JP2023042320A - 減圧乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気時には、基板の中央部の上部空間と、基板の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を低減し、かつ、給気時には、基板の上面に、気体が局所的に衝突することを抑制できる、減圧乾燥装置を提供する。【解決手段】減圧乾燥装置１は、第１整流板６１および第２整流板６２を備える。第１整流板６１は、ステージ２０に支持される基板９の上方に位置する。第２整流板６２は、第１整流板６１の上方に位置する。第１整流板６１および第２整流板６２は、複数の貫通孔を有する。２枚の整流板６１，６２により、排気時の流路抵抗を高めることができる。これにより、基板９の中央部の上部空間と、基板９の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を低減できる。また、２枚の整流板６１，６２により、給気時に基板９の上面へ向かう気流を分散させることができる。したがって、基板９の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを抑制できる。【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排出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では、基板の上方にパンチング板が設けられている。チャンバ内を減圧するときには、塗布層から気化した溶剤の蒸気が、パンチング板の孔を通って、パンチング板の上方へ流れる。そして、当該蒸気が、チャンバの内面と仕切板との間を通って、チャンバの下面に設けられた排気口から、チャンバの外部へ排出される。

従来の構造では、基板の周縁部の上部空間における排気速度が、基板の中央部の上部空間における排気速度よりも速くなる。このため、基板の周縁部よりも、基板の中央部において、塗布層の乾燥が遅れることにより、乾燥ムラが生じる。この傾向は、パンチング板の孔の径が大きいほど顕著となる。したがって、パンチング板の孔の径を小さくすることで、基板の中央部と周縁部の乾燥速度の差を小さくすることができる。

しかしながら、減圧乾燥装置は、チャンバの内部を目標圧力まで減圧した後に、チャンバ内に気体を供給して、チャンバ内の気圧を大気圧へ戻す。そのとき、パンチング板の孔から基板の上面へ向けて、気体が吹き出す。このため、パンチング板の孔の径を小さくすると、孔から吹き出す気体の流速が速くなる。そして、当該気体が、基板９の上面に局所的に衝突することによって、乾燥ムラが生じる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、排気時には、基板の中央部の上部空間と、基板の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を低減し、かつ、給気時には、基板の上面に、気体が局所的に衝突することを抑制できる、減圧乾燥装置を提供することを目的とする。

本願の第１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支持するステージと、前記チャンバに接続された排気機構と、前記チャンバに接続された給気機構と、前記ステージに支持される基板の上方に位置する第１整流板と、前記第１整流板の上方に位置する第２整流板と、を備え、前記第１整流板は、複数の第１貫通孔を有し、前記第２整流板は、複数の第２貫通孔を有し、前記排気機構の動作により、前記ステージに支持される基板の上部空間から、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を通って、前記チャンバの外部へ気体が排出され、前記給気機構の動作により、前記チャンバの内部へ供給される気体が、前記第２貫通孔および前記第１貫通孔を通って、前記上部空間へ導入される。

本願の第２発明は、第１発明の減圧乾燥装置であって、前記第１貫通孔の開口面積は、前記第２貫通孔の開口面積よりも大きい。

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、前記第１整流板における前記複数の第１貫通孔の上面視における位置と、前記第２整流板における前記複数の第２貫通孔の上面視における位置と、が異なる。

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明の減圧乾燥装置であって、前記給気機構の動作時において、前記ステージに支持された基板と前記第１整流板との上下方向の間隔は、前記第１整流板と前記第２整流板との上下方向の間隔よりも大きい。

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、前記ステージを、下降位置と、前記下降位置よりも高い上昇位置との間で、昇降させる昇降機構をさらに備え、前記昇降機構は、前記排気機構の動作時に、前記ステージを前記上昇位置に配置し、前記給気機構の動作時に、前記ステージを前記下降位置に配置する。

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の減圧乾燥装置であって、前記複数の第２貫通孔は、前記第２整流板の中央に位置する１つ以上の中央貫通孔と、前記中央貫通孔の周囲に位置する複数の周縁貫通孔と、を有し、前記中央貫通孔の開口面積は、前記周縁貫通孔の開口面積よりも大きい。

