JP4716509B2 - 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装置効率を上げて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、ボックス、第１の供給口、第１の排気口、循環機構、および第２の供給口を備える。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。ボックスは、ステージを少なくとも包囲して設けられる。第１の供給口は、ボックスの一方側に設けられ、その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、ボックスの他方側に設けられ、そのボックスの内部空間内の気体を排出する。循環機構は、少なくとも第１の排気口から排出された気体を循環させてボックス内部へ供給する。第２の供給口は、ボックスの一方側に設けられ、そのボックスの内部空間へ循環機構から供給された気体を供給する。
ボックスは、第１ボックスおよび第２ボックスを含む。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ている。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ボックスの一方側に設けられる。第２の供給口は、第１ボックスの一方側に設けられる。第１の排気口は、第１ボックスの他方側に設けられる。塗布装置は、第２の排気口を、さらに備える。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に排出する。

第２の発明は、上記第１の発明において、塗布装置は、第３の供給口を、さらに備える。第３の供給口は、第２ボックスに設けられ、その第２ボックスの内部空間へ所定の気体を供給する。

第３の発明は、上記第１の発明において、循環機構は、第１の排気口および第２の排気口から排出された気体を循環させて第２の供給口から第１ボックス内部へ供給する。

第４の発明は、上記第２の発明において、塗布装置は、第４の供給口を、さらに備える。第４の供給口は、第２ボックスに設けられ、その第２ボックスの内部空間へ循環機構から供給された気体を供給する。

第５の発明は、上記第４の発明において、循環機構は、第１の排気口および第２の排気口から排出された気体を循環させて第２の供給口および第４の供給口から第１ボックスおよび第２ボックス内部へそれぞれ供給する。

第６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、ボックス、第１の供給口、第１の排気口、循環機構、および第２の供給口を備える。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。ボックスは、ステージを少なくとも包囲して設けられる。第１の供給口は、ボックスの一方側に設けられ、その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、ボックスの他方側に設けられ、そのボックスの内部空間内の気体を排出する。循環機構は、少なくとも第１の排気口から排出された気体を循環させてボックス内部へ供給する。第２の供給口は、ボックスの一方側に設けられ、そのボックスの内部空間へ循環機構から供給された気体を供給する。
ボックスは、第１ボックスおよび第２ボックスを含む。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ている。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ボックスの一方側に設けられる。第２の供給口は、第２ボックスの一方側に設けられる。第１の排気口は、第１ボックスの他方側に設けられる。塗布装置は、第２の排気口を、さらに備える。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に排出する。

第７の発明は、上記第１乃至第６のいずれかの発明において、循環機構は、第１の排気口から排出された気体をそのまま循環させて第２の供給口からボックス内部へ供給する。
第８の発明は、上記第１乃至第６のいずれかの発明において、循環機構は、酸素分離機構を含む。酸素分離機構は、第１の排気口から排出された気体から酸素を分離させて取り除いて第２の供給口からボックス内部へ供給する。
第９の発明は、上記第１乃至第８のいずれかの発明において、酸素濃度検出手段を、さらに備える。酸素濃度検出手段は、ボックス内の所定空間における酸素濃度を検出する。循環機構は、酸素濃度検出手段が所定酸素濃度以下の酸素濃度を検出しているとき、第１の排気口から排出された気体を循環させてボックス内部へ供給する。

第１０の発明は、ステージ面の上部を横断する方向に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。少なくともステージを包囲するボックス内における所定空間が所定雰囲気に置換されるまで、そのボックスの一方側から所定気体を供給し、そのボックスの他方側から少なくとも気体を排出する。所定空間が所定雰囲気に置換されたとき、ボックスの一方側から所定気体を供給し、そのボックスの他方側から排出された気体を循環してボックスの一方側における他の箇所から再度供給する状態で基板に塗布液を塗布する。
ボックスは、ステージを包囲する空間と、ノズル移動機構を包囲する空間とに区切られている。ボックスの他方側から排出された気体を循環して再度供給する気体は、ステージを包囲する空間へ供給される。

第１１の発明は、上記第１０の発明において、所定空間の酸素濃度が所定酸素濃度に到達後にその所定酸素濃度より高くなったとき、気体を循環する動作を停止して、ボックスの一方側から所定気体を供給してボックスの他方側から気体を排出する状態で基板に塗布液を塗布する。

第１２の発明は、上記第１０又は第１１の発明において、ボックスの他方側から排出された気体を循環して再度供給する気体は、さらにノズル移動機構を包囲する空間へ供給される。

第１３の発明は、ステージ面の上部を横断する方向に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。少なくともステージを包囲するボックス内における所定空間が所定雰囲気に置換されるまで、そのボックスの一方側から所定気体を供給し、そのボックスの他方側から排出される気体を循環してそのボックスの一方側における他の箇所から再度供給する。所定空間が所定雰囲気に置換されたとき、そのボックスの一方側から所定気体を供給し、そのボックスの他方側から排出される気体を循環してそのボックスの一方側における他の箇所から再度供給する状態で基板に塗布液を塗布する。

第１４の発明は、上記第１３の発明において、ボックスは、ステージを包囲する空間と、ノズル移動機構を包囲する空間とに区切られている。ボックスの他方側から排出された気体を循環して再度供給する気体は、ノズル移動機構を包囲する空間へ供給される。

第１５の発明は、上記第１０乃至第１４のいずれかの発明において、ボックス内部に所定気体を供給する流量、ボックス内部から気体を排出する流量、およびボックス内部の気体を循環させて再度供給する流量をそれぞれ調整して、ボックスを大気圧より高い内部圧力に維持する。

第１６の発明は、上記第１０乃至第１４のいずれかの発明において、所定空間における酸素濃度値を検出することによって、所定空間が所定雰囲気に置換されたことを判定する。

第１７の発明は、上記第１０乃至第１４のいずれかの発明において、ボックス内部へ所定気体を供給する時間を計測することによって、所定空間が所定雰囲気に置換されたことを判定する。

