KR102658583B1 - 유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법 - Google Patents

유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 챔버의 내부에 있는 이물의 충분한 제거가 가능한. 유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 유기막 형성 장치는, 가공물을 반입 또는 반출하는 개구를 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 챔버와, 상기 챔버의 개구를 개폐할 수 있는 도어와, 상기 챔버의 내부를 배기할 수 있는 배기부와, 상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 가공물을 지지할 수 있는 지지부와, 상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 가공물을 가열할 수 있는 가열부와, 상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 챔버의 개구를 향해 클리닝 가스를 공급할 수 있는 적어도 하나의 노즐을 구비한다.

Description

유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법{ORGANIC FILM FORMATION APPARATUS AND CLEANING METHOD OF ORGANIC FILM FORMATION APPARATUS}
본 발명의 실시형태는, 유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법에 관한 것이다.
유기막 형성 장치는, 예컨대, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 챔버와, 챔버의 내부에 설치되고, 가공물을 가열하는 히터를 구비한다. 이러한 유기막 형성 장치는, 유기 재료와 용매를 포함하는 용액이 도포된 기판을, 대기압보다 감압된 분위기에서 가열하여, 용액에 포함되어 있는 용매를 증발시킴으로써, 유기막을 형성한다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
여기서, 용액을 가열했을 때에, 용액에 포함되어 있던 물질이 승화(기화)하는 경우가 있다. 승화물에 포함되어 있는 성분은, 가열된 가공물보다 온도가 낮은 챔버의 내벽 등에 고체가 되어 부착되는 경우가 있다. 챔버의 내벽 등에 부착된 고체가, 챔버의 내벽 등으로부터 박리되면, 파티클 등의 이물이 되어 가공물의 표면에 부착될 우려가 있다.
그 때문에, 정기적으로, 혹은 필요에 따라, 챔버의 내벽 등에 부착된 고체를 제거하는 클리닝이 행해진다. 예컨대, 반도체 제조 장치 등의, 유기막 형성 장치와는 상이한 기술 분야에서는, 챔버를 밀폐한 상태에서, 챔버의 내부의 배기와, 챔버의 내부로의 클리닝 가스의 공급을 순차 실행함으로써, 챔버의 내부에 있는 이물을 배출하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2를 참조).
그러나, 유기막 형성 장치에서, 반도체 제조 장치와 같은 클리닝(예컨대, 챔버를 밀폐한 상태에서, 챔버의 내부의 배기와, 챔버의 내부로의 클리닝 가스의 공급을 순차 실행하는 클리닝)을 행해도, 이물의 충분한 제거를 할 수 없는 것이 판명되었다.
그래서, 챔버의 내부에 있는, 파티클 등의 이물의 충분한 제거가 가능한, 유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법의 개발이 요망되고 있었다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2019-184229호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-184708호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 챔버의 내부에 있는 이물의 충분한 제거가 가능한, 유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법을 제공하는 것이다.
실시형태에 따른 유기막 형성 장치는, 가공물을 반입 또는 반출하는 개구를 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 챔버와, 상기 챔버의 개구를 개폐할 수 있는 도어와, 상기 챔버의 내부를 배기할 수 있는 배기부와, 상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 가공물을 지지할 수 있는 지지부와, 상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 가공물을 가열할 수 있는 가열부와, 상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 챔버의 개구를 향해 클리닝 가스를 공급할 수 있는 적어도 하나의 노즐을 구비한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 챔버의 내부에 있는 이물의 충분한 제거가 가능한, 유기막 형성 장치, 및 유기막 형성 장치의 클리닝 방법이 제공된다.
도 1은 본 실시형태에 따른 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 2는 가공물의 처리 공정을 예시하기 위한 그래프이다.
도 3은 클리닝부의 작용을 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 4는 배기부에 의한 파티클의 배출과, 클리닝부에 의한 파티클의 배출을 조합한 경우의 그래프이다.
도 5는 클리닝부에 의한 파티클의 배출만을 행한 경우의 그래프이다.
도 6은 클리닝부에 의한 파티클의 배출만을 행한 경우의 그래프이다.
도 7은 다른 실시형태에 따른 클리닝부를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 클리닝부를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 10은 다른 실시형태에 따른 클리닝부를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 11은 다른 실시형태에 따른 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 12는 다른 실시형태에 따른 클리닝부를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시형태에 대해 예시한다. 또한, 각 도면 중, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절히 생략한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 유기막 형성 장치(1)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
또한, 도 1 중의 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향은, 서로 직교하는 3방향을 나타내고 있다. 본 명세서에서의 상하 방향은, Z 방향으로 할 수 있다.
유기막을 형성하기 전의 가공물(100)은, 기판과, 기판의 상면에 도포된 용액을 갖는다.
기판은, 예컨대, 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등으로 할 수 있다. 단, 기판은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니다.
용액은, 예컨대, 유기 재료와 용제를 포함한다. 유기 재료는, 용제에 의해 용해가 가능한 것이면 특별히 한정은 없다. 용액은, 예컨대, 폴리아미드산을 포함하는 바니시 등으로 할 수 있다. 단, 용액은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기막 형성 장치(1)에는, 예컨대, 챔버(10), 배기부(20), 처리부(30), 냉각부(40), 클리닝부(50), 및 컨트롤러(60)가 설치된다.
컨트롤러(60)는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit) 등의 연산부와, 메모리 등의 기억부를 구비한다. 컨트롤러(60)는, 예컨대, 컴퓨터 등으로 할 수 있다. 컨트롤러(60)는, 기억부에 저장되어 있는 제어 프로그램에 기초하여, 유기막 형성 장치(1)에 설치된 각 요소의 동작을 제어한다.
챔버(10)는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 기밀 구조를 갖는다. 챔버(10)는, 상자형을 나타낸다. 챔버(10)의 외관 형상에는 특별히 한정은 없다. 챔버(10)의 외관 형상은, 예컨대, 직육면체로 할 수 있다. 챔버(10)는, 예컨대, 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
Y 방향에 있어서, 챔버(10)의 한쪽의 단부에는 플랜지(11)를 형성할 수 있다. 플랜지(11)에는, O-링 등의 시일재(12)를 설치할 수 있다. 챔버(10)의, 플랜지(11)가 형성된 측의 개구(11a)는, 도어(13)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 도시하지 않은 구동 장치에 의해, 도어(13)가 플랜지(11)[시일재(12)]에 압박됨으로써, 챔버(10)의 개구(11a)가 기밀하게 되도록 폐쇄된다. 도시하지 않은 구동 장치에 의해, 도어(13)가 플랜지(11)로부터 이격됨으로써, 챔버(10)의 개구(11a)가 개방되어, 개구(11a)를 통한 가공물(100)의 반입 또는 반출이 가능해진다. 또한, 챔버(10)의 개구(11a)가 개방됨으로써, 후술하는 클리닝부(50)에 의한 클리닝이 가능해진다.
즉, 챔버(10)는, 가공물(100)을 반입 또는 반출하는 개구(11a)를 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다. 도어(13)는, 챔버(10)의 개구(11a)를 개폐할 수 있게 되어 있다.
Y 방향에 있어서, 챔버(10)의 다른쪽의 단부에는 플랜지(14)를 형성할 수 있다. 플랜지(14)에는, O-링 등의 시일재(12)를 설치할 수 있다. 챔버(10)의, 플랜지(14)가 형성된 측의 개구는, 덮개(15)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 예컨대, 덮개(15)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 플랜지(14)에 착탈 가능하게 설치할 수 있다. 메인터넌스 등을 행할 때에는, 덮개(15)를 분리함으로써, 챔버(10)의, 플랜지(14)가 형성된 측의 개구를 노출시킨다.
챔버(10)의 외벽, 및 도어(13)의 외면에는 냉각부(16)를 설치할 수 있다. 냉각부(16)에는, 도시하지 않은 냉각수 공급부가 접속된다. 냉각부(16)는, 예컨대, 워터 재킷(Water Jacket)으로 할 수 있다. 냉각부(16)가 설치되어 있으면, 챔버(10)의 외벽의 온도나, 도어(13)의 외면의 온도가, 미리 정해진 온도보다 높아지는 것을 억제할 수 있다.
배기부(20)는, 챔버(10)의 내부를 배기한다. 배기부(20)는, 예컨대, 제1 배기부(21), 제2 배기부(22), 및 제3 배기부(23)를 갖는다.
제1 배기부(21)는, 예컨대, 챔버(10)의 바닥면에 형성되는 배기구(17)에 접속된다.
제1 배기부(21)는, 예컨대, 배기 펌프(21a)와, 압력 제어부(21b)를 갖는다.
배기 펌프(21a)는, 대기압으로부터 미리 정해진 압력까지 러핑 배기를 행하는 배기 펌프로 할 수 있다. 그 때문에, 배기 펌프(21a)는, 후술하는 배기 펌프(22a)보다 배기량이 많다. 배기 펌프(21a)는, 예컨대, 드라이 진공 펌프 등으로 할 수 있다.
압력 제어부(21b)는, 예컨대, 배기구(17)와 배기 펌프(21a) 사이에 설치된다. 압력 제어부(21b)는, 챔버(10)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계 등의 출력에 기초하여, 챔버(10)의 내압이 미리 정해진 압력이 되도록 제어한다. 압력 제어부(21b)는, 예컨대, 자동 압력 컨트롤러(APC: Auto Pressure Controller) 등으로 할 수 있다.
