WO2014017194A1 - ベーク処理システム - Google Patents

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WO2014017194A1
WO2014017194A1 PCT/JP2013/066044 JP2013066044W WO2014017194A1 WO 2014017194 A1 WO2014017194 A1 WO 2014017194A1 JP 2013066044 W JP2013066044 W JP 2013066044W WO 2014017194 A1 WO2014017194 A1 WO 2014017194A1
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WO
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substrate
baking
processing system
load lock
bake
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PCT/JP2013/066044
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English (en)
French (fr)
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正樹 成島
林　輝幸
文夫 下茂
建次郎 小泉
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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Publication date
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    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour

Definitions

  • the present invention relates to a baking processing system that can be used for baking an organic material film, for example, in the process of manufacturing an organic EL element.
  • An organic EL (Electro Luminescence) element is a light-emitting element that utilizes the luminescence of an organic compound that is generated by passing an electric current.
  • the layer is generically referred to as “layer”).
  • the EL layer is, for example, from the anode side, [hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer], [hole injection layer / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer], or [positive The hole injection layer / the hole transport layer / the light emitting layer / the electron transport layer / the electron injection layer] are stacked in this order.
  • the formation of the EL layer is performed by depositing and applying an organic material on the substrate for each layer.
  • an ink jet printing method it is considered advantageous to use an ink jet printing method as a coating method.
  • the organic material film printed on the substrate by the inkjet printing method contains a large amount of solvent, a drying step is required to remove the solvent.
  • heating is performed in a low oxygen atmosphere at a temperature of, for example, about 160 to 250 ° C. for about 1 hour. Bake treatment is required.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-142260.
  • the present invention provides a baking processing system that can perform low-cost and efficient processing when baking an organic material film printed on a large substrate by an inkjet printing method.
  • the baking processing system of the present invention is a baking apparatus that performs baking at a pressure of atmospheric pressure or lower with respect to an organic material film formed on a substrate by an inkjet printing apparatus;
  • a second transfer device that is disposed in a substrate transfer path between the inkjet printing apparatus and the load lock device, and that transfers the substrate in at least a portion of the substrate transfer path; It has.
  • the baking apparatus includes: A hot plate for heating the substrate; A plurality of movable pins provided so as to be able to project and retract with respect to the surface of the hot plate, and supporting the substrate while being separated from the surface of the hot plate while the substrate is heated; You may have.
  • the distance between the surface of the hot plate and the substrate is in the range of 0.1 mm to 10 mm.
  • the baking device may be connected to an exhaust device, and baking may be performed by adjusting the pressure in the baking device to 133 Pa or more and 66500 Pa or less. In this case, it is preferable to perform baking by introducing an inert gas into the baking apparatus.
  • the load lock device includes: A cooling plate for cooling the substrate accommodated therein, A plurality of movable pins provided so as to be able to project and retract with respect to the surface of the cooling plate, and supporting the substrate while being separated from the surface of the cooling plate while cooling the substrate; You may have.
  • the distance between the surface of the cooling plate and the substrate is in the range of 0.1 mm to 10 mm.
  • the load lock device may be connected to an exhaust device, and the inside of the load lock device may be adjusted to a pressure of 400 Pa or more and atmospheric pressure to cool the substrate.
  • the load lock device also functions as a vacuum drying device for drying the organic material film formed on the substrate accommodated therein under reduced pressure.
  • the baking processing system of the present invention may further include a reduced-pressure drying device that dries the organic material film formed on the substrate by the ink jet printing apparatus.
  • the baking apparatus may store and process a plurality of substrates at the same time.
  • the load lock device may accommodate a plurality of substrates at the same time.
  • the first transport device may transport a plurality of substrates simultaneously between the bake device and the load lock device.
  • a plurality of the baking apparatuses may be provided adjacent to the transfer chamber.
  • one unit is constituted by the three baking devices, the transfer chamber, and the load lock device, and the second transfer device transfers the substrate to a plurality of units. You may do it.
  • the drying process for forming the EL layer and the subsequent baking process in the manufacturing process of the organic EL element are continuously performed while suppressing the consumption of N 2 gas. It can be done with throughput. Therefore, according to the present invention, the productivity of the manufacturing process of the organic EL element can be improved.
  • FIG. 1st Embodiment of this invention It is a top view which shows the outline of the baking processing system of the 1st Embodiment of this invention. It is a horizontal sectional view which shows the principal part of FIG. It is sectional drawing with which it uses for description of a vacuum baking apparatus. It is sectional drawing with which it uses for description of another state of a vacuum baking apparatus. It is sectional drawing with which it uses for description of the modification of a vacuum baking apparatus. It is sectional drawing with which it uses for description of a load lock apparatus. It is sectional drawing with which it uses for description of another state of a load lock apparatus. It is sectional drawing with which it uses for description of the modification of a load lock apparatus. It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing process of an organic EL element. It is a top view which shows the outline of the baking processing system of the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a baking processing system 100 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a horizontal sectional view of a main part (one unit) of FIG.
  • the bake processing system 100 can be preferably used for baking processing of an organic material film that has been ink-jet printed by an external ink-jet printing apparatus (IJ) 200 during the manufacturing process of the organic EL display.
  • the bake processing system 100 includes a vacuum baking apparatus (VB) 1 that performs baking at a pressure equal to or lower than atmospheric pressure on an organic material film formed on a substrate S by an external inkjet printing apparatus (IJ) 200, and a vacuum baking apparatus. (VB) 1 is provided adjacent to the transfer device 11 (see FIG.
  • a transfer chamber (TR) 10 the bake processing system 100 is provided adjacent to the transfer chamber (TR) 10, and is configured to be able to switch between an atmospheric pressure state and a vacuum state, and an ink jet printing apparatus (IJ). 200, and a transfer device 31 as a second transfer device that is provided in a substrate transfer path between the load lock device (LL) 20 and transfers the substrate S in at least a part of the substrate transfer path. .
  • the bake processing system 100 includes four units 101A, 101B, 101C, and 101D.
  • One unit has a multi-chamber structure including three vacuum baking apparatuses (VB) 1, one transfer chamber (TR) 10, and one load lock apparatus (LL) 20.
  • a transfer chamber (TR) 10 is disposed at the center of each unit, and three vacuum baking devices (VB) 1 for performing a baking (firing) process on the substrate S are disposed adjacent to the three side surfaces thereof.
  • a load lock device (LL) 20 is disposed adjacent to the remaining one side surface of the transfer chamber (TR) 10.
  • the three vacuum baking devices (VB) 1, the transfer chamber (TR) 10 and the load lock device (LL) 20 are all configured to maintain their internal spaces in a predetermined reduced pressure atmosphere (vacuum state).
  • gate valve devices GV1 having an opening / closing function are respectively disposed.
  • a gate valve device GV2 is disposed between the transfer chamber (TR) 10 and the load lock device (LL) 20.
  • the gate valve devices GV1 and GV2 hermetically seal each device in the closed state and allow the substrate S to be transferred by communicating between the devices in the open state.
  • a gate valve device GV3 is also provided between the load lock device (LL) 20 and the atmospheric transfer device 31, and the load lock device (LL) 20 is hermetically sealed in the closed state and in the open state.
  • the substrate S can be transferred between the load lock device (LL) 20 and the transfer device 31 in the atmosphere.
  • each vacuum baking apparatus (VB) 1 has a hot plate 3 for heating the substrate S.
  • a plurality of insertion holes 3 a are formed in the hot plate 3, and movable pins 5 that are in contact with and support the back surface of the substrate S are inserted into the insertion holes 3 a.
  • the detailed structure of the vacuum baking apparatus (VB) 1 will be described later.
  • a transfer device 11 as a first transfer device is provided in the transfer chamber (TR) 10.
  • the transport device 11 includes, for example, a fork 13a and a fork 13b provided in two upper and lower stages, a support portion 15 that supports the forks 13a and 13b so that the forks 13a and 13b can be advanced, retracted, and turned, and a drive mechanism that drives the support portion 15. (Not shown).
  • the transport device 11 can transport the substrate S between the three vacuum bake devices (VB) 1 and the load lock device (LL) 20 by turning the support portion 15 and advancing and retracting the forks 13a and 13b. ing.
  • the forks 13a and 13b are configured to be able to carry the substrate S independently of each other.
  • the load lock device (LL) 20 includes a cooling plate 21 for heating the substrate S.
  • a plurality of insertion holes 21 a are formed in the cooling plate 21, and movable pins 23 that are in contact with and support the back surface of the substrate S are inserted into the insertion holes 21 a. Further, a plurality of gas discharge holes 21 b are provided on the upper surface of the cooling plate 21. The detailed structure of the load lock device (LL) 20 will be described later.
  • a transport device 31 for transporting the substrate S to each load lock device (LL) 20 is provided between the units 101 ⁇ / b> A and 101 ⁇ / b> B and the units 101 ⁇ / b> C and 101 ⁇ / b> D.
  • the transport device 31 includes, for example, a fork 33a and a fork 33b provided in two upper and lower stages, a support portion 35 that supports the forks 33a and 33b so that the forks 33a and 33b can advance, retreat, and turn, and a drive mechanism that drives the support portion 35. (Not shown) and a guide rail 37 are provided.
  • the support part 35 moves along the guide rail 37 and enables the substrate S to be transferred between the four units 101 ⁇ / b> A, 101 ⁇ / b> B, 101 ⁇ / b> C, 101 ⁇ / b> D and the buffer stage 41.
  • the bake processing system 100 in FIG. 1 includes a buffer stage 41 at a position where the substrate S can be delivered to the transport device 31.
  • the buffer stage 41 is a temporary storage place when the substrate S is delivered between the baking processing system 100 and an external apparatus, for example, the ink jet printing apparatus 200.
  • a pair of support walls 43 that hold a plurality of substrates S in multiple stages are erected on the buffer stage 41 with a gap therebetween.
  • the pair of support walls 43 are configured so that the comb-like forks 33a and 33b of the transport device 31 can be inserted into the gap between them.
  • the control unit 50 includes a controller 51 including a CPU, a user interface 52, and a storage unit 53.
  • the controller 51 has a computer function.
  • the controller 51 supervises components such as the vacuum bake device (VB) 1, the load lock device (LL) 20, the transport device 11, and the transport device 31.
  • the user interface 52 includes a keyboard on which a process manager manages command input in order to manage the bake processing system 100, a display that visualizes and displays the operating status of the bake processing system 100, and the like.
  • the storage unit 53 stores a recipe in which a control program (software) for realizing various processes executed by the baking processing system 100 under the control of the controller 51 and processing condition data are recorded.
  • the user interface 52 and the storage unit 53 are connected to the controller 51.
