JP5134317B2

JP5134317B2 - 減圧処理装置および減圧処理方法

Info

Publication number: JP5134317B2
Application number: JP2007230866A
Authority: JP
Inventors: 英典宮本
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-09-06
Also published as: JP2009061381A

Description

本発明は、基板表面に塗布した塗膜に対する減圧処理装置および減圧処理方法に関する。

ガラス基板などに塗布した塗布液を乾燥せしめて被膜とするため、基板を減圧チャンバー内に所定時間入れておくことが従来から知られている。
例えば特許文献１には密閉容器内に整流板を配置し、初期の段階では表面に塗布液を塗布した基板と整流板との間を１ｍｍまで接近させることで、基板と整流板との間に外側に広がる強い気流を生じさせ、この気流によって基板の周縁領域まで塗布液を行き渡らせ、そして、このままでは塗布液が周縁部に偏って、厚みが不均一になるので、ある程度、基板の周縁領域まで塗布液を行き渡ったならば、基板と整流板との間を５ｍｍまで大きくすることが開示されている。

特開２００３−１６８６４３号公報

特許文献１にあっては基板と整流板との間を狭くした状態で減圧を開始すると、基板と整流板との間で強い気流が発生し、この気流によって基板表面の中央部分に塗布された塗布液を、周縁部まで行き渡らせるというものである。

しかしながら、本発明者らによる検証では、実際には塗布液を移動せしめる程の気流は発生しない。仮に発生した場合には、風紋が塗膜に転写されてしまう。むしろ、基板と整流板との間を大きくした場合の方が減圧時に乱流が発生し、これが風紋の原因になるとの知見を得た。

特に、最近ではガラス基板が大寸法になっており、このような基板と整流板との間を狭くして減圧乾燥を行うと、基板中央部から蒸発する溶媒の逃げ場がないため、基板中央部において乾燥不良を生じやすい。この場合も、時間を十分にかければ基板中央部を乾燥させることができるが、効率的ではない。

上記の課題を解決するため、本発明に係る減圧処理装置は、減圧装置につながる処理チャンバー内に基板載置台と天板とを配置し、前記天板は複数に分割され、各々独立して昇降動機構を有する構成とした。
または、減圧装置につながる処理チャンバー内に基板載置台と天板とを配置し、前記天板の一部または全部は伸縮可能な材質で構成され、かつ天板には１つまたは複数の独立した昇降駆動部が接続されている構成とした。
そして、いずれの構成においても前記天板の中央部分が独立して昇降動可能である構成とした。

また、本発明に係る減圧処理装置は、減圧装置につながる処理チャンバー内に基板載置台と天板とを配置した減圧処理装置において、前記天板は一部例えば中央部が開閉可能な構成とした。

また、本発明に係る減圧乾燥処理方法は、減圧装置につながる処理チャンバー内に基板載置台と天板とを配置した減圧処理装置を用いた減圧乾燥処理方法であって、処理チャンバー内に塗布液が塗布された基板を投入した後、基板表面の塗布液と天板とを近接させた状態で処理チャンバー内を排気し、所定時間経過した後、前記基板表面の塗布液と天板との距離を大きくした状態で排気を継続するようにした。

また、天板の中央部分が周辺部分に対して独立して昇降動可能とされている場合には、処理チャンバー内に塗布液が塗布された基板を投入した後、基板表面の塗布液と天板とを近接させた状態で処理チャンバー内を排気し、所定時間経過した後、前記基板表面の塗布液と天板の中央部分との距離を大きくした状態で排気を継続する。

本発明によれば、基板の表面に塗布した塗布液を風紋などを生じることなく短時間のうちに乾燥（予備乾燥）せしめることができる。特に基板が大型化した場合でも、基板中央部の乾燥が周縁部に比べて遅くなることを防止することができる。

以下に本発明の最適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る減圧処理装置の内部構造を示す断面図、図２は天板の平面図、図３は天板が下降した状態を示す図１と同様の図、図４は天板の中央部分が上昇した状態の斜視図である。

