説明

塗布装置及び塗布方法

【課題】塗布膜の性質にバラつきが生じるのを防ぐこと。
【解決手段】易酸化性の金属及び溶媒を含む液状体を基板に吐出するノズルを有する塗布部と、前記塗布部に前記液状体を供給する供給系と、前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方から前記液状体を回収し、回収した前記液状体を前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方に供給する循環系とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【0002】
Cu、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ga、In、Ti、Znおよびこれらの組合せなどの金属と、S、Se、Te、およびこれらの組合せなどの元素カルコゲンとを含む半導体材料を用いたCIGS型太陽電池やCZTS型太陽電池は、高い変換効率を有する太陽電池として注目されている(例えば特許文献1〜特許文献3参照)。
【0003】
CIGS型太陽電池は、光吸収層(光電変換層)として例えば上記、Cu、In、Ga、Seの4種類の半導体材料からなる膜を用いる構成になっている。また、CZTS型太陽電池は、光吸収層(光電変換層)として、例えばCu、Zn、Sn、Seの4種類の半導体材料からなる膜を用いる構成になっている。このような太陽電池の構成として、例えばガラスなどからなる基板上にモリブデンなどからなる裏面電極が設けられ、当該裏面電極の上に上記光吸収層が配置される構成が知られている。
【0004】
CIGS型太陽電池やCZTS型太陽電池は、従来型の太陽電池に比べて光吸収層の厚さを薄くすることができるため、曲面への設置や運搬が容易となる。このため、高性能でフレキシブルな太陽電池として、広い分野への応用が期待されている。光吸収層を形成する手法として、従来、例えば蒸着法やスパッタリング法などを用いて形成する手法が知られていた(例えば、特許文献2〜特許文献5参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平11−340482号公報
【特許文献2】特開2005−51224号公報
【特許文献3】特表2009−537997号公報
【特許文献4】特開平1−231313号公報
【特許文献5】特開平11−273783号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
これに対して、本発明者は、光吸収層を形成する手法として、上記半導体材料を液状体で基板上に塗布する手法を提案する。光吸収層を液状体の塗布によって形成する場合、以下の課題が挙げられる。
【0007】
液状体をノズルに供給する場合、供給源からノズルまでの間で液状体が滞留すると、液状体の成分の濃度に分布が形成されてしまう可能性がある。成分の濃度に分布が形成された状態で液状体が塗布されると、基板上に形成される塗布膜の性質にバラつきが生じるおそれがある。
【0008】
上記のような点に鑑み、本発明は、塗布膜の性質にバラつきが生じるのを防ぐことができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第一の態様に係る塗布装置は、易酸化性の金属及び溶媒を含む液状体を基板に吐出するノズルを有する塗布部と、前記塗布部に前記液状体を供給する供給系と、前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方から前記液状体を回収し、回収した前記液状体を前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方に供給する循環系とを備える。
【0010】
本発明によれば、供給系及び塗布部のうち少なくとも一方から液状体を回収し、回収した液状体を供給系及び塗布部のうち少なくとも一方に供給する循環系を備えるので、液状体が供給系と塗布部との間で滞留するのを防ぐことができる。これにより、液状体に含まれる成分の濃度が変化するのを防ぐことができ、塗布膜の性質にバラつきが生じるのを防ぐことができる。
【0011】
上記の塗布装置において、前記循環系は、前記ノズルから吐出された前記液状体を回収する第一回収部を有する。
本発明によれば、第一回収部によりノズルから吐出された液状体を回収することができるので、液状体を無駄なく利用することができる。
【0012】
上記の塗布装置において、前記循環系は、前記ノズルの内部に保持された前記液状体を回収する第二回収部を有する。
【0013】
本発明によれば、第二回収部によりノズルの内部に保持された液状体を回収することができるので、液状体がノズルの内部において滞留するのを防ぐことができる。
【0014】
上記の塗布装置において、前記ノズルは、当該ノズルの内外を連通する通気部を有し、前記第二回収部は、前記通気部を介して前記液状体を回収する。
【0015】
本発明によれば、第二回収部がノズルの内外を連通する通気部を介して液状体を回収することができるので、液状体が通気部の近傍において滞留するのを防ぐことができる。
【0016】
上記の塗布装置において、前記供給系は、前記塗布部に接続され前記液状体を流す流路を有し、前記循環系は、前記流路から前記液状体を回収する第三回収部を有する。
本発明によれば、第三回収部が、液状体を流す流路から当該液状体を回収することができるので、液状体が流路において滞留するのを防ぐことができる。
【0017】
上記の塗布装置において、前記供給系は、前記液状体を貯留する貯留部を有し、前記循環系は、回収した前記液状体を前記貯留部に送る第二流路を有する。
本発明によれば、回収した液状体を、第二流路を介して貯留部へ送ることができるので、液状体が貯留部において滞留するのを防ぐことができる。
【0018】
上記の塗布装置において、前記貯留部は、貯留された前記液状体を攪拌する攪拌部を有する。
本発明によれば、貯留部に貯留された液状体を、攪拌部によって攪拌することができるので、貯留部において液状体が滞留するのを防ぐことができる。
【0019】
上記の塗布装置において、前記供給系は、前記液状体に含まれる気体成分を除去する脱気部を有し、前記循環系は、回収した前記液状体を前記脱気部に送る第三流路を有する。 本発明によれば、回収された液状体が第三流路を介して脱気部に送られるので、液状体の脱気処理を確実に行うことができる。
【0020】
上記の塗布装置において、前記供給系は、前記液状体を貯留する貯留部を有し、前記脱気部は、前記貯留部に対して前記液状体の供給経路の下流側に設けられている。
本発明によれば、脱気部が貯留部に対して液状体の供給経路の下流側に設けられているので、貯留部の液状体が塗布部に供給される間に当該液状体に対して脱気処理を行うことができる。
【0021】
上記の塗布装置において、前記供給系は、前記液状体を貯留する貯留部を有し、前記脱気部は、前記液状体の供給経路とは異なる第二経路を介して前記貯留部に接続されている。
本発明によれば、脱気部が液状体の供給経路とは異なる第二経路を介して貯留部に接続されているので、液状体を効率的に塗布部及び脱気部に送ることができる。
【0022】
本発明の第二の態様に係る塗布方法は、塗布部に設けられたノズルから、易酸化性の金属及び溶媒を含む液状体を基板に吐出する吐出ステップと、前記液状体の供給系を用いて前記塗布部に前記液状体を供給する供給ステップと、前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方から前記液状体を回収し、回収した前記液状体を前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方に供給する循環ステップとを含む。
【0023】
本発明によれば、供給系及び塗布部のうち少なくとも一方から液状体を回収し、回収した液状体を供給系及び塗布部のうち少なくとも一方に供給するので、液状体が供給系と塗布部との間で滞留するのを防ぐことができる。これにより、液状体に含まれる成分の濃度が変化するのを防ぐことができ、塗布膜の性質にバラつきが生じるのを防ぐことができる。
【0024】
上記の塗布方法において、前記循環ステップは、前記ノズルから吐出された前記液状体を回収する第一回収ステップを含む。
本発明によれば、ノズルから吐出された液状体を回収することができるので、液状体を無駄なく利用することができる。
【0025】
上記の塗布方法において、前記循環ステップは、前記ノズルの内部に保持された前記液状体を回収する第二回収ステップを含む。
本発明によれば、ノズルの内部に保持された液状体を回収することができるので、液状体がノズルの内部において滞留するのを防ぐことができる。
【0026】
上記の塗布方法において、前記ノズルは、当該ノズルの内外を連通する通気部を有し、前記第二回収ステップは、前記通気部を介して前記液状体を回収することを含む。
本発明によれば、ノズルの内外を連通する通気部を介して液状体を回収することができるので、液状体が通気部の近傍において滞留するのを防ぐことができる。
【0027】
上記の塗布方法において、前記供給ステップは、前記塗布部に接続された流路を介して前記液状体を流通させることを含み、前記循環ステップは、前記流路から前記液状体を回収する第三回収ステップを含む。
本発明によれば、液状体を流す流路から当該液状体を回収することができるので、液状体が流路において滞留するのを防ぐことができる。
【0028】
上記の塗布方法において、前記供給ステップは、前記液状体を貯留部に貯留する貯留ステップを含む。
発明によれば、回収した液状体を貯留部へ送ることができるので、液状体が貯留部において滞留するのを防ぐことができる。