또한, 배기구(17)와 압력 제어부(21b) 사이에는, 배기된 승화물을 트랩하기 위한 콜드 트랩(24)이 설치된다. 또한, 배기구(17)와 콜드 트랩(24) 사이에 밸브(25)가 설치된다. 밸브(25)는, 후술하는 냉각 공정에서, 유체(101)가 콜드 트랩(24)으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
제2 배기부(22)는, 예컨대, 챔버(10)의 바닥면에 형성되는 배기구(18)에 접속된다.
제2 배기부(22)는, 예컨대, 배기 펌프(22a)와, 압력 제어부(22b)를 갖는다.
배기 펌프(22a)는, 배기 펌프(21a)에 의한 러핑 배기 후, 더 낮은 미리 정해진 압력까지 배기를 행한다. 배기 펌프(22a)는, 예컨대, 고진공의 분자류(分子流) 영역까지 배기 가능한 배기 능력을 갖는다. 예컨대, 배기 펌프(22a)는, 터보 분자 펌프(TMP: Turbo Molecular Pump) 등으로 할 수 있다.
압력 제어부(22b)는, 예컨대, 배기구(18)와 배기 펌프(22a) 사이에 설치된다. 압력 제어부(22b)는, 챔버(10)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계 등의 출력에 기초하여, 챔버(10)의 내압이 미리 정해진 압력이 되도록 제어한다. 압력 제어부(22b)는, 예컨대, APC 등으로 할 수 있다. 또한, 배기구(18)와 압력 제어부(22b) 사이에는, 제1 배기부(21)와 마찬가지로, 콜드 트랩(24) 및 밸브(25)를 설치할 수 있다.
또한, 이상에서는, 배기구(17) 및 배기구(18)가 챔버(10)의 바닥면에 형성되는 경우를 예시하였으나, 배기구(17) 및 배기구(18)는, 예컨대, 챔버(10)의 천장면에 형성할 수도 있다. 배기구(17) 및 배기구(18)가 챔버(10)의 바닥면, 또는 천장면에 형성되어 있으면, 챔버(10)의 내부에, 챔버(10)의 바닥면, 또는 천장면으로 향하는 기류를 형성할 수 있다.
여기서, 유기 재료와 용매를 포함하는 용액이 도포된 가공물(100)을 가열했을 때에, 용액에 포함되어 있던 물질이 승화(기화)하는 경우가 있다. 승화물에 포함되어 있는 성분은, 가열된 가공물(100)보다 온도가 낮은 챔버(10)의 내벽 등에 고체가 되어 부착되는 경우가 있다. 챔버(10)의 내벽 등에 부착된 고체가, 챔버(10)의 내벽 등으로부터 박리되면, 파티클 등의 이물이 되어 가공물(100)의 표면에 부착될 우려가 있다.
이 경우, 챔버(10)의 내부에, 챔버(10)의 바닥면, 또는 천장면으로 향하는 기류가 형성되면, 승화물이나 파티클 등의 이물을, 기류에 실어 챔버(10)의 외부로 배출하기 쉬워진다. 그 때문에, 파티클 등의 이물이, 가공물(100)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
처리부(30)는, 예컨대, 프레임(31), 가열부(32), 지지부(33), 균열부(均熱部; 34), 균열판 지지부(35), 및 커버(36)를 갖는다.
처리부(30)의 내부에는, 처리 영역(30a) 및 처리 영역(30b)이 형성된다. 처리 영역(30a, 30b)은, 가공물(100)에 처리를 실시하는 공간이 된다. 가공물(100)은, 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 지지된다. 처리 영역(30b)은, 처리 영역(30a)의 상방에 형성된다. 또한, 2개의 처리 영역이 형성되는 경우를 예시하였으나 이것에 한정되는 것은 아니다. 하나의 처리 영역만이 형성되도록 할 수도 있고, 3개 이상의 처리 영역이 형성되도록 할 수도 있다. 본 실시형태에서는, 일례로서, 2개의 처리 영역이 형성되는 경우를 예시하지만, 하나의 처리 영역, 및 3개 이상의 처리 영역이 형성되는 경우도 동일하게 생각할 수 있다.
처리 영역(30a, 30b)은, 가열부(32)와 가열부(32) 사이에 형성된다. 처리 영역(30a, 30b)은, 균열부(34)[상부 균열판(34a), 하부 균열판(34b), 측부 균열판(34c), 측부 균열판(34d)]에 의해 둘러싸인다.
후술하는 바와 같이, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)은, 복수의 판형의 부재가 복수의 균열판 지지부(35)에 의해 지지됨으로써 형성된다. 이 때문에, 처리 영역(30a)과 챔버(10)의 내부의 공간은, 상부 균열판(34a)끼리의 사이, 및 하부 균열판(34b)끼리의 사이 등에 형성되는 간극을 통해 연결된다. 또한, 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34c) 사이, 및 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34d) 사이에도 간극이 형성된다. 그 때문에, 챔버(10)의 내벽과 처리부(30) 사이의 공간의 압력이 감압되면, 처리 영역(30a)의 내부의 공간도 감압된다. 또한, 처리 영역(30b)은, 처리 영역(30a)과 동일한 구조이기 때문에, 설명은 생략한다.
챔버(10)의 내벽과 처리부(30) 사이의 공간의 압력이 감압되면, 처리 영역(30a, 30b)으로부터 외부로 방출되는 열을 억제할 수 있다. 즉, 가열 효율이나 축열(蓄熱) 효율을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 후술하는 히터(32a)에 인가하는 전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 히터(32a)에 인가하는 전력을 저감시킬 수 있으면, 히터(32a)의 온도가 미리 정해진 온도 이상이 되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 히터(32a)의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 축열 효율이 향상되기 때문에, 처리 영역(30a, 30b)의 온도를 신속히 상승시킬 수 있다. 그 때문에, 급격한 온도 상승을 필요로 하는 처리에도 대응이 가능해진다. 또한, 챔버(10)의 외벽의 온도가 높아지는 것을 억제할 수 있기 때문에, 냉각부(16)를 간이한 것으로 할 수 있다.
프레임(31)은, 가늘고 긴 판재나 형강 등을 포함하는 골조 구조를 갖는다. 프레임(31)의 외관 형상은, 챔버(10)의 외관 형상과 동일하게 할 수 있다. 프레임(31)의 외관 형상은, 예컨대, 직육면체로 할 수 있다.
가열부(32)는, 복수 설치된다. 가열부(32)는, 처리 영역(30a, 30b)의 하부, 및 처리 영역(30a, 30b)의 상부에 설치할 수 있다. 처리 영역(30a, 30b)의 하부에 설치되는 가열부(32)는, 하부 가열부가 된다. 처리 영역(30a, 30b)의 상부에 설치되는 가열부(32)는, 상부 가열부가 된다. 하부 가열부는, 상부 가열부와 대향한다. 또한, 복수의 처리 영역이 상하 방향으로 겹쳐 형성되는 경우에는, 하측의 처리 영역에 설치되는 상부 가열부는, 상측의 처리 영역에 설치되는 하부 가열부와 겸용할 수 있다.
가열부(32)는, 챔버(10)의 내부에 설치되고, 가공물(100)을 가열한다.
예컨대, 처리 영역(30a)에 지지되는 가공물(100)의 하면(이면)은, 처리 영역(30a)의 하부에 설치되는 가열부(32)에 의해 가열된다. 처리 영역(30a)에 지지되는 가공물(100)의 상면(표면)은, 처리 영역(30a)과 처리 영역(30b)에 의해 겸용되는 가열부(32)에 의해 가열된다.
처리 영역(30b)에 지지되는 가공물(100)의 하면(이면)은, 처리 영역(30a)과 처리 영역(30b)에 의해 겸용되는 가열부(32)에 의해 가열된다. 처리 영역(30b)에 지지되는 가공물(100)의 상면(표면)은, 처리 영역(30b)의 상부에 설치되는 가열부(32)에 의해 가열된다.
이와 같이 하면, 가열부(32)의 수를 줄일 수 있기 때문에, 소비 전력의 저감, 제조 비용의 저감, 스페이스 절약화 등을 도모할 수 있다.
복수의 가열부(32)의 각각은, 적어도 하나의 히터(32a)와, 한 쌍의 홀더(32b)를 갖는다. 또한, 이하에서는, 복수의 히터(32a)가 설치되는 경우를 설명한다.
히터(32a)는, 막대형을 나타내고, 한 쌍의 홀더(32b) 사이에서 Y 방향으로 연장된다. 복수의 히터(32a)는, X 방향으로 나란히 설치할 수 있다. 복수의 히터(32a)는, 예컨대, 등간격으로 설치할 수 있다. 히터(32a)는, 예컨대, 시즈 히터, 원적외선 히터, 원적외선 램프, 세라믹 히터, 카트리지 히터 등으로 할 수 있다. 또한, 각종 히터를 석영 커버로 덮을 수도 있다.
또한, 본 명세서에서는, 석영 커버로 덮여진 각종 히터도 포함하여 「막대형의 히터」라고 칭한다. 또한, 「막대형」의 단면 형상에는 한정이 없고, 예컨대, 원기둥형이나 각기둥형 등도 포함된다.
또한, 히터(32a)는, 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. 히터(32a)는, 대기압보다 감압된 분위기에서 가공물(100)을 가열할 수 있는 것이면 된다. 즉, 히터(32a)는, 방사에 의한 열에너지를 이용하는 것이면 된다.
상부 가열부 및 하부 가열부에서의 복수의 히터(32a)의 사양, 수, 간격 등은, 가열하는 용액의 조성(용액의 가열 온도), 가공물(100)의 크기 등에 따라 적절히 결정할 수 있다. 복수의 히터(32a)의 사양, 수, 간격 등은, 시뮬레이션이나 실험 등을 행함으로써 적절히 결정할 수 있다.