減圧処理装置は密閉チャンバー１内に基板Ｗを載置する支持ピン２と天板（整流板）３を設けている。密閉チャンバー１は側面に外部に配置したロボット４との間で基板Ｗの受け渡しを行うための開口５が形成され、この開口５をシリンダユニット６の駆動で上下する蓋体７で開閉するようにしている。

また、密閉チャンバー１の天井部には真空ポンプにつながる排気ポート８が設けられ、底面にはドレーンポート９が設けられている。

前記支持ピン２はホットプレート１０を貫通するとともに、外部に設けたシリンダユニット１１によって昇降動する。尚、図示例ではホットプレート１０を設けているが、ホットプレート１０は必ずしも必要ではない。

前記天板３は複数に分割されている。図２では、円形の中央部分３ａとその外側部分３ｂの２つに分割された場合を示しているが、分割の形はこれに限定されず、中央部分は円形でなくても良い。中央部分３ａはシリンダユニット１２によって昇降動せしめられ、外側部分３ｂはシリンダユニット１３によって昇降動せしめられる。

また別の態様では、前記天板３は伸縮可能な材質で構成され、天板３には１つまたは複数の昇降駆動部が設けられている。図５では、天板３の中央部分３ａがシリンダユニット１２によって昇降動せしめられ、外側部分３ｂはシリンダユニット１３によって昇降動せしめられる。
伸縮可能な材質としては、ゴム、プラスチックなどの樹脂、あるいは、ＳＵＳなどのフレキシブルな金属板などを挙げることができる。

また、別の形態では、前記天板３はその一部、例えば中央部または周辺部が開閉可能に構成され、天板３は、蝶番によって、組み合わさっていて、ドアのように開閉することで、基板状の溶剤蒸発を促進させることができる。

以上において、基板Ｗの表面に塗布した塗布液を予備乾燥せしめるには、図１に示すように、シリンダユニット６の駆動で蓋体７を開け、ロボット４によって基板Ｗを密閉チャンバー１内の支持ピン２上に載置し、蓋体７を閉じる。

次いで図３に示すように、天板３を押し下げて基板Ｗと天板３との間隔を５〜３０ｍｍ程度とし、密閉チャンバー１内を減圧する。基板Ｗと天板３との間隔を５〜３０ｍｍ程度とすることで、基板Ｗと天板３との間で乱流が発生することがなくなる。しかしながら、基板Ｗと天板３との間の容積は小さいため、基板中央部において特に塗布液中の溶剤が揮発しにくい。

そこで、本発明にあってはある程度時間が経過して風紋が生じない程度まで塗膜が予備乾燥した時点で、シリンダユニット１２を駆動し、図４に示すように天板の中央部分３ａのみを上昇せしめ、中央部分３ａが上昇することで形成された開口を介して、中央部分に溜まっていた溶剤蒸気を上方空間に逃がし、更に排気ポート８から回収または外部に逃す。このときの基板Ｗと天板３ａとの間隔は基板サイズによっても異なるが、９〜７０ｍｍ程度であることが望ましい。
尚、中央部分３ａと外側部分３ｂを同時に上昇せしめて、基板Ｗと天板３との間の容積を大きくして溶剤の蒸発を促進せしめることも可能である。

また、上記の方法では、最初に天板３を押し下げる手段を記載したが、逆に基板Ｗを上昇させる方法をとることもできる。具体的には、基板Ｗを密閉チャンバー１内の支持ピン２上に載置し、蓋体７を閉じた後にシリンダユニット１１の駆動で支持ピン２とともに基板Ｗを上昇させて基板Ｗと天板３との間隔を５〜３０ｍｍ程度とし、密閉チャンバー１内を減圧する（なお、このとき天板３はなくても良く、その場合には密閉チャンバー１内の天井部と基板Ｗとの間隔を５〜３０ｍｍ程度に保てば良い）。次いで、ある程度時間が経過して風紋が生じない程度まで塗膜が予備乾燥した時点で、シリンダユニット１１を駆動し、支持ピン２とともに基板Ｗを下降させることで、中央部分に溜まっていた溶剤蒸気を上方空間に逃がし、更に排気ポート８から回収または外部に逃す。このときの基板Ｗと天板３（あるいは天井部）との間隔は基板サイズによっても異なるが、９〜７０ｍｍ程度であることが望ましい。