【0029】
上記の塗布方法において、前記貯留ステップは、貯留された前記液状体を攪拌する攪拌ステップを含む。
本発明によれば、貯留部に貯留された液状体を攪拌することができるので、貯留部において液状体が滞留するのを防ぐことができる。
【0030】
上記の塗布方法において、前記供給ステップは、前記液状体に含まれる気体成分を除去する脱気ステップを含む。
本発明によれば、液状体に含まれる気体成分を除去するので、液状体の塗布膜の膜質の低下を防ぐことができる。
【0031】
上記の塗布方法において、前記供給ステップは、前記液状体を貯留部に貯留する貯留ステップを含み、前記脱気ステップは、前記液状体の供給経路のうち前記貯留部の下流側で前記気体成分を除去することを含む。
本発明によれば、貯留部に対して液状体の供給経路の下流側で脱気処理が行われるので、貯留部の液状体が塗布部に供給される間に当該液状体に対して脱気処理を行うことができる。
【0032】
上記の塗布方法において、前記供給ステップは、前記液状体を貯留部に貯留する貯留ステップを含み、前記脱気ステップは、前記貯留部に接続され前記液状体の供給経路とは異なる第二経路で前記気体成分を除去することを含む。
本発明によれば、液状体の供給経路とは異なる第二経路で脱気処理を行うので、液状体を効率的に塗布部及び脱気部分に送ることができる。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、塗布膜の性質にバラつきが生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施の形態に係る塗布装置の全体構成を示す図。
【図2】本実施形態に係る塗布装置の全体構成を示す図。
【図3】本実施形態に係るノズルの構成を示す図。
【図4】本実施形態に係る塗布部の一部の構成を示す図。
【図5】本実施形態に係る塗布部の流路構成を示す配管図。
【図6】本実施形態に係る減圧乾燥部の構成を示す図。
【図7】本実施形態に係る焼成部の一部の構成を示す図。
【図8】本実施形態に係る塗布装置の塗布処理の過程を示す図。
【図9】本実施形態に係る塗布装置の塗布処理の過程を示す図。
【図10】本実施形態に係る塗布装置の塗布処理の過程を示す図。
【図11】本実施形態に係る塗布装置の塗布処理の過程を示す図。
【図12】本実施形態に係る塗布装置の塗布処理の過程を示す図。
【図13】本実施形態に係る塗布装置の焼成処理の過程を示す図。
【図14】本実施形態に係る塗布装置の焼成処理の過程を示す図。
【図15】本実施形態に係る塗布装置の焼成処理の過程を示す図。
【図16】本実施形態に係る塗布装置の焼成処理の過程を示す図。
【図17】本実施形態に係る塗布装置の焼成処理の過程を示す図。
【図18】本実施形態に係る塗布装置の液状体の供給処理の過程を示す図。
【図19】本実施形態に係る塗布装置の液状体の供給処理の過程を示す図。
【図20】本実施形態に係る塗布装置の液状体の供給処理の過程を示す図。
【図21】本実施形態に係る塗布装置の液状体の供給処理の過程を示す図。
【図22】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【図23】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【図24】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【図25】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【図26】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【図27】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【図28】本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る塗布装置CTRの構成を示す概略図である。
図1に示すように、塗布装置CTRは、基板Sに液状体を塗布する装置である。塗布装置CTRは、基板供給回収部LU、塗布部CT、減圧乾燥部VD、焼成部BK及び制御部CONTを有している。塗布装置CTRは、例えば工場などの床面FLに載置されて用いられる。塗布装置CTRは、一つの部屋に収容される構成であっても構わないし、複数の部屋に分割して収容される構成であっても構わない。塗布装置CTRは、基板供給回収部LU、塗布部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BKがこの順で一方向に並んで配置されている。なお、装置構成については塗布装置CTRは、基板供給回収部LU、塗布部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BKがこの順で一方向に並んで配置されることに限られることは無い。例えば、基板供給回収部LUが不図示の基板供給部と不図示の基板回収部に分割されても構わないし、減圧乾燥部VDが省略されても構わない。勿論、一方向に並んで配置されていなくてもよく、不図示のロボットを中心とした上下に積層する配置や、左右に配置する構成でもよい。
【0036】
以下の各図において、本実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該XYZ座標系においては、床面に平行な平面をXY平面とする。このXY平面において塗布装置CTRの各構成要素(基板供給回収部LU、塗布部CT、減圧乾燥部VD及び焼成部BK)が並べられた方向をX方向と表記し、XY平面上でX方向に直交する方向をY方向と表記する。XY平面に垂直な方向はZ方向と表記する。X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が+方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【0037】
本実施形態では、基板Sとして、例えばガラスや樹脂などからなる板状部材を用いている。本実施形態では更に、基板S上に裏面電極としてスパッタにてモリブデンを形成している。勿論、裏面電極として、他の導電性物質を用いる構成としても構わない。基板Sとして、Z方向視における寸法が330mm×330mmの基板を例に挙げて説明する。なお、基板Sの寸法については、上記のような330mm×330mmの基板に限られることは無い。例えば、基板Sとして、寸法が125mm×125mmの基板を用いても構わないし、寸法が1m×1mの基板を用いても構わない。勿論、上記寸法よりも大きい寸法の基板や小さい寸法の基板を適宜用いることができる。
【0038】
本実施形態では、基板Sに塗布する液状体として、例えばヒドラジンなどの溶媒に、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、セレン(Se)または銅(Cu)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、セレン(Se)といった易酸化性の金属材料を含有する液状組成物を用いている。この液状組成物は、CIGSまたはCZTS型太陽電池の光吸収層(光電変換層)を構成する金属材料を含んでいる。
【0039】
本実施形態では、この液状組成物は、CIGSまたはCZTS太陽電池の光吸収層のグレインサイズを確保するための物質を含んでいる。勿論、液状体として、他の易酸化性の金属を分散させた液状体を用いる構成としても構わない。
【0040】
(基板供給回収部)
基板供給回収部LUは、塗布部CTに対して未処理の基板Sを供給すると共に、塗布部CTからの処理済の基板Sを回収する。基板供給回収部LUは、チャンバー10を有している。チャンバー10は、直方体の箱状に形成されている。チャンバー10の内部には、基板Sを収容可能な収容室10aが形成されている。チャンバー10は、第一開口部11、第二開口部12及び蓋部14を有している。第一開口部11及び第二開口部12は、収容室10aとチャンバー10の外部とを連通する。
【0041】
第一開口部11は、チャンバー10の+Z側の面に形成されている。第一開口部11は、Z方向視で基板Sの寸法よりも大きく形成されている。チャンバー10の外部に取り出される基板Sや、収容室10aへ収容される基板Sは、第一開口部11を介して基板供給回収部LUに出し入れされる。
【0042】
第二開口部12は、チャンバー10の+X側の面に形成されている。第二開口部12は、X方向視で基板Sの寸法よりも大きく形成されている。塗布部CTへ供給される基板Sや塗布部CTから戻される基板Sは、第二開口部12を介して基板供給回収部LUに出し入れされる。
【0043】
蓋部14は、第一開口部11を開放又は閉塞させる。蓋部14は、矩形の板状に形成されている。蓋部14は、不図示のヒンジ部を介して第一開口部11の+X側の辺に取り付けられている。このため、蓋部14は、第一開口部11の+X側の辺を中心としてY軸周りに回動する。第一開口部11は、蓋部14をY軸周りに回動させることで開閉可能となっている。
【0044】
収容室10aには、基板搬送部15が設けられている。基板搬送部15は、複数のローラー17を有している。ローラー17は、Y方向に一対配置されており、当該一対のローラー17がX方向に複数並んでいる。
【0045】
各ローラー17は、Y軸方向を中心軸方向としてY軸周りに回転可能に設けられている。複数のローラー17は、それぞれ等しい径となるように形成されており、複数のローラー17の+Z側の端部はXY平面に平行な同一平面上に配置されている。このため、複数のローラー17は、基板SがXY平面に平行な姿勢になるように当該基板Sを支持可能である。
【0046】