上記第１の発明によれば、局所的に所定の気体（例えば窒素等の不活性ガス）を供給して、当該所定の気体によって生成される所定雰囲気下で塗布液の塗布を行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化等を防止することができる。また、所定の雰囲気に置換されて排出される気体を再利用するため、供給する気体の消費量を抑えることができる。
また、基板を載置するステージが設置される第１ボックス内部を効率よく所定雰囲気に置換することができる。

上記第２の発明によれば、ノズルが往復移動することによって内部が攪拌される第２ボックス内部も所定雰囲気に置換されるため、当該攪拌によって第１ボックス内部の雰囲気が不安定となることを防止することができる。

上記第３の発明によれば、循環機構の動作時に第２ボックスから排出される気体も再利用して再度供給するため、循環して再利用する供給量が多くなり、さらに新たに供給する気体の消費量を抑えることができる。

上記第４の発明によれば、第２ボックスへ供給する気体も循環機構から供給することによって、新たに供給する気体の消費量を抑えることができる。

上記第５の発明によれば、循環機構の動作時に第２ボックスから排出される気体も再利用しながら、第２ボックスへ供給する気体も循環機構から供給することによって、循環して再利用する供給量が多くなり、さらに新たに供給する気体の消費量を抑えることができる。

上記第６の発明によれば、局所的に所定の気体（例えば窒素等の不活性ガス）を供給して、当該所定の気体によって生成される所定雰囲気下で塗布液の塗布を行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化等を防止することができる。また、所定の雰囲気に置換されて排出される気体を再利用するため、供給する気体の消費量を抑えることができる。
また、第２ボックス内部は、塗布処理が行われる第１ボックス内部の雰囲気に直接的に影響する空間ではないため、第２ボックス内部に循環機構が循環させる気体を供給することによって当該気体を常時供給することが可能であり、新たに供給する気体の消費量を抑えることができる。

上記第７の発明によれば、所定雰囲気に置換された気体をそのまま再度供給することによって、循環機構をポンプ等の最小限のデバイスで構成できる。
上記第８の発明によれば、循環して再度供給する気体がさらに低酸素濃度となるため、ボックス内の低酸素濃度雰囲気が安定する。
上記第９の発明によれば、ボックス内部が所定酸素濃度以下の酸素濃度に達していないときは、循環機構からの供給が行われずに所定の気体の供給が優先される。したがって、所定の気体によってボックス内部を低酸素雰囲気に置換する際、所定酸素濃度以下に達する時間を短縮することができる。

上記第１０の発明によれば、局所的に所定の気体（例えば窒素等の不活性ガス）を供給して、当該所定の気体によって生成される所定雰囲気下で塗布液の塗布を行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化等を防止することができる。また、塗布処理時は、所定雰囲気に置換された気体を再利用するため、供給する気体の消費量を抑えることができる。
また、基板を載置するステージが設置される空間を効率よく所定雰囲気に置換することができる。

上記第１１の発明によれば、酸素濃度の変化に応じて、適切な供給方式を選択することができる。

上記第１２の発明によれば、ノズルが往復移動することによって内部が攪拌される空間も所定雰囲気に置換されるため、当該攪拌によってステージが設置される空間の所定雰囲気が不安定となることを防止することができる。

上記第１３の発明によれば、局所的に所定の気体（例えば窒素等の不活性ガス）を供給して、当該所定の気体によって生成される所定雰囲気下で塗布液の塗布を行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化等を防止することができる。また、所定雰囲気に置換された気体を常時再利用するため、供給する気体の消費量を抑えることができる。

上記第１４の発明によれば、ノズル移動機構を包囲する空間は、塗布処理が行われる空間の所定雰囲気に直接的に影響する空間ではないため、循環させる気体を当該空間へ供給することによって常時供給することが可能となる。

上記第１５の発明によれば、ボックスを大気圧より高い内部圧力に維持することによって、ボックスが外部に対して完全密閉構造でなくても安定した所定雰囲気で塗布液の塗布を行うことができる。

上記第１６および第１７の発明によれば、酸素濃度値を直接検出したり、供給時間を計測したりすることによって、ボックス内部の雰囲気を管理することができる。

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と、ノズルユニット５０と、液受部５３Ｌおよび５３Ｒとを有している。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、第１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、第２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、第３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、窒素および循環気体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）や後述する循環機構９を介して循環流動する気体（以下、循環気体と記載する）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の図示を省略している。

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の図示を省略している。

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や循環気体は、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や循環気体は、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や循環気体と合流する。そして、合流した窒素や循環気体は、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。このようなボックス内の気体フローをスムーズにして、ボックス内部の雰囲気置換を短時間で実現するために、本実施例ではボックスの一方側（図４に示す右側）を供給側としてボックスの他方側（図４に示す左側）を排出側としている。

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や循環気体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や循環気体は、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や循環気体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や循環気体は、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や循環気体を拡散して第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や循環気体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内に窒素や循環気体を供給しながら第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からの窒素や循環気体の供給および排気管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。なお、第１ボックス６１内の圧力を検出する圧力検知部８９が設けられる。圧力検知部８９は、第１ボックス６１内の圧力値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、当該圧力値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。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、吸引部８７、および循環機構９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。また、循環機構９が、排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内部の気体を一方側（背面側）から排出して第１〜第３ボックス６１〜６３の他方側（前面側）へ戻す循環系に相当する。なお、供給系および排気系を構成する機構は、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。

循環機構９は、雰囲気が置換された第１〜第３ボックス６１〜６３内部の気体を再利用する機構であり、代表的には２つの構成例がある。循環機構９の第１の例は、単純に排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内部の気体を背面側から排出し、排出した気体をそのまま供給管７１へ戻す。この場合、循環機構９は、排気管７２から供給管７１へ気体を流動させるポンプ等で構成され、当該ポンプが流動させる気体が上記循環気体となる。なお、第１の例の循環機構９には、循環流路内を流動する循環気体の流量を検知する流量計や、循環気体の圧力を検知する圧力計が必要に応じて設けられてもかまわない。

