JP2019184230A - Organic film formation device, organic film formation system and organic film formation method - Google Patents
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Abstract
【課題】有機材料と溶媒を含む溶液を、大気圧よりも減圧された環境で加熱しても昇華物の発生を抑制することができる有機膜形成装置、有機膜形成システム、および有機膜形成方法を提供することである。【解決手段】実施形態に係る有機膜形成装置は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、前記チャンバの内部を排気可能な排気部と、前記チャンバの内部に設けられ、基板と、前記基板の表面に塗布された有機材料と溶媒とを含む溶液と、を有するワークが支持される処理領域と、前記チャンバの内部に設けられ、前記ワークを加熱する加熱部と、前記排気部、および前記加熱部を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記排気部を制御して前記チャンバの内圧が所定の値以下となった後に、前記加熱部に電力を印加する。【選択図】図2An organic film forming apparatus, an organic film forming system, and an organic film forming method capable of suppressing the generation of sublimates even when a solution containing an organic material and a solvent is heated in an environment at a pressure lower than the atmospheric pressure. It is to provide. An organic film forming apparatus according to an embodiment includes: a chamber capable of maintaining an atmosphere reduced in pressure below atmospheric pressure; an exhaust unit capable of exhausting the inside of the chamber; and a substrate provided in the chamber. A processing region where a work having an organic material and a solvent applied to the surface of the substrate is supported, a heating unit provided inside the chamber and heating the work, and the exhaust gas And a control unit for controlling the heating unit. The control unit controls the exhaust unit to apply electric power to the heating unit after the internal pressure of the chamber becomes equal to or less than a predetermined value. [Selection] Figure 2
Description
本発明の実施形態は、有機膜形成装置、有機膜形成システム、および有機膜形成方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to an organic film forming apparatus, an organic film forming system, and an organic film forming method.
有機材料と溶媒を含む溶液を基板の上に塗布し、これを加熱することで基板の上に有機膜を形成する技術がある。例えば、液晶表示パネルの製造においては、透明基板の上に設けられた透明電極などの表面にポリアミド酸を含むワニスを塗布し、イミド化させてポリイミド膜を形成し、得られた膜をラビング処理して配向膜を形成している。また、フレキシブル性を有した樹脂基板の製造においては、ガラス基板などのサポート基板の表面にポリアミド酸を含むワニスを塗布し、イミド化させてポリイミド膜を形成してサポート基板から剥離している。この際、ポリアミド酸を含むワニスが塗布された基板を加熱してポリアミド酸をイミド化している。また、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板を加熱して溶媒を蒸発させ、基板の上に有機膜を形成することも行われている。 There is a technique for forming an organic film on a substrate by applying a solution containing an organic material and a solvent on the substrate and heating the solution. For example, in the manufacture of liquid crystal display panels, a varnish containing polyamic acid is applied to the surface of a transparent electrode or the like provided on a transparent substrate, imidized to form a polyimide film, and the resulting film is rubbed Thus, an alignment film is formed. In the production of a flexible resin substrate, a varnish containing polyamic acid is applied to the surface of a support substrate such as a glass substrate, imidized to form a polyimide film, and then peeled off from the support substrate. At this time, the substrate coated with the varnish containing polyamic acid is heated to imidize the polyamic acid. In addition, a substrate coated with a solution containing an organic material and a solvent is heated to evaporate the solvent, thereby forming an organic film on the substrate.
ここで、有機膜の形成が、単に、大気圧よりも減圧されたチャンバの内部で行われる場合がある(例えば、特許文献1を参照)。
ここで、単に、有機材料と溶媒を含む溶液を、大気圧よりも減圧されたチャンバの内部で加熱すると、昇華物を含む蒸気が発生する。チャンバの内部で昇華物が発生すると、発生した昇華物が形成された有機膜に付着して、有機膜の品質が低下するおそれがある。
そこで、有機材料と溶媒を含む溶液を、大気圧よりも減圧された環境で加熱しても昇華物の発生を抑制することができる技術の開発が望まれていた。
Here, there is a case where the organic film is simply formed inside a chamber whose pressure is reduced from the atmospheric pressure (see, for example, Patent Document 1).
Here, when a solution containing an organic material and a solvent is simply heated inside a chamber whose pressure is reduced from the atmospheric pressure, vapor containing sublimates is generated. If the sublimate is generated inside the chamber, the generated sublimate may adhere to the formed organic film, and the quality of the organic film may be deteriorated.
Therefore, it has been desired to develop a technique capable of suppressing the generation of sublimates even when a solution containing an organic material and a solvent is heated in an environment reduced in pressure from atmospheric pressure.
本発明が解決しようとする課題は、有機材料と溶媒を含む溶液を、大気圧よりも減圧された環境で加熱しても昇華物の発生を抑制することができる有機膜形成装置、有機膜形成システム、および有機膜形成方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is an organic film forming apparatus and an organic film forming apparatus capable of suppressing generation of sublimation even when a solution containing an organic material and a solvent is heated in an environment reduced in pressure from atmospheric pressure. A system and an organic film forming method are provided.
実施形態に係る有機膜形成装置は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、前記チャンバの内部を排気可能な排気部と、前記チャンバの内部に設けられ、基板と、前記基板の表面に塗布された有機材料と溶媒とを含む溶液と、を有するワークが支持される処理領域と、前記チャンバの内部に設けられ、前記ワークを加熱する加熱部と、前記排気部、および前記加熱部を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記排気部を制御して前記チャンバの内圧が所定の値以下となった後に、前記加熱部に電力を印加する。 An organic film forming apparatus according to an embodiment includes a chamber capable of maintaining an atmosphere depressurized from an atmospheric pressure, an exhaust unit capable of exhausting the interior of the chamber, a substrate provided in the chamber, and the substrate A processing region in which a workpiece having a solution containing an organic material and a solvent applied to the surface is supported, a heating unit provided inside the chamber and heating the workpiece, the exhaust unit, and the A control unit that controls the heating unit. The control unit controls the exhaust unit to apply electric power to the heating unit after the internal pressure of the chamber becomes a predetermined value or less.
本発明の実施形態によれば、有機材料と溶媒を含む溶液を、大気圧よりも減圧された環境で加熱しても昇華物の発生を抑制することができる有機膜形成装置、有機膜形成システム、および有機膜形成方法が提供される。 According to an embodiment of the present invention, an organic film forming apparatus and an organic film forming system capable of suppressing generation of sublimation even when a solution containing an organic material and a solvent is heated in an environment reduced in pressure from atmospheric pressure. And an organic film forming method.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、各図面中のX方向、Y方向、およびZ方向は、互いに直交する三方向を表している。本明細書における上下方向は、Z方向とすることができる。
図1は、本実施の形態に係る有機膜形成システム200を例示するための模式図である。
図1に示すように、有機膜形成システム200には、有機膜形成装置1、第1の収納部2、第2の収納部3、搬送部4、溶液塗布装置5、仮焼成装置6、および、制御部7が設けられている。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
In addition, the X direction, Y direction, and Z direction in each drawing represent three directions orthogonal to each other. The vertical direction in this specification can be the Z direction.