또한, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간은, 홀더(32b), 상부 균열판(34a), 하부 균열판(34b), 측부 균열판(34c), 및 측부 균열판(34d)에 의해 둘러싸인다. 상부 균열판(34a)끼리의 사이, 하부 균열판(34b)끼리의 사이에는, 간극이 형성된다. 그 때문에, 후술하는 냉각부(40)로부터, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 공급되는 냉각 가스의 일부가 처리 영역(30a) 혹은, 처리 영역(30b)으로 유입된다. 그러나, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간은, 거의 폐쇄된 공간으로 간주할 수 있다. 따라서, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 냉각부(40)로부터 냉각 가스를 공급함으로써, 복수의 히터(32a), 상부 균열판(34a), 하부 균열판(34b), 측부 균열판(34c), 및 측부 균열판(34d)을 냉각할 수 있다.
한 쌍의 홀더(32b)는, X 방향[예컨대, 처리 영역(30a, 30b)의 길이 방향]으로 연장된다. 한 쌍의 홀더(32b)는, Y 방향에 있어서, 서로 대향한다. 한쪽의 홀더(32b)는, 프레임(31)의, 도어(13)측의 단부면에 고정된다. 다른쪽의 홀더(32b)는, 프레임(31)의, 도어(13)측과는 반대측의 단부면에 고정된다. 한 쌍의 홀더(32b)는, 예컨대, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 프레임(31)에 고정할 수 있다. 한 쌍의 홀더(32b)는, 히터(32a)의 단부 근방의 비발열부를 유지한다. 한 쌍의 홀더(32b)는, 예컨대, 가늘고 긴 금속의 판재나 형강 등으로 형성할 수 있다. 한 쌍의 홀더(32b)의 재료에는 특별히 한정은 없으나, 내열성과 내식성을 갖는 재료로 하는 것이 바람직하다. 한 쌍의 홀더(32b)의 재료는, 예컨대, 스테인리스 등으로 할 수 있다.
지지부(33)는, 챔버(10)의 내부에 설치되고, 가공물(100)을 지지한다. 예컨대, 지지부(33)는, 상부 가열부와 하부 가열부 사이에 가공물(100)을 지지한다. 지지부(33)는, 복수 설치할 수 있다. 복수의 지지부(33)는, 처리 영역(30a)의 하부, 및 처리 영역(30b)의 하부에 설치된다. 복수의 지지부(33)는, 막대 형상체로 할 수 있다.
복수의 지지부(33)의 한쪽의 단부(상방의 단부)는, 가공물(100)의 하면(이면)에 접촉한다. 그 때문에, 복수의 지지부(33)의 한쪽의 단부의 형상은, 반구형 등으로 하는 것이 바람직하다. 복수의 지지부(33)의 한쪽의 단부의 형상이 반구형이면, 가공물(100)의 하면에 손상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 가공물(100)의 하면과 복수의 지지부(33)의 접촉 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 가공물(100)로부터 복수의 지지부(33)에 전해지는 열을 적게 할 수 있다.
가공물(100)은, 대기압보다 감압된 분위기에서, 방사에 의한 열에너지에 의해 가열되기 때문에, 상부 가열부로부터 가공물(100)의 상면까지의 거리, 및 하부 가열부로부터 가공물(100)의 하면까지의 거리는, 방사에 의한 열에너지가 가공물(100)에 도달할 수 있는 거리로 되어 있다.
복수의 지지부(33)의 다른쪽의 단부(하방의 단부)는, 예컨대, 한 쌍의 프레임(31) 사이에 가설된 복수의 막대형 부재 또는 판형 부재 등에 고정할 수 있다. 이 경우, 복수의 지지부(33)는, 막대형 부재 등에 착탈 가능하게 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 메인터넌스 등의 작업이 용이해진다.
복수의 지지부(33)의 수, 배치, 간격 등은, 가공물(100)의 크기나 강성(휨) 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
복수의 지지부(33)의 재료에는 특별히 한정은 없으나, 내열성과 내식성을 갖는 재료로 하는 것이 바람직하다. 복수의 지지부(33)의 재료는, 예컨대, 스테인리스 등으로 할 수 있다.
균열부(34)는, 복수의 상부 균열판(34a), 복수의 하부 균열판(34b), 복수의 측부 균열판(34c), 및 복수의 측부 균열판(34d)을 갖는다. 복수의 상부 균열판(34a), 복수의 하부 균열판(34b), 복수의 측부 균열판(34c), 및 복수의 측부 균열판(34d)은, 판형을 나타낸다.
복수의 상부 균열판(34a)은, 상부 가열부에 있어서 하부 가열부측[가공물(100)측]에 설치된다. 복수의 상부 균열판(34a)은, 복수의 히터(32a)와 이격되어 설치된다. 즉, 복수의 상부 균열판(34a)의 상측 표면과 복수의 히터(32a)의 하측 표면 사이에는 간극이 형성된다. 복수의 상부 균열판(34a)은, X 방향으로 나란히 설치된다. 복수의 상부 균열판(34a)끼리의 사이에는 간극이 형성된다. 간극이 형성되어 있으면, 열팽창에 의한 치수차를 흡수할 수 있다. 그 때문에, 상부 균열판(34a)끼리가 간섭하여 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 이 간극을 통해, 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다.
복수의 하부 균열판(34b)은, 하부 가열부에 있어서 상부 가열부측[가공물(100)측]에 설치된다. 복수의 하부 균열판(34b)은, 복수의 히터(32a)와 이격되어 설치된다. 즉, 복수의 하부 균열판(34b)의 하측 표면과 복수의 히터(32a)의 상측 표면 사이에는 간극이 형성된다. 복수의 하부 균열판(34b)은, X 방향으로 나란히 설치된다. 복수의 하부 균열판(34b)끼리의 사이에는 간극이 형성된다. 간극이 형성되어 있으면, 열팽창에 의한 치수차를 흡수할 수 있다. 그 때문에, 하부 균열판(34b)끼리가 간섭하여 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이 간극을 통해, 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다.
측부 균열판(34c)은, X 방향에 있어서, 처리 영역(30a, 30b)의 양측의 측부의 각각에 설치된다. 측부 균열판(34c)은, 커버(36)의 내측에 설치할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 측부 균열판(34c)은, 상부 균열판(34a) 혹은, 하부 균열판(34b)과의 사이에 간극이 형성된다. 이 간극을 통해, 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다.
측부 균열판(34d)은, Y 방향에 있어서, 처리 영역(30a, 30b)의 양측의 측부의 각각에 설치된다. 도어(13)측에 설치되는 측부 균열판(34d)은, 커버(36)와 간격을 두고 도어(13)에 설치할 수 있다. 덮개(15)측에 설치되는 측부 균열판(34d)은, 커버(36)의 내측에 설치할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 측부 균열판(34d)은, 상부 균열판(34a) 혹은, 하부 균열판(34b)과의 사이에 간극이 형성된다. 이 간극을 통해, 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다.
본 실시형태에서는, 상부 균열판(34a)끼리의 사이, 및 하부 균열판(34b)끼리의 사이 등에 형성된 간극은, 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34c) 사이, 및 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34d) 사이에 형성된 간극보다 커지도록 형성된다. 그 이유에 대해서는 후술한다.
전술한 바와 같이, 복수의 히터(32a)는, 막대형을 나타내고, 미리 정해진 간격을 두고 나란히 설치된다. 히터(32a)가 막대형인 경우, 히터(32a)의 중심축으로부터 방사형으로 열이 방사된다. 이 경우, 히터(32a)의 중심축과 가열되는 부분 사이의 거리가 짧아질수록 가열되는 부분의 온도가 높아진다. 그 때문에, 복수의 히터(32a)에 대해 대향하도록 가공물(100)이 유지되는 경우에는, 히터(32a)의 바로 위 또는 바로 아래에 위치하는 가공물(100)의 영역은, 복수의 히터(32a)끼리의 사이의 공간의 바로 위 또는 바로 아래에 위치하는 가공물(100)의 영역보다 온도가 높아진다. 즉, 막대형을 나타내는 복수의 히터(32a)를 이용하여 가공물(100)을 직접 가열하면, 가열된 가공물(100)의 온도에 면내 분포가 발생한다.
가공물(100)의 온도에 면내 분포가 발생하면, 형성되는 유기막의 품질이 저하될 우려가 있다. 예컨대, 온도가 높아진 부분에 거품이 발생하거나, 온도가 높아진 부분에서 유기막의 조성이 변화하거나 할 우려가 있다.
본 실시형태에 따른 유기막 형성 장치(1)에는, 전술한 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)이 설치된다. 그 때문에, 복수의 히터(32a)로부터 방사된 열은, 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)에 입사하고, 이들의 내부를 면 방향으로 전파하면서 가공물(100)을 향해 방사된다. 그 결과, 가공물(100)의 온도에 면내 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 형성되는 유기막의 품질을 향상시킬 수 있다.
복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)은, 입사한 열을 면 방향으로 전파시키기 때문에, 이들 재료는, 열전도율이 높은 재료로 하는 것이 바람직하다. 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)은, 예컨대, 알루미늄, 구리, 스테인리스 등으로 할 수 있다. 또한, 알루미늄이나 구리 등의 산화되기 쉬운 재료를 이용하는 경우에는, 산화되기 어려운 재료를 포함하는 층을 표면에 형성하는 것이 바람직하다.
복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)으로부터 방사되는 열의 일부는, 처리 영역의 측방으로 향한다. 그 때문에, 처리 영역의 측부에는, 전술한 측부 균열판(34c, 34d)이 설치된다. 측부 균열판(34c, 34d)에 입사하는 열은, 측부 균열판(34c, 34d)을 면 방향으로 전파하면서, 그 일부가 가공물(100)을 향해 방사된다. 그 때문에, 가공물(100)의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
측부 균열판(34c, 34d)의 재료는, 전술한 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)의 재료와 동일하게 할 수 있다.
