KR20200121733A - 감압 건조 장치 - Google Patents

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KR20200121733A
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solvent
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vacuum drying
panel
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KR1020200041049A
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아츠시 도하라
데루유키 하야시
유 곤타
아키노리 시마무라
기요미 오시마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판의 면내에서 보다 균일하게 하는 것을 목적으로 한다.
기판 상에 도포된 용액을 감압 상태로 건조시키는 감압 건조 장치로서, 상기 기판으로부터 기화된 상기 용액 중의 용매를 일시적으로 포집하는 용매 포집부를 구비하고, 상기 용매 포집부는, 상기 기판에 대향하도록 배치되며, 복수의 영역으로 구획되고, 상기 복수의 영역 각각에 개구가 형성되며, 상기 복수의 영역 각각의 단위 면적당의 열용량이, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있다.

Description

감압 건조 장치 {DECOMPRESSION DRYING APPARATUS}
본 개시는, 감압 건조 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 챔버 내에 수납된 기판 상의 용액을 감압 상태로 건조시키는 감압 건조 장치가 개시되어 있다. 이 감압 건조 장치에는, 용매 포집망이 설치되어 있다. 용매 포집망은, 망형판을 포함하고, 기판으로부터 기화된 용액 중의 용매를 일시적으로 포집하는 것이며, 챔버 내에 있어서 기판에 대향하도록 설치되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 감압 건조 장치에서는, 이 용매 포집망을 설치함으로써, 건조 시간이 기판의 면내에서 균일해지도록 하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2018-59597호 공보
본 개시에 따른 기술은, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판의 면내에서 보다 균일하게 한다.
본 개시의 일 양태는, 기판 상에 도포된 용액을 감압 상태로 건조시키는 감압 건조 장치로서, 상기 기판으로부터 기화된 상기 용액 중의 용매를 일시적으로 포집하는 용매 포집부를 구비하고, 상기 용매 포집부는, 상기 기판에 대향하도록 배치되며, 복수의 영역으로 구획되고, 상기 복수의 영역 각각에 개구가 형성되며, 상기 복수의 영역 각각의 단위 면적당의 열용량이, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판의 면내에서 보다 균일하게 할 수 있다.
도 1은 종래 기술 과제를 설명하기 위한, 용액이 도포된 상태의 기판의 평면도이다.
도 2는 종래 기술의 과제를 설명하기 위한, 용액이 도포된 상태의 기판의 평면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 감압 건조 장치의 개략 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 감압 건조 장치의 개략 구성을 나타낸 상면도이다.
도 5는 용매 포집망의 부착 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 감압 건조 장치 내의 부분 측면도이다.
도 6은 용매 포집망의 부착 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 감압 건조 장치에 있어서의 용매 포집망과 그 주위의 하면도이다.
도 7은 도 3의 용매 포집망의 중앙 영역의 부분 확대 평면도이다.
도 8은 도 3의 용매 포집망의 주연 영역의 부분 확대 평면도이다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 용매 포집망을 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 용매 포집망의 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 제3 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 용매 포집망을 설명하기 위한 도면으로서, 감압 건조 장치 내의 부분 측면도이다.
도 12는 용매 포집망에 형성된 개구의 형상의 다른 예를 설명하기 위한, 용매 포집망의 부분 확대 평면도이다.
도 13은 용매 포집망에 형성된 개구의 형상의 다른 예를 설명하기 위한, 용매 포집망의 부분 확대 평면도이다.
도 14는 용매 포집망에 형성된 개구의 형상의 다른 예를 설명하기 위한, 용매 포집망의 부분 확대 평면도이다.
종래, 유기 EL(Electroluminescence)의 발광을 이용한 발광 다이오드인 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)가 알려져 있다. 이러한 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 EL 디스플레이는, 박형 경량 또한 저소비 전력인 데다가, 응답 속도나 시야각, 콘트라스트비의 면에서 우수하다고 하는 이점을 갖고 있기 때문에, 차세대의 플랫 패널 디스플레이(FPD)로서 최근 주목받고 있다.
유기 발광 다이오드는, 기판 상의 양극과 음극 사이에 유기 EL층을 둔 구조를 갖고 있다. 유기 EL층은, 예컨대 양극측에서부터 차례로 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층이 적층되어 형성된다. 이들 유기 EL층의 각 층(특히 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층)을 형성하는 데 있어서는, 예컨대 잉크젯 방식으로 유기 재료의 액적을 기판 상에 이산적으로 배치된 각 색의 화소에 대응하는 뱅크에 토출함으로써, 뱅크 내에 그 화소의 유기 재료의 막을 도포한다고 하는 방법이 이용된다.
잉크젯 방식으로 기판 상에 토출된 유기 재료 중에는, 다량의 용매가 포함되어 있다. 그 때문에, 용매를 제거하는 것을 목적으로 하여, 기판 상의 용액을 감압 상태로 건조하는 감압 건조 처리가 행해지고 있다.
