JP6886866B2 - Vacuum drying device - Google Patents
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Description
本発明は、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を減圧状態で乾燥させる減圧乾燥装置に関する。 The present invention relates to a vacuum drying device that dries a solvent in an organic material film coated on the surface of a substrate under reduced pressure.
従来、有機EL(Electroluminescence)の発光を利用した発光ダイオードである有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)が知られている。かかる有機発光ダイオードを用いた有機ELディスプレイは、薄型軽量かつ低消費電力であるうえ、応答速度や視野角、コントラスト比の面で優れているといった利点を有していることから、次世代のフラットパネルディスプレイ(FPD)として近年注目されている。 Conventionally, an organic light emitting diode (OLED), which is a light emitting diode utilizing light emission of organic EL (Electroluminescence), is known. An organic EL display using such an organic light emitting diode has advantages such as thinness, light weight, low power consumption, and excellent response speed, viewing angle, and contrast ratio. Therefore, it is a next-generation flat. In recent years, it has been attracting attention as a panel display (FPD).
有機発光ダイオードは、基板上の陽極と陰極の間に有機EL層を挟んだ構造を有している。有機EL層は、例えば陽極側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層が積層されて形成される。これらの有機EL層の各層(特に正孔注入層、正孔輸送層及び発光層)を形成するにあたっては、例えばインクジェット方式で有機材料の液滴を基板上に吐出するといった方法が用いられる。 The organic light emitting diode has a structure in which an organic EL layer is sandwiched between an anode and a cathode on a substrate. The organic EL layer is formed by laminating, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer in this order from the anode side. In forming each of these organic EL layers (particularly the hole injection layer, the hole transport layer and the light emitting layer), a method of ejecting droplets of an organic material onto a substrate by, for example, an inkjet method is used.
インクジェット方式で基板上に吐出された有機材料中には、多量の溶媒が含まれている。そのため、溶媒を除去することを目的として、該溶媒を減圧状態で乾燥する減圧乾燥処理が行われている。
減圧乾燥処理を行うための減圧乾燥装置は、減圧乾燥対象の基板を収容する、真空引き可能な処理容器と、一端が処理容器に接続され他端が排気装置にされる排気管と、を備え、処理容器内が排気装置によって排気される(特許文献1、2参照)。
A large amount of solvent is contained in the organic material discharged onto the substrate by the inkjet method. Therefore, for the purpose of removing the solvent, a vacuum drying treatment is performed in which the solvent is dried under reduced pressure.
The vacuum drying device for performing the vacuum drying process includes a vacuum-drawable processing container for accommodating the substrate to be vacuum-dried, and an exhaust pipe having one end connected to the processing container and the other end being an exhaust device. , The inside of the processing container is evacuated by the exhaust device (see
特許文献1の減圧乾燥装置は、基板を速く乾燥させること等を目的として、基板上の有機材料膜から揮発する溶媒を捕集する溶媒捕集部が排気管に設けられており、基板の減圧乾燥が終了すると、溶媒捕集部と処理容器との間に設けられたバルブが閉じられ、処理容器内が大気圧に戻され、基板が処理容器内から搬出される。
The vacuum drying device of
また、特許文献2の減圧乾燥装置は、処理容器内の溶媒を短時間に効率良く除去するために、上記溶媒捕集部が処理容器内に設けられると共に、紫外線照射部が処理容器に対して設けられている。この減圧乾燥装置は、紫外線照射部から溶媒捕集部に紫外線を照射して、該溶媒捕集部に捕集された溶媒中に含まれる有機化合物を揮散しやすいように分解している。 Further, in the vacuum drying apparatus of Patent Document 2, in order to efficiently remove the solvent in the processing container in a short time, the solvent collecting unit is provided in the processing container, and the ultraviolet irradiation unit is provided on the processing container. It is provided. In this vacuum drying device, the solvent collecting part is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation part, and the organic compound contained in the solvent collected in the solvent collecting part is decomposed so as to be easily volatilized.
しかしながら、基板の減圧乾燥が完了するまでの時間、言い換えると、処理容器内の圧力が所定値以下となり処理容器内を大気圧に戻しても問題がなくなるまでの時間(タクトタイム)を、特許文献1及び2の減圧乾燥装置よりも短くすることを求められることがある。
However, the patent document describes the time until the vacuum drying of the substrate is completed, in other words, the time (tact time) until the pressure in the processing container becomes equal to or less than a predetermined value and there is no problem even if the inside of the processing container is returned to atmospheric pressure. It may be required to be shorter than the
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の減圧乾燥が完了するまでの時間が短い減圧乾燥装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a vacuum drying apparatus in which the time required for vacuum drying of a substrate to be completed is short.