  • an arbitrary recipe is called from the storage unit 53 by an instruction from the user interface 52 and is executed by the controller 51, so that a desired process in the bake processing system 100 is performed under the control of the controller 51. Is done. Recipes such as the control program and processing condition data that are stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, a hard disk, a flexible disk, or a flash memory can be used. Alternatively, it can be transmitted from other devices as needed via, for example, a dedicated line and used online.
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views for explaining a single-wafer type vacuum baking apparatus.
  • FIG. 3A shows a state where the movable pin 5 is raised and the substrate S is transferred to and from the fork 13a (or the fork 13b) of the transport device 11.
  • FIG. 3B shows a state where the movable pin 5 is lowered from the state of FIG. 3A and the substrate S is heated by the hot plate 3.
  • the vacuum baking apparatus (VB) 1 is composed of a pressure-resistant container that can be evacuated, and includes a bottom wall 1a, four side walls 1b, and a top wall 1c.
  • the side wall 1b is provided with a gas introduction part 2a for introducing an inert gas and an exhaust part 2b.
  • the gas introduction part 2a is connected to an inert gas source 61 and configured to introduce an inert gas such as N 2 or Ar into the vacuum baking apparatus (VB) 1.
  • the exhaust unit 2b is connected to an exhaust device 63, and the exhaust device 63 may be driven so that the inside of the vacuum bake device (VB) 1 can be evacuated to a pressure of several Pa.
  • the side wall 1b is provided with an opening 2c for carrying the substrate S into and out of the apparatus.
  • the hot plate 3 is provided inside the vacuum baking apparatus (VB) 1.
  • the hot plate 3 is supported by a post (not shown) and is fixed to the bottom wall 1a.
  • the hot plate 3 is, for example, a resistance heating type heater or a heating method using a chiller, and is heated to a predetermined temperature when the power supply 65 is turned on.
  • a plurality of insertion holes 3a are formed in the hot plate 3, and movable pins 5 that support the substrate S are inserted into the insertion holes 3a.
  • Each movable pin 5 is fixed to one lifting member 67.
  • the elevating member 67 is supported so as to be vertically displaceable by an elevating drive unit 69 provided with, for example, a ball screw mechanism. Between the elevating member 67 and the bottom wall 1a, for example, a bellows 68 is provided so as to surround each movable pin 5, and airtightness around the insertion hole 3a is maintained.
  • baking conditions and baking environment affect the characteristics of the EL layer.
  • the characteristics of the organic EL elements in the plane of the substrate S may vary.
  • a large amount of solvent, moisture, and the like are volatilized from the organic material film on the substrate S. Therefore, unless these volatile components are quickly removed from the vacuum baking apparatus (VB) 1, there is a possibility that adverse effects such as oxidation of the organic functional film after baking may occur.
  • the vacuum baking apparatus (VB) 1 so as not to be affected by components volatilized from other substrates S. It is preferable to exhaust quickly. Insufficient management of the baking conditions and the baking environment may cause problems such as display unevenness when used as an organic EL display.
  • the vacuum baking apparatus (VB) 1 performs heating baking with the hot plate 3 on the substrate S with the power supply 65 turned on (ON) at the heating position where the substrate S is lowered.
  • the exhaust device 63 is driven to evacuate the vacuum bake device (VB) 1 to a pressure within the range of atmospheric pressure or lower, preferably 133 Pa (1 Torr) to 66500 Pa (500 Torr).
  • a pressure within the range of atmospheric pressure or lower preferably 133 Pa (1 Torr) to 66500 Pa (500 Torr).
  • the substrate S is not brought into contact with the surface of the hot plate 3 but is separated from the surface of the hot plate 3 with an interval within a range of 0.1 mm to 10 mm, for example, while being supported by the movable pin 5. It is preferable to keep it.
  • a hot air circulation method, a hot plate method, a far infrared ray method, and the like are generally used.
  • a hot plate is preferable from the viewpoint that the substrate S can be heated efficiently and uniformly.
  • the warpage of the substrate S caused by heating increases as the size of the substrate S increases, so that it is difficult to maintain uniformity within the surface of the substrate S by heating with a normal hot plate.
  • the substrate S is separated from the surface of the hot plate 3 without being placed directly on the surface of the hot plate 3 during the baking process. Therefore, even if the substrate S is warped by heating, a uniform heat treatment can be realized in the plane of the substrate S.
  • an inert gas such as N 2 , Ar, or He may be introduced into the vacuum baking apparatus (VB) 1 from the inert gas source 61 during baking.
  • the inert gas By introducing the inert gas, the heating efficiency of the substrate S under vacuum conditions can be increased.
  • FIG. 3C shows a schematic cross section of a modified vacuum baking apparatus (VB) 1A.
  • a vacuum baking apparatus (VB) 1A shown in FIG. 3C is a batch system, and can perform a baking process by simultaneously storing two substrates S.
  • the same components as those in FIGS. 3A and 3B are denoted by the same reference numerals, and the lifting mechanism of the movable pin 5 and the power source of the hot plate 3 are not shown.
  • the productivity in the baking process system 100 can be increased, and the installation space of the apparatus can be saved.
  • the number of substrates S to be simultaneously baked is not limited to two, and may be three or more.
  • the single-wafer type vacuum baking apparatus (VB) 1 shown in FIGS. 3A and 3B may be arranged in a multi-tiered manner.
  • FIGS. 4A, 4B, and 4C are cross-sectional views for explaining a single-wafer type load lock device.
  • the load lock device (LL) 20 of the present embodiment has a function of cooling the substrate S in addition to a function as a vacuum load lock device, and further, a vacuum drying process of the organic material film formed on the substrate S It also has a function to perform.
  • FIG. 4A shows a state where the movable pin 23 is raised and the substrate S is transferred to and from the fork 13a (or the fork 13b).
  • FIG. 4B shows a state where the movable pin 23 is lowered from the state of FIG. 4A and the substrate S is cooled by the cooling plate 21 or the organic material film on the substrate S is dried under reduced pressure.
  • the load lock device (LL) 20 is configured by a pressure-resistant container that can be evacuated, and includes a bottom wall 20a, four side walls 20b, and a top wall 20c.
  • the ceiling wall 20c is provided with a gas introduction part 20d for introducing an inert gas.
  • An exhaust part 20e is provided on the side wall 20b. In addition, you may provide an exhaust part in the bottom wall 20a.
  • the gas introduction unit 20d is connected to an inert gas source 71 and configured to introduce an inert gas such as N 2 , Ar, and He into the load lock device (LL) 20.
  • the exhaust unit 20e is connected to an exhaust device 73.
  • the load lock device (LL) 20 can be evacuated to a pressure of several tens Pa or about 0.1 Pa. It is configured as follows. Moreover, openings 2f and 2g for carrying the substrate S into and out of the apparatus are provided on the side walls 20b facing each other.
  • the cooling plate 21 is provided inside the load lock device (LL) 20.
  • the cooling plate 21 is fixed to the bottom wall 20a.
  • the cooling plate 21 has a refrigerant flow path 21c inside.
  • An arbitrary coolant is supplied from the coolant source 75 to the coolant channel 21c and is circulated so that the entire cooling plate 21 can be cooled.
  • the cooling plate 21 has a gas retaining portion 21d that retains a gas for back cooling.
  • the gas retention portion 21d communicates with a plurality of gas discharge holes 21b formed on the upper surface of the cooling plate 21.
  • the gas retention part 21d is connected to a gas source 76 for back cooling gas.
  • a plurality of insertion holes 21 a are formed in the cooling plate 21, and movable pins 23 that support the substrate S are inserted into the insertion holes 21 a.
  • Each movable pin 23 is fixed to one lifting member 77.
  • the elevating member 77 is supported so as to be vertically displaceable by an elevating drive unit 79 provided with, for example, a ball screw mechanism.
  • a bellows 78 is provided between the elevating member 77 and the bottom wall 20a so as to surround each movable pin 23, and the airtightness around the insertion hole 21a is maintained.
  • the height of the substrate S is increased between the delivery position shown in FIG. 4A and the lowered position shown in FIG. 4B.
  • the position can be adjusted. Note that the mechanism for moving the substrate S up and down is not limited to the illustrated one.
  • the coolant is supplied from the coolant source 75, and the substrate S is cooled by the cooling plate 21.
  • the exhaust device 73 is driven to evacuate the load lock device (LL) 20 to a pressure within the range of atmospheric pressure or lower, preferably 400 Pa (3 Torr) or higher and atmospheric pressure. In this way, by cooling the load lock device (LL) 20 in a vacuum state, the organic material film printed on the surface of the substrate S can be prevented from being oxidized.
  • the substrate S is not brought into contact with the surface of the cooling plate 21 but is supported by the movable pin 23 and is separated from the surface of the cooling plate 21 at an interval within a range of 0.1 mm to 10 mm, for example. It is preferable to keep it. In this case, it is more preferable to supply a back cooling gas such as He from the plurality of gas discharge holes 21b to the back surface side of the substrate S which is separated from the surface of the cooling plate 21.
  • the substrate S can be cooled by supplying the back cooling gas without being directly placed on the surface of the cooling plate 21 during the cooling process. Therefore, the cooling efficiency of the substrate S can be increased, and uniform and quick cooling can be performed within the surface of the substrate S.
  • the load lock device (LL) 20 can also be used for the drying process of the organic material film.
  • the drying process is performed by the load lock device (LL) 20
  • the substrate S is supported by the movable pin 23 and is held away from the surface of the cooling plate 21 at an interval within a range of 0.1 mm to 10 mm, for example.
  • the exhaust device 73 is driven while supplying a predetermined amount of inert gas from the inert gas source 71 to the load lock device (LL) 20, whereby the inside of the load lock device (LL) 20 has a predetermined degree of vacuum, For example, the pressure is exhausted to a pressure of 0.1 Pa or less.
  • the load lock device (LL) 20 can be used for the vacuum drying process for removing the solvent in the organic material film on the substrate S.
  • the load lock device (LL) 20 is added to the function as a vacuum preparatory chamber that switches between the atmospheric pressure state and the vacuum state, and further as a vacuum cooling device. Can also function as a vacuum drying apparatus. Therefore, it is possible to improve the throughput when continuously switching between the atmospheric pressure state and the vacuum state, the cooling process and the drying process, the system configuration is simplified, and the installation space of the system is also saved. Has been.
  • FIG. 4C shows a schematic cross section of a modified load lock device (LL) 20A.
  • the load lock device (LL) 20A shown in FIG. 4C is a batch method, and can accommodate two substrates S at the same time to perform a cooling process or a vacuum drying process.
  • the same components as those in FIGS. 4A and 4B are denoted by the same reference numerals, and the lifting mechanism of the movable pin 23, the refrigerant source, the back cooling gas introduction mechanism, and the like are not shown. As shown in FIG.