감압 건조 처리를 행하는 감압 건조 장치로서, 특허문헌 1에는, 기밀하게 구성되어 배기 장치에 의해 감압되는 챔버와, 챔버 내에 있어서 기판에 대향하도록 설치되어 기판 상의 유기 재료막으로부터 휘발되는 용매를 포집하는 용매 포집망을 구비하는 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1과 같이 용매 포집망을 설치함으로써, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판의 면내에서 대략 균일하게 할 수 있지만, 이하에 설명하는 바와 같이, 기판 상의 용액의 건조 시간의 면내 균일성에는 개선의 여지가 있다.
예컨대, 1장의 기판 전체를 1장의 FPD용 패널로서 사용하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 주연부를 제외한 대략 전면에 유기 재료(M)가 도포된다. 이와 같이 도포되는 경우, 특허문헌 1과 같이 용매 포집망을 설치했다고 해도, 기판 코너부(WP)보다 기판 중앙부(WC) 쪽이, 용매의 건조 시간이 길어져 버리는 경우가 있다.
또한, 1장의 기판을 분할하여 복수 장(예컨대 4장)의 FPD용 패널로서 사용하는 경우도 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(W)을 분할한 패널(P)의 주연부를 제외한 대략 전면에 유기 재료(M)가 도포된다. 이와 같이 도포되는 경우, 특허문헌 1과 같이 용매 포집망을 설치했다고 해도, 패널 코너부(PP)보다 패널 중앙부(PC) 쪽이, 용매의 건조 시간이 길어져 버리는 경우가 있다.
전술한 바와 같이 용매의 건조 시간에 차가 생기면, 예컨대, 건조가 완료되지 않은 기판 중앙부(WC)나 패널 중앙부(PC)에서 기화된 용매에 의해, 먼저 건조가 완료되어 기판 코너부(WP)나 패널 코너부(PP)에 형성된 도포막이 용해되어 버린다.
또한, 전술한 바와 같이 용매의 건조 시간에 차가 생기게 되는 이유로는, 유기 재료(M)의 도포 영역에 있어서의 비도포 영역과의 경계 부분에서는, 그 주위의 분위기 중의 용매의 농도가 흐리기 때문에, 용매가 휘발되기 쉬운 것을 들 수 있다.
그래서, 본 개시에 따른 기술은, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판의 면내에서 보다 균일하게 한다.
이하, 본 실시형태에 따른 감압 건조 장치를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
(제1 실시형태)
도 3 및 도 4는 제1 실시형태에 따른 감압 건조 장치의 개략 구성을 나타낸 도면으로서, 도 3은 단면도, 도 4는 상면도이다. 도 3에서는 후술하는 용매 포집망을 지지하기 위한 구조체의 도시는 생략되고, 도 4에서는 후술하는 천판(天板) 등의 도시는 생략되고 있다. 도 5 및 도 6은 용매 포집망의 부착 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 5는 감압 건조 장치 내의 부분 측면도, 도 6은 감압 건조 장치에 있어서의 용매 포집망과 그 주위의 하면도이다.
도 3의 감압 건조 장치(1)는, 기판 상에 예컨대 잉크젯 방식으로 도포된 용액을, 감압 상태로 건조하는 것이다. 또한, 감압 건조 장치(1)의 처리 대상의 기판은 예컨대 유기 EL 디스플레이용의 유리 기판이며, 도 1에 도시한 것과 마찬가지로, 1장의 기판 전체로 1장의 FPD용 패널로서 사용되는 것이다. 또한, 처리 대상의 기판은, 대형 기판이며, 그 폭이 예컨대 215 ㎜이다.
처리 대상의 기판에 도포되어 있는 용액은, 용질과 용매를 포함하고, 감압 건조 처리의 대상이 되는 성분은 주로 용매이다. 용매에 포함되는 유기 화합물로는, 고비점인 것이 많고, 예컨대, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 비점 220℃, 융점 8℃), 4-tert-부틸아니솔(4-tert-Butylanisole, 비점 222℃, 융점 18℃), 트랜스-아네톨(Trans-Anethole, 비점 235℃, 융점 20℃), 1,2-디메톡시벤젠(1,2-Dimethoxybenzene, 비점 206.7℃, 융점 22.5℃), 2-메톡시비페닐(2-Methoxybiphenyl, 비점 274℃, 융점 28℃), 페닐에테르(Phenyl Ether, 비점 258.3℃, 융점 28℃), 2-에톡시나프탈렌(2-Ethoxynaphthalene, 비점 282℃, 융점 35℃), 벤질페닐에테르(Benzyl Phenyl Ether, 비점 288℃, 융점 39℃), 2,6-디메톡시톨루엔(2,6-Dimethoxytoluene, 비점 222℃, 융점 39℃), 2-프로폭시나프탈렌(2-Propoxynaphthalene, 비점 305℃, 융점 40℃), 1,2,3-트리메톡시벤젠(1,2,3-Trimethoxybenzene, 비점 235℃, 융점 45℃), 시클로헥실벤젠(cyclohexylbenzene, 비점 237.5℃, 융점 5℃), 도데실벤젠(dodecylbenzene, 비점 288℃, 융점 -7℃), 1,2,3,4-테트라메틸벤젠(1,2,3,4-tetramethylbenzene, 비점 203℃, 융점 76℃) 등을 들 수 있다. 이들 고비점 유기 화합물은, 2종 이상이 조합되어 용액 중에 배합되어 있는 경우도 있다.
