KR102721924B1 - Apparatus for forming organic film, and manufacturing method of organic film - Google Patents
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Abstract
[과제] 유기막이 형성된 워크의 냉각에 드는 비용을 저감하고, 또한, 유기막의 품질을 유지할 수 있는 유기막 형성 장치 및 유기막의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
[해결수단] 실시형태에 관한 유기막 형성 장치는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 챔버와, 상기 챔버의 내부를 배기 가능한 배기부와, 기판과, 상기 기판의 상면에 도포된 유기 재료와 용매를 포함하는 용액을 갖는 워크가 지지되는 처리 영역과, 상기 처리 영역에 지지된 상기 워크에 대향하여 설치된 가열부와, 상기 가열부에 대하여 냉각 가스를 공급하는 냉각부와, 상기 가열부, 상기 배기부 및 상기 냉각부를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 냉각부는, 가열된 상기 워크와 반응하기 어려운 제1 냉각 가스를 상기 가열부의 내부에 공급하는 제1 가스 공급 경로와, 제2 냉각 가스를 상기 가열부의 내부에 공급하는 제2 가스 공급 경로와, 상기 제1 공급 경로 및 상기 제2 공급 경로가 공용하는 공용부와, 상기 제1 공급 경로에 의해 공급되는 상기 제1 냉각 가스와 상기 제2 공급 경로에 의해 공급되는 상기 제2 냉각 가스를 선택적으로 상기 공용부에 공급하는 제1 밸브를 갖고 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 워크가 임계값보다 높은 온도인 경우 제1 냉각 가스를 상기 가열부에 공급하고, 상기 워크가 임계값 이하인 경우 제2 냉각 가스를 상기 가열부에 공급하고, 처리가 끝난 상기 워크를 상기 챔버로부터 반출하는 것을 시작하고 나서, 다음에 처리가 행해지는 워크를 상기 챔버에 반입하고, 다음에 처리가 행해지는 상기 워크가 상기 제1 가열부 및 상기 제2 가열부의 적어도 어느 하나에 의해 승온되기까지의 동안에, 상기 제1 냉각 가스를 상기 챔버 내에 공급한다. [Task] The purpose is to provide an organic film forming device and an organic film manufacturing method capable of reducing the cost of cooling a work on which an organic film has been formed and also maintaining the quality of the organic film.
[Solution] An organic film forming device according to an embodiment comprises: a chamber capable of maintaining an atmosphere pressured lower than atmospheric pressure; an exhaust section capable of exhausting the interior of the chamber; a processing region in which a substrate, a workpiece having a solution including an organic material applied to an upper surface of the substrate and a solvent are supported; a heating section provided facing the workpiece supported in the processing region; a cooling section supplying a cooling gas to the heating section; and a controller controlling the heating section, the exhaust section, and the cooling section. The cooling section has a first gas supply path for supplying a first cooling gas that is difficult to react with the heated workpiece to the interior of the heating section; a second gas supply path for supplying a second cooling gas to the interior of the heating section; a common section in which the first supply path and the second supply path are shared; and a first valve for selectively supplying the first cooling gas supplied by the first supply path and the second cooling gas supplied by the second supply path to the common section. The controller supplies a first cooling gas to the heating unit when the workpiece has a temperature higher than a threshold value, supplies a second cooling gas to the heating unit when the workpiece has a temperature lower than the threshold value, starts removing the workpiece that has been processed from the chamber, then loads a workpiece to be processed next into the chamber, and supplies the first cooling gas into the chamber until the workpiece to be processed next is heated by at least one of the first heating unit and the second heating unit.
Description
본 발명의 실시형태는, 유기막 형성 장치 및 유기막의 제조 방법에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to an organic film forming device and a method for manufacturing an organic film.
유기막 형성 장치는, 예컨대, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 챔버와, 챔버의 내부에 설치되어 워크를 가열하는 히터를 구비하고 있다. 이러한 유기막 형성 장치는, 유기 재료와 용매를 포함하는 용액이 도포된 기판을, 대기압보다 감압된 분위기에서 가열하고, 용액에 포함되어 있는 용매를 증발시킴으로써 유기막을 형성한다(예컨대, 특허문헌 1을 참조). An organic film forming device comprises, for example, a chamber capable of maintaining an atmosphere lower than atmospheric pressure, and a heater installed inside the chamber to heat a workpiece. This organic film forming device forms an organic film by heating a substrate to which a solution containing an organic material and a solvent has been applied in an atmosphere lower than atmospheric pressure, and evaporating the solvent contained in the solution (for example, see Patent Document 1).
유기막이 형성된 기판은, 처리가 행해진 챔버 등의 내부로부터 취출되어, 다음 공정 등에 반송된다. 가열하여 유기막을 형성한 경우, 기판의 온도가 높아지기 때문에, 온도가 높은 기판을 챔버로부터 취출하거나 반송하거나 하는 것은 어렵다. 또한, 고온에서 취출하면 유기막이 산화되어 기능을 만족시키지 못하게 될 가능성도 있다. 따라서, 기판을 냉각시켜야 한다. The substrate on which the organic film has been formed is taken out from the inside of the chamber where the processing was performed, and returned to the next process, etc. If the organic film is formed by heating, the temperature of the substrate increases, so it is difficult to take out or return a substrate at a high temperature from the chamber. In addition, if taken out at a high temperature, there is a possibility that the organic film will be oxidized and will not be able to satisfy its function. Therefore, the substrate must be cooled.
이 경우, 챔버의 내부에 냉각 가스를 공급하고, 냉각 가스를 기판에 내뿜는 것으로 기판을 냉각시키는 방법이 고려된다. 그런데, 유기막을 형성할 때에는, 250℃∼600℃ 정도의 매우 높은 온도에서의 처리가 필요하다. 그 때문에, 기판을 반송할 수 있는 온도가 될 때까지 소비되는 냉각 가스의 양이 방대해진다. 또한, 250℃∼600℃ 정도의 유기막은 반응성이 높다. 그 때문에, 냉각 가스 중에 산소가 포함되어 있으면 유기막이 산화되어 버린다. 유기막의 산화를 방지하기 위해, 냉각 가스로서 불활성 가스를 냉각 중에 계속 사용하면 비용도 증대된다. In this case, a method of cooling the substrate by supplying a cooling gas into the chamber and blowing the cooling gas onto the substrate is considered. However, when forming an organic film, processing at a very high temperature of about 250°C to 600°C is required. Therefore, the amount of cooling gas consumed until the temperature at which the substrate can be returned becomes enormous. In addition, an organic film at about 250°C to 600°C is highly reactive. Therefore, if oxygen is included in the cooling gas, the organic film will be oxidized. In order to prevent oxidation of the organic film, if an inert gas is continuously used as a cooling gas during cooling, the cost also increases.
따라서, 유기막이 형성된 워크의 냉각에 드는 비용을 저감하고, 또한, 유기막의 품질을 유지할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. Therefore, there is a demand for the development of a technology that can reduce the cost of cooling a work on which an organic film has been formed and also maintain the quality of the organic film.
본 발명은, 유기막이 형성된 워크의 냉각에 드는 비용을 저감하고, 또한, 유기막의 품질을 유지할 수 있는 유기막 형성 장치 및 유기막의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다. The present invention aims to provide an organic film forming device and an organic film manufacturing method capable of reducing the cost of cooling a work on which an organic film is formed and maintaining the quality of the organic film.
실시형태에 관한 유기막 형성 장치는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 챔버와, 상기 챔버의 내부를 배기 가능한 배기부와, 기판과, 상기 기판의 상면에 도포된 유기 재료와 용매를 포함하는 용액을 갖는 워크가 지지되는 처리 영역과, 상기 처리 영역에 지지된 상기 워크에 대향하여 설치된 가열부와, 상기 가열부에 대하여 냉각 가스를 공급하는 냉각부와, 상기 가열부, 상기 배기부 및 상기 냉각부를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 냉각부는, 가열된 상기 워크와 반응하기 어려운 제1 냉각 가스를 상기 가열부의 내부에 공급하는 제1 가스 공급 경로와, 제2 냉각 가스를 상기 가열부의 내부에 공급하는 제2 가스 공급 경로와, 상기 제1 공급 경로 및 상기 제2 공급 경로가 공용하는 공용부와, 상기 제1 공급 경로에 의해 공급되는 상기 제1 냉각 가스와 상기 제2 공급 경로에 의해 공급되는 상기 제2 냉각 가스를 선택적으로 상기 공용부에 공급하는 제1 밸브를 갖고 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 워크가 임계값보다 높은 온도인 경우, 제1 냉각 가스를 상기 가열부에 공급하고, 상기 워크가 임계값 이하인 경우, 제2 냉각 가스를 상기 가열부에 공급하고, 처리가 끝난 상기 워크를 상기 챔버로부터 반출하는 것을 시작하고 나서, 다음에 처리가 행해지는 워크를 상기 챔버에 반입하고, 다음에 처리가 행해지는 상기 워크가 상기 제1 가열부 및 상기 제2 가열부 중 적어도 어느 하나에 의해 승온되기까지의 동안에, 상기 제1 냉각 가스를 상기 챔버 내에 공급한다. An organic film forming device according to an embodiment comprises: a chamber capable of maintaining an atmosphere pressured lower than atmospheric pressure; an exhaust section capable of exhausting the interior of the chamber; a processing region in which a substrate, a workpiece having a solution including an organic material applied to an upper surface of the substrate and a solvent are supported; a heating section provided facing the workpiece supported in the processing region; a cooling section supplying a cooling gas to the heating section; and a controller controlling the heating section, the exhaust section, and the cooling section. The cooling section has a first gas supply path for supplying a first cooling gas that is difficult to react with the heated workpiece to the interior of the heating section; a second gas supply path for supplying a second cooling gas to the interior of the heating section; a common section in which the first supply path and the second supply path are shared; and a first valve for selectively supplying the first cooling gas supplied by the first supply path and the second cooling gas supplied by the second supply path to the common section. The controller supplies a first cooling gas to the heating unit when the workpiece has a temperature higher than a threshold value, and supplies a second cooling gas to the heating unit when the workpiece has a temperature lower than the threshold value, and starts to remove the workpiece that has been processed from the chamber, and then loads a workpiece to be processed next into the chamber, and supplies the first cooling gas into the chamber until the workpiece to be processed next is heated by at least one of the first heating unit and the second heating unit.
본 발명의 실시형태에 의하면, 유기막이 형성된 워크의 냉각에 드는 비용을 저감하고, 또한, 유기막의 품질을 유지할 수 있는 유기막 형성 장치 및 유기막의 제조 방법이 제공된다. According to an embodiment of the present invention, an organic film forming device and an organic film manufacturing method capable of reducing the cost of cooling a work on which an organic film is formed and also maintaining the quality of the organic film are provided.
도 1은 본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 2는 워크의 처리 공정 및 냉각 가스의 공급 타이밍을 예시하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 4는 다른 실시형태에 관한 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 5는 다른 실시형태에 관한 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 6은 다른 실시형태에 관한 유기막 형성 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다. Fig. 1 is a schematic perspective view illustrating an organic film forming device according to the present embodiment.
Figure 2 is a graph illustrating the processing process of the work and the supply timing of cooling gas.
Fig. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an organic film forming device according to the present embodiment.
Fig. 4 is a schematic perspective view illustrating an organic film forming device according to another embodiment.
Fig. 5 is a schematic perspective view illustrating an organic film forming device according to another embodiment.
Fig. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an organic film forming device according to another embodiment.
이하, 도면을 참조하면서 실시형태에 관해 예시한다. 또, 각 도면 중 동일한 구성 요소에는 동일의 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, identical components in each drawing are given the same reference numerals and detailed descriptions are omitted as appropriate.
도 1은, 본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1)를 예시하기 위한 모식 사시도이다. Fig. 1 is a schematic perspective view illustrating an organic film forming device (1) according to the present embodiment.
도 3은, 본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1)를 예시하기 위한 모식 단면도이다. Fig. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an organic film forming device (1) according to the present embodiment.
한편, 도 1 중의 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향은, 서로 직교하는 3방향을 나타내고 있다. 본 명세서에서의 상하 방향은 Z 방향으로 할 수 있다. 또한, 번잡해지는 것을 피하기 위해, 도 3은, 챔버(10)의 내부에 설치되는 요소 등을 생략하여 그리고 있다. Meanwhile, the X direction, Y direction, and Z direction in Fig. 1 represent three directions that are orthogonal to each other. The up-down direction in this specification may be the Z direction. In addition, in order to avoid clutter, Fig. 3 is drawn by omitting elements, etc., installed inside the chamber (10).
유기막을 형성하기 전의 워크(100)는, 기판과, 기판의 상면에 도포된 용액을 갖는다. The work (100) before forming the organic film has a substrate and a solution applied to the upper surface of the substrate.
기판은, 예컨대, 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등으로 할 수 있다. 다만, 기판은 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. The substrate may be, for example, a glass substrate or a semiconductor wafer. However, the substrate is not limited to those exemplified.
용액은, 예컨대 유기 재료와 용제를 포함하고 있다. 유기 재료는, 용제에 의해 용해가 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 용액은, 예컨대, 폴리아미드산을 포함하는 바니시 등으로 할 수 있다. 다만, 용액은 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 액체가 가소성되어 반경화 상태(흐르지 않는 상태)도 포함한다. The solution contains, for example, an organic material and a solvent. The organic material is not particularly limited as long as it can be dissolved by the solvent. The solution can be, for example, a varnish containing polyamic acid. However, the solution is not limited to the examples. In addition, it also includes a liquid that is plasticized and in a semi-hardened state (a state that does not flow).
도 1에 도시하는 바와 같이, 유기막 형성 장치(1)에는, 예컨대, 챔버(10), 배기부(20), 처리부(30), 냉각부(40) 및 컨트롤러(60)가 설치되어 있다. As shown in Fig. 1, the organic film forming device (1) is provided with, for example, a chamber (10), an exhaust section (20), a processing section (30), a cooling section (40), and a controller (60).
