供給されるため、チャンバーCB1,CB3,CB2,70に囲まれた空間において液状体Qの劣化をより確実に抑制することができる。
In addition, a
また、吐出口OPが、先端部分TPに対向する吐出領域に液状体Qを吐出するように形成されており、相対駆動部が、吐出領域を通過するように基板Sを駆動する基板搬送部25を有することで、ノズルNZを定位置に配置した状態で、基板Sのみを移動させることにより、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 Further, the discharge port OP is formed so as to discharge the liquid material Q to the discharge region facing the front end portion TP, and the relative transport unit drives the substrate S so as to pass through the discharge region. By moving the substrate S alone with the nozzles NZ arranged at fixed positions, the liquid material Q can be applied onto the substrate S without unevenness.
また、相対駆動部が、吐出領域が基板S上を走査するようにノズルNZを駆動するノズル駆動部NAを有することで、基板Sを定位置に配置した状態で、ノズルNZのみを移動させることにより、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 In addition, the relative driving unit includes the nozzle driving unit NA that drives the nozzle NZ so that the ejection region scans on the substrate S, so that only the nozzle NZ is moved in a state where the substrate S is disposed at a fixed position. Thus, the liquid material Q can be applied onto the substrate S without any unevenness.
また、相対駆動部が、基板搬送部25及びノズル駆動部NAの両方を備えることで、相対駆動としては、例えば基板Sのみを移動させる、ノズルNZのみを移動させる、基板S及びノズルNZの両方を移動させる、といった態様を取り得る。
In addition, since the relative drive unit includes both the
また、この方法によれば、液状体Qとの間の親和性が液状体Q同士の親和性よりも弱くなるようにコーティング層NZfが形成された先端部分TPを基板Sに対向させ、先端部分ATPと基板Sとの間で液状体Qが挟持されるように吐出口OPから液状体Qを吐出することで、液状体Qは先端部分TPに付着しにくい状態になると共に、液状体Q同士で接触しやすい状態となる。この状態で吐出口OPから液状体Qを吐出しつつ先端部分TPと基板Sとを相対移動させると、基板S上に配置された液状体Qが基板S上で互いに接触しようとするため、液状体Qは先端部分TPからノズルNZ表面を伝って流れてしまうことなく、基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 Further, according to this method, the tip portion TP on which the coating layer NZf is formed is opposed to the substrate S so that the affinity between the liquid materials Q is weaker than the affinity between the liquid materials Q, and the tip portion By discharging the liquid material Q from the discharge port OP so that the liquid material Q is sandwiched between the ATP and the substrate S, the liquid material Q becomes difficult to adhere to the tip portion TP, and the liquid materials Q It will be in a state where it is easy to touch. If the tip portion TP and the substrate S are relatively moved while discharging the liquid material Q from the discharge port OP in this state, the liquid materials Q arranged on the substrate S try to contact each other on the substrate S. The body Q can be easily fixed on the substrate S without flowing from the tip portion TP along the surface of the nozzle NZ. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
尚、本実施形態では、ノズルNZの少なくとも先端部分TPがチタンを用いて形成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ノズルNZの少なくとも先端部分TPがSUSを用いて形成されていてもよい。また、ノズルNZの少なくとも先端部分TPがチタンやSUSとは異なる材料を用いて形成されていてもよい。この構成においても、ノズルNZのうち少なくとも先端部分TPがコーティング層NZfで覆われることで、ノズルNZの吐出口OPから吐出された液状体QがノズルNZの先端部分TPに付着することを抑制することができる。これにより、液状体Qが基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 In the present embodiment, the example in which at least the tip portion TP of the nozzle NZ is formed using titanium has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, at least the tip portion TP of the nozzle NZ may be formed using SUS. Further, at least the tip portion TP of the nozzle NZ may be formed using a material different from titanium or SUS. Also in this configuration, at least the tip portion TP of the nozzle NZ is covered with the coating layer NZf, thereby suppressing the liquid Q discharged from the discharge port OP of the nozzle NZ from adhering to the tip portion TP of the nozzle NZ. be able to. Thereby, the liquid Q is easily fixed on the substrate S. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
また、本実施形態では、コーティング層NZfが硬質炭化膜を用いて形成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、コーティング層NZfが、フッ素系樹脂、有機シリコン化合物(例えば、スピン・オン・ガラス:SOGともいう。)、無機シリコン化合物、炭化珪素(SiC)を用いて形成されていてもよい。この構成においても、液状体Qがコーティング層NZfに付着しにくくなるため、液状体Qが基板Sに定着しやすくなる。よって、基板S上に液状体Qをムラ無く塗布することができる。 In the present embodiment, the example in which the coating layer NZf is formed using a hard carbide film has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the coating layer NZf may be formed using a fluorine-based resin, an organic silicon compound (for example, also referred to as spin-on glass: SOG), an inorganic silicon compound, or silicon carbide (SiC). Also in this configuration, since the liquid Q is hardly attached to the coating layer NZf, the liquid Q is easily fixed to the substrate S. Therefore, the liquid material Q can be applied on the substrate S without unevenness.
