JP2018040512A - 減圧乾燥装置、減圧乾燥システム、減圧乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を収容する基板収容部の内部を減圧することで基板に塗布された膜を乾燥させる技術において、膜からの気化成分が基板収容部の外部に飛散するのを抑制しつつ、この気化成分を基板収容部の内部から除去することを可能とする。【解決手段】膜が塗布された基板を支持する支持部と、接離可能な第１カバー部と第２カバー部とを有して、支持部に支持された基板を第１カバー部と第２カバー部との間の処理空間に収容する基板収容部と、第１カバー部と第２カバー部とを接触させることで処理空間を閉じる一方、第１カバー部と第２カバー部とを離間させることで処理空間を開く接離駆動部と、閉じられた処理空間を減圧することで、基板に塗布された膜を乾燥させる減圧機構と、基板収容部の外側に配置され、離間する第１カバー部および第２カバー部それぞれの周縁部の間から処理空間内の気化成分を排気する排気機構とを備える。【選択図】図７

Description

この発明は、基板に塗布された膜を減圧乾燥する技術に関する。

特許文献１には、基板に塗布された薄膜を乾燥する減圧乾燥装置が記載されている。この減圧乾燥装置は、基板を収容するチャンバーの内部を減圧することで、薄膜に含まれる溶媒を気化させる。これによって、薄膜を乾燥させることができる。

特開２０１５−６４１８５号公報

ところで、基板に塗布された膜の乾燥が完了した時点では、基板を収容する基板収容部（チャンバー）の内部には膜から気化した成分が残存している。そのため、基板収容部を開いた際に、この気化成分が基板収容部の外部に飛散して、周囲を汚染するという問題が発生する。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板を収容する基板収容部の内部を減圧することで基板に塗布された膜を乾燥させる技術において、膜からの気化成分が基板収容部の外部に飛散するのを抑制しつつ、この気化成分を基板収容部の内部から除去することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る減圧乾燥装置は、膜が塗布された基板を支持する支持部と、互いに接離可能な第１カバー部と第２カバー部とを有して、支持部に支持された基板を第１カバー部と第２カバー部との間の処理空間に収容する基板収容部と、第１カバー部と第２カバー部とを互いに接触させることで処理空間を閉じる一方、第１カバー部と第２カバー部とを互いに離間させることで処理空間を開く接離駆動部と、閉じられた処理空間を減圧することで、基板に塗布された膜を乾燥させる減圧機構と、基板収容部の外側に配置され、互いに離間する第１カバー部および第２カバー部それぞれの周縁部の間から処理空間内の気化成分を排気する排気機構とを備える。

本発明に係る減圧乾燥方法は、基板収容部が有する第１カバー部と第２カバー部との間の処理空間に膜が塗布された基板を収容した状態で、第１カバー部と第２カバー部とを互いに接触させることで処理空間を閉じる工程と、閉じられた処理空間を減圧することで、基板に塗布された膜を乾燥させる工程と、第１カバー部と第２カバー部とを互いに離間させる工程と、基板収容部の外側に配置された排気機構により、互いに離間する第１カバー部および第２カバー部それぞれの周縁部の間から処理空間内の気化成分を排気する工程とを備える。

このように構成された本発明（減圧乾燥装置、減圧乾燥方法）では、基板収容部は第１カバー部と第２カバー部とを有し、第１カバー部と第２カバー部とを接触させることで第１カバー部と第２カバー部との間の処理空間が閉じられる。そして、第１カバー部および第２カバー部によって閉じられた処理空間を減圧することで、処理空間に収容された基板の膜の乾燥が実行される。かかる乾燥が完了した時点では、上述のように基板収容部の内部、すなわち処理空間には膜からの気化成分が残存している。そのため、第１カバー部と第２カバー部とを離間させて処理空間を開くと、第１カバー部と第２カバー部との間から外部に気化成分が飛散するおそれがあった。これに対して、本発明では、基板収容部の外側に排気機構が配置されている。そして、互いに離間する第１カバー部および第２カバー部それぞれの周縁部の間から、排気機構が処理空間内の気化成分を排気する。これによって、気化成分は、処理空間から排気機構へと排気される。その結果、膜からの気化成分が基板収容部の外部に飛散するのを抑制しつつ、この気化成分を基板収容部の内部から除去することが可能となっている。

また、排気機構が気化成分を排気するのと並行して、処理空間に気体を供給する給気機構をさらに備えるように、減圧乾燥装置を構成しても良い。かかる構成では、処理空間に供給される気体で気化成分を置換しつつ、排気機構による気化成分の排気が実行される。したがって、処理空間からの気化成分の除去を速やかに実行できるとともに、気化成分を置換した気体によって処理空間を清浄に保つことができる。

また、処理空間内に配置されて、支持部により支持される基板を第２カバー部の側から加熱するホットプレートをさらに備え、給気機構は、ホットプレートと第２カバー部との間に気体を供給し、ホットプレートと第２カバー部との間の隙間が、給気機構により供給された気体を第２カバー部の周縁部に案内するように、減圧乾燥装置を構成しても良い。かかる構成では、処理空間に供給された気体は、ホットプレートと第２カバー部との間の隙間によって第２カバー部の周縁部に案内される。これによって、処理空間から第２カバー部の周縁部へ向かう気流が生成され、処理空間からの気化成分の除去を効率的に行うことが可能となる。

また、排気機構は、処理空間の外側で第２カバー部の周縁部に沿って延設された開口を有し、互いに離間する第１カバー部および第２カバー部それぞれの周縁部の間を介して開口から処理空間内を吸引することで、気化成分を排気するように、減圧乾燥装置を構成しても良い。このように設けられた開口から処理空間内を吸引することで、第１カバー部および第２カバー部それぞれの周縁部の間から排出される気化成分が外部に飛散するのをより確実に抑制しつつ、処理空間から気化成分を排気することができる。