FIG. 1 is a schematic view for illustrating an organic
As shown in FIG. 1, the organic
図2は、有機膜形成装置1を例示するための模式斜視図である。
図2に示すように、有機膜形成装置1には、チャンバ10、排気部20、および処理部30が設けられている。
チャンバ10は、箱状を呈している。チャンバ10は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ10の外観形状には特に限定はない。チャンバ10の外観形状は、例えば、直方体とすることができる。チャンバ10は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
FIG. 2 is a schematic perspective view for illustrating the organic
As shown in FIG. 2, the organic
The
チャンバ10の一方の端部にはフランジ11を設けることができる。フランジ11には、Oリングなどのシール材12を設けることができる。チャンバ10の、フランジ11が設けられる側の開口は、開閉扉13により開閉可能となっている。図示しない駆動装置により、開閉扉13がフランジ11(シール材12)に押し付けられることで、チャンバ10の開口が気密になるように閉鎖される。図示しない駆動装置により、開閉扉13がフランジ11から離隔することで、チャンバ10の開口を介したワーク100の搬入または搬出が可能となる。
なお、ワーク100は、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板とすることもできるし、溶液の溶媒が仮焼成装置6により蒸発された基板とすることもできる。
基板は、例えば、ガラス基板や半導体ウェーハなどとすることができる。ただし、基板
は、例示をしたものに限定されるわけではない。
A
The
The substrate can be, for example, a glass substrate or a semiconductor wafer. However, the substrate is not limited to those illustrated.
チャンバ10の他方の端部にはフランジ14を設けることができる。フランジ14には、Oリングなどのシール材12を設けることができる。チャンバ10の、フランジ14が設けられる側の開口は、蓋15により開閉可能となっている。例えば、蓋15は、ネジなどの締結部材を用いてフランジ14に着脱可能に設けることができる。メンテナンスなどを行う際には、蓋15を取り外すことで、チャンバ10の、フランジ14が設けられる側の開口を露出させる。
A
チャンバ10の外壁には冷却部16を設けることができる。冷却部16には、図示しない冷却水供給部が接続されている。冷却部16は、例えば、ウォータージャケット(Water Jacket)とすることができる。冷却部16が設けられていれば、チャンバ10の外壁温度が所定の温度よりも高くなるのを抑制することができる。
A
排気部20は、チャンバ10の内部を排気する。排気部20は、第1の排気部21と、第2の排気部22を有する。
第1の排気部21は、チャンバ10の底面に設けられた排気口17に接続されている。 第1の排気部21は、排気ポンプ21aと、圧力制御部21bを有する。
排気ポンプ21aは、例えば、ドライ真空ポンプなどとすることができる。
圧力制御部21bは、排気口17と排気ポンプ21aとの間に設けられている。圧力制御部21bは、チャンバ10の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、チャンバ10の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部21bは、例えば、APC(Auto Pressure Controller)などとすることができる。
The
The
The
The
第2の排気部22は、チャンバ10の底面に設けられた排気口18に接続されている。 第2の排気部22は、排気ポンプ22aと、圧力制御部22bを有する。
排気ポンプ22aは、例えば、ターボ分子ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)などとすることができる。
第2の排気部22は、高真空の分子流領域まで排気可能な排気能力を有する。
圧力制御部22bは、排気口18と排気ポンプ22aとの間に設けられている。圧力制御部22bは、チャンバ10の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、チャンバ10の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部22bは、例えば、APCなどとすることができる。
The
The
The
The
ここで、第1の排気部21を設けずに、第2の排気部22のみを設けることもできる。ただし、第1の排気部21を設ければ、所望の圧力まで減圧するのに必要となる時間を短くすることができる。
例えば、チャンバ10の内部を減圧する場合には、まず、第1の排気部21によりチャンバ10の内圧が10Pa程度になるようにする。次に、第2の排気部22によりチャンバ10の内圧が10Pa〜1×10−2Pa程度となるようにする。この様にすれば、所望の圧力まで減圧するのに必要となる時間を短くすることができる。
すなわち、第1の排気部21は、大気圧から所定の内圧まで粗引き排気を行う排気ポンプである。したがって、第1の排気部21は排気量が多い。また、第2の排気部22は、粗引き排気完了後、さらに低い所定の内圧まで排気を行う排気ポンプである。
Here, it is possible to provide only the
For example, when the pressure inside the
In other words, the
第1の排気部21に接続された排気口17及び第2の排気部22に接続された排気口18は、チャンバ10の底面に配置されている。そのため、チャンバ10内及び処理部30内に、チャンバ10の底面に向かうダウンフローの気流を形成することができる。その結果、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布されたワーク100を加熱することで生じた、有機材料が含まれた昇華物がダウンフローの気流に乗ってチャンバ10外に排出され易くなる。
これにより、ワーク100に昇華物が付着するのを抑制することができる。なお、後述するように、有機材料と溶媒を含む溶液を乾燥させ、その後に加熱を行えば昇華物の発生を大幅に抑制することができる。
The
Thereby, it can suppress that a sublimate adheres to the workpiece |
また、排気量の多い第1の排気部21に接続された排気口17がチャンバ10の底面の中心部分に配置されていれば、チャンバ10を平面視したときに、チャンバ10の中心部分に向かう均一な気流を形成することができる。これにより気流の流れの偏りによる昇華物の滞留が生じることなく昇華物を排出することができる。そのため、ワーク100に昇華物が付着するのを抑制することができる。
Further, if the
処理部30は、フレーム31、加熱部32、ワーク支持部33、均熱部34、均熱板支持部35、および、カバー36を有する。
処理部30の内部には、処理領域30aおよび処理領域30bが設けられている。処理領域30a、30bは、ワーク100に処理を施す空間となる。ワーク100は、処理領域30a、30bの内部に支持される。上部均熱板34aと下部均熱板34bとの間が、ワーク100が支持される処理領域30a、30bとなる。処理領域30bは、処理領域30aの上方に設けられている。なお、2つの処理領域が設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。1つの処理領域のみが設けられるようにすることもできる。また、3つ以上の処理領域が設けられるようにすることもできる。本実施の形態においては、一例として、2つの処理領域が設けられる場合を例示するが、1つの処理領域、および、3つ以上の処理領域が設けられる場合も同様に考えることができる。
The
Inside the
処理領域30a、30bは、加熱部32と加熱部32との間に設けられている。処理領域30a、30bは、均熱部34(上部均熱板34a、下部均熱板34b、側部均熱板34c、側部均熱板34d)により囲まれている。
The
処理領域30a、30bとチャンバ10の内部の空間は、上部均熱板34a同士の間、および下部均熱板34b同士の間に設けられた隙間を介して繋がっている。そのため、処理領域30a、30bにおいてワーク100を加熱する際には、処理領域30a、30bの内部の空間とともにチャンバ10の内壁と処理部30との間の空間の圧力が減圧される。チャンバ10の内壁と処理部30との間の空間の圧力が減圧されていれば、処理領域30a、30bから外部に放出される熱を抑制することができる。すなわち、蓄熱効率が向上する。そのため、ヒータ32aに印加する電力を低減させることができる。また、ヒータ32aの温度が所定の温度以上となるのを抑制することができるので、ヒータ32aの寿命を長くすることができる。
また、蓄熱効率が向上するので、急激な温度上昇を必要とする処理であっても所望の温度上昇を得ることができる。また、チャンバ10の外壁の温度が高くなるのを抑制することができるので、冷却部16を簡易なものとすることができる。
The
Moreover, since the heat storage efficiency is improved, a desired temperature increase can be obtained even in a process that requires a rapid temperature increase. Moreover, since it can suppress that the temperature of the outer wall of the