また、本実施形態では、塗布動作を行う際、基板Sを定位置に配置した状態で、ノズルNZを移動させることで液状体Qを基板Sに塗布する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ノズルNZを定位置に配置した状態で、基板Sを移動させることで液状体Qを基板Sに塗布するようにしても構わない。また、ノズルNZと基板Sとを両方移動させるようにしても構わない。 Further, in the present embodiment, when performing the application operation, the example in which the liquid material Q is applied to the substrate S by moving the nozzle NZ in a state where the substrate S is disposed at a fixed position has been described. Not exclusively. For example, the liquid material Q may be applied to the substrate S by moving the substrate S in a state where the nozzle NZ is disposed at a fixed position. Further, both the nozzle NZ and the substrate S may be moved.
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、加熱チャンバー70内(焼成室80内)の硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度の調整において、制御部CONTは、検出結果が第一閾値を下回る場合に、加熱チャンバー70内に供給する硫化水素ガス、セレン化水素ガスの供給量を増加させる動作を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, in the adjustment of the concentration of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas in the heating chamber 70 (in the baking chamber 80), the control unit CONT determines that the heating chamber has a detection result lower than the first threshold value. Although the operation of increasing the supply amount of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas supplied into 70 has been described as an example, it is not limited thereto.
図23は、焼成処理の一工程を示す図である。図23に示すように、制御部CONTは、固体供給部89を用いて、加熱チャンバー70の内部に硫黄、セレンの単体を含む固体を供給させてもよい(供給ステップ)。この場合、加熱チャンバー70の内部に供給された固体に含まれる硫黄、セレンは、加熱チャンバー70内の熱によって昇華し、雰囲気中の硫黄元素濃度、セレン元素濃度の向上に寄与することとなる。
FIG. 23 is a diagram illustrating one step of the firing process. As shown in FIG. 23, the control unit CONT may supply a solid containing sulfur and selenium alone into the
また、例えば、上記実施形態では、加熱チャンバー70の内部に気体濃度検出部SR1、SR2が配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、加熱チャンバー70のうち所定位置の気体を加熱チャンバー70の外部に排気し、排気された気体に含まれる硫化水素やセレン化水素の濃度を検出する構成であってもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the configuration in which the gas concentration detection units SR1 and SR2 are arranged inside the
また、例えば、上記実施形態では、焼成部BKに配置された加熱チャンバー70に気体濃度検出部SR1、SR2が配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、第一チャンバーCB1と第二チャンバーCB2とを接続する第三チャンバーCB3に、上記気体濃度検出部SR1、SR2と同一構成の気体濃度検出部が配置された構成であってもよい。この場合、減圧乾燥部VDによる加熱時に雰囲気中の硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度の検出、当該濃度の調整を行うようにすればよい。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the gas concentration detection units SR1 and SR2 are arranged in the
また、例えば、気体濃度検出部SR1、SR2と同一構成の気体濃度検出部が、第一チャンバーCB1の内部に配置された構成であってもよい。塗布処理部CTによって塗布処理を行う際、カルコゲン元素を含む気体(例、硫化水素ガス、セレン化水素ガスなど)が発生する場合がある。したがって、塗布処理時においても、基板周囲の環境の変化を検知することが望ましい。 For example, the gas concentration detection part of the same configuration as the gas concentration detection parts SR1 and SR2 may be arranged inside the first chamber CB1. When the coating process is performed by the coating processing unit CT, a gas containing a chalcogen element (eg, hydrogen sulfide gas, hydrogen selenide gas, etc.) may be generated. Therefore, it is desirable to detect changes in the environment around the substrate even during the coating process.
