JP4656578B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置および塗布方法に関し、より特定的には、ステージ上に載置した基板にノズルから有機ＥＬ材料等の塗布液を吐出して塗布する塗布装置および塗布方法に関する。

従来、基板等の被処理体に塗布液を塗布する塗布装置が各種開発されている。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置を製造する装置では、ステージ上に載置されたガラス基板等の基板の主面に所定のパターン形状で正孔輸送材料や有機ＥＬ材料をノズル塗布する塗布装置が用いられる。この塗布装置では、ノズルから塗布液（有機ＥＬ材料や正孔輸送材料）が所定の圧力で吐出される。具体的には、塗布装置に備えられたタンク等の供給源に塗布液が貯留され、供給源から供給される塗布液をポンプで増圧し、配管内に設けられたフィルタで異物を除去した後、ノズルから吐出される。

一般的に、有機ＥＬ材料は、酸化することによって品質が劣化することが知られている。したがって、有機ＥＬ材料を基板に塗布する際には、当該有機ＥＬ材料の酸化を防止しなければならない。このような有機ＥＬ材料の品質劣化を防止するために、酸素濃度を管理しながら製造する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で開示された製造装置は、塗工装置、乾燥装置、熱硬化装置、基板積層装置等をチャンバ内に配列し、当該チャンバ内を窒素雰囲気にして製造が行われる。
特開２００４−１６４８７３号公報

しかしながら、上記特許文献１で開示された製造装置では、複数の装置を１つのチャンバ内に設置するため、チャンバ内の容積が大きくなる。つまり、チャンバ内を窒素雰囲気にするためには、膨大な窒素を供給しなければならない。また、上記チャンバに窒素を供給して所望の酸素濃度に保つためには、多くの吸気／排気ポンプやゲートを設ける必要があり、装置自体が複雑となる。したがって、製造コストや装置コストが増大する問題がある。また、大きな空間を窒素雰囲気にする場合、人間がその空間に入り込むことによって窒息等の危険要素を生み出すことになり、安全面での課題も生じる。

それ故に、本発明の目的は、塗布液の酸化を防止しながら基板に塗布を行う塗布装置および塗布方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布装置である。塗布装置は、ノズル、ステージ、ノズル移動機構、第１ボックス、第２ボックス、第１の供給口、第１の排気口、および第２の排気口を備える。ノズルは、その先端部から塗布液を吐出する。ステージは、基板をその上面に載置する。ノズル移動機構は、ステージ上の空間において、そのステージ面を横断する方向にノズルを往復移動させる。第１ボックスは、ステージを包囲して設けられ、ノズル移動機構が配置される空間とそのステージが配置される空間とを仕切り、その上面にノズル移動機構側からノズルの少なくとも一部が突出して往復移動する開口部が形成される。第２ボックスは、ノズル移動機構を包囲して第１ボックスの上部に設けられる。第１の供給口は、第１ボックスに設けられ、その第１ボックスの内部空間へ所定の気体を供給する。第１の排気口は、第１ボックスに設けられ、その第１ボックスの内部空間内の気体を外部へ排出する。第２の排気口は、第２ボックスに設けられ、その第２ボックスの内部空間内の気体を外部へ排出する。第１ボックス内の所定空間が所定酸素濃度に達するまで、第１の供給口から供給された気体を第１および第２の排気口から排出する。所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、第１の供給口から供給された気体を第２の排気口から排出する。

第２の発明は、上記第１の発明において、酸素濃度検出手段、第１のバルブ、および制御手段を、さらに備える。酸素濃度検出手段は、第１ボックス内の所定空間における酸素濃度を検出する。第１のバルブは、第１の排気口に設けられる。制御手段は、酸素濃度検出手段が検出した酸素濃度が所定酸素濃度に未達のときに第１のバルブを開栓し、酸素濃度検出手段が検出した酸素濃度が所定酸素濃度に到達したときに第１のバルブを閉栓する。

第３の発明は、上記第１の発明において、制御手段を、さらに備える。制御手段は、所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、ノズル移動機構によるノズルの往復移動を開始させて基板に対する塗布処理を行う。

第４の発明は、上記第１の発明において、所定空間は、第１ボックス内におけるステージ上の空間である。

第５の発明は、上記第４の発明において、相対移動機構を、さらに備える。相対移動機構は、ノズルおよびステージの少なくとも一方をそのステージの載置面に平行な方向に相対的に移動させる。所定空間は、第１ボックス内において、ノズルが塗布液を吐出する空間および相対移動機構によるステージの相対移動に伴って塗布液が塗布された基板の塗布部位が相対移動するそのステージ上の空間である。

第６の発明は、上記第５の発明において、第２の供給口を、さらに備える。第２の供給口は、第１ボックス内に固設され、所定空間へ所定の気体を供給してその所定空間を通って開口部に向かう方向にその気体の流れを形成する。

第７の発明は、上記第５の発明において、第１ボックスは、ステージが基板を載置して相対移動する空間を包囲して設けられる。塗布装置は、第３の排気口を、さらに備える。第３の排気口は、第１ボックスの底部で、かつ、ステージが相対移動の後方位置に設けられ、その第１ボックスの内部空間内の気体を外部へ排出する。

第８の発明は、上記第１の発明において、第１の供給口および第１の排気口は、第１ボックスに対してそれぞれ複数設けられる。

第９の発明は、ステージ面を横断する方向にそのステージ上の空間をノズル移動機構に支持されて往復移動するノズルから吐出された塗布液をそのステージ上面に載置された基板に塗布する塗布方法である。所定空間が所定酸素濃度に達するまで、その所定空間の一方側から所定気体を供給し、その所定空間の他方側とノズルおよびノズル移動機構が配置された空間を通ってステージ上部とからそれぞれ気体を排出する。所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、その所定空間の一方側から所定気体を供給し、ノズルおよびノズル移動機構が配置された空間を通ってステージ上部から気体を排出する状態で基板に塗布液を塗布する。

第１０の発明は、上記第９の発明において、所定空間は、チャンバ内の空間に含まれている。チャンバは、ノズルがチャンバの外部から所定空間へ突出するための開口部が形成されている。所定空間が所定酸素濃度に達するまで、チャンバの一方側から所定気体を供給し、そのチャンバの他方側と開口部とからそれぞれそのチャンバ内の気体を排出する。所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、チャンバの一方側から所定気体を供給し、開口部からそのチャンバ内の気体を排出する状態で基板に塗布液を塗布する。

上記第１の発明によれば、局所的に所定の気体を供給して、塗布液の塗布を所定酸素濃度雰囲気で行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化を防止することができる。そして、限られた空間を所定酸素濃度雰囲気に置換するため、置換のために供給される気体の消費量を抑えることができる。また、基板を搬入してから酸素濃度が所定酸素濃度に到達するまでの到達時間を短縮する効果に優れた接続態様と、所定酸素濃度に到達した後に塗布処理中等における酸素濃度が安定する効果に優れた接続態様とを切り替えることによって、両者の効果を両立させることができる。

上記第２の発明によれば、塗布処理における酸素濃度を自動的に検出して、適切なタイミングで流路を切り替えることができる。

上記第３の発明によれば、ノズルの往復移動が開始されて第２ボックス内の気体が攪拌されても、第１ボックス→開口部→第２ボックスへ流れる気体フローが形成されているため、第２ボックス内の気体が第１ボックス内へ流出することが少なく、開口部から所定空間への方向へ気体が流れることもない。したがって、第２ボックス内に酸素が残存していたとしても所定空間へ酸素が流出することを防止することができ、塗布処理時間中の酸素濃度が上昇することを防止することができる。

上記第４および第５の発明によれば、塗布液が吐出される空間および塗布液が塗布されて基板が載置される空間の酸素濃度が管理されるため、塗布中および塗布後の塗布液の酸化を防止することができる。