フレーム31は、細長い板材や形鋼などからなる骨組み構造を有している。フレーム31の外観形状は、チャンバ10の外観形状と同様とすることができる。フレーム31の外観形状は、例えば、直方体とすることができる。
The
加熱部32は、複数設けられている。加熱部32は、処理領域30a、30bの下部、および処理領域30a、30bの上部に設けることができる。処理領域30a、30bの下部に設けられた加熱部32は、下部加熱部となる。処理領域30a、30bの上部に設けられた加熱部32は、上部加熱部となる。下部加熱部は、上部加熱部と対向している。なお、複数の処理領域が上下方向に重ねて設けられる場合には、下側の処理領域に設けられる上部加熱部は、上側の処理領域に設けられる下部加熱部と兼用とすることができる。
A plurality of
例えば、処理領域30aに支持されたワーク100の下面(裏面)は、処理領域30aの下部に設けられた加熱部32により加熱される。処理領域30aに支持されたワーク100の上面は、処理領域30aと処理領域30bとにより兼用される加熱部32により加熱される。処理領域30bに支持されたワーク100の下面(裏面)は、処理領域30aと処理領域30bとにより兼用される加熱部32により加熱される。処理領域30bに支持されたワーク100の上面は、処理領域30bの上部に設けられた加熱部32により加熱される。
この様にすれば、加熱部32の数を減らすことができるので消費電力の低減、製造コストの低減、省スペース化などを図ることができる。
For example, the lower surface (back surface) of the
In this way, since the number of
複数の加熱部32のそれぞれは、少なくとも1つのヒータ32aと、一対のホルダ32bを有する。なお、以下においては、複数のヒータ32aが設けられる場合を説明する。
一対のホルダ32bは、処理領域30a、30bの長手方向(図1中のX方向)に延びるように設けられている。
ヒータ32aは、棒状を呈し、一対のホルダ32bの間をY方向に延びるように設けられている。
複数のヒータ32aは、ホルダ32bが延びる方向に並べて設けることができる。例えば、複数のヒータ32aは、処理領域30a、30bの長手方向(図1中のX方向)に並べて設けることができる。複数のヒータ32aは、等間隔に設けることが好ましい。ヒータ32aは、例えば、シーズヒータ、遠赤外線ヒータ、遠赤外線ランプ、セラミックヒータ、カートリッジヒータなどとすることができる。また、各種ヒータを石英カバーで覆うこともできる。本明細書においては、石英カバーで覆われた各種ヒータをも含めて「棒状のヒータ」と称する。
Each of the plurality of
The pair of
The
The plurality of
ただし、ヒータ32aは、例示をしたものに限定されるわけではない。ヒータ32aは、大気圧よりも減圧された雰囲気においてワーク100を加熱することができるものであればよい。すなわち、ヒータ32aは、放射による熱エネルギーを利用したものであればよい。
However, the
上部加熱部および下部加熱部における複数のヒータ32aの仕様、数、間隔などは、加熱する溶液の組成(溶液の加熱温度)、ワーク100の大きさなどに応じて適宜決定することができる。複数のヒータ32aの仕様、数、間隔などは、シミュレーションや実験などを行うことで適宜決定することができる。また、「棒状を呈する」とは、断面形状が限定されず、円柱状や角柱状なども含まれる。
The specifications, number, interval, and the like of the plurality of
ワーク100は、上部加熱部と下部加熱部によって加熱される。下部加熱部に設けられたヒータ32aは、上部加熱部に設けられたヒータ32aと離隔している。上部均熱板34aは、上部加熱部に設けられたヒータ32aと、下部加熱部に設けられたヒータ32aとの間に設けられている。下部均熱板34bは、上部均熱板34aと、下部加熱部に設けられたヒータ32aとの間に設けられている。
ワーク100は、処理領域30a、30bにおいて、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bを介して加熱される。ここで、溶液を加熱する際に生じた昇華物を含む蒸気は、加熱対象であるワーク100の温度よりも低い温度の物に付着しやすい。しかしながら、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bは加熱されている。そのため、昇華物が上部均熱板34aおよび下部均熱板34bに付着するのが抑制され、前述したダウンフローの気流に乗ってチャンバ10外に排出される。これにより、昇華物がワーク100に付着するのを抑制することができる。また、両面側からワーク100を加熱するので、ワーク100を高温にするのが容易となる。
The
The
一対のホルダ32bは、複数のヒータ32aが並ぶ方向と直交する方向において、互いに対向させて設けられている。一方のホルダ32bは、フレーム31の開閉扉13側の端面に固定されている。他方のホルダ32bは、フレーム31の開閉扉13側とは反対側の端面に固定されている。一対のホルダ32bは、例えば、ネジなどの締結部材を用いてフレーム31に固定することができる。一対のホルダ32bは、ヒータ32aの端部近傍の非発熱部を保持する。一対のホルダ32bは、例えば、細長い金属の板材や形鋼などから形成することができる。一対のホルダ32bの材料には特に限定はないが、耐熱性と耐食性を有する材料とすることが好ましい。一対のホルダ32bの材料は、例えば、ステンレスなどとすることができる。
The pair of
ワーク支持部33は、上部加熱部と下部加熱部との間にワーク100を支持する。ワーク支持部33は、複数設けることができる。複数のワーク支持部33は、処理領域30aの下部、および、処理領域30bの下部に設けられている。複数のワーク支持部33は、棒状体とすることができる。
複数のワーク支持部33の一方の端部(図1における上方の端部)は、ワーク100の下面(裏面)に接触する。そのため、複数のワーク支持部33の一方の端部の形状は、半球状などとすることが好ましい。複数のワーク支持部33の一方の端部の形状が半球状であれば、ワーク100の下面に損傷が発生するのを抑制することができる。また、ワーク100の下面と複数のワーク支持部33との接触面積を小さくすることができるので、ワーク100から複数のワーク支持部33に伝わる熱を少なくすることができる。
The
One end portion (the upper end portion in FIG. 1) of the plurality of
前述したように、ワーク100は、大気圧よりも減圧された雰囲気において放射による熱エネルギーによって加熱される。したがって、複数のワーク支持部33は、上部加熱部からワーク100の上面までの距離、及び下部加熱部からワーク100の下面までの距離が、ワーク100の加熱を行うことが可能な距離となるように、ワーク100を支持する。
なお、この距離は、放射による熱エネルギーが加熱部32からワーク100に到達できる距離である。
As described above, the
This distance is a distance at which the heat energy by radiation can reach the
複数のワーク支持部33の他方の端部(図1における下方の端部)は、処理部30の両側の側部の一対のフレーム31の間に架け渡された複数の棒状部材または板状部材などに固定することができる。複数の棒状部材または板状部材は、フレーム31の骨組みの間に架け渡すことができる。この場合、複数のワーク支持部33が着脱可能に設けられていれば、メンテナンスなどの作業が容易となる。例えば、ワーク支持部33の他方の端部に雄ネジを設け、複数の棒状部材または板状部材に雌ネジを設けることができる。
The other ends (lower ends in FIG. 1) of the plurality of
また、例えば、複数のワーク支持部33は、処理部30の両側の側部にあるフレーム31の間に架け渡された複数の棒状部材または板状部材などに固定されずに載置されるだけでもよい。例えば、この棒状部材または板状部材には複数の孔が形成されており、複数のワーク支持部33をこの孔に差し込むことで、複数のワーク支持部33が棒状部材または板状部材に保持されるようにすることができる。なお、孔の直径は、ワーク支持部33が熱膨張しても以下のようになるものとすることができる。例えば、孔の直径は、ワーク支持部33が熱膨張しても、ワーク支持部33と孔の内壁との間の空気が逃げられる程度とすることが好ましい。この様にすれば、孔の中の空気が熱膨張してもワーク支持部33が押し出されないようにすることができる。
Further, for example, the plurality of
複数のワーク支持部33の数、配置、間隔などは、ワーク100の大きさや剛性(撓み)などに応じて適宜変更することができる。複数のワーク支持部33の数、配置、間隔などは、シミュレーションや実験などを行うことで適宜決定することができる。
複数のワーク支持部33の材料には特に限定はないが、耐熱性と耐食性を有する材料とすることが好ましい。複数のワーク支持部33の材料は、例えば、ステンレスなどとすることができる。
The number, arrangement, interval, and the like of the plurality of
The material of the plurality of
また、複数のワーク支持部33の、少なくともワーク100に接触する端部を熱伝導率の低い材料から形成することができる。熱伝導率の低い材料は、例えば、セラミックスとすることができる。この場合、セラミックスの中でも20℃における熱伝導率が32W/(m・k)以下の材料とすることが好ましい。セラミックスは、例えばアルミナ(Al2O3)、窒化珪素(Si3N4)、ジルコニア(ZrO2)などとすることができる。