各ローラー17は、例えば不図示のローラー回転制御部によって回転が制御されるようになっている。基板搬送部15は、複数のローラー17が基板Sを支持した状態で各ローラー17をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、基板SをX方向(+X方向又は−X方向)に搬送する。基板搬送部15としては、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
【0047】
(塗布部)
塗布部CTは、基板Sに対して液状体の塗布処理を行う。塗布部CTは、チャンバー20及び基台BCを有している。塗布部CTは、床面FLに載置された基台BC上にチャンバー20が配置された構成である。
【0048】
チャンバー20は、直方体の箱状に形成されている。チャンバー20の内部には、処理室20aが形成されている。チャンバー20は、第一開口部21及び第二開口部22を有している。第一開口部21及び第二開口部22は、処理室20aとチャンバー20の外部とを連通する。
【0049】
第一開口部21は、チャンバー20の−X側の面に形成されている。第二開口部22は、チャンバー20の+X側の面に形成されている。第一開口部21及び第二開口部22は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。基板Sは、第一開口部21及び第二開口部22を介してチャンバー20に出し入れされる。
【0050】
処理室20aには、吐出部31、メンテナンス部32、液状体供給部33、洗浄液供給部34、廃液貯留部35、気体供給排出部37及び基板搬送部25が設けられている。
【0051】
吐出部31は、ノズルNZ、処理ステージ28及びノズル駆動部NAを有している。
図3(a)及び図3(b)ノズルNZの構成を示す図である。
図3(a)に示すように、ノズルNZは、長尺状に形成されており、長手方向がX方向に平行になるように配置されている。ノズルNZは、本体部NZa及び突出部NZbを有している。本体部NZaは、内部に液状体を収容可能な筐体である。本体部NZaは、例えばチタン又はチタン合金を含んだ材料を用いて形成されている。突出部NZbは、本体部NZaに対して+X側及び−X側にそれぞれ突出して形成されている。突出部NZbは、ノズル駆動部NAの一部に保持される。
【0052】
図3(b)は、−Z側からノズルNZを見たときの構成を示している。
図3(b)に示すように、ノズルNZは、本体部NZaの−Z側の端部(先端TP)に吐出口OPを有している。吐出口OPは、液状体が吐出される開口部である。吐出口OPは、X方向に長手となるようにスリット状に形成されている。吐出口OPは、例えば長手方向が基板SのX方向の寸法とほぼ同一となるように形成されている。
【0053】
ノズルNZは、例えば上記のCu、In、Ga、Seの4種類の金属が所定の組成比で混合された液状体を吐出する。ノズルNZは、接続配管(不図示)などを介して、それぞれ液状体供給部33に接続されている。ノズルNZは、内部に液状体を保持する保持部を有している。なお、上記保持部に保持された液状体の温度を調整する温調部が配置されていても構わない。
【0054】
図1及び図2に戻って、処理ステージ28は、塗布処理の対象となる基板Sを載置する。処理ステージ28の+Z側の面は、基板Sを載置する基板載置面となっている。当該基板載置面は、XY平面に平行に形成されている。処理ステージ28は、例えばステンレスなどを用いて形成されている。
【0055】
ノズル駆動部NAは、ノズルNZをX方向に移動させる。ノズル駆動部NAは、リニアモータ機構を構成する固定子40及び可動子41を有している。なお、ノズル駆動部NAとしては、例えばボールスクリュー機構など、他の駆動機構が用いられた構成であっても構わない。固定子40は、Y方向に延在されている。固定子40は、支持フレーム38に支持されている。支持フレーム38は、第一フレーム38a及び第二フレーム38bを有している。第一フレーム38aは、処理室20aの−Y側端部に配置されている。第二フレーム38bは、処理室20aのうち第一フレーム38aとの間で処理ステージ28を挟む位置に配置されている。
【0056】
可動子41は、固定子40の延在方向(Y方向)に沿って移動可能である。可動子41は、ノズル支持部材42及び昇降部43を有する。ノズル支持部材42は、門型に形成されており、ノズルNZの突出部NZbを保持する保持部42aを有している。ノズル支持部材42は、昇降部43と共に固定子40に沿って第一フレーム38aと第二フレーム38bとの間をY方向に一体的に移動する。このため、ノズル支持部材42に保持されるノズルNZは、処理ステージ28をY方向に跨いで移動する。ノズル支持部材42は、昇降部43の昇降ガイド43aに沿ってZ方向に移動する。可動子41は、ノズル支持部材42をY方向及びZ方向に移動させる不図示の駆動源を有している。
【0057】
メンテナンス部32は、ノズルNZのメンテナンスを行う部分である。メンテナンス部32は、ノズル待機部44及びノズル先端管理部45を有している。
ノズル待機部44は、ノズルNZの先端TPが乾燥しないように当該先端TPをディップさせる不図示のディップ部と、ノズルNZを交換する場合やノズルNZに供給する液状体を交換する場合にノズルNZ内に保持された液状体を排出する不図示の排出部とを有している。
【0058】
ノズル先端管理部45は、ノズルNZの先端TP及びその近傍を洗浄したり、ノズルNZの吐出口OPから予備的に吐出したりすることで、ノズル先端のコンディションを整える部分である。ノズル先端管理部45は、ノズルNZの先端TPを払拭する払拭部45aと、当該払拭部45aを案内するガイドレール45bと、を有している。ノズル先端管理部45には、ノズルNZから排出された液状体や、ノズルNZの洗浄に用いられた洗浄液などを収容する廃液収容部35aが設けられている。
【0059】
図4は、ノズルNZ及びノズル先端管理部45の断面形状を示す図である。図4に示すように、払拭部45aは、断面視においてノズルNZの先端TP及び先端TP側の斜面の一部を覆う形状に形成されている。
【0060】
ガイドレール45bは、ノズルNZの吐出口OPをカバーするようにX方向に延びている。払拭部45aは、不図示の駆動源などにより、ガイドレール45bに沿ってX方向に移動可能に設けられている。払拭部45aがノズルNZの先端TPに接触した状態でX方向に移動することで、先端TPが払拭されることになる。
【0061】
液状体供給部33は、第一液状体収容部33a及び第二液状体収容部33bを有している。第一液状体収容部33a及び第二液状体収容部33bには、基板Sに塗布する液状体が収容される。また、第一液状体収容部33a及び第二液状体収容部33bは、それぞれ異なる種類の液状体を収容可能である。
【0062】
洗浄液供給部34は、塗布部CTの各部、具体的にはノズルNZの内部やノズル先端管理部45などを洗浄する洗浄液が収容されている。洗浄液供給部34は、不図示の配管やポンプなどを介して、これらノズルNZの内部やノズル先端管理部45などに接続されている。
廃液貯留部35は、ノズルNZから吐出された液体のうち再利用しない分を回収する。なお、ノズル先端管理部45のうち、予備吐出を行う部分と、ノズルNZの先端TPを洗浄する部分とが別々に設けられた構成であっても構わない。また、ノズル待機部44において予備吐出を行う構成であっても構わない。
【0063】
気体供給排出部37は、気体供給部37a及び排気部37bを有している。気体供給部37aは、処理室20aに窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給する。排気部37bは、処理室20aを吸引し、処理室20aの気体をチャンバー20の外部に排出する。
【0064】
基板搬送部25は、処理室20aにおいて基板Sを搬送する。基板搬送部25は、複数のローラー27を有している。ローラー27は、処理室20aのY方向の中央部をX方向に横切るように二列に配置されている。各列に配置されるローラー27は、それぞれ基板Sの+Y側端辺及び−Y側端辺を支持する。
【0065】
基板Sを支持した状態で各ローラー27をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー27によって支持される基板SがX方向(+X方向又は−X方向)に搬送される。なお、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
【0066】
図5は、塗布部CTにおける液状体、洗浄液、気体の流路構成を示す配管図である。
図5に示すように、塗布部CTには、供給系100及び循環系200が設けられている。供給系100は、ノズルNZに対して液状体を供給する。循環系200は、供給系100及びノズルNZのうち少なくとも一方から液状体を回収し、回収した液状体を供給系100及びノズルNZのうち少なくとも一方に供給する。
【0067】
供給系100は、液状体供給部33からノズルNZへと液状体を供給する。供給系100のうち液状体供給部33が上流側であり、ノズルNZが下流側である。供給系100は、配管101、エアベントタンク102、配管103、接続切替部104、配管105、吐出ポンプ106、配管107、ノズル管108及び109、配管110、配管111、ケミカルポンプ112、配管113を有している。
【0068】
配管101のうち上流側の端部は、液状体供給部33に接続されている。本実施形態では、配管101が第一液状体収容部33aに接続されている場合を代表させて説明する。なお、配管101が第二液状体収容部33bに接続されている場合においても、以下の説明と同様の説明が可能である。
【0069】