컨트롤러(60)는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit) 등의 연산부와, 메모리 등의 기억부를 구비하고 있다. 컨트롤러(60)는, 예컨대 컴퓨터 등으로 할 수 있다. 컨트롤러(60)는, 기억부에 저장되어 있는 제어 프로그램에 기초하여, 유기막 형성 장치(1)에 설치된 각 요소의 동작을 제어한다. The controller (60) is equipped with, for example, a computational unit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory unit such as a memory. The controller (60) can be, for example, a computer. The controller (60) controls the operation of each element installed in the organic film forming device (1) based on a control program stored in the memory unit.
예컨대, 컨트롤러(60)는, 유기막 형성 장치(1)에 설치된 배기부(20) 및 히터(32a)를 제어한다. 컨트롤러(60)는, 배기부(20)를 제어하여 챔버(10)의 내압이 소정의 값 이하가 된 후에 히터(32a)에 전력을 인가한다. 예컨대, 컨트롤러(60)는, 배기부(20)를 제어하여 챔버(10)의 내압이 챔버 내의 산소 농도가 소정의 농도 100 ppm 이하가 되는 압력이 된 후에, 히터(32a)에 전력을 인가할 수 있다. For example, the controller (60) controls the exhaust unit (20) and the heater (32a) installed in the organic film forming device (1). The controller (60) controls the exhaust unit (20) to apply power to the heater (32a) after the internal pressure of the chamber (10) becomes lower than a predetermined value. For example, the controller (60) can control the exhaust unit (20) to apply power to the heater (32a) after the internal pressure of the chamber (10) becomes a pressure at which the oxygen concentration within the chamber becomes lower than a predetermined concentration of 100 ppm.
챔버(10)는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있는 기밀 구조를 갖고 있다. 챔버(10)는 상자형이다. 챔버(10)의 외관 형상은 특별히 한정되지 않는다. 챔버(10)의 외관 형상은, 예컨대 직방체로 할 수 있다. 챔버(10)는, 예컨대 스테인레스 등의 금속으로 형성할 수 있다. 또한, 챔버(10)에는 산소 농도를 검출하는 산소 농도계(21c)가 설치되어 있다. The chamber (10) has a sealed structure capable of maintaining an atmosphere that is less pressurized than atmospheric pressure. The chamber (10) is box-shaped. The external shape of the chamber (10) is not particularly limited. The external shape of the chamber (10) can be, for example, a rectangular parallelepiped. The chamber (10) can be formed of, for example, a metal such as stainless steel. In addition, an oxygen concentration meter (21c) for detecting the oxygen concentration is installed in the chamber (10).
챔버(10)는, 본체(10a), 도어(13) 및 덮개(15)를 갖는다. The chamber (10) has a main body (10a), a door (13), and a cover (15).
Y 방향에 있어서, 본체(10a)의 한쪽 단부에는 플랜지(11)를 설치할 수 있다. 플랜지(11)에는 O링 등의 시일재(12)를 설치할 수 있다. 챔버(10)의 플랜지(11)가 형성된 쪽의 개구(11a)는, 도어(13)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 도시하지 않은 구동 장치에 의해, 도어(13)가 플랜지(11)(시일재(12))에 압박됨으로써 챔버(10)의 개구(11a)가 기밀이 되도록 폐쇄된다. 도시하지 않은 구동 장치에 의해, 도어(13)가 플랜지(11)로부터 격리됨으로써, 챔버(10)의 개구(11a)가 해방되고, 개구(11a)를 통한 워크(100)의 반입 또는 반출이 가능해진다. In the Y direction, a flange (11) can be installed at one end of the main body (10a). A sealing material (12) such as an O-ring can be installed in the flange (11). The opening (11a) on the side where the flange (11) of the chamber (10) is formed can be opened and closed by a door (13). By a driving device (not shown), the door (13) is pressed against the flange (11) (sealing material (12)), so that the opening (11a) of the chamber (10) is closed so as to be airtight. By isolating the door (13) from the flange (11) by a driving device (not shown), the opening (11a) of the chamber (10) is released, and the work (100) can be loaded or unloaded through the opening (11a).
Y 방향에 있어서, 본체(10a)의 다른쪽 단부에는 플랜지(14)를 설치할 수 있다. 플랜지(14)에는 O링 등의 시일재(12)를 설치할 수 있다. 챔버(10)의 플랜지(14)가 설치된 쪽의 개구는, 덮개(15)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 예컨대, 덮개(15)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 플랜지(14)에 착탈 가능하게 설치할 수 있다. 메인터넌스 등을 행할 때에는, 덮개(15)를 제거함으로써 챔버(10)의 플랜지(14)가 설치된 쪽의 개구를 노출시킨다. In the Y direction, a flange (14) can be installed on the other end of the main body (10a). A sealing material (12) such as an O-ring can be installed on the flange (14). The opening on the side where the flange (14) of the chamber (10) is installed can be opened and closed by a cover (15). For example, the cover (15) can be detachably installed on the flange (14) using a fastening member such as a screw. When performing maintenance, etc., the opening on the side where the flange (14) of the chamber (10) is installed is exposed by removing the cover (15).
챔버(10)의 외벽 및 도어(13)의 외면에는 냉각부(16)를 설치할 수 있다. 냉각부(16)에는, 도시하지 않은 냉각수 공급부가 접속되어 있다. 냉각부(16)는, 예컨대 워터 재킷(Water Jacket)으로 할 수 있다. 냉각부(16)가 설치되어 있으면, 챔버(10)의 외벽의 온도나 도어(13)의 외면의 온도가 소정의 온도보다 높아지는 것을 억제할 수 있다. A cooling unit (16) can be installed on the outer wall of the chamber (10) and the outer surface of the door (13). A cooling water supply unit (not shown) is connected to the cooling unit (16). The cooling unit (16) can be, for example, a water jacket. If the cooling unit (16) is installed, the temperature of the outer wall of the chamber (10) or the temperature of the outer surface of the door (13) can be suppressed from rising above a predetermined temperature.
배기부(20)는 챔버(10)의 내부를 배기한다. 배기부(20)는, 예컨대 제1 배기부(21), 제2 배기부(22) 및 제3 배기부(23)를 갖는다. The exhaust section (20) exhausts the interior of the chamber (10). The exhaust section (20) has, for example, a first exhaust section (21), a second exhaust section (22), and a third exhaust section (23).
제1 배기부(21)는, 예컨대 챔버(10)의 저면에 설치된 배기구(17)에 접속되어 있다. The first exhaust section (21) is connected to an exhaust port (17) installed, for example, on the bottom surface of the chamber (10).
제1 배기부(21)는, 예컨대, 배기 펌프(21a)와 압력 제어부(21b)를 갖는다. The first exhaust unit (21) has, for example, an exhaust pump (21a) and a pressure control unit (21b).
배기 펌프(21a)는, 대기압으로부터 소정의 압력까지 러핑 배기를 행하는 배기 펌프로 할 수 있다. 그 때문에, 배기 펌프(21a)는, 후술하는 배기 펌프(22a)보다 배기량이 많다. 배기 펌프(21a)는, 예컨대 드라이 진공 펌프 등으로 할 수 있다. The exhaust pump (21a) can be an exhaust pump that performs rough exhaust from atmospheric pressure to a predetermined pressure. Therefore, the exhaust pump (21a) has a larger exhaust volume than the exhaust pump (22a) described later. The exhaust pump (21a) can be, for example, a dry vacuum pump.
압력 제어부(21b)는, 예컨대, 배기구(17)와 배기 펌프(21a)의 사이에 설치되어 있다. 압력 제어부(21b)는, 챔버(10)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계 등의 출력에 기초하여, 챔버(10)의 내압이 소정의 압력이 되도록 제어한다. 압력 제어부(21b)는, 예컨대 APC(Auto Pressure Controller) 등으로 할 수 있다. The pressure control unit (21b) is installed, for example, between the exhaust port (17) and the exhaust pump (21a). The pressure control unit (21b) controls the internal pressure of the chamber (10) to a predetermined pressure based on the output of a vacuum gauge (not shown) or the like that detects the internal pressure of the chamber (10). The pressure control unit (21b) can be, for example, an APC (Auto Pressure Controller).
한편, 배기구(17)와 압력 제어부(21b) 사이에는, 배기된 승화물을 트랩하기 위한 콜드 트랩(24)이 설치되어 있다. 또한, 배기구(17)와 콜드 트랩(24) 사이에 밸브(25)가 설치되어 있다. 밸브(25)는, 후술하는 냉각 공정에서, 제1 배기부(21)와 챔버(10)를 구획하기 위한 밸브이다. Meanwhile, a cold trap (24) is installed between the exhaust port (17) and the pressure control unit (21b) to trap the exhausted sublimed product. In addition, a valve (25) is installed between the exhaust port (17) and the cold trap (24). The valve (25) is a valve for dividing the first exhaust unit (21) and the chamber (10) in the cooling process described later.
제2 배기부(22)는, 예컨대 챔버(10)의 저면에 설치된 배기구(18)에 접속되어 있다. 한편, 배기구(18)는 본 실시형태에서는 2개 설치되어 있지만, 1개이어도, 3개 이상 설치되어 있어도 좋다. The second exhaust section (22) is connected to an exhaust port (18) installed, for example, on the bottom surface of the chamber (10). Meanwhile, in this embodiment, two exhaust ports (18) are installed, but one or three or more may be installed.
제2 배기부(22)는, 예컨대 배기 펌프(22a)와 압력 제어부(22b)를 갖는다. The second exhaust unit (22) has, for example, an exhaust pump (22a) and a pressure control unit (22b).
배기 펌프(22a)는, 배기 펌프(21a)에 의한 러핑 배기의 후, 더 낮은 소정의 압력까지 배기를 행한다. 배기 펌프(22a)는, 예컨대, 고진공의 분자류 영역까지 배기 가능한 배기 능력을 갖는다. 예컨대, 배기 펌프(22a)는, 터보 분자 펌프(TMP : Turbo Molecular Pump) 등으로 할 수 있다. The exhaust pump (22a) performs exhaust to a lower predetermined pressure after the rough exhaust by the exhaust pump (21a). The exhaust pump (22a) has an exhaust capability capable of exhausting to, for example, a high vacuum molecular flow region. For example, the exhaust pump (22a) can be a turbo molecular pump (TMP: Turbo Molecular Pump) or the like.
압력 제어부(22b)는, 예컨대, 배기구(18)와 배기 펌프(22a)의 사이에 설치되어 있다. 압력 제어부(22b)는, 챔버(10)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계 등의 출력에 기초하여, 챔버(10)의 내압이 소정의 압력이 되도록 제어한다. 압력 제어부(22b)는, 예컨대 APC 등으로 할 수 있다. 한편, 배기구(18)와 압력 제어부(21b) 사이에는, 제1 배기부(21)와 동일하게, 콜드 트랩(24) 및 밸브(25)를 설치할 수 있다. The pressure control unit (22b) is installed, for example, between the exhaust port (18) and the exhaust pump (22a). The pressure control unit (22b) controls the internal pressure of the chamber (10) to a predetermined pressure based on the output of a vacuum gauge (not shown) that detects the internal pressure of the chamber (10). The pressure control unit (22b) can be, for example, an APC. Meanwhile, a cold trap (24) and a valve (25) can be installed between the exhaust port (18) and the pressure control unit (21b), similarly to the first exhaust unit (21).
제3 배기부(23)는, 배기구(18)와 제2 배기부(22)의 밸브(25) 사이에 접속되어 있다. 제3 배기부(23)는 공장의 배기계에 접속되어 있다. 제3 배기부(23)는, 예컨대 스테인레스 등의 배관으로 할 수 있다. 제3 배기부는, 배기구(18)와 공장의 배기계 사이에 밸브(25)가 설치되어 있다. The third exhaust section (23) is connected between the exhaust port (18) and the valve (25) of the second exhaust section (22). The third exhaust section (23) is connected to the exhaust system of the factory. The third exhaust section (23) can be made of pipe made of, for example, stainless steel. The third exhaust section has a valve (25) installed between the exhaust port (18) and the exhaust system of the factory.
처리부(30)는, 예컨대, 프레임(31), 가열부(32), 지지부(33), 균열부(34), 균열판 지지부(35) 및 커버(36)를 갖는다. The processing unit (30) has, for example, a frame (31), a heating unit (32), a support unit (33), a crack unit (34), a crack plate support unit (35), and a cover (36).
처리부(30)의 내부에는, 처리 영역(30a) 및 처리 영역(30b)이 설치되어 있다. 처리 영역(30a, 30b)은, 워크(100)에 처리를 하는 공간이 된다. 워크(100)는 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 지지된다. 처리 영역(30b)은 처리 영역(30a)의 상측에 설치되어 있다. 한편, 2개의 처리 영역이 설치되는 경우를 예시했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 1개의 처리 영역만이 설치되도록 할 수도 있고, 3개 이상의 처리 영역이 설치되도록 할 수도 있다. 본 실시형태에서는, 일례로서 2개의 처리 영역이 설치되는 경우를 예시하지만, 1개의 처리 영역 및 3개 이상의 처리 영역이 설치되는 경우도 동일하게 생각할 수 있다. Inside the processing unit (30), a processing area (30a) and a processing area (30b) are installed. The processing areas (30a, 30b) serve as spaces for processing the work (100). The work (100) is supported inside the processing areas (30a, 30b). The processing area (30b) is installed above the processing area (30a). In addition, although the case where two processing areas are installed is exemplified, it is not limited to this. Only one processing area may be installed, or three or more processing areas may be installed. In the present embodiment, the case where two processing areas are installed is exemplified as an example, but the cases where one processing area and three or more processing areas are installed can be considered equally.
처리 영역(30a, 30b)은 가열부(32)와 가열부(32) 사이에 설치되어 있다. 처리 영역(30a, 30b)은, 균열부(34)(상부 균열판(34a), 하부 균열판(34b), 측부 균열판(34c), 측부 균열판(34d))에 의해 둘러싸여 있다. The processing areas (30a, 30b) are installed between the heating sections (32) and the heating sections (32). The processing areas (30a, 30b) are surrounded by a crack section (34) (upper crack plate (34a), lower crack plate (34b), side crack plate (34c), side crack plate (34d)).