  • a plurality of substrates S are arranged in multiple stages and accommodated together, switched between an atmospheric pressure state and a vacuum state, and further subjected to a cooling process and a reduced-pressure drying process, whereby the baking processing system 100 Productivity can be further increased, and the installation space of the apparatus can be greatly saved.
  • the number of substrates S to be simultaneously baked is not limited to two, and may be three or more.
  • an organic material film is printed in a predetermined pattern on the substrate S by an external inkjet printing apparatus (IJ) 200.
  • the substrate S on which the organic material film is printed is unloaded by the transfer device 201 attached to the external inkjet printing apparatus (IJ) 200 and placed on the support wall 43 of the buffer stage 41.
  • the substrate S on the buffer stage 41 is received by driving the fork 33a (or fork 33b) of the transport device 31 forward and backward.
  • the substrate S is transferred from the transfer device 31 to the movable pin 23 of the load lock device (LL) 20 with the atmospheric side gate valve GV3 opened.
  • the substrate S on the movable pin 23 is lowered and the gate valve GV3 is closed.
  • the inside of the load lock device (LL) 20 is evacuated, and the inside is decompressed to a predetermined degree of vacuum.
  • a drying process for removing the solvent contained in the organic material film can be performed by adjusting the pressure while exhausting the inside of the load lock device (LL) 20.
  • an inert gas may be introduced into the load lock device (LL) 20.
  • the substrate S on the movable pin 23 is raised to the delivery position, and the gate valve GV2 between the transfer chamber (TR) 10 and the load lock device (LL) 20 is opened. Then, the substrate S accommodated in the load lock device (LL) 20 is received by the fork 13a (or the fork 13b) of the transport device 11.
  • the substrate S is loaded into one of the three vacuum baking devices (VB) 1 with the gate valve GV1 opened, and moved up to the delivery position. Pass to pin 5.
  • the gate valve GV1 is closed, the movable pin 5 is lowered to adjust the distance from the surface of the hot plate 3, and the substrate S is baked under predetermined conditions in the vacuum baking apparatus (VB) 1.
  • the baking temperature for changing the organic material film to the organic functional film used for organic EL is preferably in the range of 250 ° C. or more and 300 ° C. or less, and the baking time is preferably about 1 hour, for example.
  • the inside of the vacuum baking apparatus (VB) 1 is preferably decompressed to an atmospheric pressure or lower. Moreover, it is preferable to perform the baking process while supplying an inert gas into the vacuum baking apparatus (VB) 1.
  • the gate valve GV1 is opened, the movable pin 5 is raised, the substrate S is transferred from the movable pin 5 to the fork 13a (or fork 13b) of the transport device 11, and from the vacuum baking device (VB) 1. Take it out.
  • the substrate S is carried into the load lock device (LL) 20 through a path reverse to the above. Since the substrate S after the baking process is in a heated state, the cooling process can be performed in the load lock device (LL) 20.
  • the movable pin 23 of the load lock device (LL) 20 is lowered to adjust the distance from the cooling plate 21 and held for a predetermined time.
  • the back cooling gas is supplied to the back surface of the substrate S from the gas discharge holes 21b of the cooling plate 21 to increase the cooling efficiency, and the uniform cooling process in the plane of the substrate S becomes possible.
  • the pressure in the load lock device (LL) 20 is increased to atmospheric pressure.
  • the gate valve GV3 is opened, the substrate S on the movable pin 23 is raised again to the delivery position, and the substrate S is returned to the buffer stage 41 through the transfer device 31, for example.
  • the substrate S is unloaded from the bake processing system 100 in order to perform the next organic material film forming process by the inkjet printing apparatus (IJ) 200 and other external processes.
  • a plurality of substrates S can be transported and processed simultaneously.
  • a plurality of, for example, two substrates S are simultaneously transported by the transport device 31 and the transport device 11, and the load lock device (LL) 20 and the vacuum bake device (VB) 1 are shown in FIGS. 3C and 4C, for example.
  • the production efficiency can be improved by using a batch system or a multistage configuration.
  • an organic EL element In the manufacture of an organic EL element, a plurality of organic functional films are formed as an EL layer between an anode and a cathode.
  • the bake processing system 100 of the present embodiment can be applied to the manufacture of any organic EL element having a laminated structure.
  • an organic EL element having [a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer / an electron injection layer] is manufactured as an EL layer will be described as an example.
  • a typical processing procedure will be described.
  • FIG. 5 shows an outline of the manufacturing process of the organic EL element.
  • the organic EL element is manufactured by the steps STEP1 to STEP8.
  • an anode pixel electrode
  • a partition wall (bank) made of an insulator is formed between the anodes.
  • a polymer material such as a photosensitive polyimide resin can be used.
  • a hole injection layer is formed on the anode formed in STEP 1.
  • an organic material serving as a material for the hole injection layer is printed on the anode partitioned by each partition wall.
  • a hole injection layer is formed on the organic material film printed in this manner by sequentially performing a vacuum drying process for removing the solvent and a baking process in the air using the baking process system 100. To do.
  • a hole transport layer is formed on the hole injection layer formed in STEP 3.
  • an organic material to be a material for the hole transport layer is printed on the hole injection layer using the inkjet printing apparatus (IJ) 200.
  • a hole transport layer is formed by sequentially performing a reduced-pressure drying process for removing a solvent and a vacuum baking process on the organic material film thus printed in the baking process system 100.
  • a light emitting layer is formed on the hole transport layer formed in STEP4.
  • an organic material serving as a material for the light emitting layer is printed on the hole transport layer.
  • the organic material film printed in this manner is subjected to a vacuum drying process for removing the solvent and a vacuum baking process in order in the baking process system 100 to form a light emitting layer.
  • a vacuum drying process for removing the solvent and a vacuum baking process in order in the baking process system 100 to form a light emitting layer.
  • the said process is repeated.
  • an organic EL element is obtained by sequentially forming an electron transport layer (STEP 6), an electron injection layer (STEP 7), and a cathode (STEP 8) on the light emitting layer, for example, by vapor deposition.
  • the baking system 100 can be preferably applied to STEP 3 (hole injection layer formation), STEP 4 (hole transport layer formation), and STEP 5 (light emitting layer formation). That is, after printing the organic material film which is the previous stage of each layer using the ink jet printing apparatus (IJ) 200, it is subjected to a drying process under reduced pressure in the load lock apparatus (LL) 20, and then the vacuum baking apparatus (VB). 1, STEP3 (hole injection layer formation) can be baked at atmospheric pressure, and STEP4 (hole transport layer formation) and STEP5 (light emitting layer formation) can be baked under vacuum conditions.
  • STEP 3 hole injection layer formation
  • STEP 4 hole transport layer formation
  • STEP 5 light emitting layer formation
  • the reduced-pressure drying process and the bake process for forming the EL layer can be continuously and efficiently performed with high throughput in the manufacturing process of the organic EL element.
  • STEP 4 hole transport layer formation
  • STEP 5 light emitting layer formation
  • Bake treatment is preferably performed.
  • the vacuum bake process and the vacuum drying process in the previous stage are continuously performed in the vacuum bake apparatus (VB) 1 and the load lock apparatus (LL) 20 while maintaining the vacuum atmosphere. Since it can be implemented, the production efficiency can be improved.
  • the load lock device (LL) 20 performs the reduced-pressure drying process and the cooling process in addition to the switching between the vacuum and the atmospheric pressure, so that the installation space of the apparatus can be saved.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing a baking processing system 100A according to the second embodiment.
  • the bake processing system 100 according to the first embodiment is configured to perform the vacuum drying process in the load lock device (LL) 20.
  • a dedicated vacuum drying device (VD) 210 that performs vacuum drying processing is provided separately from the load lock device (LL) 20.
  • VD vacuum drying device
  • the difference from the bake processing system 100 of the first embodiment will be mainly described.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description is omitted.
  • the baking processing system 100 ⁇ / b> A includes a vacuum baking apparatus (a baking apparatus that bakes an organic material film formed on the substrate S by an external inkjet printing apparatus (IJ) 200 at a pressure equal to or lower than atmospheric pressure.
  • VB a baking apparatus that bakes an organic material film formed on the substrate S by an external inkjet printing apparatus (IJ) 200 at a pressure equal to or lower than atmospheric pressure.
  • VB a transport device 11
  • LL load lock device
  • the bake processing system 100A is provided in a substrate transfer path between the inkjet printing apparatus (IJ) 200 and the load lock apparatus (LL) 20, and transfers the substrate S in at least a part of the substrate transfer path.
  • a plurality of reduced-pressure drying devices (VD) 210 provided between the inkjet printing device (IJ) 200 and the second transport device 31.
  • the vacuum drying apparatus (VD) 210 has a known configuration and thus will not be described in detail.
  • a processing container that can be evacuated a stage on which the substrate S is placed in the processing container, and the inside of the processing container And an opening for carrying the substrate S into and out of the processing container, and a gate valve for opening and closing the opening.
  • two vacuum drying apparatuses (VD) 210 are paired, and a total of four vacuum drying apparatuses (VD) 210 are provided.
  • a third transfer device 221 for transferring the substrate S to each reduced pressure drying device (VD) 210 is provided between the reduced pressure drying devices (VD) 210.
  • the transport device 221 includes, for example, a fork 223a and a fork 223b provided in two upper and lower stages, a support portion 225 that supports the forks 223a and 223b so that the forks 223a and 223b can advance, retreat, and turn, and a drive mechanism that drives the support portion 225. (Not shown) and a guide rail 227 are provided.
  • the support unit 225 moves along the guide rail 227 and enables the substrate S to be transferred between the four vacuum drying apparatuses (VD) 210 and between the buffer stages 41A and 41B.
  • the bake processing system 100A of FIG. 6 includes two buffer stages 41A and 41B at a position where the substrate S can be delivered to the transfer device 221.
  • One buffer stage 41 ⁇ / b> A is a temporary storage place when the substrate S is delivered between the baking processing system 100 and an external apparatus, for example, the ink jet printing apparatus 200.
  • the other buffer stage 41B is a temporary storage place when the substrate S is transferred between the transfer device 221 and the transfer device 31 in the baking processing system 100A.
  • the configuration of the buffer stages 41A and 41B is the same as that of the first embodiment.
  • an organic material film is printed in a predetermined pattern on the substrate S by an external inkjet printing apparatus (IJ) 200.
  • the substrate S on which the organic material film is printed is unloaded by the transfer device 201 attached to the external inkjet printing apparatus (IJ) 200 and placed on the support wall 43 of the buffer stage 41A.
  • the substrate S on the buffer stage 41A is received by driving the fork 223a (or fork 223b) of the transfer device 221 forward and backward.
