JP2022086765A - 減圧乾燥装置および減圧乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上面に形成された塗布層を、均一に乾燥させることができる減圧乾燥装置および減圧乾燥方法を提供する。【解決手段】減圧乾燥装置１は、チャンバ１０、ステージ２０、複数の排気口１６ａ～１６ｄ、減圧機構３０、および制御部８０を備える。減圧機構２０は、複数の排気口１６ａ～１６ｄからの排気量を個別に調節する複数の個別バルブＶａ～Ｖｄを有する。制御部８０は、チャンバ１０内の減圧時に、複数の個別バルブＶａ～Ｖｄのうち、一部の個別バルブの開閉状態または開度を変更し、当該一部の個別バルブを順次に変更する。これにより、複数の排気口Ｖａ～Ｖｄからの排気量が、順次に切り替わる。そうすると、基板９の上面に沿って形成される気流の向きが変化する。その結果、溶剤の蒸気に起因する乾燥ムラを抑制できる。したがって、基板９の上面の塗布層を、均一に乾燥させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、基板の上面に形成された塗布層を、減圧により乾燥させる減圧乾燥装置および減圧乾燥方法に関する。

従来、有機ＥＬティスプレイの製造工程では、基板の上面に、正孔注入層、正孔輸送層、または発光層となる塗布層を形成する。塗布層は、インクジェット装置により、基板の上面に、部分的に塗布される。そして、塗布層が形成された基板は、減圧乾燥装置のチャンバ内に搬送されて、減圧乾燥処理を受ける。これにより、塗布層に含まれる溶剤が気化して、塗布層が乾燥する。

減圧乾燥装置は、基板を収容するチャンバと、チャンバから気体を吸引する減圧機構とを備える。従来の減圧乾燥装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１８－４９８０６号公報

従来の減圧乾燥装置は、チャンバ内の気体を排出する排気口が、チャンバの底面に設けられている。これは、チャンバの減圧時に、基板の上面側に、均一な気流を形成するためである。しかしながら、基板の上面のうち、塗布層に覆われた塗布領域では、減圧に伴い塗布層中の溶剤が気化するのに対し、塗布層に覆われていない非塗布領域では、溶剤が気化しない。このため、基板の上面側における気流の向きが終始一定であると、非塗布領域から塗布領域へ向けて気体が流れる部分と、塗布領域から非塗布領域へ向けて気体が流れる部分とで、溶剤の蒸気の影響で、塗布領域の端縁部における乾燥の進行度合いに差が生じる。その結果、塗布層に乾燥ムラが生じる場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板の上面に形成された塗布層を、均一に乾燥させることができる減圧乾燥装置および減圧乾燥方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、基板の上面に形成された溶剤を含む塗布層を、減圧により乾燥させる減圧乾燥装置であって、基板を収容するチャンバと、前記チャンバの内部において、基板を下方から支持するステージと、前記チャンバに設けられた複数の排気口と、前記複数の排気口を介して前記チャンバ内の気体を吸引する減圧機構と、前記減圧機構を制御する制御部と、を備え、前記減圧機構は、前記複数の排気口からの排気量を個別に調節する複数の個別バルブを有し、前記制御部は、前記複数の個別バルブのうち、一部の個別バルブの開閉状態または開度を変更し、前記一部の個別バルブを順次に変更する切替処理を実行する。

本願の第２発明は、第１発明の減圧乾燥装置であって、前記複数の排気口は、前記ステージに支持された基板の下方に位置する。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の減圧乾燥装置であって、前記複数の個別バルブは、開閉弁であり、前記制御部は、一部の個別バルブを閉鎖するとともに他の個別バルブを開放し、前記一部の個別バルブを順次に変更する。

本願の第４発明は、第３発明の減圧乾燥装置であって、前記制御部は、１つの個別バルブを閉鎖するとともに他の個別バルブを開放し、前記１つの個別バルブを順次に変更する。

本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の減圧乾燥装置であって、前記複数の個別バルブは、開度を調節可能な開度制御弁であり、前記制御部は、一部の個別バルブの開度を他の個別バルブの開度よりも小さくし、前記一部の個別バルブを順次に変更する。

本願の第６発明は、第５発明の減圧乾燥装置であって、前記制御部は、１つの個別バルブの開度を他の個別バルブの開度よりも小さくし、前記１つの個別バルブを順次に変更する。

本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれか１発明の減圧乾燥装置であって、前記減圧機構は、前記複数の排気口に一端が接続された複数の個別配管と、前記複数の個別配管の他端に接続された１つの主配管と、を有し、前記複数の個別配管のそれぞれに、前記個別バルブが設けられ、前記減圧機構は、前記主配管に設けられた開度調節可能な主バルブをさらに有する。

本願の第８発明は、第７発明の減圧乾燥装置であって、前記制御部は、前記複数の個別バルブの開閉状態または開度に応じて、前記主バルブの開度を制御する。

本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれか１発明の減圧乾燥装置であって、前記制御部は、少なくとも前記塗布層の沸騰時に、前記切替処理を実行する。

本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれか１発明の減圧乾燥装置であって、前記基板の上面は、前記塗布層に覆われた部分と、前記塗布層から露出した部分と、を有する。

本願の第１１発明は、基板の上面に形成された溶剤を含む塗布層を、減圧により乾燥させる減圧乾燥方法であって、ａ）チャンバ内に基板を収容する工程と、ｂ）チャンバに設けられた複数の排気口を介して、チャンバ内の気体を吸引する工程と、を有し、前記工程ｂ）は、前記複数の個別バルブのうち、一部の個別バルブの開閉状態または開度を変更し、前記一部の個別バルブを順次に変更する切替処理を含む。