前記の目的を達成するため、本発明は、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を減圧状態で乾燥させる減圧乾燥装置であって、前記基板を収容するチャンバと、該チャンバ内の空間と前記チャンバ内を排気する排気装置とを接続する複数の排気路とを備え、前記複数の排気路はそれぞれ、当該排気路を開閉自在に塞ぐ塞ぎ部材を有し、前記複数の排気路は、前記基板から気化した前記有機材料膜中の溶媒を捕集する溶媒捕集部が前記塞ぎ部材の下流に設けられた溶媒捕集部有り排気路と、前記溶媒捕集部が設けられていない溶媒捕集部無し排気路とを含み、前記溶媒捕集部有り排気路の前記チャンバ側の端部は、前記溶媒捕集部無し排気路の前記チャンバ側の端部に比べて、前記チャンバに収容された前記基板の角部から遠いことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is a vacuum drying device that dries a solvent in an organic material film applied to the surface of a substrate under reduced pressure, and comprises a chamber accommodating the substrate and a chamber in the chamber. A plurality of exhaust passages for connecting the space and the exhaust device for exhausting the inside of the chamber are provided, and each of the plurality of exhaust passages has a closing member for opening and closing the exhaust passage, and the plurality of exhaust passages have a closing member. An exhaust passage with a solvent collecting portion in which a solvent collecting portion for collecting the solvent in the organic material film vaporized from the substrate is provided downstream of the closing member, and the solvent collecting portion are not provided. look containing a solvent collecting unit without exhaust path, the ends of the chamber side of the exhaust passage there the solvent collecting unit, as compared to the ends of the chamber side of the solvent collecting unit without exhaust passage, said chamber It is characterized in that it is far from the corner portion of the substrate housed in the solvent.
前記の目的を達成するため、本発明は、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を減圧状態で乾燥させる減圧乾燥装置を用いた減圧乾燥方法であって、前記減圧乾燥装置が、前記基板を収容するチャンバと、該チャンバ内の空間と前記チャンバ内を排気する排気装置とを接続する複数の排気路とを備え、前記複数の排気路がそれぞれ、当該排気路を開閉自在に塞ぐ塞ぎ部材を有し、前記複数の排気路が、前記基板から気化した前記有機材料膜中の溶媒を捕集する溶媒捕集部が前記塞ぎ部材の下流に設けられた溶媒捕集部有り排気路と、前記溶媒捕集部が設けられていない溶媒捕集部無し排気路とを含み、当該減圧乾燥方法は、前記複数の排気路のうち少なくとも前記溶媒捕集部有り排気路については前記塞ぎ部材を開状態とする基板乾燥ステップと、該基板乾燥ステップ後、前記複数の排気路のうち前記溶媒捕集部有り排気路については前記塞ぎ部材を閉状態とし、前記溶媒捕集部無し排気路については前記塞ぎ部材を開状態とするチャンバ乾燥ステップとを含む。 In order to achieve the above object, the present invention is a vacuum drying method using a vacuum drying device that dries the solvent in the organic material film coated on the surface of the substrate in a reduced pressure state. A chamber for accommodating the substrate and a plurality of exhaust passages for connecting the space in the chamber and the exhaust device for exhausting the inside of the chamber are provided, and the plurality of exhaust passages block the exhaust passages so as to be openable and closable. An exhaust passage having a solvent collecting portion having a closing member and having a solvent collecting portion for collecting the solvent in the organic material film vaporized from the substrate by the plurality of exhaust passages provided downstream of the closing member. And the exhaust passage without the solvent collecting portion, which is not provided with the solvent collecting portion, and the vacuum drying method includes the closing member for at least the exhaust passage with the solvent collecting portion among the plurality of exhaust passages. After the substrate drying step and the substrate drying step, the closing member is closed for the exhaust passage with the solvent collecting portion among the plurality of exhaust passages, and the exhaust passage without the solvent collecting portion is closed. Includes a chamber drying step that opens the closing member.
前記基板乾燥ステップは、前記溶媒捕集部を冷却するステップを含むことが好ましい。 The substrate drying step preferably includes a step of cooling the solvent collecting portion.
前記チャンバ乾燥ステップは、前記溶媒捕集部を加熱するステップを含むことが好ましい。 The chamber drying step preferably includes a step of heating the solvent collecting portion.
前記チャンバ乾燥ステップは、前記塞ぎ部材と前記溶媒捕集部との間に設けられたガス供給部から、当該溶媒捕集部に捕集された溶媒の気化を促進するガスを供給するステップを含むことが好ましい。 The chamber drying step includes a step of supplying a gas for promoting vaporization of the solvent collected in the solvent collecting portion from a gas supply portion provided between the closing member and the solvent collecting portion. Is preferable.
前記溶媒捕集部有り排気路の前記チャンバ側の端部は、前記溶媒捕集部無し排気路の前記チャンバ側の端部に比べて、前記チャンバに収容された前記基板の角部から遠く、前記基板乾燥ステップは、前記複数の排気路のうち前記溶媒捕集部有り排気路について前記塞ぎ部材を開状態とし、その後、前記複数の排気路の全てについて前記塞ぎ部材を開状態とするステップを含むことが好ましい。 The end of the exhaust passage with the solvent collecting portion on the chamber side is farther from the corner portion of the substrate housed in the chamber than the end of the exhaust passage without the solvent collecting portion on the chamber side. The substrate drying step is a step of opening the closing member for the exhaust passage having a solvent collecting portion among the plurality of exhaust passages, and then opening the closing member for all of the plurality of exhaust passages. It is preferable to include it.