この場合、気体濃度検出部は、基板Sが第一チャンバーCB1に収容され(第一収容ステップ)、塗布処理部CTによって基板Sに対して液状体の塗布処理が行われる(第一処理ステップ)場合において、塗布処理時に雰囲気中の硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度を検出(検出ステップ)することが可能である。 In this case, in the gas concentration detection unit, the substrate S is accommodated in the first chamber CB1 (first accommodation step), and the liquid material is applied to the substrate S by the application processing unit CT (first processing step). In some cases, it is possible to detect (detection step) the concentration of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas in the atmosphere during the coating process.
気体濃度検出部の位置は、例えばノズルNZの移動経路に沿った位置や、不図示の排気口を設けることで当該排気口又はその近傍の位置とすることができる。また、例えば、気体濃度検出部の位置が、液状体供給部33と廃液貯留部35との間の位置や、ノズル待機部44の+X側又は−X側の位置であってもよい。また、気体濃度検出部は、第一チャンバーCB1の外部(例、外壁)に配置されていてもよい。
The position of the gas concentration detection unit can be set to, for example, a position along the movement path of the nozzle NZ or a position near the exhaust port by providing an exhaust port (not shown). Further, for example, the position of the gas concentration detection unit may be a position between the liquid
尚、気体濃度検出部は、第一チャンバーCB1、第二チャンバーCB2(加熱チャンバー70)及び第三チャンバーCB3の内部のうち、少なくとも一つのチャンバー内に設けられた構成としてもよい。この場合、塗布処理、減圧乾燥処理及び加熱処理のうち少なくとも一つの処理時において、雰囲気中の硫化水素ガス、セレン化水素ガスの濃度の検出(検出ステップ)を行うことができ、当該濃度の調整を行うことができる。 The gas concentration detection unit may be provided in at least one of the first chamber CB1, the second chamber CB2 (heating chamber 70), and the third chamber CB3. In this case, the concentration of hydrogen sulfide gas and hydrogen selenide gas in the atmosphere can be detected (detection step) during at least one of the coating process, the reduced pressure drying process, and the heating process, and the concentration can be adjusted. It can be performed.
また、上記実施形態においては、第二チャンバーCB2の焼成部BKにおいて焼成動作を行わせる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図24に示すように、第二チャンバーCB2とは異なる位置に別途第四チャンバーCB4が設けられ、当該第四チャンバーCB4に設けられる加熱部HTによって基板Sを加熱する構成であっても構わない。 Moreover, in the said embodiment, although the structure which performs baking operation in the baking part BK of 2nd chamber CB2 was mentioned as an example, it demonstrated, It is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 24, a fourth chamber CB4 may be separately provided at a position different from the second chamber CB2, and the substrate S may be heated by the heating unit HT provided in the fourth chamber CB4. Absent.
この場合、例えば基板Sに塗布膜Fを積層させた後、第四チャンバーCB4の加熱部HTにおいて、積層された塗布膜Fを焼成するための加熱処理(第二加熱ステップ)を行うようにすることができる。第二加熱ステップにおける加熱処理では、焼成部BKによる加熱処理よりも高い加熱温度で塗布膜Fを加熱する。この加熱処理により、積層された塗布膜Fの固形分(金属成分)を結晶化させることができるので、塗布膜Fの膜質を更に高めることができる。 In this case, for example, after the coating film F is laminated on the substrate S, a heating process (second heating step) for firing the laminated coating film F is performed in the heating unit HT of the fourth chamber CB4. be able to. In the heat treatment in the second heating step, the coating film F is heated at a higher heating temperature than the heat treatment by the baking part BK. By this heat treatment, the solid content (metal component) of the laminated coating film F can be crystallized, so that the film quality of the coating film F can be further improved.
尚、基板Sに塗布膜Fを積層させた後の加熱については、第二チャンバーCB2の焼成部BKにおいて行うようにしても構わない。この場合、焼成部BKでは、塗布膜Fの各層を焼成する場合の加熱温度よりも、積層させた後の塗布膜Fを焼成する場合の加熱温度の方が高くなるように制御すれば良い。 In addition, you may make it perform the heating after laminating | stacking the coating film F on the board | substrate S in the baking part BK of 2nd chamber CB2. In this case, in the baking part BK, what is necessary is just to control so that the heating temperature at the time of baking the coating film F after laminating becomes higher than the heating temperature at the time of baking each layer of the coating film F.