循環機構９の第２の例は、排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内部の気体を背面側から排出し、排出した気体から酸素を取り除いて供給管７１へ戻す。この場合、循環機構９は、排気管７２から供給管７１へ気体を流動させるポンプの他に、酸素を膜外に分離させるガス分離膜を有する膜モジュールや、圧力スイング吸着（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式によって酸素を吸着する吸着槽等が循環流路中に設けられる。そして、ポンプが流動させる気体から上記膜モジュールや吸着槽によって酸素を取り除いた気体が上記循環気体となる。なお、第２の例の循環機構９においても、循環流路内を流動する循環気体の流量を検知する流量計や、循環気体の圧力を検知する圧力計が必要に応じて設けられてもかまわない。

（第１の実施形態）
以下、図１０〜図１２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、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した後に循環機構９の作動を開始し、循環気体を少なくともチャンバ空間に戻す態様である。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、当該塗布装置１が塗布処理を行う際の動作を示す前半のフローチャートである。図１２は、当該塗布装置１が塗布処理を行う際の動作を示す後半の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、チャンバ空間、および循環機構９や各バルブ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を介して窒素ボンベ８１から窒素および循環機構９から循環気体がそれぞれチャンバ空間に供給される（図示矢印ＣｉおよびＣｒｉ；窒素供給Ｃｉおよび循環供給Ｃｒｉとする）。そして、第１ボックス６１と接続して窒素を供給する供給管７１にバルブＶｃｉが設けられる。また、第１ボックス６１と接続して循環気体を供給する供給管７１にバルブＶｃｒｉが設けられる。例えば、窒素供給Ｃｉは図４に示した供給管７１ａに相当し、循環供給Ｃｒｉは供給管７１ｂ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、窒素供給Ｃｉおよび循環供給Ｃｒｉがそれぞれ３本の供給管７１から第１ボックス６１内に供給されることになる。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、窒素供給Ｃｉを、上記３本の供給管７１ａに加えて供給管７１ｃ（図４参照）にも供給してもかまわない。

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吸引部８７へ排出される（図示矢印Ｃｏ；外部排出Ｃｏとする）。そして、チャンバ空間から吸引部８７へ排出される排気管７２にバルブＶｃｏが設けられる。また、第１ボックス６１とバルブＶｃｏとの間の途中から別の排気管が分岐しており、分岐した排気管がバルブＶｃｒｏを介して循環機構９に接続する（循環排出Ｃｒｏとする）。例えば、外部排出Ｃｏおよび循環排出Ｃｒｏ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吸引部８７へ排出される（図示矢印Ｂｏ；外部排出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吸引部８７へ排出される（図示矢印Ｓｏ；外部排出Ｓｏとする）。

次に、図１０〜図１２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Ｓ５１）。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Ｓ５２）。そして、投入口６１１が閉鎖され（ステップＳ５３）、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、Ｖｃｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓され、バルブＶｃｒｉおよびＶｃｒｏが閉栓される（ステップＳ５４）。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Ｓ５５）。このとき、循環機構９は動作しておらず、第１〜第３ボックス６１〜６３内への窒素の供給量および第１〜第３ボックス６１〜６３内から排出する気体の排出量は、既定値に調整される。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Ｓ５６）。

ここで、ステップＳ５５において窒素供給Ｃｉ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の背面にある外部排出Ｃｏから排出される。また、窒素供給Ｃｉ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、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給Ｃｉから供給される供給量と、外部排出Ｃｏ、Ｓｏ、およびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される（以下、この供給量および排出量を規定量と記載する）。したがって、バルブＶｃｉ、Ｖｃｏ、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、Ｖｃｏ、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Ｓ５６でＹｅｓ）、バルブＶｃｒｉおよびＶｃｒｏが開栓され、バルブＶｃｏが閉栓（バルブＶｃｉ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏは開栓状態を継続）される（ステップＳ５７）。このとき、塗布装置１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ＶｃｒｉおよびＶｃｒｏを開栓して、バルブＶｃｏ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ＶｃｒｉおよびＶｃｒｏを開栓して、バルブＶｃｏ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の開閉栓を、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。

次に、循環機構９が循環気体を流動する動作を開始する（ステップＳ５８）。そして、塗布装置１へ供給および塗布装置１から排出される気体の流量が調整されて（ステップＳ６１）、第１〜第３ボックス６１〜６３内（特に、第１ボックス６１内）の圧力が内部圧力管理値範囲に維持される（ステップＳ６２）。ここで、内部圧力管理値範囲は、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力を大気圧以上に維持して流量バランスを調整するための圧力範囲であり、大気圧以上の所定範囲で設定される。

ここで、ステップＳ５８において循環機構９の動作が開始された場合、窒素供給Ｃｉから供給された窒素および循環供給Ｃｒｉから供給された循環気体がチャンバ空間に流入して合流する。そして、チャンバ空間に流入した窒素および循環気体は、循環排出Ｃｒｏから循環機構９へ排出される、または、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。スライダ空間へ流入した窒素および循環気体は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給Ｃｉおよび循環供給Ｃｒｉから供給される供給量と、循環排出Ｃｒｏから排出される排出量と、外部排出ＳｏおよびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。この気体の流れから明らかなように、循環気体は、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後に当該内部から排出される気体である。したがって、循環気体自体の酸素濃度も酸素濃度管理値以下である。

上述したステップＳ５５の状態と比較すると、第１ボックス６１へ供給される気体が循環供給Ｃｒｉから供給される供給量の分だけ増加するため、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力をステップＳ５５と同様の圧力にするためには、窒素供給Ｃｉからの流量や外部排出ＳｏおよびＢｏへの流量を調整する必要がある。上述したように、本実施形態では、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持できるように、流体バランスを調整している。例えば、増加した循環供給Ｃｒｉからの供給量の分だけ窒素供給Ｃｉからの供給量を減量することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の流量バランスを調整することができる。この場合、循環供給Ｃｒｉから供給する循環気体の供給量の分だけ、窒素ボンベ８１から塗布装置１へ供給する窒素の供給量を減らすことができる。このように、酸素濃度が酸素濃度管理値以下となって外部排出される気体を再利用することによって、新たに供給する窒素の供給量を低減することができる。また、循環供給Ｃｒｉから供給する循環気体は、循環機構９が上記第１の例で構成されたとしても酸素濃度管理値以下を保った気体であるため、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もない。また、循環機構９が上記第２の例で構成されている場合、循環供給Ｃｒｉから供給する循環気体の酸素濃度がさらに安定しているため、さらに塗布処理時間中の酸素濃度を安定させることができる。