本発明によれば、基板の減圧乾燥が完了するまでの時間すなわちタクトタイムを短くすることができる。 According to the present invention, the time until the vacuum drying of the substrate is completed, that is, the tact time can be shortened.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiments shown below.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る減圧乾燥装置の概略構成を示す図であり、図1(A)は減圧乾燥装置の構成の概略を示す模式断面図、図1(B)は減圧乾燥装置内の構成の概略を示す模式上面図である。なお、図1(B)では後述の天板等の図示は省略されている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vacuum drying device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a vacuum drying device, and FIG. 1 (B) is a reduced pressure. It is a schematic top view which shows the outline of the structure in a drying apparatus. Note that in FIG. 1B, the illustration of the top plate and the like, which will be described later, is omitted.
本実施形態に係る減圧乾燥装置は、基板の表面にインクジェット方式で塗布された有機材料膜中の溶媒を、減圧状態で乾燥させるものであり、本装置の処理対象の基板は例えば有機ELディスプレイ用のガラス基板である。
なお、本装置の処理対象の基板に塗布される溶液は、溶質と溶媒からなり、減圧乾燥処理の対象となる成分は主に溶媒である。溶媒に含まれる有機化合物としては、高沸点のものが多く、例えば、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(1,3-dimethyl-2-imidazolidinone、沸点220℃、融点8℃)、4−tert-ブチルアニソール(4-tert-Butylanisole、沸点222℃、融点18℃)、Trans−アネトール(Trans-Anethole、沸点235℃、融点20℃)、1,2−ジメトキシベンゼン(1,2-Dimethoxybenzene、沸点206.7℃、融点22.5℃)、2−メトキシビフェニル(2-Methoxybiphenyl、沸点274℃、融点28℃)、フェニルエーテル(Phenyl Ether、沸点258.3℃、融点28℃)、2−エトキシナフタレン(2-Ethoxynaphthalene、沸点282℃、融点35℃)、ベンジルフェニルエーテル(Benzyl Phenyl Ether、沸点288℃、融点39℃)、2,6−ジメトキシトルエン(2,6-Dimethoxytoluene、沸点222℃、融点39℃)、2−プロポキシナフタレン(2-Propoxynaphthalene、沸点305℃、融点40℃)、1,2,3−トリメトキシベンゼン(1,2,3-Trimethoxybenzene、沸点235℃、融点45℃)、シクロヘキシルベンゼン(cyclohexylbenzene、沸点237.5℃、融点5℃)、ドデシルベンゼン(dodecylbenzene、沸点288℃、融点-7℃)、1,2,3,4-テトラメチルベンゼン(1,2,3,4-tetramethylbenzene、沸点203℃、融点76℃)等を挙げることができる。これらの高沸点有機化合物は、2種以上が組み合わされて溶液中に配合されている場合もある。
The vacuum drying apparatus according to the present embodiment dries the solvent in the organic material film coated on the surface of the substrate by an inkjet method in a reduced pressure state, and the substrate to be processed by this apparatus is, for example, for an organic EL display. It is a glass substrate of.
The solution applied to the substrate to be treated by this apparatus is composed of a solute and a solvent, and the component to be dried under reduced pressure is mainly a solvent. Many of the organic compounds contained in the solvent have a high boiling point, for example, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (boiling point 220 ° C., boiling point 8 ° C.), 4 −tert-Butylanisole (4-tert-Butylanisole, boiling point 222 ° C, melting point 18 ° C), Trans-Anethole (boiling point 235 ° C,
本実施形態に係る減圧乾燥装置は、図1(A)及び図1(B)に示すように、チャンバ10と、載置台20と、複数の排気管30と、を備え、排気装置Pに接続されている。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the vacuum drying device according to the present embodiment includes a
チャンバ10は、気密に構成されるものであり、ステンレス等の金属材料から形成される。チャンバ10は、角筒状の本体部11と、本体部11の上側に取り付けられる天板12と、本体部11の下側に取り付けられる底板13と、を有する。
The
本体部11には、基板Wをチャンバ10内に搬入出するための不図示の搬入出口が設けられている。
天板12は、本体部11の上側の開口を塞ぐものである。
The
The
底板13は、本体部11の下側の開口を塞ぐものであり、底板13の上側の中央には載置台20が配設されている。また、底板13には、載置台20の外周を囲うように複数の開口13a、13bが設けられている。本例では、開口13a、13bは、載置台20の一辺に沿って6個、上記一辺と対向する辺に沿って6個、合計12個設けられている。
また、開口13aそれぞれに対し排気管30が連通している。
The
Further, the
載置台20は、基板Wが載置されるものである。載置台20には、基板Wの受け渡しを行う不図示の昇降ピンが設けられており、該昇降ピンは昇降機構により自在に上下動できる。 The mounting table 20 is for mounting the substrate W. The mounting table 20 is provided with an elevating pin (not shown) for transferring the substrate W, and the elevating pin can be freely moved up and down by an elevating mechanism.