감압 건조 장치(1)는, 챔버(10)와, 배치대(20)를 구비하고, 배기 장치(30)에 접속되어 있다.
챔버(10)는, 감압 가능하게 구성된 처리 용기로서, 예컨대 스테인리스 등의 금속 재료로 형성된다. 챔버(10)는, 각통형의 본체부(11)와, 본체부(11)의 상측에 부착되는 천판(12)과, 본체부(11)의 하측에 부착되는 바닥판(13)을 갖는다.
본체부(11)는, 그 측면에, 기판(W)을 챔버(10) 내에 반입·반출하기 위한 반입·반출구(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
천판(12)은, 본체부(11)의 상측의 개구를 막음과 더불어, 후술하는 용매 포집망(40)을 지지한다.
바닥판(13)은, 본체부(11)의 하측의 개구를 막는 것이다. 바닥판(13)의 상측의 중앙에는 배치대(20)가 배치되어 있다. 또한, 바닥판(13)에는, 배치대(20)의 외주를 둘러싸도록 배기구 슬릿(13a)이 형성되고, 배기구 슬릿(13a)에는 배기관(31)을 통해 배기 장치(30)가 접속되어 있다. 이 배기구 슬릿(13a)을 통해 감압 건조 장치(1)의 챔버(10) 내부를 감압할 수 있다.
배치대(20)는, 기판(W)이 배치되는 것이다. 배치대(20)에는, 상기 배치대(20)를 관통하도록 승강핀(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 승강핀은, 챔버(10)의 외부로부터 상기 챔버(10) 내에 삽입되는 기판 반송 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 기판(W)을 전달하기 위한 것이다. 이 승강핀은 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 자유롭게 상하 이동 가능하게 구성되어 있다.
배기 장치(30)는, 진공 펌프로 구성되고, 구체적으로는, 예컨대 터보 분자 펌프와 드라이 펌프가 상류측에서부터 이 순서로 직렬로 접속되어 구성된다.
배기관(31)에 있어서의 배기구 슬릿(13a)과 배기 장치(30) 사이의 부분에는 자동 압력 제어 밸브[APC(Adaptive Pressure Control) 밸브](32)가 설치되어 있다. 감압 건조 장치(1)에서는, 배기 장치(30)의 진공 펌프를 작동시킨 상태에서, APC 밸브(32)의 개도(開度)를 조절함으로써, 감압 배기시의 챔버(10) 내의 진공도를 제어할 수 있다.
또한, APC 밸브(32)에 의한 상기 진공도의 제어를 위해, 챔버(10) 내의 압력을 측정하는 압력계(도시하지 않음)가 감압 건조 장치(1)에 설치되어 있다. 상기 압력계에 의한 계측 결과는 전기 신호로서 APC 밸브(32)에 입력된다.
또한, 감압 건조 장치(1)는, 제어부(도시하지 않음)를 갖는다. 이 제어부는, 예컨대 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터로서, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 감압 건조 장치(1)에 있어서의 감압 건조 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 상기 기억 매체로부터 상기 제어부에 인스톨된 것이어도 좋다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드 웨이퍼(회로 기판)로 실현하여도 좋다.
게다가, 감압 건조 장치(1)는, 배치대(20)에 배치된 기판(W)으로부터 기화된 용액 중의 용매를 일시적으로 포집하는 용매 포집부로서의 용매 포집망(40)을 구비한다. 구체적으로는, 용매 포집망(40)은, 기판(W) 상에 잉크젯 방식에 의해 도포된 용액으로부터 기화된 용매를 포집한다. 용매 포집망(40)을 챔버(10) 내에 설치함으로써, 상기 챔버(10) 내의 분위기 중의 용매 농도를 조절할 수 있다.
용매 포집망(40)은, 상기 용매 포집망(40)의 상부의 구조물로서 용매 포집망(40)에 가장 가까운 구조물인 천판(12)과 기판(W) 사이의 위치에 지지된다. 또한, 용매 포집망(40)은, 기판(W)과 정대(正對)하도록, 즉 기판(W)과 대략 평행해지도록, 천판(12)에 지지된다. 또한, 용매 포집망(40)은, 기판(W)까지의 거리가 예컨대 75 ㎜가 되는 위치에 지지된다.
천판(12)에 의한 용매 포집망(40)의 지지는, 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임체(50)와 다리부(51)를 통해 행해진다. 예컨대, 용매 포집망(40)을 각통형의 프레임체(50)에 용접 등에 의해 고정하고, 프레임체(50)의 외측에 설치된 귀부(50a)를, 천판(12)으로부터 아래 방향으로 연장되는 다리부(51)에, 나사 등을 이용하여 고정함으로써, 용매 포집망(40)이 천판(12)에 지지된다.
또한, 프레임체(50)나 다리부(51)는 예컨대 스테인리스 등의 금속 재료로 형성된다.