上記第６の発明によれば、直接的に所定空間へ所定気体が供給されるため、さらに塗布処理中における酸素濃度の上昇を防止することができる。例えば、第２ボックス内の気体が開口部から第１ボックスへ流出した場合でも、所定空間から開口部へ向かう気体の流れが形成されているため、第２ボックスからの気体が第１ボックスの所定空間とは逆の方向、すなわち塗布前の基板が載置されている方向に流れる。したがって、仮に第２ボックス内に酸素が残存していたとしても所定空間へ酸素が流出することを防止することができ、塗布処理時間中等の酸素濃度が上昇することを防止することができる。

上記第７の発明によれば、第１ボックス内の気体が当該第１ボックスの底部に設けられた第３の排気口から排出される流れが形成されているため、第１ボックス内に落下する粉塵等を第１ボックス外へ排出することができ、第１ボックス内の粉塵対策としての効果が期待できる。

上記第８の発明によれば、所定空間に複数箇所から所定気体が供給されるため、当該所定空間内への気体供給が一部分に集中することがない。また、所定空間内の気体が複数箇所から排出されるため、当該所定空間内からの気体排出が一部分に集中することがない。したがって、供給する所定気体を所定空間内全体に等しく行き渡らせることができる。

また、本発明の塗布方法によれば、上述した塗布装置と同様の効果を得ることができる。

本発明の具体的な各実施形態を説明する前に、図面を参照して、本発明に係る塗布装置の概要について説明する。説明を具体的にするために、当該塗布装置が有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等を塗布液として用いる有機ＥＬ表示装置を製造する塗布装置に適用された例を用いて、以下の説明を行う。当該塗布装置は、有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等をステージ上に載置されたガラス基板上に所定のパターン形状に塗布して有機ＥＬ表示装置を製造するものである。図１は、塗布装置１の要部概略構成を示す平面図および正面図である。なお、塗布装置１は、上述したように有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等の複数の塗布液を用いるが、それらの代表として有機ＥＬ材料を塗布液として説明を行う。

図１において、塗布装置１は、大略的に、基板載置装置２および有機ＥＬ塗布機構５を備えている。有機ＥＬ塗布機構５は、ノズル移動機構部５１、ノズルユニット５０、および液受部５３Ｌおよび５３Ｒを有している。ノズル移動機構部５１は、ガイド部材５１１が図示Ｘ軸方向に延設されており、ノズルユニット５０をガイド部材５１１に沿って図示Ｘ軸方向に移動させる。ノズルユニット５０は、赤、緑、および青色の何れか１色の有機ＥＬ材料を吐出するノズル５２ａ〜５２ｃを並設した状態で保持する。各ノズル５２ａ〜５２ｃへは、それぞれ供給部（図２参照）から赤、緑、および青色の何れか１色の有機ＥＬ材料が供給される。このように、典型的には３本のノズル５２ａ〜５２ｃから同じ色の有機ＥＬ材料が吐出されるが、説明を具体的にするために赤色の有機ＥＬ材料が３本のノズル５２ａ〜５２ｃから吐出される例を用いる。なお、塗布装置１は、その周囲や内部が第１〜第３ボックス６１〜６３等で仕切られているが、詳細は後述する。

基板載置装置２は、ステージ２１、旋回部２２、平行移動テーブル２３、ガイド受け部２４、およびガイド部材２５を有している。ステージ２１は、被塗布体となるガラス基板等の基板Ｐをそのステージ上面に載置する。ステージ２１の下部は、旋回部２２によって支持されており、旋回部２２の回動動作によって図示θ方向にステージ２１が回動可能に構成されている。また、ステージ２１の内部には、有機ＥＬ材料が塗布された基板Ｐをステージ面上で予備加熱処理するための加熱機構や基板Ｐの吸着機構や受け渡しピン機構が設けられている。

有機ＥＬ塗布機構５の下方を通るように、ガイド部材２５が上記Ｘ軸方向と垂直の図示Ｙ軸方向に延設されて固定される。平行移動テーブル２３の下面にはガイド部材２５と当接してガイド部材２５上を滑動するガイド受け部２４が固設されている。また、平行移動テーブル２３の上面には、旋回部２２が固設される。これによって、平行移動テーブル２３が、例えばリニアモータ（図示せず）からの駆動力を受けてガイド部材２５に沿った図示Ｙ軸方向に移動可能になり、旋回部２２に支持されたステージ２１の移動も可能になる。

受け渡しピン機構を介してステージ２１上に基板Ｐを載置し吸着して、平行移動テーブル２３が有機ＥＬ塗布機構５の下方まで移動したとき、当該基板Ｐが赤色の有機ＥＬ材料の塗布をノズル５２ａ〜５２ｃから受ける位置となる。そして、制御部（図２参照）がノズルユニット５０をＸ軸方向に往復移動させるようにノズル移動機構部５１を制御し、ステージ２１をＹ軸方向へ当該直線移動毎に所定ピッチだけ移動させるように平行移動テーブル２３を制御し、ノズル５２ａ〜５２ｃから所定流量の有機ＥＬ材料を吐出する。また、ノズル５２ａ〜５２ｃのＸ軸方向吐出位置において、ステージ２１に載置された基板Ｐから逸脱する両サイド空間には、基板Ｐから外れて吐出された有機ＥＬ材料を受ける液受部５３Ｌおよび５３Ｒがそれぞれ固設されている。ノズル移動機構部５１は、基板Ｐの一方サイド外側に配設されている液受部５３の上部空間から、基板Ｐを横断して基板Ｐの他方サイド外側に配設されている液受部５３の上部空間まで、ノズルユニット５０を往復移動させる。また、平行移動テーブル２３は、ノズルユニット５０が液受部５３の上部空間に配置されている際、ノズル往復移動方向とは垂直の所定方向（図示Ｙ軸方向）に所定ピッチだけステージ２１を移動させる。このようなノズル移動機構部５１および平行移動テーブル２３の動作と同時にノズル５２ａ〜５２ｃから有機ＥＬ材料を液柱状態で吐出することによって、赤色の有機ＥＬ材料が基板Ｐに形成されたストライプ状の溝毎に配列された、いわゆる、ストライプ配列が基板Ｐ上に形成される。

次に、図２を参照して、塗布装置１における制御機能および供給部の概略構成について説明する。なお、図２は、塗布装置１の制御機能および供給部を示すブロック図である。

図２において、塗布装置１は、上述した構成部の他に、制御部３、第１供給部５４ａ、第２供給部５４ｂ、および第３供給部５４ｃを備えている。第１〜第３供給部５４ａ〜５４ｃは、共に赤色の有機ＥＬ材料をそれぞれノズル５２ａ〜５２ｃに配管を介して供給する。なお、供給源５４１ａ〜５４１ｃからノズル５２ａ〜５２ｃに至るそれぞれの配管は、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、テフロン（登録商標）等を材料とする管部材が用いられる。

第１供給部５４ａは、有機ＥＬ材料の供給源５４１ａと、供給源５４１ａから有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ａと、有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ａとを備えている。また、第２供給部５４ｂは、有機ＥＬ材料の供給源５４１ｂと、供給源５４１ｂから有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ｂと、有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ｂとを備えている。第３供給部５４ｃは、有機ＥＬ材料の供給源５４１ｃと、供給源５４１ｃから有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ｃと、有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ｃとを備えている。そして、制御部３は、第１〜第３供給部５４ａ〜５４ｃ、旋回部２２、平行移動テーブル２３、およびノズル移動機構部５１のそれぞれの動作を制御する。

ノズル５２ａは、供給部５４ａから供給された有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ部５２１ａを有している。ノズル５２ｂは、供給部５４ｂから供給された有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ部５２１ｂを有している。ノズル５２ｃは、供給部５４ｃから供給された有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ部５２１ｃを有している。なお、ノズル５２ａ〜５２ｃは、それぞれ同一の構造であるため、総称して説明する場合は参照符号「５２」を付して説明を行う。

ここで、赤色の有機ＥＬ材料の塗布を受ける基板Ｐの表面には、有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じたストライプ状の溝が複数本並設されるように形成されている。有機ＥＬ材料としては、例えば、基板Ｐ上の溝内に拡がるように流動する程度の粘性を有する有機性のＥＬ材料が用いられ、具体的には各色毎の高分子タイプの有機ＥＬ材料が用いられる。ノズルユニット５０は、所定の支持軸周りに回動自在に支持されており、制御部３の制御によって当該支持軸周りに回動させることで、塗布ピッチ間隔を調整することができる。