配管101のうち下流側の端部は、注入口101aを介してエアベントタンク102に接続されている。したがって、エアベントタンク102は、液状体供給部33(第一液体収容部33a)に対して液状体の供給経路の下流側に配置されている。エアベントタンク102は、液状体に含まれる気体を除去する。エアベントタンク102には、図示を省略するが、窒素ガス加圧ライン、圧力抜きライン、ドレインラインが設けられている。これらの各ラインには、エアオペバルブが設けられており、当該エアオペバルブによって開閉可能に設けられている。
【0070】
配管103は、エアベントタンク102の下流側に接続されている。配管103には、フィルタ103aが取り付けられている。フィルタ103aは、配管103を流通する液状体から異物を除去する。配管103の下流側の端部は、接続切替部104に接続されている。なお、フィルタ103aが省略された構成であっても構わない。
【0071】
接続切替部104は、第一ポート104a及び第二ポート104bを有している。第一ポート104a及び第二ポート104bの下流側は、それぞれ配管105に接続されている。接続切替部104は、配管105との接続対象を第一ポート104aと第二ポート104bとの間で切替可能に設けられている。上記の配管103は、第一ポート104aに接続されている。また、第二ポート104bは、配管110を介して洗浄液供給部34に接続されている。なお、配管110の接続先として、洗浄液供給部34の他、不図示の気体供給部に接続されていても構わない。この場合、気体として例えば窒素ガスなどを挙げることができる。
【0072】
配管105は、接続切替部104と吐出ポンプ106とを接続する。吐出ポンプ106は、液状体をノズルNZ側へ押し出すポンプである。吐出ポンプ106の下流側には、配管107が接続されている。配管107の下流側の端部は、ノズル管108及び109に接続されている。
【0073】
ノズル管108及び109は、配管107の下流側の端部から分岐するように形成されている。ノズル管108は、注入口108aを介してノズルNZの長手方向の一方の端部に接続されている。ノズル管109は、注入口109aを介してノズルNZの長手方向の他方の端部に接続されている。注入口109aには、ノズル管109の開閉を切り替える弁が設けられている。当該弁は、制御部CONTの制御により切替可能に設けられている。なお、ノズル管109とノズルNZとの接続部分には、ノズルNZの内部と外部とを連通するマニホールNZhが形成されている。ノズル管109は、当該マニホールNZhを介してノズルNZに接続されている。
【0074】
配管111は、ノズル待機部44とケミカルポンプ112とを接続する。配管111には、エアオペバルブ111aが取り付けられている。エアオペバルブ111aは、ノズル待機部44に収容された液状体が配管111からケミカルポンプ112への流路を開閉させる。ケミカルポンプ112は、配管113を介して廃液貯留部35に接続されている。ケミカルポンプ112は、配管111から配管113へ液状体を吸引する。ケミカルポンプ112の吸引力により、配管111を流通する液状体が配管113へと流れ込むようになっている。
【0075】
循環系200は、配管201、ケミカルポンプ202、配管203及び配管204を有している。配管201は、上記のノズル待機部44と廃液貯留部35とを接続する配管111から分岐するように設けられている。配管201は、注入口201aを介してケミカルポンプ202に接続されている。
【0076】
ケミカルポンプ202は、配管111から配管201へ液状体を吸引する。ケミカルポンプ202の吸引力により、配管111を流通する液状体が配管201へと流れ込むようになっている。配管203は、ケミカルポンプ202とエアベントタンク102とを接続する。
【0077】
また、配管204は、ノズル管109のうち注入口109aとマニホールNZhとの間に接続されている。配管204は、エアオペバルブ204aを介して配管203に接続されている。エアオペバルブ204aの開閉により、ノズルNZの内部に保持される液状体がノズル管109から配管204へと流れるようになっている。
【0078】
本実施形態では、ノズルNZから吐出された液状体は、配管201、ケミカルポンプ202及び配管203を介して、エアベントタンク102に供給される構成となっている。したがって、配管201、ケミカルポンプ202及び配管203は、ノズルNZから吐出された液状体を回収する第一回収部205を構成する。また、配管204、エアオペバルブ204a及び配管203は、ノズルNZの内部に保持された液状体を回収する第二回収部206を構成する。
【0079】
(減圧乾燥部)
減圧乾燥部VDは、基板S上に塗布された液状体を乾燥させる。減圧乾燥部VDは、チャンバー50、基台BV及びゲートバルブV2及びV3を有している。減圧乾燥部VDは、床面FLに載置された基台BV上にチャンバー50が配置された構成である。
【0080】
チャンバー50は、直方体の箱状に形成されている。チャンバー50の内部には、処理室50aが形成されている。チャンバー50は、第一開口部51及び第二開口部52を有している。第一開口部51及び第二開口部52は、処理室50aとチャンバー50の外部とを連通する。
【0081】
第一開口部51は、チャンバー50の−X側の面に形成されている。第二開口部52は、チャンバー50の+X側の面に形成されている。第一開口部51及び第二開口部52は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。基板Sは、第一開口部51及び第二開口部52を介してチャンバー50に出し入れされる。
【0082】
処理室50aには、基板搬送部55及び気体供給部58、排気部59及び加熱部53が設けられている。
基板搬送部55は、複数のローラー57を有している。ローラー57は、Y方向に一対配置されており、当該一対のローラー57がX方向に複数並んでいる。複数のローラー57は、第一開口部21を介して処理室50aに配置された基板Sを支持する。
【0083】
基板Sを支持した状態で各ローラー57をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー57によって支持される基板SがX方向(+X方向又は−X方向)に搬送される。なお、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
【0084】
図6は、減圧乾燥部VDの構成を示す模式図である。
図6に示すように、気体供給部58は、処理室50aに窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給する。気体供給部58は、第一供給部58a及び第二供給部58bを有している。第一供給部58a及び第二供給部58bは、ガスボンベやガス管などのガス供給源58cに接続されている。処理室50aへのガスの供給は主として第一供給部58aを用いて行われる。第二供給部58bは、第一供給部58aによる気体の供給量を微調整する。
【0085】
排気部59は、処理室50aを吸引し当該処理室50aの気体をチャンバー50の外部に排出して、処理室50aを減圧させる。処理室50aを減圧させることにより、基板Sの液状体に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、液状体を乾燥させる。排気部59は、第一吸引部59a及び第二吸引部59bを有している。第一吸引部59a及び第二吸引部59bは、ポンプなどの吸引源59c及び59dに接続されている。処理室50aからの吸引は主として第一吸引部59aを用いて行われる。第二吸引部59bは、第一吸引部59aによる吸引量を微調整する。
【0086】
加熱部53は、処理室50aに配置された基板S上の液状体を加熱する。加熱部53としては、例えば赤外線装置やホットプレートなどが用いられる。加熱部53の温度は、例えば室温〜100℃程度に調整可能である。加熱部53を用いることにより、基板S上の液状体に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、減圧下での乾燥処理をサポートする。
【0087】
(焼成部)
焼成部BKは、基板S上に塗布された塗布膜を焼成する。焼成部BKは、チャンバー60及び基台BBを有している。焼成部BKは、床面FLに載置された基台BB上にチャンバー60が配置された構成である。
【0088】
チャンバー60は、直方体の箱状に形成されている。チャンバー60の内部には、処理室60aが形成されている。チャンバー60は、開口部61を有している。開口部61は、処理室60aとチャンバー60の外部とを連通する。開口部61は、チャンバー60の−X側の面に形成されている。開口部61は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。基板Sは、開口部61を介してチャンバー60に出し入れされる。
【0089】
処理室60aには、基板搬送部65及び気体供給部68、排気部69及び加熱部70が設けられている。
基板搬送部65は、複数のローラー67と、アーム部71とを有している。ローラー67は、基板案内ステージ66をY方向に挟んで一対配置されており、当該一対のローラー67がX方向に複数並んでいる。複数のローラー67は、開口部61を介して処理室60aに配置された基板Sを支持する。
【0090】
基板Sを支持した状態で各ローラー67をY軸周りに時計回り又は反時計回りに回転させることにより、各ローラー67によって支持される基板SがX方向(+X方向又は−X方向)に搬送される。なお、基板を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部を用いても構わない。