また、支持部は、第１カバー部と第２カバー部とが互いに離間するのに伴って気化成分の排気が排気機構により開始されてからの所定期間は、開口に対向する範囲に基板を支持するように、減圧乾燥装置を構成しても良い。これによって、処理空間内の気化成分の残存量が比較的多い排気開始時点において、気化成分の発生源である基板の膜に開口を対向させつつ、開口から気化成分を排気することができる。したがって、気化成分が基板収容部の外部に飛散するのをより確実に抑制しつつ、処理空間から気化成分を排気することができる。

また、排気機構は、開口が設けられたダクトを有し、ダクトの上面が外側へ向かって下る傾斜面であるように、減圧乾燥装置を構成しても良い。このようにダクトの上面を傾斜させた場合、上方からダクトの上面に当たる気流は、この上面の傾斜に沿って緩やかに曲がりながら下方へ向かう。したがって、ダウンフローが生成されたクリーンルーム等にこの減圧乾燥装置を設置しても、ダウンフローが排気機構のダクトにより乱されるのを抑えることができる。

また、第１カバー部は、支持部に支持された基板に対向する範囲に平面を有するように、減圧乾燥装置を構成しても良い。これによって、基板に塗布された膜に乾燥ムラが生じるのを抑えることができる。さらに言えば、排気機構を例えば第１カバー部を介して処理空間に連通させるのではなく、基板収容部の外側に配置しているからこそ、当該構成を採用することが可能となっている。

また、ポリイミド前駆体と溶媒とを含む膜を乾燥させるにあたって、上記の減圧乾燥装置を用いても良い。つまり、ポリイミド前駆体の膜は例えばフォトレジストの膜と比較して多くの溶媒を含む傾向にある。そこで、気化した溶媒が基板収容部の外部に飛散するのを抑制しつつ、この気化成分を基板収容部の内部から除去することが特に好適となる。

本発明に係る減圧乾燥システムは、上記の減圧乾燥装置を複数備える。したがって、膜からの気化成分が基板収容部の外部に飛散するのを抑制しつつ、この気化成分を基板収容部の内部から除去することが可能となっている。

また、複数の減圧乾燥装置が同一の基板に対して順番に膜の乾燥を実行するように、減圧乾燥システムを構成しても良い。かかる構成では、膜の乾燥が複数の減圧乾燥装置によって段階的に実行される。この際、初期に乾燥を実行する減圧乾燥装置の基板収容部の内部では、多くの気化成分が残存する。これに対して、本発明によれば基板収容部の内部に残存する多くの気化成分を、外部への飛散を抑制しつつ除去することができる。その結果、他の減圧乾燥装置が気化成分で汚染されるのを抑制できる。

また、複数の減圧乾燥装置が鉛直方向に並んで配置されているように、減圧乾燥システムを構成しても良い。このような構成では、減圧乾燥装置の基板収容部から外部へ飛散した気化成分が下に滞留することで、下側に配置された減圧乾燥装置が汚染されるおそれがあった。これに対して、本発明によれば基板収容部の内部に残存する多くの気化成分を、外部への飛散を抑制しつつ除去することができる。その結果、下側に配置された減圧乾燥装置が気化成分で汚染されるのを抑制できる。

以上のように、本発明によれば、基板を収容する基板収容部の内部を減圧することで基板に塗布された膜を乾燥させる技術において、膜からの気化成分が基板収容部の外部に飛散するのを抑制しつつ、この気化成分を基板収容部の内部から除去することが可能となっている。

本発明に係る減圧乾燥装置の一実施形態を装備するポリイミド膜製造ラインを模式的に示す図。 減圧乾燥装置の構成を模式的に示す部分断面図。 図２の減圧乾燥装置の構成を部分的に示す斜視図。 図２の減圧乾燥装置が具備する電気的構成を示す図。 排気機構が有する排気ダクトの周辺を拡大した部分断面図。 減圧乾燥処理を示すフローチャート。 図６のフローチャートに従って実行される動作を模式的に示す図。 減圧乾燥システムの第１例を備えたポリイミド膜製造ラインの一例を模式的に示す図。 減圧乾燥システムの第２例を備えたポリイミド膜製造ラインの一例を模式的に示す図。

図１は本発明に係る減圧乾燥装置の一実施形態を装備するポリイミド膜製造ラインを模式的に示す図である。このポリイミド膜製造ライン１は、塗布装置１１、減圧乾燥装置１２、熱処理装置１３および２台の搬送ロボット１４、１５を備える。ポリイミド膜製造ライン１では、塗布装置１１がキャリアーガラス板Ｇ（図２参照）の上面Ｇ１（図２参照）にポリイミド前駆体および溶媒を含む塗布液を塗布して塗布膜Ｆ（図２参照）を形成する。塗布装置１１としては、例えば塗布液を吐出口から吐出するスリットノズルをキャリアーガラス板Ｇに対して相対移動させて塗布膜Ｆを形成する、いわゆるスリットコーターを用いることができる。もちろん、その他の塗布方式の塗布装置を用いても良い。また、本実施形態では、ポリアミド酸（ポリアミック酸）およびＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン：N-Methyl-2-Pyrrolidone）をそれぞれ本発明の「ポリイミド前駆体」および「溶媒」として用いて所望厚みの１０倍程度（例えば５〜２０［μｍ］程度のポリイミド膜を形成する場合には、５０〜２００［μｍ］程度）の比較的厚い塗布膜Ｆを形成する。

塗布膜Ｆが形成されたキャリアーガラス板Ｇは搬送ロボット１４によって塗布装置１１から減圧乾燥装置１２に搬送される。この減圧乾燥装置１２は塗布膜Ｆに対する減圧乾燥処理を行うことで、塗布膜Ｆ中の溶媒を除去して所望の膜厚のポリイミド前駆体塗膜を形成する。なお、減圧乾燥装置１２の構成および動作については、ポリイミド膜製造ライン１の全体説明に続いて詳述する。