制御部３は、ステージ２１に載置された基板Ｐの位置や方向に基づいて、基板Ｐに形成された溝の方向が上記Ｘ軸方向になるように旋回部２２の角度を調整し、塗布のスタートポイント、すなわち、基板Ｐに形成された溝の一方の端部側で塗布を開始する塗布開始位置を算出する。なお、上記塗布開始位置は、一方の液受部５３の上部空間となる。そして、制御部３は、上述したように平行移動テーブル２３およびノズル移動機構部５１を駆動させる。

上記塗布開始位置において、制御部３は、各ノズル５２ａ〜５２ｃから有機ＥＬ材料の吐出開始を各ポンプ５４２ａ〜５４２ｃに指示する。このとき、制御部３は、ストライプ状の溝の各ポイントにおける有機ＥＬ材料の塗布量が均一となり、液柱状態で有機ＥＬ材料が吐出されるように、ノズル５２ａ〜５２ｃの移動速度に応じてその塗布量を制御しており、流量計５４３ａ〜５４３ｃからの流量情報をフィードバックして制御する。そして、制御部３は、基板Ｐ上の溝内への有機ＥＬ材料の流し込むために、有機ＥＬ材料を基板Ｐ上の溝に沿わせながらこの溝内に流し込むようにノズルユニット５０をガイド部材５１１に沿わせて移動させるように制御する。この動作によって、液柱状態で各ノズル５２ａ〜５２ｃから吐出される赤色の有機ＥＬ材料が同時にそれぞれの溝に流し込まれていく。

制御部３は、基板Ｐ上をノズルユニット５０が横断して溝の他方端部の外側に固設されている他方の液受部５３上に位置すると、ノズル５２ａ〜５２ｃからの有機ＥＬ材料の吐出を継続したまま、ノズル移動機構部５１によるノズルユニット５０の移動を停止する。この１回の移動によって、３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布が完了する。具体的には、同色の有機ＥＬ材料を各ノズル５２ａ〜５２ｃから吐出しているので、３列毎に１列の溝を塗布対象とした合計３列分の溝に有機ＥＬ材料が塗布される。

次に、制御部３は、平行移動テーブル２３をＹ軸正方向に所定距離（例えば、溝９列分）だけピッチ送りして、次に塗布対象となる溝への有機ＥＬ材料の塗布を行えるようにする。そして、制御部３は、他方の液受部５３の上部空間からノズルユニット５０を逆の方向へ基板Ｐ上を横断させて一方の液受部５３上に位置すると、ノズル５２ａ〜５２ｃからの有機ＥＬ材料の吐出を継続したまま、ノズル移動機構部５１によるノズルユニット５０の移動を停止する。この２回目の移動によって、次の３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布が完了する。このような動作を繰り返すことによって、赤色の有機ＥＬ材料が赤色を塗布対象とした溝に流し込まれる。

以下、図３〜図９を参照して、塗布装置１に設置される局所雰囲気生成機構について説明する。なお、図３は、塗布装置１に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す平面図である。図４は、塗布装置１に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す側断面図である。図５は、第３ボックス６３の外観を示す斜視図である。図６は、窒素投入口の構造を示す断面図である。図７は、拡散板７３１の構造を示す斜視図である。図８は、ポイントＣにおける酸素濃度管理値を説明するためのグラフである。図９は、局所雰囲気生成機構における窒素供給の流れを示すブロック図である。

図３〜図５において、塗布装置１は、第１ボックス６１、第２ボックス６２、および第３ボックス６３によって、それぞれ外部から遮蔽されて設置される。第１ボックス６１は、基板載置装置２が図示Ｙ軸方向へ往復移動する空間（以下、チャンバ空間と記載する）を包囲して外部から遮蔽するように設けられる。また、第１ボックス６１は、ノズル５２がチャンバ空間へ突出して往復移動するための開口部Ｓ１を除いて、チャンバ空間と有機ＥＬ塗布機構５が設置される空間との間を仕切るように設置される。第３ボックス６３は、有機ＥＬ塗布機構５が設置される空間を含み、ノズルユニット５０等が図示Ｘ軸方向へ往復移動する空間（以下、スライダ空間と記載する）を包囲して設けられる。なお、第３ボックス６３も、ノズル５２がスライダ空間からチャンバ空間へ突出して往復移動するための開口部Ｓ１が形成されている（図５参照）。また、第３ボックス６３の上面には、第１〜第３供給部５４ａ〜５４ｃから有機ＥＬ材料をそれぞれノズル５２ａ〜５２ｃに供給するための配管（図示せず）を通すための開口部Ｓ２が形成される。また、ノズルユニット５０に静圧軸受が設けられている場合、当該静圧軸受に気体を供給するための配管も開口部Ｓ２を通して接続される。第２ボックス６２は、第１ボックス６１の上部空間を包囲して設けられる。第２ボックス６２の内部には、有機ＥＬ塗布機構５および第３ボックス６３が設置され、第２ボックス６２にもノズル５２がスライダ空間からチャンバ空間へ突出して往復移動するための開口部Ｓ１が形成されている。なお、第２ボックス６２で包囲された空間の内、スライダ空間を除いた空間をボックス空間と記載する。このように、塗布装置１は、第１〜第３ボックス６１〜６３によって、チャンバ空間、スライダ空間、およびボックス空間にそれぞれ仕切られて設置される。なお、第１〜第３ボックス６１〜６３は、全て上面が形成されているが、図３においては内部との関係をわかりやすくするために上面や下面を省略し、斜線または交線領域で側壁のみを示している。

第１〜第３ボックス６１〜６３には、その内部空間に窒素等の不活性ガス（以下、単に窒素と記載する）を供給するための供給管７１と、その内部空間の気体を排出するための排気管７２とが接続される。図４の例では、供給管７１が第１ボックス６１のＹ軸負方向側の壁面（以下、Ｙ軸負方向側の壁面を前面とする）および第３ボックス６３の前面に接続されている。図４の例では、複数の供給管７１ａ〜７１ｃが第１ボックス６１の壁面に接続され、供給管７１ｄが第３ボックス６３の壁面に接続されている。なお、図３では、供給管７１ｄを省略している。

また、排気管７２が第１ボックス６１のＹ軸正方向側の壁面（以下、Ｙ軸正方向側の壁面を背面と記載する）、第２ボックス６２の背面、および第３ボックス６３の背面に接続されている。図４の例では、複数の排気管７２ａおよび７２ｂが第１ボックス６１の壁面に接続され、排気管７２ｄが第２ボックス６２の壁面に接続され、排気管７２ｃが第３ボックス６３の壁面に接続されている。なお、図３では、排気管７２ｃを省略している。

図４に示すように供給管７１および排気管７２を接続した場合、供給管７１ａ〜７１ｃから供給された窒素は、チャンバ空間へ供給されてその背面の排気管７２ａおよび７２ｂから流出する。また、供給管７１ａ〜７１ｃから供給された窒素は、開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ流入し、供給管７１ｄから供給された窒素と合流する。そして、合流した窒素は、スライダ空間の背面の排気管７２ｃから流出する、あるいは開口部Ｓ２を通ってボックス空間へ流入した後、排気管７２ｄから流出するような流れとなる。

また、第１ボックス６１には、基板Ｐの搬入および搬出を行うための投入口６１１が設けられている。投入口６１１は、回転軸を中心に回動（図示矢印方向）するゲートにより開閉可能となっている。基板Ｐは、投入口６１１が開放された状態で、搬送ロボット（図示せず）によりチャンバ空間内に搬入され、ステージ２１上に載置される。また、塗布装置１によって塗布処理が行われるときは、上記ゲートを閉鎖してチャンバ空間内が外部から遮蔽される。