次に、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が内部圧力管理値範囲内に維持されながら（ステップＳ６２でＹｅｓ）、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であるとき（ステップＳ６３でＹｅｓ）、基板Ｐに対して塗布処理が行われる（ステップＳ６４）。そして、塗布処理が終了するまで（ステップＳ６５でＹｅｓ）、上記ステップＳ６２〜Ｓ６４の動作が繰り返される。一方、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が内部圧力管理値範囲外であるとき（ステップＳ６２でＮｏ）、ステップＳ６１の流量調整が繰り返される。

一方、第１〜第３ボックス６１〜６３内の酸素濃度が酸素濃度管理値を満たしていないとき（ステップＳ６３でＮｏ）、循環機構９が循環気体を流動する動作を停止する（ステップＳ７１）。そして、バルブＶｃｉ、Ｖｃｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓され、バルブＶｃｒｉおよびバルブＶｃｒｏが閉栓されて（ステップＳ５４）、再度上記規定量に流量調整されて（ステップＳ７３）、上記ステップＳ５６に戻って動作を繰り返す。つまり、基板Ｐに対する塗布処理中に酸素濃度が酸素濃度管理値を逸脱した場合、循環動作を中断して窒素ボンベ８１からの窒素供給のみに変更する。

次に、基板Ｐに対する塗布処理が終了したとき（ステップＳ６５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Ｓ６６）。そして、循環機構９が循環気体を流動する動作を停止する（ステップＳ６７）。

次に、投入口６１１が開放され（ステップＳ６８）、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Ｓ６９）。そして、塗布処理を継続する場合（ステップＳ７０でＹｅｓ）、上記ステップＳ５２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Ｓ７０でＮｏ）、当該フローチャートによる動作を終了する。

なお、上述した動作では、基板Ｐに対する塗布処理中に酸素濃度が酸素濃度管理値を逸脱した場合、循環動作を中断して窒素ボンベ８１からの窒素供給のみに変更する態様を説明したが、基板Ｐに対する塗布処理中の酸素濃度を管理しなくてもかまわない。例えば、循環機構９が上記第２の例で構成されている場合、循環供給Ｃｒｉから供給する酸素濃度がさらに安定した循環気体となっているため、塗布処理中は内部圧力管理だけで充分となる。この場合、圧力変化に応じた流量調整（ステップＳ６１）は行われるが、塗布処理中は常に循環動作が継続されて窒素供給のみに切り替わる動作は行われない。

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。このとき、局所的に供給されて排出される窒素を、再度循環させて供給することによって、低酸素雰囲気に置換してその雰囲気を維持するために必要な窒素の総量を減らすことができる。

なお、図１０を用いて説明した実施例では、チャンバ空間へのみ直接窒素および循環気体が供給されるが、他の空間へも直接窒素や循環気体を供給してもかまわない。以下、図１３および図１４を用いて、スライダ空間へも直接窒素や循環気体を供給する変形例を説明する。なお、図１３は、チャンバ空間へ窒素および循環気体を供給し、スライダ空間へ窒素を供給する窒素流動フローの第１の変形例を示す模式図である。図１４は、チャンバ空間およびスライダ空間へそれぞれ窒素および循環気体を供給する窒素流動フローの第２の変形例を示す模式図である。なお、図１３および図１４においても、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、チャンバ空間、および循環機構９や各バルブのみを図示して簡略化している。

図１３において、第１の変形例では、図１０の実施例と同様に第１ボックス６１の前面に接続された複数の供給管７１を介して、窒素ボンベ８１から窒素および循環機構９から循環気体がそれぞれチャンバ空間に供給される（窒素供給Ｃｉおよび循環供給Ｃｒｉ）。そして、窒素供給Ｃｉの供給管７１にバルブＶｃｉが設けられ、循環供給Ｃｒｉの供給管７１にバルブＶｃｒｉが設けられる。さらに、第３ボックス６３の前面に供給管７１が接続され、供給管７１を介して窒素ボンベ８１から窒素がスライダ空間に供給される（図示矢印Ｓｉ；窒素供給Ｓｉとする）。そして、窒素供給Ｓｉの供給管７１にバルブＶｓｉが設けられる。例えば、窒素供給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の背面に接続された複数の排気管７２を介してチャンバ空間内の気体が吸引部８７へ排出される（外部排出Ｃｏ）。そして、外部排出Ｃｏの排気管７２にバルブＶｃｏが設けられる。また、第１ボックス６１とバルブＶｃｏとの間の途中から排気管が分岐しており、分岐した排気管がバルブＶｃｒｏを介して循環機構９に接続する（循環排出Ｃｒｏ）。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吸引部８７へ排出される（外部排出Ｂｏ）。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吸引部８７へ排出される（外部排出Ｓｏ）。

次に、図１３に示した第１の変形例の塗布装置１が塗布処理を行う際の動作について説明する。図１３に示した塗布装置１の動作は、図１１および図１２を用いて説明した動作と同様であり、窒素供給ＳｉおよびバルブＶｓｉに関する動作のみ異なる。

具体的には、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は、上記ステップＳ５４においてバルブＶｃｉ、Ｖｓｉ、Ｖｃｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓され、バルブＶｃｒｉおよびＶｃｒｏが閉栓される。そして、供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内へ窒素を供給しながら、排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体を排出して、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するのを待つ。

この状態で窒素供給Ｃｉ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の背面にある外部排出Ｃｏから排出される。また、窒素供給Ｃｉ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して窒素供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。そして、スライダ空間内で合流した窒素は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給ＣｉおよびＳｉから供給される供給量と、外部排出Ｃｏ、Ｓｏ、およびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

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すると、上記ステップＳ５７においてバルブＶｃｒｉおよびＶｃｒｏが開栓され、バルブＶｃｏが閉栓（バルブＶｃｉ、Ｖｓｉ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏは開栓状態を継続）されて、循環機構９が循環気体を流動する動作を開始する。