  • the substrate S is transferred from the transfer device 221 to the stage (not shown) of the vacuum drying device (VD) 210 with the gate valve opened.
  • VD vacuum drying device
  • the gate valve of the reduced pressure drying apparatus (VD) 210 is closed, the inside of the reduced pressure drying apparatus (VD) 210 is evacuated, and the inside is decompressed to a predetermined degree of vacuum, so that the solvent contained in the organic material film
  • the drying process to remove can be implemented.
  • an inert gas may be introduced into the vacuum drying apparatus (VD) 210.
  • the gate valve of the vacuum drying apparatus (VD) 210 is opened, and the substrate S is transferred onto the support wall 43 of the buffer stage 41B by the transport apparatus 221.
  • the substrate S on the buffer stage 41B is received by driving the fork 33a (or fork 33b) of the transport device 31 forward and backward.
  • the substrate S is transferred from the transfer device 31 to the movable pin 23 of the load lock device (LL) 20 with the atmospheric side gate valve GV3 opened.
  • the substrate S on the movable pin 23 is lowered and the gate valve GV3 is closed. Thereafter, the inside of the load lock device (LL) 20 is evacuated, and the inside is decompressed to a predetermined degree of vacuum.
  • the substrate S on the movable pin 23 is raised to the delivery position, and the gate valve GV2 between the transfer chamber (TR) 10 and the load lock device (LL) 20 is opened. Then, the substrate S accommodated in the load lock device (LL) 20 is received by the fork 13a (or the fork 13b) of the transport device 11.
  • the substrate S is loaded into one of the three vacuum baking devices (VB) 1 with the gate valve GV1 opened, and moved up to the delivery position. Pass to pin 5.
  • the gate valve GV1 is closed, the movable pin 5 is lowered to adjust the distance from the surface of the hot plate 3, and the substrate S is baked under predetermined conditions in the vacuum baking apparatus (VB) 1.
  • the baking temperature for changing the organic material film to the organic functional film used for organic EL is preferably in the range of 250 ° C. or more and 300 ° C. or less, and the baking time is preferably about 1 hour, for example.
  • the inside of the vacuum baking apparatus (VB) 1 is preferably decompressed to an atmospheric pressure or lower. Moreover, it is preferable to perform the baking process while supplying an inert gas into the vacuum baking apparatus (VB) 1.
  • the gate valve GV1 is opened, the movable pin 5 is raised, the substrate S is transferred from the movable pin 5 to the fork 13a (or fork 13b) of the transport device 11, and from the vacuum baking device (VB) 1. Take it out.
  • the substrate S is carried into the load lock device (LL) 20 through a path reverse to the above. Since the substrate S after the baking process is in a heated state, the cooling process can be performed in the load lock device (LL) 20.
  • the movable pin 23 of the load lock device (LL) 20 is lowered to adjust the distance from the cooling plate 21 and held for a predetermined time.
  • the back cooling gas is supplied to the back surface of the substrate S from the gas discharge holes 21b of the cooling plate 21 to increase the cooling efficiency, and the uniform cooling process in the plane of the substrate S becomes possible.
  • the pressure of the load lock device (LL) 20 is increased to atmospheric pressure.
  • the gate valve GV3 is opened, the substrate S on the movable pin 23 is raised again to the delivery position, and the substrate S is returned to the buffer stage 41B, for example, via the transfer device 31. Further, the substrate S is transferred to the buffer stage 41 ⁇ / b> A using the transfer device 221. The substrate S is unloaded from the baking processing system 100 ⁇ / b> A in order to perform the next organic material film forming process by the inkjet printing apparatus (IJ) 200 and other external processes.
  • IJ inkjet printing apparatus
  • a plurality of substrates S can be transported and processed simultaneously.
  • a plurality of, for example, two substrates S are simultaneously transported by the transport device 221, the transport device 31, and the transport device 11, and a reduced pressure drying device (VD) 210, a load lock device (LL) 20, and a vacuum baking device (VB).
  • VD reduced pressure drying device
  • LL load lock device
  • VB vacuum baking device
  • 1 can be a batch system or can be configured in multiple stages to improve production efficiency.
  • the manufacturing process of the organic EL element is not limited to that illustrated in FIG. 5.
  • the EL layer may be [hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer], [hole injection layer / positive layer] from the anode side.
  • the baking processing systems 100 and 100A of the present invention can be similarly applied.
  • FIGS. 1 and 6 are merely examples, and the arrangement and number of vacuum baking apparatuses (VB) 1 and vacuum drying apparatuses (VD) 210 are as follows. It can be changed as appropriate.

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Abstract

　ベーク処理システム１００は、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００によって基板Ｓ上に形成された有機材料膜に対し、大気圧以下の圧力で焼成を行う真空ベーク装置（ＶＢ）１と、真空ベーク装置（ＶＢ）１に基板Ｓを搬送する搬送装置１１と、搬送装置１１を収容する真空引き可能な搬送室（ＴＲ）１０と、大気圧状態と真空状態とを切り替え可能に構成されたロードロック装置（ＬＬ）２０と、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００とロードロック装置（ＬＬ）２０との間の基板搬送経路に配備されて基板Ｓの受け渡しを行う搬送装置３１と、を備えている。

Description

ベーク処理システム
　本発明は、例えば有機ＥＬ素子の製造過程で、有機材料膜のベークを行うために利用可能なベーク処理システムに関する。