第１ボックス６１と供給管７１ａおよび７１ｂとを接続する付近および第３ボックス６３と供給管７１ｄとを接続する付近には、拡散部７３が設けられる。具体的には、拡散部７３は、供給管７１ａ、７１ｂ、および７１ｄから内部空間に流入する入り口付近の当該内部空間側に設けられる。図６および図７に示すように、拡散部７３は、拡散板７３１およびパンチングメタル７３２を含んでいる。拡散板７３１は、供給管７１ａ、７１ｂ、および７１ｄから上記内部空間へ流入する窒素を妨げる位置に固設された板状部材であり、その周囲に所定の隙間が形成されている。供給管７１ａ、７１ｂ、および７１ｄから上記内部空間へ流入する窒素は、拡散板７３１によって妨げられて直接的に上記内部空間に流入することなく、拡散板７３１の周囲へ流れる方向を変えて流動する。パンチングメタル７３２は、多数の孔が打ち抜き加工された板状部材であり、拡散板７３１に対して上記内部空間側に固設される。また、パンチングメタル７３２は、拡散板７３１の周囲から流動する窒素の流動路上に配置される。つまり、供給管７１ａ、７１ｂ、および７１ｄから供給された窒素は、必ずパンチングメタル７３２に形成された孔を通って上記内部空間内に流入することになる。したがって、拡散部７３では、供給管７１ａ、７１ｂ、および７１ｄから供給された窒素を拡散して第１〜第３ボックス６１〜６３内に供給することができる。

また、投入口６１１付近に供給管７１ｃが接続されている。一般的に、投入口６１１付近は、基板Ｐの搬入／搬出の際の開閉によって外気が侵入しやすく酸素濃度が高くなりやすいが、そのような箇所に窒素を供給することによって、侵入した酸素を拡散することができる。なお、供給管７１ｃから内部空間に流入する入り口付近は、その流路が曲げられており、当該入り口付近に拡散部は設けられていない。

排気管７２と第１〜第３ボックス６１〜６３との接続部には、パンチングメタル７３３が設けられる。このパンチングメタル７３３は、排気管７２の内部空間側に固設され、排気管７２に向かって流動する気体の流動路上に配置される。つまり、排気管７２へ排出される気体は、必ずパンチングメタル７３３に形成された孔を通って排出されることになる。このように、排出口付近にパンチングメタル７３３を配置することによって、気体が排出される箇所が集中することを防止することができ、内部空間全体の気体をバラツキなく排出することができる。

供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内に窒素を供給しながら第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体を排気管７２から排出することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内部が窒素雰囲気となり、内部の酸素濃度が低下する。これによって、塗布装置１は、有機ＥＬ材料を基板Ｐに塗布する際の酸化を防止することができる。ここで、有機ＥＬ材料の酸化を防止するためにはチャンバ空間内全ての酸素濃度を低下させればよいが、最も酸素濃度を低下させなければならない空間は、ノズル５２から有機ＥＬ材料を吐出する空間および塗布後の基板Ｐ面がＹ軸正方向側に順次送られていく空間（図４に示すポイントＣ）である。例えば、有機ＥＬ材料を基板Ｐに塗布する際の酸素濃度上限を酸素濃度管理値（例えば、１０ｐｐｍ）とした場合、少なくともポイントＣにおける酸素濃度が酸素濃度管理値を満たさなければならない。なお、第１ボックス６１内には、上記ポイントＣにおける酸素濃度を検出する酸素濃度検知部８８が設けられる。酸素濃度検知部８８は、ポイントＣにおける酸素濃度の検出結果を図示しない表示装置に表示して塗布装置のユーザに報知したり、当該検出結果を塗布装置の制御部（例えば、制御部３（図２参照））へ出力したりする。

ポイントＣにおける酸素濃度が酸素濃度管理値を満たした状態で塗布処理を行うためには、ポイントＣにおける酸素濃度を酸素濃度管理値以下に低下させた後、塗布処理を開始しなければならない。したがって、基板Ｐを搬入してからポイントＣにおける酸素濃度が酸素濃度管理値以下に低下するまでの時間（図８に示す「到達時間」）を短縮することによって、塗布装置１を効率よく稼働させることができる。また、塗布処理中において、ポイントＣにおける酸素濃度が酸素濃度管理値を越えることを防止しなければならないため（図８に示す「塗布処理時間」）、塗布処理中においても供給管７１からの窒素供給および排気管７２からの気体排出が継続される。ここで、ノズルユニット５０やノズル５２がＸ軸方向に往復移動することによって、スライダ空間内の気体や開口部Ｓ１付近の気体が攪拌される。したがって、例えばスライダ空間内に酸素が残存している場合、当該酸素が攪拌によってポイントＣへ流出してポイントＣにおける酸素濃度を上昇させることがある。つまり、ポイントＣにおける酸素濃度の管理においては、塗布処理前および塗布処理中の流体バランスを考慮する必要がある。後述する実施例においては、スライダ空間内やボックス空間内も低酸素雰囲気に置換したり、スライダ空間内から流出する気体が上記ポイントＣ側へ流れないようにしたりすることによって、塗布処理中の上記ポイントＣにおける酸素濃度の上昇を防止している。

また、ポイントＣにおける酸素濃度を安定させるためには、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力も重要である。例えば、第１〜第３ボックス６１〜６３が外部に対して完全密閉構造でない場合、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧未満（つまり、外部より低い圧力）に維持されると外部の気体が第１〜第３ボックス６１〜６３内に流入する。したがって、本実施形態では、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力を大気圧以上（つまり、外部と同じまたは高い圧力）に維持できるように、塗布処理前および塗布処理中の流体バランスが調整される。これによって、第１〜第３ボックス６１〜６３が外部に対して完全密閉構造でなくても、ポイントＣにおける酸素濃度の管理を行うことができる。このように、第１〜第３ボックス６１〜６３内は、局所的な雰囲気を管理することが可能となり、特に低下させた内部の酸素濃度を管理することが可能となる。

図９において、局所雰囲気生成機構は、上述した構成部の他に、窒素ボンベ８１、フィルタ８３、圧力調整部８４、供給側の流量調整部８５、排気側の流量調整部８６、および吸引部８７を備えており、互いに配管等で接続されている。ここで、窒素ボンベ８１、フィルタ８３、圧力調整部８４、および流量調整部８５が、供給管７１から窒素を供給するための供給系に相当する。一方、流量調整部８６および吸引部８７が、排気管７２から気体を排出するための排気系に相当する。なお、これらの機構は、塗布装置１に内蔵してもいいし、塗布装置１の外部装置として設けてもかまわない。塗布装置１の外部装置として設ける場合、設置場所に予め設けられている設備（例えば、工場の窒素供給装置や吸引装置）を用いてもかまわない。

窒素ボンベ８１には、液体窒素等がその内部に貯蔵されている。窒素ボンベ８１から窒素は、気体状態で取り出され、工場の用力として供給されてフィルタ８３へ流動する。フィルタ８３は、流動する窒素中の異物を除去して圧力調整部８４および流量調整部８５に送る。そして、圧力調整部８４によって塗布装置１へ供給する窒素圧力が調整され、流量調整部８５によって塗布装置１へ供給する窒素流量が調整された後、供給管７１に窒素が供給される。一方、吸引部８７は、排気管７２から気体を吸引して第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体を外部へ排出する。そして、流量調整部８６によって、排気管７２から気体を吸引して外部へ排出する流量が調整される。ユーザは、圧力調整部８４、流量調整部８５、および流量調整部８６に設けられた流路の絞りや設定値等を調整することによって、上述した塗布装置１に対する流体バランスを調整することができる。

（第１の実施形態）
以下、図１０および図１１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置１について説明する。第１の実施形態は、塗布処理中においては、チャンバ空間から開口部Ｓ１を通ってスライダ空間（ボックス空間）への気体流動を積極的に形成して、ポイントＣの酸素濃度を安定させる態様である。なお、図１０は、第１の実施形態に係る塗布装置１における窒素流動フローを示す模式図である。図１１は、塗布装置１が塗布処理を行う際の動作を示すフローチャートである。なお、図１０においては、説明を簡単にするために、塗布装置１について、第１〜第３ボックス６１〜６３、チャンバ空間、ボックス空間、およびチャンバ空間のみを図示して簡略化している。