本願の第１発明～第１１発明によれば、チャンバ内の減圧時に、複数の排気口からの排気量が、順次に切り替わる。これにより、基板の上面に沿って形成される気流の向きが変化する。その結果、塗布層から気化した溶剤の蒸気に起因する乾燥ムラを抑制できる。したがって、基板の上面の塗布層を、均一に乾燥させることができる。

特に、本願の第２発明によれば、チャンバ内の気体が、基板の下方から排気される。これにより、基板の上面側における気体の流れを均一化できる。

特に、本願の第４発明によれば、閉鎖する個別バルブを１つのみとすることで、排気量を確保できる。

特に、本願の第５発明によれば、開閉弁を使用する場合よりも、基板の上面に沿って形成される気流を、緩やかに変化させることができる。

特に、本願の第６発明によれば、開度を絞る個別バルブを１つのみとすることで、排気量を確保できる。

特に、本願の第８発明によれば、減圧機構全体の排気量の変化を抑制できる。

特に、本願の第９発明によれば、塗布層の沸騰により多量に発生する溶剤の蒸気が、一方向に流れることを抑制できる。したがって、溶剤の蒸気に起因する乾燥ムラを抑制できる。

減圧乾燥装置の縦断面図である。 減圧乾燥装置の横断面図である。 基板の斜視図である。 制御部において実現される機能を概念的に示したブロック図である。 減圧乾燥処理の流れを示すフローチャートである。 チャンバ内の気圧の変化を示すグラフである。 ステージが上昇位置に配置されたときのチャンバ内の様子を示した図である。 ４つの個別バルブの開閉状態の変化を示すタイミングチャートである。 基板の部分縦断面図である。 ステージが下降位置に配置されたときのチャンバ内の様子を示した図である。 変形例に係る４つの個別バルブの開閉状態の変化を示すタイミングチャートである。 変形例に係る減圧乾燥装置の縦断面図である。 変形例に係る減圧乾燥装置の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．減圧乾燥装置の構成について＞
図１は、本発明の一実施形態に係る減圧乾燥装置１の縦断面図である。図２は、減圧乾燥装置１の横断面図である。この減圧乾燥装置１は、有機ＥＬディスプレイの製造工程において、基板９に対して、減圧乾燥処理を行う装置である。基板９には、矩形のガラス基板が使用される。基板９の上面には、予め、有機材料および溶剤を含む塗布層９０（図９参照）が、部分的に形成されている。塗布層９０は、減圧乾燥装置１で乾燥されることにより、有機ＥＬディスプレイの正孔注入層、正孔輸送層、または発光層となる。

図３は、基板９の斜視図である。基板９は、上面視において、縦横の長さが異なる長方形状である。図２に示すように、基板９の上面には、有機ＥＬディスプレイの回路パターンを形成する回路領域Ａ１が、複数配列されている。図２の例では、基板９の上面に、４つの矩形の回路領域Ａ１が、２行２列のマトリクス状に配列されている。ただし、回路領域Ａ１の形状、数、配置は、この例に限定されるものではない。塗布層９０は、減圧乾燥工程よりも前の塗布工程において、インクジェット装置により、各回路領域Ａ１内に、回路パターンに従って形成される。したがって、各回路領域Ａ１は、塗布層９０に覆われた部分と、塗布層９０から露出した部分とを有する。また、隣り合う回路領域Ａ１の間の境界領域Ａ２は、塗布層９０から露出した部分となる。

図１および図２に示すように、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０、ステージ２０、減圧機構３０、底面整流板４０、側面整流板５０、給気機構６０、圧力計７０、および制御部８０を備えている。

チャンバ１０は、基板９が収容される内部空間を有する耐圧容器である。チャンバ１０は、図示を省略した装置フレーム上に固定される。チャンバ１０の形状は、扁平な直方体状である。チャンバ１０は、略正方形状の底板部１１、４つの側壁部１２、および略正方形状の天面部１３を有する。４つの側壁部１２は、底板部１１の４つの端辺と、天面部１３の４つの端辺とを、上下方向に接続する。

４つの側壁部１２のうちの１つには、搬出入口１４と、搬入出口１４を開閉するシャッタ１５とが設けられている。シャッタ１５は、エアシリンダ等により構成されるシャッタ駆動機構１６と接続されている。シャッタ駆動機構１６を動作させると、シャッタ１６は、搬入出口１４を閉鎖する閉鎖位置と、搬入出口１４を開放する開放位置との間で、移動する。シャッタ１６が閉鎖位置に配置された状態では、チャンバ１０の内部空間が密閉される。シャッタ１６が開放位置に配置された状態では、搬入出口１４を介して、チャンバ１０への基板９の搬入およびチャンバ１０からの基板９の搬出を行うことができる。

ステージ２０は、チャンバ１０の内部において、基板９を支持する支持部である。ステージ２０は、複数の支持プレート２１を有する。複数の支持プレート２１は、水平方向に間隔をあけて配列されている。各プレート２１の上面には、複数の支持ピン２２が立設されている。基板９は、複数のプレート２１の上部に配置される。そして、複数の支持ピン２２の上端部が基板９の下面に接触することにより、基板９が水平姿勢で支持される。