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、前記上部空間の周囲を囲む側面整流板をさらに備える。

本願の第１発明～第７発明によれば、２枚の整流板により、排気時の流路抵抗を高めることができる。したがって、基板の中央部の上部空間と、基板の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を低減できる。これにより、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。また、２枚の整流板により、給気時に基板の上面へ向かう気流を分散させることができる。したがって、基板の上面に、気体が局所的に衝突することを抑制できる。その結果、基板の上面に形成された塗布層に、乾燥ムラが生じることを抑制できる。

特に、本願の第２発明によれば、給気時に、第１貫通孔を通って基板の上面へ向かう気体の速度を低減できる。これにより、基板の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より抑制できる。

特に、本願の第３発明によれば、給気時に、第２整流板の第２貫通孔を通過した気体が、第１整流板の上面に当たる。これにより、気流をより分散させることができる。したがって、基板の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より抑制できる。

特に、本願の第４発明によれば、給気時に、第１整流板の第１貫通孔から基板の上面へ向かう気流を、より分散させることができる。したがって、基板の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より抑制できる。

特に、本願の第５発明によれば、排気時には、ステージを上昇位置に配置する。これにより、基板と第１整流板との間の空間を狭くする。これにより、当該空間における溶剤濃度のムラを低減できる。その結果、基板の上面をより均一に乾燥できる。また、給気時には、ステージを下降位置に配置する。これにより、基板の上面へ向かう気流を、より分散させることができる。したがって、基板の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より抑制できる。

特に、本願の第６発明によれば、基板の中央部の上部空間と、基板の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を、より低減できる。これにより、基板の上面に形成された塗布層を、より均一に乾燥させることができる。

特に、本願の第７発明によれば、排気時に、基板の上部空間から側方へ気体が流れることを抑制できる。これにより、基板の上面に形成された塗布層を、より均一に乾燥させることができる。

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。 第１整流板の平面図である。 第２整流板の平面図である。 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。 第１減圧処理～第４減圧処理のときの、基板、第１整流板、および第２整流板の部分縦断面図である。 基板の部分縦断面図である。 給気処理のときの、基板、第１整流板、および第２整流板の部分縦断面図である。 第１変形例に係る第２整流板の上面図である。

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が、形成されている。塗布層は、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３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３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、塗布層に覆われた部分と、塗布層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、排気機構３０、底面整流板４０、側面整流板５０、第１整流板６１、第２整流板６２、給気機構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板部１３を有する。４つの側壁部１２は、底板部１１の４つの端辺と、天板部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、搬入出口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１５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１５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１５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。

また、減圧乾燥装置１は、圧力計１７を有する。圧力計１７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１７は、チャンバ１０の一部分に取り付けられている。圧力計１７は、チャンバ１０内の気圧を計測し、その計測結果を、制御部８０へ出力する。

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。各支持プレート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、複数の支持プレート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、複数の支持プレート２１は、一体として昇降移動する。

排気機構３０は、チャンバ１０の内部空間から気体を排出して、チャンバ１０内の気圧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、複数の排気口１８が設けられている。複数の排気口１８は、ステージ２０および後述する底面整流板４０の下方に位置する。排気機構３０は、複数の排気口１８に接続された排気配管３１と、排気バルブＶ１と、真空ポンプ３２とを有する。

排気配管３１は、複数の分岐配管３１１と、１本の主配管３１２とを有する。複数の分岐配管３１１の一端は、複数の排気口１８に、それぞれ接続されている。複数の分岐配管３１１の他端は、１本に合流して、主配管３１２の一端に接続されている。主配管３１２の他端は、真空ポンプ３２に接続されている。排気バルブＶ１は、主配管３１２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、排気バルブＶ１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内の気圧を低下させることができる。

排気バルブＶ１は、開度を調節可能な開度制御弁である。排気バルブＶ１は、制御部８０からの指令に基づいて、開度を調節する。これにより、複数の排気口１８からの排気量を調整することができる。

底面整流板４０は、チャンバ１０内の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。

側面整流板５０は、底面整流板４０とともに、チャンバ１０内の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、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、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。本実施形態の減圧乾燥装置１は、４つの側面整流板５０を有する。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。ステージ２０に支持される基板９の上部空間は、４つの側面整流板５０により囲まれる。