또한, 프레임체(50)나 다리부(51)는 기판(W)과는 용매 포집망(40)을 사이에 두고 반대측에 위치하고 있다. 따라서, 기판(W) 측에서 보아 용매 포집망(40)이 프레임체(50)나 다리부(51)에 덮여 있지 않기 때문에, 기판(W)으로부터 용매 포집망(40) 방향으로의 기화된 용매의 흐름은 프레임체(50)나 다리부(51)에는 저해되지 않는다.
계속해서, 용매 포집망(40)의 형상 등의 상세한 내용에 대해서, 도 6을 참조하고, 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다. 도 7은 용매 포집망(40)의 중앙 영역의 부분 확대 평면도, 도 8은 용매 포집망(40)의 주연 영역의 부분 확대 평면도이다.
용매 포집망(40)은, 복수의 영역으로 구획되고, 상기 복수의 영역 각각에 개구가 형성되어 있다. 예컨대, 용매 포집망(40)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙 영역(R1)과 주연 영역(R2)으로 구획되고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙 영역(R1)에는 평면에서 보아 정육각 형상의 개구(41)가 형성되고, 주연 영역(R2)에는 개구(42)가 형성되어 있다. 또한, 개구(41, 42)는, 예컨대, 용매 포집망(40)의 두께 방향으로 상기 용매 포집망(40)을 관통하는 관통 구멍이다.
그리고, 용매 포집망(40)은, 복수의 영역 각각의 평면에서 보았을 때의 단위 면적당 열용량이, 상기 영역과 대향하는 기판(W)의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 용매 포집망(40)에 있어서, 기판 중앙부(WC)와 대향하는 중앙 영역(R1)과, 기판 다리부(WP)와 대향하는 영역을 포함하는 주연 영역(R2)에서 개구율이 상이하고, 이에 따라 중앙 영역(R1)과 주연 영역(R2)에서 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 상이하다. 보다 구체적으로는, 용매 포집망(40)은, 중앙 영역(R1)의 개구율이, 주연 영역(R2)의 개구율보다 커지도록 형성되고, 중앙 영역(R1)의 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 주연 영역(R2)의 동 열용량보다 작게 되어 있다.
예컨대, 중앙 영역(R1)의 개구(41) 및 주연 영역(R2)의 개구(42)는 모두 평면에서 보았을 때, 규칙적으로 격자형으로 형성되어 있고, 개구(41)와 개구(42)에서는 그 피치가 같다. 단, 평면에서 보았을 때, 개구(41)의 내경이, 개구(42)의 내경보다 크다. 바꿔 말하면, 평면에서 보았을 때, 인접한 개구(41) 사이를 떼어놓는 격벽부(41a)의 폭이, 인접한 개구(42) 사이를 떼어놓는 격벽부(42a)의 폭보다 작다. 이러한 형상의 차이에 따라, 용매 포집망(40)은, 중앙 영역(R1)의 개구율이, 주연 영역(R2)의 개구율보다 커지고 있다.
또한, 개구율이란, 평면에서 보았을 때의, 용매 포집망(40)의 단위 면적에 대한 용매 포집망(40)의 개구(41) 또는 개구(42)의 면적의 비율을 말한다. 중앙 영역(R1)에 있어서의 개구율 및 주연 영역(R2)에 있어서의 개구율은 예컨대 60%∼80%의 범위에서 설정된다.
용매 포집망(40)은, 전술한 바와 같은 개구(41, 42)를 갖는 망형판으로 구성된다. 망형판은, 두께 방향으로 관통하는 개구가 평면에서 보았을 때 격자형으로 규칙적으로 형성된 판형 부재이다. 또한, 용매 포집망(40)은, 스테인리스나 알루미늄, 구리, 금과 같은 금속 재료 등의 열전도성이 좋은 재료로 형성된다. 용매 포집망(40)의 개구(41, 42)는, 예컨대 레이저 가공에 의해 형성된다.
또한, 용매 포집망(40)은 얇고, 그 두께는 예컨대 0.05 ㎜∼0.2 ㎜이다. 또한, 용매 포집망(40)의 수평 방향의 치수는, 기판(W)의 수평 방향의 치수와 대략 동일하다. 단, 용매 포집망(40)의 수평 방향의 치수는, 기화된 용매의 흡착량을 늘리기 위해, 기판(W)의 수평 방향의 치수보다 크게 하여도 좋다.
또한, 용매 포집망(40)은, 전술한 바와 같이 영역에 따라 개구율이 상이하지만 어느 영역에 있어서도 개구율이 60%∼80%로 크고, 0.05∼0.2 ㎜로 얇기 때문에, 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 작다.
계속해서, 감압 건조 장치(1)를 이용한 감압 건조 처리에 대해서 설명한다.
감압 건조 장치(1)를 이용한 감압 건조 처리에서는, 우선, 잉크젯 방식으로 용액이 도포된 기판(W)이 배치대(20)에 배치된다.
계속해서, 배기 장치(30)의 드라이 펌프가 작동되어 챔버(10) 내부가 감압 배기된다. 드라이 펌프에 의한 감압 배기는 챔버(10) 내의 압력이 예컨대 10 Pa가 될 때까지 행해진다.