ポリイミド前駆体塗膜が形成されたキャリアーガラス板Ｇは搬送ロボット１５により減圧乾燥装置１２から熱処理装置１３に搬送される。この熱処理装置１３はポリイミド前駆体塗膜に熱処理を施してポリイミド前駆体をイミド化してポリイミド膜を形成する。熱処理装置１３は単一のキャリアーガラス板Ｇを加熱する枚葉方式の加熱部で構成しても良いし、複数のキャリアーガラス板Ｇを一括して加熱するバッチ方式の加熱部で構成しても良い。なお、イミド化には数時間の加熱処理が必要であり、減圧乾燥処理のタクトタイムと、イミド化のための熱処理のタクトタイムとは大きく相違している。そのため、枚葉方式の加熱部で熱処理装置１３を構成する場合には、当該加熱部を複数台積層配置して並列処理するのが望ましい。

図２は減圧乾燥装置の構成を模式的に示す部分断面図であり、図３は図２の減圧乾燥装置の構成を部分的に示す斜視図であり、図４は図２の減圧乾燥装置が具備する電気的構成を示す図である。図２および図３では、Ｚ方向を鉛直方向とし、Ｘ方向およびＹ方向をそれぞれ水平方向とするＸＹＺ直交座標系を示す。減圧乾燥装置１２は、キャリアーガラス板Ｇの上面Ｇ１に塗布液を塗布してなる塗布膜Ｆに含まれる溶媒成分を気化させて塗布膜Ｆを乾燥させる装置である。減圧乾燥装置１２は、図４に示すように、装置各部の動作を統括的に制御する制御部２を備える。この制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶部等を有するコンピューターで構成される。さらに、減圧乾燥装置１２は、図２に示すように、チャンバー３、支持部４および加熱部５を備える。

チャンバー３は、キャリアーガラス板Ｇに対して減圧乾燥処理（＝減圧処理＋加熱処理）を行うための処理空間３０を有する耐圧容器である。チャンバー３は、互いに接離可能なベース部３１と蓋部３２とを有する。ベース部３１は、装置フレーム（図示省略）上に固定設置されている。ベース部３１は、水平に配置された矩形状の底板部３１１と、底板部３１１の各辺に沿って延設された壁部３１２とを有する。壁部３１２は底板部３１１の各辺、すなわち周縁部から上方へ垂直に設けられており、底板部３１１の上面と壁部３１２の内面とは滑らかな曲面で接続されている。このようにベース部３１は、平面視において矩形状の外形を有し、上方へ開口した箱型に形成されている。

一方、蓋部３２は、水平に配置された矩形状の頂板部３２１と、頂板部３２１の各辺に沿って延設された壁部３２２とを有する。壁部３２２は頂板部３２１の各辺、すなわち周縁部から下方へ垂直に設けられており、頂板部３２１の下面と壁部３２２の内面とは滑らかな曲面で接続されている。このように蓋部３２は、平面視において矩形状の外形を有し、下方へ開口した箱型に形成されている。この蓋部３２は、ベース部３１の上方に配置され、蓋部３２の壁部３２２はベース部３１の壁部３１２にＺ方向から対向する。こうして、Ｚ方向に互いに対向する蓋部３２とベース部３１との間に処理空間３０が形成される。また、チャンバー３は、壁部３２２の上面に配置されたゴム製のＯリング３３を有する。そのため、蓋部３２の壁部３２２とベース部３１の壁部３１２とは、Ｏリング３３を介して互いに接触する。

また、減圧乾燥装置１２はチャンバー３を開閉するために、図２で概念的に示した開閉駆動部３４を備える。この開閉駆動部３４は蓋部３２をベース部３１に対してＺ方向に駆動するアクチュエーターであり、制御部２からの昇降指令に応じて開閉駆動部３４が動作することで、ベース部３１に対して蓋部３２がＺ方向に昇降する。つまり、制御部２が開閉駆動部３４に下降指令を出力すると、開閉駆動部３４が蓋部３２を下降させる。これによって、蓋部３２がＯリング３３を介してベース部３１に押圧され、処理空間３０が密閉される。一方、制御部２が開閉駆動部３４に上昇指令を出力すると、開閉駆動部３４が蓋部３２を上昇させる。これによって、蓋部３２がベース部３１およびＯリング３３から離間して、処理空間３０が開放され、処理空間３０に対してキャリアーガラス板Ｇを搬入あるいは搬出することが可能となる。

支持部４は、チャンバー３の処理空間３０内にキャリアーガラス板Ｇを支持するための機構である。支持部４は、複数の支持ピン４１と、支持ピン４１を支持する支持部材４２とを有する。支持部材４２はチャンバー３の外側下方に配置され、複数の支持ピン４１が支持部材４２に立設されている。各支持ピン４１は、ベース部３１およびホットプレート５１を貫通してベース部３１の処理空間３０に突設されており、各支持ピン４１の頭部がキャリアーガラス板Ｇの下面に当接することで、キャリアーガラス板Ｇが水平に支持される。なお、支持部４に支持されたキャリアーガラス板Ｇ（の塗布膜Ｆ）には、蓋部３２の頂板部３２１の下面に形成された平滑な水平面３２１ａが上方から対向する。

また、減圧乾燥装置１２は支持部４を昇降するために、図２で概念的に示した昇降駆動部４３を備える。この昇降駆動部４３は支持部４をＺ方向に駆動するアクチュエーターであり、制御部２からの昇降指令に応じて昇降駆動部４３が動作することで、支持部４がＺ方向に昇降する。つまり、制御部２は、昇降駆動部４３を制御することで、支持部４に支持されるキャリアーガラス板Ｇの高さを調整することができる。具体的には、処理空間３０に対するキャリアーガラス板Ｇの搬入あるいは搬出が実行される際には、制御部２は昇降駆動部４３に上昇指令を出力し、支持部４によるキャリアーガラス板Ｇの支持位置を所定の上昇位置まで上昇させる。一方、処理空間３０内に搬入されたキャリアーガラス板Ｇの塗布膜Ｆに減圧乾燥処理が実行される際には、制御部２は昇降駆動部４３に下降指令を出力し、支持部４に支持されるキャリアーガラス板Ｇを、上昇位置より低い所定の下降位置まで下降させる。