또한, 이상에서는, 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)이, X 방향으로 나란히 설치되는 경우를 예시하였으나, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b) 중 적어도 한쪽은, 단일의 판형 부재로 할 수도 있다.
복수의 균열판 지지부(35)는, X 방향으로 나란히 설치된다. 균열판 지지부(35)는, X 방향에 있어서, 상부 균열판(34a)끼리의 사이의 바로 아래에 설치할 수 있다. 복수의 균열판 지지부(35)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 한 쌍의 홀더(32b)에 고정할 수 있다. 한 쌍의 균열판 지지부(35)는, 상부 균열판(34a)의 양단을 착탈 가능하게 지지한다. 또한, 복수의 하부 균열판(34b)을 지지하는 복수의 균열판 지지부(35)도, 동일한 구성을 가질 수 있다.
한 쌍의 균열판 지지부(35)에 의해, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)이 지지되면, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)이 열팽창한다고 해도, 상부 균열판(34a)과 하부 균열판(34b)이 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)이 변형하는 것을 억제할 수 있다.
커버(36)는, 판형을 나타내고, 프레임(31)의 상면, 바닥면, 및 측면을 덮는다. 즉, 커버(36)에 의해 프레임(31)의 내부가 덮여진다. 단, 도어(13)측의 커버(36)는, 예컨대, 도어(13)에 설치할 수 있다.
커버(36)는 처리 영역(30a, 30b)을 둘러싸고 있으나, 프레임(31)의 상면과 측면의 경계, 프레임(31)의 측면과 바닥면의 경계, 도어(13)의 부근에는, 간극이 형성된다.
또한, 프레임(31)의 상면 및 바닥면에 설치되는 커버(36)는, 복수로 분할된다. 또한, 분할된 커버(36)끼리의 사이에는, 간극이 형성된다. 즉, 처리부(30)[처리 영역(30a), 처리 영역(30b)]의 내부 공간은, 이들 간극을 통해, 챔버(10)의 내부 공간에 연통(連通)된다. 그 때문에, 처리 영역(30a, 30b)의 압력이, 챔버(10)의 내벽과 커버(36) 사이의 공간의 압력과 동일하게 되도록 할 수 있다. 커버(36)는, 예컨대, 스테인리스 등으로 형성할 수 있다.
냉각부(40)는, 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스를 공급한다. 예컨대, 냉각부(40)는, 냉각 가스에 의해, 처리 영역(30a, 30b)을 둘러싸는 균열부(34)를 냉각하고, 냉각된 균열부(34)에 의해 고온 상태에 있는 가공물(100)을 간접적으로 냉각한다. 또한, 예컨대, 냉각부(40)는, 가공물(100)에 냉각 가스를 공급하여, 고온 상태에 있는 가공물(100)을 직접적으로 냉각할 수도 있다.
즉, 냉각부(40)는, 가공물(100)을, 간접적 및 직접적으로 냉각할 수 있다. 또한, 냉각부(40)는, 후술하는 클리닝 공정에서, 후술하는 클리닝 가스(G)를 처리 영역(30a, 30b)에 공급하는 클리닝부(50)로서의 역할을 가질 수 있다.
냉각부(40)는, 예컨대, 제1 가스 공급 경로(40a)와, 제2 가스 공급 경로(40b)를 갖는다.
먼저, 제1 가스 공급 경로(40a)에 대해 설명한다. 제1 가스 공급 경로(40a)는, 노즐(41), 가스원(42), 가스 제어부(43) 및 전환 밸브(54)를 갖는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 노즐(41)은, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 접속할 수 있다. 노즐(41)은, 예컨대, 커버(36)를 관통하여, 측부 균열판(34c)이나 프레임(31) 등에 부착할 수 있다. 노즐(41)은, Y 방향에 있어서, 복수 개 설치할 수 있다(도 3 참조). 또한, 노즐(41)의 수나 배치는 적절히 변경할 수 있다. 예컨대, X 방향에 있어서, 처리부(30)의 한쪽측에 노즐(41)을 설치할 수도 있고, 처리부(30)의 양측에 노즐(41)을 설치할 수도 있다.
가스원(42)은, 노즐(41)에 냉각 가스를 공급한다. 가스원(42)은, 예컨대, 고압 가스 봄베, 공장 배관 등으로 할 수 있다. 또한, 가스원(42)은, 복수 설치할 수도 있다.
냉각 가스는, 가열된 가공물(100)과 반응하기 어려운 가스로 하는 것이 바람직하다. 냉각 가스는, 예컨대, 질소 가스, 희가스 등으로 할 수 있다. 희가스는, 예컨대, 아르곤 가스나 헬륨 가스 등이다. 냉각 가스가 질소 가스이면, 운전 비용(running cost)의 저감을 도모할 수 있다. 헬륨 가스의 열전도율은 높기 때문에, 냉각 가스로서 헬륨 가스를 이용하면, 냉각 시간의 단축을 도모할 수 있다.
냉각 가스의 온도는, 예컨대, 실온(예컨대, 25℃) 이하로 할 수 있다.
가스 제어부(43)는, 노즐(41)과 가스원(42) 사이에 설치된다. 가스 제어부(43)는, 예컨대, 냉각 가스의 공급과 정지나, 냉각 가스의 유속 및 유량 중 적어도 어느 하나의 제어를 행할 수 있다.
또한, 냉각 가스의 공급 타이밍은, 가공물(100)에 대한 가열 처리가 완료된 후로 할 수 있다. 또한, 가열 처리의 완료란, 유기막이 형성되는 온도를 미리 정해진 시간 유지한 후로 할 수 있다.
전환 밸브(54)는, 제1 가스 공급 경로(40a)와 제2 가스 공급 경로(40b)를 전환하기 위한 밸브이다. 전환 밸브(54)는, 노즐(41)과 가스 제어부(43) 사이이며, 챔버(10)의 외부에 설치된다.
다음으로, 제2 가스 공급 경로(40b)에 대해 설명한다. 제2 가스 공급 경로(40b)는, 후술하는 클리닝 공정에서, 챔버(10)의 내부를 클리닝하기 위해서 형성된다. 제2 가스 공급 경로(40b)는, 챔버(10)의 개구(11a)를 통해, 챔버(10)의 내부에 있는 파티클 등의 이물을, 챔버(10)의 외부로 배출한다. 예컨대, 제2 가스 공급 경로(40b)는, 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 클리닝 가스(G)를 공급하여, 챔버(10)의 개구(11a)로 향하는 기류를 형성한다.
본 실시형태에서는, 제2 가스 공급 경로(40b)가 본 발명의 「클리닝부」로서도 기능한다. 이하, 제2 가스 공급 경로(40b)를 클리닝부(50)라고 부르는 경우도 있다.
클리닝부(50)는, 예컨대, 노즐(41), 가스원(52), 가스 제어부(53), 및 전환 밸브(54)를 갖는다. 이 경우, 클리닝부(50)는, 제1 가스 공급 경로(40a)와 전환 밸브(54)를 통해 접속된다.
가스원(52)은, 복수의 노즐(41)에 클리닝 가스(G)를 공급한다. 가스원(52)은, 예컨대, 고압 가스 봄베, 공장 배관 등으로 할 수 있다. 또한, 가스원(52)은, 복수 설치할 수도 있다.
클리닝 가스(G)는, 가열된 챔버(10)의 내벽이나, 챔버(10)의 내부에 있는 요소와 반응하기 어려운 가스로 하는 것이 바람직하다. 클리닝 가스(G)는, 예컨대, 클린 드라이 에어, 질소 가스, 탄산 가스(CO2), 희가스 등으로 할 수 있다. 희가스는, 예컨대, 아르곤 가스나 헬륨 가스 등이다. 이 경우, 클리닝 가스(G)가 클린 드라이 에어나 질소 가스이면, 운전 비용의 저감을 도모할 수 있다.
클리닝 가스(G)는, 전술한 냉각 가스와 동일하게 할 수도 있고, 상이한 것으로 할 수도 있다. 클리닝 가스(G)를, 냉각 가스와 동일하게 하는 경우에는, 가스원(52) 및 가스원(42) 중 어느 하나를 설치하도록 할 수도 있다.
클리닝 가스(G)의 온도는, 예컨대, 실온(예컨대, 25℃)으로 할 수 있다.
가스 제어부(53)는, 전환 밸브(54)와 가스원(52) 사이에 설치된다. 가스 제어부(53)는, 예컨대, 클리닝 가스(G)의 공급과, 공급의 정지를 제어할 수 있다. 또한, 가스 제어부(53)는, 예컨대, 클리닝 가스(G)의 유속 및 유량 중 적어도 어느 하나의 제어를 행할 수도 있다. 클리닝 가스(G)의 유속이나 유량은, 챔버(10)의 크기나, 노즐(41)의 형상, 수, 배치 등에 따라 적절히 변경할 수 있다. 클리닝 가스(G)의 유속이나 유량은, 예컨대, 실험이나 시뮬레이션을 행함으로써 적절히 구할 수 있다.
다음으로, 유기막 형성 장치(1)의 동작에 대해 예시한다.
도 2는 가공물(100)의 처리 공정을 예시하기 위한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유기막의 형성 공정은, 가공물의 반입 공정과, 승온 공정과, 가열 처리 공정과, 냉각 공정, 가공물의 반출 공정과, 클리닝 공정을 포함한다.