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。

第１整流板６１および第２整流板６２は、底面整流板４０および側面整流板５０とともに、チャンバ１０内の気体の流れを規制するためのプレートである。第１整流板６１および第２整流板６２は、ステージ２０に支持される基板９と、チャンバ１０の天板部１３との間に位置する。第１整流板６１および第２整流板６２は、それぞれ、天板部１３の下面に沿って、水平に拡がる。すなわち、第１整流板６１および第２整流板６２は、互いに平行な姿勢で配置される。第１整流板６１および第２整流板６２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。

第１整流板６１は、上昇位置Ｈ２のステージ２０に支持される基板９から間隔をあけて上方に位置する。図４は、第１整流板６１の平面図である。図４に示すように、第１整流板６１は、上面視において矩形状のプレートである。第１整流板６１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、第１整流板６１は、基板９よりも大きい。

図４に示すように、第１整流板６１は、複数の第１貫通孔６１０を有する。複数の第１貫通孔６１０は、それぞれ、第１整流板６１を上下方向に貫通する。図４の例では、各第１貫通孔６１０の形状は、上面視において円形である。ただし、各第１貫通孔６１０の形状は、楕円や矩形などの他の形状であってもよい。また、第１整流板６１が有する第１貫通孔６１０の数も、図４の例には限定されない。複数の第１貫通孔６１０は、互いに間隔をあけて、規則的に配列されている。図４の例では、複数の第１貫通孔６１０は、互いに均等な間隔をあけて、グリッド状に配列されている。

第２整流板６２は、第１整流板６１から間隔をあけて上方、かつ、天板部１３の下面から間隔をあけて下方に位置する。図５は、第２整流板６２の平面図である。図５に示すように、第２整流板６２は、上面視において矩形状のプレートである。第２整流板６２は、上面視において、第１整流板６１と同等の大きさを有する。

図５に示すように、第２整流板６２は、複数の第２貫通孔６２０を有する。複数の第２貫通孔６２０は、それぞれ、第２整流板６２を上下方向に貫通する。図５の例では、各第２貫通孔６２０の形状は、上面視において円形である。ただし、各第２貫通孔６２０の形状は、楕円や矩形などの他の形状であってもよい。また、第２整流板６２が有する第２貫通孔６２０の数も、図５の例には限定されない。複数の第２貫通孔６２０は、互いに間隔をあけて、規則的に配列されている。図５の例では、複数の第２貫通孔６２０は、互いに均等な間隔をあけて、グリッド状に配列されている。

各第１貫通孔６１０の開口径ｒ１は、各第２貫通孔６２０の開口径ｒ２よりも、大きい。したがって、各第１貫通孔６１０の開口面積は、各第２貫通孔６２０の開口面積よりも、大きい。第１貫通孔６１０の開口径ｒ１は、例えば、８ｍｍ以上かつ１２ｍｍ以下とされる。第２貫通孔６２０の開口径ｒ２は、例えば、３ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下とされる。ただし、第１貫通孔６１０の開口径ｒ１および第２貫通孔６２０の開口径ｒ２は、上記の数値範囲に限定されるものではない。

本実施形態では、複数の第１貫通孔６１０と、複数の第２貫通孔６２０とは、同一のピッチで配列されている。ただし、複数の第１貫通孔６１０と、複数の第２貫通孔６２０とは、上面視においてずれた位置に設けられている。したがって、第１整流板６１における複数の第１貫通孔６１０の上面視における位置と、第２整流板６２における複数の第２貫通孔６２０の上面視における位置とは、異なる。より具体的には、各第１貫通孔６１０の中心と、各第２貫通孔６２０の中心とは、上面視において異なる位置に存在する。

給気機構７０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１９が設けられている。給気口１９は、底面整流板４０の下方に位置する。給気機構７０は、給気口１９に接続された給気配管７１と、給気バルブＶ２と、給気源７２とを有する。給気配管７１の一端は、給気口１９に接続されている。給気配管７１の他端は、給気源７２に接続されている。給気バルブＶ２は、給気配管７１の経路上に設けられている。

給気バルブＶ２を開放すると、給気源７２から給気配管７１および給気口１９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７２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。

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６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６に示すように、制御部８０は、シャッタ駆動機構１６、圧力計１７、昇降機構２３、排気バルブＶ１、真空ポンプ３２、および給気バルブＶ２と、それぞれ電気的に接続されている。制御部８０は、圧力計１７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。これにより、減圧乾燥装置１における基板９の減圧乾燥処理が進行する。