【0091】
アーム部71は、架台74上に配置されており、複数のローラー67と加熱部70との間で基板Sの受け渡しを行う。アーム部71は、搬送アーム72及びアーム駆動部73を有している。搬送アーム72は、基板支持部72a及び移動部72bを有している。基板支持部72aは、基板Sの+Y側及び−Y側の辺を支持する。移動部72bは、基板支持部72aに連結されており、X方向に移動可能であり、かつθZ方向に回動可能である。
【0092】
アーム駆動部73は、移動部72bをX方向又はθZ方向に駆動する。アーム駆動部73によって移動部72bを+X方向に移動させた場合には、基板支持部72aが加熱部70内に挿入されると共に、基板Sが加熱部70のZ方向視中央部に配置されるようになっている。
【0093】
図7は、加熱部70の構成を示す断面図である。
図7に示すように、加熱部70は、架台74上に配置されており、第一収容部81、第二収容部82、第一加熱板83、第二加熱板84、リフト部85、封止部86、気体供給部87及び排気部88を有している。
第一収容部81は、Z方向視において矩形の枡状に形成されており、開口部が+Z側を向くようにチャンバー60の底部に載置されている。第二収容部82は、Z方向視において矩形の枡状に形成されており、開口部が第一収容部81に対向するように配置されている。第二収容部82は、不図示の昇降機構を用いてZ方向に移動可能である。第二収容部82の縁部82aを第一収容部81の縁部81aに重ねることにより、当該第一収容部81及び第二収容部82の内部が密閉される。
【0094】
第一加熱板83は、第一収容部81に収容されている。第一加熱板83は、基板Sを載置させた状態で当該基板Sを加熱する。第一加熱板83は、例えば石英や金属などを用いて形成されており、内部には赤外線装置やホットプレートなどの加熱装置が設けられている。第一加熱板83の温度は、例えば200℃〜800℃程度に調整可能である。第一加熱板83には複数の貫通孔83aが形成されている。貫通孔83aは、リフト部85の一部を貫通させる。
【0095】
第二加熱板84は、第二収容部82に収容されている。第二加熱板84は、例えば石英や金属材料を用いて形成されており、内部には赤外線装置やホットプレートなどの加熱装置が設けられている。第二加熱板84の温度は、例えば200℃〜800℃程度に調整可能である。第二加熱板84は、不図示の昇降機構によって第二収容部82とは別個にZ方向への移動が可能に設けられている。第二加熱板84をZ方向へ移動させることにより、第二加熱板84と基板Sとの間隔を調整できるようになっている。
【0096】
リフト部85は、アーム部71と第一加熱板83との間で基板Sを移動させる。リフト部85は、複数の支持ピン85aと、当該支持ピン85aを保持してZ方向に移動可能な移動部85bとを有している。図示を判別しやすくするため、図7では支持ピン85aが2つ設けられた構成が示されているが、実際には例えば16個(図7参照)配置させることができる。第一加熱板83に設けられる複数の貫通孔83aは、Z方向視で複数の支持ピン85aに対応する位置に配置されている。
【0097】
封止部86は、第一収容部81の縁部81aに形成されている。封止部86としては、例えば樹脂材料などを用いて形成されたOリングやシール材を用いることができる。封止部86は、第二収容部82の縁部82aが第一収容部81の縁部81aに重ねられた状態で、当該第一収容部81と第二収容部82との間を封止する。このため、第一収容部81及び第二収容部82の内部を密閉することができる。
【0098】
気体供給部87は、処理室60aに窒素ガスなどを供給する。気体供給部87は、チャンバー60の+Z側の面に接続されている。気体供給部87は、ガスボンベやガス管などの気体供給源87aと、当該気体供給源87aとチャンバー60とを接続する接続管87bとを有している。
【0099】
排気部88は、処理室60aを吸引し、処理室60aの気体をチャンバー60の外部に排出する。排気部88は、チャンバー60の−Z側の面に接続されている。排気部88は、ポンプなどの吸引源88aと、当該吸引源88aとチャンバー60とを接続する接続管88bとを有している。
【0100】
また、本実施形態では、溶媒濃度センサSR3及びSR4が設けられている。溶媒濃度センサSR3及びSR4は、上記の溶媒濃度センサSR1及びSR2と同様に、周囲の雰囲気中における液状体の溶媒(本実施形態ではヒドラジン)の濃度を検出し、検出結果を制御部CONTに送信する。溶媒濃度センサSR3は、処理室60aのうち架台74上の加熱部70の+Y側に配置されている。溶媒濃度センサSR3は、加熱部70から外れた位置に配置されている。溶媒濃度センサSR4はチャンバー60の外部に配置されている。本実施形態では、空気よりも比重が大きいヒドラジンの濃度を検出するため、溶媒濃度センサSR3及びSR4は、上記溶媒濃度センサSR1及びSR4と同様に、それぞれ基板Sの搬送経路よりも鉛直方向の下側に配置されている。また、チャンバー60の外部にも溶媒濃度センサSR4を配置することにより、チャンバー60からのヒドラジンの漏出があった場合にも検出可能である。
【0101】
(基板搬送経路)
基板供給回収部LUの第二開口部12、塗布部CTの第一開口部21並びに第二開口部22、減圧乾燥部VDの第一開口部51並びに第二開口部52、焼成部BKの開口部61は、X方向に平行な直線上に並んで設けられている。このため、基板Sは、X方向に直線上に移動する。また、基板供給回収部LUから焼成部BKの加熱部70に収容されるまでの経路においては、Z方向の位置が保持されている。このため、基板Sによる周囲の気体の攪拌が抑制される。
【0102】
(アンチチャンバー)
図1に示すように、チャンバー20には、アンチチャンバーAL1〜AL3が接続されている。
アンチチャンバーAL1〜AL3は、チャンバー20の内外を連通して設けられている。アンチチャンバーAL1〜AL3は、それぞれ処理室20aの構成要素をチャンバー20の外部へ取り出したり、チャンバー20の外部から処理室20aに当該構成要素を入れ込んだりするための経路である。
【0103】
アンチチャンバーAL1は、吐出部31に接続されている。吐出部31に設けられるノズルNZは、アンチチャンバーAL1を介して処理室20aへの出し入れが可能となっている。アンチチャンバーAL2は、液状体供給部33に接続されている。液状体供給部33は、アンチチャンバーAL2を介して処理室20aへの出し入れが可能となっている。
【0104】
アンチチャンバーAL3は、液状体調合部36に接続されている。液状体調合部36では、アンチチャンバーAL3を介して液体を処理室20aに出し入れ可能となっている。また、アンチチャンバーAL3は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。このため、例えば塗布部CTにおいて液状体の試し塗りを行う場合、アンチチャンバーAL3から未処理の基板Sを処理室20aに供給することが可能である。また、試し塗りを行った後の基板SをアンチチャンバーAL3から取り出すことが可能である。また、緊急時などにアンチチャンバーAL3から臨時に基板Sを取り出すことも可能である。
【0105】
また、チャンバー60には、アンチチャンバーAL4が接続されている。
アンチチャンバーAL4は、加熱部70に接続されている。アンチチャンバーAL4は、基板Sが通過可能な寸法に形成されている。このため、例えば加熱部70において基板Sの加熱を行う場合、アンチチャンバーAL4から基板Sを処理室60aに供給することが可能である。また、加熱処理を行った後の基板SをアンチチャンバーAL4から取り出すことが可能である。
【0106】
(グローブ部)
図1に示すように、チャンバー20には、グローブ部GX1が接続されている。また、チャンバー60には、グローブ部GX2が接続されている。
グローブ部GX1及びGX2は、作業者がチャンバー20及び60内にアクセスするための部分である。作業者がグローブ部GX1及びGX2内に手を挿入することにより、チャンバー20及び60内のメンテナンス動作などを行うことができるようになっている。グローブ部GX1及びGX2は、袋状に形成されている。グローブ部GX1及びGX2は、それぞれチャンバー20及び60の複数個所に配置されている。グローブ部GX1及びGX2内に作業者が手を入れたか否かを検出するセンサなどがチャンバー20及び60内に配置されていても構わない。
【0107】
(ゲートバルブ)
基板供給回収部LUの第二開口部12と塗布部CTの第一開口部21との間には、ゲートバルブV1が設けられている。ゲートバルブV1は、不図示の駆動部によってZ方向に移動可能に設けられている。ゲートバルブV1をZ方向に移動させることで、基板供給回収部LUの第二開口部12と塗布部CTの第一開口部21とが同時に開放又は閉塞される。第二開口部12及び第一開口部21が同時に開放されると、これら第二開口部12と第一開口部21との間で基板Sの移動が可能となる。
【0108】
塗布部CTの第二開口部22と減圧乾燥部VDの第一開口部51との間には、ゲートバルブV2が設けられている。ゲートバルブV2は、不図示の駆動部によってZ方向に移動可能に設けられている。ゲートバルブV2をZ方向に移動させることで、塗布部CTの第二開口部22と減圧乾燥部VDの第一開口部51とが同時に開放又は閉塞される。第二開口部22及び第一開口部51が同時に開放されると、これら第二開口部22と第一開口部51との間で基板Sの移動が可能となる。
【0109】