ステージ２０の複数の支持プレート２１は、昇降機構２３に接続されている。図面の煩雑化を避けるため、昇降機構２３は、図１において概念的に示されているが、実際には、昇降機構２３は、エアシリンダ等のアクチュエータにより構成される。昇降機構２３を動作させると、ステージ２０は、下降位置Ｈ１（図１において実線で示した位置）と、下降位置Ｈ１よりも高い上昇位置Ｈ２（図１において二点鎖線で示した位置）との間で、上下方向に昇降移動する。このとき、複数のプレート２１は、一体として昇降移動する。

減圧機構３０は、チャンバ１０の内部空間から気体を吸引して、チャンバ１０内の圧力を低下させる機構である。図１および図２に示すように、チャンバ１０の底板部１１には、４つの排気口１６ａ～１６ｄが設けられている。４つの排気口１６ａ～１６ｄは、ステージ２０に支持された基板９の下方、かつ、後述する底面整流板４０の下方に位置する。減圧機構３０は、４つの排気口１６ａ～１６ｄに接続された排気配管３１と、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄと、主バルブＶｅと、真空ポンプ３２とを有する。

排気配管３１は、４つの個別配管３１ａ～３１ｄと、１つの主配管３１ｅとを有する。４つの個別配管３１ａ～３１ｄの一端は、４つの排気口１６ａ～１６ｄに、それぞれ接続されている。４つの個別配管３１ａの他端は、１本に合流して、主配管３１ｅの一端に接続されている。主配管３１ｅの他端は、真空ポンプ３２に接続されている。４つの個別バルブＶａ～Ｖｄは、４つの個別配管３１ａの経路上に、それぞれ設けられている。主バルブＶｅは、主配管３１ｅの経路上に設けられている。

シャッタ１５により搬入出口１４を閉鎖した状態で、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの少なくとも一部と、１つの主バルブＶｅとを開放し、真空ポンプ３２を動作させると、チャンバ１０内の気体が、排気配管３１を通って、チャンバ１０の外部へ排出される。これにより、チャンバ１０の内部空間の圧力を低下させることができる。

４つの個別バルブＶａ～Ｖｄは、４つの排気口１６ａ～１６ｄからの排気量を、個別に調節するためのバルブである。本実施形態の個別バルブＶａ～Ｖｄは、制御部８０からの指令に基づいて、開放状態と閉鎖状態とを切り替える開閉弁である。主バルブＶｅは、４つの排気口１６ａ～１６ｄからの合計の排気量を調整するためのバルブである。本実施形態の主バルブＶｅは、制御部８０からの指令に基づいて、開度を調節可能な開度制御弁である。

この減圧乾燥装置１では、４つの排気口１６ａ～１６ｄが、ステージ２０に支持された基板９の下方に位置する。このため、基板９の上方に排気口がある場合と比べて、基板９の上面側における気体の流れを均一化できる。したがって、基板９の上面に形成された塗布層９０の乾燥ムラを抑制できる。

底面整流板４０は、チャンバ１０内の減圧時における気体の流れを規制するためのプレートである。底面整流板４０は、ステージ２０に支持される基板９と、チャンバ１０の底板部１１との間に位置する。より具体的には、底面整流板４０は、下降位置Ｈ１のステージ２０から間隔をあけて下側、かつ、底板部１１の上面から間隔をあけて上側に位置する。また、底面整流板４０は、底板部１１の上面に沿って、水平に拡がる。底面整流板４０は、チャンバ１０の底板部１１に、複数の支柱（図示省略）を介して固定されている。

図２に示すように、底面整流板４０の形状は、上面視において正方形である。そして、底面整流板４０の上面視における各辺の長さは、長方形状の基板９の長辺および短辺のいずれよりも長い。このため、ステージ２０上に配置される基板９の向きに拘わらず、上面視において、底面整流板４０は、基板９よりも大きい。

側面整流板５０は、底面整流板４０とともに、チャンバ１０内の減圧時における気体の流れを規制するためのプレートである。側面整流板５０は、下降位置Ｈ１のステージ２０に支持される基板９と、チャンバ１０の側壁部１２との間に位置する。より具体的には、側面整流板５０は、下降位置Ｈ１のステージ２０に支持される基板９の端部から間隔をあけて外側、かつ、側壁部１２の内面から間隔をあけて内側に位置する。本実施形態では、ステージ２０に支持される基板９の周囲に、４つの側面整流板５０が配置されている。各側面整流板５０は、側壁部１２の内面に沿って拡がる。したがって、４つの側面整流板５０は、全体として、基板９を包囲する四角筒状の整流板を形成している。また、底面整流板４０および４つの側面整流板５０は、全体として、有底筒状の箱状整流板を形成している。

チャンバ１０の内部空間を減圧するときには、チャンバ１０内の気体は、側面整流板５０と側壁部１２との間の空間、底面整流板４０と底板部１１との間の空間、および排気口１６ａ～１６ｄを通って、チャンバ１０の外部へ排出される。このように、気体が基板９から離れた空間を流れることで、基板９の近傍に形成される気流を低減できる。特に、基板９の周縁部において気流が集中することを抑制できる。その結果、基板９の上面に形成された塗布層９０の乾燥ムラを抑制できる。

図２に示すように、底面整流板４０および４つの側面整流板５０により形成される箱状整流板は、上面視において正方形である。そして、当該箱状整流板の上面視における各辺の長さは、長方形状の基板９の長辺および短辺のいずれよりも長い。このため、ステージ２０上に配置される基板９の向きに拘わらず、減圧時におけるチャンバ１０内の気体の流れを、一様とすることができる。すなわち、基板９の向きによって、チャンバ１０内の気体の流れが変化することを抑制できる。