複数の排気管30はそれぞれ、チャンバ10と排気装置Pとを接続するものである。排気管30と底板13の開口13a、13bにより、本発明に係る「排気路」が構成されている。なお、排気路はチャンバ10内の基板収容空間と排気装置Pとを接続するものである。減圧乾燥装置1では、上記「排気路」を構成する排気管30及び開口13a、13bを介して、排気装置Pによりチャンバ10内が減圧される。
Each of the plurality of
なお、排気装置Pは、真空ポンプから構成され、具体的には、ターボ分子ポンプとドライポンプとが例えば上流側からこの順に直列に接続されて構成される。この排気装置Pは、各排気路に対して、具体的には、各排気管30に対して1つずつ配設されている。
The exhaust device P is composed of a vacuum pump, specifically, a turbo molecular pump and a dry pump are connected in series in this order from, for example, the upstream side. This exhaust device P is specifically arranged for each exhaust passage, specifically for each
また、排気管30はそれぞれ、当該排気管30を開閉自在に塞ぐ塞ぎ部材としての自動圧力制御バルブ(APC(Adaptive Pressure Control)バルブ)31を有する。言い換えると、排気管30の開口13a、13bと排気装置Pとの間の部分にはAPCバルブ31が設けられている。減圧乾燥装置1では、排気装置Pを作動させた状態で、APCバルブ31の開度を調節することにより、減圧排気の際のチャンバ10内の真空度/圧力を制御し、基板Wの乾燥速度を制御することができる。
Further, each of the
なお、減圧乾燥装置1は、チャンバ10内の圧力を測定する不図示の圧力計を有する。該圧力計での計測結果は電気信号としてAPCバルブ31や後述の制御部40に入力される。
The
さらに、複数の排気管30のうちの一部のみ、基板W上にインクジェット方式により塗布された溶液から気化した溶媒を捕集する溶媒捕集部32をAPCバルブ31の下流に有する。具体的には、複数の排気管30のうち、載置台20上の基板Wの角部に近い開口13aに対して設けられた排気管30には溶媒捕集部32は設けられず、上記角部から遠い開口13bに対して設けられた排気管30には溶媒捕集部32が設けられている。
Further, only a part of the plurality of
つまり、複数の排気路は、溶媒捕集部32がAPCバルブ31の下流に設けられた溶媒捕集部有り排気路と、溶媒捕集部32が設けられていない溶媒捕集部無し排気路とを含む。また、溶媒捕集部有り排気路のチャンバ10側の端部すなわち開口13aは、溶媒捕集部無し排気路10側の端部すなわち開口13bに比べて、チャンバ10内に収容され載置台20上に載置されたウェハWの角部から遠くなっている。
That is, the plurality of exhaust passages include an exhaust passage with a solvent collecting portion in which the
溶媒捕集部32は、チャンバ10内から排気された気体を通過させながら気体中の溶媒を捕集できるように、開口が格子状に均一に形成された形状の薄板すなわち網状板(不図示)を有する。上記網状板は、ステンレスやアルミ、銅、金といった金属材料ら形成され、例えば、鋼板を冷間切延することにより製造されるエキスパンドメタルから構成される。
溶媒捕集部32が有する網状板は1枚であってもよいし、複数枚を積層してもよい。また、網状板は、その外径が排気管30の内径と略等しくなるよう形成される。
The
The
以上の各部を有する減圧乾燥装置1は、さらにAPCバルブ31等を制御する制御部40備える。制御部40は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、減圧乾燥装置1における減圧乾燥処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部40にインストールされたものであってもよい。
この制御部40は、排気装置Pの制御も行うことができる。
The
The
続いて、減圧乾燥装置1を用いた減圧乾燥処理について説明する。
Subsequently, the vacuum drying process using the
(基板搬入ステップ)
減圧乾燥装置1を用いた減圧乾燥処理では、まず、インクジェット方式で処理液が塗布された基板Wを載置台20に載置する。
(Board loading step)
In the vacuum drying process using the
(基板乾燥ステップ)
次いで、排気装置Pのドライポンプを作動させた状態で、複数の排気管30のうち少なくとも溶媒捕集部32が設けられた排気管30(以下、溶媒捕集部有り排気管30)について、本例では、全ての排気管30について、APCバルブ31を開状態とし、チャンバ10内の減圧排気を開始する。ドライポンプによる減圧排気はチャンバ10内の圧力が例えば10Paとなるまで行う。
その後、排気装置Pのターボ分子ポンプを作動させてさらに減圧排気する。
さらなる減圧排気により、チャンバ10内の圧力が、基板Wの温度における溶媒の蒸気圧以下(基板Wの温度が23℃の場合、0.2Pa以下)となると、基板W上の溶媒Sの蒸発速度が大きくなる。
また、減圧排気の際、チャンバ10内の気体が断熱膨張され冷却されており、このように冷却されたチャンバ10内の気体により、溶媒捕集部32の温度が低下する。具体的には、チャンバ10内の圧力が0.2Paまで減圧された時点で、溶媒捕集部32は5〜12℃まで冷却される。この5〜12℃は、0.2Paにおける溶媒の露点である23℃より小さい。
また、溶媒捕集部32の温度は、基板W上の溶媒Sの蒸発が完了するまでの間、各時点でのチャンバ10内の圧力における溶媒Sの露点以下に維持される。
したがって、基板Wから気化した溶媒は、溶媒捕集部32により高効率で捕集されるため、チャンバ10内の気体状の溶媒の濃度は低く維持される。よって、基板W上の溶媒を速く除去することができる。
なお、上述のように溶媒捕集部32の温度が上記露点以下に維持されるための方法として、溶媒捕集部32の網状板として熱容量の小さいものを用いる方法が考えられる。
また、この基板乾燥ステップは、基板Wが乾燥するまで、例えば、チャンバ10内の圧力が第1の所定値以下となるまでや、排気装置Pのターボ分子ポンプの作動開始から第2の所定時間経過するまで行われる。
(Substrate drying step)
Next, with respect to the
After that, the turbo molecular pump of the exhaust device P is operated to further reduce the pressure and exhaust the gas.