この状態で窒素供給Ｃｉから供給された窒素および循環供給Ｃｒｉから供給された循環気体は、チャンバ空間に流入した後、循環排出Ｃｒｏから循環機構９へ排出される、または、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。スライダ空間へ流入した窒素および循環気体は、窒素供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。そして、スライダ空間で合流した気体は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給ＣｉおよびＳｉから供給される供給量と、循環供給Ｃｒｉから供給される供給量と、循環排出Ｃｒｏから排出される排出量と、外部排出ＳｏおよびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

図１４において、第２の変形例では、図１０の実施例と同様に第１ボックス６１の前面に接続された複数の供給管７１を介して、窒素ボンベ８１から窒素および循環機構９から循環気体がそれぞれチャンバ空間に供給される（窒素供給Ｃｉおよび循環供給Ｃｒｉ）。そして、窒素供給Ｃｉの供給管７１にバルブＶｃｉが設けられ、循環供給Ｃｒｉの供給管７１にバルブＶｃｒｉが設けられる。また、第３ボックス６３の前面に供給管７１が接続され、供給管７１を介して窒素ボンベ８１から窒素がスライダ空間に供給される（窒素供給Ｓｉ）。そして、窒素供給Ｓｉの供給管７１にバルブＶｓｉが設けられる。さらに、循環機構９とバルブＶｃｒｉとの間の途中から供給管が分岐しており、分岐した供給管がバルブＶｓｒｉを介して第３ボックス６３の前面に接続する（図示矢印Ｓｒｉ；循環供給Ｓｒｉとする）。

また、第１ボックス６１の背面に接続された複数の排気管７２を介してチャンバ空間内の気体が吸引部８７へ排出される（外部排出Ｃｏ）。そして、外部排出Ｃｏの排気管７２にバルブＶｃｏが設けられる。また、第１ボックス６１とバルブＶｃｏとの間の途中から排気管が分岐しており、分岐した排気管がバルブＶｃｒｏを介して循環機構９に接続する（循環排出Ｃｒｏ）。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吸引部８７へ排出される（外部排出Ｂｏ）。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吸引部８７へ排出される（外部排出Ｓｏ）。

次に、図１４に示した第２の変形例の塗布装置１が塗布処理を行う際の動作について説明する。図１４に示した塗布装置１の動作は、図１１および図１２を用いて説明した動作と同様であり、窒素供給Ｓｉ、循環供給Ｓｒｉ、バルブＶｓｉ、およびバルブＶｓｒｉに関する動作のみ異なる。

具体的には、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は、上記ステップＳ５４においてバルブＶｃｉ、Ｖｓｉ、Ｖｃｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓され、バルブＶｃｒｉ、Ｖｓｒｉ、およびＶｃｒｏが閉栓される。そして、供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内へ窒素を供給しながら、排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体を排出して、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するのを待つ。なお、この状態における窒素の流動フローは、上述した第１の変形例と同様であるため、詳細な説明を省略する。

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すると、上記ステップＳ５７においてバルブＶｃｒｉ、Ｖｓｒｉ、およびＶｃｒｏが開栓され、バルブＶｃｏが閉栓（バルブＶｃｉ、Ｖｓｉ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏは開栓状態を継続）されて、循環機構９が循環気体を流動する動作を開始する。

この状態で窒素供給Ｃｉから供給された窒素および循環供給Ｃｒｉから供給された循環気体は、チャンバ空間に流入した後、循環排出Ｃｒｏから循環機構９へ排出される、または、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。スライダ空間へ流入した窒素および循環気体は、窒素供給Ｓｉから供給された窒素および循環供給Ｓｒｉから供給された循環気体と合流する。そして、スライダ空間で合流した気体は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給ＣｉおよびＳｉの供給量と、循環供給ＣｒｉおよびＳｒｉから供給される供給量と、循環排出Ｃｒｏから排出される排出量と、外部排出ＳｏおよびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

なお、第２の変形例においては、上述した実施例と同様に増加した循環供給Ｃｒｉからの供給量の分だけ窒素供給Ｃｉからの供給量を減量できる。さらに、第１の変形例と比較すると、第２の変形例では増加した循環供給Ｓｒｉからの供給量の分だけ窒素供給Ｓｉからの供給量も減量できる。例えば、窒素供給Ｓｉからの供給量を０にすることも可能であり、その場合、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にバルブＶｓｉを閉栓すればよい。

また、図１０、図１３、および図１４を用いて説明した実施例では、循環機構９がチャンバ空間から排出される気体のみ再利用するが、他の空間から排出される気体を再利用してもかまわない。以下、図１５を用いて、チャンバ空間、スライダ空間、およびボックス空間から排出される気体を再利用する変形例を説明する。なお、図１５は、チャンバ空間、スライダ空間、およびボックス空間から排出する気体を再利用する窒素流動フローの第３の変形例を示す模式図である。なお、図１５においても、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、チャンバ空間、および循環機構９や各バルブのみを図示して簡略化している。

図１５において、第３の変形例では、図１４の第２の変形例と同様に第１ボックス６１の前面に接続された複数の供給管７１を介して、窒素ボンベ８１から窒素および循環機構９から循環気体がそれぞれチャンバ空間に供給される（窒素供給Ｃｉおよび循環供給Ｃｒｉ）。そして、窒素供給Ｃｉの供給管７１にバルブＶｃｉが設けられ、循環供給Ｃｒｉの供給管７１にバルブＶｃｒｉが設けられる。また、第３ボックス６３の前面に供給管７１が接続され、供給管７１を介して窒素ボンベ８１から窒素がスライダ空間に供給される（窒素供給Ｓｉ）。そして、窒素供給Ｓｉの供給管７１にバルブＶｓｉが設けられる。さらに、循環機構９とバルブＶｃｒｉとの間の途中から供給管が分岐しており、分岐した供給管がバルブＶｓｒｉを介して第３ボックス６３の前面に接続する（循環供給Ｓｒｉ）。