이 감압 배기시에, 단열 팽창에 의해 챔버(10) 내의 기체는 냉각된다. 이와 같이 챔버(10) 내의 기체가 냉각되었다고 해도, 기판(W)의 온도는, 상기 기판(W)의 열용량이 큰 것 등으로 인해, 실온인 23℃에서 거의 변화되지 않는다. 그러나, 열용량이 작은 용매 포집망(40)의 온도는 저하된다.
그 후, 배기 장치(30)의 터보 분자 펌프가 작동되어, 더욱 감압 배기된다. 이 감압 배기에 따라, 전술과 마찬가지로 용매 포집망(40)의 온도는 저하되고, 그 시점에서의 챔버(10) 내의 압력에 있어서의 노점 이하(예컨대 8∼15℃)가 된다.
또한, 용매 포집망(40)의 온도는, 기판(W) 상의 용매의 증발이 완료될 때까지 동안, 각 시점에서의 챔버(10) 내의 압력에 있어서의 용매의 노점 이하로 유지된다.
따라서, 기판(W)으로부터 기화된 용매는, 용매 포집망(40)에 의해 고효율로 포집되기 때문에, 챔버(10) 내의 기체형 용매의 농도는 낮게 유지된다. 따라서, 기판(W) 상의 용매를 빠르게 제거할 수 있다.
또한, 용매 포집망(40)이, 전술한 바와 같이, 중앙 영역(R1)의 개구율이, 주연 영역(R2)의 개구율보다 커지도록 형성되고, 중앙 영역(R1)의 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 주연 영역(R2)의 동 열용량보다 작게 되어 있다. 그 때문에, 전술한 감압 배기 과정의 냉각으로, 용매 포집망(40)의 중앙 영역(R1)이 주연 영역(R2)보다 빨리, 각 시점에서의 챔버(10) 내의 압력에 있어서의 노점 이하에 도달하고, 또한, 상기 냉각의 결과, 용매 포집망(40)의 중앙 영역(R1)의 도달 온도가 주연 영역(R2)보다 낮아진다. 즉, 용매 포집망(40)은, 중앙 영역(R1)이 주연 영역(R2)보다 용매의 흡착 능력이 높다. 따라서, 용매 포집망(40)을 이용함으로써, 종래의 용매 포집망을 이용한 경우에 기판 코너부(WP)보다 용매의 건조 시간이 길어지는 기판 중앙부(WC)로부터의 용매를, 기판 코너부(WP)로부터의 용매보다 고효율로 포집할 수 있다. 따라서, 기판(W) 상의 용액의 건조가 완료되는 타이밍을, 기판 중앙부(WC)와 기판 코너부(WP)에서 같게 할 수 있다.
기판(W) 상의 용매의 제거가 완료된 후에도 배기 장치(30)의 터보 분자 펌프에서의 배기는 계속된다. 용매 포집망(40)에 의해 포집된 용매를 상기 용매 포집망(40)으로부터 제거하기 위함이다.
예컨대 터보 분자 펌프가 작동되고 나서 소정 시간이 경과할 때까지, 터보 분자 펌프에서의 배기를 계속함으로써, 용매 포집망(40)으로부터 용매를 제거하는 용매 포집망(40)의 건조 공정이 종료된다.
용매 포집망(40)의 건조 공정 종료 후, 배기 장치(30)가 정지된다. 그 후, 챔버(10) 내의 압력이 대기압까지 복귀된 후, 기판(W)이 챔버(10)로부터 반출된다. 이것으로, 감압 건조 장치(1)를 이용한 감압 건조 처리가 종료된다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, 용매 포집망(40)이, 챔버(10) 내의 기판(W)에 대향하도록 설치되고, 복수의 영역으로 구획되며, 복수의 영역 각각에 개구가 형성되고, 복수의 영역 각각의 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이, 상기 영역과 대향하는 기판(W)의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있다. 따라서, 용매 포집망(40)의 복수의 영역 각각의 용매 흡착 능력이, 상기 영역과 대향하는 부분에 따라 상이하기 때문에, 기판(W) 상의 용액의 건조 시간을 기판(W)의 면내에서 균일하게 할 수 있다. 따라서, 화소 내 막 형상의 기판(W) 내에서의 편차나, 기판(W) 내에서의 막 두께 분포의 편차, 1화소 내에서의 막 두께 분포의 편차가 생기는 것을 막을 수 있다.
용매의 건조 시간의 기판 면내에 있어서의 불균일성은, 기판(W)이 대형화하면 더욱 현저해진다. 따라서, 본 실시형태에 따른 감압 건조 장치(1)는, 대형의 기판(W)을 건조 처리 대상으로 하는 경우에 특히 유용하다.