When the pressure in the
Further, at the time of reduced pressure exhaust, the gas in the
Further, the temperature of the
Therefore, the solvent vaporized from the substrate W is collected with high efficiency by the
As a method for maintaining the temperature of the
Further, this substrate drying step is performed until the substrate W is dried, for example, until the pressure in the
(チャンバ乾燥ステップ)
基板乾燥ステップ後、溶媒捕集部有り排気管30についてはAPCバルブ31を閉状態とし、溶媒捕集部32が設けられていない排気管30(以下、溶媒捕集部無し排気管30)についてはAPCバルブ31を開状態で維持する。
このチャンバ乾燥ステップは、例えば、チャンバ10内の溶媒が所定量以下となるまで、すなわち、チャンバ内の圧力が第2の所定値以下となるまでや、排気装置Pのターボ分子ポンプの作動開始から第2の所定時間経過するまで行われる。なお、第2の所定値や第2の所定時間は、チャンバ10内の圧力を大気圧に戻したときに、チャンバ10内に残留していた溶媒が基板Wに再付着することがない値や時間である。
(Chamber drying step)
After the substrate drying step, the
This chamber drying step is performed, for example, until the solvent in the
(溶媒捕集部乾燥ステップ)
チャンバ乾燥ステップの際、溶媒捕集部乾燥ステップも並行して行われる。溶媒捕集部乾燥ステップでは、排気管30の側壁やターボ分子ポンプ等からの輻射熱を利用して溶媒捕集部32を加熱し乾燥させる。例えば、溶媒捕集部32の温度は、上記輻射熱により、その時点の排気管30内の圧力における溶媒の露点以上(排気管30内の圧力が0.05Pa場合、18〜23℃以上)まで上昇する。したがって、溶媒捕集部32から溶媒を速く除去/脱離し、溶媒捕集部32を乾燥させることができる。
(Solvent collector drying step)
During the chamber drying step, the solvent collecting part drying step is also performed in parallel. In the solvent collecting section drying step, the
(基板搬出ステップ)
チャンバ乾燥ステップ及び溶媒捕集部乾燥ステップの終了後、全ての排気管30についてAPCバルブ31を閉状態とし、その後、チャンバ10内の圧力を大気圧まで戻し、基板Wをチャンバ10から搬出する。
(Board unloading step)
After the chamber drying step and the solvent collecting section drying step are completed, the
この基板搬出ステップ後、排気装置Pのターボ分子ポンプを停止し、基板搬入ステップから順に各ステップが繰り返される。 After this substrate loading step, the turbo molecular pump of the exhaust device P is stopped, and each step is repeated in order from the substrate loading step.