In addition, at least end portions of the plurality of
均熱部34は、複数の上部均熱板34a、複数の下部均熱板34b、複数の側部均熱板34c、および、複数の側部均熱板34dを有する。複数の上部均熱板34a、複数の下部均熱板34b、複数の側部均熱板34c、および、複数の側部均熱板34dは、板状を呈している。
複数の上部均熱板34aは、上部加熱部の下部加熱部側(ワーク100側)に設けられている。複数の上部均熱板34aは、複数のヒータ32aと離隔して設けられている。すなわち、複数の上部均熱板34aの上側表面と複数のヒータ32aの下側表面との間には隙間が設けられている。複数の上部均熱板34aは、複数のヒータ32aが並ぶ方向(図1中のX方向)に並べて設けられている。
複数の下部均熱板34bは、下部加熱部の上部加熱部側(ワーク100側)に設けられている。複数の下部均熱板34bは、複数のヒータ32aと離隔して設けられている。すなわち、複数の下部均熱板34bの下側表面と複数のヒータ32aの上側表面との間には隙間が設けられている。複数の下部均熱板34bは、複数のヒータ32aが並ぶ方向(図1中のX方向)に並べて設けられている。
The soaking
The plurality of
The plurality of
側部均熱板34cは、複数のヒータ32aが並ぶ方向において、処理領域30a、30bの両側(図1のX方向)の側部のそれぞれに設けられている。側部均熱板34cは、カバー36の内側に設けることができる。また、側部均熱板34cとカバー36との間に、側部均熱板34cおよびカバー36と離隔して設けられた少なくとも1つのヒータ32aを設けることもできる。
側部均熱板34dは、複数のヒータ32aが並ぶ方向と直交する方向において、処理領域30a、30bの両側(図1のY方向)の側部のそれぞれに設けられている。
処理領域30a、30bは、複数の上部均熱板34a、複数の下部均熱板34b、複数の側部均熱板34c、および、複数の側部均熱板34dにより囲まれている。また、これらの外側をカバー36が囲んでいる。
The
The side
The
前述したように、複数のヒータ32aは、棒状を呈し、所定の間隔を空けて並べて設けられている。ヒータ32aが棒状である場合、ヒータ32aの中心軸から放射状に熱が放射される。この場合、ヒータ32aの中心軸と加熱される部分との間の距離が短くなるほど加熱される部分の温度が高くなる。そのため、複数のヒータ32aに対して対向するようにワーク100が保持されたとき、ヒータ32aの直上または直下に位置するワーク100における領域は、複数のヒータ32a同士の間の空間の直上または直下に位置するワーク100における領域よりも温度が高くなる。すなわち、棒状を呈する複数のヒータ32aを用いてワーク100を直接加熱すると、加熱されたワーク100に不均一な温度分布が生じる。
ワーク100に不均一な温度分布が生じると、形成された有機膜の品質が低下するおそれがある。例えば、温度が高くなった部分に泡が発生したり、温度が高くなった部分において有機膜の組成が変化したりするおそれがある。
As described above, the plurality of
If a non-uniform temperature distribution occurs in the
本実施の形態に係る有機膜形成装置1には、前述した複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bが設けられている。そのため、複数のヒータ32aから放射された熱は、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bに入射し、これらの内部を面方向に伝搬しながらワーク100に向けて放射される。その結果、ワーク100に不均一な温度分布が生じるのを抑制することができ、ひいては形成された有機膜の品質を向上させることができる。
The organic
この場合、ヒータ32aの表面と直下にある上部均熱板34aとの間の距離、および、ヒータ32aの表面と直上にある下部均熱板34bとの間の距離を短くしすぎると、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bに不均一な温度分布が生じ、ひいてはワーク100に不均一な温度分布が生じるおそれがある。また、これらの距離を長くしすぎると、ワーク100の温度上昇が遅くなるおそれがある。本発明者らの得た知見によれば、これらの距離は、20mm以上、100mm以下とすることが好ましい。また、ヒータ32aの表面と直下にある上部均熱板34aとの間の距離、および、ヒータ32aの表面と直上にある下部均熱板34bとの間の距離を同じとすると、上部加熱部と下部加熱部からワーク100に放射される熱を均一にすることができる。
In this case, if the distance between the surface of the
複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの材料は、熱伝導率の高い材料とすることが好ましい。複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bは、例えば、アルミニウム、銅、およびステンレスの少なくともいずれかを含むものとすることができる。
The materials of the plurality of
ここで、ワーク100は、大気圧よりも減圧された雰囲気中で加熱されるので、ワーク100の加熱中は、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bが酸化するのを抑制することができる。ところが、有機膜が形成されたワーク100を搬出するためには、ワーク100の温度を低下させる必要がある。この場合、冷却時間を短縮するために、例えば、図示しない冷却ガス供給部から、排気口17などを介して、チャンバ10の内部に冷却ガスが導入される場合がある。冷却ガスとして窒素ガスを用いる場合もあるが、製造コストを低減させるために窒素ガスと空気の混合ガスを用いる場合もある。そのため、ワーク100の冷却時に、冷却ガス中の酸素と、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの材料が反応するおそれがある。
Here, since the
複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bが銅やアルミニウムなどを含む場合には、酸化しにくい材料を含む層を表面に設けることが好ましい。例えば、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bが銅を含む場合には、ニッケルを含む層を表面に設けることが好ましい。例えば、銅を含む複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの表面をニッケルメッキすることができる。複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bがアルミニウムを含む場合には、酸化アルミニウムを含む層を表面に設けることが好ましい。例えば、アルミニウムを含む複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの表面をアルマイト処理することができる。
When the plurality of
加熱の際に、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの温度が300℃以下となる場合には、アルミニウムを含む複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bを用いることができる。
加熱の際に、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの温度が500℃以上となる場合には、ステンレスを含む複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bとするか、銅を含み表面にニッケルを含む層を有する複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bとすることが好ましい。この場合、ステンレスを含む複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bとすれば、汎用性やメンテナンス性などを向上させることができる。
When the temperatures of the plurality of
When the temperature of the plurality of
また、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bから放射された熱の一部は、処理領域30a、30bの側方に向かう。そのため、処理領域30a、30bの側部には、前述した側部均熱板34c、34dが設けられている。側部均熱板34c、34dに入射した熱は、側部均熱板34c、34dを面方向に伝搬しながら、その一部がワーク100に向けて放射される。そのため、ワーク100の加熱効率を向上させることができる。
また、前述したように、側部均熱板34cの外側に、少なくとも1つのヒータ32aを設ければ、ワーク100の加熱効率をさらに向上させることができる。また、有機膜を加熱する際に生じた昇華物は、周囲の温度よりも低い箇所に付着しやすい。側部均熱板34cをも加熱することで、昇華物が側部均熱板34cに付着するのを抑制することができる。
A part of the heat radiated from the plurality of
Further, as described above, the heating efficiency of the
ここで、側部均熱板34c、34dに、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bとは異なる不均一な温度分布が生じると、ワーク100に不均一な温度分布が生じるおそれがある。そのため、側部均熱板34c、34dの材料は、前述した上部均熱板34aおよび下部均熱板34bの材料と同じとすることが好ましい。