図６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、排気制御部８３、ポンプ制御部８４、および給気制御部８５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。排気制御部８３は、排気バルブＶ１の開閉状態および開度を制御する。ポンプ制御部８４は、真空ポンプ３２の動作を制御する。給気制御部８５は、給気バルブＶ２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７は、減圧乾燥処理の流れを示すフローチャートである。図８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の複数の支持プレート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１に示すように、ステージ２０が上昇位置Ｈ２に配置されると、基板９の上面は、第１整流板６１と、僅かな隙間を介して対向する。

続いて、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０内の減圧を開始する。すなわち、ポンプ制御部８４が、真空ポンプ３２の動作を開始する。また、排気制御部８３が、排気バルブＶ１を開放する。これにより、チャンバ１０から排気配管３１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減圧処理を行う（ステップＳ３）。この第１減圧処理では、排気制御部８３が、排気バルブＶ１の開度を、後述する第２減圧処理～第４減圧処理よりも小さい開度に調整する。これにより、図８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。

チャンバ１０の内部空間の気圧が、大気圧Ｐ０よりも低い所定の第１圧力Ｐ１まで低下すると、次に、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減圧処理を行う（ステップＳ４）。この第２減圧処理では、排気制御部８３が、排気バルブＶ１の開度を、第１減圧処理よりも大きい開度に変更する。これにより、図８の時刻ｔ２～ｔ３のように、チャンバ１０内の気圧が、第１減圧処理よりも急速に低下する。

チャンバ１０の内部空間の気圧が、第１圧力Ｐ１よりも低い所定の第２圧力Ｐ２まで低下すると、塗布層からの溶剤の気化がさらに活発になる。そこで、減圧乾燥装置１は、塗布層の沸騰を抑制するために、チャンバ１０の内部空間を緩やかに減圧する、第３減圧処理を行う（ステップＳ５）。この第３減圧処理では、排気制御部８３が、排気バルブＶ１の開度を、第２減圧処理よりも小さい開度に変更する。これにより、図８の時刻ｔ３～ｔ４のように、チャンバ１０内の気圧が、第２減圧処理よりも緩やかに低下する。

やがて、チャンバ１０内の気圧が、第２圧力Ｐ２よりも低い所定の第３圧力Ｐ３まで低下し、塗布層からの溶剤の気化がほぼ終了すると、次に、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の内部空間を再び急速に減圧する、第４減圧処理を行う（ステップＳ６）。この第４減圧処理では、排気制御部８３が、排気バルブＶ１の開度を、第３減圧処理よりも大きい開度に変更する。これにより、図８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。

そして、チャンバ１０内の気圧が、第３圧力Ｐ３よりも低い所定の第４圧力Ｐ４に到達すると、排気制御部８３は、排気バルブＶ１を閉鎖する。これにより、チャンバ１０からの気体の排出が終了し、塗布層の乾燥が完了する。

図９は、第１減圧処理～第４減圧処理のときの、基板９、第１整流板６１、および第２整流板６２の部分縦断面図である。図９中に破線矢印で示したように、第１減圧処理～第４減圧処理では、基板９の上部空間に存在する気体が、第１整流板６１の複数の第１貫通孔６１０へ吸い込まれる。このため、基板９の上部空間に存在する気体は、上方へ向けて流れる。これにより、基板９の上面に沿って水平方向に気体が流れることを、抑制できる。したがって、基板９の中央部と周縁部との間で、溶剤の気化の速さに差が生じることを、抑制できる。その結果、基板９の上面に形成された塗布層を、均一に乾燥させることができる。

また、図９の破線矢印のように、第１整流板６１の複数の第１貫通孔６１０を通過した気体は、第２整流板６２の複数の第２貫通孔６２０を通って、第２整流板６２の上方へ流れる。このとき、複数の第２貫通孔６２０の開口面積は、複数の第１貫通孔６１０の開口面積よりも、小さい。このため、基板９の上部空間から上方へ向かう気体の速度は、複数の第２貫通孔６２０によって律速される。したがって、基板９の中央部の上部空間においても、基板９の周縁部の上部空間においても、上方へ向かう気体の速度は、複数の第２貫通孔６２０によって律速された速さとなる。これにより、基板９の中央部の上部空間と、基板９の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を低減できる。その結果、基板９の上面に形成された塗布層を、より均一に乾燥させることができる。