먼저, 가공물의 반입 공정에서는, 개폐 도어(13)가 플랜지(11)로부터 이격되고, 가공물(100)이 챔버(10)의 내부 공간에 반입된다. 챔버(10)의 내부 공간에 가공물(100)이 반입되면, 배기부(20)에 의해 챔버(10)의 내부 공간이 미리 정해진 압력까지 감압된다.
챔버(10)의 내부 공간이 미리 정해진 압력까지 감압되면, 히터(32a)에 전력이 인가된다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 가공물(100)의 온도가 상승한다. 가공물(100)의 온도가 상승하는 공정을 승온 공정이라고 부른다. 본 실시형태에서는, 승온 공정이 2회[승온 공정 (1), (2)] 실시된다. 또한, 미리 정해진 압력은, 용액 중의 폴리아미드산이 챔버(10)의 내부 공간에 잔류하는 산소와 반응하여 산화되지 않는 압력이면 된다. 미리 정해진 압력은, 예컨대, 1×10-2 ㎩∼100 ㎩로 하면 된다. 즉, 제2 배기부(22)에서 배기하는 것은, 반드시 필요하지 않고, 제1 배기부(21)에서 배기가 개시된 후, 챔버(10)의 내부 공간이 10 ㎩∼100 ㎩의 범위 내의 압력이 되면, 가열부(32)에 의한 가공물(100)의 가열을 개시하도록 해도 좋다.
승온 공정 후, 가열 처리 공정이 행해진다. 가열 처리 공정은, 미리 정해진 온도를 미리 정해진 시간 유지하는 공정이다. 본 실시형태에서는, 가열 처리 공정 (1) 및 가열 처리 공정 (2)를 마련할 수 있다.
가열 처리 공정 (1)은, 예컨대, 제1 온도에서 가공물(100)을 미리 정해진 시간 가열하여, 용액에 포함되어 있는 수분이나 가스 등을 배출시키는 공정으로 할 수 있다. 제1 온도는, 예컨대, 100℃∼200℃로 하면 된다.
가열 처리 공정 (1)을 실시함으로써, 용액에 포함되어 있는 수분이나 가스가 완성품인 유기막에 포함되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용액의 성분 등에 따라서는 제1 가열 처리 공정은, 온도를 변경하여 복수 회 실시할 수도 있고, 제1 가열 처리 공정을 생략할 수도 있다.
가열 처리 공정 (2)는, 용액이 도포된 기판[가공물(100)]을, 미리 정해진 압력 및 온도에서 미리 정해진 시간 유지하여, 유기막을 형성하는 공정이다. 제2 온도는, 이미드화가 발생하는 온도로 하면 되고, 예컨대, 300℃ 이상으로 하면 된다. 본 실시형태에서는, 분자쇄의 충전도가 높은 유기막을 얻기 위해서, 400℃∼600℃에서 가열 처리 공정 (2)를 실시하고 있다.
냉각 공정은, 유기막이 형성된 가공물(100)의 온도를 저하시키는 공정이다. 본 실시형태에서는 가열 처리 공정 (2) 후에 행해진다. 가공물(100)은, 반출 가능한 온도까지 냉각된다. 예컨대, 반출되는 가공물(100)의 온도가 상온이면, 가공물(100)의 반출이 용이하다. 그러나, 유기막 형성 장치(1)에서는, 가공물(100)은, 연속적으로 가열 처리된다. 그 때문에, 가공물(100)을 반출할 때마다 가공물(100)의 온도를 상온으로 하면, 다음 가공물(100)을 승온시키는 시간이 길어진다. 즉, 생산성이 저하될 우려가 있다. 반출하는 가공물(100)의 온도는, 예컨대, 50℃∼90℃로 하면 된다. 이 반출 온도를 제3 온도로 한다.
컨트롤러(60)는, 제1 배기부(21)의 밸브(25)를 폐쇄한다. 그리고, 냉각부(40)를 제어하여, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 냉각 가스를 공급함으로써, 간접적 및 직접적으로 가공물(100)의 온도를 저하시킨다.
그 때문에, 상부 균열판(34a)끼리의 사이, 및 하부 균열판(34b)끼리의 사이 등에 형성된 간극은, 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34c) 사이, 및 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34d) 사이에 형성된 간극보다 크다. 이와 같이 함으로써, 냉각부(40)가 냉각 가스를 공급하는 경우, 가공물(100)로 향하는 냉각 가스의 양을 증가시킬 수 있다. 또한, 처리 영역(30a, 30b)으로부터 배기되는 냉각 가스의 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 가공물(100)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 유기막이 형성된 직후에서는, 챔버(10)의 내압이 대기압보다 낮은, 즉, 챔버(10)의 내부에 가스가 적은 상태로 된다. 그 때문에, 냉각 가스를 챔버(10)의 내부에 공급해도, 공급된 냉각 가스에 의해, 승화물에 포함되어 있던 성분이 고체가 된 것이 비산하는 것을 억제할 수 있다.
컨트롤러(60)는, 챔버(10)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계의 출력이 대기압과 동일한 압력이 되면, 제2 배기부(22)의 밸브(25)를 폐쇄하고, 제3 배기부(23)의 밸브(25)를 개방하여, 냉각 가스를 상시 배기한다.
컨트롤러(60)는, 도시하지 않은 온도계의 검출값이 200℃ 이하가 되면 전환 밸브(54)를 제어하여, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 클리닝 가스(G)를 공급하도록 해도 좋다. 클리닝 가스(G)가 CDA이고, 냉각 가스가 N2나 희가스였던 경우, N2나 희가스의 사용량을 저감할 수 있다.
가공물의 반출 공정에서는, 유기막이 형성된 가공물(100)의 온도가 제3 온도가 되면, 챔버(10) 내에 도입하고 있던 냉각 가스 혹은 클리닝 가스(G)의 공급을 정지한다. 그리고, 개폐 도어(13)가 플랜지(11)로부터 이격되고, 상기 가공물(100)이 반출된다.
전술한 바와 같이, 승화물이, 가열된 가공물(100)보다 온도가 낮은 요소에 접촉하면, 승화물에 포함되어 있는 성분이 고체가 되어, 상기 요소에 부착되는 경우가 있다.
그러나, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)은 가열되어 있기 때문에, 승화물에 포함되어 있던 성분이, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 챔버(10)의 내부에는, 배기구(17) 또는 배기구(18)가 형성된 챔버(10)의 바닥면(또는, 천장면)으로 향하는 기류가 형성되기 때문에, 승화물은, 이 기류를 타고 챔버(10) 밖으로 배출된다.
전술한 바와 같이, 승화물은, 챔버(10) 밖으로 배출된다고 생각되고 있었기 때문에, 승화물에 포함되어 있던 성분이 가공물(100)에 부착되는 것을 억제할 수 있다고 생각되고 있었다. 그 때문에, 종래에는, 상기 가공물(100)을 반출한 후, 다음 가공물(100)이 챔버(10) 내에 반입되어, 상기한 공정이 반복되고 있었다.
그러나, 실제로는, 소량의 승화물이 챔버(10)의 내벽에 부착되어 있는 것이 판명되었다. 유기막의 형성 공정을 반복함으로써, 소량의 승화물이 챔버(10)의 내벽에 부착되는 것도 반복된다. 그 결과, 승화물로부터 발생한 고체가 커진다. 승화물로부터 발생한 고체는, 어느 정도 커지면, 챔버(10)의 내벽으로부터 박리된다. 챔버(10)의 내벽으로부터 박리된 고체는, 파티클 등의 이물이 되어 가공물(100)의 표면에 부착될 우려가 있다.
일반적으로는, 챔버의 내벽에 승화물이 부착되는 것을 방지하기 위한 방착판(防着板)을 설치하고, 정기적으로 방착판을 교환하는 것이 행해지고 있다. 그러나, 이 방법은, 교환 작업이 번잡하다. 그래서, 본 발명자들은, 승화물로부터 발생한 고체를, 챔버(10)의 내벽 등으로부터 제거하는 클리닝에 대해 검토를 행하였다.
다음으로, 클리닝부(50)의 작용과 함께, 본 실시형태에 따른 유기막 형성 장치의 클리닝 방법에 대해 설명한다.
도 3은 클리닝부(50)의 작용을 예시하기 위한 모식 단면도이다.
또한, 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 챔버(10)의 내부에 설치되는 요소 등을 생략하여 그리고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 클리닝부(50)는, 챔버(10)의 개구(11a)가 개방되어 있을 때에[도어(13)가 플랜지(11)로부터 이격되었을 때에], 챔버(10)의 내부에 클리닝 가스(G)를 공급한다. 예컨대, 컨트롤러(60)는, 챔버(10)의 개구(11a)가 개방되어 있을 때에, 가스 제어부(53)를 제어하여, 노즐(41)로부터 가열부(32) 내를 향해 클리닝 가스(G)를 흘린다. 클리닝 가스(G)는, 가열부(32) 내로부터 챔버(10)의 내부로 공급된다.
전술한 바와 같이, 상부 균열판(34a)끼리의 사이, 및 하부 균열판(34b)끼리의 사이 등에 형성된 간극은, 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34c) 사이, 및 상부 균열판(34a)[하부 균열판(34b)]과 측부 균열판(34d) 사이에 형성된 간극보다 크다. 따라서, 클리닝부(50)가 클리닝 가스(G)를 공급하는 경우, 처리 영역(30a, 30b)에 공급되는 클리닝 가스(G)의 양을 증가시킬 수 있다.