図１０において、第１ボックス６１の前面に複数の供給管７１が接続され、複数の供給管７１を介して窒素がチャンバ空間に供給される（図示矢印Ｃｉ×ｎ；供給Ｃｉ×ｎとする）。そして、第１ボックス６１と接続する各供給管７１にそれぞれバルブＶｃｉ（バルブＶｃｉ×ｎとする）が設けられる。例えば、供給Ｃｉ×ｎは、図４に示した供給管７１ａ〜７１ｃに相当する。具体的には、横に並列して接続される３本の供給管７１ａおよび横に並列して接続される３本の供給管７１ｂで構成される合計６本の供給管７１が第１ボックス６１の前面に接続される。これらの供給管７１は、図６を参照して説明した構造と同様の接続方式で接続される。なお、上記６本の供給管７１に供給管７１ｃを加えて第１ボックス６１の前面に接続してもかまわない。さらに、第３ボックス６３の前面にバルブＶｓｉが設けられた供給管７１が接続され、供給管７１を介して窒素がスライダ空間に供給される（図示矢印Ｓｉ；供給Ｓｉとする）。例えば、供給Ｓｉは、図４に示した供給管７１ｄに相当する。

また、第１ボックス６１の背面に複数の排気管７２が接続され、複数の排気管７２を介してチャンバ空間内の気体が排出される（図示矢印Ｃｏ×ｎ；排出Ｃｏ×ｎとする）。そして、各排気管７２にそれぞれバルブＶｃｏ（バルブＶｃｏ×ｎとする）が設けられる。例えば、排出Ｃｏ×ｎは、図４に示した排気管７２ａおよび７２ｂに相当する。例えば、第１ボックス６１の前面に接続される供給管７１と同様に合計６本の排気管７２が第１ボックス６１の背面に接続される。なお、第１ボックス６１の背面に接続される複数の排気管７２については、図４を参照して説明した構造と同様の接続方式で接続される。また、第２ボックス６２の背面にバルブＶｂｏが設けられた排気管７２が接続され、排気管７２を介してボックス空間内の気体が排出される（図示矢印Ｂｏ；排出Ｂｏとする）。また、第３ボックス６３の背面にバルブＶｓｏが設けられた排気管７２が接続され、排気管７２を介してスライダ空間内の気体が排出される（図示矢印Ｓｏ；排出Ｓｏとする）。

次に、図１０および図１１を参照して、塗布装置１が塗布処理を行う際の動作について説明する。これらの動作は、塗布装置の制御部（例えば、制御部３（図２参照））が行ってもいいし、塗布装置のユーザが各動作を行ってもいいし、ステップ毎に当該制御部または塗布装置のユーザが行ってもかまわない。

まず、投入口６１１が開放される（ステップＳ７１）。次に、開放された投入口６１１から搬送ロボット等によって基板Ｐが搬入され、ステージ２１上に基板Ｐが載置される（ステップＳ７２）。そして、投入口６１１が閉鎖され（ステップＳ７３）、チャンバ空間が外部から遮蔽された空間となる。

次に、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓される（ステップＳ７４）。そして、供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内へ窒素の供給が開始され、排気管７２へ第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体の排出が開始される（ステップＳ７５）。そして、酸素濃度検知部８８による酸素濃度検知結果に基づいて、第１〜第３ボックス６１〜６３内（例えば、ポイントＣ）の酸素濃度が酸素濃度管理値以下に到達するのを待つ（ステップＳ７６）。

ここで、ステップＳ７５およびＳ７６において供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、第１ボックス６１の背面にある排出Ｃｏ×ｎから排出される。また、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。そして、スライダ空間内に流入した窒素は、供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。合流した窒素は、排出Ｓｏから排出される、または開口部Ｓ２からボックス空間へ流入して排出Ｂｏから排出される。したがって、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、チャンバ空間の一方側の複数箇所から供給された窒素がチャンバ空間の他方側の複数箇所へおよび開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へそれぞれ抜ける流れが形成されている。このように、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、複数の供給管を介してチャンバ空間に窒素を供給しながら直接的にチャンバ空間内の気体を複数の排気管から排出するため、チャンバ空間内に流入／排出される気体量が多くなり、チャンバ空間内における気体が窒素雰囲気に置換される速度が速くなる。つまり、図４に示したポイントＣにおける酸素濃度の低下も速やかに行われるため、図８に示した到達時間を短縮することができる。

そして、第１〜第３ボックス６１〜６３内の酸素濃度が酸素濃度管理値以下に到達したとき（ステップＳ７６でＹｅｓ）、バルブＶｃｏ×ｎが閉栓（バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏは開栓状態を継続）される（ステップＳ７７）。そして、基板Ｐに対して塗布処理が行われる（ステップＳ７８）。このとき、塗布装置の制御部が酸素濃度検知部８８からの酸素濃度の検出結果を取得している場合、当該制御部は、当該検出結果を用いてポイントＣの酸素濃度が酸素濃度管理値以下か否かを判断することができる。そして、制御部は、酸素濃度管理値以下と判断した場合、バルブＶｃｏ×ｎを閉栓する。一方、酸素濃度検知部８８が酸素濃度の検出結果を表示装置に表示して塗布装置のユーザに報知している場合、報知されたユーザがバルブＶｃｏ×ｎを閉栓する。このように、酸素濃度管理値への到達判定およびバルブＶｃｏ×ｎの閉栓を、塗布装置の制御部によって自動的に行ってもいいし、当該塗布装置のユーザが行ってもかまわない。

ここで、ステップＳ７８において供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。そして、スライダ空間へ流入した窒素は、供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。合流した窒素は、排出Ｓｏから排出される、または開口部Ｓ２からボックス空間へ流入して排出Ｂｏから排出される。したがって、バルブＶｃｏ×ｎを閉栓およびバルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、チャンバ空間の一方側から供給された窒素が開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ抜ける流れが強められて形成されている。つまり、ノズルユニット５０の往復移動によってスライダ空間内の気体が攪拌されても、チャンバ空間→開口部Ｓ１→スライダ空間の気体フローが形成されているため、スライダ空間内の気体がチャンバ空間へ流出することが少なく、開口部Ｓ１からポイントＣへの方向へ気体が流れることもない。したがって、仮にスライダ空間に酸素が残存していたとしてもチャンバ空間（ポイントＣ）へ酸素が流出することを防止することができ、図８で示した塗布処理時間中の酸素濃度が上昇することを防止することができる。

次に、基板Ｐに対する塗布処理が終了したとき（ステップＳ７９でＹｅｓ）、供給管７１からの窒素の供給が停止され、排気管７２への気体の排出が停止される（ステップＳ８０）。次に、投入口６１１が開放され（ステップＳ８１）、開放された投入口６１１からステージ２１上に載置された塗布処理後の基板Ｐが搬送ロボット等によって搬出される（ステップＳ８２）。そして、塗布処理を継続する場合（ステップＳ８３でＹｅｓ）、上記ステップＳ７２に戻って動作が繰り返される。一方、塗布処理を終了する場合（ステップＳ８３でＮｏ）、当該フローチャートによる動作を終了する。

上述したように、基板Ｐを搬入してからポイントＣにおける酸素濃度が酸素濃度管理値以下に低下するまでの到達時間を短縮する効果に優れた接続態様と、塗布処理時間中におけるポイントＣの酸素濃度が安定する効果に優れた接続態様とがある。具体的には、前者の効果を上げるためにはチャンバ空間から直接排出することが要求され、後者の効果を上げるためにはチャンバ空間から開口部Ｓ１を通ってスライダ空間（ボックス空間）への気体流動を積極的に形成したり、開口部Ｓ１からポイントＣへの気体流動がないようにしたりすることが要求される。したがって、上述した動作では、これらの効果を両立させるために、複数の接続態様を組み合わせて用いている。