후술하는 바와 같이, 균열부(34)는 복수의 균열판에 의해 구성되어 있다. 그 때문에, 균열부(34)는 밀폐 구조가 아니다. 그 때문에, 챔버(10)의 내벽과 처리부(30) 사이의 공간의 압력이 감압되면, 처리 영역(30a, 30b)의 내부 공간도 감압된다. As described below, the crack section (34) is composed of a plurality of crack plates. Therefore, the crack section (34) is not a sealed structure. Therefore, when the pressure in the space between the inner wall of the chamber (10) and the treatment section (30) is reduced, the inner space of the treatment area (30a, 30b) is also reduced.
챔버(10)의 내벽과 처리부(30) 사이의 공간의 압력이 감압되어 있으면, 처리 영역(30a, 30b)으로부터 외부로 방출되는 열을 억제할 수 있다. 즉, 가열 효율이나 축열 효율을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 후술하는 히터(32a)에 인가하는 전력을 저감할 수 있다. 또한, 히터(32a)에 인가하는 전력을 저감할 수 있으면, 히터(32a)의 온도가 소정의 온도 이상이 되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 히터(32a)의 수명을 길게 할 수 있다. If the pressure in the space between the inner wall of the chamber (10) and the processing section (30) is reduced, heat emitted to the outside from the processing area (30a, 30b) can be suppressed. That is, heating efficiency or heat storage efficiency can be improved. Therefore, the power applied to the heater (32a) described later can be reduced. In addition, if the power applied to the heater (32a) can be reduced, the temperature of the heater (32a) can be suppressed from becoming higher than a predetermined temperature, so the life of the heater (32a) can be extended.
프레임(31)은, 가늘고 긴 판재나 형강(形鋼) 등으로 이루어진 골조 구조를 갖고 있다. 프레임(31)의 외관 형상은, 챔버(10)의 외관 형상과 동일하게 할 수 있다. 프레임(31)의 외관 형상은, 예컨대 직방체로 할 수 있다. The frame (31) has a skeletal structure made of thin and long plates or shaped steel. The external shape of the frame (31) can be the same as the external shape of the chamber (10). The external shape of the frame (31) can be, for example, a rectangular parallelepiped.
가열부(32)는 복수 설치되어 있다. 가열부(32)는, 처리 영역(30a, 30b)의 하부 및 처리 영역(30a, 30b)의 상부에 설치할 수 있다. 처리 영역(30a, 30b)의 하부에 설치된 가열부(32)는, 하부 가열부(제2 가열부의 일례에 상당)가 된다. 처리 영역(30a, 30b)의 상부에 설치된 가열부(32)는, 상부 가열부(제1 가열부의 일례에 상당)가 된다. 하부 가열부는 상부 가열부와 대향하고 있다. 한편, 복수의 처리 영역이 상하 방향으로 겹쳐서 설치되는 경우에는, 하측의 처리 영역에 설치된 상부 가열부는, 상측의 처리 영역에 설치된 하부 가열부와 겸용할 수 있다. A plurality of heating units (32) are installed. The heating units (32) can be installed in the lower part of the processing areas (30a, 30b) and in the upper part of the processing areas (30a, 30b). The heating unit (32) installed in the lower part of the processing areas (30a, 30b) becomes a lower heating unit (equivalent to an example of the second heating unit). The heating unit (32) installed in the upper part of the processing areas (30a, 30b) becomes an upper heating unit (equivalent to an example of the first heating unit). The lower heating unit faces the upper heating unit. On the other hand, when a plurality of processing areas are installed so as to overlap in the vertical direction, the upper heating unit installed in the lower processing area can be used in combination with the lower heating unit installed in the upper processing area.
가열부(32)는, 챔버(10)의 내부에 설치되어 워크(100)를 가열한다. The heating unit (32) is installed inside the chamber (10) and heats the work (100).
예컨대, 처리 영역(30a)에 지지된 워크(100)의 하면(이면)은, 처리 영역(30a)의 하부에 설치된 가열부(32)에 의해 가열된다. 처리 영역(30a)에 지지된 워크(100)의 상면(표면)은, 처리 영역(30a)과 처리 영역(30b)에 의해 겸용되는 가열부(32)에 의해 가열된다. For example, the lower surface (back surface) of the work (100) supported in the processing area (30a) is heated by a heating unit (32) installed at the lower portion of the processing area (30a). The upper surface (surface) of the work (100) supported in the processing area (30a) is heated by a heating unit (32) used by both the processing area (30a) and the processing area (30b).
처리 영역(30b)에 지지된 워크(100)의 하면(이면)은, 처리 영역(30a)과 처리 영역(30b)에 의해 겸용되는 가열부(32)에 의해 가열된다. 처리 영역(30b)에 지지된 워크(100)의 상면(표면)은, 처리 영역(30b)의 상부에 설치된 가열부(32)에 의해 가열된다. The lower surface (back surface) of the work (100) supported in the processing area (30b) is heated by a heating unit (32) shared by the processing area (30a) and the processing area (30b). The upper surface (surface) of the work (100) supported in the processing area (30b) is heated by a heating unit (32) installed in the upper portion of the processing area (30b).
복수의 가열부(32)의 각각은, 적어도 하나의 히터(32a)와, 한쌍의 홀더(32b)를 갖는다. 한편, 이하에서는, 복수의 히터(32a)가 설치되는 경우를 설명한다. Each of the plurality of heating units (32) has at least one heater (32a) and a pair of holders (32b). Meanwhile, the following describes a case where a plurality of heaters (32a) are installed.
히터(32a)는, 막대형이며, 한쌍의 홀더(32b) 사이에서 Y 방향으로 연장되어 있다. 복수의 히터(32a)는 X 방향으로 나란히 설치할 수 있다. 복수의 히터(32a)는, 예컨대 등간격으로 설치할 수 있다. 히터(32a)는, 예컨대, 시즈히터, 원적외선 히터, 원적외선 램프, 세라믹 히터, 카트리지 히터 등으로 할 수 있다. 또한, 각종 히터를 석영 커버로 덮을 수도 있다. The heater (32a) is rod-shaped and extends in the Y direction between a pair of holders (32b). A plurality of heaters (32a) can be installed side by side in the X direction. A plurality of heaters (32a) can be installed at equal intervals, for example. The heater (32a) can be, for example, a sheath heater, a far-infrared heater, a far-infrared lamp, a ceramic heater, a cartridge heater, etc. In addition, various heaters can be covered with a quartz cover.
한편, 본 명세서에서는, 석영 커버로 덮인 각종 히터도 포함하여 「막대형의 히터」라고 칭한다. 또한, 「막대형」의 단면형상에는 한정이 없고, 예컨대, 원기둥형이나 각기둥형 등도 포함된다. Meanwhile, in this specification, various heaters covered with quartz covers are also referred to as "rod-shaped heaters." In addition, there is no limitation on the cross-sectional shape of the "rod-shaped" and, for example, a cylindrical shape or a rectangular prism shape is also included.
또한, 히터(32a)는 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 히터(32a)는, 방사에 의한 열에너지를 이용하는 것이면 된다. In addition, the heater (32a) is not limited to the one exemplified. For example, the heater (32a) may be one that utilizes thermal energy by radiation.
상부 가열부 및 하부 가열부에서의 복수의 히터(32a)의 사양, 수, 간격 등은, 가열하는 용액의 조성(용액의 가열 온도), 워크(100)의 크기 등에 따라서 적절하게 결정할 수 있다. 복수의 히터(32a)의 사양, 수, 간격 등은, 시뮬레이션이나 실험 등을 행함으로써 적절하게 결정할 수 있다. The specifications, number, spacing, etc. of the plurality of heaters (32a) in the upper heating section and the lower heating section can be appropriately determined according to the composition of the solution to be heated (heating temperature of the solution), the size of the work (100), etc. The specifications, number, spacing, etc. of the plurality of heaters (32a) can be appropriately determined by conducting simulations or experiments.
또한, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간은, 홀더(32b), 상부 균열판(34a), 하부 균열판(34b), 측부 균열판(34c) 및 측부 균열판(34d)에 의해 둘러싸여 있다. 그 때문에, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 냉각부(40)로부터 냉각 가스를 공급함으로써, 복수의 히터(32a), 상부 균열판(34a), 하부 균열판(34b), 측부 균열판(34c) 및 측부 균열판(34d)을 냉각시킬 수 있다. 한편, 상부 균열판(34a)들의 사이, 하부 균열판(34b)들의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 그 때문에, 후술하는 냉각부(40)로부터, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 공급된 냉각 가스의 일부가 처리 영역(30a) 혹은 처리 영역(30b)에 유입된다. In addition, the space where the plurality of heaters (32a) are installed is surrounded by the holder (32b), the upper crack plate (34a), the lower crack plate (34b), the side crack plate (34c), and the side crack plate (34d). Therefore, by supplying cooling gas from the cooling unit (40) to the space where the plurality of heaters (32a) are installed, the plurality of heaters (32a), the upper crack plate (34a), the lower crack plate (34b), the side crack plate (34c), and the side crack plate (34d) can be cooled. Meanwhile, a gap is formed between the upper crack plates (34a) and between the lower crack plates (34b). Therefore, a part of the cooling gas supplied from the cooling unit (40) described later to the space where the plurality of heaters (32a) are installed flows into the processing region (30a) or the processing region (30b).
한쌍의 홀더(32b)는, X 방향(예컨대, 처리 영역(30a, 30b)의 길이 방향)으로 연장되어 있다. 한쌍의 홀더(32b)는, Y 방향에서 서로 대향하고 있다. 한쪽의 홀더(32b)는, 프레임(31)의 도어(13)측의 단부면에 고정되어 있다. 다른쪽의 홀더(32b)는, 프레임(31)의 도어(13)측과는 반대측의 단부면에 고정되어 있다. 한쌍의 홀더(32b)는, 예컨대, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 프레임(31)에 고정할 수 있다. 한쌍의 홀더(32b)는, 히터(32a)의 단부 근방의 비발열부를 유지한다. 한쌍의 홀더(32b)는, 예컨대, 가늘고 긴 금속의 판재나 형강 등으로 형성할 수 있다. 한쌍의 홀더(32b)의 재료에는 특별히 한정은 없지만, 내열성과 내식성을 갖는 재료로 하는 것이 바람직하다. 한쌍의 홀더(32b)의 재료는, 예컨대 스테인레스 등으로 할 수 있다. A pair of holders (32b) extend in the X direction (e.g., the longitudinal direction of the processing regions (30a, 30b)). The pair of holders (32b) face each other in the Y direction. One holder (32b) is fixed to an end surface of the frame (31) on the door (13) side. The other holder (32b) is fixed to an end surface of the frame (31) on the opposite side to the door (13) side. The pair of holders (32b) can be fixed to the frame (31) using, for example, a fastening member such as a screw. The pair of holders (32b) maintain a non-heating portion near the end of the heater (32a). The pair of holders (32b) can be formed of, for example, a thin and long metal plate or shaped steel. There is no particular limitation on the material of the pair of holders (32b), but it is preferable to use a material having heat resistance and corrosion resistance. The material of the pair of holders (32b) can be, for example, stainless steel.
지지부(33)는, 챔버(10)의 내부에 설치되어 워크(100)를 지지한다. 예컨대, 지지부(33)는, 상부 가열부와 하부 가열부 사이에 워크(100)를 지지한다. 지지부(33)는 복수 설치할 수 있다. 복수의 지지부(33)는, 처리 영역(30a)의 하부 및 처리 영역(30b)의 하부에 설치되어 있다. 복수의 지지부(33)는 막대형체로 할 수 있다. The support member (33) is installed inside the chamber (10) and supports the work (100). For example, the support member (33) supports the work (100) between the upper heating member and the lower heating member. A plurality of support members (33) can be installed. The plurality of support members (33) are installed at the lower part of the processing area (30a) and the lower part of the processing area (30b). The plurality of support members (33) can be made in a rod shape.
복수의 지지부(33)의 한쪽 단부(상측의 단부)는, 워크(100)의 하면(이면)에 접촉한다. 그 때문에, 복수의 지지부(33)의 한쪽 단부의 형상은, 반구형 등으로 하는 것이 바람직하다. One end (upper end) of the plurality of support members (33) contacts the lower surface (back surface) of the work (100). Therefore, it is preferable that the shape of one end of the plurality of support members (33) be a hemisphere or the like.
워크(100)는, 대기압보다 감압된 분위기에서, 방사에 의한 열에너지에 의해 가열된다. 따라서, 상부 가열부로부터 워크(100)의 상면까지의 거리, 및 하부 가열부로부터 워크(100)의 하면까지의 거리는, 방사에 의한 열에너지가 워크(100)에 도달할 수 있는 거리로 되어 있다. The work (100) is heated by heat energy by radiation in an atmosphere with a pressure lower than atmospheric pressure. Therefore, the distance from the upper heating unit to the upper surface of the work (100) and the distance from the lower heating unit to the lower surface of the work (100) are distances at which heat energy by radiation can reach the work (100).
복수의 지지부(33)의 다른쪽 단부(하측의 단부)는, 예컨대, 한쌍의 프레임(31) 사이에 걸쳐 있는 복수의 막대형 부재 또는 판형 부재 등에 고정할 수 있다. The other end (lower end) of the plurality of support members (33) can be fixed to, for example, a plurality of bar-shaped members or plate-shaped members spanning between a pair of frames (31).
복수의 지지부(33)의 수, 배치, 간격 등은, 워크(100)의 크기나 강성(휨) 등에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. The number, arrangement, spacing, etc. of the plurality of supports (33) can be appropriately changed depending on the size or rigidity (bending) of the work (100).
복수의 지지부(33)의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 내열성과 내식성을 갖는 재료로 하는 것이 바람직하다. 복수의 지지부(33)의 재료는, 예컨대 스테인레스 등으로 할 수 있다. The material of the plurality of support members (33) is not particularly limited, but it is preferable to use a material having heat resistance and corrosion resistance. The material of the plurality of support members (33) can be, for example, stainless steel.