上述のように、減圧乾燥装置1では、複数の排気管30のうちの一部のみが、溶媒捕集部32をAPCバルブ31の下流に有する。そのため、複数の排気管30のうち溶媒捕集部有り排気管30についてAPCバルブ31を開状態とする基板乾燥ステップと、複数の排気管30のうち溶媒捕集部有り排気管30についてAPCバルブ31を閉状態とし溶媒捕集部無し排気管30についてはAPCバルブ31の開状態を維持するチャンバ乾燥ステップを順次行うことできる。したがって、以下の効果がある。
As described above, in the
図2は、減圧乾燥装置1の効果を説明する図であり、横軸は排気開始からの経過時間、具体的には、チャンバ10内の圧力が大気圧の状態でAPCバルブ31を開状態としてからの経過時間を示し、縦軸は、チャンバ10内の圧力を示す。
FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the
(ケース1)
減圧乾燥装置1において、複数の排気管30全てが溶媒捕集部32を有さない場合、全ての排気管30についてAPCバルブ31を開状態としても、図2に示すように、チャンバ10内の圧力が、高い状態(約1Pa)で維持された後、徐々に低下していくが、チャンバ10内の圧力が前述の第2の所定値(例えば0.09Pa)以下となるまでに140秒以上かかる。
(Case 1)
In the
(ケース2)
減圧乾燥装置1において、複数の排気管30全てが溶媒捕集部32を有する場合、全ての排気管30についてAPCバルブ31を開状態としても、チャンバ10内の圧力を、0.2Pa程度までは、上記ケース1に比べて速く低下させることができる。しかし、200秒経過した時点でも、チャンバ10内の圧力を前述の第2の所定値(0.09Pa)以下とすることができない。
(Case 2)
In the
それに対し、複数の排気管30のうちの一部のみが、溶媒捕集部32をAPCバルブ31の下流に有し、溶媒捕集部有り排気管30を含む全ての排気管30についてAPCバルブ31を開状態とする基板乾燥ステップを約80秒間にわたって行い、その後、溶媒捕集部有り排気管30についてAPCバルブ31を閉状態とし溶媒捕集部無し排気管30についてはAPCバルブ31の開状態を維持するチャンバ乾燥ステップを行ったとする。この場合、ケース1と同様の速度で、チャンバ10内の圧力を0.2Paまで低下させることができ、さらに、チャンバ10内の圧力を前述の第2の所定値以下とすることができるばかりだけでなく、第2の所定値以下とするまでに約85秒しかかからない。
このように減圧乾燥装置1を用いた減圧乾燥ステップでは、チャンバ10内の圧力を前述の第2の所定値以下まで迅速に低下させることができる。
On the other hand, only a part of the plurality of
As described above, in the vacuum drying step using the
また、減圧乾燥装置1には以下の効果がある。上面視四角形状の基板Wを減圧乾燥する場合、基板Wの角部が他の部分に比べて乾燥しやすい。しかし、基板Wの乾燥時間は、同一基板内において均一となることが好ましい。また、基板における、溶媒捕集部32が設けられた排気管30に遠い部分に比べて近い部分の方が乾燥しやすい。そこで、減圧乾燥装置1では、複数の排気管30のうち、載置台20上の基板Wの角部から遠い開口13bに対して設けられた排気管30にのみ溶媒捕集部32が設けられている。これにより、APCバルブ31の開度を排気管30毎に異ならせなくても、基板Wの乾燥時間の面内均一性を高めることができる。
In addition, the
図3は、減圧乾燥装置1の他の例における、溶媒捕集部32に関する構成を示す図である。
前述の例では、溶媒捕集部32の冷却や昇温すなわち加熱は、減圧時に断熱膨張し冷却されたチャンバ10内の気体や、排気管30等からの輻射熱により行っていた。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration regarding a
In the above example, the
これに代えて、溶媒捕集部32を冷却及び加熱する温度可変機構として図3に示すように複数の冷媒管50を備える構成とし、溶媒を捕集する網状板32aにこれら冷媒管50を溶接等により固定し、冷却された冷媒と加熱された冷媒とを切替可能に流すことで溶媒捕集部32すなわち網状板32aを冷却及び加熱するようにしてもよい。これにより、より迅速に溶媒捕集部32を適宜冷却/加熱することができる。
Instead of this, as shown in FIG. 3, a plurality of
なお、このように減圧乾燥装置1に、温度可変機構を設ける場合、前述の基板乾燥ステップで溶媒捕集部32を上記温度可変機構により冷却することが好ましい。これにより基板乾燥ステップに要する時間を短縮できるからである。
また、温度可変機構を設ける場合、前述のチャンバ乾燥ステップと並行して行われる溶媒捕集部乾燥ステップにおいて、溶媒捕集部32を上記温度可変機構で加熱することが好ましい。これにより、溶媒捕集部乾燥ステップに要する時間を短縮できるからである。
When the
When the temperature variable mechanism is provided, it is preferable to heat the
図4は、塞ぎ部材の他の例を説明するために、塞ぎ部材が設けられた排気管30の周辺の様子を示す図であり、排気管30のみ断面で示している。
前述の例では、減圧乾燥装置1が、開度を調節可能なAPCバルブ31を「塞ぎ部材」として有していたが、図4に示すように、開度の調節はできないが排気管30を開閉自在に塞ぐシャッター60を「塞ぎ部材」として有していてもよい。図4の例ではシャッター60はヒンジ式で排気管30に対して取り付けられている。該シャッター60は制御部40により制御される。
FIG. 4 is a diagram showing a state around the
In the above example, the
また、シャッター60を有する構成では、シャッター60を開状態とする排気管30の数を調整することにより、チャンバ10内の減圧速度を制御することができる。例えば、シャッター60を有する構成において、基板乾燥ステップの前半部分の減圧速度を低くし後半部分で高くする必要がある場合は、まず、溶媒捕集部有り排気管30についてはシャッター60を閉状態としたまま、溶媒捕集部無し排気管30についてシャッター60を開状態とし、減圧速度を低くする必要がなくなってから、溶媒捕集部有り排気管30についてもシャッター60を開状態とする。また、例えば、シャッター60を有する構成において、基板乾燥ステップの前半部分の減圧速度を高くし後半部分で低くする必要がある場合は、まず、全ての排気管30についてシャッター60を開状態とし、減圧速度を低くする必要が生じてから、溶媒捕集部有り排気管30についてのみシャッター60を開状態で維持したまま、溶媒捕集部無し排気管30についてはシャッター60を閉状態とする。