また、図２に示すように、４つの排気口１６ａ～１６ｄは、いずれも、上面視において、正方形状の底面整流板４０の対角線４１上に位置する。このようにすれば、各排気口１６ａ～１６ｄにより、底面整流板４０の中央（２本の対角線４１の交点）に対して対称な気流を形成できる。これにより、チャンバ１０の内部に、より均一な気流を形成できる。

３つの側面整流板５０は、チャンバ１０の側壁部１２に固定されている。ただし、残りの１つの側面整流板５０は、基板９の搬入および搬出の経路を確保するために、側壁部１２および底面整流板４０に対して移動可能となっている。当該１つの側面整流板５０は、例えば、シャッタ１５とともに移動するように構成される。そうすれば、シャッタ１５が閉鎖位置から開放位置へ移動すると、当該側面整流板５０も移動し、基板９の搬入および搬出の経路を確保することができる。

ただし、移動可能な側面整流板５０が、他の側面整流板５０または底面整流板５０に接触すると、整流板同士の摺接によって、粉塵が発生する可能性がある。このため、移動可能な側面整流板５０は、正規の位置（上述した箱状整流板を構成する位置）に配置されたときにも、他の側面整流板５０および底面整流板４０とは非接触であることが望ましい。ただし、気流を規制する効果をより高めることを重視する場合には、移動可能な側面整流板５０と、他の側面整流板５０および底面整流板４０とを、互いに接触させて、これらの整流板の隙間を閉じてもよい。

給気機構６０は、減圧乾燥処理の最後に、チャンバ１０内を大気圧に戻すための機構である。図１に示すように、チャンバ１０の底板部１１には、給気口１６ｆが設けられている。給気口１６ｆは、底面整流板４０の下方に位置する。給気機構６０は、給気口１６ｅに接続された給気配管６１と、給気バルブＶｆと、給気源６２とを有する。給気配管６１の一端は、給気口１６ｆに接続されている。給気配管６１の他端は、給気源６２に接続されている。給気バルブＶｆは、給気配管６１の経路上に設けられている。

給気バルブＶｆを開放すると、給気源６２から給気配管６１および給気口１６ｆを通ってチャンバ１０の内部空間へ、気体が供給される。これにより、チャンバ１０内の気圧を上昇させることができる。なお、給気源６２から供給される気体は、窒素ガス等の不活性ガスであってもよく、あるいは、クリーンドライエアであってもよい。

圧力計７０は、チャンバ１０内の気圧を計測するセンサである。図１に示すように、圧力計７０は、チャンバ１０の一部分に取り付けられている。圧力計７０は、チャンバ１０内の気圧を計測し、その計測結果を、制御部７０へ出力する。

制御部８０は、減圧乾燥装置１の各部を動作制御するためのユニットである。制御部８０は、ＣＰＵ等のプロセッサ８０１、ＲＡＭ等のメモリ８０２、およびハードディスクドライブ等の記憶部８０３を有するコンピュータにより構成される。記憶部８０３には、減圧乾燥処理を実行するためのコンピュータプログラムおよび各種データが記憶されている。制御部８０は、記憶部８０３からメモリ８０２にコンピュータプログラムおよび各種データを読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに従ってプロセッサ８０１が演算処理を行うことにより、減圧乾燥装置１内の各部を動作制御する。

図４は、制御部８０において実現される機能を概念的に示したブロック図である。図４に示すように、制御部８０は、シャッタ駆動機構１６、昇降機構２３、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄ、主バルブＶｅ、真空ポンプ３２、給気バルブＶｆ、および圧力計７０と、それぞれ電気的に接続されている。制御部８０は、圧力計７０から出力される計測値を参照しつつ、上記各部の動作を制御する。

図４に概念的に示したように、制御部８０は、シャッタ制御部８１、昇降制御部８２、切替制御部８３、排気制御部８４、ポンプ制御部８５、および給気制御部８６を有する。シャッタ制御部８１は、シャッタ駆動機構１６の動作を制御する。昇降制御部８２は、昇降機構２３の動作を制御する。切替制御部８３は、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態を個別に制御する。排気制御部８４は、主バルブＶｅの開閉状態および開度を制御する。ポンプ制御部８５は、真空ポンプ３２の動作を制御する。給気制御部８６は、給気バルブＶｆの開閉状態を制御する。これらの各部の機能は、上述したコンピュータプログラムおよび各種データに基づいて、プロセッサ８０１が動作することにより実現される。

＜２．減圧乾燥処理について＞
続いて、上記の減圧乾燥装置１を用いた基板９の減圧乾燥処理について、説明する。図５は、減圧乾燥処理の流れを示すフローチャートである。図６は、チャンバ１０内の気圧の変化を示すグラフである。

減圧乾燥処理を行うときには、まず、基板９をチャンバ１０内に搬入する（ステップＳ１）。基板９の上面には、未乾燥の塗布層９０が形成されている。ステップＳ１では、まず、シャッタ制御部８１が、シャッタ駆動機構１６を動作させる。これにより、シャッタ１５を閉鎖位置から開放位置へ移動させて、搬入出口１４を開放する。そして、図示を省略した搬送ロボットが、フォーク状のハンドに基板９を載置しつつ、チャンバ１０の搬入出口１４を介して、チャンバ１０の内部へ、基板９を搬入する。