균열부(34)는, 복수의 상부 균열판(34a)(제1 균열판의 일례에 상당), 복수의 하부 균열판(34b)(제2 균열판의 일례에 상당), 복수의 측부 균열판(34c) 및 복수의 측부 균열판(34d)을 갖는다. 복수의 상부 균열판(34a), 복수의 하부 균열판(34b), 복수의 측부 균열판(34c) 및 복수의 측부 균열판(34d)은 판형이다. The crack portion (34) has a plurality of upper crack plates (34a) (corresponding to an example of the first crack plate), a plurality of lower crack plates (34b) (corresponding to an example of the second crack plate), a plurality of side crack plates (34c), and a plurality of side crack plates (34d). The plurality of upper crack plates (34a), the plurality of lower crack plates (34b), the plurality of side crack plates (34c), and the plurality of side crack plates (34d) are plate-shaped.
복수의 상부 균열판(34a)은, 상부 가열부에 있어서 하부 가열부측(워크(100)측)에 설치되어 있다. 복수의 상부 균열판(34a)은 복수의 히터(32a)와 격리되어 설치되어 있다. 복수의 상부 균열판(34a)은 X 방향으로 나란히 설치되어 있다. 복수의 상부 균열판(34a)들의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 전술한 바와 같이, 이 간극을 통해 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다. A plurality of upper cracking plates (34a) are installed on the lower heating section side (work (100) side) of the upper heating section. The plurality of upper cracking plates (34a) are installed in isolation from the plurality of heaters (32a). The plurality of upper cracking plates (34a) are installed side by side in the X direction. A gap is formed between the plurality of upper cracking plates (34a). As described above, the pressure of the space of the processing area (30a, 30b) can be reduced through this gap.
복수의 하부 균열판(34b)은, 하부 가열부에 있어서 상부 가열부측(워크(100)측)에 설치되어 있다. 복수의 하부 균열판(34b)은 복수의 히터(32a)와 격리되어 설치되어 있다. 복수의 하부 균열판(34b)은 X 방향으로 나란히 설치되어 있다. 복수의 하부 균열판(34b)들의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 전술한 바와 같이, 이 간극을 통해 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다. A plurality of lower crack plates (34b) are installed on the upper heating section side (work (100) side) in the lower heating section. The plurality of lower crack plates (34b) are installed in isolation from the plurality of heaters (32a). The plurality of lower crack plates (34b) are installed side by side in the X direction. A gap is formed between the plurality of lower crack plates (34b). As described above, the pressure in the space of the processing area (30a, 30b) can be reduced through this gap.
측부 균열판(34c)은, X 방향에 있어서, 처리 영역(30a, 30b)의 양측의 측부의 각각에 설치되어 있다. 측부 균열판(34c)은 커버(36)의 내측에 설치할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 측부 균열판(34c)은, 상부 균열판(34a) 혹은 하부 균열판(34b)과의 사이에 간극이 형성되어 있다. 이 간극을 통해 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다. The side crack plates (34c) are installed on each side of the processing areas (30a, 30b) in the X direction. The side crack plates (34c) can be installed on the inside of the cover (36). In addition, as described above, a gap is formed between the side crack plates (34c) and the upper crack plate (34a) or the lower crack plate (34b). The pressure in the space of the processing areas (30a, 30b) can be reduced through this gap.
측부 균열판(34d)은, Y 방향에 있어서, 처리 영역(30a, 30b)의 양측의 측부의 각각에 설치되어 있다. 도어(13)측에 설치되는 측부 균열판(34d)은, 커버(36)와 간격을 두고 도어(13)에 설치할 수 있다. 덮개(15)측에 설치되는 측부 균열판(34d)은 커버(36)의 내측에 설치할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 측부 균열판(34d)은, 상부 균열판(34a) 혹은 하부 균열판(34b)과의 사이에 간극이 형성되어 있다. 이 간극을 통해 처리 영역(30a, 30b)의 공간의 압력을 감압할 수 있다. The side crack plates (34d) are installed on each side of the processing areas (30a, 30b) in the Y direction. The side crack plates (34d) installed on the door (13) side can be installed on the door (13) with a gap from the cover (36). The side crack plates (34d) installed on the cover (15) side can be installed on the inside of the cover (36). In addition, as described above, the side crack plates (34d) have a gap formed between them and the upper crack plate (34a) or the lower crack plate (34b). The pressure in the space of the processing areas (30a, 30b) can be reduced through this gap.
본 실시형태에서는, 상부 균열판(34a)들의 사이, 및 하부 균열판(34b)들의 사이 등에 형성된 간극은, 상부 균열판(34a)(하부 균열판(34b))과 측부 균열판(34c)의 사이, 및 상부 균열판(34a)(하부 균열판(34b))과 측부 균열판(34d)의 사이에 형성된 간극보다 커지도록 형성되어 있다. 그 이유에 관해서는 후술한다. In the present embodiment, the gaps formed between the upper crack plates (34a) and between the lower crack plates (34b), etc., are formed to be larger than the gaps formed between the upper crack plate (34a) (lower crack plate (34b)) and the side crack plate (34c), and between the upper crack plate (34a) (lower crack plate (34b)) and the side crack plate (34d). The reason for this will be described later.
전술한 바와 같이, 복수의 히터(32a)는, 막대형이며, 소정의 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 막대형의 복수의 히터(32a)를 이용하여 워크(100)를 직접 가열하면, 가열된 워크(100)의 온도의 면내 분포에 변동이 생긴다. As described above, the plurality of heaters (32a) are rod-shaped and are installed side by side at a predetermined interval. When the work (100) is directly heated using the plurality of rod-shaped heaters (32a), the temperature distribution within the surface of the heated work (100) changes.
워크(100)의 온도의 면내 분포에 변동이 생기면, 형성된 유기막의 품질이 저하될 우려가 있다. 예컨대, 온도가 높아진 부분에 거품이 발생하거나, 온도가 높아진 부분에서 유기막의 조성이 변화하거나 할 우려가 있다. If there is a change in the temperature distribution within the work (100), there is a concern that the quality of the formed organic film may deteriorate. For example, there is a concern that bubbles may occur in the area where the temperature is high, or that the composition of the organic film may change in the area where the temperature is high.
본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1)에는, 전술한 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)이 설치되어 있다. 그 때문에, 복수의 히터(32a)로부터 방사된 열은, 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)에 입사하여, 이들의 내부에서 면방향으로 전파하면서 워크(100)를 향해 방사된다. 그 결과, 워크(100)의 온도에 면내 분포에 변동이 생기는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 형성된 유기막의 품질을 향상시킬 수 있다. In the organic film forming device (1) according to the present embodiment, a plurality of upper cracking plates (34a) and a plurality of lower cracking plates (34b) described above are installed. Therefore, heat radiated from a plurality of heaters (32a) is incident on a plurality of upper cracking plates (34a) and a plurality of lower cracking plates (34b), and is radiated toward a work (100) while propagating in the surface direction inside them. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the surface distribution of the temperature of the work (100), and further, it is possible to improve the quality of the formed organic film.
복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)은 입사한 열을 면방향으로 전파시키기 때문에, 이들 재료는 열전도율이 높은 재료로 하는 것이 바람직하다. 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)은, 예컨대, 알루미늄, 구리, 스테인레스 등으로 할 수 있다. 한편, 알루미늄이나 구리 등의 산화되기 쉬운 재료를 이용하는 경우에는, 산화되기 어려운 재료를 포함하는 층을 표면에 형성하는 것이 바람직하다. Since the plurality of upper crack plates (34a) and the plurality of lower crack plates (34b) transmit the incident heat in the surface direction, it is preferable that these materials be made of a material with high thermal conductivity. The plurality of upper crack plates (34a) and the plurality of lower crack plates (34b) can be made of, for example, aluminum, copper, stainless steel, etc. On the other hand, when using a material that is easily oxidized, such as aluminum or copper, it is preferable to form a layer containing a material that is difficult to oxidize on the surface.
복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)으로부터 방사된 열의 일부는, 처리 영역의 측방으로 향한다. 그 때문에, 처리 영역의 측부에는, 전술한 측부 균열판(34c, 34d)이 설치되어 있다. 측부 균열판(34c, 34d)에 입사한 열은, 측부 균열판(34c, 34d)을 면방향으로 전파하면서, 그 일부가 워크(100)를 향해 방사된다. 그 때문에, 워크(100)의 가열 효율을 향상시킬 수 있다. A portion of the heat radiated from the plurality of upper crack plates (34a) and the plurality of lower crack plates (34b) is directed to the side of the processing area. Therefore, the aforementioned side crack plates (34c, 34d) are installed on the side of the processing area. The heat incident on the side crack plates (34c, 34d) is transmitted in the surface direction through the side crack plates (34c, 34d), and a portion of it is radiated toward the work (100). Therefore, the heating efficiency of the work (100) can be improved.
측부 균열판(34c, 34d)의 재료는, 전술한 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)의 재료와 동일한 것으로 할 수 있다. The material of the side crack plates (34c, 34d) can be the same as the material of the upper crack plate (34a) and the lower crack plate (34b) described above.
한편, 이상에서는, 복수의 상부 균열판(34a) 및 복수의 하부 균열판(34b)이 X 방향으로 나란히 설치되는 경우를 예시했지만, 상부 균열판(34a) 및 하부 균열판(34b)의 적어도 한쪽은 단일한 판형 부재로 할 수도 있다. Meanwhile, in the above, a case in which a plurality of upper crack plates (34a) and a plurality of lower crack plates (34b) are installed side by side in the X direction has been exemplified, but at least one of the upper crack plate (34a) and the lower crack plate (34b) may be made of a single plate-shaped member.
복수의 균열판 지지부(35)는 X 방향으로 나란히 설치되어 있다. 균열판 지지부(35)는, 상부 균열판(34a)들 사이의 바로 아래에 설치할 수 있다. 복수의 균열판 지지부(35)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 한쌍의 홀더(32b)에 고정할 수 있다. 인접하는 균열판 지지부(35)는, 상부 균열판(34a)의 양끝을 착탈 가능하게 지지한다. 한편, 복수의 하부 균열판(34b)을 지지하는 복수의 균열판 지지부(35)도 동일한 구성을 가질 수 있다. A plurality of crack plate supports (35) are installed in parallel in the X direction. The crack plate supports (35) can be installed directly below the upper crack plates (34a). The plurality of crack plate supports (35) can be fixed to a pair of holders (32b) using fastening members such as screws. The adjacent crack plate supports (35) removably support both ends of the upper crack plate (34a). Meanwhile, the plurality of crack plate supports (35) that support the plurality of lower crack plates (34b) can also have the same configuration.
커버(36)는 판형이며, 프레임(31)의 상면, 저면 및 측면을 덮고 있다. 즉, 커버(36)에 의해 프레임(31)의 내부가 덮여 있다. 다만, 도어(13)측의 커버(36)는, 예컨대 도어(13)에 설치할 수 있다. The cover (36) is plate-shaped and covers the upper surface, lower surface, and side surface of the frame (31). That is, the inside of the frame (31) is covered by the cover (36). However, the cover (36) on the door (13) side can be installed on the door (13), for example.
커버(36)는 처리 영역(30a, 30b)을 둘러싸고 있지만, 프레임(31)의 상면과 측면의 경계선, 프레임(31)의 측면과 저면의 경계선, 도어(13)의 부근에는, 간극이 형성되어 있다. The cover (36) surrounds the processing area (30a, 30b), but a gap is formed at the boundary between the upper and side surfaces of the frame (31), the boundary between the side and bottom surfaces of the frame (31), and near the door (13).
또한, 프레임(31)의 상면 및 저면에 설치되는 커버(36)는 복수로 분할되어 있다. 또한, 분할된 커버(36)들의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 즉, 처리부(30)(처리 영역(30a), 처리 영역(30b))의 내부 공간은, 이러한 간극을 통해 챔버(10)의 내부 공간에 연통하고 있다. 그 때문에, 처리 영역(30a, 30b)의 압력이, 챔버(10)의 내벽과 커버(36) 사이의 공간의 압력과 동일해지도록 할 수 있다. 커버(36)는, 예컨대 스테인레스 등으로 형성할 수 있다. In addition, the covers (36) installed on the upper and lower surfaces of the frame (31) are divided into multiple parts. In addition, gaps are formed between the divided covers (36). That is, the internal space of the processing section (30) (processing area (30a), processing area (30b)) is connected to the internal space of the chamber (10) through these gaps. Therefore, the pressure of the processing area (30a, 30b) can be made equal to the pressure of the space between the inner wall of the chamber (10) and the cover (36). The cover (36) can be formed of, for example, stainless steel.
냉각부(40)는, 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스를 공급한다. 예컨대, 냉각부(40)는, 냉각 가스(G)에 의해, 처리 영역(30a, 30b)을 둘러싸는 균열부(34)를 냉각시키고, 냉각된 균열부(34)에 의해 고온 상태에 있는 워크(100)를 간접적으로 냉각시킨다. 또한, 예컨대, 냉각부(40)는, 상부 균열판(34a)들의 간극, 혹은, 하부 균열판(34b)들의 간극으로부터 워크(100)에 냉각 가스를 공급하여, 고온 상태에 있는 워크(100)를 직접적으로 냉각시킬 수도 있다. The cooling unit (40) supplies cooling gas to the area where the heating unit (32) is installed. For example, the cooling unit (40) cools the crack section (34) surrounding the processing area (30a, 30b) by the cooling gas (G), and indirectly cools the work (100) in a high-temperature state by the cooled crack section (34). In addition, for example, the cooling unit (40) can directly cool the work (100) in a high-temperature state by supplying cooling gas to the work (100) from the gap between the upper crack plates (34a) or the gap between the lower crack plates (34b).
즉, 냉각부(40)는 워크(100)를 간접적 및 직접적으로 냉각시킬 수 있다. That is, the cooling unit (40) can cool the work (100) indirectly and directly.