減圧乾燥部VDの第二開口部52と焼成部BKの開口部61との間には、ゲートバルブV3が設けられている。ゲートバルブV3は、不図示の駆動部によってZ方向に移動可能に設けられている。ゲートバルブV3をZ方向に移動させることで、減圧乾燥部VDの第二開口部52と焼成部BKの開口部61とが同時に開放又は閉塞される。第二開口部52及び開口部61が同時に開放されると、これら第二開口部52と開口部61との間で基板Sの移動が可能となる。
【0110】
(制御装置)
制御部CONTは、塗布装置CTRを統括的に制御する部分である。具体的には、基板供給回収部LU、塗布部CT、減圧乾燥部VD、焼成部BKにおける動作、ゲートバルブV1〜V3の動作などを制御する。供給系100による液状体及び洗浄液の供給動作、循環系200による液状体の循環動作などを行わせたりする。制御部CONTは、処理時間の計測等に用いる不図示のタイマーなどを有している。
【0111】
(塗布方法)
次に、本実施形態に係る塗布方法を説明する。本実施形態では、上記のように構成された塗布装置CTRを用いて基板S上に塗布膜を形成する。塗布装置CTRの各部で行われる動作は、制御部CONTによって制御される。
【0112】
制御部CONTは、まず、外部から基板供給回収部LUに基板Sを搬入させる。この場合、制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞された状態として、蓋部14を開けて基板Sをチャンバー10の収容室10aに収容させる。基板Sが収容室10aに収容された後、制御部CONTは、蓋部14を閉じさせる。
【0113】
蓋部14が閉じられた後、制御部CONTは、ゲートバルブV1を開放させ、チャンバー10の収容室10aと塗布部CTのチャンバー20の処理室20aとを連通させる。ゲートバルブV1を開放させた後、制御部CONTは、基板搬送部15を用いて基板SをX方向へ搬送する。
【0114】
塗布部CTの処理室20aに基板Sの一部が挿入された後、制御部CONTは、基板搬送部25を用いて基板Sを処理室20aに完全に搬入させる。基板Sが搬入された後、制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞させる。制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞させた後、基板Sを処理ステージ28へと搬送する。
【0115】
図8は、塗布部CTの構成を簡略化し一部の構成を省略して示す図である。以下、図9〜図12においても同様である。図8に示すように、基板Sが処理ステージ28上に載置されると、塗布部CTにおいて塗布処理が行われる。当該塗布処理に先立って、制御部CONTは、ゲートバルブV1及びV2が閉塞された状態とし、気体供給部37a及び排気部37bを用いて不活性ガスの供給及び吸引を行わる。
この動作により、処理室20aの雰囲気及び圧力が調整される。処理室20aの雰囲気及び圧力の調整後、制御部CONTは、ノズル駆動部NA(図8では不図示)を用いてノズルNZをノズル待機部44からノズル先端管理部45へと移動させる。制御部CONTは、以後塗布処理の間、処理室20aの雰囲気及び圧力の調整動作を継続して行わせる。
【0116】
ノズルNZがノズル先端管理部45に到達した後、制御部CONTは、図9に示すように、ノズルNZに対して予備吐出動作を行わせる。予備吐出動作では、制御部CONTは、吐出口OPから液状体Qを吐出させる。予備吐出動作の後、制御部CONTは、図10に示すように、払拭部45aをガイドレール45bに沿ってX方向に移動させ、ノズルNZの先端TP及びその近傍の傾斜部を払拭させる。
【0117】
ノズルNZの先端TPを払拭させた後、制御部CONTは、ノズルNZを処理ステージ28へ移動させる。ノズルNZの吐出口OPが基板Sの−Y側端部に到達した後、制御部CONTは、図11に示すように、ノズルNZを+Y方向に所定速度で移動させつつ、吐出口OPから基板Sへ向けて液状体Qを吐出させる。この動作により、基板S上には液状体Qの塗布膜が形成される。
【0118】
基板Sの所定領域に液状体Qの塗布膜を形成した後、制御部CONTは、基板搬送部25を用いて基板Sを処理ステージ28から第二ステージ26Bへと+X方向に移動させる。また、制御部CONTは、ノズルNZを−Y方向へ移動させ、ノズル待機部44へと戻す。
【0119】
基板Sがチャンバー20の第二開口部22に到達した後、制御部CONTは、ゲートバルブV2を開放させ、基板Sを塗布部CTから減圧乾燥部VDへと搬送させる。基板Sが減圧乾燥部VDに設けられるチャンバー50の処理室50aに収容された後、制御部CONTは、ゲートバルブV2を閉塞させ、処理室50aにおいて基板Sの減圧乾燥処理を行わせる。減圧乾燥処理において、制御部CONTは、気体供給部58を用いて処理室50aの雰囲気を調整させると共に、排気部59を用いて処理室50aを減圧させる。この動作により処理室50aが減圧すると、基板Sに形成された液状体Qの塗布膜に含まれる溶媒の蒸発が促進され、塗布膜が乾燥する。なお、制御部CONTは、加熱部53を用いることにより、基板S上の液状体に含まれる溶媒の蒸発を促進させ、減圧下での乾燥処理をサポートさせても構わない。この処理により、基板S上に塗布膜F(図13参照)が形成される。
【0120】
減圧乾燥処理が行われた後、制御部CONTは、ゲートバルブV3を開放させ、基板Sを減圧乾燥部VDから焼成部BKへと搬送させる。基板Sが焼成部BKに設けられるチャンバー60の処理室60aに収容された後、制御部CONTはゲートバルブV3を閉塞させる。
【0121】
基板支持部72aの移動により基板Sが第一加熱板83上の中央部に配置された後、制御部CONTは、リフト部85を+Z方向に移動させる。この動作により、基板Sは搬送アーム72の基板支持部72aから離れ、リフト部85の複数の支持ピン85aに支持される。このようにして基板Sが基板支持部72aからリフト部85へと渡される。基板Sがリフト部85の支持ピン85aによって支持された後、制御部CONTは、基板支持部72aを加熱部70の外部へ−X方向に退避させる。
【0122】
基板支持部72aを退避させた後、制御部CONTは、図15に示すように、リフト部85を−Z方向に移動させると共に、第二収容部82を−Z方向に移動させる。この動作により、第二収容部82の縁部82aが第一収容部81の縁部81aに重なり、縁部82aと縁部81aとの間で封止部86が挟まれた状態となる。このため、第一収容部81、第二収容部82及び封止部86によって密閉された焼成室80が形成される。
【0123】
焼成室80を形成した後、制御部CONTは、図16に示すように、リフト部85を−Z方向へ移動させて基板Sを第一加熱板83上に載置させる。基板Sが第一加熱板83上に載置された後、制御部CONTは、第二加熱板84を−Z方向に移動させ、第二加熱板84と基板Sとを近づける。制御部CONTは、適宜第二加熱板84のZ方向の位置を調整させる。
【0124】
第二加熱板84のZ方向の位置を調整させた後、図17に示すように、気体供給部87を用いて焼成室80に硫化水素ガスを供給すると共に、排気部88を用いて焼成室80を吸引させる。この動作により、焼成室80の雰囲気及び圧力が調整されると共に、第二収容部82から第一収容部81にかけて硫化水素ガスの気流が形成される。硫化水素ガスの気流が形成された状態で、制御部CONTは、第一加熱板83及び第二加熱板84を作動させ、基板Sの焼成動作を行わせる。この動作により、基板Sの塗布膜Fから蒸発する溶媒成分などが気流によって押し流され、排気部88から吸引される。
【0125】
焼成動作が完了した後、制御部CONTは、基板Sを−X方向へ搬送させる。具体的には、加熱部70からアーム部71、基板案内ステージ66を経て焼成部BKから搬出され、減圧乾燥部VD、塗布部CTを経て基板供給回収部LUへ戻される。基板Sが基板供給回収部LUへ戻された後、制御部CONTは、ゲートバルブV1を閉塞させた状態で蓋部14を開放させる。その後、作業者は、チャンバー10内の基板Sを回収し、新たな基板Sをチャンバー10の収容室10aに収容させる。
【0126】
なお、基板Sが基板供給回収部LUへ戻された後、基板Sに形成された塗布膜F上に更に別の塗布膜を重ねて形成する場合、制御部CONTは、再度基板Sを塗布部CTへ搬送させ、塗布処理、減圧乾燥処理及び焼成処理を繰り返して行わせる。このようにして基板S上に塗布膜Fが形成される。
【0127】
このような一連の動作のうち、塗布部CTの動作について配管図を用いて説明する。図18〜図21は、塗布部CTの流路構成を示す配管図である。
まず、ノズルNZから基板Sに対して液状体Qを吐出する場合を説明する。この場合、制御部CONTは、予め第一ポート104aと配管105とが接続された状態にしておく。この状態で、制御部CONTは、図18に示すように、第一液状体収容部33aに対して圧力を加え、第一液状体収容部33aに収容される液状体を送出させる。この動作により、液状体は配管101及び注入口101aを介してエアベントタンク102に流入する。
【0128】
制御部CONTは、エアベントタンク102を用いて液状体から気体を除去させる。その後、制御部CONTは、エアベントタンク102の下流側の配管103へ液状体を送出させる。配管103を流通する液状体は、フィルタ103aによって異物が除去された状態で接続切替部104の第一ポート104aに到達する。
【0129】
制御部CONTにより、予め第一ポート104aと配管105とが接続された状態になっているため、第一ポート104aに到達した液状体は、第一ポート104aを介して配管105へ流入する。配管105へ流入した液状体は、吐出ポンプ106に到達する。
【0130】
液状体が吐出ポンプ106に到達した後、制御部CONTは、吐出ポンプ106を作動させ、液状体を配管107へと送出させる。配管107へ送出された液状体は、そのままノズル管108及びノズル管109へ分岐して流れ込み、注入口108a及び注入口109aを介してノズルNZの内部に流入する。なお、ノズル管109を流れる液状体は、マニホールNZhを介してノズルNZの内部に流入する。