この時点では、ステージ２０は、下降位置Ｈ１に配置されている。搬送ロボットは、ステージ２０の複数のプレート２１の間へフォーク状のハンドを挿入しつつ、ステージ２０の上面に基板９を載置する。ステージ２０上に基板９が載置されると、搬送ロボットは、チャンバ１０の外部へ退避する。そして、シャッタ制御部８１が、再びシャッタ駆動機構１６を動作させて、シャッタ１５を開放位置から閉鎖位置へ移動させることにより、搬入出口１４を閉鎖する。これにより、チャンバ１０の内部空間に基板９が収容される。

次に、減圧乾燥装置１は、ステージ２０を上昇させる（ステップＳ２）。具体的には、昇降制御部８２が、昇降機構２３を動作させることにより、ステージ２０を、下降位置Ｈ１から上昇位置Ｈ２へ移動させる。図７は、ステージ２０が上昇位置Ｈ２に配置されたときのチャンバ１０内の様子を示した図である。図７に示すように、側面整流板５０の上端部は、上昇位置Ｈ２のステージ２０に支持される基板９の高さよりも低い。したがって、ステップＳ２において、ステージ２０に支持された基板９は、側面整流板５０の上端部よりも上方の位置まで、上昇する。基板９の上面は、チャンバ１０の天面部１３と、僅かな隙間を介して対向する。

続いて、チャンバ１０内の減圧を開始する。すなわち、ポンプ制御部８５が、真空ポンプ３２の動作を開始する。また、切替制御部８３が、個別バルブＶａ～Ｖｄの一部を開放し、排気制御部８４が、主バルブＶｅを開放する。これにより、チャンバ１０から排気配管１６への気体の排出を開始する。減圧乾燥装置１は、まず、チャンバ１０の内部空間を緩やかに減圧する、第１処理を行う（ステップＳ３）。この第１処理では、排気制御部８４が、主バルブＶｅの開度を、後述する第２処理～第４処理よりも小さい開度に調整する。これにより、図６の時刻ｔ１～ｔ２のように、チャンバ１０内の気圧が、大気圧Ｐ０から緩やかに低下する。

ステップＳ３では、上述の通り、ステージ２０が上昇位置Ｈ２に配置されている。このため、チャンバ１０内の気体は、図７中の破線矢印のように、基板９の下方の空間から、側面整流板５０と側壁部１２との間の空間、底面整流板４０と底板部１１との間の空間、および排気口１６ａ～１６ｄを通って、排気配管６１へ流れる。このため、チャンバ１０内に形成される気流は、基板９の上面に影響を及ぼしにくい。

ただし、このステップＳ３でも、基板９の上面と天面部１３との間の空間において、僅かな気流が生じる。また、減圧により、塗布層９０からの溶剤の気化が始まっている。そこで、切替制御部８３は、基板９の上面と天面部１３との間の気流により、塗布層９０の乾燥ムラが生じることを抑制するために、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態を、順次に切り替える。

図８は、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態の変化を示すタイミングチャートである。図８に示すように、切替制御部８３は、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄのうちの１つの個別バルブを閉鎖するとともに、他の個別バルブを開放する。そして、切替制御部８３は、閉鎖する１つの個別バルブを順次に変更する。具体的には、１つの個別バルブＶａを閉鎖して他の３つの個別バルブＶｂ，Ｖｃ，Ｖｄを開放する第１状態（時間ｔａ）、１つの個別バルブＶｂを閉鎖して他の３つの個別バルブＶａ，Ｖｃ，Ｖｄを開放する第２状態（時間ｔｂ）、１つの個別バルブＶｃを閉鎖して他の３つの個別バルブＶａ，Ｖｂ，Ｖｄを開放する第３状態（時間ｔｃ）、および１つの個別バルブＶｄを閉鎖して他の３つの個別バルブＶａ，Ｖｂ，Ｖｃを開放する第４状態（時間ｔｄ）、を順次に切り替える。

このようにすれば、第１処理の間に、基板９の上面と天面部１３との間の空間に形成される気流の向きが、個別バルブＶａ～Ｖｄの切り替えに応じて変化する。したがって、基板９の上面の塗布層９０を、均一に乾燥させることができる。

特に、本実施形態では、図９のように、基板９の上面が、塗布層９０に覆われた塗布領域Ａ３と、塗布層９０から露出した非塗布領域Ａ４とを有する。塗布領域Ａ３からは溶剤が気化するのに対し、非塗布領域Ａ４からは溶剤が気化しない。このため、仮に、気流の向きが一定であったとすると、塗布領域Ａ３から非塗布領域Ａ４へ向けて気体が流れる部分と、非塗布領域Ａ４から塗布領域Ａ３へ向けて気体が流れる部分とで、溶剤の蒸気の影響で、塗布領域Ａ３の端縁部における乾燥の進行度合いに差が生じる。しかしながら、上述のように、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態を順次に切り替えて、気流の向きを変化させれば、そのような乾燥の進行度合いの差を低減できる。したがって、溶剤の蒸気に起因する塗布層９０の乾燥ムラを抑制できる。

次に、減圧乾燥装置１は、ステージ２０を下降させる（ステップＳ４）。具体的には、昇降制御部８２が、昇降機構２３を動作させることにより、ステージ２０を、上昇位置Ｈ２から下降位置Ｈ１へ移動させる。図１０は、ステージ２０が下降位置Ｈ１に配置されたときのチャンバ１０内の様子を示した図である。図１０に示すように、側面整流板５０の上端部は、下降位置Ｈ１のステージ２０に支持される基板９の高さよりも高い。したがって、ステップＳ４において、ステージ２０に支持された基板９は、側面整流板５０の上端部よりも下方の位置まで、下降する。