Here, if a non-uniform temperature distribution different from that of the upper and lower
前述したように、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bの温度は、500℃以上となる場合がある。そのため、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bの伸び量が大きくなったり、熱変形による反りが発生したりするおそれがある。そのため、複数の上部均熱板34a同士の間には隙間を設けることが好ましい。複数の下部均熱板34b同士の間には隙間を設けることが好ましい。これらの隙間は、加熱温度、複数の上部均熱板34aが並ぶ方向における上部均熱板34aの寸法、複数の下部均熱板34bが並ぶ方向における下部均熱板34bの寸法、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bの材料などにより適宜決定することができる。例えば、所定の最高加熱温度において、複数の上部均熱板34a同士の間、および複数の下部均熱板34b同士の間に、それぞれ1mm〜2mm程度の隙間が生じるようにすることができる。この様にすれば、加熱時に、複数の上部均熱板34a同士が干渉したり、複数の下部均熱板34b同士が干渉したりするのを抑制することができる。
As described above, the temperatures of the plurality of
なお、複数の上部均熱板34aおよび複数の下部均熱板34bは、複数のヒータ32aが並ぶ方向に並べて設けられているものとして説明したが、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bの少なくとも一方は、単一の板状部材とすることもできる。この場合、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bの少なくとも一方は、フレーム31の両端に最も近い一対の均熱板支持部35によって支持されることになる。
なお、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bの少なくとも一方を、単一の板状部材とする場合であっても、上部均熱板34a(または下部均熱板34b)の図1における端部の付近には、チャンバ10の内壁とカバー36との間の空間と、処理室30a、30bとがつながる隙間が設けられている。
上部均熱板34aおよび下部均熱板34bを単一の板状部材とした場合であっても、複数のヒータ32aから放射された熱は、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bに入射し、これらの内部を面方向に伝搬しながらワーク100に向けて放射される。そのため、ワーク100に不均一な温度分布が生じるのを抑制することができ、ひいては形成された有機膜の品質を向上させることができる。すなわち、本実施の形態に係る有機膜形成装置1によれば有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板を均一に加熱し、基板面内均一に有機膜を形成することができる。
Although the plurality of
Note that even if at least one of the
Even when the
複数の均熱板支持部35(上部均熱板支持部)は、複数の上部均熱板34aが並ぶ方向に並べて設けられている。均熱板支持部35は、複数の上部均熱板34aが並ぶ方向において、上部均熱板34a同士の間の直下に設けることができる。
複数の均熱板支持部35は、ネジなどの締結部材を用いて一対のホルダ32bに固定することができる。一対の均熱板支持部35は、上部均熱板34aの両端を着脱自在に支持する。なお、複数の下部均熱板34bを支持する複数の均熱板支持部(下部均熱板支持部)も同様の構成を有するものとすることができる。
The plurality of soaking plate support portions 35 (upper soaking plate support portions) are provided side by side in the direction in which the plurality of
The plurality of soaking
上部均熱板34aおよび下部均熱板34bが、ネジなどの締結部材を用いて固定されていると、熱膨張により上部均熱板34aおよび下部均熱板34bが変形することになる。上部均熱板34aおよび下部均熱板34bが変形すると、上部均熱板34aとワーク100との間の距離、および下部均熱板34bとワーク100との間の距離が局所的に変化して、ワーク100に不均一な温度分布が生じるおそれがある。
一対の均熱板支持部35により、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bが支持されていれば、熱膨張による寸法差を吸収することができる。そのため、上部均熱板34aおよび下部均熱板34bが変形するのを抑制することができる。
If the
If the
カバー36は、板状を呈し、フレーム31の上面、底面、および側面を覆っている。すなわち、カバー36によりフレーム31の内部が覆われている。ただし、開閉扉13側のカバー36は、例えば、開閉扉13に設けることができる。
フレーム31の上面および底面に設けられるカバー36は複数に分割されている。また、分割されたカバー36同士の間には隙間が設けられている。そのため、チャンバ10の内壁とカバー36との間の空間と、処理領域30a、30bとが繋がっているので、処理領域30a、30b内の圧力が、チャンバ10の内壁とカバー36との間の空間の圧力と同じになるようにすることができる。カバー36は、例えば、ステンレスなどから形成することができる。
チャンバ10の内壁とカバー36との間には空間が設けられている。すなわち、有機膜形成装置1は、チャンバ10と処理部30(処理領域30a、30b)とによる二重構造となっている。この様にすれば、処理領域30a、30bから外部に逃げる熱を少なくすることができるので加熱効率を向上させることができる。
The
The
A space is provided between the inner wall of the
図1に示すように、第1の収納部2は、溶液が塗布される前の基板を収納する。第1の収納部2は、複数の基板を、互いに間隔を空けて上下方向に積層するように収納することができる。
第2の収納部3は、表面に有機膜が形成された基板を収納する。第2の収納部3は、複数の有機膜が形成された基板を、互いに間隔を空けて上下方向に積層するように収納することができる。
As shown in FIG. 1, the
The 2nd
搬送部4は、第1の収納部2と、溶液塗布装置5との間において、基板の搬送と受け渡しを行う。
搬送部4は、溶液塗布装置5と、仮焼成装置6との間において、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板を搬送する。
搬送部4は、仮焼成装置6と、有機膜形成装置1との間において、溶媒を蒸発させた基板を搬送する。なお、仮焼成装置6が設けられない場合には、搬送部4は、溶液塗布装置5と、有機膜形成装置1との間において、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板を搬送する。
搬送部4は、有機膜形成装置1と、第2の収納部3との間において、有機膜が形成された基板を搬送する。
搬送部4は、例えば、板状部材の搬送と受け渡しが可能な搬送ロボットなどとすることができる。
The
The
The
The
The
溶液塗布装置5は、基板の表面に、有機材料と溶媒を含む溶液を塗布する。
図3は、溶液塗布装置5を例示するための模式斜視図である。
溶液塗布装置5は、所謂スリットコータ装置とすることができる。
図3に示すように、溶液塗布装置5には、載置台51、ノズル52、および溶液供給部53が設けられている。
The
FIG. 3 is a schematic perspective view for illustrating the
The
As shown in FIG. 3, the
載置台51の上面には、基板101が載置される。載置台51には、基板101を保持する保持装置を設けることができる。保持装置は、例えば、バキュームチャックなどとすることができる。また、載置台51は、所定の方向に移動することができる。図3に例示をした載置台51は、図3中のX方向に移動することができる。なお、載置台51とノズル52との相対的な位置を所定の方向に変化させることができればよい。すなわち、載置台51およびノズル52の少なくともいずれかが、所定の方向に移動するようになっていればよい。
On the upper surface of the mounting table 51, the
ノズル52は、載置台51の上方に設けられている。ノズル52は、載置台51の移動方向と交差する方向に延びている。図3に例示をしたノズル52は、図3中のY方向に延びている。ノズル52の内部には、有機材料と溶媒を含む溶液102を収納する空間が設けられている。ノズル52の、載置台51側の端面にはスリットが開口している。スリットは、ノズル52が延びる方向に延びている。
The
溶液供給部53は、溶液102をタンク53aに収納するとともに、溶液102をタンク53aからノズル52の内部の空間に供給する。
溶液供給部53からノズル52の内部に供給された溶液102は、ノズル52のスリットから基板101に供給される。この際、載置台51とノズル52との相対的な位置を所定の方向に変化させることで、基板101の表面が溶液102により覆われるようにすることができる。なお、基板101の表面の一部の領域が溶液102により覆われるようにしてもよい。