ここで、第四チャンバーCB4内に上記実施形態に記載の気体濃度検出部SR1、SR2と同一構成の気体濃度検出部SR3が設けられた構成とすることができる。この場合、第四チャンバーCB4内における加熱時に気体濃度検出部SR3によって硫化水素、セレン化水素の濃度を検出させることができる。また、気体濃度検出部SR3の検出結果に基づいて、第四チャンバーCB4の雰囲気を調整することもできる。 Here, it can be set as the structure by which gas concentration detection part SR3 of the same structure as gas concentration detection part SR1, SR2 as described in the said embodiment was provided in 4th chamber CB4. In this case, the concentration of hydrogen sulfide and hydrogen selenide can be detected by the gas concentration detector SR3 during heating in the fourth chamber CB4. Further, the atmosphere of the fourth chamber CB4 can be adjusted based on the detection result of the gas concentration detector SR3.
また、上記実施形態では、第三チャンバーCB3内において基板Sと加熱部53との距離を調整する昇降機構53aが加熱部53を移動させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、昇降機構53aが加熱部53のみならず、基板SをZ方向に移動可能な構成であっても構わない。また、昇降機構53aが基板SのみをZ方向に移動させる構成であっても構わない。
In the above-described embodiment, the elevating
また、上記実施形態では、減圧乾燥部VDにおいて、基板Sの−Z側(鉛直方向下側)に加熱部53が配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば加熱部53が基板Sの+Z側(鉛直方向上側)に配置された構成であっても構わない。また、昇降機構53aを用いて、基板Sの−Z側の位置と基板Sの+Z側の位置との間を移動可能な構成としても構わない。この場合、加熱部53の形状として、基板搬送部55を構成する複数のローラー57を通過可能な構成(例えば、加熱部53に開口部が設けられている、など)となっていれば良い。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
また、塗布装置CTRの構成として、例えば図25に示すように、基板供給回収部LUの+X側に、塗布処理部CTを有する第一チャンバーCB1、減圧乾燥部VDを有する接続部CN及び焼成部BKを有する第二チャンバーCB2が繰り返して配置された構成であっても構わない。 Further, as a configuration of the coating apparatus CTR, for example, as shown in FIG. 25, on the + X side of the substrate supply / recovery unit LU, a first chamber CB1 having a coating processing unit CT, a connection unit CN having a vacuum drying unit VD, and a baking unit. The second chamber CB2 having BK may be repeatedly arranged.
図25では、第一チャンバーCB1、接続部CN及び第二チャンバーCB2が3回繰り返して配置された構成が示されているが、これに限られることは無く、第一チャンバーCB1、接続部CN及び第二チャンバーCB2が2回繰り返して配置された構成や、第一チャンバーCB1、接続部CN及び第二チャンバーCB2が4回以上繰り返して配置された構成であっても構わない。 FIG. 25 shows a configuration in which the first chamber CB1, the connection portion CN, and the second chamber CB2 are repeatedly arranged three times. However, the present invention is not limited to this, and the first chamber CB1, the connection portion CN, A configuration in which the second chamber CB2 is repeatedly arranged twice or a configuration in which the first chamber CB1, the connection portion CN, and the second chamber CB2 are repeatedly arranged four times or more may be used.
このような構成によれば、第一チャンバーCB1、接続部CN及び第二チャンバーCB2がX方向に直列に繰り返し設けられているため、基板Sを一方向(+X方向)に搬送すれば良く、基板SをX方向に往復させる必要が無いため、基板Sに対して塗布膜を積層する工程を連続して行うことができる。これにより、基板Sに対して効率的に塗布膜を形成することができる。 According to such a configuration, since the first chamber CB1, the connection portion CN, and the second chamber CB2 are repeatedly provided in series in the X direction, the substrate S may be transported in one direction (+ X direction). Since there is no need to reciprocate S in the X direction, the step of laminating the coating film on the substrate S can be performed continuously. Thereby, a coating film can be efficiently formed on the substrate S.
尚、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、上記実施形態においては、塗布処理部CTの構成として、スリット型のノズルNZを用いた構成としたが、これに限られることは無く、例えば中央滴下型の塗布部を用いても構わないし、インクジェット型の塗布部を用いても構わない。また、例えば基板S上に配置される液状体をスキージなどを用いて拡散させて塗布する構成であっても構わない。 The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described examples are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like. For example, in the above-described embodiment, the configuration of the coating processing unit CT is the configuration using the slit type nozzle NZ. However, the configuration is not limited to this, and for example, a central dropping type coating unit may be used. An ink jet type application unit may be used. Further, for example, the liquid material disposed on the substrate S may be applied by being diffused using a squeegee or the like.