냉각부(40)는, 예컨대, 제1 가스 공급 경로(40a)와 제2 가스 공급 경로(40b)를 갖는다. The cooling unit (40) has, for example, a first gas supply path (40a) and a second gas supply path (40b).
우선, 제1 가스 공급 경로(40a)에 관해 설명한다. 제1 가스 공급 경로(40a)는, 후술하는 냉각 공정에서, 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스(G1)를 공급한다. 제1 가스 공급 경로(40a)는, 노즐(41), 가스원(42), 가스 제어부(43) 및 전환 밸브(54)를 갖는다. First, the first gas supply path (40a) will be described. The first gas supply path (40a) supplies cooling gas (G1) to an area where a heating unit (32) is installed in a cooling process described later. The first gas supply path (40a) has a nozzle (41), a gas source (42), a gas control unit (43), and a switching valve (54).
도 1에 도시하는 바와 같이, 노즐(41)은 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 접속할 수 있다. 노즐(41)은, 예컨대, 커버(36)를 관통하여, 측부 균열판(34c)이나 프레임(31) 등에 부착할 수 있다. 노즐(41)은, Y 방향에 있어서 복수개 설치할 수 있다(도 3 참조). 한편, 노즐(41)의 수나 배치는 적절하게 변경할 수 있다. 예컨대, X 방향에 있어서, 처리부(30)의 일방측에 노즐(41)을 설치할 수도 있고, 처리부(30)의 양측에 노즐(41)을 설치할 수도 있다. 예컨대, 복수의 노즐(41)을 Y 방향으로 나란히 설치할 수도 있다. As shown in Fig. 1, the nozzle (41) can be connected to a space where a plurality of heaters (32a) are installed. The nozzle (41) can be attached to a side crack plate (34c) or a frame (31), for example, by penetrating the cover (36). A plurality of nozzles (41) can be installed in the Y direction (see Fig. 3). Meanwhile, the number and arrangement of the nozzles (41) can be appropriately changed. For example, in the X direction, the nozzle (41) can be installed on one side of the processing section (30), or the nozzles (41) can be installed on both sides of the processing section (30). For example, a plurality of nozzles (41) can be installed side by side in the Y direction.
가스원(42)은, 노즐(41)에 제1 냉각 가스에 상당하는 냉각 가스(G1)를 공급한다. 가스원(42)은, 예컨대, 고압 가스 봄베, 공장 배관 등으로 할 수 있다. 또한, 가스원(42)은 복수 설치할 수도 있다. The gas source (42) supplies cooling gas (G1) corresponding to the first cooling gas to the nozzle (41). The gas source (42) may be, for example, a high-pressure gas cylinder, factory piping, etc. In addition, a plurality of gas sources (42) may be installed.
냉각 가스(G1)는, 가열된 워크(100)와 반응하기 어려운 가스로 하는 것이 바람직하다. 냉각 가스(G1)는, 예컨대, 질소 가스, 희가스 등으로 할 수 있다. 희가스는, 예컨대, 아르곤 가스나 헬륨 가스 등이다. 냉각 가스(G1)가 질소 가스이면, 운전 비용의 저감을 도모할 수 있다. 헬륨 가스의 열전도율은 높기 때문에, 냉각 가스(G1)로서 헬륨 가스를 이용하면, 냉각 시간의 단축을 도모할 수 있다. It is preferable that the cooling gas (G1) be a gas that is difficult to react with the heated work (100). The cooling gas (G1) can be, for example, nitrogen gas, a rare gas, etc. The rare gas is, for example, argon gas or helium gas. If the cooling gas (G1) is nitrogen gas, the operating cost can be reduced. Since the thermal conductivity of helium gas is high, if helium gas is used as the cooling gas (G1), the cooling time can be shortened.
냉각 가스(G1)의 온도는, 예컨대 실온(예컨대 25℃) 이하로 할 수 있다. The temperature of the cooling gas (G1) can be, for example, room temperature (e.g., 25°C) or lower.
가스 제어부(43)는, 노즐(41)과 가스원(42) 사이에 설치되어 있다. 가스 제어부(43)는, 예컨대, 냉각 가스의 공급과 정지나, 냉각 가스의 유속 및 유량의 적어도 어느 것을 제어할 수 있다. A gas control unit (43) is installed between the nozzle (41) and the gas source (42). The gas control unit (43) can control, for example, at least one of the supply and stop of cooling gas, or the flow rate and flow rate of cooling gas.
또한, 냉각 가스(G1)의 공급 타이밍은, 워크(100)에 대한 가열 처리가 완료한 후로 할 수 있다. 한편, 가열 처리의 완료란, 유기막이 형성되는 온도를 소정 시간 유지한 후로 할 수 있다. In addition, the timing of supply of the cooling gas (G1) can be set after the heat treatment for the work (100) is completed. Meanwhile, the completion of the heat treatment can be set after the temperature at which the organic film is formed is maintained for a predetermined time.
전환 밸브(54)는, 제1 가스 공급 경로(40a)와 제2 가스 공급 경로(40b)를 접속하고, 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스(G1) 또는 냉각 가스(G2)의 어느 한쪽을 공급하는 것을 선택 가능하게 하기 위한 밸브(제1 밸브의 일례에 상당)이다. 전환 밸브(54)는, 노즐(41)과 가스 제어부(43)의 사이이자 챔버(10)의 외부에 설치된다. The switching valve (54) is a valve (equivalent to an example of the first valve) that connects the first gas supply path (40a) and the second gas supply path (40b) and enables selection of supplying either the cooling gas (G1) or the cooling gas (G2) to the area where the heating unit (32) is installed. The switching valve (54) is installed between the nozzle (41) and the gas control unit (43) and outside the chamber (10).
다음으로, 제2 가스 공급 경로(40b)에 관해 설명한다. 제2 가스 공급 경로(40b)는, 냉각 공정에 있어서, 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스(G1)와는 상이한 냉각 가스(G2)를 공급하기 위해 설치되어 있다. 이것에 의해, 냉각 가스(G1)의 공급에 의해 임계값이 되는 온도까지 냉각된 워크(100)를 냉각 가스(G1)로 바꿔 냉각시킨다. Next, the second gas supply path (40b) will be described. The second gas supply path (40b) is installed to supply a cooling gas (G2) different from the cooling gas (G1) to the area where the heating unit (32) is installed in the cooling process. As a result, the work (100) cooled to a temperature that is a threshold value by the supply of the cooling gas (G1) is cooled by changing the cooling gas (G1).
제2 가스 공급 경로(40b)는, 예컨대, 노즐(41), 가스원(52), 가스 제어부(53) 및 전환 밸브(54)를 갖는다. 이 경우, 제2 가스 공급 경로(40b)는, 제1 가스 공급 경로(40a)와 전환 밸브(54)를 통해 접속되어 있다. The second gas supply path (40b) has, for example, a nozzle (41), a gas source (52), a gas control unit (53), and a switching valve (54). In this case, the second gas supply path (40b) is connected to the first gas supply path (40a) through the switching valve (54).
가스원(52)은, 복수의 노즐(41)에 제2 냉각 가스에 상당하는 냉각 가스(G2)를 공급한다. 가스원(52)은, 예컨대, 고압 가스 봄베, 공장 배관 등으로 할 수 있다. 또한, 가스원(52)은 복수 설치할 수도 있다. The gas source (52) supplies cooling gas (G2) corresponding to the second cooling gas to a plurality of nozzles (41). The gas source (52) may be, for example, a high-pressure gas cylinder, factory piping, etc. In addition, a plurality of gas sources (52) may be installed.
냉각 가스(G2)는, 예컨대 클린 드라이에어(CDA)로 할 수 있다. 냉각 가스(G2)가 클린 드라이에어이면, 운전 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 예컨대, 클린룸 내의 외기를 공장 배관으로부터 필터를 통해 도입하도록 해도 좋다. The cooling gas (G2) can be, for example, clean dry air (CDA). If the cooling gas (G2) is clean dry air, it is possible to reduce operating costs. In addition, for example, it is possible to introduce outside air into the clean room through a filter from the factory piping.
냉각 가스(G2)의 온도는, 예컨대 실온(예컨대 25℃)으로 할 수 있다. The temperature of the cooling gas (G2) can be, for example, room temperature (e.g., 25°C).
가스 제어부(53)는, 전환 밸브(54)와 가스원(52) 사이에 설치되어 있다. 가스 제어부(53)는, 예컨대, 냉각 가스(G2)의 공급과, 공급의 정지를 제어할 수 있다. 또한, 가스 제어부(53)는, 예컨대, 냉각 가스(G2)의 유속 및 유량의 적어도 어느 하나의 제어를 할 수도 있다. 냉각 가스(G2)의 유속이나 유량은, 챔버(10)의 크기나, 노즐(41)의 형상, 수, 배치 등에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 냉각 가스(G2)의 유속이나 유량은, 예컨대, 실험이나 시뮬레이션을 행함으로써 적절하게 구할 수 있다. The gas control unit (53) is installed between the switching valve (54) and the gas source (52). The gas control unit (53) can control, for example, the supply of the cooling gas (G2) and the stoppage of the supply. In addition, the gas control unit (53) can also control, for example, at least one of the flow rate and the flow rate of the cooling gas (G2). The flow rate or the flow rate of the cooling gas (G2) can be appropriately changed according to the size of the chamber (10), or the shape, number, and arrangement of the nozzles (41). The flow rate or the flow rate of the cooling gas (G2) can be appropriately obtained by, for example, conducting an experiment or simulation.
전환 밸브(54)와 노즐(41)을 접속하는 배관은, 제1 가스 공급 경로(40a)와 제2 가스 공급 경로(40b)가 공용하는 부분이며, 이하, 이 배관을 공용부라고 부른다. The pipe connecting the switching valve (54) and the nozzle (41) is a common part of the first gas supply path (40a) and the second gas supply path (40b), and hereinafter, this pipe is called a common part.
다음으로, 유기막 형성 장치(1)의 동작에 관해 예시한다. Next, the operation of the organic film forming device (1) is exemplified.
도 2는, 워크(100)의 처리 공정을 예시하기 위한 그래프이다. Figure 2 is a graph for illustrating the processing process of work (100).
도 2에 도시하는 바와 같이, 유기막의 형성 공정은, 워크의 반입 공정과, 승온 공정과, 가열 처리 공정과, 냉각 공정, 워크의 반출 공정을 포함한다. As shown in Fig. 2, the organic film formation process includes a work loading process, a temperature increasing process, a heat treatment process, a cooling process, and a work removal process.
우선, 워크의 반입 공정에서는, 개폐 도어(13)가 플랜지(11)로부터 격리되고, 워크(100)가 챔버(10)의 내부 공간에 반입된다. 워크의 반입 공정과 동시에 제1 가스 공급 경로(40a)로부터 냉각 가스(G1)를 챔버(10)의 내부 공간에 공급한다. 챔버(10)의 내부 공간에 워크(100)가 반입되면, 배기부(20)에 의해 챔버(10)의 내부 공간이 소정의 압력까지 감압된다. First, in the work-in process, the opening/closing door (13) is isolated from the flange (11), and the work (100) is brought into the internal space of the chamber (10). Simultaneously with the work-in process, a cooling gas (G1) is supplied to the internal space of the chamber (10) from the first gas supply path (40a). When the work (100) is brought into the internal space of the chamber (10), the internal space of the chamber (10) is depressurized to a predetermined pressure by the exhaust unit (20).
챔버(10)의 내부 공간이 소정의 압력까지 감압되면, 컨트롤러(60)에 의해 히터(32a)에 전력이 인가된다. 그렇게 되면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 워크(100)의 온도가 상승한다. 워크(100)의 온도가 상승하는 공정을 승온 공정이라고 부른다. 본 실시형태에서는, 승온 공정이 2회(승온 공정(1), (2)) 실시된다. 한편, 소정의 압력은, 용액 중의 폴리아미드산이 챔버(10)의 내부 공간에 잔류하는 산소와 반응하여 산화되지 않는 압력이면 된다. 소정의 압력은, 예컨대 1×10-2∼100 Pa로 하면 된다. 즉, 제2 배기부(22)에서 배기하는 것은, 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 배기부(21)에서 배기가 시작된 후, 챔버(10)의 내부 공간이 10∼100 Pa의 범위 내의 압력이 되면, 가열부(32)에 의한 워크(100)의 가열을 시작하도록 해도 좋다. When the internal space of the chamber (10) is decompressed to a predetermined pressure, power is applied to the heater (32a) by the controller (60). Then, as shown in FIG. 2, the temperature of the work (100) increases. The process in which the temperature of the work (100) increases is called a temperature-raising process. In the present embodiment, the temperature-raising process is performed twice (temperature-raising processes (1), (2)). Meanwhile, the predetermined pressure may be a pressure at which the polyamic acid in the solution does not react with the oxygen remaining in the internal space of the chamber (10) and is not oxidized. The predetermined pressure may be, for example, 1×10 -2 to 100 Pa. That is, exhaust from the second exhaust section (22) is not necessarily required, and when the internal space of the chamber (10) reaches a pressure within the range of 10 to 100 Pa after exhaust from the first exhaust section (21) starts, heating of the work (100) by the heating section (32) may start.
승온 공정의 후, 가열 처리 공정이 행해진다. 가열 처리 공정은, 소정의 온도를 소정 시간 유지하는 공정이다. 본 실시형태에서는, 가열 처리 공정(1) 및 가열 처리 공정(2)을 설정할 수 있다. After the temperature rising process, a heat treatment process is performed. The heat treatment process is a process of maintaining a predetermined temperature for a predetermined time. In the present embodiment, a heat treatment process (1) and a heat treatment process (2) can be set.
가열 처리 공정(1)은, 예컨대, 제1 온도로 워크(100)를 소정 시간 가열하여, 용액에 포함되어 있는 수분이나 가스 등을 배출시키는 공정으로 할 수 있다. 제1 온도는, 예컨대 100℃∼200℃로 하면 된다. The heat treatment process (1) can be, for example, a process of heating the work (100) at a first temperature for a predetermined time to discharge moisture or gas contained in the solution. The first temperature can be, for example, 100°C to 200°C.