챔버(10)의 내부에 공급된 클리닝 가스(G)는, 챔버(10)의 개구(11a)를 통해 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이때, 챔버(10)의 내부에 있는 승화물이나 파티클 등의 이물이 클리닝 가스(G)의 기류를 타고, 챔버(10)의 외부로 배출된다. 또한, 히터(32a), 홀더(32b), 균열부(34) 및 균열판 지지부(35)가 열팽창에 의해 스친다. 이들이 스침으로써, 미소한 금속편이 발생한다. 이 금속편도 이물에 포함된다. 또한, 챔버(10)의 내부에 기류가 형성되면, 챔버(10)의 내벽이나, 챔버(10)의 내부에 설치되어 있는 요소에 부착되어 있는 승화물의 성분(고체)을 박리시키고, 챔버(10)의 외부로 배출시킬 수 있다.
이 경우, 정기적으로, 혹은 필요에 따라, 챔버(10)의 내부에 클리닝 가스(G)를 공급할 수 있다. 즉, 가공물(100)의 처리를 행하는 공정과는 별도로 클리닝 공정을 마련하고, 클리닝 공정에서, 챔버(10)의 내부에 클리닝 가스(G)를 공급할 수 있다.
또한, 처리가 끝난 가공물(100)을 챔버(10)로부터 반출하고, 다음에 처리를 행하는 가공물(100)을 챔버(10)에 반입하기까지의 동안에, 챔버(10)의 내부에 클리닝 가스(G)를 공급할 수도 있다. 즉, 가공물(100)의 처리를 행하는 일련의 공정이어도, 챔버(10)의 내부에 가공물(100)이 없는 경우에는, 클리닝부(50)에 의한 클리닝을 행할 수 있다.
클리닝부(50)가 설치되어 있으면, 챔버(10)의 내부에 있는 승화물이나 파티클 등의 이물을 클리닝 가스(G)의 기류에 실어, 챔버(10)의 외부로 배출할 수 있다. 또한, 챔버(10)의 내벽 등에 부착되어 있는 승화물의 성분(고체)을 박리시키고, 챔버(10)의 외부로 배출시킬 수 있다.
즉, 클리닝부(50)가 설치되어 있으면, 챔버(10)의 내부에 있는 이물의 충분한 제거가 가능해진다.
다음으로, 클리닝부(50)의 효과에 대해 더 설명한다.
도 4는 배기부(20)에 의한 파티클의 배출과, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출을 조합한 경우의 그래프이다.
배기부(20)에 의한 파티클의 배출에서는, 챔버(10)의 내부를 감압하고, 감압한 챔버(10)의 내부를 대기압으로 복귀시키는 작업을 10회 반복하였다.
클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출에서는, 배기부(20)에 의한 파티클의 배출을 행한 후에, 복수의 노즐(41)로부터 동시에 클리닝 가스(G)를 공급하였다. 즉, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출을 행하기 전에, 배기부(20)에 의한 파티클의 배출을 미리 행하였다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 배기부(20)에 의한 파티클의 배출과, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출을 행하면, 여러 가지 사이즈의 파티클을 배출시킬 수 있다.
도 5는 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출만을 행한 경우의 그래프이다.
클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출에서는, 복수의 노즐(41)로부터 동시에 클리닝 가스(G)를 공급하였다.
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출만을 행해도, 여러 가지 사이즈의 파티클을 배출시킬 수 있다.
여기서, 도 4와 도 5의 비교를 행한다. 도 4와 도 5의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 배기부(20)에 의한 파티클의 배출을 미리 행해도, 행하지 않아도, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출의 개시 직후에 배출되는 파티클의 수에 큰 차이는 없다. 이것은, 배기부(20)에 의한 파티클의 충분한 제거는 곤란한 것을 의미한다. 즉, 챔버(10)를 밀폐한 상태에서, 챔버(10)의 내부의 배기와, 챔버(10)의 내부로의 가스의 공급을 순차 실행하는 클리닝을 행하면, 파티클 등의 이물을 어느 정도 제거할 수 있었다고 해도, 파티클 등의 이물의 충분한 제거는 할 수 없다.
이에 대해, 클리닝부(50)에 의한 클리닝을 행하면, 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 챔버(10)의 내부에 있는 이물의 충분한 제거가 가능해진다.
여기서, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출 개시로부터의 경과 시간이 3 min 내지 5 min 동안의 여러 가지 사이즈의 파티클의 검출량을 도 4와 도 5에서 비교한다. 도 4와 도 5의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출 개시로부터의 경과 시간이 3 min 내지 5 min 동안에 있어서, 도 4 쪽이, 파티클의 검출량이 적다. 따라서, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출 시간을 짧게 할 수 있다. 즉, 배기부(20)에 의한 파티클의 배출과, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출을 행하는 것이 보다 바람직하다. 그렇지만, 배기부(20)에 의한 파티클의 배출을 가공물(100)이 챔버(10) 내에 있는 상태에서 행하면, 가공물(100)의 표면에 파티클이 부착될 우려가 있다. 배기부(20)에 의한 파티클의 배출과, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출을 행하는 것은, 유기막 형성 장치(1)의 대기(待機) 중에 행하는 것이 바람직하다.
도 6 또한, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출만을 행한 경우의 그래프이다.
단, 도 6의 경우에는, 복수의 노즐(41)로부터 클리닝 가스(G)를 순차 공급하였다. 예컨대, 임의의 복수의 노즐(41)로부터 클리닝 가스(G)를 미리 정해진 시간 공급하고, 상기 복수의 노즐(41)로부터의 클리닝 가스(G)의 공급을 정지한 후에, 다른 복수의 노즐(41)로부터 클리닝 가스(G)를 미리 정해진 시간 공급하였다. 이 경우, 상방에 설치된 복수의 노즐(41)로부터 순서대로 클리닝 가스(G)를 공급해도 좋고, 하방에 설치된 복수의 노즐(41)로부터 순서대로 클리닝 가스(G)를 공급해도 좋으며, 임의의 복수의 노즐(41)로부터 순서대로 클리닝 가스(G)를 공급해도 좋다. 또한, 클리닝 가스(G)를 공급할 때에 이용하는 노즐(41)은, 하나여도 좋다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출 개시로부터 경과 시간이 3 min 동안에 있어서, 파티클의 검출량이 감소하고 있다. 그러나, 클리닝부(50)에 의한 파티클의 배출 개시로부터의 경과 시간이 4 min에 있어서, 파티클의 검출량이 증가하고 있다. 이것은, 상기 복수의 노즐(41)로부터 다른 복수의 노즐(41)로 클리닝 가스의 공급을 변경함으로써, 챔버(10) 내에서의 클리닝 가스(G)의 기류가 변화했기 때문이라고 생각된다. 챔버(10) 내에서의 클리닝 가스(G)의 기류가 변화함으로써, 그때까지의 클리닝 가스(G)의 기류에서는 배출할 수 없었던 파티클이 챔버(10)의 외부로 배출되었다고 생각된다.
따라서, 도 5와 도 6의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 복수의 노즐(41)로부터 다른 복수의 노즐(41)로 클리닝 가스(G)를 순차 공급하면, 배출되는 파티클의 수를 대폭 늘릴 수 있다. 이것은, 챔버(10)의 내부에 있는 이물을 더 효과적으로 제거할 수 있는 것을 의미한다.
도 7은 다른 실시형태에 따른 클리닝부(50a)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
전술한 클리닝부(50)와 마찬가지로, 클리닝부(50a)는, 예컨대, 복수의 노즐(41), 가스원(52), 및 가스 제어부(53)를 갖는다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 클리닝부(50a)는, 검출부(56)를 더 가질 수 있다.
검출부(56)는, 챔버(10)의 개구(11a)에 대향하는 위치에 설치할 수 있다. 검출부(56)는, 챔버(10)의 개구(11a)로부터 배출되는 클리닝 가스(G)에 포함되어 있는 파티클 등의 이물을 검출한다. 검출부(56)는, 예컨대, 파티클 카운터 등으로 할 수 있다.
검출부(56)가 설치되어 있으면, 클리닝의 종점을 검출할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(60)는, 검출부(56)에 의해 검출된 이물의 수가 미리 정해진 값 이하가 된 경우에는, 가스 제어부(53)를 제어하여, 클리닝 가스(G)의 공급을 정지시켜, 클리닝 작업을 종료시킬 수 있다.
클리닝의 종점을 검출할 수 있으면, 시간 관리 등에 의해 클리닝을 종료시키는 경우에 비해, 클리닝 가스(G)의 소비량을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 챔버(10)의 내부에 있는 이물을 보다 적절히 제거할 수 있다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 클리닝부(50b)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
전술한 클리닝부(50)와 마찬가지로, 클리닝부(50b)는, 예컨대, 복수의 노즐(41), 가스원(52), 및 가스 제어부(53)를 갖는다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 클리닝부(50b)는, 검출부(56), 및 케이스(55)를 더 가질 수 있다.
케이스(55)는, 기밀 구조를 갖고, 챔버(10)의 개구(11a)에 대향하는 위치에 설치할 수 있다. 검출부(56)는, 케이스(55)의 내부에 설치할 수 있다. 케이스(55)는, 예컨대, 미니 인바이런먼트(국소 청정 환경)로 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 챔버(10)로부터 배출되는 클리닝 가스(G)에는 파티클 등의 이물이 포함되어 있다. 그 때문에, 챔버(10)로부터 배출된 이물이, 유기막 형성 장치(1)가 설치되어 있는 분위기 중으로 확산되는 경우가 있다. 확산된 파티클 등의 이물이, 유기막 형성 장치(1)의 주변에 있는 장치나 요소에 도달하면, 오염이나 고장 등이 발생할 우려가 있다. 또한, 작업자가 파티클 등의 이물이나 클리닝 가스(G)를 흡입하는 것은 바람직하지 않은 경우도 있다.