【0131】
その後、制御部CONTは、吐出ポンプ106の圧力を調整することにより、ノズルNZから液状体Qを吐出させる。吐出された液状体Qは、例えば基板S上に配置され、塗布膜が形成される。
【0132】
次に、洗浄液によって供給系100及びノズルNZを洗浄する場合を説明する。この場合、制御部CONTは、予め第二ポート104bと配管105とが接続された状態にしておく。また、制御部CONTは、ノズルNZをノズル待機部44の+Z側に配置させ、ノズルNZの先端をノズル待機部44の排出部に向けた状態としておく。
【0133】
この状態で、図19に示すように、制御部CONTは、洗浄液供給部34に対して圧力を加え、洗浄液供給部34から配管110へと洗浄液を送出させる。配管110に送出された洗浄液は、接続切替部104の第二ポート104bに到達する。制御部CONTにより、予め第二ポート104bと配管105とが接続された状態となっているため、第二ポート104bに到達した洗浄液は、第二ポート104bを介して配管105、吐出ポンプ106へ流入する。
【0134】
制御部CONTは、配管105へ流入した洗浄液、吐出ポンプ106に到達する。洗浄液が吐出ポンプ106に到達した後、制御部CONTは、吐出ポンプ106を作動させ、洗浄液を配管107へと送出させる。配管107へ送出された洗浄液は、そのままノズル管108及びノズル管109へ分岐して流れ込み、注入口108a及び注入口109aを介してノズルNZの内部に流入する。なお、ノズル管109を流れる洗浄液は、マニホールNZhを介してノズルNZの内部に流入する。
【0135】
その後、制御部CONTは、吐出ポンプ106の圧力を調整することにより、ノズルNZから洗浄液Rを吐出させる。吐出された洗浄液Rは、ノズルNZの−Z側に配置されたノズル待機部44の排出部に収容される。制御部CONTは、エアオペバルブ111aを開いた状態とし、ケミカルポンプ112を作動させることにより、ノズル待機部44の排出部に収容された洗浄液Rを廃液貯留部35へ吸引させる。
【0136】
以上の動作により、洗浄液が配管105、吐出ポンプ106、配管107、ノズル管108及び109を介してノズルNZの内部に供給されるため、これらの経路及びノズルNZの内部が洗浄される。洗浄後の廃液(液状体及び洗浄液の混合物など)は、配管111を介して廃液貯留部35に回収される。
【0137】
制御部CONTは、洗浄液による洗浄動作後、ノズルNZの内部を通気させるようにしても構わない。この場合、不図示の気体供給部を供給系100に接続し、供給系100に気体を供給させた状態でマニホールNZhを外部に開放させる。この動作により、ノズルNZ内の気体がノズルNZの外部に噴出されるため、ノズルNZ内部の異物を放出することができる。
【0138】
以上の動作を行うにあたり、液状体をノズルNZに供給する場合、液状体供給部33からノズルNZまでの間で液状体が滞留すると、液状体の成分の濃度に分布が形成されてしまう可能性がある。成分の濃度に分布が形成された状態で液状体が基板Sに塗布されると、基板Sに形成される塗布膜Fの性質にバラつきが生じるおそれがある。
【0139】
このため、本実施形態では、塗布膜の性質にバラつきが生じるのを防ぐため、制御部CONTは、供給系100及びノズルNZのうち少なくとも一方から液状体を回収させ、回収させた液状体を供給系100及びノズルNZのうち少なくとも一方に供給する動作(循環ステップ)を行わせる。
【0140】
以下、循環ステップについて説明する。循環ステップの一例として、ノズルNZから吐出した液状体Qを回収させる動作(第一回収ステップ)を説明する。この場合、制御部CONTは、予め第一ポート104aと配管105とが接続された状態にしておく。また、制御部CONTは、ノズルNZをノズル待機部44の+Z側に配置させ、ノズルNZの先端をノズル待機部44に向けた状態としておく。この状態で、制御部CONTは、基板S上に液状体を吐出する場合と同様の制御を行うことにより、ノズルNZから液状体Qを吐出させる。吐出された液状体Qは、ノズルNZの−Z側に配置されたノズル待機部44の排出部に収容される。
【0141】
この状態で、制御部CONTは、図20に示すように、ケミカルポンプ202を作動させる。この場合、ケミカルポンプ202の吸引力により、ノズル待機部44の排出部に収容された液状体Qが、配管111を介して配管201へと流れ込む。その後、制御部CONTがケミカルポンプ202の吸引力を調整することにより、配管201へ流れ込んだ液状体Qは、注入口201aを介してケミカルポンプ202及び配管203へと流通し、エアベントタンク102へ戻される。
【0142】
次に、循環ステップの他の例として、ノズルNZの内部に保持された液状体Qを回収させる動作(第二回収ステップ)を説明する。この場合、制御部CONTは、予め第一ポート104aと配管105とが接続された状態にしておく。この状態で、制御部CONTは、基板S上に液状体を吐出する場合と同様の制御を行うことにより、ノズルNZの内部に液状体を保持させる。
【0143】
この状態で、制御部CONTは、図21に示すように、ノズル管109に設けられた注入口109aの弁を閉じた状態とし、エアオペバルブ204aを開いた状態とする。その後、制御部CONTは、吐出ポンプ106を作動させることにより、ノズルNZの内部に保持される液状体がエアオペバルブ204aを介してノズル管109から配管204へと送出される。この動作により、液状体はノズル管108側からノズル管109側へノズルNZの内部を横切るように流れ、配管204へ流入する。
【0144】
その後、制御部CONTが吐出ポンプ106の送出力を調整することにより、配管204へ流れ込んだ液状体は、配管203へ合流し、当該配管203を介してエアベントタンク102へ戻される。
【0145】
以上のように、本実施形態によれば、ノズルNZから液状体Qを回収し、回収した液状体Qを供給系100に供給する循環系200を備えるので、液状体Qが供給系100とノズルNZとの間で滞留するのを防ぐことができる。これにより、液状体Qに含まれる成分の濃度が変化するのを防ぐことができ、塗布膜Fの性質にバラつきが生じるのを防ぐことができる。
【0146】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態に記載のエアベントタンク102において、不図示の減圧ライン及びエアオペバルブが設けられた構成であっても構わない。この構成より、タンク内を簡易的に脱気させることができる。
【0147】
また、エアベントタンク102内に不図示の液状体量検出部が設けられた構成であっても構わない。当該液状体量検出部は、液状体がタンク内の容量一杯まで収容されているか否かを検出する。液状体がタンク内の容量一杯まで収容されている場合、新たな液状体をタンク内に回収しないように制御を行うことができる。
【0148】
また、エアベントタンク102に不図示の粘度検出部などの検出機器が設けられた構成であっても構わない。粘度の検出により、エアベントタンク102に収容された液状体が、粘度の面で使用可能か否かの判断を行わせることができる。なお、当該判断により、液状体の使用が不可能であると判断される場合、上記実施形態に記載のドレインラインを介して液状体を排出させることができる。
【0149】
また、上記実施形態では、循環系200を用いて液状体Qを循環させることで、液状体Qの滞留を防ぐ例を挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図22に示すように、エアベントタンク102の内部に攪拌機構102aが設けられた構成としても構わない。この構成において、攪拌機構102aを用いてエアベントタンク102の内部の液状体Qを攪拌することにより(攪拌ステップ)、エアベントタンク102の内部の液状体が流動した状態を維持することができるため、循環系200の循環ステップと併せて効率的に液状体Qの滞留を防ぐことができる。また、液状体供給部33(第一液状体収容部33a)において攪拌機構が設けられた構成であっても構わない。
【0150】
また、上記実施形態では、供給系100の液状体供給部33からエアベントタンク102までの経路が一経路である場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。以下、図23を参照して、液状体供給部33からエアベントタンク102までの経路が複数経路となっている場合について説明する。
【0151】
図23に示すように、供給系100の液状体供給部33として、第一液状体収容部33aに加えて第二液状体収容部33bが用いられている。第二液状体収容部33bは、配管121を介してエアベントタンク102に接続されている。このため、第一液状体収容部33aからの第一液状体と、第二液状体収容部33bからの第二液状体とが、エアベントタンク102において混合されるようになっている。エアベントタンク102の内部に第一液状体と第二液状体とを攪拌する攪拌機構(不図示)が設けられた構成であっても構わない。なお、攪拌後の液状体の成分を検出するセンサーがエアベントタンク102の内部に設けられた構成であっても構わない。
【0152】
配管101及び配管121には、液体の流れを調整する液体流通調整部MFCが設けられている。液体流通調整部MFCは、配管101を流通する第一液状体、配管121を流通する第二液状体、のそれぞれの流れを制御する。この構成によれば、第一液状体及び第二液状体が液状体供給部33で分離した状態となるのを回避することができる。
【0153】