가열 처리 공정(1)을 실시함으로써, 용액에 포함되어 있는 수분이나 가스가 완성품인 유기막에 포함되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 용액의 성분 등에 따라서는 제1 가열 처리 공정은, 온도를 바꿔 복수회 실시할 수도 있고, 제1 가열 처리 공정을 생략할 수도 있다. By performing the heat treatment process (1), it is possible to prevent moisture or gas contained in the solution from being included in the finished organic film. Meanwhile, depending on the components of the solution, etc., the first heat treatment process may be performed multiple times by changing the temperature, or the first heat treatment process may be omitted.
가열 처리 공정(2)은, 용액이 도포된 기판(워크(100))을, 소정의 압력 및 온도(제2 온도)로 소정 시간 유지하여, 유기막을 형성하는 공정이다. 제2 온도는, 이미드화가 일어나는 온도로 하면 되며, 예컨대 300℃ 이상으로 하면 된다. 본 실시형태에서는, 분자쇄의 충전도가 높은 유기막을 얻기 위해 400℃∼600℃에서 가열 처리 공정(2)을 실시하고 있다. The heat treatment process (2) is a process of forming an organic film by maintaining a substrate (work (100)) to which a solution is applied at a predetermined pressure and temperature (second temperature) for a predetermined time. The second temperature may be a temperature at which imidization occurs, and may be, for example, 300°C or higher. In the present embodiment, the heat treatment process (2) is performed at 400°C to 600°C in order to obtain an organic film having a high degree of molecular chain filling.
냉각 공정은, 유기막이 형성된 워크(100)의 온도를 저하시키는 공정이다. 본 실시형태에서는 가열 처리 공정(2)의 후에 행해진다. 냉각 공정에서는, 워크(100)의 온도가 임계값보다 높은 온도인 경우는, 제1 가스 공급 경로(40a)로부터 냉각 가스(G1)가 공급되고, 워크(100)의 온도가 임계값 이하가 되면, 제2 가스 공급 경로(40b)로부터 냉각 가스(G2)가 공급된다. 한편, 냉각 가스(G1)로부터 냉각 가스(G2)로 전환하는 온도(임계값)는 재료에 따라 상이하기 때문에 적절하게 설정한다. 임계값은, 예컨대 150℃∼250℃의 범위 내의 온도이다. 워크(100)는 반출 가능한 온도까지 냉각된다. 예컨대, 반출되는 워크(100)의 온도가 상온이면, 워크(100)의 반출이 용이하다. 그런데, 워크(100)를 반출할 때마다 워크(100)의 온도를 상온으로 하면, 다음 워크(100)를 승온시키는 시간이 길어진다. 즉, 생산성이 저하될 우려가 있다. 반출하는 워크(100)의 온도는, 예컨대, 50℃∼120℃로 하면 된다. 이 반출 온도를 제3 온도로 한다. The cooling process is a process for lowering the temperature of the work (100) on which the organic film is formed. In the present embodiment, it is performed after the heat treatment process (2). In the cooling process, when the temperature of the work (100) is higher than the threshold value, a cooling gas (G1) is supplied from the first gas supply path (40a), and when the temperature of the work (100) becomes lower than the threshold value, a cooling gas (G2) is supplied from the second gas supply path (40b). Meanwhile, the temperature (threshold value) for switching from the cooling gas (G1) to the cooling gas (G2) varies depending on the material, and is therefore appropriately set. The threshold value is, for example, a temperature within the range of 150°C to 250°C. The work (100) is cooled to a temperature at which it can be taken out. For example, when the temperature of the work (100) to be taken out is room temperature, it is easy to take out the work (100). However, if the temperature of the work (100) is set to room temperature every time the work (100) is taken out, the time required to raise the temperature of the next work (100) becomes longer. In other words, there is a concern that productivity may decrease. The temperature of the work (100) taken out may be, for example, 50°C to 120°C. This take-out temperature is set as the third temperature.
컨트롤러(60)는 제1 배기부(21)의 밸브(25)를 폐쇄한다. 그리고, 냉각부(40)를 제어하여, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 냉각 가스(G1) 또는 냉각 가스(G2)를 공급함으로써, 간접적 및 직접적으로 워크(100)의 온도를 저하시킨다. The controller (60) closes the valve (25) of the first exhaust section (21). Then, by controlling the cooling section (40), the temperature of the work (100) is indirectly and directly lowered by supplying cooling gas (G1) or cooling gas (G2) to the space where a plurality of heaters (32a) are installed.
그 때문에, 상부 균열판(34a)들의 사이, 및 하부 균열판(34b)들의 사이 등에 형성된 간극은, 상부 균열판(34a)(하부 균열판(34b))과 측부 균열판(34c)의 사이, 및 상부 균열판(34a)(하부 균열판(34b))과 측부 균열판(34d)의 사이에 형성된 간극보다 크다. 이와 같이 함으로써, 냉각부(40)가 냉각 가스(G1) 또는 냉각 가스(G2)를 공급하는 경우, 워크(100)로 향하는 냉각 가스(G1) 또는 냉각 가스(G2)의 양을 증가시킬 수 있다. 또한, 처리 영역(30a, 30b)으로부터 배기되는 냉각 가스(G1) 또는 냉각 가스(G2)의 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 워크(100)를 효율적으로 냉각시킬 수 있다. Therefore, the gaps formed between the upper crack plates (34a) and between the lower crack plates (34b), etc., are larger than the gaps formed between the upper crack plate (34a) (lower crack plate (34b)) and the side crack plate (34c), and between the upper crack plate (34a) (lower crack plate (34b)) and the side crack plate (34d). By doing so, when the cooling unit (40) supplies the cooling gas (G1) or the cooling gas (G2), the amount of the cooling gas (G1) or the cooling gas (G2) directed to the work (100) can be increased. In addition, the amount of the cooling gas (G1) or the cooling gas (G2) exhausted from the processing region (30a, 30b) can be reduced. Therefore, the work (100) can be cooled efficiently.
또한, 유기막이 형성된 직후에는, 처리 영역(30a, 30b)으로부터 챔버(10)의 내부에 냉각 가스(G1)가 확산되는 속도는 느린 편이 바람직하다. 처리 영역(30a, 30b)으로부터 챔버(10)의 내부에 냉각 가스(G1)가 확산되는 속도가 느리면, 공급된 냉각 가스(G1)에 의해, 승화물이 챔버(10)의 내부에서 비산하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 유기막이 형성된 직후에는, 냉각 가스(G1)의 공급량을 적게 하고, 서서히 공급량을 증가시키는 것이 바람직하다. In addition, immediately after the organic film is formed, it is preferable that the speed at which the cooling gas (G1) diffuses from the processing area (30a, 30b) into the interior of the chamber (10) be slow. If the speed at which the cooling gas (G1) diffuses from the processing area (30a, 30b) into the interior of the chamber (10) is slow, the supplied cooling gas (G1) can suppress the sublimation product from flying inside the chamber (10). Therefore, immediately after the organic film is formed, it is preferable to reduce the supply amount of the cooling gas (G1) and gradually increase the supply amount.
컨트롤러(60)는, 챔버(10)의 내압을 검출하는 도시하지 않은 진공계의 출력이 대기압과 동일한 압력이 되면, 제2 배기부(22)의 밸브(25)를 폐쇄하고, 제3 배기부(23)의 밸브(25)를 열어, 냉각 가스(G1)를 항상 배기한다. The controller (60) closes the valve (25) of the second exhaust section (22) and opens the valve (25) of the third exhaust section (23) when the output of the vacuum gauge (not shown) that detects the internal pressure of the chamber (10) becomes the same as the atmospheric pressure, thereby always exhausting the cooling gas (G1).
컨트롤러(60)는, 도시하지 않은 온도계의 검출치가 임계값이 되면 전환 밸브(54)를 제어하고, 복수의 히터(32a)가 설치된 공간에 냉각 가스(G2)를 공급한다. 이와 같이 함으로써, N2나 희가스의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 후술하는 반출 공정에 있어서, 산소 농도가 높은 상태로 도어(13)를 열 수 있다. 그 때문에, N2나 희가스에 의한 산소 결핍의 우려가 억제된다. The controller (60) controls the switching valve (54) when the detection value of the thermometer (not shown) reaches the threshold value, and supplies cooling gas (G2) to the space where a plurality of heaters (32a) are installed. By doing so, the amount of N 2 or rare gas used can be reduced. In addition, in the discharge process described later, the door (13) can be opened while the oxygen concentration is high. Therefore, concerns about oxygen deficiency due to N 2 or rare gas are suppressed.
워크의 반출 공정에서는, 유기막이 형성된 워크(100)의 온도가 제3 온도가 되면, 챔버(10) 내에 도입했던 냉각 가스(G2)의 공급을 정지한다. 그리고, 개폐 도어(13)가 플랜지(11)로부터 격리되고, 상기 워크(100)가 반출된다. In the work removal process, when the temperature of the work (100) on which the organic film is formed becomes the third temperature, the supply of the cooling gas (G2) introduced into the chamber (10) is stopped. Then, the opening/closing door (13) is isolated from the flange (11), and the work (100) is removed.
전술한 바와 같이, 유기막이 형성된 워크(100)는, 처리가 행해진 챔버(10) 등의 내부로부터 취출되어, 다음 공정 등에 반송된다. 가열하여 유기막을 형성한 경우, 워크(100)의 온도가 높아지기 때문에, 온도가 높은 워크(100)를 챔버(10)로부터 취출하거나 반송하거나 하는 것은 어렵다. 또한, 고온에서 취출하면 유기막이 산화되어 기능을 만족시키지 못할 가능성도 있다. 따라서, 챔버(10)의 내부에 냉각 가스(G1)를 공급하여 워크(100)를 냉각시켜야 한다. As described above, the work (100) on which the organic film is formed is taken out from the inside of the chamber (10) or the like where the processing is performed, and returned to the next process, etc. When the organic film is formed by heating, the temperature of the work (100) increases, so it is difficult to take out or return the work (100) at a high temperature from the chamber (10). In addition, if taken out at a high temperature, there is a possibility that the organic film will be oxidized and will not be able to satisfy the function. Therefore, it is necessary to cool the work (100) by supplying a cooling gas (G1) to the inside of the chamber (10).
그러나, 유기막을 형성할 때에는, 250℃∼600℃ 정도의 매우 높은 온도에서의 처리가 필요하다. 그 때문에, 워크(100)를 반송할 수 있는 온도가 될 때까지 소비되는 냉각 가스(G1)의 양이 방대해진다. 또한, 250℃∼600℃ 정도의 유기막은 반응성이 높다. 그 때문에, 냉각 가스(G1) 중에 산소가 포함되어 있으면 유기막이 산화되어 버린다. 그러나, 유기막의 산화를 방지하기 위해, 냉각 가스(G1)로서 불활성 가스를 냉각 중에 계속 사용하면 비용도 증대된다. However, when forming an organic film, treatment at a very high temperature of about 250°C to 600°C is required. Therefore, the amount of cooling gas (G1) consumed until the temperature at which the work (100) can be returned becomes enormous. In addition, the organic film at about 250°C to 600°C is highly reactive. Therefore, if oxygen is included in the cooling gas (G1), the organic film is oxidized. However, if an inert gas is continuously used as the cooling gas (G1) during cooling to prevent oxidation of the organic film, the cost also increases.
본 발명자들은, 예의 연구한 결과, 유기막(워크(100))의 온도가 200℃ 전후이면, 냉각 가스 중에 산소가 포함되어 있다 하더라도 유기막이 산화되지 않는 것을 발견했다. The inventors of the present invention have, as a result of their research, discovered that when the temperature of the organic film (work (100)) is around 200°C, the organic film is not oxidized even if oxygen is contained in the cooling gas.
따라서, 본 발명자들은, 유기막(워크(100))의 온도가 200℃ 이하가 되고 나서, 냉각 가스(G1)로부터 냉각 가스(G2)(CDA)로 전환하는 냉각 공정을 포함하는 유기막의 형성 공정을 복수회 실행했다. 그렇게 하면, 일부가 산화된 유기막이 발생했다. Therefore, the inventors of the present invention performed the organic film formation process including the cooling process of switching from the cooling gas (G1) to the cooling gas (G2) (CDA) after the temperature of the organic film (work (100)) became 200° C. or lower multiple times. In doing so, a partially oxidized organic film was generated.
본 발명자들은, 더욱 예의 연구한 결과, 노즐(41)과 전환 밸브(54)를 접속하는 배관(공용부) 내에 냉각 공정에서 사용한 냉각 가스(G2)가 잔류하고 있는 것을 밝혀내었다. As a result of further research, the inventors of the present invention have found that the cooling gas (G2) used in the cooling process remains in the pipe (common section) connecting the nozzle (41) and the switching valve (54).
본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1)는, 챔버(10)의 내부 공간을 감압한 후 워크(100)를 가열한다. 챔버(10)의 내부 공간을 감압할 때에, 공용부 내도 감압된다고 생각되었다. 그러나, 실제로는, 공용부 내에 냉각 공정에서 사용한 냉각 가스(G2)가 잔류했다. 아마도, 노즐(41)의 냉각 가스(G1) 혹은 냉각 가스(G2)를 토출하는 토출구의 직경이 작기 때문에, 공용부 내를 충분히 배기할 수 없기 때문이라고 생각된다. The organic film forming device (1) according to the present embodiment heats the work (100) after depressurizing the internal space of the chamber (10). When depressurizing the internal space of the chamber (10), it was thought that the inside of the common section was also depressurized. However, in reality, the cooling gas (G2) used in the cooling process remained in the common section. It is thought that this is because the diameter of the discharge port for discharging the cooling gas (G1) or cooling gas (G2) of the nozzle (41) is small, and therefore the inside of the common section cannot be sufficiently exhausted.