　有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子は、電流を流すことで発生する有機化合物のルミネッセンスを利用する発光素子であり、一対の電極間に複数の有機機能膜の積層体（以下、この積層体を「ＥＬ層」と総称する）が挟まれた構造となっている。ここで、ＥＬ層は、例えば、陽極側から、［正孔輸送層／発光層／電子輸送層］、［正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層］、あるいは、［正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層］などの順に積層された構造を有している。
　ＥＬ層の形成は、各層毎に、基板上に有機材料を蒸着、塗布したりすることにより行われる。高精度の微細パターンを形成する場合は、塗布方法として、インクジェット印刷法を利用することが有利であると考えられている。
　インクジェット印刷法によって基板上に印刷された有機材料膜は、多量の溶媒を含むことから、その溶媒を除去するために乾燥工程が必要となる。また、有機材料膜中に残留する高沸点溶媒を除去するとともに、ＥＬ層を構成する有機機能膜へ変化させるために、低酸素雰囲気中、例えば１６０～２５０℃程度の温度で１時間程度加熱するベーク処理が必要である。
　インクジェット印刷法を利用してＥＬ層を形成するための製造装置として、生産性を向上させるために、正孔注入層塗布装置、正孔注入層乾燥装置、１以上の発光層塗布装置及び１以上の発光層乾燥装置を、搬送手段を介して連続的に配置した製造装置が提案されている（例えば、特許文献１；日本国特開２００３－１４２２６０号公報）。
　また、インクジェット印刷法を利用したＥＬ層の形成において、省スペース化を図る目的で、ＥＬ層を形成するためのすべての種類のインクを塗布できるマルチヘッド型インクジェット装置と乾燥・ベークを行う装置との間に、基板搬送装置を配備した製造装置も提案されている（例えば、特許文献２；日本国特開２００７－２６５７１５号公報）。
　上記特許文献１、２に開示された製造装置では、ベーク処理において、装置内が低酸素雰囲気になるようにＮ２ガスを導入しながら基板上の有機材料膜を加熱している。ところが、ベーク処理には、およそ１時間程度の時間を要するため、多量のＮ２ガスを必要とし、有機ＥＬ製造プロセスのコストを増加させる一因になっている。特に、近年では、一辺の長さが２メートルを超えるほど基板が大型化しているため、ベーク装置の内容積が増加し、Ｎ２ガスの消費量が膨大になってしまうという問題がある。
　本発明は、大型の基板にインクジェット印刷法で印刷された有機材料膜をベーク処理する場合に、低コストで、かつ効率的な処理が可能なベーク処理システムを提供する。
　本発明のベーク処理システムは、インクジェット印刷装置によって基板上に形成された有機材料膜に対し、大気圧以下の圧力で焼成を行うベーク装置と、
　前記ベーク装置に基板を搬送するための第１の搬送装置と、
　前記ベーク装置に隣接して設けられ、前記第１の搬送装置を収容する真空引き可能な搬送室と、
　前記搬送室に隣接して設けられ、大気圧状態と真空状態とを切り替え可能に構成されたロードロック装置と、
　前記インクジェット印刷装置と前記ロードロック装置との間の基板搬送経路に配備され、該基板搬送経路の少なくとも一部分において基板の受け渡しを行う第２の搬送装置と、
を備えている。
　本発明のベーク処理システムにおいて、前記ベーク装置は、
　前記基板を加熱するホットプレートと、
　前記ホットプレートの表面に対して突没可能に設けられ、基板を加熱している間は前記ホットプレートの表面から基板を離間させた状態で支持する複数の可動ピンと、
を有していてもよい。この場合、前記ホットプレートの表面と基板との間隔が、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
　本発明のベーク処理システムは、前記ベーク装置が排気装置に接続され、該ベーク装置内を１３３Ｐａ以上６６５００Ｐａ以下の圧力に調整して焼成を行うものであってもよい。この場合、前記ベーク装置内に不活性ガスを導入して焼成を行うことが好ましい。
　本発明のベーク処理システムにおいて、前記ロードロック装置は、
　その内部に収容した基板を冷却するクーリングプレートと、
　前記クーリングプレートの表面に対して突没可能に設けられ、基板を冷却している間は前記クーリングプレートの表面から基板を離間させた状態で支持する複数の可動ピンと、
を有していてもよい。この場合、前記クーリングプレートの表面と基板との間隔が、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
　本発明のベーク処理システムは、前記ロードロック装置が排気装置に接続され、該ロードロック装置内を４００Ｐａ以上大気圧以下の圧力に調整して前記基板を冷却するものであってもよい。
　本発明のベーク処理システムにおいて、前記ロードロック装置は、その内部に収容した基板上に形成された有機材料膜を減圧乾燥させる減圧乾燥装置としても機能することが好ましい。
　本発明のベーク処理システムは、インクジェット印刷装置によって基板上に形成された有機材料膜を乾燥させる減圧乾燥装置をさらに備えていてもよい。
　本発明のベーク処理システムにおいて、前記ベーク装置は、同時に複数枚の基板を収容して処理するものであってもよい。
　本発明のベーク処理システムにおいて、前記ロードロック装置は、同時に複数枚の基板を収容するものであってもよい。
　本発明のベーク処理システムにおいて、前記第１の搬送装置は、前記ベーク装置と前記ロードロック装置との間で複数枚の基板を同時に搬送するものであってもよい。
　本発明のベーク処理システムは、前記ベーク装置が、前記搬送室に隣接して複数配備されていてもよい。この場合、３つの前記ベーク装置と、前記搬送室と、前記ロードロック装置と、により１つのユニットが構成されるとともに、前記第２の搬送装置は、複数のユニットに対して前記基板の搬送を行うものであってもよい。
　本発明のベーク処理システムによれば、有機ＥＬ素子の製造プロセスにおいて、ＥＬ層を形成するための乾燥処理と、それに引き続くベーク処理とを、Ｎ２ガスの消費量を抑制しながら連続的に高スループットで行うことができる。従って、本発明によれば、有機ＥＬ素子の製造プロセスの生産性を向上させることができる。
本発明の第１の実施の形態のベーク処理システムの概略を示す平面図である。 図１の要部を示す水平断面図である。 真空ベーク装置の説明に供する断面図である。 真空ベーク装置の別の状態の説明に供する断面図である。 真空ベーク装置の変形例の説明に供する断面図である。 ロードロック装置の説明に供する断面図である。 ロードロック装置の別の状態の説明に供する断面図である。 ロードロック装置の変形例の説明に供する断面図である。 有機ＥＬ素子の製造工程の概略を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態のベーク処理システムの概略を示す平面図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
　図１は、第１の実施の形態に係るベーク処理システム１００を概略的に示す平面図であり、図２は、図１の要部（１ユニット）の水平断面図である。ベーク処理システム１００は、有機ＥＬディスプレイの製造過程で、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００によりインクジェット印刷された有機材料膜のベーク処理に好ましく用いることができる。ベーク処理システム１００は、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００によって基板Ｓ上に形成された有機材料膜に対し、大気圧以下の圧力で焼成を行う真空ベーク装置（ＶＢ）１と、真空ベーク装置（ＶＢ）１に基板Ｓを搬送するための第１の搬送装置としての搬送装置１１（図２参照）と、真空ベーク装置１に隣接して設けられ、搬送装置１１を収容する真空引き可能な搬送室（ＴＲ）１０と、を備えている。さらに、ベーク処理システム１００は、搬送室（ＴＲ）１０に隣接して設けられ、大気圧状態と真空状態とを切り替え可能に構成されたロードロック装置（ＬＬ）２０と、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００とロードロック装置（ＬＬ）２０との間の基板搬送経路に配備され、該基板搬送経路の少なくとも一部分において基板Ｓの受け渡しを行う第２の搬送装置としての搬送装置３１と、を備えている。
＜１ユニットの構成＞
　ベーク処理システム１００では、複数の大型装置が平面視十字形に連結されて１つのユニットを形成し、このユニットが複数集合してベーク処理システム１００を構成している。図１に例示するベーク処理システム１００には、４つのユニット１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄが含まれている。１つのユニットは、３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１と、１つの搬送室（ＴＲ）１０と、１つのロードロック装置（ＬＬ）２０とを有するマルチチャンバ構造をしている。各ユニットの中央部には搬送室（ＴＲ）１０が配置され、その三方の側面に隣接して基板Ｓに対してベーク（焼成）処理を行なう３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１が配設されている。また、搬送室（ＴＲ）１０の残りの一方の側面に隣接してロードロック装置（ＬＬ）２０が配設されている。
　３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１、搬送室（ＴＲ）１０およびロードロック装置（ＬＬ）２０は、いずれもその内部空間を所定の減圧雰囲気（真空状態）に維持できるように構成されている。
　搬送室（ＴＲ）１０と各真空ベーク装置（ＶＢ）１との間には、開閉機能を有するゲートバルブ装置ＧＶ１がそれぞれ配設されている。また、搬送室（ＴＲ）１０とロードロック装置（ＬＬ）２０との間には、ゲートバルブ装置ＧＶ２が配設されている。ゲートバルブ装置ＧＶ１，ＧＶ２は、閉状態で各装置を気密にシールするとともに、開状態で装置間を連通させて基板Ｓの移送を可能にしている。また、ロードロック装置（ＬＬ）２０と大気雰囲気の搬送装置３１との間にもゲートバルブ装置ＧＶ３が配備されており、閉状態でロードロック装置（ＬＬ）２０を気密にシールするとともに開状態でロードロック装置（ＬＬ）２０内と大気雰囲気の搬送装置３１との間で基板Ｓの移送を可能にしている。
＜真空ベーク装置＞
　３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１は、いずれも同じ構成である。図２に示すように、各真空ベーク装置（ＶＢ）１は、基板Ｓを加熱するためのホットプレート３を有している。ホットプレート３には、複数の挿通孔３ａが形成されており、この挿通孔３ａに基板Ｓの裏面に当接してこれを支持する可動ピン５が挿入されている。真空ベーク装置（ＶＢ）１の詳細な構造については後述する。
＜搬送装置及び第１の搬送装置＞
　搬送室（ＴＲ）１０には、第１の搬送装置としての搬送装置１１が配備されている。この搬送装置１１は、例えば上下２段に設けられたフォーク１３ａおよびフォーク１３ｂと、これらフォーク１３ａ，１３ｂを進出、退避および旋回可能に支持する支持部１５と、この支持部１５を駆動させる駆動機構（図示省略）とを備えている。搬送装置１１は、支持部１５の旋回及びフォーク１３ａ，１３ｂの進出と退避によって、３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１並びにロードロック装置（ＬＬ）２０との間で基板Ｓの搬送が可能になっている。フォーク１３ａ，１３ｂは、それぞれ独立して基板Ｓの搬送を行うことが出来るように構成されている。
＜ロードロック装置＞
　ロードロック装置（ＬＬ）２０は、図２に示すように、基板Ｓを加熱するためのクーリングプレート２１を有している。クーリングプレート２１には、複数の挿通孔２１ａが形成されており、この挿通孔２１ａに基板Ｓの裏面に当接してこれを支持する可動ピン２３が挿入されている。また、クーリングプレート２１の上面には、複数のガス吐出孔２１ｂが設けられている。ロードロック装置（ＬＬ）２０の詳細な構造については後述する。
＜第２の搬送装置＞
　図１に示すように、ユニット１０１Ａ，１０１Ｂとユニット１０１Ｃ，１０１Ｄとの間には、各ロードロック装置（ＬＬ）２０に対して基板Ｓを搬送するための搬送装置３１が設けられている。この搬送装置３１は、例えば上下２段に設けられたフォーク３３ａおよびフォーク３３ｂと、これらフォーク３３ａ，３３ｂを進出、退避および旋回可能に支持する支持部３５と、この支持部３５を駆動させる駆動機構（図示省略）と、ガイドレール３７とを備えている。支持部３５は、ガイドレール３７に沿って移動し、４つのユニット１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの間、及びバッファステージ４１との間で基板Ｓの搬送を可能にしている。
＜バッファステージ＞