続いて、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の内部空間を急速に減圧する、第２処理を行う（ステップＳ５）。この第２処理では、排気制御部８４が、主バルブＶｅの開度を、第１処理よりも大きい開度に変更する。これにより、図６の時刻ｔ２～ｔ３のように、チャンバ１０内の気圧が、急速に低下する。

第２処理では、上述の通り、ステージ２０が下降位置Ｈ１に配置されている。このため、基板９の上面側の空間に存在する気体は、図８中の破線矢印のように、側面整流板５０と側壁部１２との間の空間、底面整流板４０と底板部１１との間の空間、および排気口１６ａ～１６ｄを通って、排気配管６１へ流れる。これにより、基板９の近傍に強い気流が発生することを抑制できる。特に、基板９の周縁部において気流が集中することを抑制できる。したがって、気流による塗布層９０の乾燥ムラを抑制できる。

また、この第２処理では、塗布層９０から溶剤が活発に気化する。そこで、切替制御部８３は、塗布層９０の乾燥ムラを抑制するために、上述した第１処理と同様に、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態を、順次に切り替える。すなわち、切替制御部８３は、図８のように、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄのうちの１つの個別バルブを閉鎖するとともに、他の個別バルブを開放する。そして、切替制御部８３は、閉鎖する１つの個別バルブを順次に変更する。このようにすれば、第２処理の間に、基板９の上面に沿って形成される気流の向きが、個別バルブＶａ～Ｖｄの切り替えに応じて変化する。したがって、基板９の上面の塗布層９０を、均一に乾燥させることができる。

チャンバ１０の内部空間の気圧が、所定の圧力Ｐ１まで低下すると、塗布層９０が沸騰する。そして、沸騰が始まると、図６の時刻ｔ３～ｔ４のように、チャンバ１０内の気圧が、ほぼ一定となる。このように、減圧乾燥装置１は、塗布層９０を沸騰させつつ、チャンバ１０からの排気を継続する、第３処理を行う（ステップＳ６）。

この第３処理では、塗布層９０から溶剤の気化が、第２処理よりもさらに活発となる。そこで、切替制御部８３は、塗布層９０の乾燥ムラを抑制するために、上述した第１処理および第２処理と同様に、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態を、順次に切り替える。すなわち、切替制御部８３は、図８のように、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄのうちの１つの個別バルブを閉鎖するとともに、他の個別バルブを開放する。そして、切替制御部８３は、閉鎖する１つの個別バルブを順次に変更する。このようにすれば、第３処理の間に、基板９の上面に沿って形成される気流の向きが、個別バルブＶａ～Ｖｄの切り替えに応じて変化する。したがって、基板９の上面の塗布層９０を、均一に乾燥させることができる。

やがて、塗布層９０の溶媒成分が十分に気化すると、塗布層９０の沸騰が終了する。そうすると、図６の時刻ｔ４～ｔ５のように、チャンバ１０内の気圧が、再び急速に低下する。このように、減圧乾燥装置１は、塗布層９０の沸騰後に、チャンバ１０の内部空間をさらに減圧する、第４処理を行う（ステップＳ７）。

この第４処理では、塗布層９０に残存する僅かな溶媒成分が気化するものの、上述した第１処理～第３処理と比べると、溶媒成分の気化は活発ではない。このため、切替制御部８３は、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄを全て開放する。これにより、チャンバ１０からの排気を促進して、チャンバ１０の内部空間を目標圧力Ｐ２まで急速に減圧する。

チャンバ１０内の気圧が目標圧力Ｐ２に到達すると、排気制御部８４は、主バルブＶｅを閉鎖する。これにより、チャンバ１０からの気体の吸引が終了し、塗布層９０の乾燥が完了する。

その後、給気制御部８６が、給気バルブＶｆを開放する。そうすると、給気源６２から給気配管６１および給気口１６ｆを通ってチャンバ１０の内部へ、気体が供給される（ステップＳ８）。これにより、チャンバ１０内の気圧が、再び大気圧Ｐ０まで上昇する。このとき、チャンバ１０内には、比較的強い気流が発生するが、塗布層９０は十分に乾燥済みであるため、気流による乾燥ムラは生じにくい。また、給気口１６ｆから供給される気体は、底面整流板４０と底板部１１との間、および、側面整流板５０と側壁部１２との間を通って、チャンバ１０の内側へ流れる。これにより、基板９の近傍に強い気流が発生することを抑制できる。

チャンバ１０内の気圧が大気圧に到達すると、給気制御部８６は、給気バルブＶｆを閉鎖する。そして、シャッタ制御部８１が、シャッタ駆動機構１６を動作させる。これにより、シャッタ１５を閉鎖位置から開放位置へ移動させて、搬入出口１４を開放する。そして、図示を省略した搬送ロボットが、ステージ２０に支持された乾燥済みの基板９を、チャンバ１０の外部へ搬出する（ステップＳ９）。以上をもって、１枚の基板９に対する減圧乾燥処理を終了する。