加熱部５は、ベース部３１に取り付けられたホットプレート５１と、蓋部３２に取り付けられたラバーヒーター５２とを有する。ホットプレート５１は、ベース部３１の底板部３１１の上面に、底板部３１１との間に隙間Ｄを空けて水平に取り付けられている。また、ラバーヒーター５２は、蓋部３２の上面を覆うように配置されている。そして、制御部２は加熱部５に加熱指令を出力することで、ホットプレート５１およびラバーヒーター５２の発熱によって処理空間３０を加熱する。この処理空間３０の加熱は、処理空間３０へのキャリアーガラス板Ｇの搬入前から予め継続的に実行されており、処理空間３０内に搬入されたキャリアーガラス板Ｇは、処理空間３０内の雰囲気温度により加熱される。これによって、塗布膜Ｆから溶媒成分が気化する。

減圧乾燥装置１２は、加熱部５による加熱処理と並行して減圧処理を実行するために、減圧ユニット６を備える。この減圧ユニット６は、排気配管６１（減圧機構）と、排気配管６１に接続された減圧バルブ６２とを有する。排気配管６１は、チャンバー３のベース部３１の中央に取り付けられて、ベース部３１の底板部３１１から下方に突出する。排気配管６１の一端６１１は底板部３１１の上面に開口しており、排気配管６１はチャンバー３内の処理空間３０に連通する。そして、排気配管６１の他端６１２が減圧バルブ６２を介して減圧ポンプＰに接続されている。減圧ポンプＰはさらに排気用力Ｕｅ、すなわち減圧乾燥装置１２が設置された施設に備えられた排気用の用力設備に接続されている。この減圧ポンプＰは基本的に常時稼動しており、制御部２は減圧バルブ６２を開閉することで、処理空間３０の減圧を実行・停止する。つまり、チャンバー３により処理空間３０が密閉された状態で、制御部２が減圧バルブ６２に開指令を出力すると、減圧バルブ６２が開いて、減圧ポンプＰの排気により処理空間３０が減圧される。一方、制御部２が減圧バルブ６２に閉指令を出力すると、減圧バルブ６２が閉じて、処理空間３０の減圧が停止される。

また、減圧乾燥装置１２は、減圧が停止された後の処理空間３０の気圧を大気圧に戻すために、給気ユニット７を備える。この給気ユニット７は、複数の給気配管７１（給気機構）と、各給気配管７１に接続された給気バルブ７２とを有する。各給気配管７１は、ベース部３１の底板部３１１から下方に突出する。各給気配管７１の一端７１１は、ホットプレート５１の下面に対向しつつ底板部３１１の上面に開口しており、各給気配管７１はチャンバー３内の処理空間３０に連通する。そして、各給気配管７１の他端７１２が給気バルブ７２を介して給気用力Ｕｓ、すなわち減圧乾燥装置１２が設置された施設に備えられた給気用の用力設備に接続されている。ここの例では、給気用力Ｕｓは窒素ガスを供給する。そして、制御部２は給気バルブ７２を開閉することで、処理空間３０への給気を実行・停止する。つまり、制御部２が給気バルブ７２に開指令を出力すると、給気バルブ７２が開いて、処理空間３０に窒素ガスが供給される（ガスパージ）。一方、制御部２が給気バルブ７２に閉指令を出力すると、給気バルブ７２が閉じて、処理空間３０への窒素ガスの供給が停止される。

さらに、減圧乾燥装置１２は、上述の減圧ユニット６とは別に処理空間３０内の気化成分を排気する排気ユニット８を備える。この排気ユニット８は、乾燥処理後の処理空間３０内に残存する気化した溶媒成分（気化成分）を処理空間３０から排気するために設けられる。この排気ユニット８は、チャンバー３の外側に取り付けられた排気機構８０と、排気機構８０に接続された流量調整バルブ８５とを有する。この排気機構８０は、４個の排気ダクト８１と各排気ダクト８１に設けられた排気配管８２とを有する。

続いては、図５を併用して、排気機構８０の構成の詳細を説明する。ここで、図５は排気機構が有する排気ダクトの周辺を拡大した部分断面図である。排気機構８０が有する４個の排気ダクト８１はベース部３１の４辺に一対一で対応して設けられ、各排気ダクト８１は対応するベース部３１の辺に沿って水平方向に延設されている。図３に示すように、ベース部３１がＸ方向よりもＹ方向に長い長方形を有するのに対応して、Ｙ方向に延設された排気ダクト８１は、Ｘ方向に延設された排気ダクト８１よりも長い。

排気ダクト８１の上面８１１は、外側（チャンバー３の逆側）へ向かうに連れて下る傾斜面であり、排気ダクト８１の外側の側面８１２はＺ方向に平行な垂直面である。排気ダクト８１の上部８１ａは、ベース部３１の壁部３１２より上方に突出し、ベース部３１の下部８１ｂ（上部８１ａより下側）は、壁部３１２の外側の側面に取り付けられている。排気ダクト８１の上部８１ａには、内側（チャンバー３側）を向いて開口８１３が設けられ、開口８１３は、排気ダクト８１内にＺ方向に設けられた中空部８１４に連通する。図３に示すように、開口８１３は、ベース部３１の壁部３１２に沿って水平方向に延設された矩形状を有する。各排気ダクト８１には、ベース部３１に沿って辺に応じた長さを有する開口８１３が設けられており、Ｙ方向に延設された長尺の排気ダクト８１に形成された開口８１３は、Ｘ方向に延設された短尺の排気ダクト８１に形成された開口８１３よりも長い。

ちなみに、図５の状態では、キャリアーガラス板Ｇは支持部４によって下降位置に支持されている。そして、排気ダクト８１の開口８１３の位置は、下降位置に位置するキャリアーガラス板Ｇに対して所定の位置関係を有する。つまり、開口８１３は下降位置のキャリアーガラス板Ｇに水平方向から対向しており、換言すれば、キャリアーガラス板Ｇは、開口８１３が対向する範囲Ｒ、すなわちＺ方向における開口８１３の上端と下端との間の範囲Ｒに位置する。