　図１のベーク処理システム１００は、搬送装置３１に対して基板Ｓの受け渡しが可能な位置に、バッファステージ４１を備えている。バッファステージ４１は、ベーク処理システム１００と外部の装置、例えばインクジェット印刷装置２００との間で基板Ｓを受け渡す際の仮置き場である。バッファステージ４１には、複数の基板Ｓを多段に保持する一対の支持壁４３が間隔を開けて立設されている。一対の支持壁４３は、それらの隙間に、搬送装置３１の櫛歯状のフォーク３３ａ，３３ｂを挿入できるように構成されている。
＜制御部＞
　図１及び図２に示したように、ベーク処理システム１００の各構成部は、制御部５０に接続されて制御される構成となっている。制御部５０は、ＣＰＵを備えたコントローラ５１と、ユーザーインターフェース５２と記憶部５３とを備えている。コントローラ５１は、コンピュータ機能を有しており、ベーク処理システム１００において、例えば真空ベーク装置（ＶＢ）１、ロードロック装置（ＬＬ）２０、搬送装置１１、搬送装置３１などの各構成部を統括して制御する。ユーザーインターフェース５２は、工程管理者がベーク処理システム１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、ベーク処理システム１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成される。記憶部５３には、ベーク処理システム１００で実行される各種処理をコントローラ５１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが保存されている。ユーザーインターフェース５２および記憶部５３は、コントローラ５１に接続されている。
　そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意のレシピを記憶部５３から呼び出してコントローラ５１に実行させることで、コントローラ５１の制御下で、ベーク処理システム１００での所望の処理が行われる。前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用できる。あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
＜真空ベーク装置（ＶＢ）の構成と作用＞
　次に、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照しながら、真空ベーク装置（ＶＢ）１の構成と作用について詳細に説明する。図３Ａ，図３Ｂは、枚葉式の真空ベーク装置の説明に供する断面図である。図３Ａは可動ピン５を上昇させて、搬送装置１１のフォーク１３ａ（又はフォーク１３ｂ）との間で基板Ｓの受け渡しを行っている状態を示している。図３Ｂは、図３Ａの状態から可動ピン５を下降させて基板Ｓをホットプレート３によって加熱している状態を示している。
　真空ベーク装置（ＶＢ）１は、真空引き可能な耐圧容器によって構成されており、底壁１ａ、４つの側壁１ｂ及び天壁１ｃを備えている。側壁１ｂには、不活性ガスを導入するガス導入部２ａ及び排気部２ｂが設けられている。ガス導入部２ａは、不活性ガス源６１に接続されており、例えばＮ２、Ａｒ等の不活性ガスを真空ベーク装置（ＶＢ）１内に導入できるように構成されている。排気部２ｂは、排気装置６３に接続されており、この排気装置６３を駆動させることによって、真空ベーク装置（ＶＢ）１内を数Ｐａの圧力まで減圧排気できるように構成されていても良い。また、側壁１ｂには、装置内に基板Ｓを搬入、搬出するための開口部２ｃが設けられている。
　上記のとおり、真空ベーク装置（ＶＢ）１の内部には、ホットプレート３が配備されている。ホットプレート３は、図示しない支柱によって支持され、底壁１ａに固定されている。細部は省略するが、ホットプレート３は、例えば抵抗加熱方式のヒーター、またはチラーによる加熱方式であり、電源６５を入（ＯＮ）にすることによって、所定の温度まで加熱される。
　ホットプレート３には、複数の挿通孔３ａが形成され、この挿通孔３ａに基板Ｓを支持する可動ピン５が挿入されている。各可動ピン５は、１つの昇降部材６７に固定されている。昇降部材６７は、例えばボールねじ機構などを備えた昇降駆動部６９によって上下に変位可能に支持されている。昇降部材６７と底壁１ａとの間は、各可動ピン５を囲むように例えばベローズ６８が配備され、挿通孔３ａ周囲の気密性が保たれている。昇降駆動部６９を駆動させ、昇降部材６７及び複数の可動ピン５を上下に昇降変位させることによって、図３Ａに示した受け渡し位置と、図３Ｂに示した加熱位置との間で基板Ｓの高さ位置を調整することができる。なお、基板Ｓを昇降変位させる機構は、図示のものに限らない。
　ベーク条件やベーク環境は、ＥＬ層の特性に影響を及ぼすことが知られている。例えば、ベーク時に、基板Ｓの面内で温度の不均一が生じると、基板Ｓの面内での有機ＥＬ素子の特性にばらつきが生じることがある。また、ベーク時には、基板Ｓ上の有機材料膜から、溶媒、水分などが多量に揮発する。そのため、真空ベーク装置（ＶＢ）１内からこれらの揮発成分を速やかに除去しないと、ベーク後の有機機能膜が酸化されるなどの悪影響が生じるおそれがある。特に、生産効率を上げるために、複数の基板Ｓに対して同時にベーク処理を行う場合には、他の基板Ｓから揮発した成分の影響を受けないように、真空ベーク装置（ＶＢ）１内の排気を速やかに行うことが好ましい。これらのベーク条件やベーク環境の管理が不十分であると、有機ＥＬディスプレイとして使用したときに、表示ムラなどの不具合を引き起こす原因となる。
　真空ベーク装置（ＶＢ）１は、図３Ｂに示したように、基板Ｓを下降させた加熱位置において、電源６５を入（ＯＮ）にして基板Ｓに対してホットプレート３による加熱ベークを行う。このとき、排気装置６３を駆動させることによって、真空ベーク装置（ＶＢ）１内を大気圧以下、好ましくは１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以上６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）以下の範囲内の圧力まで減圧排気する。このように、真空ベーク装置（ＶＢ）１内を真空状態にしてベーク処理を行うことで、有機材料膜からの揮発成分を速やかに装置外へ排出できるとともに、多量の不活性ガスを使用しなくても基板Ｓの表面に印刷された有機材料膜の酸化を防止できる。
　また、ベークの間、基板Ｓはホットプレート３の表面に接触させず、可動ピン５によって支持した状態で、例えば０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内の間隔でホットプレート３の表面から離間させておくことが好ましい。ベーク処理において基板Ｓを加熱する方式としては、熱風循環方式、ホットプレート方式、遠赤外線方式等が一般的である。この中でも、基板Ｓを効率良く均一に加熱できる、という観点から、ホットプレートが好ましい。しかし、基板Ｓの大型化に伴い、加熱によって生じる基板Ｓの反りも大きくなるため、通常のホットプレートによる加熱では、基板Ｓの面内での均一性を維持することが困難である。そこで、本実施の形態では、ベーク処理の間、基板Ｓをホットプレート３の表面に直接載置させずに離間させている。これにより、基板Ｓに加熱による反りが生じても、基板Ｓの面内で均一な加熱処理が実現できる。
　また、本実施の形態では、ベークの間、不活性ガス源６１から、例えばＮ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを真空ベーク装置（ＶＢ）１内に導入してもよい。不活性ガスを導入することで、真空条件での基板Ｓの加熱効率を高めることができる。
　図３Ｃは、変形例の真空ベーク装置（ＶＢ）１Ａの概略断面を示している。図３Ｃに示す真空ベーク装置（ＶＢ）１Ａは、バッチ方式であり、２枚の基板Ｓを同時に収容してベーク処理を行うことができる。図３Ｃにおいて、図３Ａ，図３Ｂと同じ構成には同一の符号を付しており、可動ピン５の昇降機構やホットプレート３の電源は図示を省略している。図３Ｃに示すように、複数の基板Ｓを多段に配置して一括でベーク処理を行うことにより、ベーク処理システム１００における生産性を高めることができ、装置の設置スペースも節約できる。なお、同時にベーク処理を行う基板Ｓの枚数は、２枚に限るものではなく、３枚以上でもよい。
　また、バッチ方式の代わりに、例えば図３Ａ，図３Ｂに示した枚葉式の真空ベーク装置（ＶＢ）１を上下に多段に重ねて配置してもよい。
＜ロードロック装置（ＬＬ）の構成と作用＞
　次に、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照しながら、ロードロック装置（ＬＬ）２０の構成と作用について詳細に説明する。図４Ａ，図４Ｂは、枚葉式のロードロック装置の説明に供する断面図である。本実施の形態のロードロック装置（ＬＬ）２０は、真空ロードロック装置としての機能に加え、基板Ｓを冷却処理する機能を備えており、さらに基板Ｓに形成された有機材料膜の減圧乾燥処理を行う機能も有している。図４Ａは可動ピン２３を上昇させて、フォーク１３ａ（又はフォーク１３ｂ）との間で基板Ｓの受け渡しを行っている状態を示している。図４Ｂは、図４Ａの状態から可動ピン２３を下降させて基板Ｓをクーリングプレート２１によって冷却している状態もしくは基板Ｓ上の有機材料膜を減圧乾燥させている状態を示している。
　ロードロック装置（ＬＬ）２０は、真空引き可能な耐圧容器によって構成されており、底壁２０ａ、４つの側壁２０ｂ及び天壁２０ｃを備えている。天壁２０ｃには、不活性ガスを導入するガス導入部２０ｄが設けられている。側壁２０ｂには、排気部２０ｅが設けられている。なお、排気部は底壁２０ａに設けてもよい。ガス導入部２０ｄは、不活性ガス源７１に接続されており、例えばＮ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスをロードロック装置（ＬＬ）２０内に導入できるように構成されている。また、排気部２０ｅは、排気装置７３に接続されており、この排気装置７３を駆動させることによって、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を数十Ｐａ、もしくは０．１Ｐａ程度の圧力まで減圧排気できるように構成されている。また、互いに対向する側壁２０ｂには、装置内に基板Ｓを搬入、搬出するための開口部２ｆ，２ｇが設けられている。
　上記のとおり、ロードロック装置（ＬＬ）２０の内部には、クーリングプレート２１が配備されている。クーリングプレート２１は、底壁２０ａに固定されている。クーリングプレート２１は、内部に冷媒流路２１ｃを有している。この冷媒流路２１ｃに、冷媒源７５から任意の冷媒を供給し、循環させることにより、クーリングプレート２１全体を冷却できるように構成されている。また、クーリングプレート２１は、内部にバッククーリング用のガスを滞留させるガス滞留部２１ｄを有している。このガス滞留部２１ｄは、クーリングプレート２１の上面に形成された複数のガス吐出孔２１ｂに連通している。また、ガス滞留部２１ｄは、バッククーリングガス用のガス源７６に接続されている。
　また、クーリングプレート２１には、複数の挿通孔２１ａが形成され、この挿通孔２１ａに基板Ｓを支持する可動ピン２３が挿入されている。各可動ピン２３は、１つの昇降部材７７に固定されている。昇降部材７７は、例えばボールねじ機構などを備えた昇降駆動部７９によって上下に変位可能に支持されている。昇降部材７７と底壁２０ａとの間は、各可動ピン２３を囲むように例えばベローズ７８が配備され、挿通孔２１ａ周囲の気密性が保たれている。昇降駆動部７９を駆動させ、昇降部材７７及び複数の可動ピン２３を上下に昇降変位させることによって、図４Ａに示した受け渡し位置と、図４Ｂに示した下降位置との間で基板Ｓの高さ位置を調整することができる。なお、基板Ｓを昇降変位させる機構は、図示のものに限らない。
　図４Ｂに示した下降位置では、冷媒源７５から冷媒の供給を行い、基板Ｓに対してクーリングプレート２１による冷却を行う。このとき、排気装置７３を駆動させることによって、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を大気圧以下、好ましくは４００Ｐａ（３Ｔｏｒｒ）以上大気圧以下の範囲内の圧力まで減圧排気する。このように、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を真空状態にして冷却を行うことで、基板Ｓの表面に印刷された有機材料膜の酸化を防止できる。
　また、冷却の間、基板Ｓはクーリングプレート２１の表面に接触させず、可動ピン２３によって支持した状態で、例えば０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内の間隔でクーリングプレート２１の表面から離間させておくことが好ましい。この場合、クーリングプレート２１の表面から離間した基板Ｓの裏面側に、複数のガス吐出孔２１ｂから例えばＨｅなどのバッククーリングガスを供給することがより好ましい。このように、本実施の形態のロードロック装置（ＬＬ）２０では、冷却処理の間、基板Ｓをクーリングプレート２１の表面に直接載置させず、バッククーリングガスの供給によって冷却が可能である。そのため、基板Ｓの冷却効率を高め、基板Ｓの面内で均一、かつ速やかな冷却が可能になる。