따라서, 본 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1)는, 처리가 끝난 워크(100)를 챔버(10)로부터 반출하는 것을 시작하고 나서, 다음에 처리를 하는 워크(100)를 챔버(10)에 반입하여 승온하기까지의 동안에, 챔버(10)의 내부에 냉각 가스(G1)를 공급한다. 이와 같이 함으로써, 공용부 내에 잔류하는 냉각 가스(G2)를 배출할 수 있다. Therefore, the organic film forming device (1) according to the present embodiment supplies cooling gas (G1) to the inside of the chamber (10) during the period from when the processed work (100) is taken out from the chamber (10) until the next processed work (100) is brought into the chamber (10) and its temperature is increased. By doing so, the cooling gas (G2) remaining in the common portion can be discharged.
또한, 처리가 끝난 워크(100)의 다음에 가열 처리 공정(2)이 행해진 워크(100)의 냉각 공정을 시작할 때에, 공용부 내에 잔류한 냉각 가스(G2)가 챔버(10) 내에 공급되어, 250℃ 이상의 워크(100)와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. In addition, when starting the cooling process of the work (100) on which the heat treatment process (2) has been performed following the work (100) that has been processed, the cooling gas (G2) remaining in the common section can be supplied into the chamber (10) to prevent it from coming into contact with the work (100) at 250°C or higher.
그런데, 워크 반출 공정 및 워크 반입 공정에 있어서, 챔버(10)의 내부 공간은 외부 분위기에 개방된다. 그 때문에, 공용부 내를 냉각 가스(G1)로 치환했다 하더라도, 외부 분위기 중의 공기가 노즐(41)로부터 상기 배관 내에 침입할 우려가 있다. 따라서, 워크 반입 공정에 있어서, 냉각 가스(G1)를 공급하는 것이 바람직하다. 특히, 모든 워크(100)를 챔버(10) 내에 반입하고, 프론트 도어(13)로 개구(11a)를 막기 직전에 행하는 것이 바람직하다. However, in the work removal process and the work loading process, the internal space of the chamber (10) is open to the external atmosphere. Therefore, even if the inside of the common section is replaced with a cooling gas (G1), there is a concern that air in the external atmosphere may infiltrate the pipe from the nozzle (41). Therefore, in the work loading process, it is preferable to supply a cooling gas (G1). In particular, it is preferable to perform this just before all the work (100) are loaded into the chamber (10) and the opening (11a) is closed with the front door (13).
한편, 냉각 가스(G1)를 공급하는 시간은, 상기 배관 내에 잔류한 냉각 가스(G2)의 농도가 유기막의 품질에 악영향을 미치지 않을 정도까지 희석되는 시간으로 하면 된다. 또한, 냉각 가스(G1)의 공급량은, 냉각 공정에서 공급되는 양보다 적을 수 있다. 상기 배관 내에 잔류한 냉각 가스(G2)의 농도가 유기막의 품질에 악영향을 미치지 않을 정도까지 희석되는 시간이나 냉각 가스(G1)의 공급량은, 시뮬레이션이나 실험 등을 행함으로써 적절하게 결정하면 된다. Meanwhile, the time for supplying the cooling gas (G1) may be set to the time for which the concentration of the cooling gas (G2) remaining in the pipe is diluted to a level that does not adversely affect the quality of the organic film. In addition, the amount of the cooling gas (G1) supplied may be less than the amount supplied in the cooling process. The time for which the concentration of the cooling gas (G2) remaining in the pipe is diluted to a level that does not adversely affect the quality of the organic film or the amount of the cooling gas (G1) supplied may be appropriately determined by conducting simulations or experiments.
또한, 챔버(10)의 내부 공간을 감압하는 것과 동시에 냉각 가스(G1)를 공급해도 좋다. 이 경우도 냉각 가스(G1)를 공급하는 시간은, 유기막의 품질에 악영향을 미치지 않을 정도까지 희석되는 시간으로 하면 된다. In addition, it is possible to supply cooling gas (G1) at the same time as depressurizing the internal space of the chamber (10). In this case, the time for supplying cooling gas (G1) should be a time for diluting the gas to a level that does not adversely affect the quality of the organic film.
한편, 본 발명자들이 얻은 지견에 의하면, 챔버(10) 내의 산소 농도가 100 ppm 정도로까지 내려가면, 산화 반응을 억제할 수 있다. 이 경우, 산소 농도가 100 ppm이 되는 챔버(10)의 내압은 100 Pa 정도이다. 따라서, 챔버(10)의 내압을 1 Pa 미만까지 감압후, 챔버(10)의 내압이 100 Pa 이상이 되지 않도록 냉각 가스(G1)를 공급하는 것이 바람직하다. 냉각 가스(G1)를 공급하고, 챔버(10) 내의 산소 농도를 산소 농도계(21c)로 검출한다. 산소 농도가 임계값 이하가 되면, 히터(32a)에 전력을 인가한다. 이와 같이 함으로써, 유기막의 품질에 미치는 악영향을 확실하게 억제할 수 있다. 이 경우, 임계값은 0.1 ppm∼100 ppm의 범위 내의 값이다. Meanwhile, according to the knowledge obtained by the present inventors, when the oxygen concentration inside the chamber (10) is lowered to about 100 ppm, the oxidation reaction can be suppressed. In this case, the internal pressure of the chamber (10) where the oxygen concentration becomes 100 ppm is about 100 Pa. Therefore, it is preferable to reduce the internal pressure inside the chamber (10) to less than 1 Pa, and then supply a cooling gas (G1) so that the internal pressure inside the chamber (10) does not exceed 100 Pa. The cooling gas (G1) is supplied, and the oxygen concentration inside the chamber (10) is detected by an oxygen concentration meter (21c). When the oxygen concentration becomes lower than the threshold value, power is applied to the heater (32a). By doing so, it is possible to reliably suppress the adverse effects on the quality of the organic film. In this case, the threshold value is a value within the range of 0.1 ppm to 100 ppm.
도 4는, 다른 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1a)를 예시하기 위한 모식 사시도이다. Fig. 4 is a schematic perspective view illustrating an organic film forming device (1a) according to another embodiment.
냉각부(40)는, 전환 밸브(54) 대신에 2개의 밸브(54a)(제1 밸브의 일례에 상당)를 갖는다. 2개의 밸브를 가짐으로써 2개의 상이한 가스를 챔버(10)의 내부에 동시에 공급할 수 있다. 그 때문에, 챔버(10)의 내부에 공급할 수 있는 냉각 가스의 유량을 증가시킬 수 있고, 냉각 공정의 시간을 단축할 수 있다. 이 경우, 냉각 가스(G1)의 공급량을 냉각 가스(G2)의 공급량보다 많게 하는 것이 바람직하다. The cooling unit (40) has two valves (54a) (equivalent to an example of the first valve) instead of the switching valve (54). By having two valves, two different gases can be supplied simultaneously into the interior of the chamber (10). Therefore, the flow rate of the cooling gas that can be supplied into the interior of the chamber (10) can be increased, and the time of the cooling process can be shortened. In this case, it is preferable that the supply amount of the cooling gas (G1) be greater than the supply amount of the cooling gas (G2).
또한, 냉각부(40)는, 각 노즐(41)에 대하여 하나의 밸브(54b)(제2 밸브의 일례에 상당)를 갖는다. 이와 같이 함으로써, 노즐(41)마다 냉각 가스(G)의 공급과 정지를 제어하는 것이 가능해진다. In addition, the cooling unit (40) has one valve (54b) (equivalent to an example of the second valve) for each nozzle (41). By doing so, it becomes possible to control the supply and stop of cooling gas (G) for each nozzle (41).
유기막 형성 장치(1a)의 경우, 도 4에 도시하는 A부의 배관, 밸브(54b) 및 노즐(41)이 공용부가 된다. 유기막 형성 장치(1a)에서는, A부의 배관 내에 냉각 공정에서 이용한 냉각 가스(G2)가 잔류한다. 전술한 바와 같이, 공용부 내에 잔류한 냉각 가스(G2)는, 노즐(41)을 통해 배기부(20)로부터 배기하는 것이 어렵다. 또한, 배기부(20)에 의해 A부의 배관 내에 잔류하는 냉각 가스(G2)를 배기하고자 하면, 챔버(10) 내의 밀폐성이 나빠질 우려가 있다. In the case of the organic film forming device (1a), the pipe, valve (54b), and nozzle (41) of section A shown in Fig. 4 become common parts. In the organic film forming device (1a), the cooling gas (G2) used in the cooling process remains in the pipe of section A. As described above, it is difficult to exhaust the cooling gas (G2) remaining in the common part from the exhaust part (20) through the nozzle (41). In addition, if the cooling gas (G2) remaining in the pipe of section A is to be exhausted by the exhaust part (20), there is a concern that the sealing property in the chamber (10) may deteriorate.
그 때문에, 처리가 끝난 워크(100)를 챔버(10)로부터 반출하고, 다음에 처리를 행하는 워크(100)를 챔버(10)에 반입하기까지의 동안에, 챔버(10)의 내부에 냉각 가스(G1)를 공급한다. 이와 같이 함으로써, 공용부 내에 잔류하는 냉각 가스(G2)를 배출할 수 있다. 따라서, 유기막 형성 장치(1a)는, 유기막이 형성된 워크(100)의 냉각에 드는 비용을 저감하고, 또한, 유기막의 품질에 미치는 악영향을 확실하게 억제할 수 있고, 또한, 밸브(54b)의 파손을 방지할 수 있다. Therefore, while the workpiece (100) that has been processed is removed from the chamber (10) and the workpiece (100) to be processed is brought into the chamber (10), a cooling gas (G1) is supplied to the inside of the chamber (10). By doing so, the cooling gas (G2) remaining in the common part can be discharged. Therefore, the organic film forming device (1a) can reduce the cost of cooling the workpiece (100) on which the organic film is formed, and can also reliably suppress adverse effects on the quality of the organic film, and can also prevent damage to the valve (54b).
도 5는, 다른 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1b)를 예시하기 위한 모식 사시도이다. Fig. 5 is a schematic perspective view illustrating an organic film forming device (1b) according to another embodiment.
도 5에 도시하는 바와 같이, 유기막 형성 장치(1b)는, 또 하나의 냉각부(140)(제2 냉각부의 일례에 상당)를 더 가질 수 있다. As shown in Fig. 5, the organic film forming device (1b) may further have another cooling unit (140) (equivalent to an example of a second cooling unit).
냉각부(140)는, 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 있는 워크(100)에 냉각 가스를 공급한다. 즉, 냉각부(140)는 워크(100)를 직접적으로 냉각시킨다. The cooling unit (140) supplies cooling gas to the work (100) located inside the processing area (30a, 30b). That is, the cooling unit (140) directly cools the work (100).
냉각부(140)는, 냉각부(40)와 동일하게 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스(G1)를 공급하는 제1 공급 경로, 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각 가스(G2)를 공급하는 제2 공급 경로 및 공용부를 갖는다. 냉각부(140)는, 노즐(41) 대신에 노즐(141)을 갖는 점에서 냉각부(40)와 상이하다. The cooling unit (140) has a first supply path for supplying cooling gas (G1) to the area where the heating unit (32) is installed, a second supply path for supplying cooling gas (G2) to the area where the heating unit (32) is installed, and a common part, similar to the cooling unit (40). The cooling unit (140) differs from the cooling unit (40) in that it has a nozzle (141) instead of a nozzle (41).
도 6은, 다른 실시형태에 관한 유기막 형성 장치(1b)를 예시하기 위한 모식 단면도이다. Fig. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an organic film forming device (1b) according to another embodiment.
노즐(141)은, 처리 영역(30a, 30b)의 내부에 적어도 하나 설치할 수 있다. 노즐(141)은, 예컨대, 덮개(15) 및 커버(36)를 관통하고, 측부 균열판(34d)이나 프레임(31) 등에 부착할 수 있다. 본 실시형태에서는, 워크(100)의 이면에 냉각 가스를 공급할 수 있는 위치에 노즐(141)이 부착된다. 또한, 노즐(141)은, X 방향으로 복수개 설치할 수 있다. 혹은, 노즐(141)은, 선단이 폐색된 통형으로 할 수 있다. 그리고, 노즐(141)의 측면에 복수의 구멍이 형성되어, 챔버(10)의 측면으로부터 삽입되도록 해도 좋다. At least one nozzle (141) can be installed inside the processing area (30a, 30b). The nozzle (141) can, for example, penetrate the cover (15) and the cover (36) and be attached to the side crack plate (34d) or the frame (31). In the present embodiment, the nozzle (141) is attached to a position where cooling gas can be supplied to the back surface of the work (100). In addition, a plurality of nozzles (141) can be installed in the X direction. Alternatively, the nozzle (141) can be formed in a cylindrical shape with a closed tip. In addition, a plurality of holes may be formed on the side surface of the nozzle (141) so that it can be inserted from the side surface of the chamber (10).
워크(100)를 간접적 및 직접적으로 냉각시키는 경우에는, 냉각 공정에 있어서. 워크(100)의 온도가 임계값보다 높은 온도인 경우, 냉각 가스(G1)를 가열부(32)가 설치된 영역에 공급하고, 워크(100)의 온도가 임계값 이하인 경우, 냉각 가스(G2)를 가열부(32)가 설치된 영역에 냉각부(40) 및 냉각부(140)로부터 공급한다. 이와 같이 함으로써, 실질적인 냉각 시간의 단축을 도모할 수 있다. In the case of indirectly and directly cooling the work (100), in the cooling process, if the temperature of the work (100) is higher than the threshold value, the cooling gas (G1) is supplied to the area where the heating unit (32) is installed, and if the temperature of the work (100) is lower than the threshold value, the cooling gas (G2) is supplied to the area where the heating unit (32) is installed from the cooling unit (40) and the cooling unit (140). By doing so, it is possible to shorten the actual cooling time.