なお、以上においては、溶液塗布装置5がスリットコータ装置である場合を例示したがこれに限定されるわけではない。溶液塗布装置5は、基板101の表面に溶液102を塗布できるものであれば良い。
The
The
In addition, although the case where the
ここで、溶液102の中に異物や気泡が混入していると、形成された有機膜の品質が悪くなるおそれがある。例えば、気泡が混入している溶液102を急激に昇温させると、溶液102の突沸が生じ、有機膜に窪みや孔が生じるおそれがある。
本発明者の得た知見によれば、溶液102を5μm以下のフィルタで濾過し、さらに、100Pa以下の環境で1時間以上放置すれば、気泡や異物の除去を行うことができる。 この場合、フィルタはタンク53aの供給口に設けることができる。また、ドライ真空ポンプなどをタンク53aに接続することができる。なお、前処理装置8を設ける場合、タンク53aのドライ真空ポンプやフィルタは省略することができる。
Here, if foreign matter or bubbles are mixed in the
According to the knowledge obtained by the present inventor, if the
また、タンク53aとは別に、この様な溶液の前処理を行う前処理装置8を設けることもできる。
前処理装置8は、溶液を、5μm以下のフィルタで濾過し、濾過された溶液を100Pa以下の雰囲気に1時間以上滞留させる。そして、前処理装置8は、前処理された溶液をタンク53aに供給する。
In addition to the
The
ここで、有機膜形成装置1において、溶液102が塗布された基板101を急激に加熱すると昇華物の発生量が多くなるおそれがある。
本発明者らの得た知見によれば、基板101の表面に塗布された溶液102の溶媒をある程度蒸発させれば、その後に基板101を急激に加熱しても昇華物の発生を大幅に抑制することができる。基板101を急激に加熱することができれば、温度上昇に要する時間を少なくすることができ、生産性を向上させることができる。すなわち、有機膜の品質と生産性を向上させることが可能となる。
そこで、有機膜形成システム200には、仮焼成装置6が設けられている(図1参照)。
仮焼成装置6は、基板101の表面に塗布された溶液102の溶媒を蒸発させる。
Here, in the organic
According to the knowledge obtained by the present inventors, if the solvent of the
Therefore, the organic
The
図4は、仮焼成装置6を例示するための模式断面図である。
図4に示すように、仮焼成装置6には、チャンバ61、ヒータ62、および排気部63が設けられている。
チャンバ61は、箱状を呈している。チャンバ61は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ61の外観形状には特に限定はない。チャンバ61の外観形状は、例えば、直方体とすることができる。チャンバ61は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
また、チャンバ61の内部には、載置部61aを設けることができる。載置部61aは、複数設けることができる。複数の載置部61aは、上下方向(図4中のZ方向)に並べて設けることができる。複数の載置部61aのそれぞれの上には、溶液102が塗布された基板101が載置される。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for illustrating the
As shown in FIG. 4, the
The
In addition, a
ヒータ62は、チャンバ61の内部に設けられている。ヒータ62の種類には特に限定がない。ヒータ62は、例えば、前述したヒータ32aと同様とすることができる。また、ヒータ62の配置や数は、溶液102が塗布された基板101の温度を、溶媒が蒸発する温度(例えば、90℃程度)にまで上昇させることができるのであれば特に限定はない。
The
排気部63は、チャンバ61の内部を排気する。
排気部63は、排気ポンプ63aと、圧力制御部63bを有する。
排気ポンプ63aは、例えば、ドライ真空ポンプなどとすることができる。
圧力制御部63bは、チャンバ61と排気ポンプ63aとの間に設けられている。圧力制御部63bは、チャンバ61の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、チャンバ61の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部61bは、例えば、APCなどとすることができる。
The
The
The
The
本発明者らの得た知見によれば、溶液102が塗布された基板101を、90℃以下、且つ、100Pa以下の雰囲気に3分以上放置すれば、溶液102に含まれていた溶媒の大部分を蒸発させることができる。すなわち、この様にすれば、基板101の表面に塗布された溶液102を乾燥させることができる。
そのため、仮焼成装置6は、雰囲気の温度を90℃以下、雰囲気の圧力を100Pa以下、処理時間を3分以上とすることで溶媒を蒸発させる。この場合、処理時間は、例えば3分以上60分以下とすることができる。
According to the knowledge obtained by the present inventors, if the
Therefore, the
なお、90℃以下の温度で加熱を行えば、昇華物は、ほぼ発生しない。そのため、この様な乾燥は有機膜形成装置1において行うこともできる。例えば、有機膜形成装置1において、90℃以下の温度で加熱を行い、その後、100℃〜600℃程度の温度で有機膜の形成を行うことができる。
また、溶液102の組成によっては昇華物の発生が少ない場合もある。
そのため、仮焼成装置6は、必要に応じて設けるようにすればよい。また、溶媒の蒸発は必要に応じて行うことができる。
なお、溶液102がポリアミド酸を含むワニスの場合には、溶媒の蒸発を行うようにすることが好ましい。溶液102がポリアミド酸を含むワニスの場合に溶媒の蒸発を行えば、ポリアミド酸を加熱してイミド化した際に発生する昇華物の量を大幅に少なくすることができる。
また、有機膜形成装置1とは別構成である仮焼成装置6において溶媒の蒸発を行うことによって、溶媒が蒸発する際に発生する蒸気や昇華物を仮焼成装置6の環境内に留め、有機膜形成装置1に持ち込まないようにすることができる。なお、仮焼成装置6においては、ワーク100の加熱処理が終わり、有機膜形成装置1にワーク100を搬送した後、仮焼成装置6内のクリーニングを行うことができる。
In addition, if it heats at the temperature of 90 degrees C or less, a sublimate will hardly generate | occur | produce. Therefore, such drying can also be performed in the organic
Further, depending on the composition of the
Therefore, the
In addition, when the
Further, by evaporating the solvent in the
制御部7は、CPU(Central Processing Unit)などの演算部と、メモリなどの記憶部とを備えている。
制御部7は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、有機膜形成システム200に設けられた各要素の動作を制御する。
例えば、制御部7は、有機膜形成装置1に設けられた排気部20、およびヒータ32aを制御する。制御部7は、排気部20を制御してチャンバ10の内圧が所定の値以下となった後に、ヒータ32aに電力を印加する。この場合、制御部7は、排気部20を制御してチャンバ10の内圧が、チャンバ内の酸素濃度が100ppmとなる圧力となった後に、ヒータ32aに電力を印加することができる。
また、制御部7は、チャンバ10の内圧を略大気圧に戻した際に、チャンバ10内の雰囲気の温度が50℃以上となるようにヒータ32aを制御することができる。
また、制御部7は、排気部20、およびヒータ32aを制御して、溶液の溶媒を蒸発させた後、溶媒を蒸発させる温度よりも高い温度かつ溶媒を蒸発させる圧力よりも低い圧力で、有機材料から有機膜を形成することができる。この場合、制御部7は、排気部20、およびヒータ32aを制御して、チャンバ10内の温度を90℃以下、チャンバ10の内圧を100Pa以下、処理時間を3分以上とすることで溶媒を蒸発させることができる。
なお、有機膜形成装置1、搬送部4、溶液塗布装置5、および仮焼成装置6などにも制御部を設け、それぞれの装置に設けられた制御部がそれぞれの装置を制御するようにしてもよい。この場合、制御部7は、それぞれの装置間の同期などを制御するようにしてもよい。
The
The
For example, the
Moreover, the
Further, the
The organic
次に、有機膜形成システム200の作用とともに、本実施の形態に係る有機膜形成方法について例示する。
なお、一例として、溶液102がポリアミド酸を含むワニスの場合を例に挙げて説明する。
まず、搬送部4は、第1の収納部2から基板101を取り出し、溶液塗布装置5に受け渡す。
溶液塗布装置5は、基板101の表面に溶液102、すなわち、ポリアミド酸を含むワニスを塗布する。
なお、溶液102に含まれている異物や気泡を予め取り除くようにすることが好ましい。例えば、溶液102を5μm以下のフィルタで濾過し、さらに、100Pa以下の環境で1時間以上放置すれば、気泡や異物の除去を行うことができる。
Next, together with the operation of the organic
As an example, the case where the