この後、ポットプレート１０によって基板を加熱し、予備乾燥せしめられた塗膜をベークし、被膜を形成する。

図示例にあっては、天板を昇降させる駆動源としてシリンダユニットを示したが、モータ或いはモータとシリンダユニットとの組み合わせでもよい。例えば、中央部分３ａをモータにて昇降動させ、外側部分３ｂをシリンダユニットによって昇降動せしめるようにしてもよい。また、天板昇降のタイミングは時間経過以外に真空計での接点をトリガーとしてもよい。更に、分割された天板のつなぎ目は、風紋を抑制するための初期乾燥工程で、天板上側と下側との空気の授受が行われない程度が望ましい。

天板は塗膜の乾燥と連動してゆっくりと上昇させてもよいし、時間や真空度をトリガーとして一気に上昇させてもよい。また、天板の上昇は一括して行ってもよいし、分割して行ってもよい。

更に本発明に係る減圧処理装置は乾燥処理のみに適用することに限定されず、例えばスチームホットプレートにおいて、処理終盤に余剰なスチームガスを置換するために、天板中央を開口させて排気をとる場合や、真空スピン塗布装置において、処理終盤に天板中央を開き、空気を導入して基板をスピン乾燥させる場合にも適用できる。

本発明に係る減圧処理装置の内部構造を示す断面図天板の平面図天板全体が下降した状態を示す図１と同様の図天板の中央部分が上昇した状態を示す図１と同様の図別実施例を示す図４と同様の図

符号の説明

１…密閉チャンバー、２…支持ピン、３…天板（整流板）、３ａ…天板の中央部分、３ｂ…天板の外側部分、４…ロボット、５…開口、６…シリンダユニット、７…扉、８…排気ポート、９…ドレーンポート、１０…ホットプレート、１１、１２、１３…シリンダユニット、Ｗ…基板。

Claims

減圧装置につながる処理チャンバー内に基板載置台と処理チャンバーの天井部とは異なる天板とを配置した減圧処理装置において、前記天井部には排気ポートが設けられ、前記天板は中央部分とその外側部分に分割され、これら中央部分とその外側部分は各々独立して昇降動機構によって昇降動可能とされ、前記天板の中央部分については、基板表面に塗布された塗膜と天板とを近接させた状態で処理チャンバー内を排気することで基板表面に塗布された塗膜が風紋を生じない程度まで予備乾燥した時点で前記昇降動機構によって上昇せしめられ、中央部分に溜まっている溶剤蒸気を前記天板よりも上方空間に逃がすことを特徴とする減圧処理装置。
減圧装置につながる処理チャンバー内に基板載置台と処理チャンバーの天井部とは異なる天板とを配置した減圧処理装置において、前記天井部には排気ポートが設けられ、前記天板は中央部分が一部を残して外側部分と分割され、これら中央部分とその外側部分は各々独立して昇降動機構によって昇降動可能とされ、前記天板の中央部分は伸縮可能な材質で構成され、前記天板の中央部分については、基板表面に塗布された塗膜と天板とを近接させた状態で処理チャンバー内を排気することで基板表面に塗布された塗膜が風紋を生じない程度まで基板表面に塗布された塗膜が予備乾燥した時点で前記昇降動機構によって上昇せしめられ、中央部分に溜まっている溶剤蒸気を前記天板よりも上方空間に逃がすことを特徴とする減圧処理装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載の減圧処理装置を用いた減圧乾燥処理方法であって、処理チャンバー内に塗布液が塗布された基板を投入した後、基板表面の塗布液と天板とを近接させた状態で処理チャンバー内を排気し、所定時間経過した後、塗膜が予備乾燥した時点で、前記天板の中央部分を上昇せしめ、前記基板表面の塗布液と天板の中央部分との距離を大きくした状態で排気を継続することを特徴とする減圧乾燥処理方法。