また、第１ボックス６１の背面、第２ボックス６２の背面、および第３ボックス６３の背面にそれぞれ排気管７２が接続され、それぞれ排気管７２が合流して第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体が吸引部８７へ排出される（図示矢印Ａｏ；外部排出Ａｏとする）。そして、排気管７２が合流して吸引部８７へ排出される途中にバルブＶａｏが設けられる。また、排気管７２が合流してバルブＶａｏに至る途中から別の排気管が分岐しており、分岐した排気管がバルブＶａｒｏを介して循環機構９に接続する（循環排出Ａｒｏとする）。例えば、外部排出Ａｏおよび循環排出Ａｒｏは、図４に示した排気管７２ａ〜７２ｄに相当する。

次に、図１５に示した第３の変形例の塗布装置１が塗布処理を行う際の動作について説明する。図１５に示した塗布装置１の動作は、図１１および図１２を用いて説明した動作と同様であり、窒素供給Ｓｉ、循環供給Ｓｒｉ、外部排出Ａｏ、循環排出Ａｒｏ、バルブＶｓｉ、バルブＶｓｒｉ、およびバルブＶａｏ、およびバルブＶａｒｏに関する動作のみ異なる。

具体的には、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は、上記ステップＳ５４においてバルブＶｃｉ、Ｖｓｉ、およびＶａｏが開栓され、バルブＶｃｒｉ、Ｖｓｒｉ、およびバルブＶａｒｏが閉栓される。そして、供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内へ窒素を供給しながら、排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体を排出して、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するのを待つ。

この状態で窒素供給Ｃｉ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の背面に接続された外部排出Ａｏから排出される。また、窒素供給Ｃｉ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して窒素供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。そして、スライダ空間内で合流した窒素は、外部排出Ａｏ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外部排出Ａｏから排出される。そして、窒素供給ＣｉおよびＳｉから供給される供給量と、外部排出Ａｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

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すると、上記ステップＳ５７においてバルブＶｃｒｉ、Ｖｓｒｉ、およびＶａｒｏが開栓され、バルブＶａｏが閉栓（バルブＶｃｉおよびＶｓｉは開栓状態を継続）されて、循環機構９が循環気体を流動する動作を開始する。

この状態で窒素供給Ｃｉから供給された窒素および循環供給Ｃｒｉから供給された循環気体は、チャンバ空間に流入した後、循環排出Ａｒｏから循環機構９へ排出される、または、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。スライダ空間へ流入した窒素および循環気体は、窒素供給Ｓｉから供給された窒素と合流する。そして、スライダ空間で合流した気体は、循環排出Ａｒｏ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循環排出Ａｒｏから排出される。そして、窒素供給ＣｉおよびＳｉの供給量と、循環供給ＣｒｉおよびＳｒｉから供給される供給量と、循環排出Ａｒｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

図１５から明らかなように、第３の変形例では、循環機構９の動作時に第１〜第３ボックス６１〜６３から排出される気体を全て再利用するため、他の実施例と比較すると循環気体を供給する供給量が最も多くなる実施例である。つまり、再利用して供給する供給量が相対的に多くなるため、窒素供給ＣｉおよびＳｉからの供給量を最少にできる。例えば、内部圧力管理値を満たしている限り、窒素供給Ｃｉおよび／またはＳｉからの供給量を０にすることも可能である。この場合、内部圧力管理値より内部圧力が低下したときに、上記ステップＳ６１の流量調整によって窒素供給ＣｉやＳｉからの窒素供給が再開される。

（第２の実施形態）
以下、図１６および図１７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。第２の実施形態は、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した後に循環機構９の作動を開始、または基板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前に循環機構９の作動を開始し、循環気体をスライダ空間に戻す態様である。なお、図１６は、第２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１７は、当該塗布装置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１６においても、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、チャンバ空間、および循環機構９や各バルブのみを図示して簡略化している。

図１６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；窒素供給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。また、第３ボックス６３の前面に供給管７１が接続され、供給管７１を介して循環機構９から循環気体がスライダ空間に供給される（循環供給Ｓｒｉ）。そして、循環供給Ｓｒｉの供給管７１にバルブＶｓｒｉが設けられる。

また、第１ボックス６１の背面に接続された複数の排気管７２を介してチャンバ空間内の気体が吸引部８７へ排出される（外部排出Ｃｏ）。そして、外部排出Ｃｏの排気管７２にバルブＶｃｏが設けられる。また、第１ボックス６１とバルブＶｃｏとの間の途中から排気管が分岐しており、分岐した排気管がバルブＶｃｒｏを介して循環機構９に接続する（循環排出Ｃｒｏ）。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吸引部８７へ排出される（外部排出Ｂｏ）。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吸引部８７へ排出される（外部排出Ｓｏ）。

次に、図１６に示した第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。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した後に循環機構９の作動を開始する場合の動作は、図１１および図１２を用いて第１の実施形態で説明した動作と同様であり、窒素供給Ｃｉ、循環供給Ｓｒｉ、バルブＶｃｉ×ｎ、およびバルブＶｓｒｉに関する動作のみ異なる。

具体的には、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は、上記ステップＳ５４においてバルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｃｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓され、バルブＶｓｒｉおよびＶｃｒｏが閉栓される。そして、供給管７１から第１〜第３ボックス６１〜６３内へ窒素を供給しながら、排気管７２から第１〜第３ボックス６１〜６３内の気体を排出して、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するのを待つ。

この状態で窒素供給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の背面にある外部排出Ｃｏから排出される。また、窒素供給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、スライダ空間内で合流した窒素は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給Ｃｉ×ｎから供給される供給量と、外部排出Ｃｏ、Ｓｏ、およびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

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すると、上記ステップＳ５７においてバルブＶｓｒｉおよびＶｃｒｏが開栓され、バルブＶｃｏが閉栓（バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏは開栓状態を継続）されて、循環機構９が循環気体を流動する動作を開始する。

この状態で窒素供給Ｃｉ×ｎから供給された窒素は、チャンバ空間に流入した後、循環排出Ｃｒｏから循環機構９へ排出される、または、開口部Ｓ１からスライダ空間へ流入する。スライダ空間へ流入した窒素は、循環供給Ｓｒｉから供給された循環気体と合流する。そして、スライダ空間で合流した気体は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給Ｃｉ×ｎから供給される供給量と、循環供給Ｓｒｉから供給される供給量と、循環排出Ｃｒｏから排出される排出量と、外部排出ＳｏおよびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