また、上記実施形態では、循環系200によって回収された液状体がエアベントタンク102に戻される構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図24に示すように、配管203が液状体供給部33(第一液状体収容部33a)に接続された構成であっても構わない。この場合、循環系200によって回収された液状体は液状体供給部33(第一液状体収容部33a)に戻されることになる。また、図示を省略するが、配管203がノズルNZに接続された構成であっても構わない。この場合、循環系200によって回収された液状体はノズルNZに戻されることになる。
【0154】
また、上記実施形態では、ノズルNZから吐出された液状体Q及びノズルNZの内部に保持された液状体Qを回収する例、すなわち、ノズルNZを介した液状体Qを回収して循環させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図25に示すように、供給系100の一部(図25の例では配管107)に配管207が接続された構成であっても構わない。
【0155】
配管207は、エアオペバルブ207aを介してエアベントタンク102に接続されている。制御部CONは、エアオペバルブ207aを作動させることにより、配管107に配置される液状体Qを配管207へ流入させることができる(第三回収ステップ)。このように、配管207及びエアオペバルブ207aは、第三回収部208を構成している。
【0156】
当該配管207は、図25の例ではエアベントタンク102に接続されているが、液状体供給部33(第一液状体収容部33a)に接続された構成であっても構わない。このように供給系100に配置される液状体Qを回収させて循環させる構成とすることもできる。なお、配管207の接続先がノズルNZであっても構わない。
【0157】
また、上記実施形態においては、循環系200の配管203がエアベントタンク102に直接回収される構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図26及び図27に示すように、上記実施形態で説明したエアベントタンク102に加えて、回収用タンク122が別途設けられた構成であっても構わない。
【0158】
図26に示す構成においては、循環系200の配管203は、回収用タンク122に接続されている。また、回収用タンク122は、配管209を介してエアベントタンク102に接続されている。このため、液状体は、まず配管203から回収用タンク122に流れ、回収用タンク122に収容された後、エアベントタンク102に供給されるようになっている。
【0159】
また、図27に示す構成においては、循環系の配管203は、回収用タンク122に接続されている。また、回収用タンク122は、配管209を介して配管103に接続されている。このため、液状体は、配管203から回収用タンク122に流れ、回収用タンク122に収容された後、配管103に供給されるようになっている。
【0160】
また、上記実施形態の構成に加えて、例えば、図28に示すように、エアベントタンク102の下流側に脱気機構が設けられた構成であっても構わない。この場合、例えば、配管103に脱気機構151を配置させても構わない。また、配管105に脱気機構152を配置させても構わない。脱気機構151及び152については、いずれか一方が配置された構成であっても構わないし、両方配置された構成であっても構わない。脱気機構151及び脱気機構152は、同一の構成を有している。このため、エアベントタンク102に液状体が貯留された構成(エアベントタンク102が貯留部である構成)において、当該エアベントタンク102に対して液状体の搬送方向の下流側において、当該液状体の脱気処理を行うことができる。
【符号の説明】
【0161】
CTR…塗布装置 S…基板 CT…塗布部 CONT…制御部 NZ…ノズル NZh…通気部 Q…液状体 F…塗布膜 R…洗浄液 33…液状体供給部 33a…第一液状体収容部 33b…第二液状体収容部 34…洗浄液供給部 35…廃液貯留部 35a…吐出液受部 100…供給系 102…エアベントタンク 102a…攪拌機構 200…循環系 205…第一回収部 206…第二回収部 208…第三回収部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
易酸化性の金属及び溶媒を含む液状体を基板に吐出するノズルを有する塗布部と、
前記塗布部に前記液状体を供給する供給系と、
前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方から前記液状体を回収し、回収した前記液状体を前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方に供給する循環系と
を備える塗布装置。
【請求項2】
前記循環系は、前記ノズルから吐出された前記液状体を回収する第一回収部を有する
請求項1に記載の塗布装置。
【請求項3】
前記循環系は、前記ノズルの内部に保持された前記液状体を回収する第二回収部を有する
請求項1又は請求項2に記載の塗布装置。
【請求項4】
前記ノズルは、当該ノズルの内外を連通する通気部を有し、
前記第二回収部は、前記通気部を介して前記液状体を回収する
請求項3に記載の塗布装置。
【請求項5】
前記供給系は、前記塗布部に接続され前記液状体を流す流路を有し、
前記循環系は、前記流路から前記液状体を回収する第三回収部を有する
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項6】
前記供給系は、前記液状体を貯留する貯留部を有し、
前記循環系は、回収した前記液状体を前記貯留部に送る第二流路を有する
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項7】
前記貯留部は、貯留された前記液状体を攪拌する攪拌部を有する
請求項6に記載の塗布装置。
【請求項8】
前記供給系は、前記液状体に含まれる気体成分を除去する脱気部を有し、
前記循環系は、回収した前記液状体を前記脱気部に送る第三流路を有する
請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項9】
前記供給系は、前記液状体を貯留する貯留部を有し、
前記脱気部は、前記貯留部に対して前記液状体の供給経路の下流側に設けられている
請求項8に記載の塗布装置。
【請求項10】
前記供給系は、前記液状体を貯留する貯留部を有し、
前記脱気部は、前記液状体の供給経路とは異なる第二経路を介して前記貯留部に接続されている
請求項8又は請求項9に記載の塗布装置。
【請求項11】
塗布部に設けられたノズルから、易酸化性の金属及び溶媒を含む液状体を基板に吐出する吐出ステップと、
前記液状体の供給系を用いて前記塗布部に前記液状体を供給する供給ステップと、
前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方から前記液状体を回収し、回収した前記液状体を前記供給系及び前記塗布部のうち少なくとも一方に供給する循環ステップと
を含む塗布方法。
【請求項12】
前記循環ステップは、前記ノズルから吐出された前記液状体を回収する第一回収ステップを含む
請求項11に記載の塗布方法。
【請求項13】
前記循環ステップは、前記ノズルの内部に保持された前記液状体を回収する第二回収ステップを含む
請求項11又は請求項12に記載の塗布方法。
【請求項14】
前記ノズルは、当該ノズルの内外を連通する通気部を有し、
前記第二回収ステップは、前記通気部を介して前記液状体を回収することを含む
請求項13に記載の塗布方法。
【請求項15】
前記供給ステップは、前記塗布部に接続された流路を介して前記液状体を流通させることを含み、
前記循環ステップは、前記流路から前記液状体を回収する第三回収ステップを含む
請求項11から請求項14のうちいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項16】
前記供給ステップは、前記液状体を貯留部に貯留する貯留ステップを含む
請求項11から請求項15のうちいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項17】
前記貯留ステップは、貯留された前記液状体を攪拌する攪拌ステップを含む
請求項16に記載の塗布方法。
【請求項18】
前記供給ステップは、前記液状体に含まれる気体成分を除去する脱気ステップを含む
請求項11から請求項17のうちいずれか一項に記載の塗布方法。
【請求項19】
前記供給ステップは、前記液状体を貯留部に貯留する貯留ステップを含み、
前記脱気ステップは、前記液状体の供給経路のうち前記貯留部の下流側で前記気体成分を除去することを含む
請求項18に記載の塗布方法。
【請求項20】
前記供給ステップは、前記液状体を貯留部に貯留する貯留ステップを含み、
前記脱気ステップは、前記貯留部に接続され前記液状体の供給経路とは異なる第二経路で前記気体成分を除去することを含む
請求項18又は請求項19に記載の塗布方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【公開番号】特開2012−250229(P2012−250229A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−118610(P2012−118610)
【出願日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【出願人】(000220239)東京応化工業株式会社 (1,407)
【Fターム(参考)】