Further, in the configuration having the
図5は、チャンバ10の底板13の他の例を示す図である。
前述の例では、底板13は、開口13a、13bが、載置台20の一辺に沿って複数個、上記一辺と対向する辺に沿って同数個個設けられていた。しかし、底板13は、この例に限られず、図5に示すように、載置台20の各辺に沿って同数個ずつ設けられていてもよい。
また、以上の例では、底板13に設けられた開口13a、13bの数は、12個であったが、複数個であればよく、12個未満でも12個より多くてもよい。
また、開口13a、13bそれぞれに対し排気管30が連通している。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the
In the above example, the
Further, in the above example, the number of
Further, the
図6は、減圧乾燥装置1の排気ラインの他の例を示す側面図であり、チャンバ10の底板13と排気ラインのみを示している
前述の例では、減圧乾燥装置1の排気ラインは、排気管30それぞれに排気装置Pが一つ接続された構成であった。しかし、減圧乾燥装置1の排気ラインは、この例に限られず、図6に示すように、複数の排気管30で1つの排気装置Pを共有する構成であってもよい。
FIG. 6 is a side view showing another example of the exhaust line of the
この場合も、複数の排気管30のうち一部のみ、溶媒捕集部32をAPCバルブ31の下流に設け、前述と同様に、基板乾燥ステップとチャンバ乾燥ステップを行うことで、複数の排気管30全てに溶媒捕集部32を設ける構成や、複数の排気管30のいずれにも溶媒捕集部32を設けない構成に比べて迅速に、チャンバ10内の溶媒が少量の状態を達成すること、すなわちチャンバ10内の圧力が十分に低い状態を達成することができる。
Also in this case, only a part of the plurality of
図7は、減圧乾燥装置1の排気ラインの別の例を説明するために、排気管30の周辺の様子を示す図である。
前述の例では、減圧乾燥装置1の排気ラインの排気管30において、塞ぎ部材と溶媒捕集部32との間には何も設けられていなかったが、図7に示すように、塞ぎ部材(図の例ではAPCバルブ31)と溶媒捕集部32との間に、溶媒捕集部32に捕集された溶媒の気化を促進するガスを排気管30内に供給するガス供給部70を設けてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a state around the
In the above example, in the
このようにガス供給部70を設けた場合、前述のチャンバ乾燥ステップ及び溶媒捕集部乾燥ステップにおいて、溶媒捕集部有り排気管30についてAPCバルブ31を閉状態とする際に、これと連動させて、ガス供給部70へのガス供給すなわち溶媒捕集部32へのガス供給を開始することが好ましい。このガス供給部70から供給するガスは、例えば不活性ガスである。当該ガスの供給量が、排気管30内の溶媒捕集部32の周辺の圧力が溶媒捕集部32へ捕集された溶媒の蒸気圧を超えない量であれば、効率的に溶媒捕集部32を乾燥させることができる。
When the
(その他の変形例)
以上の例では、基板乾燥ステップにおけるチャンバ10内の減圧排気の際、全ての排気管30についてAPCバルブ31を開状態としていた。しかし、基板乾燥ステップにおいて、複数の排気管30のうち溶媒捕集部有り排気管30についてのみAPCバルブ31を開状態としてもよい。この場合、チャンバ10内の圧力が所定値より小さくなってから、すなわち基板Wの乾燥がある程度進行してから、全てのAPCバルブ31を開状態としてもよい。
複数の排気管30のうち溶媒捕集部有り排気管30についてのみAPCバルブ31を開状態とすることで、溶剤によっては基板Wをより均一に乾燥させることができる。この場合、当初から全ての排気管30を開状態とする場合に比べて、基板Wの乾燥に要する時間は長くなるが、基板Wの乾燥がある程度進行してから、全てのAPCバルブ31を開状態とすることで、基板Wを均一に乾燥することと、基板Wの乾燥を短時間で行うことを両立することができる。
(Other variants)
In the above example, the
By opening the
以上の例では、溶媒捕集部乾燥工ステップの終了後、基板の搬出ステップを行っていた。しかし、排気管30それぞれに一つの排気装置Pが設けられた構成であれば、溶媒捕集部乾燥ステップに要する時間がチャンバ乾燥ステップに要する時間より長い場合は、溶媒捕集部乾燥ステップの終了前に、基板の搬出ステップや次の基板の搬入ステップを行うようにしてもよい。
In the above example, the substrate is carried out after the solvent collecting part drying step is completed. However, in the case where one exhaust device P is provided for each of the
また、以上の例では、APCバルブ31等の塞ぎ部材は排気管30に設けられていたが、排気路に対して設けられていればよく、例えば、開口13a、13b内に設けられていてもよく、また、底板13の上面に開口13a、13bを塞ぐように設けられていてもよい。
同様に、溶媒捕集部32は、上記塞ぎ部材の下流であれば、排気管30ではなく開口13b内に設けられていてもよい。
Further, in the above example, the closing member such as the
Similarly, the
本発明はインクジェット方式で溶液が塗布された基板に対し減圧乾燥を行う技術に有用である。 The present invention is useful in a technique for vacuum drying a substrate coated with a solution by an inkjet method.