以上のように、この減圧乾燥装置１では、第１処理～第３処理において、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄの開閉状態を順次に切り替える切替処理を行う。このため、第１処理～第３処理の各処理の間に、４つの排気口１６ａ～１６ｄからの排気量が、順次に切り替わる。これにより、基板９の上面に沿って形成される気流の向きが変化する。したがって、基板９の上面の塗布層９０を、均一に乾燥させることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。以下では、種々の変形例について、上記実施形態との差異点を中心として説明する。

＜３－１．第１変形例＞
上記の実施形態では、第１処理～第３処理の間に、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄを順次に切り替える切替処理を行っていた。しかしながら、第１処理～第３処理のうちの一部の処理時にのみ、切替処理を行ってもよい。例えば、塗布層９０が沸騰する第３処理の際には、溶剤成分の気化が最も活発となる。このため、第３処理のときにのみ、切替処理を行ってもよい。

＜３－２．第２変形例＞
上記の実施形態では、切替処理において、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄのうち、１つの個別バルブを閉鎖するとともに、他の３つの個別バルブを開放し、閉鎖する１つの個別バルブを順次に変更していた。しかしながら、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄのうち、２つの個別バルブを閉鎖するとともに、他の２つの個別バルブを開放し、閉鎖する２つの個別バルブを順次に変更してもよい。あるいは、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄのうち、３つの個別バルブを閉鎖するとともに、他の１つの個別バルブを開放し、閉鎖する３つの個別バルブを順次に変更してもよい。すなわち、切替制御部８３は、複数の個別バルブのうち、一部の個別バルブの開閉状態を変更し、当該一部の個別バルブを順次に変更すればよい。ただし、上記の実施形態のように、個別バルブＶａ～Ｖｄを１つずつ閉鎖する方が、排気配管６１全体として排気量を確保しやすい。

＜３－３．第３変形例＞
上記の実施形態では、切替処理を行う間は、常に、４つ個別バルブＶａ～Ｖｄのうちのいずれか１つを閉鎖していた。しかしながら、切替処理において、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄを全て開放する時間が含まれていてもよい。その場合、排気制御部８４は、開放状態の個別バルブの数に応じて、主バルブＶｅの開度を制御してもよい。例えば、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄを全て開放するときには、１つの個別バルブを閉鎖するときよりも、主バルブＶｅの開度を小さくしてもよい。このようにすれば、排気配管６１全体の排気量の変化を抑制できる。

＜３－４．第４変形例＞
上記の実施形態では、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄを、順次に同じ時間だけ閉鎖していた。すなわち、図８の時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが、全て同じ時間であった。しかしながら、この切替処理の間にも、塗布層９０の乾燥は進行する。このため、切替処理の間に、塗布層９０から気化する溶剤の量が、徐々に減少する場合がある。この点を考慮して、時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに変化をつけてもよい。具体的には、図１１のように、時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄを、徐々に長くしてもよい（ｔａ＜ｔｂ＜ｔｃ＜ｔｄ）。このようにすれば、各時間における溶剤の気化量を均一とすることができる。

＜３－５．第５変形例＞
上記の実施形態では、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄが、開放状態と閉鎖状態との切り替えのみを行う開閉弁であった。しかしながら、４つの個別バルブＶａ～Ｖｄは、開度を調節可能な開度制御弁であってもよい。そして、切替処理において、一部の個別バルブを完全に閉鎖するのではなく、一部の個別バルブの開度を他の個別バルブの開度よりも小さくしてもよい。すなわち、切替処理は、複数の個別バルブのうち、一部（例えば１つ）の個別バルブの開度を変更するとともに、当該一部の個別バルブを順次に変更する処理であってもよい。このようにすれば、開閉弁を使用する場合よりも、チャンバ１０内の気流を、緩やかに変化させることができる。

＜３－６．第６変形例＞
上記の実施形態の減圧乾燥装置１は、チャンバ１０内に、底面整流板４０と、４つの側面整流板５０とを備えていた。しかしながら、図１２のように、減圧乾燥装置１は、側面整流板５０を備えていなくてもよい。この場合でも、底面整流板４０の上面視における各辺の長さは、長方形状の基板９の長辺および短辺のいずれよりも長い。このため、ステージ２０上に配置される基板９の向きに拘わらず、チャンバ１０内の減圧時に、図１２の破線矢印のように、基板９の上面側の気体を、側面整流板４０の側方を通って、底面整流板４０の下方へ流すことができる。これにより、基板９の周縁部に気流が集中することを抑制できる。したがって、基板９の上面に形成された塗布層９０の乾燥ムラを抑制できる。

＜３－７．第７変形例＞
上記の実施形態の減圧乾燥装置１は、チャンバ１０内に、底面整流板４０と、４つの側面整流板５０とを備えていた。しかしながら、減圧乾燥装置１は、底面整流板４０および４つの側面整流板５０に加えて、図１３のように、天面整流板５１を備えていてもよい。天面整流板５１は、ステージ２０に支持される基板９の上面と、チャンバ１０の天板部１３の下面との間に位置する。また、天面整流板５１は、チャンバ１０の天板部１３の下面に沿って、水平に拡がる。天面整流板５１は、チャンバ１０の天板部１３に、複数の支柱（図示省略）を介して固定されている。