また、排気機構８０は、排気ダクト８１の底部から下方に突出する排気配管８２を有する。この排気配管８２は、各開口８１３の下方において水平方向に複数並んで設けられている。具体的には、Ｙ方向に延設された長尺の排気ダクト８１には３個の排気配管８２がＹ方向に並んで設けられ、Ｘ方向に延設された短尺の排気ダクト８１には２個の排気配管８２がＸ方向に並んで設けられる。排気配管８２の一端８２１は、排気ダクト８１の中空部８１４に対して開口しており、排気配管８２は排気ダクト８１の中空部８１４に連通する。そして、排気配管８２の他端８２２が流量調整バルブ８５を介して排気用力Ｕｅに接続されている。なお、制御部２は、流量調整バルブ８５を基本的には常時開いている。そのため、排気用力Ｕｅによる排気に伴って、排気ダクト８１は開口８１３から外気を常時吸引する。

このように、排気機構８０の排気ダクト８１は、ベース部３１の壁部３１２から上方へ突出した位置に開口８１３を有し、開口８１３から外気を常時吸引する。したがって、チャンバー３が閉じた状態では、開口８１３はチャンバー３の蓋部３２に対向する一方、チャンバー３が開いた状態では、開口８１３はベース部３１と蓋部３２との間から開放された処理空間３０内の溶媒成分を排気することができる。

以上が減圧乾燥装置１２の構成の概要である。続いては減圧乾燥装置１２が実行する減圧乾燥処理のフローについて説明する。図６は減圧乾燥処理を示すフローチャートであり、図７は図６のフローチャートに従って実行される動作を模式的に示す図である。図６のフローチャートは制御部２の制御により実行される。なお、このフローチャートの開始前では、減圧バルブ６２および給気バルブ７２は閉じており、流量調整バルブ８５は開いている。

ステップＳ１１では、支持部４が下降位置にキャリアーガラス板Ｇを支持した状態で、蓋部３２がベース部３１へ向けて下降して、チャンバー３が閉じられる。これによって、蓋部３２がＯリング３３を介してベース部３１に当接し、チャンバー３内の処理空間３０が閉じられて密閉される。

続いて、減圧バルブ６２が開いて、減圧ポンプＰに連通する排気配管６１による処理空間３０内の雰囲気の排気が開始される（ステップＳ１２）。これに伴って、処理空間３０の圧力が負圧となり、キャリアーガラス板Ｇの上面Ｇ１に形成された塗布膜Ｆに含まれる溶媒成分の気化が促進される。同時に、加熱部５による加熱によっても、この溶媒成分の気化が促進される。そして、処理空間３０の圧力が所定の負圧に到達した時点で、減圧バルブ６２が閉じて、処理空間３０の排気が終了する。こうして塗布膜Ｆの乾燥が完了し、塗布膜Ｆに含まれる溶媒成分が乾燥前の１０％〜２０％程度にまで減少する（つまり、８０％〜９０％程度の溶媒成分が気化した状態となる）。

ステップＳ１２での減圧が終了すると、給気バルブ７２が開いて、給気配管７１から処理空間３０への窒素ガスの供給が開始される（ステップＳ１３）。この際、図７のステップＳ１３の欄で、破線矢印で模式的に示すように、給気配管７１から処理空間３０に供給された窒素ガスの一部の気流Ｌａは、ホットプレート５１の下面に衝突して水平方向へ向きを変え、ホットプレート５１とベース部３１との間の隙間Ｄに案内されて、ベース部３１の周縁部（壁部３１２）へと向かう。

ステップＳ１４では、処理空間３０の窒素ガスの供給に伴って、処理空間３０の圧力が大気圧以上となったかが判断される。処理空間３０の圧力が大気圧未満であると（ステップＳ１４で「ＮＯ」）、窒素ガスの供給開始から所定時間が経過したかが判断される（ステップＳ１９）。こうして所定時間内に処理空間３０の圧力が大気圧以上とならなければ（ステップＳ１９で「ＹＥＳ」）、アラームを作業者に報知して異常終了する（ステップＳ２０）。一方、所定時間内に処理空間３０の圧力が大気圧以上となると（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」）、蓋部３２が上昇を開始して、処理空間３０が開放される（ステップＳ１５）。その結果、蓋部３２の壁部３２２が、ベース部３１の壁部３１２およびＯリング３３から離れて、蓋部３２の壁部３２２とベース部３１の壁部３１２との間に空間３５が形成され、排気ダクト８１の開口８１３がこの空間３５に対向する。すなわち、処理空間３０を開放する空間３５に排気ダクト８１の開口８１３が対向する。したがって、ステップＳ１５以後では、排気ダクト８１が開口８１３から空間３５を介して処理空間３０を常時吸引し、処理空間３０は排気ダクト８１によって継続的に排気される。この際、キャリアーガラス板Ｇは支持部４によって下降位置に支持されており、排気ダクト８１の開口８１３の対向範囲Ｒに位置する。

ちなみに、蓋部３２が上昇を開始する前から排気ダクト８１は開口８１３からの吸引を継続的に実行している。したがって、蓋部３２が上昇して、蓋部３２とベース部３１との間に空間３５が形成された時点から処理空間３０の排気を直ちに開始することができ、処理空間３０からの溶媒成分（気化成分）の排出を速やかに実行可能となっている。また、ステップＳ１３で開始された処理空間３０への窒素ガスの供給は蓋部３２の上昇開始後も継続して実行される。そのため、蓋部３２が上昇した後の処理空間３０の圧力は若干正圧となっており、これによっても処理空間３０からの溶媒成分の排出が促進されている。

そして、ステップＳ１６ではチャンバー３が全開になったかが判断される。チャンバー３が全開とならない場合（ステップＳ１６で「ＮＯ」の場合）は、アラームを作業者に報知して異常終了する（ステップＳ２０）。一方、チャンバー３が全開になると（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、給気バルブ７２が閉じて、処理空間３０への窒素ガスの供給が停止する（ステップＳ１７）。続いて、支持部４がキャリアーガラス板Ｇを、排気ダクト８１よりも上方の上昇位置まで上昇させる（ステップＳ１８）。これによって、搬送ロボット１５は、排気ダクト８１の上方からキャリアーガラス板Ｇの下側へ進入して、キャリアーガラス板Ｇを処理空間３０から搬出できる。こうして、図６のフローチャートが終了する。