케이스(55)가 설치되어 있으면, 챔버(10)로부터 배출되는 이물이나 클리닝 가스(G)가, 유기막 형성 장치(1)가 설치되어 있는 분위기 중으로 확산되는 것을 억제할 수 있다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 유기막 형성 장치(1a)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
전술한 클리닝부(50)와 마찬가지로, 클리닝부(150)는, 예컨대, 복수의 노즐(41), 가스원(52), 및 가스 제어부(53)를 갖는다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 클리닝부(150)는, 또 하나의 클리닝부(50c)를 더 가질 수 있다.
클리닝부(50c)는, 노즐(51), 가스원(52), 및 가스 제어부(53)를 갖는다.
도 9에 도시된 바와 같이, 노즐(51)은, 챔버(10)의 측면에 접속할 수 있다. 노즐(51)은, 챔버(10)의 측면에 복수 설치할 수 있다. 본 실시형태의 노즐(51)은, 선단이 폐색된 통형을 나타내고 있다. 노즐(51)의 폐색된 선단은, 노즐(51)이 설치된 챔버(10)의 측면과 대향하는 챔버(10)의 측면까지 연장된다. 노즐(51)의 측면에는, 복수의 노즐 구멍(51a)이 형성된다. 또한, 노즐(51)의 수나 배치는 적절히 변경할 수 있다. 예컨대, 챔버(10)의 측면에 복수의 노즐(51)을 Y 방향으로 나란히 설치할 수도 있다. 챔버(10)의 대향하는 측면의 양방에 노즐(51)을 설치할 수도 있다. 챔버(10)의 대향하는 측면의 양방을 관통하는 노즐(51)을 설치할 수도 있다. 복수의 노즐(51)을 X 방향으로 나란히 덮개(15)에 설치할 수도 있다.
도 10은 다른 실시형태에 따른 클리닝부(150)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 노즐(51)의 노즐 구멍(51a)으로부터 클리닝 가스(G)를 챔버(10) 내에 도입할 수 있다. 클리닝부(50c)를 설치함으로써, 노즐(41)에서 형성되는 클리닝 가스(G)의 기류를 보강할 수 있다. 혹은, 노즐(41)에서 형성되는 클리닝 가스(G)의 기류와는 상이한 기류를 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 노즐(41)에서 형성되는 클리닝 가스(G)의 기류에서는 배출할 수 없었던 파티클이 챔버(10)의 외부로 배출된다. 따라서, 배출되는 파티클의 수를 대폭 늘릴 수 있다. 이것은, 챔버(10)의 내부에 있는 이물을 더 효과적으로 제거할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 냉각 공정에서, 클리닝부(50c)로부터 냉각 가스를 챔버 내에 공급할 수도 있다. 냉각 가스의 공급 타이밍이, 유기막이 형성된 직후, 또는, 챔버(10)의 내압을 대기압으로 복귀시키는 도중으로 하면, 냉각 시간과, 대기압으로 복귀시키는 시간을 중복시킬 수 있다. 즉, 실질적인 냉각 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 챔버(10)의 내벽에는, 승화물이 부착되어 있다. 따라서, 승화물이 챔버(10)의 내벽으로부터 박리되어 처리 영역(30a, 30b)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해서, 클리닝부(50c)로부터의 냉각 가스의 공급량은, 냉각부(40)로부터의 냉각 가스의 공급량보다 적게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 하나의 노즐(51)에 복수의 노즐 구멍을 형성하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 하나의 노즐(51)에 하나의 노즐 구멍으로 해도 좋다. 이 경우, 노즐(51)은, 개구된 선단에 플랜지가 형성된 통형을 나타낸다. 그리고, 노즐(51)은, 챔버(10)의 측면의 구멍과 기밀하게 접속된다. 즉, 챔버(10)의 측면의 구멍이 노즐 구멍(51a)으로서 기능해도 좋다. 혹은, 노즐(51)이 덮개(15)에 형성된 구멍과 기밀하게 접속되는 경우, 덮개(15)에 형성된 구멍이 노즐 구멍(51a)으로서 기능해도 좋다.
도 11은 다른 실시형태에 따른 유기막 형성 장치(1b)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
전술한 클리닝부(150)와 마찬가지로, 클리닝부(250)는, 예컨대, 복수의 노즐(41), 가스원(52), 클리닝부(50c) 및 가스 제어부(53)를 갖는다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 클리닝부(250)는, 또 하나의 냉각부(140)를 더 가질 수 있다.
냉각부(140)는, 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 있는 가공물(100)에 냉각 가스를 공급한다. 즉, 냉각부(140)는, 고온 상태에 있는 가공물(100)을 직접적으로 냉각한다.
냉각부(140)는, 노즐(41)을 대신하여 노즐(141)을 갖는 점에서 냉각부(40)와 상이하다.
노즐(141)은, 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 적어도 하나 설치할 수 있다(도 12 참조). 노즐(141)은, 예컨대, 덮개(15) 및 커버(36)를 관통하여, 측부 균열판(34d)이나 프레임(31) 등에 부착할 수 있다. 본 실시형태에서는, 가공물(100)의 이면에 냉각 가스를 공급할 수 있는 위치에 노즐(141)이 부착된다. 또한, 노즐(141)은, X 방향으로 복수 개 설치할 수 있다. 혹은, 노즐(141)은, 선단이 폐색된 통형으로 할 수 있다. 그리고, 노즐(141)의 측면에 복수의 구멍이 형성되어, 챔버(10)의 측면으로부터 삽입되도록 해도 좋다.
냉각 공정에서, 냉각 가스는, 노즐(141)로부터 가공물(100)에 대해 평행하게 토출된다. 또한, 도 12에서는, 도어(13)는 개방된 상태로 되어 있으나, 다음에 서술하는 냉각 공정에서는, 도어(13)는 폐쇄된 상태로 되어 있다. 냉각 가스는, 노즐(141)로부터 가공물(100)의 이면[즉, 지지부(33)로 지지되어 있는 면]에 대해 대략 평행하게 공급된다. 이에 의해, 가공물(100)과 지지부(33) 사이에 냉각 가스가 채워져, 가공물(100)을 직접적으로 냉각할 수 있다. 또한, 노즐(141)로부터 공급되어, 가공물(100)의 이면을 경유한 냉각 가스는, 도시하지 않은 배출구로부터 챔버(10) 밖으로 배출된다. 배출구는, 챔버(10)의 천장 부분에 복수(예컨대 4개) 형성된다. 냉각 공정에서 챔버(10)에 냉각 가스가 공급되면, 챔버(10) 내의 열은 챔버(10)의 상방으로 이동하기 때문에, 천장 부분에 형성된 배출구에 의해 효율적으로 배열(排熱)할 수 있다. 또한, 복수의 노즐(141) 중, 챔버(10) 내의 하방측에 위치하는 노즐(141)로부터 순서대로 냉각 가스를 공급함으로써, 챔버(10) 내에 챔버(10)의 천장측으로 향하는 기류가 만들어진다. 이에 의해, 챔버(10) 내의 파티클을 효율적으로 배출구로부터 배출할 수 있다.
여기서, 냉각 공정이 개시되면, 냉각 가스가 공급됨으로써, 대기압보다 낮았던 챔버(10)의 내압이 서서히 대기압에 근접한다. 이때, 챔버(10)의 내압이 급격히 대기압에 근접하면, 지지부(33)에 지지된 가공물(100)이 압력 변동에 의해 움직여 버려, 지지부(33)와 스쳐 파티클이 발생한다. 그래서, 먼저, 냉각 공정 개시 후, 챔버(10)의 내압이 미리 정해진 압력이 되기까지의 동안에는, 노즐(41)로부터만 냉각 가스를 공급하여, 가공물(100)을 간접적으로 냉각한다. 노즐(41)로부터 공급되는 냉각 가스는, 직접 가공물(100)에 공급되지 않고, 균열부(34)에 공급된다. 이에 의해, 챔버(10)의 내압은, 가공물(100) 근방의 압력이 급격히 변화하는 것을 피하면서 서서히 올라간다. 그 후 챔버(10)의 내압이 미리 정해진 압력이 되면, 노즐(141)로부터도 냉각 가스를 공급하여, 가공물(100)을 직접 냉각한다. 미리 정해진 압력은, 노즐(141)로부터 냉각 가스를 공급하는 것에 의한 압력 변동에 의해 가공물(100)이 이동하는 일이 없는 압력이며, 미리 실험 등에 의해 구한다. 노즐(141)로부터의 냉각 가스의 공급은, 어느 정도 챔버(10)의 내압이 올라간 후이기 때문에, 가공물(100)이 압력 변동에 의해 움직이는 일이 없다. 이에 의해, 가공물(100)과 지지부(33)가 스치는 것에 의한 파티클 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 챔버(10)의 개구(11a)측 단부에, 챔버(10)의 바닥면으로부터 천장을 향해 에어를 내뿜는 도시하지 않은 노즐을 복수 설치하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 챔버(10)의 바닥면으로부터 천장으로 향하는 기류를 형성할 수 있기 때문에, 노즐(141) 및 노즐(41)에 의해 날려져 버린 파티클을 배출구로 효율적으로 운반하고, 또한, 배출할 수 있다. 또한, 이 도시하지 않은 노즐에 의해 형성되는 기류는, 도어(13)가 개방되어 있을 때에는 챔버(10) 밖으로부터 파티클이 침입하는 것을 방지하는 에어 커튼으로서의 역할도 한다.