즉, 워크(100)의 온도가 임계값(200℃)을 초과하여 산소와 반응하기 쉬운 상황일 때에는, 산소 가스를 포함하지 않는(혹은 산소 농도가 유기막의 품질에 악영향을 미치지 않을 정도인) 냉각 가스(G1)에 의해 워크(100)를 냉각시키는 것에 의해 워크(100)의 산화를 방지하면서 워크(100)를 냉각시킬 수 있다. 한편, 워크(100)의 온도가 임계값 이하이며 산소와 반응하기 어려운 상황에 있을 때에는, 산소를 포함하는 냉각 가스(G2)에 의해 워크(100)를 냉각시키는 것에 의해, 비용을 저감하면서 워크(100)를 냉각시킬 수 있음과 더불어, 워크(100)를 반출할 때의 산소 결핍을 방지할 수 있다. 한편 냉각 가스(G2)에 포함되는 산소 가스는, N2나 희가스에 의한 산소 결핍의 우려를 억제하기에 충분한 양이며, 산소 중독을 일으키지 않는 농도가 되는 양인 것이 바람직하다. That is, when the temperature of the work (100) exceeds the threshold value (200°C) and is in a situation where it is easy to react with oxygen, the work (100) can be cooled while preventing oxidation of the work (100) by cooling the work (100) with a cooling gas (G1) that does not contain oxygen gas (or has an oxygen concentration that does not adversely affect the quality of the organic film). On the other hand, when the temperature of the work (100) is below the threshold value and is in a situation where it is difficult to react with oxygen, the work (100) can be cooled while reducing the cost by cooling the work (100) with a cooling gas (G2) that contains oxygen, and oxygen deficiency can be prevented when the work (100) is taken out. On the other hand, the oxygen gas contained in the cooling gas (G2) is preferably an amount sufficient to suppress concerns about oxygen deficiency due to N 2 or a rare gas, and an amount that is a concentration that does not cause oxygen poisoning.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 유기막의 제조 방법은, 기판과, 상기 기판의 상면에 도포된 유기 재료와 용매를 포함하는 용액을 갖는 워크를 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 챔버 내에 반입하는 워크 반입 공정과, 대기압보다 감압된 분위기에서 상기 워크를 가열하는 공정과, 상기 가열을 행함으로써 유기막이 형성된 워크를 냉각시키는 공정과, 상기 유기막이 형성된 상기 워크를 반출하는 공정을 구비하고, 상기 워크를 가열하는 공정에서는, 제1 가열부와 제2 가열부 사이의 처리 영역에서 상기 워크가 가열되고, 상기 워크를 냉각시키는 공정에서는, 상기 워크가 200℃보다 높은 온도인 경우, 상기 제1 가열부 및 상기 제2 가열부의 적어도 어느 하나의 내부에 가열된 상기 워크와 반응하기 어려운 제1 가스를 공급하고, 상기 워크가 200℃ 이하의 온도인 경우, 상기 제1 가열부 및 상기 제2 가열부의 적어도 어느 하나의 내부에 CDA를 공급하고, 상기 워크 반입 공정에서는, 상기 워크를 상기 챔버 내에 반입할 때에 상기 제1 냉각 가스를 공급한다. As described above, the method for manufacturing an organic film according to the present embodiment comprises a work loading step for loading a work having a substrate, an organic material applied to an upper surface of the substrate, and a solution containing a solvent into a chamber capable of maintaining an atmosphere having a pressure lower than atmospheric pressure, a step for heating the work in an atmosphere having a pressure lower than atmospheric pressure, a step for cooling the work on which the organic film has been formed by performing the heating, and a step for removing the work on which the organic film has been formed, wherein in the step for heating the work, the work is heated in a processing region between a first heating section and a second heating section, and in the step for cooling the work, when the work has a temperature higher than 200°C, a first gas that is difficult to react with the heated work is supplied into at least one of the first heating section and the second heating section, and when the work has a temperature lower than 200°C, CDA is supplied into at least one of the first heating section and the second heating section, and in the work loading step, the first cooling gas is supplied when the work is loaded into the chamber.
이상, 실시형태에 관해 예시했다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것은 아니다. Above, the embodiments have been exemplified. However, the present invention is not limited to these techniques.
전술한 실시형태에 관해, 당업자가 적절하게 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 갖추고 있는 한 본 발명의 범위에 포함된다. With respect to the above-described embodiment, even if a person skilled in the art makes appropriate design changes, they are included within the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention.
예컨대, 유기막 형성 장치(1)의 형상, 치수, 배치 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적절하게 변경할 수 있다. For example, the shape, dimensions, arrangement, etc. of the organic film forming device (1) are not limited to those exemplified and may be appropriately changed.
또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 한 조합할 수 있고, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다. In addition, each element of each of the above-described embodiments can be combined as much as possible, and a combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the characteristics of the present invention.
예컨대, 전환 밸브(54)와 밸브(54b)를 조합하여 이용해도 좋다. For example, a combination of a switching valve (54) and a valve (54b) may be used.
1 : 유기막 형성 장치, 10 : 챔버, 11 a : 개구, 20 : 배기부, 30 : 처리부, 30a : 처리 영역, 30b : 처리 영역, 32 : 가열부, 32 a : 히터, 40 : 냉각부, 52 : 가스원, 53 : 가스 제어부, 54 : 검출부, 55 : 케이스, 60 : 컨트롤러, 100 : 워크, G : 냉각 가스1: organic film forming device, 10: chamber, 11 a: opening, 20: exhaust section, 30: processing section, 30a: processing area, 30b: processing area, 32: heating section, 32 a: heater, 40: cooling section, 52: gas source, 53: gas control section, 54: detection section, 55: case, 60: controller, 100: work, G: cooling gas
Claims (6)
상기 챔버 내에 지지된 상기 워크에 대향하여 설치되고, 상기 워크를 가열하는 가열부와,
상기 가열부에 대하여 냉각 가스를 공급하는 냉각부와,
상기 가열부, 상기 배기부 및 상기 냉각부를 제어하는 컨트롤러
를 구비하고,
상기 냉각부는,
산소를 포함하지 않는 제1 냉각 가스를 상기 가열부의 내부에 공급하는 제1 가스 공급 경로와,
산소를 포함하는 제2 냉각 가스를 상기 가열부의 내부에 공급하는 제2 가스 공급 경로와,
상기 제1 가스 공급 경로 및 상기 제2 가스 공급 경로가 공용하는 공용부와,
상기 제1 가스 공급 경로에 의해 공급되는 상기 제1 냉각 가스와 상기 제2 가스 공급 경로에 의해 공급되는 상기 제2 냉각 가스를 선택적으로 상기 공용부에 공급하는 제1 밸브
를 가지며,
상기 컨트롤러는,
상기 배기부에 의해 상기 챔버의 내압을 상기 미리 정해진 압력 이하로 하도록 제어하고,
상기 챔버의 내압이 상기 미리 정해진 압력 이하가 된 후에, 상기 가열부에 의해 상기 워크를 임계값보다 높은 온도인 미리 정해진 온도로 가열되도록 상기 가열부를 제어하고,
상기 가열부에 의한 가열 처리가 완료된 후, 상기 워크가 임계값보다 높은 온도인 경우, 제1 냉각 가스를 상기 가열부에 공급하도록 상기 제1 밸브를 제어하고,
상기 제1 냉각 가스의 공급에 의해 상기 워크가 임계값 이하의 온도가 된 경우, 상기 제2 냉각 가스를 상기 가열부에 공급하도록 상기 제1 밸브를 제어하고,
상기 챔버의 내압이 상기 제1 냉각 가스 및 상기 제2 냉각 가스의 공급에 의해 대기압으로 되돌아간 후에, 상기 챔버로부터 처리가 완료된 상기 워크를 반출하는 것을 시작하고 나서, 다음에 처리가 행해지는 워크를 상기 챔버에 반입하고, 다음에 처리가 행해지는 상기 워크가 상기 가열부에 의해 승온되기까지의 동안에, 상기 제1 냉각 가스를 상기 챔버 내에 공급하도록 상기 제1 밸브를 제어하는 것인 유기막 형성 장치. In an organic film forming device, a process of sequentially and continuously carrying out, by loading/unloading the work, a work supported in a chamber that is exhausted by an exhaust section and has a pressure lower than a predetermined pressure lower than atmospheric pressure, wherein the work includes a substrate and a solution including an organic material and a solvent applied to an upper surface of the substrate, and then cooling the heated work is heat-treated,
A heating unit installed facing the work supported within the chamber and heating the work,
A cooling unit that supplies cooling gas to the above heating unit,
A controller that controls the heating unit, the exhaust unit, and the cooling unit
Equipped with,
The above cooling unit,
A first gas supply path for supplying a first cooling gas that does not contain oxygen to the interior of the heating unit,
A second gas supply path for supplying a second cooling gas containing oxygen to the interior of the heating unit,
A common portion shared by the first gas supply path and the second gas supply path,
A first valve selectively supplies the first cooling gas supplied by the first gas supply path and the second cooling gas supplied by the second gas supply path to the common section.
has,
The above controller,
Controlling the internal pressure of the chamber to be lower than the predetermined pressure by the exhaust section,
After the internal pressure of the chamber becomes lower than the predetermined pressure, the heating unit is controlled so that the workpiece is heated to a predetermined temperature higher than the threshold value by the heating unit,
After the heating treatment by the heating unit is completed, if the workpiece has a temperature higher than a threshold value, the first valve is controlled to supply a first cooling gas to the heating unit,
When the workpiece becomes at a temperature below a threshold value due to the supply of the first cooling gas, the first valve is controlled to supply the second cooling gas to the heating unit,
An organic film forming device, wherein the first valve is controlled to supply the first cooling gas into the chamber while the internal pressure of the chamber returns to the atmospheric pressure by the supply of the first cooling gas and the second cooling gas, the workpiece that has been processed is started to be taken out from the chamber, the workpiece to be processed next is brought into the chamber, and while the workpiece to be processed next is heated by the heating unit, the first cooling gas is supplied into the chamber.
상기 챔버 내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도계를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는,
상기 워크를 상기 챔버 내에 반입후, 상기 챔버 내를 감압하고,
감압된 상기 챔버 내에 상기 제1 냉각 가스를 공급하고,
상기 챔버 내의 산소 농도를 상기 산소 농도계로 검출하고,
검출한 상기 챔버 내의 산소 농도의 값이, 임계값 이하가 되고 나서 상기 가열부에 전력을 공급하는 것인 유기막 형성 장치. In the first paragraph,
Further provided is an oxygen concentration meter for detecting the oxygen concentration within the chamber,
The above controller,
After the above work is placed into the chamber, the inside of the chamber is depressurized,
Supplying the first cooling gas into the depressurized chamber,
The oxygen concentration in the chamber is detected by the oxygen concentration meter,
An organic film forming device that supplies power to the heating unit when the value of the oxygen concentration in the detected chamber becomes lower than or equal to a threshold value.
상기 냉각부는, 상기 공용부에, 상기 가열부에 공급하는 상기 냉각 가스의 공급과 정지를 제어하는 제2 밸브를 더 갖는 것인 유기막 형성 장치. In paragraph 1 or 2,
An organic film forming device, wherein the cooling unit further has a second valve for controlling the supply and stop of the cooling gas supplied to the heating unit in the common unit.
상기 워크를, 대기압보다 감압된 미리 정해진 압력 이하의 분위기를 유지할 수 있는 챔버 내에 반입하는 워크 반입 공정과,
대기압보다 감압된 상기 미리 정해진 압력 이하의 분위기에 있어서, 상기 워크를 가열하는 공정과,
상기 가열을 행함으로써 유기막이 형성된 워크를, 냉각시키는 공정과,
상기 유기막이 형성된 상기 워크를 반출하는 공정
을 구비하고,
상기 워크를 가열하는 공정에 있어서는, 상기 챔버의 내압이 상기 미리 정해진 압력 이하가 된 후에, 상기 워크에 대향하여 설치된 가열부에 의해 상기 워크가 임계값보다 높은 미리 정해진 온도로 가열되고,
상기 워크를 냉각시키는 공정에 있어서는,
상기 가열부에 의한 가열 처리가 완료된 후, 상기 워크가 상기 임계값보다 높은 온도인 경우에는, 상기 가열부에 산소를 포함하지 않는 제1 냉각 가스를 공급하고,
상기 제1 냉각 가스의 공급에 의해 상기 워크가 상기 임계값 이하의 온도가 된 경우에는, 상기 가열부에 산소를 포함하는 제2 냉각 가스를 공급하고,
상기 챔버의 내압이 상기 제1 냉각 가스 및 상기 제2 냉각 가스의 공급에 의해 상기 챔버의 내압이 대기압으로 되돌아간 후에, 상기 워크를 반출하는 공정을 실행하고, 상기 워크를 반출하는 공정으로부터, 상기 워크 반입 공정까지의 사이에 있어서, 상기 제1 냉각 가스를 상기 챔버 내에 공급하는, 유기막의 제조 방법.In a method for manufacturing an organic film, a process is sequentially performed on a work having a substrate and a solution containing an organic material and a solvent applied to the upper surface of the substrate by sequentially loading/unloading the work,
A work loading process for loading the work into a chamber capable of maintaining an atmosphere below a predetermined pressure that is lower than atmospheric pressure,
A process of heating the work in an atmosphere having a pressure lower than atmospheric pressure and having a predetermined pressure or lower,
A process of cooling a workpiece in which an organic film is formed by performing the above heating,
Process for removing the work on which the organic film is formed
Equipped with,
In the process of heating the work, after the internal pressure of the chamber becomes lower than the predetermined pressure, the work is heated to a predetermined temperature higher than the threshold value by a heating unit installed facing the work.
In the process of cooling the above work,
After the heating treatment by the heating unit is completed, if the workpiece has a temperature higher than the threshold value, a first cooling gas that does not contain oxygen is supplied to the heating unit,
When the workpiece reaches a temperature below the threshold value by supplying the first cooling gas, a second cooling gas containing oxygen is supplied to the heating unit,
A method for manufacturing an organic film, wherein the process of removing the work is performed after the internal pressure of the chamber returns to atmospheric pressure by supplying the first cooling gas and the second cooling gas, and the first cooling gas is supplied into the chamber between the process of removing the work and the process of introducing the work.
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