また、例えば、上記塗布装置CTRを用いた処理を行う場合、第一チャンバーCB1、第二チャンバーCB2、第三チャンバーCB3、加熱チャンバー70を含むチャンバー装置の少なくとも1つにおいて、動作時の所定のタイミング(例えば、チャンバー装置への基板Sの搬入前、搬出後、ノズルNZによる液状体Qの吐出前、吐出後、加熱部53による加熱前、加熱後、第一加熱板83、第二加熱板84による加熱前、加熱後など、各チャンバーにおける処理の前後を含む)又は非動作時に、必要に応じてメンテナンス処理や、チャンバー装置の周囲又は内部の状態を所定状態(例えば、初期状態、所定の雰囲気の状態、所定の温度状態など)にするための処理(例えば、構造物の移動、クリーニング、雰囲気調整、温度調整など)を適宜行ってもよい。
Further, for example, when processing using the coating apparatus CTR is performed, at least one of the chamber apparatuses including the first chamber CB1, the second chamber CB2, the third chamber CB3, and the
また、上記メンテナンス処理、上記所定状態にするための各処理等を行う場合には、例えば洗浄液などを用いた洗浄を行ってもよいし、気体供給部58、気体供給部87あるいはこれらに対応する構成を用いて、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、空気、水蒸気などの各種ガスのうち少なくとも1つのガスあるいは他の種類のガスを適宜各チャンバー装置の周囲又は内部に供給してもよい。また、必要に応じて搬送系(例えば、ローラー、アームなど)を適宜作動させるようにしてもよい。 Moreover, when performing the said maintenance process, each process for setting it to the said predetermined state, etc., you may perform the washing | cleaning using a washing | cleaning liquid etc., for example, respond | correspond to these. Using the configuration, at least one gas or other types of gases such as nitrogen gas, oxygen gas, argon gas, air, and water vapor may be appropriately supplied around or inside each chamber apparatus. Moreover, you may make it operate | move a conveyance system (for example, a roller, an arm, etc.) suitably as needed.
また、上記実施形態において、塗布装置CTRが一つの部屋に収容される構成である場合、当該部屋の雰囲気を調整する気体供給排出部が設けられた構成であっても構わない。この場合、当該気体供給排出部を用いて部屋の雰囲気中のヒドラジンなどを排出することができるため、部屋全体の雰囲気の清浄化を行うことができ、より確実に塗布環境の変化を抑制することができる。 Moreover, in the said embodiment, when the coating device CTR is the structure accommodated in one room, the structure provided with the gas supply / discharge part which adjusts the atmosphere of the said room may be sufficient. In this case, hydrazine and the like in the room atmosphere can be discharged using the gas supply / discharge unit, so that the atmosphere in the entire room can be cleaned and the change in the coating environment can be more reliably suppressed. Can do.
尚、上記において実施形態又はその変形例として記載した各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができるし、また、組み合わされた複数の構成要素のうち一部の構成要素を適宜用いないようにすることもできる。 In addition, each component described as embodiment or its modification in the above can be suitably combined in the range which does not deviate from the meaning of this invention, and some components are combined among several combined components. It is also possible not to use as appropriate.
CTR…塗布装置 S…基板 Q…液状体 OP…吐出口(吐出部) TP…先端部分 TSa,TSb…傾斜部分(先端部分に隣接する部分) TSc,TSd…壁部分(先端部分に隣接する部分) NA…ノズル駆動部 NZ…ノズル NZf…コーティング層 CB1…第一チャンバー(チャンバー) CB2…第二チャンバー(チャンバー) CB3…第三チャンバー(チャンバー) K1…塗布空間 K2…塗布後移動空間 25…基板搬送部(基板駆動部) 31…塗布部 37a…気体供給部(不活性ガス供給部) 58…気体供給部(不活性ガス供給部) 68…気体供給部(不活性ガス供給部) 70…加熱チャンバー(チャンバー) 87…気体供給部(不活性ガス供給部)
CTR ... coating device S ... substrate Q ... liquid OP ... discharge port (discharge portion) TP ... tip portion TSa, TSb ... inclined portion (portion adjacent to tip portion) TSc, TSd ... wall portion (portion adjacent to tip portion) ) NA ... Nozzle drive unit NZ ... Nozzle NZf ... Coating layer CB1 ... First chamber (chamber) CB2 ... Second chamber (chamber) CB3 ... Third chamber (chamber) K1 ... Application space K2 ...