또한, 챔버(10)의 천장으로부터 바닥면을 향해 에어를 내뿜는 도시하지 않은 노즐을 복수 설치하도록 해도 좋다. 그리고, 에어 커튼으로서 이용할 때에는[도어(13)가 개방되어 있을 때에는], 챔버(10)의 천장으로부터 바닥면으로 향하는 기류를 형성하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 유기막 형성 장치(1)가 설치되는 클린 룸 내의 다운플로우와 동일한 방향으로 에어가 흐르는 에어 커튼을 형성할 수 있기 때문에, 보다 효과적으로 챔버(10) 내로의 파티클 침입을 방지할 수 있다.
또한, 챔버(10)의 바닥면으로부터 천장을 향해 에어를 내뿜는 도시하지 않은 노즐은, 개구(11a)측뿐만이 아니라, 덮개(15)측에도 설치하도록 해도 좋다. 냉각 노즐(141)로부터 토출되는 냉각 가스는, 토출된 후에 가공물(100)의 이면을 경유하여 도어(13)측으로 나아가고 서서히 유속이 감속되어 간다. 냉각 가스가 도어(13)에 충돌하고, 덮개(15)측에 충돌할 때에는, 냉각 가스의 유속은 상당히 느려져 있고, 덮개(15)측의 벽면에서 냉각 가스가 정체되기 쉬워진다. 그러면, 덮개(15)측의 벽면에 파티클이 부착된 채가 되고, 이 덮개(15)측 벽면에 부착된 파티클이, 다음에 처리되는 가공물에 부착되어 버리게 된다. 덮개(15)측의 벽면을 따라, 챔버(10)의 바닥면으로부터 천장을 향해 에어를 내뿜는 노즐을 설치함으로써, 벽면에 부착된 파티클을 효율적으로 배출구로부터 배출할 수 있다.
가공물(100)을 간접적 및 직접적으로 냉각하는 경우에는, 냉각 공정에서, 냉각부(40) 및 냉각부(140)로부터 냉각 가스를 공급한다. 즉, 냉각부(140)의 노즐(141)을 이용하여, 가공물(100)을 직접적으로 냉각할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 실질적인 냉각 시간의 단축을 도모할 수 있다.
도 12는 다른 실시형태에 따른 클리닝부(250)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
냉각부(140)를 설치함으로써, 노즐(141)로부터도 클리닝 가스(G)를 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 공급할 수 있게 된다. 그 때문에, 노즐(41)에서 형성되는 클리닝 가스(G)의 기류를 보강할 수 있다. 따라서, 노즐(41)에서 형성되는 클리닝 가스(G)의 기류에서는 배출할 수 없었던 파티클이 챔버(10)의 외부로 배출된다. 따라서, 배출되는 파티클의 수를 대폭 늘릴 수 있다. 이것은, 챔버(10)의 내부에 있는 이물을 더 효과적으로 제거할 수 있는 것을 의미한다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유기막 형성 장치의 클리닝 방법은, 가공물(100)을 반입 또는 반출하는 개구(11a)를 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 챔버(10)를 갖는 유기막 형성 장치의 클리닝 방법이다.
본 실시형태에 따른 유기막 형성 장치의 클리닝 방법에서는, 챔버(10)의 개구(11a)가 개방되어 있을 때에, 챔버(10)의 내부에, 챔버(10)의 개구(11a)를 향해 흐르는 클리닝 가스(G)의 흐름을 형성한다.
또한, 복수의 노즐(41)로부터 클리닝 가스(G)를 순차 공급함으로써, 클리닝 가스(G)의 흐름을 형성한다.
또한, 챔버(10)의 개구(11a)로부터 배출되는 클리닝 가스(G)에 포함되어 있는 이물의 수가 미리 정해진 값 이하가 된 경우에는, 클리닝 가스(G)의 흐름의 형성을 정지한다.
챔버(10)의 개구(11a)를 향해 흐르는 클리닝 가스(G)의 흐름을 형성할 때에는, 챔버(10)의 내부에 가공물(100)이 지지되어 있지 않다.
또한, 복수의 노즐(51) 또는 복수의 노즐(141) 혹은 그 양방으로부터 클리닝 가스(G)를 순차 공급함으로써, 복수의 노즐(41)로부터 클리닝 가스(G)를 순차 공급함으로써 형성된 클리닝 가스(G)의 흐름을 보강해도 좋다. 혹은, 복수의 노즐(51) 또는 복수의 노즐(141) 혹은 그 양방으로부터 클리닝 가스(G)를 순차 공급함으로써, 복수의 노즐(41)로부터 클리닝 가스(G)를 순차 공급함으로써 형성된 클리닝 가스(G)의 흐름과는 상이한 흐름을 형성해도 좋다.
이상, 실시형태에 대해 예시하였다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것이 아니다.
전술한 실시형태에 대해, 당업자가 적절히 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
예컨대, 유기막 형성 장치(1)의 형상, 치수, 배치 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니며 적절히 변경할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 한에서 조합할 수 있고, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
예컨대, 클리닝 공정을 행할 때에, 챔버(10)의 개구(11a)뿐만이 아니라, 제3 배기부(23)도 개방해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 제3 배기부로부터도 클리닝 가스(G)가 배출되기 때문에, 챔버(10)의 내부에 있는 이물의 충분한 제거가 보다 가능해진다.
1: 유기막 형성 장치 10: 챔버
11a: 개구 20: 배기부
30: 처리부 30a: 처리 영역
30b: 처리 영역 32: 가열부
32a: 히터 50: 클리닝부
50a: 클리닝부 50b: 클리닝부
51: 노즐 52: 가스원
53: 가스 제어부 54: 전환 밸브
55: 케이스 60: 컨트롤러
100: 가공물 G: 클리닝 가스

Claims (12)

  1. 가공물을 반입 또는 반출하는 개구를 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 챔버와,
    상기 챔버의 개구를 개폐할 수 있는 도어와,
    상기 챔버의 내부를 배기할 수 있는 배기부와,
    상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 가공물을 지지할 수 있는 지지부와,
    상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 가공물을 가열할 수 있는 가열부와,
    상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 챔버의 개구를 향해 클리닝 가스를 공급할 수 있는 적어도 하나의 노즐과,
    상기 노즐에 접속되고, 상기 클리닝 가스의 공급과, 공급의 정지를 제어할 수 있는 가스 제어부와,
    상기 가스 제어부를 제어할 수 있는 컨트롤러
    를 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 챔버의 개구가 개방되어 있을 때에, 상기 가스 제어부를 제어하여, 상기 노즐로부터 상기 챔버의 개구를 향해 상기 클리닝 가스를 흘리는 것인, 유기막 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은 복수 설치되고,
    상기 복수의 노즐로부터 상기 클리닝 가스를 순차 공급하는 것인, 유기막 형성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가열부의 내부에 냉각 가스를 공급하는 냉각부와,
    상기 노즐에 접속되는 제1 클리닝부와,
    상기 노즐과 상기 제1 클리닝부 사이에 설치되는 전환 밸브와,
    상기 전환 밸브를 제어할 수 있는 컨트롤러
    를 더 구비하고,
    상기 냉각부는, 상기 전환 밸브와 접속되며,
    상기 컨트롤러는, 상기 전환 밸브를 제어함으로써, 상기 가열부의 내부에 상기 노즐로부터 상기 냉각 가스를 공급할지 상기 클리닝 가스를 공급할지 선택할 수 있는 것인, 유기막 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 챔버의 천장부에 상기 챔버 내의 기체를 배출할 수 있는 배출구를 가지며,
    상기 컨트롤러는 복수의 상기 노즐로부터 상기 냉각 가스를 공급하도록 상기 전환 밸브를 제어하였을 때, 상기 복수의 노즐 중 상기 챔버의 하방측에 위치하는 상기 노즐로부터 순차적으로 상기 냉각 가스를 공급하도록 제어하는 것인, 유기막 형성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 챔버의 측면에 설치되고, 상기 챔버 내를 향해 클리닝 가스를 공급할 수 있는 적어도 하나의 제2 노즐과,
    상기 제2 노즐과 접속되는 제2 클리닝부
    를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 노즐 또는 상기 제2 노즐 혹은 그 양방으로부터 클리닝 가스를 공급하는 것을 선택할 수 있는 것인, 유기막 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 개구로부터 배출되는 상기 클리닝 가스에 포함되어 있는 이물을 검출하는 검출부를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 이물의 수가 미리 정해진 값 이하가 된 경우에는, 상기 가스 제어부를 제어하여, 상기 클리닝 가스의 공급을 정지시키는 것인, 유기막 형성 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기밀 구조를 갖고, 상기 챔버의 개구에 대향하는 위치에 설치되는 케이스를 더 구비하는 것인, 유기막 형성 장치.
  8. 가공물을 반입 또는 반출하는 개구를 갖고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 챔버를 갖는 유기막 형성 장치의 클리닝 방법으로서,
    상기 챔버의 개구가 개방되어 있을 때에, 상기 챔버의 내부에, 상기 챔버의 개구를 향해 흐르는 클리닝 가스의 흐름을 형성하는 것인, 유기막 형성 장치의 클리닝 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 노즐로부터 상기 클리닝 가스를 순차 공급함으로써, 상기 클리닝 가스의 흐름을 형성하는 것인, 유기막 형성 장치의 클리닝 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 챔버의 개구로부터 배출되는 상기 클리닝 가스에 포함되어 있는 이물의 수가 미리 정해진 값 이하가 된 경우에는, 상기 클리닝 가스의 흐름의 형성을 정지시키는 것인, 유기막 형성 장치의 클리닝 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 챔버의 개구를 향해 흐르는 클리닝 가스의 흐름을 형성할 때에는, 상기 챔버의 내부에 상기 가공물이 지지되어 있지 않는 것인, 유기막 형성 장치의 클리닝 방법.
  12. 삭제
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