본 실시형태에서는, 용매 포집망(40)이, 중앙 영역(R1)과 주연 영역(R2)으로 구획되고, 중앙 영역(R1)과 주연 영역(R2)에 각각 개구(41, 42)가 형성되어 있다. 그리고, 이 용매 포집망(40)이, 중앙 영역(R1)과 주연 영역(R2)에서, 단위 면적당의 열용량이 상이하다. 건조 처리 대상의 기판(W)이, 기판 1장 전체로 1장의 FPD 용 패널로서 사용되는 것인 경우에, 기판(W) 상의 용액의 건조 시간을 기판(W)의 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(제2 실시형태)
도 9는 제2 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 용매 포집망을 설명하기 위한 평면도이다.
제1 실시형태에 따른 감압 건조 장치의 건조 처리 대상의 기판은, 기판 1장 전체로 1장의 FPD용 패널로서 사용되는 것이었다. 그것에 반해, 본 실시형태에 따른 감압 건조 장치의 건조 처리 대상의 기판(W)은, 도 2에 도시된 것과 마찬가지로, 기판 1장을 분할하여 4장의 FPD용 패널로서 사용되는 것이다.
본 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 도 9의 용매 포집망(100)은, 기판(W)에 있어서의 패널 중앙부(PC)에 상당하는 부분과 대향하는 패널 대응 중앙 영역(R11)과, 기판(W)에 있어서의 패널 코너부(PP)에 상당하는 부분과 대향하는 패널 대응 주연 영역(R12)으로 구획되어 있다. 그리고, 패널 대응 중앙 영역(R11)에는, 도 7의 개구(41)와 동일한 개구가 형성되고, 패널 대응 주연 영역(R12)에는, 도 8의 개구와 동일한 개구가 형성되어 있다. 즉, 용매 포집망(100)은, 패널 대응 중앙 영역(R11)의 개구율이, 패널 대응 주연 영역(R12)의 개구율보다 커지도록 형성되어 있다. 이에 따라, 용매 포집망(100)에 있어서, 패널 대응 중앙 영역(R11)의 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 패널 대응 주연 영역(R12)의 동 열용량보다 작게 되어 있다.
그 때문에, 감압 건조 처리에 있어서의 챔버(10) 내의 감압 배기의 과정에서, 용매 포집망(100)의 패널 대응 중앙 영역(R11)이 패널 대응 주연 영역(R12)보다 빨리, 각 시점에서의 챔버(10) 내의 압력에 있어서의 노점 이하에 도달하고, 또한, 패널 대응 중앙 영역(R11)의 도달 온도가 패널 대응 주연 영역(R12)보다 낮아진다. 즉, 용매 포집망(100)은, 패널 대응 중앙 영역(R11)이 패널 대응 주연 영역(R12)보다 용매의 흡착 능력이 높다. 따라서, 용매 포집망(100)을 이용함으로써, 종래의 용매 포집망을 이용한 경우에 패널 코너부(PP)보다 용매의 건조 시간이 길어지는 패널 중앙부(PC)로부터의 용매를, 패널 코너부(PP)로부터의 용매보다 고효율로 포집할 수 있다. 따라서, 기판(W) 상의 용액의 건조가 완료되는 타이밍을, 패널 중앙부(PC)와 패널 코너부(PP)에서 같게 할 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 건조 처리 대상의 기판(W)이 기판 1장을 분할하여 4장의 FPD용 패널로서 사용되는 것인 경우에, 기판(W) 상의 용액의 건조 시간을 패널 면내에서 균일하게 할 수 있다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 용매 포집망의 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.
건조 처리 대상의 기판(W)이 기판 1장을 분할하여 4장의 FPD용 패널로서 사용되는 것인 경우에 이용되는 용매 포집망은, 도 9의 예에 한정되지 않고, 도 10에 도시하는 것이어도 좋다.
도 10의 용매 포집망(110)은, 제1∼제3 영역(R21∼R23)으로 구획되어 있다. 제1 영역(R21)은, 기판 중앙부(WC)에 있어서의 패널 중앙부(PC)에 상당하는 부분과 대향하는 영역이다. 제2 영역(R22)은, 기판 중앙부(WC)에 있어서의 패널 코너부(PP)에 상당하는 부분 또는 기판 코너부(WP)에 있어서의 패널 중앙부(PC)에 상당하는 부분과 대향하는 영역이다. 제3 영역(R23)은, 기판 코너부(WP)에 있어서의 패널 코너부(PP)에 상당하는 부분과 대향하는 영역이다. 그리고, 용매 포집망(110)은, 이하의 관계가 충족되도록, 제1∼제3 영역(R21∼R23)에 개구가 형성되어 있다.
제1 영역(R21)의 개구율>제2 영역(R22)의 개구율>제3 영역(R23)의 개구율
이에 따라, 용매 포집망(110)에 있어서, 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 이하와 같은 관계로 되어 있다.