複数の第２貫通孔６２０を通過した気体は、その後、第２整流板６２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、底面整流板４０と底板部１１との間の空間、および複数の排気口１８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を、より均一に乾燥させることができる。

本実施形態では、図１０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、基板９の上面に沿って水平に流れる気流が存在すると、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、この減圧乾燥装置１では、基板９の上面に沿って気流が生じることを、抑制できる。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。

また、第１減圧処理～第４減圧処理の間、ステージ２０は、上昇位置Ｈ２に配置されている。これにより、ステージ２０に支持された基板９と、第１整流板６１との間の空間が狭くなっている。このようにすれば、基板９の上部空間における溶剤濃度のムラを、より低減できる。その結果、基板９の上面に形成された塗布層を、より均一に乾燥させることができる。

第１減圧処理～第４減圧処理が完了すると、減圧乾燥装置１は、ステージ２０を下降させる（ステップＳ７）。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１に示すように、ステージ２０が下降位置Ｈ１に配置されると、上昇位置Ｈ２の場合と比べて、基板９の上面と第１整流板６１との間に、広い空間が形成される。

この状態で、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０内の空間を大気圧Ｐ０へ戻すための給気処理を行う（ステップＳ８）。具体的には、給気制御部８５が、給気バルブＶ２を開放する。そうすると、給気源７２から給気配管７１および給気口１９を通ってチャンバ１０の内部へ、気体が供給される。これにより、図８の時刻ｔ５～ｔ６のように、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、給気口１９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、第２整流板６２と天板部１３との間へ流れる。そして、当該気体が、第２整流板６２の複数の第２貫通孔６２０と、第１整流板６１の複数の第１貫通孔６１０とを通って、基板９の上部空間へ導入される。

このように、給気口１９から供給される気体は、基板９から離れた空間を通って、第２整流板６２の上方へ流れる。そして、第１整流板６１の複数の第１貫通孔６１０から、基板９の上部空間へ向けて、下向きに気体が供給される。これにより、基板９の上面に沿って気体が流れることを、抑制できる。

図１１は、給気処理のときの、基板９、第１整流板６１、および第２整流板６２の部分縦断面図である。上述の通り、第１整流板６１における複数の第１貫通孔６１０の上面視における位置と、第２整流板６２における複数の第２貫通孔６２０の上面視における位置とが、異なる。このため、図１１中に破線矢印で示したように、給気処理のときには、第２貫通孔６２０を通過した気体が、第１整流板６１の上面に当たる。これにより、気流を分散させることができる。したがって、基板９の上面に、気体が局所的に衝突することにより生じる乾燥ムラを、低減できる。

特に、この減圧乾燥装置１では、第２貫通孔６２０の開口面積が、第１貫通孔６１０の開口面積よりも小さい。このため、気体は、第２貫通孔６２０から下方へ向けて、勢いよく吹き出す。しかしながら、第２貫通孔６２０から吹き出した当該気体は、第１整流板６１の上面に当たることにより、分散される。したがって、第２貫通孔６２０から吹き出す高速の気体が、直接基板９の上面に当たることがない。これにより、基板９の上面における塗布層の乾燥ムラを、抑制できる。

チャンバ１０内の気圧が大気圧Ｐ０に到達すると、給気制御部８５は、給気バルブＶ２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減圧処理～第４減圧処理において、排気機構３０を動作させて、チャンバ１０から気体を排出する。このとき、ステージ２０に支持される基板９の上部空間に存在する気体が、第１貫通孔６１０および第２貫通孔６２０を通って、排気される。このように、２枚の整流板６１，６２の貫通孔を通過させることで、排気時の流路抵抗を高めることができる。したがって、基板９の中央部の上部空間と、基板９の周縁部の上部空間とのいずれにおいても、排気速度は、上記の流路抵抗に律速された速さとなる。これにより、基板９の中央部の上部空間と、基板９の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を低減できる。その結果、基板９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。

特に、本実施形態では、上段に配置される第２貫通孔６２０の開口面積が、下段に配置される第１貫通孔６１０の開口面積よりも小さい。このため、排気時における気体の速度は、第２貫通孔６２０によって律速された速さとなる。