　上記のとおり、本実施の形態では、ロードロック装置（ＬＬ）２０を有機材料膜の乾燥処理に用いることもできる。ロードロック装置（ＬＬ）２０で乾燥処理を行う場合は、基板Ｓを可動ピン２３によって支持した状態で、クーリングプレート２１の表面から例えば０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内の間隔で離間させて保持する。そして、不活性ガス源７１からロードロック装置（ＬＬ）２０へ所定量の不活性ガスを供給しながら、排気装置７３を駆動させることによって、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を所定の真空度、例えば０．１Ｐａ以下の圧力まで減圧排気させる。このようにして、基板Ｓ上の有機材料膜中の溶媒を除去する減圧乾燥処理にロードロック装置（ＬＬ）２０を利用することができる。
　以上のように、本実施の形態のベーク処理システム１００では、ロードロック装置（ＬＬ）２０を、大気圧状態と真空状態の切り替えを行う真空予備室としての機能に加え、真空冷却装置として、さらには減圧乾燥装置としても機能させることができる。従って、大気圧状態と真空状態の切替、冷却処理及び乾燥処理を連続的に行う際のスループットを向上させることができるとともに、システムの装置構成が簡素化されており、さらに装置の設置スペースも節約されている。
　一方、図４Ｃは、変形例のロードロック装置（ＬＬ）２０Ａの概略断面を示している。図４Ｃに示すロードロック装置（ＬＬ）２０Ａは、バッチ方式であり、２枚の基板Ｓを同時に収容して冷却処理や減圧乾燥処理を行うことができる。図４Ｃにおいて、図４Ａ，図４Ｂと同じ構成には同一の符号を付しており、可動ピン２３の昇降機構や冷媒源、バッククーリングガスの導入機構などは図示を省略している。図４Ｃに示すように、複数の基板Ｓを多段に配置して一括で収容し、大気圧状態と真空状態の切り替えを行い、さらに冷却処理や減圧乾燥処理を行うことにより、ベーク処理システム１００における生産性をさらに高めることができ、装置の設置スペースも大幅に節約できる。なお、同時にベーク処理を行う基板Ｓの枚数は、２枚に限るものではなく、３枚以上でもよい。
　また、バッチ方式の代わりに、例えば図４Ａ，図４Ｂに示した枚葉式のロードロック装置（ＬＬ）２０を上下に多段に重ねて配置してもよい。
　次に、以上のように構成されたベーク処理システム１００の動作について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００で基板Ｓ上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。有機材料膜が印刷された基板Ｓは、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００に付属する搬送装置２０１で搬出され、バッファステージ４１の支持壁４３上に載置される。このバッファステージ４１上の基板Ｓを搬送装置３１のフォーク３３ａ（又はフォーク３３ｂ）を進退駆動させて受け取る。次に、大気側のゲートバルブＧＶ３を開放した状態で、基板Ｓを搬送装置３１からロードロック装置（ＬＬ）２０の可動ピン２３へ受け渡す。
　フォーク３３ａ（又はフォーク３３ｂ）を退避させた後、可動ピン２３上の基板Ｓを下降させるとともに、ゲートバルブＧＶ３を閉じる。その後、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を排気して、内部を所定の真空度まで減圧する。このとき、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を排気しながら圧力を調節することによって、有機材料膜中に含まれる溶媒を除去する乾燥処理を実施することができる。この乾燥処理工程では、ロードロック装置（ＬＬ）２０に不活性ガスを導入してもよい。
　次に、可動ピン２３上の基板Ｓを受け渡し位置まで上昇させるとともに、搬送室（ＴＲ）１０とロードロック装置（ＬＬ）２０との間のゲートバルブＧＶ２を開放する。そして、搬送装置１１のフォーク１３ａ（又はフォーク１３ｂ）により、ロードロック装置（ＬＬ）２０に収容された基板Ｓを受け取る。
　次に、搬送装置１１のフォーク１３ａ（フォーク１３ｂ）により、ゲートバルブＧＶ１を開放した状態で、３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１のいずれかに基板Ｓを搬入し、受け渡し位置まで上昇させた可動ピン５に受け渡す。次に、ゲートバルブＧＶ１を閉じ、可動ピン５を下降させてホットプレート３の表面との間隔を調節し、真空ベーク装置（ＶＢ）１内で基板Ｓに対して所定条件でベーク処理を施す。有機材料膜を有機ＥＬに使用する有機機能膜へ変化させるためのベーク温度は、例えば２５０℃以上３００℃以下の範囲内が好ましく、ベーク時間は例えば１時間程度が好ましい。ベーク処理の間は、真空ベーク装置（ＶＢ）１内を大気圧以下に減圧することが好ましい。また、真空ベーク装置（ＶＢ）１内に不活性ガスを供給しながらベーク処理を行うことが好ましい。ベーク処理が終了したら、ゲートバルブＧＶ１を開放し、可動ピン５を上昇させて、基板Ｓを可動ピン５から搬送装置１１のフォーク１３ａ（又はフォーク１３ｂ）に受け渡し、真空ベーク装置（ＶＢ）１から搬出する。
　そして、基板Ｓを、前記とは逆の経路でロードロック装置（ＬＬ）２０へ搬入する。ベーク処理後の基板Ｓは、加熱された状態であるため、ロードロック装置（ＬＬ）２０内で冷却処理を行うことができる。冷却処理は、ロードロック装置（ＬＬ）２０の可動ピン２３を下降させてクーリングプレート２１との間隔を調整し、所定時間保持する。冷却処理の間、基板Ｓの裏面に、クーリングプレート２１のガス吐出孔２１ｂからバッククーリングガスを供給することによって冷却効率を高め、基板Ｓの面内で均一な冷却処理が可能になる。冷却が終了したら、ロードロック装置（ＬＬ）２０内の圧力を大気圧まで上昇させる。そして、ゲートバルブＧＶ３を開放するともに、可動ピン２３上の基板Ｓを再び受け渡し位置まで上昇させ、搬送装置３１を介して、基板Ｓを例えばバッファステージ４１に戻す。基板Ｓは、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００による次の有機材料膜の形成工程や、外部の他の工程を行うためにベーク処理システム１００から搬出される。
　以上の工程では、複数の基板Ｓを一括で搬送し、かつ同時に処理することも可能である。例えば、搬送装置３１及び搬送装置１１で複数枚例えば２枚の基板Ｓを同時搬送するとともに、ロードロック装置（ＬＬ）２０及び真空ベーク装置（ＶＢ）１を、例えば図３Ｃ、図４Ｃに示したようにバッチ方式としたり、多段に構成したりすることによって生産効率を向上させることができる。
［有機ＥＬ素子の製造プロセスへの適用例］
　有機ＥＬ素子の製造は、陽極と陰極との間に、ＥＬ層として、複数の有機機能膜を形成する。本実施の形態のベーク処理システム１００は、どのような積層構造の有機ＥＬ素子の製造にも適用できる。ここでは、ＥＬ層として、［正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層］を有する有機ＥＬ素子を製造する場合を例に挙げて、ベーク処理システム１００における具体的な処理手順を説明する。
　図５に、有機ＥＬ素子の製造工程の概略を示した。本例において、有機ＥＬ素子は、ＳＴＥＰ１～ＳＴＥＰ８の工程によって製造される。ＳＴＥＰ１では、基板Ｓ上に、例えば蒸着法などによって所定のパターンで陽極（画素電極）を形成する。次にＳＴＥＰ２では、陽極の間に、絶縁物による隔壁（バンク）を形成する。隔壁を形成するための絶縁材料としては、例えば感光性ポリイミド樹脂などの高分子材料を用いることができる。
　次に、ＳＴＥＰ３では、ＳＴＥＰ１で形成された陽極の上に、正孔注入層を形成する。まず、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００を用いて、各隔壁によって区画された陽極の上に、正孔注入層の材料となる有機材料を印刷する。次に、このように印刷された有機材料膜に対し、ベーク処理システム１００を用い、溶媒除去のための減圧乾燥処理、及び大気中でのベーク処理を順次行うことにより、正孔注入層を形成する。
　次に、ＳＴＥＰ４では、ＳＴＥＰ３で形成された正孔注入層の上に、正孔輸送層を形成する。まず、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００を用いて、正孔注入層の上に、正孔輸送層の材料となる有機材料を印刷する。このように印刷された有機材料膜に対し、ベーク処理システム１００で、溶媒除去のための減圧乾燥処理、及び真空ベーク処理を順次行うことにより、正孔輸送層を形成する。
　次に、ＳＴＥＰ５では、ＳＴＥＰ４で形成された正孔輸送層の上に、発光層を形成する。まず、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００を用いて、正孔輸送層の上に、発光層の材料となる有機材料を印刷する。このように印刷された有機材料膜に対し、ベーク処理システム１００で、溶媒除去のための減圧乾燥処理、及び真空ベーク処理を順次行うことにより、発光層を形成する。なお、発光層が複数層からなる場合、上記処理が繰り返される。
　次に、発光層の上に、例えば蒸着法によって、電子輸送層（ＳＴＥＰ６）、電子注入層（ＳＴＥＰ７）及び陰極（ＳＴＥＰ８）を順次形成することによって、有機ＥＬ素子が得られる。
　このような有機ＥＬ素子の製造プロセスにおいて、ベーク処理システム１００は、ＳＴＥＰ３（正孔注入層形成）、ＳＴＥＰ４（正孔輸送層形成）及びＳＴＥＰ５（発光層形成）に好ましく適用できる。すなわち、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００を用いて、各層の前段階である有機材料膜を印刷した後、ロードロック装置（ＬＬ）２０で減圧乾燥処理を行い、次に、真空ベーク装置（ＶＢ）１において、ＳＴＥＰ３（正孔注入層形成）は大気圧で、ＳＴＥＰ４（正孔輸送層形成）及びＳＴＥＰ５（発光層形成）は真空条件で、それぞれベーク処理を行うことができる。
　以上のように、ベーク処理システム１００を用いることによって、有機ＥＬ素子の製造プロセスにおいて、ＥＬ層を形成するための減圧乾燥処理とベーク処理を、連続的に高スループットで効率良く行うことができる。特に、上記ＳＴＥＰ４（正孔輸送層形成）、ＳＴＥＰ５（発光層形成）では、有機材料の酸化を回避するために低酸素雰囲気でのベーク処理が必要であるため、ベーク処理システム１００を用いて真空ベーク処理を行うことが好ましい。この場合、ベーク処理システム１００では、真空ベーク処理と、その前段階の減圧乾燥処理とを、真空ベーク装置（ＶＢ）１とロードロック装置（ＬＬ）２０において、真空雰囲気を維持したまま連続的に実施できるため、生産効率の向上を図ることができる。また、ベーク処理システム１００では、ロードロック装置（ＬＬ）２０において、真空／大気圧の切り替え以外に、減圧乾燥処理及び冷却処理を行うようにしたので、装置の設置スペースも節約できる。
［第２の実施の形態］
　次に、図６を参照しながら、本発明の第２の実施の形態のベーク処理システムについて説明する。図６は、第２の実施の形態に係るベーク処理システム１００Ａを概略的に示す平面図である。第１の実施の形態のベーク処理システム１００では、ロードロック装置（ＬＬ）２０内で減圧乾燥処理を行うように構成した。これに対し、本実施の形態のベーク処理システム１００Ａでは、ロードロック装置（ＬＬ）２０とは別に、減圧乾燥処理を行う専用の減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０を設けた。以下、第１の実施の形態のベーク処理システム１００との相違点を中心に説明し、本実施の形態のベーク処理システム１００Ａにおいて、第１の実施の形態と同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　図６に示したように、ベーク処理システム１００Ａは、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００によって基板Ｓ上に形成された有機材料膜に対し、大気圧以下の圧力で焼成を行う真空ベーク装置（ＶＢ）１と、真空ベーク装置（ＶＢ）１に基板Ｓを搬送するための第１の搬送装置としての搬送装置１１（図２参照）と、真空ベーク装置１に隣接して設けられ、搬送装置１１を収容する真空引き可能な搬送室（ＴＲ）１０と、搬送室（ＴＲ）１０に隣接して設けられ、大気圧状態と真空状態とを切り替え可能に構成されたロードロック装置（ＬＬ）２０と、を備えている。また、ベーク処理システム１００Ａは、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００とロードロック装置（ＬＬ）２０との間の基板搬送経路に配備され、該基板搬送経路の少なくとも一部分において基板Ｓの受け渡しを行う第２の搬送装置３１と、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００と第２の搬送装置３１との間に設けられた複数の減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０を備えている。