また、第２の実施形態に係る塗布装置１は、循環気体をスライダ空間のみに供給している。ここで、チャンバ空間と比較すると、スライダ空間は雰囲気の影響を直接的に塗布液に与える空間ではないため、供給する気体がポイントＣにおける酸素濃度管理に与える影響が小さい。したがって、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では、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前に循環機構９の作動を開始することも可能である。以下、図１６および図１７を参照して、酸素濃度が酸素濃度管理値以下に低下する前に循環機構９の作動を開始する塗布装置１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Ｓ８１）。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Ｓ８２）。そして、投入口６１１が閉鎖され（ステップＳ８３）、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、Ｖｓｒｉ、Ｖｃｒｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏが開栓され、バルブＶｃｏが閉栓される（ステップＳ８４）。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Ｓ８５）。さらに、循環機構９が循環気体を流動する動作を開始する（ステップＳ８６）。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Ｓ８７）。

ここで、窒素供給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の背面にある循環排出Ｃｒｏから循環機構９へ排出される。また、窒素供給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して、循環供給Ｓｒｉから供給された循環気体と合流する。そして、スライダ空間で合流した気体は、外部排出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外部排出Ｂｏから排出される。そして、窒素供給Ｃｉ×ｎから供給される供給量と、循環供給Ｓｒｉから供給される供給量と、循環排出Ｃｒｏから排出される排出量と、外部排出ＳｏおよびＢｏから排出される排出量とを調整することによって、第１〜第３ボックス６１〜６３内の圧力が大気圧以上に維持される。

したがって、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｒｉ、Ｖｃｒｏ、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、Ｖｓｒｉ、Ｖｃｒｏ、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。

また、バルブＶｃｉ×ｎ、Ｖｓｒｉ、Ｖｃｒｏ、Ｖｂｏ、およびＶｓｏを開栓した状態では、スライダ空間へ直接的に循環気体が供給される。例えば、循環機構９が上記第１の例（つまり、単純に気体を排気側から供給側へ循環する）で構成される場合、スライダ空間へ供給される循環気体は、基板Ｐを搬入する際にチャンバ空間内に侵入する空気等の影響によって、供給初期には酸素が含まれていることが考えられる。しかしながら、上述したようにスライダ空間がポイントＣにおける酸素濃度管理に与える影響が小さいために、図８に示した到達時間への影響は少ない。また、チャンバ空間内が窒素雰囲気に置換されることによって、やがて循環気体も低酸素状態となる。また、循環機構９が上記第２の例（つまり、排出された気体から酸素を取り除いて供給側へ循環する）で構成される場合、循環気体が低酸素状態に維持されるため、スライダ空間が低酸素雰囲気に置換される時間がさらに短縮されることが期待できる。

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Ｓ８７でＹｅｓ）、基板Ｐに対して塗布処理が行われる（ステップＳ８８）。そして、基板Ｐに対する塗布処理が終了したとき（ステップＳ８５でＹｅｓ）、処理を次のステップに進める。

次に、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Ｓ８９）。そして、循環機構９が循環気体を流動する動作を停止する（ステップＳ９０）。

次に、投入口６１１が開放され（ステップＳ９１）、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Ｓ９２）。そして、塗布処理を継続する場合（ステップＳ９３でＹｅｓ）、上記ステップＳ８２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Ｓ９３でＮｏ）、当該フローチャートによる動作を終了する。

このように、従来、第３ボックス６３へ供給される窒素が、循環供給Ｓｒｉから供給される循環気体で賄われるため、窒素の供給量を減らすことができる。したがって、第２の実施形態に係る塗布装置１では、酸素濃度を低下させている途中の状態を含めて外部排出される気体も再利用することによって、新たに供給する窒素の供給量をさらに低減することも可能である。

なお、第１および第２の実施形態の説明においては、循環機構９が動作する際、外部排出ＣｏやＡｏを閉栓して排出流路を完全に循環排出ＣｒｏやＡｒｏに切り替える態様を用いたが、他の排出流路の切り替え方式を用いてもかまわない。例えば、循環機構９が動作する際、循環排出ＣｒｏやＡｒｏへ内部気体を排出しながら、内部圧力や酸素濃度が管理値を満たすように内部気体の一部を外部排出ＣｏやＡｏにも排出してもかまわない。

また、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、窒素供給Ｓｉ、循環供給Ｓｒｉ、外部排出Ｓｏ、外部排出Ｂｏ）は、それぞれ複数本であってもかまわない。また、チャンバ空間と接続する供給管および排気管は、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第３ボックス６３および外部排出Ｓｏ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、チャンバ空間から開口部Ｓ１を介して流動する気体は、ボックス空間へ流入して外部排出Ｂｏから排出される。また、窒素供給Ｓｉおよび循環供給Ｓｒｉは、それぞれボックス空間へ窒素および循環気体を供給する。つまり、第３ボックス６３および外部排出Ｓｏ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、同様に低酸素雰囲気に置換された気体を再利用することが可能であるため、同様に供給する窒素量を少なくすることができる。

さらに、ノズルユニット５０の往復移動による気体の攪拌の影響に対する効果を期待しない場合は、単一のボックス（例えば、第１ボックス６１のみ）内で局所雰囲気を生成してもかまわない。この場合、ボックス内に窒素を供給して、低酸素雰囲気下で塗布液の塗布を行うことにより、塗布処理における塗布液の酸化等を防止することができることは明らかであり、循環機構９を介して低酸素雰囲気に置換されて当該ボックス内から排出される気体を再度当該ボックス内に供給することによって、供給する窒素の消費量を抑えることができることは言うまでもない。

また、上述した動作では、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や循環気体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も低酸素状態となるため、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装置効率を上げて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 窒素および循環気体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 本発明の第１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を示す前半のフローチャート 本発明の第１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を示す後半のフローチャート チャンバ空間へ窒素および循環気体を供給し、スライダ空間へ窒素を供給する窒素流動フローの第１の変形例を示す模式図 チャンバ空間およびスライダ空間へそれぞれ窒素および循環気体を供給する窒素流動フローの第２の変形例を示す模式図 チャンバ空間、スライダ空間、およびボックス空間から排出する気体を再利用する窒素流動フローの第３の変形例を示す模式図 本発明の第２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 本発明の第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を示すフローチャート