天面整流板５１は、気体を通す複数の開口５２を有する。このようにすれば、チャンバ１０内の減圧時に、基板９の上面側の気体は、複数の開口５２を通って、天面整流板５１の上側へ流入する。そして、図１３の破線矢印のように、天面整流板５１と天板部１３との間の空間、側面整流板５０と側壁部１２との間の空間、および底面整流板４０と底板部１１との間の空間を通って、排気口１６ａ～１６ｄへ向かう気流が形成される。このような構成でも、気体が基板９から離れた空間を流れることで、基板９の近傍に形成される気流を低減できる。また、基板９の周縁部において気流が集中することを抑制できる。したがって、基板９の上面に形成された塗布層９０の乾燥ムラを抑制できる。

＜３－８．他の変形例＞
上記の実施形態では、チャンバ１０が、４つの排気口１６ａ～１６ｄを有していた。しかしながら、チャンバ１０が有する排気口の数は、２つ、３つ、または５つ以上であってもよい。

上記の実施形態の減圧乾燥装置１は、基板９上の塗布層９０を、減圧のみにより乾燥させるものであった。しかしながら、減圧乾燥装置１は、減圧および加熱により、基板９上の塗布層９０を乾燥させるものであってもよい。

上記の実施形態では、チャンバ１０の側壁部１２に、基板９の搬入出口１４が設けられていた。しかしながら、チャンバ１０の４つの側壁部１２および天板部１３が、一体の蓋部を構成し、当該蓋部を底板部１１から分離して上方へ退避できる構造であってもよい。この場合、４つの側面整流板５０は、蓋部に固定され、蓋部とともに上方へ移動可能としてもよい。

また、上記の実施形態の減圧乾燥装置１は、有機ＥＬディスプレイ用の基板を処理するものであった。しかしながら、本発明の減圧乾燥装置は、液晶ディスプレイや半導体ウェハなどの他の精密電子部品用の基板を処理するものであってもよい。

また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 減圧乾燥装置
９ 基板
１０ チャンバ
１１ 底板部
１２ 側壁部
１３ 天板部
１６ａ 排気口
１６ｂ 排気口
１６ｃ 排気口
１６ｄ 排気口
１６ｆ 給気口
２０ ステージ
２１ 支持プレート
２２ 支持ピン
２３ 昇降機構
３０ 減圧機構
３１ 排気配管
３２ 真空ポンプ
４０ 底面整流板
５０ 側面整流板
５１ 天面整流板
６０ 給気機構
６１ 給気配管
７０ 気圧センサ
８０ 制御部
９０ 塗布層
Ｖａ 個別バルブ
Ｖｂ 個別バルブ
Ｖｃ 個別バルブ
Ｖｄ 個別バルブ
Ｖｅ 主バルブ
Ｖｆ 給気バルブ

Claims (11)

1. 基板の上面に形成された溶剤を含む塗布層を、減圧により乾燥させる減圧乾燥装置であって、
   基板を収容するチャンバと、
   前記チャンバの内部において、基板を下方から支持するステージと、
   前記チャンバに設けられた複数の排気口と、
   前記複数の排気口を介して前記チャンバ内の気体を吸引する減圧機構と、
   前記減圧機構を制御する制御部と、
   を備え、
   前記減圧機構は、
   前記複数の排気口からの排気量を個別に調節する複数の個別バルブ
   を有し、
   前記制御部は、前記複数の個別バルブのうち、一部の個別バルブの開閉状態または開度を変更し、前記一部の個別バルブを順次に変更する切替処理を実行する、減圧乾燥装置。
2. 請求項１に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記複数の排気口は、前記ステージに支持された基板の下方に位置する、減圧乾燥装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記複数の個別バルブは、開閉弁であり、
   前記制御部は、一部の個別バルブを閉鎖するとともに他の個別バルブを開放し、前記一部の個別バルブを順次に変更する、減圧乾燥装置。
4. 請求項３に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記制御部は、１つの個別バルブを閉鎖するとともに他の個別バルブを開放し、前記１つの個別バルブを順次に変更する、減圧乾燥装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記複数の個別バルブは、開度を調節可能な開度制御弁であり、
   前記制御部は、一部の個別バルブの開度を他の個別バルブの開度よりも小さくし、前記一部の個別バルブを順次に変更する、減圧乾燥装置。
6. 請求項５に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記制御部は、１つの個別バルブの開度を他の個別バルブの開度よりも小さくし、前記１つの個別バルブを順次に変更する、減圧乾燥装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記減圧機構は、
   前記複数の排気口に一端が接続された複数の個別配管と、
   前記複数の個別配管の他端に接続された１つの主配管と、
   を有し、
   前記複数の個別配管のそれぞれに、前記個別バルブが設けられ、
   前記減圧機構は、前記主配管に設けられた開度調節可能な主バルブをさらに有する、減圧乾燥装置。
8. 請求項７に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記制御部は、前記複数の個別バルブの開閉状態または開度に応じて、前記主バルブの開度を制御する、減圧乾燥装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記制御部は、少なくとも前記塗布層の沸騰時に、前記切替処理を実行する、減圧乾燥装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の減圧乾燥装置であって、
    前記基板の上面は、
    前記塗布層に覆われた部分と、
    前記塗布層から露出した部分と、
    を有する、減圧乾燥装置。
11. 基板の上面に形成された溶剤を含む塗布層を、減圧により乾燥させる減圧乾燥方法であって、
    ａ）チャンバ内に基板を収容する工程と、
    ｂ）チャンバに設けられた複数の排気口を介して、チャンバ内の気体を吸引する工程と、
    を有し、
    前記工程ｂ）は、前記複数の個別バルブのうち、一部の個別バルブの開閉状態または開度を変更し、前記一部の個別バルブを順次に変更する切替処理を含む、減圧乾燥方法。

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