1 減圧乾燥装置
10 処理容器
11 本体部
12 天板
13 底板
13a、13b 開口
20 載置台
30 排気管
31 バルブ
32 溶媒捕集部
32a 網状板
40 制御部
50 冷媒管
60 シャッター
1 Vacuum drying
Claims (6)
前記基板を収容するチャンバと、
該チャンバ内の空間と前記チャンバ内を排気する排気装置とを接続する複数の排気路とを備え、
前記複数の排気路はそれぞれ、当該排気路を開閉自在に塞ぐ塞ぎ部材を有し、
前記複数の排気路は、前記基板から気化した前記有機材料膜中の溶媒を捕集する溶媒捕集部が前記塞ぎ部材の下流に設けられた溶媒捕集部有り排気路と、前記溶媒捕集部が設けられていない溶媒捕集部無し排気路とを含み、
前記溶媒捕集部有り排気路の前記チャンバ側の端部は、前記溶媒捕集部無し排気路の前記チャンバ側の端部に比べて、前記チャンバに収容された前記基板の角部から遠いことを特徴とする減圧乾燥装置。 A vacuum drying device that dries the solvent in the organic material film applied to the surface of the substrate under reduced pressure.
A chamber for accommodating the substrate and
A plurality of exhaust passages connecting the space in the chamber and the exhaust device for exhausting the inside of the chamber are provided.
Each of the plurality of exhaust passages has a closing member that closes the exhaust passage so as to be openable and closable.
The plurality of exhaust passages include an exhaust passage having a solvent collecting portion in which a solvent collecting portion for collecting a solvent in the organic material film vaporized from the substrate is provided downstream of the closing member, and the solvent collecting portion. part saw including a solvent collecting unit without exhaust passage is not provided,
The end of the exhaust passage with the solvent collecting portion on the chamber side is farther from the corner portion of the substrate housed in the chamber than the end of the exhaust passage without the solvent collecting portion on the chamber side. A vacuum drying device characterized by.
前記減圧乾燥装置が、前記基板を収容するチャンバと、該チャンバ内の空間と前記チャンバ内を排気する排気装置とを接続する複数の排気路とを備え、前記複数の排気路がそれぞれ、当該排気路を開閉自在に塞ぐ塞ぎ部材を有し、前記複数の排気路が、前記基板から気化した前記有機材料膜中の溶媒を捕集する溶媒捕集部が前記塞ぎ部材の下流に設けられた溶媒捕集部有り排気路と、前記溶媒捕集部が設けられていない溶媒捕集部無し排気路とを含み、
当該減圧乾燥方法は、
前記複数の排気路のうち少なくとも前記溶媒捕集部有り排気路については前記塞ぎ部材を開状態とする基板乾燥ステップと、
該基板乾燥ステップ後、前記複数の排気路のうち前記溶媒捕集部有り排気路については前記塞ぎ部材を閉状態とし、前記溶媒捕集部無し排気路については前記塞ぎ部材を開状態とするチャンバ乾燥ステップとを含むことを特徴とする減圧乾燥方法。 A vacuum drying method using a vacuum drying device that dries the solvent in the organic material film applied to the surface of the substrate under reduced pressure.
The vacuum drying device includes a chamber for accommodating the substrate and a plurality of exhaust passages connecting a space in the chamber and an exhaust device for exhausting the inside of the chamber, and the plurality of exhaust passages each have the exhaust. A solvent having a closing member that opens and closes the path so as to be openable and closable, and a solvent collecting portion that collects the solvent in the organic material film vaporized from the substrate by the plurality of exhaust passages is provided downstream of the closing member. Includes an exhaust passage with a collecting portion and an exhaust passage without a solvent collecting portion without the solvent collecting portion.
The vacuum drying method is
Of the plurality of exhaust passages, at least the exhaust passage with a solvent collecting portion has a substrate drying step in which the closing member is opened.
After the substrate drying step, the chamber in which the closing member is closed for the exhaust passage with the solvent collecting portion and the closing member is opened for the exhaust passage without the solvent collecting portion among the plurality of exhaust passages. A vacuum drying method comprising a drying step.
前記基板乾燥ステップは、前記複数の排気路のうち前記溶媒捕集部有り排気路について前記塞ぎ部材を開状態とし、その後、前記複数の排気路の全てについて前記塞ぎ部材を開状態とするステップを含むことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の減圧乾燥方法。 The end of the exhaust passage with the solvent collecting portion on the chamber side is farther from the corner portion of the substrate housed in the chamber than the end of the exhaust passage without the solvent collecting portion on the chamber side.
The substrate drying step is a step of opening the closing member for the exhaust passage with the solvent collecting portion among the plurality of exhaust passages, and then opening the closing member for all of the plurality of exhaust passages. The vacuum drying method according to any one of claims 2 to 5, wherein the method comprises the same.
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