一方、減圧乾燥装置１は、給気処理のときには、給気機構７０を動作させて、チャンバ１０の内部へ気体を供給する。このとき、チャンバ１０の内部へ供給される気体は、第２貫通孔６２０および第１貫通孔６１０を通って、基板９の上部空間へ導入される。このように、２枚の整流板６１，６２の貫通孔を通過させることで、給気時に基板９の上面へ向かう気流を分散させることができる。したがって、基板９の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを抑制できる。

特に、本実施形態では、第１整流板６１における複数の第１貫通孔６１０の上面視における位置と、第２整流板６２における複数の第２貫通孔６２０の上面視における位置とが、異なる。このため、給気処理のときには、第２整流板６２の第２貫通孔６２０を通過した気体が、第１整流板６１に当たる。これにより、気流をより分散させることができる。したがって、基板９の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より抑制できる。

また、本実施形態では、下段に配置される第１貫通孔６１０の開口面積が、上段に配置される第２貫通孔６２０の開口面積よりも大きい。このため、給気時に、下段の第１貫通孔６１０から基板９の上面へ向かう気体の速度を低減できる。したがって、基板９の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より低減できる。

また、本実施形態では、給気機構７０の動作時において、ステージ２０に支持された基板９と第１整流板６１との上下方向の間隔が、第１整流板６１と第２整流板６２との上下方向の間隔よりも大きい。このように、基板９と第１整流板６１との距離を大きくすれば、第１整流板６１の第１貫通孔６１０から基板９の上面へ向かう気流を、より分散させることができる。したがって、基板９の上面に、気体の衝突による乾燥ムラが生じることを、より抑制できる。

また、本実施形態では、昇降機構２３が、排気機構３０の動作時には、ステージ２０を上昇位置Ｈ２に配置し、給気機構７０の動作時には、ステージ２０を下降位置Ｈ１に配置する。このようにすれば、第１減圧処理～第４減圧処理のときには、基板９と第１整流板６１との間の空間を狭くして、当該空間における溶剤濃度のムラを低減できるとともに、給気処理時には、当該空間を広くして、基板９の上面へ向かう気流を、より分散させることができる。これにより、基板９の上面における乾燥ムラを、さらに低減できる。

また、本実施形態の減圧乾燥装置１は、第１整流板６１および第２整流板６２だけではなく、基板９の上部空間の周囲を囲む側面整流板５０を備える。このようにすれば、第１減圧処理～第４減圧処理のときに、基板９の上部空間から側方へ気体が流れることを、抑制できる。また、給気処理時に、基板９の上部空間へ向けて側方から気体が流れることを、抑制できる。その結果、基板９の上面における乾燥ムラを、より抑制できる、
＜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＞
図１２は、第１変形例に係る第２整流板６２の上面図である。図１２の例では、複数の第２貫通孔６２０が、１つの中央貫通孔６２０Ａと、複数の周縁貫通孔６２０Ｂとを有する。中央貫通孔６２０Ａは、第２整流板６２の中央に位置する。複数の周縁貫通孔６２０Ｂは、中央貫通孔６２０Ａの周囲に位置する。中央貫通孔６２０Ａの開口面積は、周縁貫通孔６２０Ｂの開口面積よりも大きい。このようにすれば、排気口１８に比較的近い周縁貫通孔６２０Ｂを経由する排気経路と、排気口１８から比較的遠い中央貫通孔６２０Ａを経由する排気経路との間で、流路抵抗がより均等となる。したがって、基板９の中央部の上部空間と、基板９の周縁部の上部空間との間で、排気速度の差を、より低減できる。これにより、基板９の上面を、より均一に乾燥できる。

なお、図１２の例では、第２整流板６２に設けられる中央貫通孔６２０Ａの数が、１つであった。しかしながら、第２整流板６２に設けられる中央貫通孔６２０Ａの数は、２つ以上であってもよい。

＜３－２．第２変形例＞
複数の排気口１８は、チャンバ１０の底板部１１ではなく、天板部１３に設けられていてもよい。この場合、底面整流板４０および側面整流板５０を省略できる。排気機構３０の動作時には、基板９の上部空間に存在する気体が、複数の第１貫通孔６１０および複数の第２貫通孔６２０を通過し、そのまま、天板部１３に設けられた複数の排気口１８を通って、チャンバ１０の外部へ排出される。また、給気機構７０の動作時には、天板部１３に設けられた複数の給気口１９を通って、チャンバ１０内に気体が供給され、そのまま、複数の第２貫通孔６２０および複数の第１貫通孔６１０を通って、基板９の上部空間へ、気体が導入される。