First, the
The
Note that it is preferable to remove foreign matters and bubbles contained in the
次に、搬送部4は、ポリアミド酸を含むワニスが塗布された基板101を溶液塗布装置5から取り出し、仮焼成装置6または有機膜形成装置1に受け渡す。
仮焼成装置6または有機膜形成装置1においては、ポリアミド酸を含むワニスが塗布された基板101を、90℃以下、且つ、100Pa以下の雰囲気に3分以上放置して、溶媒を蒸発させる。
Next, the
In the
仮焼成装置6においては、溶媒の蒸発を行う仮焼成が行われる。
仮焼成装置6において溶媒の蒸発が行われた場合には、搬送部4は、仮焼成装置6から溶媒の蒸発が済んだ基板101を取り出し、有機膜形成装置1に受け渡す。
有機膜形成装置1においては、溶媒の蒸発が済んだ基板101を加熱してポリアミド酸をイミド化する本焼成を行う。すなわち、基板101の表面にポリイミド膜を形成する。
In the
When the solvent is evaporated in the
In the organic
ここで、有機膜形成装置1における有機膜の形成時間を短くするためには、減圧時間と昇温時間を重複させることが好ましい。例えば、第1の排気部21(排気ポンプ21a)により排気の開始と同時に、ヒータ32aに電力を印加するようにすることができる。この様にすれば、有機膜の形成時間を短縮することができる。
ところが、第1の排気部21による排気が開始されてもしばらくの間はチャンバ10の内部に空気が残っている。そのため、残留している空気に含まれている酸素と、ヒータ32aにより加熱されたポリアミド酸が反応して酸化反応が生じるおそれがある。
Here, in order to shorten the formation time of the organic film in the organic
However, even after the exhaust by the
この場合、チャンバ10の内部を窒素ガスなどでパージした後に、第1の排気部21による排気と、ヒータ32aによる加熱を行えば酸化反応が生じるのを抑制することができる。ところが、この様にすると、窒素ガスを大量に消費することになるので、製造コストが増大することになる。また、パージを行う時間が必要となり、かえって有機膜の形成時間が長くなるおそれもある。また、パージを行えば、チャンバ10の内部にある昇華物などのゴミが飛散するおそれもある。
In this case, if the inside of the
そこで、有機膜形成装置1においては、酸化反応を抑制することができる圧力にまで減圧した後に、ヒータ32aに電力を印加するようにしている。
本発明者らの得た知見によれば、チャンバ10内の酸素濃度が100ppm程度にまで下がれば、酸化反応を抑制することができる。この場合、酸素濃度が100ppmとなるチャンバ10の内圧は100Pa程度である。したがって、チャンバ10の内圧が1Pa〜100Paになった時にヒータ32aに電力を印加すれば、酸化反応を抑制することができる。
チャンバ10の内圧が、大気圧から100Pa程度にまで減圧されるのに必要な時間はそれほど長くない。この場合、粗引き排気を行う第1の排気部21により、チャンバ10の内圧が10Pa程度になるようにすれば、減圧時間を短縮することができる。
そのため、チャンバ10の内圧が1Pa〜100Paとなった時にヒータ32aに電力を印加すれば、有機膜の形成時間の短縮と、酸化反応の抑制を図ることができる。また、チャンバ10の内圧が1Pa〜100Paとなれば、チャンバ10の内部にガスの流れが生じるのが抑制される。そのため、チャンバ10の内部にある昇華物などのゴミが飛散するのを抑制することができる。
Therefore, in the organic
According to the knowledge obtained by the present inventors, the oxidation reaction can be suppressed if the oxygen concentration in the
The time required for the internal pressure of the
Therefore, if electric power is applied to the
図5は、チャンバ10の内圧の減圧過程と、基板101の加熱過程を例示するための模式グラフ図である。
なお、図5中のPはチャンバ10の内圧、Tは基板101の温度である。
図5に示すように、チャンバ10の内圧が1Pa〜100Paとなった時にヒータ32aに電力を印加して基板101の加熱(温度上昇)を開始させるようにすることができる。
この様にすれば、前述した効果を享受することができる。
FIG. 5 is a schematic graph for illustrating the process of reducing the internal pressure of the
Note that P in FIG. 5 is the internal pressure of the
As shown in FIG. 5, when the internal pressure of the
In this way, the effects described above can be enjoyed.
また、有機膜が形成されたワーク100をチャンバ10から搬出するためには、ワーク100の温度を低下させる必要がある。例えば、チャンバ10の内圧を略大気圧に戻した際に、チャンバ10内の雰囲気の温度が常温となっていれば、ワーク100の搬出が容易となる。ところが、有機膜形成装置1においては、連続的にワーク100が加熱処理される。そのため、有機膜が形成されたワーク100を搬出するたびにチャンバ10内の雰囲気を常温にすると、次のワーク100を昇温させる時間が長くなる。すなわち、生産性が低下するおそれがある。
本発明者らの得た知見によれば、チャンバ10の内圧を略大気圧に戻した際に、チャンバ10内の雰囲気の温度が50℃以上となるようにすれば、ワーク100の搬出を容易とすることができ、且つ、次のワーク100を昇温させる時間を短くすることができる。
例えば、制御部7によりヒータ32aを制御することで、チャンバ10の内圧を略大気圧に戻した際に、チャンバ10内の雰囲気の温度が50℃以上となるようにすることができる。
Moreover, in order to carry out the workpiece | work 100 in which the organic film was formed from the
According to the knowledge obtained by the present inventors, when the internal pressure of the
For example, by controlling the
以上に説明したように、本実施の形態に係る有機膜形成方法は以下の工程を備えることができる。
有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板を、大気圧よりも減圧された雰囲気中において加熱する工程。
そして、この加熱する工程において、雰囲気の圧力が所定の値以下となった後に、加熱を実行することができる。この場合、雰囲気の圧力が、雰囲気内の酸素濃度が100ppm以下となる圧力となった後に、加熱を実行することができる。
また、溶媒を蒸発させた後、溶媒を蒸発させる温度よりも高い温度かつ溶媒を蒸発させる圧力よりも低い圧力で、有機材料から有機膜を形成することができる。
また、雰囲気の温度を90℃以下、雰囲気の圧力を100Pa以下、処理時間を120秒以上とすることで溶媒を蒸発させることができる。
As described above, the organic film forming method according to the present embodiment can include the following steps.
A step of heating a substrate coated with a solution containing an organic material and a solvent in an atmosphere reduced in pressure from atmospheric pressure.
In this heating step, the heating can be performed after the atmospheric pressure becomes a predetermined value or less. In this case, heating can be performed after the pressure of the atmosphere becomes a pressure at which the oxygen concentration in the atmosphere becomes 100 ppm or less.
Further, after evaporating the solvent, the organic film can be formed from the organic material at a temperature higher than the temperature for evaporating the solvent and a pressure lower than the pressure for evaporating the solvent.
In addition, the solvent can be evaporated by setting the temperature of the atmosphere to 90 ° C. or less, the pressure of the atmosphere to 100 Pa or less, and the treatment time to 120 seconds or more.