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
７１…供給管
７２…排気管
７３…拡散部
７３１…拡散板
７３２…パンチングメタル
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
８９…圧力検知部
９…循環機構

Claims (17)

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、
   前記ステージを少なくとも包囲して設けられたボックスと、
   前記ボックスの一方側に設けられ、当該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、
   前記ボックスの他方側に設けられ、当該ボックスの内部空間内の気体を排出する第１の排気口と、
   少なくとも前記第１の排気口から排出された気体を循環させて前記ボックス内部へ供給する循環機構と、
   前記ボックスの一方側に設けられ、当該ボックスの内部空間へ前記循環機構から供給された気体を供給する第２の供給口とを備え、
   前記ボックスは、
   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ボックスとを含み、
   前記第１の供給口は、前記第１ボックスの一方側に設けられ、
   前記第２の供給口は、前記第１ボックスの一方側に設けられ、
   前記第１の排気口は、前記第１ボックスの他方側に設けられ、
   前記塗布装置は、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に排出する第２の排気口を、さらに備える、塗布装置。
2. 前記塗布装置は、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へ前記所定の気体を供給する第３の供給口を、さらに備える、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記循環機構は、前記第１の排気口および前記第２の排気口から排出された気体を循環させて前記第２の供給口から前記第１ボックス内部へ供給する、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記塗布装置は、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へ前記循環機構から供給された気体を供給する第４の供給口を、さらに備える、請求項２に記載の塗布装置。
5. 前記循環機構は、前記第１の排気口および前記第２の排気口から排出された気体を循環させて前記第２の供給口および前記第４の供給口から前記第１ボックスおよび第２ボックス内部へそれぞれ供給する、請求項４に記載の塗布装置。
6. 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、
   前記ステージを少なくとも包囲して設けられたボックスと、
   前記ボックスの一方側に設けられ、当該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、
   前記ボックスの他方側に設けられ、当該ボックスの内部空間内の気体を排出する第１の排気口と、
   少なくとも前記第１の排気口から排出された気体を循環させて前記ボックス内部へ供給する循環機構と、
   前記ボックスの一方側に設けられ、当該ボックスの内部空間へ前記循環機構から供給された気体を供給する第２の供給口とを備え、
   前記ボックスは、
   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ボックスとを含み、
   前記第１の供給口は、前記第１ボックスの一方側に設けられ、
   前記第２の供給口は、前記第２ボックスの一方側に設けられ、
   前記第１の排気口は、前記第１ボックスの他方側に設けられ、
   前記塗布装置は、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に排出する第２の排気口を、さらに備える、塗布装置。
7. 前記循環機構は、前記第１の排気口から排出された気体をそのまま循環させて前記第２の供給口から前記ボックス内部へ供給する、請求項１乃至６のいずれかに記載の塗布装置。
8. 前記循環機構は、前記第１の排気口から排出された気体から酸素を分離させて取り除いて前記第２の供給口から前記ボックス内部へ供給する酸素分離機構を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の塗布装置。
9. 前記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を、さらに備え、
   前記循環機構は、前記酸素濃度検出手段が所定酸素濃度以下の酸素濃度を検出しているとき、前記第１の排気口から排出された気体を循環させて前記ボックス内部へ供給する、請求項１乃至８のいずれかに記載の塗布装置。
10. ステージ面の上部を横断する方向に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、
    少なくとも前記ステージを包囲するボックス内における所定空間が所定雰囲気に置換されるまで、当該ボックスの一方側から所定気体を供給し、当該ボックスの他方側から少なくとも気体を排出し、
    前記所定空間が所定雰囲気に置換されたとき、前記ボックスの一方側から前記所定気体を供給し、当該ボックスの他方側から排出された気体を循環して前記ボックスの一方側における他の箇所から再度供給する状態で前記基板に前記塗布液を塗布し、
    前記ボックスは、前記ステージを包囲する空間と、前記ノズル移動機構を包囲する空間とに区切られており、
    前記ボックスの他方側から排出された気体を循環して再度供給する気体は、前記ステージを包囲する空間へ供給される、塗布方法。
11. 前記所定空間の酸素濃度が所定酸素濃度に到達後に当該所定酸素濃度より高くなったとき、前記気体を循環する動作を停止して、前記ボックスの一方側から所定気体を供給して前記ボックスの他方側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、請求項１０に記載の塗布方法。
12. 前記ボックスの他方側から排出された気体を循環して再度供給する気体は、さらに前記ノズル移動機構を包囲する空間へ供給される、請求項１０又は１１に記載の塗布方法。
13. ステージ面の上部を横断する方向に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、
    少なくとも前記ステージを包囲するボックス内における所定空間が所定雰囲気に置換されるまで、当該ボックスの一方側から所定気体を供給し、当該ボックスの他方側から排出される気体を循環して当該ボックスの一方側における他の箇所から再度供給し、
    前記所定空間が所定雰囲気に置換されたとき、当該ボックスの一方側から所定気体を供給し、当該ボックスの他方側から排出される気体を循環して当該ボックスの一方側における他の箇所から再度供給する状態で前記基板に前記塗布液を塗布する、塗布方法。
14. 前記ボックスは、前記ステージを包囲する空間と、前記ノズル移動機構を包囲する空間とに区切られており、
    前記ボックスの他方側から排出された気体を循環して再度供給する気体は、前記ノズル移動機構を包囲する空間へ供給される、請求項１３に記載の塗布方法。
15. 前記ボックス内部に前記所定気体を供給する流量、前記ボックス内部から気体を排出する流量、および前記ボックス内部の気体を循環させて再度供給する流量をそれぞれ調整して、前記ボックスを大気圧より高い内部圧力に維持する、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の塗布方法。
16. 前記所定空間における酸素濃度値を検出することによって、前記所定空間が所定雰囲気に置換されたことを判定する、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の塗布方法。
17. 前記ボックス内部へ前記所定気体を供給する時間を計測することによって、前記所定空間が所定雰囲気に置換されたことを判定する、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の塗布方法。

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