以上に説明したように本実施形態では、チャンバー３のベース部３１と蓋部３２とで密閉された処理空間３０にキャリアーガラス板Ｇが支持され、キャリアーガラス板Ｇの塗布膜Ｆに対して減圧乾燥処理が実行される。そして、減圧乾燥処理が完了すると、ベース部３１に対して蓋部３２が離間して、チャンバー３が開かれる。この際、チャンバー３の外側に配置された排気機構８０が、ベース部３１の壁部３１２と蓋部３２の壁部３２２との間から処理空間３０内の気化成分（溶媒成分）を排気する。したがって、減圧乾燥処理の完了時に処理空間３０に残存していた塗布膜Ｆからの気化成分（溶媒成分）は、排気機構８０により処理空間３０から排気され、排気用力Ｕｅに収集される。その結果、塗布膜Ｆから気化した溶媒成分がチャンバー３の外部に飛散するのを抑制しつつ、この溶媒成分をチャンバー３の内部から除去することが可能となっている。

また、排気機構８０が処理空間３０内の溶媒成分を排気するのと並行して、給気配管７１が処理空間３０に窒素ガスを供給する。そのため、処理空間３０に供給される窒素ガスで溶媒成分を置換しつつ、排気機構８０による溶媒成分の排気が実行される。したがって、処理空間３０からの溶媒成分の除去を速やかに実行できるとともに、溶媒成分を置換した窒素ガスによって処理空間３０を清浄に保つことができる。

この際、給気配管７１は、処理空間３０に配置されたホットプレート５１とベース部３１との間の隙間Ｄに窒素ガスを供給する。そして、窒素ガスは、隙間Ｄによってベース部３１の壁部３１２（周縁部）へ向けて案内される。これによって、処理空間３０からベース部３１の壁部３１２へ向かう気流が生成され、排気機構８０による処理空間３０からの溶媒成分の排出を効率的に行うことが可能となっている。

特にＮＭＰ等のような溶媒成分は、重力によってベース部３１の底に滞留しやすい。したがって、ホットプレート５１とベース部３１との隙間Ｄに上記の気流を生成する構成は、滞留した溶媒成分を処理空間３０から効率的に排出でき、好適である。

また、排気機構８０は、処理空間３０の外側でベース部３１の壁部３１２に沿って延設された開口８１３を有する。そして、排気機構８０は、互いに離間する蓋部３２の壁部３２２とベース部３１の壁部３１２との間を介して、開口８１３から処理空間３０内を吸引する。このように設けられた開口８１３から処理空間３０内を吸引することで、蓋部３２の壁部３２２とベース部３１の壁部３１２との間から排出される溶媒成分がチャンバー３の外部に飛散するのをより確実に抑制しつつ、処理空間３０から溶媒成分を排気することができる。

また、支持部４は、チャンバー３が開くのに伴ってチャンバー３の排気が排気機構８０により開始されてからの所定期間（すなわち、ステップＳ１８を実行するまでの期間）は、排気機構８０の開口８１３に対向する範囲Ｒにキャリアーガラス板Ｇを支持する。これによって、処理空間３０内の溶媒成分の残存量が比較的多い排気開始時点において、溶媒成分の発生源であるキャリアーガラス板Ｇの塗布膜Ｆに開口８１３を対向させつつ、開口８１３から処理空間３０内の溶媒成分を排気することができる。したがって、溶媒成分がチャンバー３の外部に飛散するのをより確実に抑制しつつ、処理空間３０から溶媒成分を排気することができる。

また、キャリアーガラス板Ｇに塗布された塗布膜Ｆは、ポリイミド前駆体と溶媒とを含む。このような塗布膜Ｆは、例えばフォトレジストの膜と比較して多くの溶媒を含む傾向にある。そのため、上記の排気機構８０を備える減圧乾燥装置１２を用いることで、気化した溶媒成分がチャンバー３の外部に飛散するのを抑制しつつ、この溶媒成分をチャンバー３の内部から除去することが特に好適となる。

また、排気機構８０の排気ダクト８１の上面８１１は、外側へ向かって下る傾斜面である。このように排気ダクト８１の上面８１１を傾斜させた場合、上方から排気ダクト８１の上面８１１に当たる気流は、この排気ダクト８１の上面８１１の傾斜に沿って緩やかに曲がりながら、排気ダクト８１の側面８１２に沿って下方へ向かう。したがって、ダウンフローが生成されたクリーンルーム等にこの減圧乾燥装置１２を設置しても、ダウンフローが排気機構８０の排気ダクト８１により乱されるのを抑えることができる。

また、蓋部３２は、支持部４に支持されたキャリアーガラス板Ｇに対向する範囲に水平面３２１ａを有する。これによって、キャリアーガラス板Ｇに塗布された塗布膜Ｆに乾燥ムラが生じるのを抑えることができる。さらに言えば、排気機構８０を例えば蓋部３２を介して処理空間３０に連通させるのではなく、チャンバー３の外側に配置しているからこそ、当該構成を採用することが可能となっている。