また、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板の、溶媒を蒸発させる工程と、溶媒を蒸発させた基板を、大気圧よりも減圧された雰囲気中において加熱する工程を備えることもできる。
そして、この加熱する工程において、雰囲気の圧力が所定の値以下となった後に、加熱を実行することができる。この場合、雰囲気の圧力が1Pa〜100Paとなった後に、加熱を実行することができる。
また、この蒸発させる工程において、雰囲気の温度を90℃以下、雰囲気の圧力を100Pa以下、処理時間を3分以上とすることができる。
また、雰囲気の圧力を略大気圧に戻す工程をさらに備えることができる。
この雰囲気の圧力を略大気圧に戻す工程において、雰囲気の圧力が略大気圧になった際の、雰囲気の温度が50℃以上となるようにすることができる。
また、溶液の前処理を行う工程をさらに備えることができる。
この前処理を行う工程において、溶液を、5μm以下のフィルタで濾過し、濾過された溶液を100Pa以下の雰囲気に1時間以上滞留させることができる。
In addition, a step of evaporating the solvent on the substrate on which the solution containing the organic material and the solvent is applied, and a step of heating the substrate on which the solvent is evaporated in an atmosphere whose pressure is reduced from the atmospheric pressure can be provided.
In this heating step, the heating can be performed after the atmospheric pressure becomes a predetermined value or less. In this case, heating can be performed after the atmospheric pressure becomes 1 Pa to 100 Pa.
In this evaporation step, the atmosphere temperature can be 90 ° C. or less, the atmosphere pressure can be 100 Pa or less, and the treatment time can be 3 minutes or more.
Moreover, the process of returning the atmospheric pressure to substantially atmospheric pressure can be further provided.
In the step of returning the pressure of the atmosphere to substantially atmospheric pressure, the temperature of the atmosphere can be 50 ° C. or higher when the pressure of the atmosphere becomes substantially atmospheric pressure.
Moreover, the process of pre-processing a solution can be further provided.
In the step of performing the pretreatment, the solution can be filtered with a filter of 5 μm or less, and the filtered solution can be retained in an atmosphere of 100 Pa or less for 1 hour or more.
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、有機膜形成システム200に設けられた各装置が備える要素の形状、寸法、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiment has been illustrated above. However, the present invention is not limited to these descriptions.
As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention.
For example, the shape, size, arrangement, and the like of the elements included in each device provided in the organic
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is combined can be combined as much as possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are included.
1 有機膜形成装置、2 第1の収納部、3 第2の収納部、4 搬送部、5 溶液塗布装置、6 仮焼成装置、7 制御部、8 前処理装置、10 チャンバ、20 排気部、21 第1の排気部、22 第2の排気部、30 処理部、30a 処理領域、30b 処理領域、32 加熱部、32a ヒータ、34 均熱部、34a 上部均熱板、34b 下部均熱板、100 ワーク、101 基板、102 溶液、200 有機膜形成システム
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記チャンバの内部を排気可能な排気部と、
前記チャンバの内部に設けられ、基板と、前記基板の表面に塗布された有機材料と溶媒とを含む溶液と、を有するワークが支持される処理領域と、
前記チャンバの内部に設けられ、前記ワークを加熱する加熱部と、
前記排気部、および前記加熱部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記排気部を制御して前記チャンバの内圧が所定の値以下となった後に、前記加熱部に電力を印加する有機膜形成装置。 A chamber capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure;
An exhaust part capable of exhausting the interior of the chamber;
A processing region provided inside the chamber and supported by a workpiece having a substrate and a solution containing an organic material and a solvent applied to the surface of the substrate;
A heating unit provided inside the chamber for heating the workpiece;
A control unit for controlling the exhaust unit and the heating unit;
With
The said control part is an organic film formation apparatus which applies electric power to the said heating part, after the internal pressure of the said chamber becomes below a predetermined value by controlling the said exhaust part.
基板の表面に、有機材料と溶媒とを含む溶液を塗布する溶液塗布装置と、
前記溶液の前処理を行う前処理装置と、
を備え、
前記前処理装置は、前記溶液を、5μm以下のフィルタで濾過し、濾過された前記溶液を100Pa以下の雰囲気に1時間以上滞留させる有機膜形成システム。 An organic film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A solution coating apparatus for applying a solution containing an organic material and a solvent to the surface of the substrate;
A pretreatment device for pretreating the solution;
With
The pretreatment apparatus is an organic film forming system in which the solution is filtered with a filter of 5 μm or less, and the filtered solution is retained in an atmosphere of 100 Pa or less for 1 hour or more.
基板の表面に塗布された有機材料と溶媒を含む溶液の、前記溶媒を蒸発させる仮焼成装置と、
前記溶媒を蒸発させた基板を前記有機膜形成装置に搬送する搬送部と、
を備えた有機膜形成システム。 An organic film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A pre-baking apparatus for evaporating the solvent of a solution containing an organic material and a solvent applied to the surface of the substrate;
A transport unit for transporting the substrate from which the solvent has been evaporated to the organic film forming apparatus;
Organic film forming system with
前記溶液の前処理を行う前処理装置と、
をさらに備え、
前記前処理装置は、前記溶液を、5μm以下のフィルタで濾過し、濾過された前記溶液を100Pa以下の雰囲気に1時間以上滞留させる請求項7または8に記載の有機膜形成システム。 A solution coating apparatus for coating the solution on the surface of the substrate;
A pretreatment device for pretreating the solution;
Further comprising
The organic film forming system according to claim 7 or 8, wherein the pretreatment device filters the solution with a filter of 5 µm or less and retains the filtered solution in an atmosphere of 100 Pa or less for 1 hour or more.
前記雰囲気の圧力が所定の値以下となった後に、前記加熱を実行する有機膜形成方法。 A step of heating a substrate coated with a solution containing an organic material and a solvent in an atmosphere reduced in pressure from atmospheric pressure;
The organic film formation method which performs the said heating after the pressure of the said atmosphere becomes below a predetermined value.
前記溶媒を蒸発させた基板を、大気圧よりも減圧された雰囲気中において加熱する工程を備え、
前記加熱する工程において、前記雰囲気の圧力が所定の値以下となった後に、前記加熱を実行する有機膜形成方法。 Evaporating the solvent on a substrate coated with a solution containing an organic material and a solvent;
Heating the substrate in which the solvent is evaporated in an atmosphere reduced in pressure from atmospheric pressure,
In the heating step, the organic film forming method of performing the heating after the pressure of the atmosphere becomes a predetermined value or less.
前記雰囲気の圧力を略大気圧に戻す工程において、前記雰囲気の圧力が略大気圧になった際の、前記雰囲気の温度が50℃以上とされる請求項10〜16のいずれか1つに記載の有機膜形成方法。 A step of returning the pressure of the atmosphere to substantially atmospheric pressure;
The step of returning the pressure of the atmosphere to approximately atmospheric pressure, wherein the temperature of the atmosphere when the pressure of the atmosphere becomes approximately atmospheric pressure is set to 50 ° C or higher. Organic film forming method.
前記前処理を行う工程において、前記溶液を、5μm以下のフィルタで濾過し、濾過された前記溶液を100Pa以下の雰囲気に1時間以上滞留させる請求項10〜17のいずれか1つに記載の有機膜形成方法。 Further comprising a step of pretreating the solution;
The organic material according to any one of claims 10 to 17, wherein in the step of performing the pretreatment, the solution is filtered with a filter of 5 µm or less, and the filtered solution is retained in an atmosphere of 100 Pa or less for 1 hour or more. Film forming method.
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| JP2023011522A (en) * | 2021-07-12 | 2023-01-24 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | Organic film forming device, and organic film forming method |
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