＜３－３．他の変形例＞
上記の実施形態では、ステージ２０に支持される基板９０の上方に、第１整流板６１および第２整流板６２の２枚の整流板が配置されていた。しかしながら、ステージ２０に支持される基板９０の上方に、複数の貫通孔を有する整流板が、３枚以上配置されていてもよい。その場合、貫通孔の開口面積は、下側に配置される整流板ほど、大きくすることが望ましい。また、上下方向に隣り合う２枚の整流板においては、貫通孔の中心が異なる位置に存在することが望ましい。

減圧乾燥処理を行うときのチャンバ１０内の気圧の変化は、必ずしも図８の通りでなくてもよい。減圧乾燥装置１は、上述した第１減圧処理～第４減圧処理とは異なる手順で、チャンバ１０内を減圧するものであってもよい。

また、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。

また、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、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の天板部１３を開くことにより、チャンバ１０を開放して、基板９を搬入および搬出する構造であってもよい。また、減圧乾燥装置１は、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、当該蓋部を開くことにより、チャンバ１０を開放して、基板９を搬入および搬出する構造であってもよい。

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
１４ 搬入出口
１５ シャッタ
１６ シャッタ駆動機構
１７ 圧力計
１８ 排気口
１９ 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 排気機構
３１ 排気配管
３２ 真空ポンプ
４０ 底面整流板
５０ 側面整流板
６１ 第１整流板
６２ 第２整流板
７０ 給気機構
７１ 給気配管
７２ 給気源
８０ 制御部
８１ シャッタ制御部
８２ 昇降制御部
８３ 排気制御部
８４ ポンプ制御部
８５ 給気制御部
９０ 塗布層
３１１ 分岐配管
３１２ 主配管
６１０ 第１貫通孔
６２０ 第２貫通孔
６２０Ａ 中央貫通孔
６２０Ｂ 周縁貫通孔
Ｈ１ 下降位置
Ｈ２ 上昇位置
Ｖ１ 排気バルブ
Ｖ２ 給気バルブ

Claims (8)

1. 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支持するステージと、
   前記チャンバに接続された排気機構と、
   前記チャンバに接続された給気機構と、
   前記ステージに支持される基板の上方に位置する第１整流板と、
   前記第１整流板の上方に位置する第２整流板と、
   を備え、
   前記第１整流板は、複数の第１貫通孔を有し、
   前記第２整流板は、複数の第２貫通孔を有し、
   前記排気機構の動作により、前記ステージに支持される基板の上部空間から、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を通って、前記チャンバの外部へ気体が排出され、
   前記給気機構の動作により、前記チャンバの内部へ供給される気体が、前記第２貫通孔および前記第１貫通孔を通って、前記上部空間へ導入される、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、
   前記第１貫通孔の開口面積は、前記第２貫通孔の開口面積よりも大きい、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、
   前記第１整流板における前記複数の第１貫通孔の上面視における位置と、
   前記第２整流板における前記複数の第２貫通孔の上面視における位置と、
   が異なる、減圧乾燥装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記給気機構の動作時において、前記ステージに支持された基板と前記第１整流板との上下方向の間隔は、前記第１整流板と前記第２整流板との上下方向の間隔よりも大きい、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、
   前記ステージを、下降位置と、前記下降位置よりも高い上昇位置との間で、昇降させる昇降機構
   をさらに備え、
   前記昇降機構は、前記排気機構の動作時に、前記ステージを前記上昇位置に配置し、前記給気機構の動作時に、前記ステージを前記下降位置に配置する、減圧乾燥装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の減圧乾燥装置であって、
   前記複数の第２貫通孔は、
   前記第２整流板の中央に位置する１つ以上の中央貫通孔と、
   前記中央貫通孔の周囲に位置する複数の周縁貫通孔と、
   を有し、
   前記中央貫通孔の開口面積は、前記周縁貫通孔の開口面積よりも大きい、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、
   前記上部空間の周囲を囲む側面整流板
   をさらに備える、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、
   前記ステージの下方に位置する排気口
   をさらに備え、
   前記排気機構は、前記排気口を介して前記チャンバから気体を排出する、減圧乾燥装置。

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