このように本実施形態では、減圧乾燥装置１２が本発明の「減圧乾燥装置」の一例に相当し、支持部４が本発明の「支持部」の一例に相当し、チャンバー３が本発明の「基板収容部」の一例に相当し、蓋部３２が本発明の「第１カバー部」の一例に相当し、ベース部３１およびＯリング３３が本発明の「第２カバー部」の一例を構成し、蓋部３２の壁部３２２が本発明の「第１カバー部の周縁部」の一例に相当し、ベース部３１の壁部３１２が本発明の「第２カバー部の周縁部」の一例に相当し、開閉駆動部３４が本発明の「接離駆動部」の一例に相当し、排気配管６１が本発明の「減圧機構」の一例に相当し、排気機構８０が本発明の「排気機構」の一例に相当し（なお、排気機構８０は排気用力Ｕｅを含まない）、排気ダクト８１が本発明の「ダクト」の一例に相当し、開口８１３が本発明の「開口」の一例に相当し、排気ダクト８１の上面８１１が本発明の「ダクトの上面」の一例に相当し、複数の給気配管７１が本発明の「給気機構」の一例に相当し、ホットプレート５１が本発明の「ホットプレート」の一例に相当し、隙間Ｄが本発明の「隙間」の一例に相当し、キャリアーガラス板Ｇが本発明の「基板」の一例に相当し、塗布膜Ｆが本発明の「膜」の一例に相当し、窒素ガスが本発明の「気体」の一例に相当する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記の実施形態では、１台の減圧乾燥装置１２が設けられていた。しかしながら、複数台の減圧乾燥装置１２により減圧乾燥システムＳを構成しても良い。かかる減圧乾燥システムＳでは、減圧乾燥装置１２が上記の排気機構８０を備えているため、塗布膜Ｆから気化した溶媒成分がチャンバー３の外部に飛散するのを抑制しつつ、この溶媒成分をチャンバー３の内部から除去することが可能となる。この際、減圧乾燥システムＳの具体的構成は種々の変形が可能である。

図８は減圧乾燥システムの第１例を備えたポリイミド膜製造ラインの一例を模式的に示す図である。同図のポリイミド膜製造ライン１が備える減圧乾燥システムＳは、直列に配列された２台の減圧乾燥装置１２と、２台の減圧乾燥装置１２の間でキャリアーガラス板Ｇを搬送する搬送ロボット１６とを有する。２台の減圧乾燥装置１２はいずれも、上述の減圧乾燥装置１２と同一の構成を備える。

減圧乾燥システムＳは、搬送ロボット１４により塗布装置１１から搬送されてきたキャリアーガラス板Ｇに対して前段（図８左側）の減圧乾燥装置１２により減圧乾燥処理を行う。続いて、減圧乾燥システムＳは、前段の減圧乾燥装置１２での減圧乾燥処理が完了したキャリアーガラス板Ｇを搬送ロボット１６により後段（図８右側）の減圧乾燥装置１２に搬送し、後段の減圧乾燥装置１２によりキャリアーガラス板Ｇの減圧乾燥処理を実行する。なお、前段の減圧乾燥装置１２と後段の減圧乾燥装置１２とは、加熱部５による加熱処理を異なる温度で実行し、前段の減圧乾燥装置１２での加熱処理の温度は、後段の減圧乾燥装置１２の加熱処理の温度よりも低い。こうして、加熱処理の前半において加熱温度を低くすることで、加熱処理の初期に生じやすい塗布膜Ｆの乾燥ムラや膜破れを抑えるとともに、加熱処理の後半において加熱温度を高くすることで、減圧乾燥処理に要する時間の短縮を図っている。

このように、第１例の減圧乾燥システムＳは、２台の減圧乾燥装置１２が同一のキャリアーガラス板Ｇに対して順番に減圧乾燥処理を行う。この際、前段の減圧乾燥装置１２のチャンバー３の内部では、多くの溶媒成分が残存する。これに対して、減圧乾燥装置１２は上述の排気機構８０を装備しているため、チャンバー３の内部に残存する多くの溶媒成分を、外部への飛散を抑制しつつ除去することができる。その結果、後段の減圧乾燥装置１２が溶媒成分で汚染されるのを抑制できる。

図９は減圧乾燥システムの第２例を備えたポリイミド膜製造ラインの一例を模式的に示す図である。同図のポリイミド膜製造ライン１が備える減圧乾燥システムＳは、並列に配列された２台の減圧乾燥装置１２を有する。２台の減圧乾燥装置１２はいずれも、上述の減圧乾燥装置１２と同一の構成を備え、鉛直方向に並んで配置されている。

減圧乾燥システムＳは、搬送ロボット１４により塗布装置１１から搬送されてきたキャリアーガラス板Ｇを、２台の減圧乾燥装置１２のうち、キャリアーガラス板Ｇが不在の一方の減圧乾燥装置１２に受け取って、この減圧乾燥装置１２により減圧乾燥処理を実行する。そして、この減圧乾燥装置１２での減圧乾燥処理が完了したキャリアーガラス板Ｇは、搬送ロボット１５によって熱処理装置１３へ搬送される。

このように、２台の減圧乾燥装置１２が鉛直方向に並んで配置されている場合、各減圧乾燥装置１２のチャンバー３から外部へ溶媒成分が飛散すると、この溶媒成分が下に滞留して、下側の減圧乾燥装置１２が汚染されるおそれがあった。これに対して、各減圧乾燥装置１２は上述の排気機構８０を装備しているため、チャンバー３の内部に残存する多くの溶媒成分を、外部への飛散を抑制しつつ除去することができる。その結果、下側に配置された減圧乾燥装置１２が溶媒成分で汚染されるのを抑制できる。

さらに、減圧乾燥装置１２の具体的構成についても種々の変更が可能である。例えば、チャンバー３のベース部３１は、上方へ開口した箱型に形成されていた。しかしながら、壁部３１２を設けずに、ベース部３１を平板形状に形成しても構わない。この場合であっても、蓋部３２およびベース部３１それぞれの周縁部の間（すなわち、空間３５）から排気機構８０により処理空間３０内の溶媒成分を排気することで、チャンバー３の内部に残存する溶媒成分を、外部への飛散を抑制しつつ除去することができる。

また、その他の変形をチャンバー３に対して行うこともできる。例えば、蓋部３２を昇降させることでチャンバー３を開閉していた。しかしながら、ベース部３１を昇降させることでチャンバー３を開閉しても構わない。

また、排気ダクト８１の形状や取り付け位置についても適宜変更が可能であり、例えば排気ダクト８１を蓋部３２に取り付けても良い。この場合、排気ダクト８１を上下反転させて蓋部３２に取り付けて、蓋部３２およびベース部３１それぞれの周縁部の間に、排気ダクト８１の開口８１３を対向させても良い。