Claims (12)
前記先端部分と基板とを対向させた状態で前記基板と前記ノズルとを相対移動させる相対駆動部と、
前記ノズルのうち少なくとも前記先端部分を覆い、前記液状体との間の親和性が前記液状体同士の親和性よりも弱くなるように形成されたコーティング層と
を備える塗布装置。 An application part having a nozzle for discharging a liquid containing metal from a discharge part provided at the tip part;
A relative drive unit for relatively moving the substrate and the nozzle in a state where the tip portion and the substrate are opposed to each other;
A coating apparatus comprising: a coating layer that covers at least the tip portion of the nozzle and is formed so that the affinity between the liquid bodies is weaker than the affinity between the liquid bodies.
請求項1に記載の塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1, wherein the coating layer is provided on a portion of the nozzle including the tip portion and a portion adjacent to the tip portion.
前記コーティング層は、前記溶媒との間の親和性が前記溶媒同士の親和性よりも弱くなるように形成されている
請求項1又は請求項2に記載の塗布装置。 The liquid includes a solvent for dispersing the metal,
The coating apparatus according to claim 1, wherein the coating layer is formed such that the affinity between the solvent and the solvent is weaker than the affinity between the solvents.
請求項3に記載の塗布装置。 The coating apparatus according to claim 3, wherein the coating layer is formed so that the affinity between the solvent and the solvent is weaker than the affinity between the solvent and the substrate.
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の塗布装置。 The coating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the coating layer is formed using a hard carbon film.
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の塗布装置。 The coating device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least the tip portion is formed using titanium.
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1, wherein the substrate is formed using molybdenum.
を更に備える請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の塗布装置。 Any one of Claims 1-7 further equipped with the chamber surrounding at least one space among the application | coating space where the said liquid body is apply | coated by the said application part, and the movement space after the application | coating of the said substrate where the said liquid substance was apply | coated. A coating apparatus according to claim 1.
請求項8に記載の塗布装置。 The coating apparatus according to claim 8, further comprising an inert gas supply unit that supplies an inert gas to the space surrounded by the chamber.
前記相対駆動部は、前記吐出領域を通過するように前記基板を駆動する基板駆動部を有する
請求項1から請求項9のうちいずれか一項に記載の塗布装置。 The discharge portion is formed to discharge the liquid material to a discharge region facing the tip portion.
The coating apparatus according to claim 1, wherein the relative driving unit includes a substrate driving unit that drives the substrate so as to pass through the ejection region.
前記相対駆動部は、前記吐出領域が前記基板上を走査するように前記ノズルを駆動するノズル駆動部を有する
請求項1から請求項10のうちいずれか一項に記載の塗布装置。 The discharge portion is formed to discharge the liquid material to a discharge region facing the tip portion.
The coating apparatus according to claim 1, wherein the relative driving unit includes a nozzle driving unit that drives the nozzle so that the ejection region scans the substrate.
前記液状体との間の親和性が前記液状体同士の親和性よりも弱くなるように形成されたコーティング層で覆われた先端部分に形成された吐出部から前記液状体を吐出するノズルを有する塗布部の当該先端部分を前記基板に対向させるステップと、
前記先端部分と前記基板との間で前記液状体が挟持されるように、前記吐出部から前記液状体を吐出するステップと、
前記先端部分と前記基板との間で前記液状体を挟持した状態で、前記吐出部から前記液状体を吐出しつつ前記先端部分と前記基板とを相対移動させるステップと
を含む塗布方法。 An application method for applying a liquid containing metal to a substrate,
A nozzle for discharging the liquid material from a discharge portion formed at a tip portion covered with a coating layer formed so that the affinity between the liquid materials is weaker than the affinity between the liquid materials; Making the tip of the application part face the substrate;
Discharging the liquid material from the discharge section so that the liquid material is sandwiched between the tip portion and the substrate;
A step of relatively moving the tip portion and the substrate while discharging the liquid material from the discharge portion in a state where the liquid material is sandwiched between the tip portion and the substrate.
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