このように、第１の実施形態に係る塗布装置は、ノズルが塗布液を吐出する空間および塗布液が塗布された基板（塗布部位）が送られていく空間を含む塗布空間に対して局所的に窒素を供給して、塗布液の塗布を低酸素雰囲気で行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化を防止している。したがって、限られた空間を低酸素雰囲気に置換するため、置換のために供給される窒素等の消費量を抑えることができる。また、当該塗布装置は、基板Ｐを搬入してからポイントＣにおける酸素濃度が酸素濃度管理値以下に低下するまでの到達時間を短縮する効果に優れた接続態様と、塗布処理時間中におけるポイントＣの酸素濃度が安定する効果に優れた接続態様とを切り替えることによって、両者の効果を両立させている。

（第２の実施形態）
以下、図１２〜図１４を参照して、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置１について説明する。なお、図１２は、第２の実施形態に係る塗布装置１に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す側断面図である。図１３は、背面側気体供給部７５の概略構造を示す斜視図である。図１４は、当該塗布装置１における窒素流動フローを示す模式図である。図１４においては、説明を簡単にするために、塗布装置１について、第１〜第３ボックス６１〜６３、背面側気体供給部７５、チャンバ空間、ボックス空間、およびチャンバ空間のみを図示して簡略化している。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態に対して、背面側気体供給部７５およびその背面側気体供給部７５へ気体を供給する供給系をさらに設けることによって、ポイントＣの背面側から開口部Ｓ１への気体流動を積極的に形成して、ポイントＣの酸素濃度を安定させる態様である。第２の実施形態における他の構成要素は、上述した第１の実施形態と同様であるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

図１２において、背面側気体供給部７５は、第１ボックス６１の内部に固設される。そして、背面側気体供給部７５には、他の供給管７１ａ〜７１ｄと同様に窒素を供給する供給管７１ｅが接続される。背面側気体供給部７５は、基板載置装置２が塗布処理に伴って図示Ｙ軸正方向側へ移動したとき（図１２の状態）、基板Ｐを載置したステージ２１上面と近接する位置に固設される。

図１３に示すように、背面側気体供給部７５は、筐体７５１、拡散板７５２、およびパンチングメタル７５３を備えている。なお、図１３は、筐体７５１の上面を省略して、その内部構造を示している。筐体７５１は、第１ボックス６１の上面内部のＸ軸方向に延設される中空長尺体であり、その一部がパンチングメタル７５３で構成されている。そして、少なくとも１本の供給管７１ｅ（図１３では、３本）が筐体７５１に接続され、供給管７１ｅから筐体７５１内部に窒素が供給される。拡散板７５２は、供給管７１ｅから筐体７５１内部へ流入する窒素を妨げる位置に固設された板状部材であり、その周囲に所定の隙間が形成されている。供給管７１ｅから筐体７５１内部へ流入する窒素は、拡散板７５２によって妨げられて直接的に筐体７５１内部に流入することなく、拡散板７５２の周囲へ流れる方向を変えて流動する。パンチングメタル７５３は、多数の孔が打ち抜き加工された板状部材であり、筐体７５１のＹ軸負方向側（つまり、前面側）側面を形成している。

筐体７５１の長尺寸法（つまり、パンチングメタル７５３の長巾）は、ステージ２１のＸ軸方向の幅以上で構成される。また、筐体７５１の高さ寸法（つまり、パンチングメタル７５３の短巾）は、ポイントＣにおけるステージ２１と第１ボックス６１上面との隙間以上で構成される。したがって、背面側気体供給部７５をステージ２１上面と近接する第１ボックス６１内部上面に固設することによって、筐体７５１内部に供給された窒素は、パンチングメタル７３２に形成された孔を通ってポイントＣをＹ軸負方向へ流動する。例えば、図１２に示すように、基板載置装置２が塗布処理に伴って図示Ｙ軸正方向側へ移動したとき、背面側気体供給部７５から供給される窒素は、ステージ２１上に載置された塗布後の基板Ｐの上面に沿って開口部Ｓ１側へ流動する。また、基板載置装置２がＹ軸正方向側へ移動していなくても、背面側気体供給部７５から供給される窒素は、背面側からポイントＣを通って開口部Ｓ１側へ流動する。つまり、背面側気体供給部７５から供給される窒素は、チャンバ空間内のポイントＣに局所的に供給されて開口部Ｓ１側へ向かう流れを形成する。

図１４において、背面側気体供給部７５に供給管７１が接続され、供給管７１を介して窒素がチャンバ空間に供給される（図示矢印Ｃｉｒ；供給Ｃｉｒとする）。そして、背面側気体供給部７５と接続する供給管７１にバルブＶｃｉｒ（バルブＶｃｉｒとする）が設けられる。例えば、供給Ｃｃｉｒは、図１２に示した供給管７１ｅに相当する。他の供給および排気については、図１０を用いて説明した第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、第２の実施形態に係る塗布装置１が塗布処理を行う際の動作について説明する。まず、第１の実施形態と同様に、投入口６１１から基板Ｐが搬入され、ステージ２１上に基板Ｐが載置される。そして、投入口６１１が閉鎖され、チャンバ空間が外部から遮蔽された空間となる。

次に、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓される。そして、供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内へ窒素の供給が開始され、排気管７２へ第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体の排出が開始される。このとき、背面側気体供給部７５からも窒素が局所的にポイントＣに供給される（供給Ｃｉｒ）。そして、酸素濃度検知部８８による酸素濃度検知結果に基づいて、第１〜第３ボックス６１〜６３内（例えば、ポイントＣ）の酸素濃度が酸素濃度管理値以下に到達するのを待つ。

ここで、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、供給Ｃｉｒから供給された窒素と合流する。そして、チャンバ空間内で合流した窒素は、第１ボックス６１の背面にある排出Ｃｏ×ｎから排出される。また、チャンバ空間内で合流した窒素は、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。そして、スライダ空間内に流入した窒素は、供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。スライダ空間内で合流した窒素は、排出Ｓｏから排出される、または開口部Ｓ２からボックス空間へ流入して排出Ｂｏから排出される。したがって、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、チャンバ空間の前面側および背面側の複数箇所からそれぞれ供給された窒素がチャンバ空間の背面側の複数箇所へおよび開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へそれぞれ抜ける流れが形成されている。このように、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、複数の供給管を介してチャンバ空間に窒素を供給しながら直接的にチャンバ空間内の気体を複数の排気管から排出するため、チャンバ空間内に流入／排出される気体量が多くなり、チャンバ空間内における気体が窒素雰囲気に置換される速度が速くなる。つまり、図１２に示したポイントＣにおける酸素濃度の低下も速やかに行われるため、図８に示した到達時間を短縮することができる。

そして、第１〜第３ボックス６１〜６３内の酸素濃度が酸素濃度管理値以下に到達したとき、バルブＶｃｏ×ｎが閉栓（バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏは開栓状態を継続）される。そして、基板Ｐに対して塗布処理が行われる。このとき、上述した第１の実施形態と同様に、塗布装置の制御部が酸素濃度検知部８８からの酸素濃度の検出結果を取得している場合、当該制御部は、当該検出結果を用いてポイントＣの酸素濃度が酸素濃度管理値以下か否かを判断することができる。そして、制御部は、酸素濃度管理値以下と判断した場合、バルブＶｃｏ×ｎを閉栓する。一方、酸素濃度検知部８８が酸素濃度の検出結果を表示装置に表示して塗布装置のユーザに報知している場合、報知されたユーザがバルブＶｃｏ×ｎを閉栓する。このように、酸素濃度管理値への到達判定およびバルブＶｃｏ×ｎの閉栓を、塗布装置の制御部によって自動的に行ってもいいし、当該塗布装置のユーザが行ってもかまわない。