제1 영역(R21)<제2 영역(R22)<제3 영역(R23)
그 때문에, 감압 건조 처리에 있어서의 챔버(10) 내의 감압 배기의 과정에서, 제1 영역(R21), 제2 영역(R22), 제3 영역(R23)의 순서로, 각 시점에서의 챔버(10) 내의 압력에 있어서의 노점 이하에 도달한다. 또한, 상기 감압 배기의 과정에서의 도달 온도가, 제1 영역(R21), 제2 영역(R22), 제3 영역(R23)의 순서가 된다. 즉, 용매 포집망(110)에서는, 용매의 흡착 능력이, 높은 쪽에서부터 차례로, 제1 영역(R21), 제2 영역(R22), 제3 영역(R23)이다. 그리고, 종래의 용매 포집망을 이용한 경우, 용매의 건조 시간은, 긴 쪽에서부터 차례로 들면, 기판(W)에 있어서의 용매 포집망(110)의 제1 영역(R21)에 대향하는 부분, 제2 영역(R22)에 대향하는 부분, 제3 영역(R23)에 대향하는 부분이다. 따라서, 용매 포집망(110)을 이용함으로써, 기판(W) 상의 용액의 건조가 완료되는 타이밍을, 기판(W)의 면내 및 패널 면내에서 같게 할 수 있다. 즉, 기판(W) 상의 용액의 건조 시간을 기판(W)의 면내 및 패널 면내에서 보다 정확하게 균일하게 할 수 있다. 따라서, 화소내 막 형상의 기판(W) 내에서의 편차, 기판(W) 내에서의 막 두께 분포의 편차, 1화소 내에 있어서의 막 두께 분포의 편차뿐만 아니라, 화소 내 막 형상의 패널 내에서의 편차나, 패널 내에서의 막 두께 분포의 편차가 생기는 것을 막을 수 있다.
또한, 용매 포집망(110)의 제2 영역(R22)은, 기판 중앙부(WC)에 있어서의 패널 코너부(PP)에 대향하는 영역과, 기판 코너부(WP)에 있어서의 패널 중앙부(PC)에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 나누어, 각 영역의 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량을 구획된 다른 영역의 것과 상이하게 하도록 하여도 좋다.
(제3 실시형태)
도 11은 제3 실시형태에 따른 감압 건조 장치에 설치되는 용매 포집망을 설명하기 위한 도면으로서, 감압 건조 장치 내의 부분 측면도이다.
이상의 예의 감압 건조 장치에서는, 1장의 용매 포집망을 이용하고 있었지만, 형상이 서로 상이한 복수 장의 용매 포집망을 적층하여 이용하도록 하여도 좋다.
도 11의 예의 감압 건조 장치에는, 도 6의 용매 포집망(40)과 도 9의 용매 포집망(100)이 적층되어 배치되어 있다. 용매 포집망(40)과 용매 포집망(100)은, 적층 방향으로 간극 없이 서로 밀착되어 있고, 용접 등에 의해 서로 접합되어 있다. 용매 포집망(40) 및 용매 포집망(100)의 적층 순서는 관계없이, 용매 포집망(40)과 용매 포집망(100) 중 어느 하나가 기판(W) 측에 배치되어도 좋다.
전술한 바와 같이, 용매 포집망(40)은, 중앙 영역(R1)과 주연 영역(R2)으로 구획되어 있고, 용매 포집망(100)은, 패널 대응 중앙 영역(R11)과 패널 대응 주연 영역(R12)으로 구획되어 있다.
본 실시형태에 의해서도, 도 10의 용매 포집망(110)을 이용한 경우와 마찬가지로, 건조 처리 대상의 기판(W)이 기판 1장을 분할하여 복수 장(예컨대 4장)의 FPD용 패널로서 사용되는 것인 경우에, 기판(W) 상의 용액의 건조 시간을 기판(W)의 면내 및 패널 면내에서 보다 정확하게 균일하게 할 수 있다.
도 12∼도 14는 용매 포집망에 형성된 개구의 형상의 다른 예를 설명하기 위한 평면도로서, 용매 포집망을 부분 확대하여 나타내고 있다.
이상의 예에서는, 용매 포집망에 형성된 개구의 형상은, 평면에서 보아 육각형이지만, 이 예에 한정되지 않는다.
예컨대, 도 12에 도시된 바와 같이, 개구(120)의 형상은 평면에서 보아 원 형상이어도 좋다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 개구(120)의 형상은 평면에서 보아 사각 형상, 보다 구체적으로는, 평면에서 보아 직사각 형상이어도 좋다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 개구(120)의 형상은, 평면에서 보아 삼각 형상, 보다 구체적으로는, 평면에서 보아 정삼각 형상이어도 좋다.
또한, 용매 포집망에 형성된 개구의 평면에서 본 형상은, 육각형, 원형, 사각형 및 삼각형 중 어느 2 이상의 조합이어도 좋다.
또한, 이상의 설명에서는, 용매 포집망에 있어서, 구획된 영역마다 개구율이 상이하고, 이에 따라, 구획된 영역마다 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 상이하였다. 이것 대신에, 용매 포집망에 있어서, 구획된 영역마다 판 두께를 상이하게 하고, 이에 따라, 구획된 영역마다 평면에서 보았을 때의 단위 면적당의 열용량이 상이하게 하도록 하여도 좋다.