また、下降位置におけるキャリアーガラス板Ｇと排気ダクト８１の開口８１３との位置関係も上述の例に限られない。つまり、キャリアーガラス板Ｇと開口８１３とが対向していなくても、排気ダクト８１により処理空間３０内の溶媒成分を排気することで、チャンバー３の内部に残存する溶媒成分を、外部への飛散を抑制しつつ除去することは可能である。

また、互いに離間する蓋部３２とベース部３１との間の空間３５と、開口８１３との位置関係も適宜変更可能である。例えば、開口８１３を上方へ向けて形成し、蓋部３２の壁部３２２の上面と面一に設けても良い。

また、排気ダクト８１をベース部３１の各辺に設ける必要は必ずしも無い。

また、チャンバー３の外形は上記の例に限られず、例えば平面視において円形を有しても良い。この場合、排気機構８０の形状も、チャンバー３に応じて円形にしても良い。

また、減圧乾燥処理の完了後にキャリアーガラス板Ｇを上昇させるタイミングも、上記の例に限られない。したがって、蓋部３２の上昇に連動してキャリアーガラス板Ｇを上昇させても良い。

また、排気機構８０は開口８１３から外気を常時吸引していた。しかしながら、ベース部３１が開いている間だけ排気機構８０による吸引を実行するように構成しても良い。

また、給気配管７１から処理空間３０に供給する気体は窒素ガスに限られない。したがって、処理空間３０に空気等の他の気体を供給しても良い。

また、キャリアーガラス板Ｇの搬送には搬送ロボットが用いられている。しかしながら、その他の搬送方式、例えばコンベア方式の搬送ユニットによりキャリアーガラス板Ｇを搬送しても良い。

また、上記実施形態では、キャリアーガラス板Ｇを本発明の「基板」として用いているが、これ以外の平板状部材を「基板」として用いてもよい。

また、減圧乾燥装置１２による減圧乾燥処理の対象は、ポリイミド前駆体と溶媒とを含む塗布膜Ｆに限られず、例えばレジストの薄膜でも良い。

この発明は、基板に塗布された膜を減圧乾燥する技術の全般に適用することができる。

１２…減圧乾燥装置、
３…チャンバー、
３１…ベース部（第２カバー部）
３１２…壁部（周縁部）、
３２…蓋部（第１カバー部）、
３２２…壁部（周縁部）、
３３…Ｏリング（第２カバー部）、
３４…開閉駆動部、
４…支持部、
５１…ホットプレート、
６１…排気配管（減圧機構）、
８０…排気機構（排気機構）、
８１…排気ダクト（ダクト）、
８１１…上面（ダクトの上面）、
８１３…開口、
７１…給気配管（給気機構）、
Ｄ…隙間、
Ｇ…キャリアーガラス板（基板）、
Ｆ…塗布膜（膜）、

Claims (12)

1. 膜が塗布された基板を支持する支持部と、
   互いに接離可能な第１カバー部と第２カバー部とを有して、前記支持部に支持された前記基板を前記第１カバー部と前記第２カバー部との間の処理空間に収容する基板収容部と、
   前記第１カバー部と前記第２カバー部とを互いに接触させることで前記処理空間を閉じる一方、前記第１カバー部と前記第２カバー部とを互いに離間させることで前記処理空間を開く接離駆動部と、
   閉じられた前記処理空間を減圧することで、前記基板に塗布された前記膜を乾燥させる減圧機構と、
   前記基板収容部の外側に配置され、互いに離間する前記第１カバー部および前記第２カバー部それぞれの周縁部の間から前記処理空間内の気化成分を排気する排気機構と
   を備える減圧乾燥装置。
2. 前記排気機構が前記気化成分を排気するのと並行して、前記処理空間に気体を供給する給気機構をさらに備える請求項１に記載の減圧乾燥装置。
3. 前記処理空間内に配置されて、前記支持部により支持される前記基板を前記第２カバー部の側から加熱するホットプレートをさらに備え、
   前記給気機構は、前記ホットプレートと前記第２カバー部との間に気体を供給し、
   前記ホットプレートと前記第２カバー部との間の隙間が、前記給気機構により供給された気体を前記第２カバー部の周縁部に案内する請求項２に記載の減圧乾燥装置。
4. 前記排気機構は、前記処理空間の外側で前記第２カバー部の周縁部に沿って延設された開口を有し、互いに離間する前記第１カバー部および前記第２カバー部それぞれの周縁部の間を介して前記開口から前記処理空間内を吸引することで、前記気化成分を排気する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
5. 前記支持部は、前記第１カバー部と前記第２カバー部とが互いに離間するのに伴って前記気化成分の排気が前記排気機構により開始されてからの所定期間は、前記開口に対向する範囲に前記基板を支持する請求項４に記載の減圧乾燥装置。
6. 前記排気機構は、前記開口が設けられたダクトを有し、
   前記ダクトの上面が外側へ向かって下る傾斜面である請求項４に記載の減圧乾燥装置。
7. 前記第１カバー部は、前記支持部に支持された前記基板に対向する範囲に平面を有する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
8. 前記膜はポリイミド前駆体と溶媒とを含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の減圧乾燥装置を複数備える減圧乾燥システム。
10. 前記複数の減圧乾燥装置が同一の前記基板に対して順番に前記膜の乾燥を実行する請求項９に記載の減圧乾燥システム。
11. 前記複数の減圧乾燥装置が鉛直方向に並んで配置されている請求項９に記載の減圧乾燥システム。
12. 基板収容部が有する第１カバー部と第２カバー部との間の処理空間に膜が塗布された基板を収容した状態で、前記第１カバー部と前記第２カバー部とを互いに接触させることで前記処理空間を閉じる工程と、
    閉じられた前記処理空間を減圧することで、前記基板に塗布された前記膜を乾燥させる工程と、
    前記第１カバー部と前記第２カバー部とを互いに離間させる工程と、
    前記基板収容部の外側に配置された排気機構により、互いに離間する前記第１カバー部および前記第２カバー部それぞれの周縁部の間から前記処理空間内の気化成分を排気する工程と
    を備える減圧乾燥方法。

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