ここで、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。また、供給Ｃｉｒから供給された窒素は、チャンバ空間のポイントＣを流動した後、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。そして、スライダ空間へ流入した窒素は、供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。合流した窒素は、排出Ｓｏから排出される、または開口部Ｓ２からボックス空間へ流入して排出Ｂｏから排出される。したがって、バルブＶｃｏ×ｎを閉栓およびバルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素が開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ抜ける流れが強められて形成されている。また、供給Ｃｉｒから供給された窒素がポイントＣから開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ抜ける流れも形成されている。つまり、ノズルユニット５０の往復移動によってスライダ空間内の気体が攪拌されても、チャンバ空間→開口部Ｓ１→スライダ空間の気体フローが形成されているため、スライダ空間内の気体がチャンバ空間へ流出することが少ない。また、スライダ空間内の気体がチャンバ空間へ流出した場合でも、ポイントＣから開口部Ｓ１へ向かう窒素の流れが形成されているため、スライダ空間からの気体がチャンバ空間の前面方向、すなわち塗布前の基板Ｐが載置されている方向に流れる。したがって、仮にスライダ空間に酸素が残存していたとしてもポイントＣへ酸素が流出することを防止することができ、図８で示した塗布処理時間中の酸素濃度が上昇することを防止することができる。つまり、基板Ｐに塗布後の塗布液が酸化することを防止することができる。

このように、第２の実施形態では、第１の実施形態における効果に加えて、さらに塗布処理中におけるポイントＣの酸素濃度の上昇を防止することができる。なお、上述した動作では、背面側気体供給部７５から常に窒素が供給されるが、塗布動作の一部の期間でのみ背面側気体供給部７５から窒素を供給してもかまわない。少なくとも基板Ｐに対する塗布処理中において背面側気体供給部７５から窒素をポイントＣに供給すれば、他の期間においてバルブＶｃｉｒを閉栓してもかまわない。

また、図１５に示すように、第１ボックス６１の底面付近にさらに排気を設けてもかまわない。図１５において、第１ボックス６１の前面側底部近傍に排気管７２がさらに接続され、排気管７２を介してチャンバ空間内の気体が排出される（図示矢印Ｃｏｕ；排出Ｃｏｕとする）。そして、第１ボックス６１の前面側底部近傍に接続される排気管７２にバルブＶｃｏｕ（バルブＶｃｏｕとする）が設けられる。

塗布処理前にバルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｃｏ×ｎ、Ｖｃｏｕ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した場合、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入して供給Ｃｉｒから供給された窒素と合流した後、第１ボックス６１の背面にある排出Ｃｏ×ｎおよび排出Ｃｏｕから排出される。また、チャンバ空間内で合流した窒素は、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。そして、スライダ空間内に流入した窒素は、供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。スライダ空間内で合流した窒素は、排出Ｓｏから排出される、または開口部Ｓ２からボックス空間へ流入して排出Ｂｏから排出される。したがって、塗布処理前にチャンバ空間内の気体が当該チャンバ空間の底部に設けられた排出Ｃｏｕから排出される流れが形成されている。これによって、上述した効果に加えてチャンバ空間内に落下する粉塵をチャンバ空間外へ排出することができ、チャンバ空間内の粉塵対策としての効果が期待できる。

一方、塗布処理中にバルブＶｃｏ×ｎを閉栓およびバルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｃｏｕ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した場合、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入または排出Ｃｏｕから排出される。また、供給Ｃｉｒから供給された窒素は、チャンバ空間のポイントＣを流動した後、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。そして、スライダ空間へ流入した窒素は、供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。合流した窒素は、排出Ｓｏから排出される、または開口部Ｓ２からボックス空間へ流入して排出Ｂｏから排出される。したがって、バルブＶｃｏ×ｎを閉栓およびバルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｉ、Ｖｃｉｒ、Ｖｃｏｕ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素が排出Ｃｏｕから排出される流れが形成されているが、開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ抜ける流れが塗布処理前より強められて形成されている。また、供給Ｃｉｒから供給された窒素がポイントＣから開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ抜ける流れも形成されている。排出Ｃｏｕが設けられても、チャンバ空間→開口部Ｓ１→スライダ空間の気体フローが形成されているため、スライダ空間内の気体がチャンバ空間へ流出することが少ない。また、スライダ空間内の気体がチャンバ空間へ流出した場合でも、ポイントＣから開口部Ｓ１へ向かう窒素の流れが形成されており、流出した気体がチャンバ空間前方へ流れて排出Ｃｏｕから排出される。つまり、塗布処理中および塗布処理後の塗布液が存在する空間（開口部Ｓ１よりＹ軸正方向側となるチャンバ空間後方）へスライダ空間から流出した気体が流れないため、スライダ空間からの気体がチャンバ空間の前面方向、すなわち塗布前の基板Ｐが載置されている方向に流れる。したがって、仮にスライダ空間に酸素が残存していたとしてもポイントＣへ酸素が流出することを防止することができ、図８で示した塗布処理時間中の酸素濃度が上昇することを防止することができる。つまり、基板Ｐに塗布後の塗布液が酸化することを防止することができる。また、塗布処理中においても、チャンバ空間内の気体が当該チャンバ空間の底部に設けられた排出Ｃｏｕから排出される流れが形成されているため、塗布処理中にチャンバ空間内に落下する粉塵をチャンバ空間外へ排出することができ、チャンバ空間内の粉塵対策としての効果が期待できる。

なお、上述した第１および第２の実施形態におけるボックス空間やスライダ空間に設けられる供給管および排気管（すなわち、供給Ｓｉ、排出Ｓｏ、排出Ｂｏ）は、それぞれ複数本であってもかまわない。また、チャンバ空間に設けられた供給管および排気管（すなわち、供給Ｃｉ×ｎ、排出Ｃｏ×ｎ）は、それぞれ１本の配管であってもかまわない。上述したような流体バランスを調整すれば、１本の配管であっても複数本の配管であっても本発明の効果を得ることができる。

また、上述した第１および第２の実施形態におけるスライダ空間に設けられる供給管（すなわち、供給Ｓｉ）は、設けなくてもかまわない。供給Ｓｉがない場合、スライダ空間で合流する窒素がなくなるだけであり、上述した流体バランスを調整すれば同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、上述した第１および第２の実施形態における第３ボックス６３、排出Ｓｏ、および供給Ｓｉを省略してもかまわない。つまり、有機ＥＬ塗布機構５は、第２ボックス６２で包囲されるボックス空間内に設置されることになる。この場合、塗布処理前については、チャンバ空間に供給された窒素は、排出Ｃｏ×ｎから排出、または開口部Ｓ１→ボックス空間へ流動して排出Ｂｏから排出される。また、塗布処理中については、チャンバ空間に供給された窒素は、開口部Ｓ１→ボックス空間へ流動して、排出Ｂｏから排出される。つまり、第３ボックス６３、排出Ｓｏ、および供給Ｓｉを設けなくても、チャンバ空間に供給された窒素が開口部Ｓ１を通ってボックス空間へ抜ける流れが形成されている。つまり、ノズルユニット５０の往復移動によってボックス空間内の気体が攪拌されても、チャンバ空間→開口部Ｓ１→ボックス空間の気体フローが形成されているため、ボックス空間内の気体がチャンバ空間へ流出することが少ない。したがって、仮にボックス空間に酸素が残存していたとしてもチャンバ空間へ酸素が流出することを防止することができる。

また、上記ステップＳ７６等の動作では、酸素濃度検知部８８による酸素濃度検知結果が酸素濃度管理値以下を示すのを待って、その後に塗布処理が開始される手順を示したが、他の方法で塗布処理を開始してもかまわない。例えば、予め塗布装置に供給する窒素の流量や圧力とポイントＣが酸素濃度管理値以下となる到達時間（図８参照）との関係を調査しておく。そして、実際に供給する窒素の流量や圧力と供給時間とを用いて、ポイントＣにおける酸素濃度管理を行ってもかまわない。この場合、窒素の供給を開始した後に所定の時間（到達時間）が経過することを待って、その後に塗布処理を開始することになる。

また、ノズルユニット５０に静圧軸受が設けられている場合、当該静圧軸受に窒素等の不活性ガスを供給してもかまわない。これによって、静圧軸受を構成するために供給する気体に酸素が含まれないため、さらにスライダ空間内の酸素濃度を低下させることができる。