또한, 용매 포집망에 있어서, 구획된 영역마다 개구율과 판 두께 양쪽 모두를 상이하게 하도록 하여도 좋다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 기판 상에 도포된 용액을 감압 상태로 건조시키는 감압 건조 장치로서,
상기 기판으로부터 기화된 상기 용액 중의 용매를 일시적으로 포집하는 용매 포집부를 구비하고,
상기 용매 포집부는,
상기 기판에 대향하도록 배치되며,
복수의 영역으로 구획되고,
상기 복수의 영역 각각에 개구가 형성되며,
상기 복수의 영역 각각의 단위 면적당의 열용량이, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있는, 감압 건조 장치.
상기 (1)에 따르면, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(2) 상기 용매 포집부는, 상기 복수의 영역 각각의 개구율이, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있는, 상기 (1)에 기재된 감압 건조 장치.
(3) 상기 용매 포집부는, 상기 복수의 영역 각각의 두께가, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 감압 건조 장치.
(4) 상기 용매 포집부는, 기판 코너부와 대향하는 영역과, 기판 중앙부와 대향하는 영역으로 구획되어 있는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치.
상기 (4)에 따르면, 건조 처리 대상의 기판이, 기판 1장 전체로 1장의 패널로서 사용되는 것인 경우에, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(5) 상기 기판은, 건조 후에 복수의 패널로 분할되는 것이며,
상기 용매 포집부는,
상기 기판에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과,
상기 기판에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 구획되어 있는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치.
상기 (5)에 따르면, 건조 처리 대상의 기판이, 기판 1장을 복수 장의 패널로 분할하여 사용되는 것인 경우에, 기판 상의 용액의 건조 시간을 패널 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(6) 상기 기판은, 건조 후에 복수의 패널로 분할되는 것이며,
상기 용매 포집부는,
기판 중앙부에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과,
기판 중앙부에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분 또는 기판 코너부에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과,
기판 코너부에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 구획되어 있는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치.
상기 (6)에 따르면, 건조 처리 대상의 기판이, 기판 1장을 복수 장의 패널로 분할하여 사용되는 것인 경우에, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판 면내에서 균일 또한 패널 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(7) 상기 감압 건조 장치는,
상기 용매 포집부를 복수 구비하고,
상기 기판은, 건조 후에 복수의 패널로 분할되는 것이며,
복수의 상기 용매 포집부는,
적층되어 배치되고,
기판 코너부와 대향하는 영역과, 기판 중앙부와 대향하는 영역으로 구획된 상기 용매 포집부와, 상기 기판에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과, 상기 기판에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 구획된 상기 용매 포집부를 포함하는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치.
상기 (7)에 따르면, 건조 처리 대상의 기판이, 기판 1장을 복수 장의 패널로 분할하여 사용되는 것인 경우에, 기판 상의 용액의 건조 시간을 기판 면내에서 균일 또한 패널 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(8) 상기 개구의 평면에서 본 형상은, 육각형, 원형, 사각형 및 삼각형 중 어느 하나, 또는 어느 2 이상의 조합인, 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 감압 건조 장치.

Claims (8)

  1. 기판 상에 도포된 용액을 감압 상태로 건조시키는 감압 건조 장치로서,
    상기 기판으로부터 기화된 상기 용액 중의 용매를 일시적으로 포집하는 용매 포집부를 구비하고,
    상기 용매 포집부는,
    상기 기판에 대향하도록 배치되며,
    복수의 영역으로 구획되고,
    상기 복수의 영역 각각에 개구가 형성되며,
    상기 복수의 영역 각각의 단위 면적당의 열용량이, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있는 것인, 감압 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용매 포집부는, 상기 복수의 영역 각각의 개구율이, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있는 것인, 감압 건조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매 포집부는, 상기 복수의 영역 각각의 두께가, 상기 영역과 대향하는 기판의 부분에 따라 상이하게 형성되어 있는 것인, 감압 건조 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매 포집부는, 기판 코너부와 대향하는 영역과, 기판 중앙부와 대향하는 영역으로 구획되어 있는 것인, 감압 건조 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은, 건조 후에 복수의 패널로 분할되는 것이며,
    상기 용매 포집부는,
    상기 기판에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과,
    상기 기판에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 구획되어 있는 것인, 감압 건조 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은, 건조 후에 복수의 패널로 분할되는 것이며,
    상기 용매 포집부는,
    기판 중앙부에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과,
    기판 중앙부에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분 또는 기판 코너부에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과,
    기판 코너부에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 구획되어 있는 것인, 감압 건조 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감압 건조 장치는,
    상기 용매 포집부를 복수 구비하고,
    상기 기판은, 건조 후에 복수의 패널로 분할되는 것이며,
    복수의 상기 용매 포집부는,
    적층되어 배치되고,
    기판 코너부와 대향하는 영역과, 기판 중앙부와 대향하는 영역으로 구획된 상기 용매 포집부와, 상기 기판에 있어서의 패널 코너부에 상당하는 부분과 대향하는 영역과, 상기 기판에 있어서의 패널 중앙부에 상당하는 부분과 대향하는 영역으로 구획된 상기 용매 포집부를 포함하는 것인, 감압 건조 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구의 평면에서 본 형상은, 육각형, 원형, 사각형 및 삼각형 중 어느 하나, 또는 어느 2 이상의 조합인 것인, 감압 건조 장치.
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