＜減圧乾燥装置＞
　減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０は、既知の構成であるため詳細な説明を省略するが、例えば真空引き可能な処理容器と、該処理容器内で基板Ｓを載置するステージと、該処理容器内を排気する排気装置と、該処理容器内に基板Ｓを搬入・搬出する開口部と、該開口部を開閉するゲートバルブと、を備えている。本実施の形態では、２つの減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０が対になり、合計４つの減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０が設けられている。
＜搬送装置＞
　図６に示したように、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０の間には、各減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０に対して基板Ｓを搬送するための第３の搬送装置２２１が設けられている。この搬送装置２２１は、例えば上下２段に設けられたフォーク２２３ａおよびフォーク２２３ｂと、これらフォーク２２３ａ，２２３ｂを進出、退避および旋回可能に支持する支持部２２５と、この支持部２２５を駆動させる駆動機構（図示省略）と、ガイドレール２２７とを備えている。支持部２２５は、ガイドレール２２７に沿って移動し、４つの減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０の間、及びバッファステージ４１Ａ，４１Ｂとの間で基板Ｓの搬送を可能にしている。
＜バッファステージ＞
　図６のベーク処理システム１００Ａは、搬送装置２２１に対して基板Ｓの受け渡しが可能な位置に、２つのバッファステージ４１Ａ，４１Ｂを備えている。一方のバッファステージ４１Ａは、ベーク処理システム１００と外部の装置、例えばインクジェット印刷装置２００との間で基板Ｓを受け渡す際の仮置き場である。他方のバッファステージ４１Ｂは、ベーク処理システム１００Ａ内の搬送装置２２１と搬送装置３１との間で基板Ｓを受け渡す際の仮置き場である。バッファステージ４１Ａ，４１Ｂの構成は、第１の実施の形態と同様である。
　次に、以上のように構成されたベーク処理システム１００Ａの動作について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００で基板Ｓ上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。有機材料膜が印刷された基板Ｓは、外部のインクジェット印刷装置（ＩＪ）２００に付属する搬送装置２０１で搬出され、バッファステージ４１Ａの支持壁４３上に載置される。このバッファステージ４１Ａ上の基板Ｓを搬送装置２２１のフォーク２２３ａ（又はフォーク２２３ｂ）を進退駆動させて受け取る。次に、ゲートバルブを開放した状態で、基板Ｓを搬送装置２２１から減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０のステージ（図示省略）へ受け渡す。
　次に、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０のゲートバルブを閉じ、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０内を排気して、内部を所定の真空度まで減圧することにより、有機材料膜中に含まれる溶媒を除去する乾燥処理を実施することができる。なお、乾燥処理工程では、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０に不活性ガスを導入してもよい。
　乾燥処理が終了した後、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０のゲートバルブを開放し、基板Ｓを搬送装置２２１によってバッファステージ４１Ｂの支持壁４３上に移載する。このバッファステージ４１Ｂ上の基板Ｓを搬送装置３１のフォーク３３ａ（又はフォーク３３ｂ）を進退駆動させて受け取る。次に、大気側のゲートバルブＧＶ３を開放した状態で、基板Ｓを搬送装置３１からロードロック装置（ＬＬ）２０の可動ピン２３へ受け渡す。
　フォーク３３ａ（又はフォーク３３ｂ）を退避させた後、可動ピン２３上の基板Ｓを下降させるとともに、ゲートバルブＧＶ３を閉じる。その後、ロードロック装置（ＬＬ）２０内を排気して、内部を所定の真空度まで減圧する。
　次に、可動ピン２３上の基板Ｓを受け渡し位置まで上昇させるとともに、搬送室（ＴＲ）１０とロードロック装置（ＬＬ）２０との間のゲートバルブＧＶ２を開放する。そして、搬送装置１１のフォーク１３ａ（又はフォーク１３ｂ）により、ロードロック装置（ＬＬ）２０に収容された基板Ｓを受け取る。
　次に、搬送装置１１のフォーク１３ａ（フォーク１３ｂ）により、ゲートバルブＧＶ１を開放した状態で、３つの真空ベーク装置（ＶＢ）１のいずれかに基板Ｓを搬入し、受け渡し位置まで上昇させた可動ピン５に受け渡す。次に、ゲートバルブＧＶ１を閉じ、可動ピン５を下降させてホットプレート３の表面との間隔を調節し、真空ベーク装置（ＶＢ）１内で基板Ｓに対して所定条件でベーク処理を施す。有機材料膜を有機ＥＬに使用する有機機能膜へ変化させるためのベーク温度は、例えば２５０℃以上３００℃以下の範囲内が好ましく、ベーク時間は例えば１時間程度が好ましい。ベーク処理の間は、真空ベーク装置（ＶＢ）１内を大気圧以下に減圧することが好ましい。また、真空ベーク装置（ＶＢ）１内に不活性ガスを供給しながらベーク処理を行うことが好ましい。ベーク処理が終了したら、ゲートバルブＧＶ１を開放し、可動ピン５を上昇させて、基板Ｓを可動ピン５から搬送装置１１のフォーク１３ａ（又はフォーク１３ｂ）に受け渡し、真空ベーク装置（ＶＢ）１から搬出する。
　そして、基板Ｓは、前記とは逆の経路でロードロック装置（ＬＬ）２０へ搬入する。ベーク処理後の基板Ｓは、加熱された状態であるため、ロードロック装置（ＬＬ）２０内で冷却処理を行うことができる。冷却処理は、ロードロック装置（ＬＬ）２０の可動ピン２３を下降させてクーリングプレート２１との間隔を調整し、所定時間保持する。冷却処理の間、基板Ｓの裏面に、クーリングプレート２１のガス吐出孔２１ｂからバッククーリングガスを供給することによって冷却効率を高め、基板Ｓの面内で均一な冷却処理が可能になる。冷却処理が終了したら、ロードロック装置（ＬＬ）２０の圧力を大気圧まで上昇させる。そして、ゲートバルブＧＶ３を開放するともに、可動ピン２３上の基板Ｓを再び受け渡し位置まで上昇させ、搬送装置３１を介して、基板Ｓを例えばバッファステージ４１Ｂに戻す。さらに、搬送装置２２１を用いてバッファステージ４１Ａへ基板Ｓを移載する。基板Ｓは、インクジェット印刷装置（ＩＪ）２００による次の有機材料膜の形成工程や、外部の他の工程を行うためにベーク処理システム１００Ａから搬出される。
　以上の工程では、複数の基板Ｓを一括で搬送し、かつ同時に処理することも可能である。例えば、搬送装置２２１、搬送装置３１及び搬送装置１１で複数枚例えば２枚の基板Ｓを同時搬送するとともに、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０、ロードロック装置（ＬＬ）２０及び真空ベーク装置（ＶＢ）１を、例えば図３Ｃ及び図４Ｃに示したようにバッチ方式としたり、多段に構成したりすることによって生産効率を向上させることができる。
　本実施の形態における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。
　以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、有機ＥＬ素子の製造工程は、図５に例示したものに限らず、例えばＥＬ層が、陽極側から、［正孔輸送層／発光層／電子輸送層］、［正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層］などの順に積層された構造を有している場合であっても、同様に本発明のベーク処理システム１００，１００Ａを適用できる。
　また、図１、図６に示したベーク処理システム１００，１００Ａの構成やレイアウトは、あくまでも例示であり、真空ベーク装置（ＶＢ）１、減圧乾燥装置（ＶＤ）２１０等の配置や個数などは、適宜変更可能である。
　本国際出願は、２０１２年７月２５日に出願された日本国特許出願２０１２－１６４５４１号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容をここに援用する。
 
 

Claims (15)

  1. 　インクジェット印刷装置によって基板上に形成された有機材料膜に対し、大気圧以下の圧力で焼成を行うベーク装置と、
    　前記ベーク装置に前記基板を搬送するための第１の搬送装置と、
    　前記ベーク装置に隣接して設けられ、前記第１の搬送装置を収容する真空引き可能な搬送室と、
    　前記搬送室に隣接して設けられ、大気圧状態と真空状態とを切り替え可能に構成されたロードロック装置と、
    　前記インクジェット印刷装置と前記ロードロック装置との間の基板搬送経路に配備され、該基板搬送経路の少なくとも一部分において前記基板の受け渡しを行う第２の搬送装置と、
    を備えたベーク処理システム。
  2. 　前記ベーク装置は、
    　前記基板を加熱するホットプレートと、
    　前記ホットプレートの表面に対して突没可能に設けられ、前記基板を加熱している間は前記ホットプレートの表面から前記基板を離間させた状態で支持する複数の可動ピンと、
    を有する請求項１に記載のベーク処理システム。
  3. 　前記ホットプレートの表面と前記基板との間隔が、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内である請求項２に記載のベーク処理システム。
  4. 　前記ベーク装置は排気装置に接続され、該ベーク装置内を１３３Ｐａ以上６６５００Ｐａ以下の圧力に調整して焼成を行う請求項２に記載のベーク処理システム。
  5. 　前記ベーク装置内に不活性ガスを導入して焼成を行う請求項４に記載のベーク処理システム。
  6. 　前記ロードロック装置は、
    　その内部に収容した前記基板を冷却するクーリングプレートと、
    　前記クーリングプレートの表面に対して突没可能に設けられ、前記基板を冷却している間は前記クーリングプレートの表面から前記基板を離間させた状態で支持する複数の可動ピンと、
    を有する請求項１に記載のベーク処理システム。
  7. 　前記クーリングプレートの表面と前記基板との間隔が、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内である請求項６に記載のベーク処理システム。
  8. 　前記ロードロック装置は排気装置に接続され、該ロードロック装置内を４００Ｐａ以上大気圧以下の圧力に調整して前記基板を冷却する請求項６に記載のベーク処理システム。
  9. 　前記ロードロック装置は、その内部に収容した前記基板上に形成された前記有機材料膜を減圧乾燥させる減圧乾燥装置としても機能する請求項１に記載のベーク処理システム。
  10. 　前記インクジェット印刷装置によって前記基板上に形成された前記有機材料膜を乾燥させる減圧乾燥装置をさらに備えている請求項１に記載のベーク処理システム。
  11. 　前記ベーク装置は、同時に複数枚の前記基板を収容して処理する請求項１に記載のベーク処理システム
  12. 　前記ロードロック装置は、同時に複数枚の前記基板を収容する請求項１１に記載のベーク処理システム
  13. 　前記第１の搬送装置は、前記ベーク装置と前記ロードロック装置との間で複数枚の前記基板を同時に搬送する請求項１２に記載のベーク処理システム。
  14. 　前記ベーク装置が、前記搬送室に隣接して複数配備されている請求項１に記載のベーク処理システム。
  15. 　３つの前記ベーク装置と、前記搬送室と、前記ロードロック装置と、により１つのユニットが構成されるとともに、前記第２の搬送装置は、複数の前記ユニットに対して前記基板の搬送を行うものである請求項１４に記載のベーク処理システム。
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