また、上述した実施形態では、赤、緑、および青色のうち、赤色の有機ＥＬ材料を３個１組のノズル５２ａ〜５２ｃで基板Ｐの溝内に流し込んでいるが、この塗布工程は、有機ＥＬ表示装置を製造する途中工程である。有機ＥＬ表示装置を製造するときの処理手順は、正孔輸送材料（ＰＥＤＯＴ）塗布→乾燥→赤色の有機ＥＬ材料塗布→乾燥→緑色の有機ＥＬ材料塗布→乾燥→青色の有機ＥＬ材料塗布→乾燥という手順となる。この場合、本発明の塗布装置は、正孔輸送材料、赤色の有機ＥＬ材料、緑色の有機ＥＬ材料、および青色の有機ＥＬ材料をそれぞれ塗布する工程に用いることができる。

また、ノズル５２ａ〜５２ｃから赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料をそれぞれ吐出してもかまわない。この場合、赤、緑、および青色の順に配列された、いわゆる、ストライプ配列が１つの塗布工程で形成される。また、上述した実施形態では、３個１組のノズル５２ａ〜５２ｃで基板Ｐの各溝内に有機ＥＬ材料を流し込んでいるが、この３個１組のノズル５２ａ〜５２ｃを複数組設けて基板Ｐの各溝内に有機ＥＬ材料を流し込んでもかまわない。

また、上述した実施形態では、塗布液として有機ＥＬ材料や正孔輸送材料を塗布液とした有機ＥＬ表示装置の製造装置を一例にして説明したが、本発明は他の塗布装置にも適用できる。例えば、レジスト液やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）液やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）を製造するのに使用される蛍光材料を塗布する装置にも適用することができる。また、液晶カラーディスプレイをカラー表示するために液晶セル内に構成されるカラーフィルタを製造するために使用される色材を塗布する装置にも適用することができる。

本発明に係る塗布方法および塗布装置は、基板に塗布液を塗布するとき当該塗布液の酸化を防止することができ、様々な塗布液をノズルから吐出する装置や方法等として有用である。

本発明の一実施形態に係る塗布装置１の要部概略構成を示す平面図および正面図 図１の塗布装置１の制御機能および供給部を示すブロック図 図１の塗布装置１に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す平面図 図１の塗布装置１に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す側断面図 第３ボックス６３の外観を示す斜視図 窒素投入口の構造を示す断面図 拡散板７３１の構造を示す斜視図 ポイントＣにおける酸素濃度管理値を説明するためのグラフ 局所雰囲気生成機構における窒素供給の流れを示すブロック図 本発明の第１の実施形態に係る塗布装置１における窒素流動フローを示す模式図 塗布装置１が塗布処理を行う際の動作を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態に係る塗布装置１に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す側断面図 図１２の背面側気体供給部７５の概略構造を示す斜視図 図１２の塗布装置１における窒素流動フローを示す模式図 図１２の塗布装置１における窒素流動フローの変形例を示す模式図

符号の説明

１…塗布装置
２…基板載置装置
２１…ステージ
２２…旋回部
２３…平行移動テーブル
２４…ガイド受け部
２５、５１１…ガイド部材
３…制御部
５…有機ＥＬ塗布機構
５０…ノズルユニット
５１…ノズル移動機構部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…ノズル
５２１…フィルタ部
５３…液受部
５４…供給部
５４１…供給源
５４２…ポンプ
５４３…流量計
６１…第１ボックス
６１１…投入口
６２…第２ボックス
６３…第３ボックス
６４…仕切板
７１…供給管
７２…排気管
７３…拡散部
７３１、７５２…拡散板
７３２、７３３、７５３…パンチングメタル
７５…背面側気体供給部
７５１…筐体
８１…窒素ボンベ
８３…フィルタ
８４…圧力調整部
８５、８６…流量調整部
８７…吸引部
８８…酸素濃度検知部

Claims (10)

1. 基板上に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   その先端部から前記塗布液を吐出するノズルと、
   前記基板をその上面に載置するステージと、
   前記ステージ上の空間において、当該ステージ面を横断する方向に前記ノズルを往復移動させるノズル移動機構と、
   前記ステージを包囲して設けられ、前記ノズル移動機構が配置される空間と当該ステージが配置される空間とを仕切り、その上面に前記ノズル移動機構側から前記ノズルの少なくとも一部が突出して往復移動する開口部が形成された第１ボックスと、
   前記ノズル移動機構を包囲して前記第１ボックスの上部に設けられる第２ボックスと、
   前記第１ボックスに設けられ、当該第１ボックスの内部空間へ所定の気体を供給する第１の供給口と、
   前記第１ボックスに設けられ、当該第１ボックスの内部空間内の気体を外部へ排出する第１の排気口と、
   前記第２ボックスに設けられ、当該第２ボックスの内部空間内の気体を外部へ排出する第２の排気口とを備え、
   前記第１ボックス内の所定空間が所定酸素濃度に達するまで、前記第１の供給口から供給された気体を前記第１および第２の排気口から排出し、
   前記所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、前記第１の供給口から供給された気体を前記第２の排気口から排出する、塗布装置。
2. 前記第１ボックス内の所定空間における酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
   前記第１の排気口に設けられた第１のバルブと、
   前記酸素濃度検出手段が検出した酸素濃度が前記所定酸素濃度に未達のときに前記第１のバルブを開栓し、前記酸素濃度検出手段が検出した酸素濃度が前記所定酸素濃度に到達したときに前記第１のバルブを閉栓する制御手段とを、さらに備える、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、前記ノズル移動機構による前記ノズルの往復移動を開始させて前記基板に対する塗布処理を行う制御手段を、さらに備える、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記所定空間は、前記第１ボックス内における前記ステージ上の空間である、請求項１に記載の塗布装置。
5. 前記ノズルおよび前記ステージの少なくとも一方を当該ステージの載置面に平行な方向に相対的に移動させる相対移動機構を、さらに備え、
   前記所定空間は、前記第１ボックス内において、前記ノズルが塗布液を吐出する空間および前記相対移動機構による前記ステージの相対移動に伴って前記塗布液が塗布された基板の塗布部位が相対移動する当該ステージ上の空間である、請求項４に記載の塗布装置。
6. 前記第１ボックス内に固設され、前記所定空間へ前記所定の気体を供給して当該所定空間を通って前記開口部に向かう方向に当該気体の流れを形成する第２の供給口を、さらに備える、請求項５に記載の塗布装置。
7. 前記第１ボックスは、前記ステージが前記基板を載置して相対移動する空間を包囲して設けられ、
   前記塗布装置は、前記第１ボックスの底部で、かつ、前記ステージが相対移動の後方位置に設けられ、当該第１ボックスの内部空間内の気体を外部へ排出する第３の排気口を、さらに備える、請求項５に記載の塗布装置。
8. 前記第１の供給口および前記第１の排気口は、前記第１ボックスに対してそれぞれ複数設けられる、請求項１に記載の塗布装置。
9. ステージ面を横断する方向に当該ステージ上の空間をノズル移動機構に支持されて往復移動するノズルから吐出された塗布液を当該ステージ上面に載置された基板に塗布する塗布方法であって、
   所定空間が所定酸素濃度に達するまで、当該所定空間の一方側から所定気体を供給し、当該所定空間の他方側と前記ノズルおよび前記ノズル移動機構が配置された空間を通って前記ステージ上部とからそれぞれ気体を排出し、
   前記所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、当該所定空間の一方側から前記所定気体を供給し、前記ノズルおよび前記ノズル移動機構が配置された空間を通って前記ステージ上部から気体を排出する状態で前記基板に前記塗布液を塗布する、塗布方法。
10. 前記所定空間は、チャンバ内の空間に含まれており、
    前記チャンバは、前記ノズルが前記チャンバの外部から前記所定空間へ突出するための開口部が形成されており、
    前記所定空間が所定酸素濃度に達するまで、前記チャンバの一方側から前記所定気体を供給し、当該チャンバの他方側と前記開口部とからそれぞれ当該チャンバ内の気体を排出し、
    前記所定空間が所定酸素濃度に到達したとき、前記チャンバの一方側から前記所定気体を供給し、前記開口部から当該チャンバ内の気体を排出する状態で前記基板に前記塗布液を塗布する、請求項９に記載の塗布方法。
    
    

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