(57)【要約】【課題】大型の処理室であっても、短時間で確実に水分を除去することが可能な気体置換装置及び気体置換方法を提供する。【解決手段】外部から遮蔽可能な空間において、有機ＥＬ用の基板を製造する処理室１を備える。処理室１内の気体を、Ｎ２ガスに置換するガス置換装置２と、処理室１内の水分濃度を低下させる循環精製装置３と、循環精製装置３による水分濃度の低下を促進するように、処理室１内の温度を、所定の温度まで上昇させた後、低下させる温度調整装置４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から遮蔽可能な空間を有する処理室内の気体を、処理対象に適した気体に置換する置換手段と、
前記処理室内の水分濃度を低下させる水分除去手段と、
前記水分除去手段による水分濃度の低下を促進するように、前記処理室内の温度を上昇させた後に低下させる温度調整手段と、
を有することを特徴とする気体置換装置。
【請求項２】
前記温度調整手段は、処理室内の気体を循環させる循環手段と、前記循環手段によって循環される気体を加熱する加熱手段とを有することを特徴とする請求項１記載の気体置換装置。
【請求項３】
前記処理室内の空間は、複数の領域に区分されており、
前記置換手段、前記水分除去手段及び前記温度調整手段は、前記各領域に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の気体置換装置。
【請求項４】
前記処理対象が、有機ＥＬに関連する部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の気体置換装置。
【請求項５】
置換手段が、外部から遮蔽可能な空間を有する処理室内の気体を、処理対象に適した気体に置換し、
水分除去手段が、前記処理室内の水分濃度を低下させるとともに、温度調整手段が、水分濃度の低下を促進するように、前記処理室内の温度を上昇させた後に低下させることを特徴とする気体置換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、処理室内の気体を置換する気体置換装置に係り、特に、水分を嫌う被処理物を処理するための気体置換装置及び気体置換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬなどの製造工程では、被処理物が水分を含んでいると、製品寿命が低下する。このため、処理ラインが外気に曝され、水分が付着することが無いようにする必要がある。そこで、処理ラインそのものを、外気から隔離されたチャンバ構成とし、設置初期やメンテナンス後に、チャンバ内の空間をＮ２ガス等に置換することが行われている。
【０００３】
さらに、このガス置換の際には、チャンバ内の水分濃度を下げるため、循環精製装置が使用されている。この循環精製装置は、チャンバ内の気体を、モリキュラシーブ等の吸着剤に接触させ、水分を吸着させることにより、チャンバ内の除湿を行う装置である。
【０００４】
このような循環精製による水分濃度低下技術として、特許文献１に示すものが提案されている。これは、基板表面のプラズマ処理、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、陰極及び保護層の蒸着等を、順次、独立の作業用真空室内で行う装置である。そして、この特許文献１には、室内を低水分量とするために、環境ガスを循環精製させる装置を別途設置し、循環運転する方法が開示されている（段落００５２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２１４６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなチャンバ内のガス置換と水分除去は、一般的には、真空引きしてからＮ２（若しくはドライエアー）等を供給し、その際に、循環精製装置を使用することにより行われる。
【０００６】
しかし、チャンバの中には、内部空間が全長１０ｍ以上となるような巨大なものが存在する。かかるチャンバ内は、真空引きができないため、Ｎ２を流入させることで、内部の気体をパージした後で、循環精製装置を使用することになる。
【０００７】
かかる場合には、真空にできないチャンバ内の内壁や内容物の表面に付着した水分を除去するのに時間がかかる。結局、チャンバ内の水分濃度はなかなか低下せず、数日かかる場合もある。このようにガス置換及び水分除去に非常に長い時間がかかると、設置後若しくはメンテナンス後に、処理を開始できるまでの時間が長期化し、生産性が著しく低下することになる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、大型の処理室であっても、短時間で確実に水分を除去することが可能な気体置換装置及び気体置換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような目的を達成するため、請求項１の気体置換装置は、外部から遮蔽可能な空間を有する処理室内の気体を、処理対象に適した気体に置換する置換手段と、前記処理室内の水分濃度を低下させる水分除去手段と、前記水分除去手段による水分濃度の低下を促進するように、前記処理室内の温度を上昇させた後に低下させる温度調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の気体置換方法は、置換手段が、外部から遮蔽可能な空間を有する処理室内の気体を、処理対象に適した気体に置換し、水分除去手段が、前記処理室内の水分濃度を低下させるとともに、温度調整手段が、水分濃度の低下を促進するように、前記処理室内の温度を上昇させた後に低下させることを特徴とする。
【００１１】
以上のような請求項１及び５の発明では、気体の置換時に、処理室内の温度を上げることにより、処理室内壁等に存在する水分の気化が促進される。このため、気体の置換とともに、水分の除去が早期に進行し、短時間で水分濃度を低下させることができる。そして、処理室内の温度を下げることにより、残留水分は処理室内壁に素早く吸着され、常温では出にくくなる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の気体置換装置において、前記温度調整手段は、処理室内の気体を循環させる循環手段と、前記循環手段によって循環される気体を加熱する加熱手段とを有することを特徴とする。
以上のような請求項２の発明では、処理室の内部の気体を循環させながら加熱するので、広い処理室であっても、その内部を均一に加熱することができ、水分除去も確実となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の気体置換装置において、前記処理室内の空間は、複数の領域に区分されており、前記置換手段、前記水分除去手段及び前記温度調整手段は、前記各領域に接続されていることを特徴とする。
以上のような請求項３の発明では、複数の領域ごとに、置換及び水分除去を行うことができるので、短時間で効率のよい置換が可能となる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の気体置換装置において、前記処理対象が、有機ＥＬに関連する部材であることを特徴とする。
以上のような請求項４の発明では、水分を嫌う有機ＥＬに適した処理装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明によれば、大型の処理室であっても、短時間で確実に水分を除去することが可能な気体置換装置及び気体置換方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
〔実施形態の構成〕
まず、実施形態の構成を説明する。本実施形態は、図１に示すように、処理室１、ガス置換装置２、循環精製装置３、温度調整装置４によって構成されている。
【００１７】
処理室１は、外部から遮蔽された空間（密閉チャンバ）であり、有機ＥＬの基板の製造工程を構成している。この処理室１は、図２に示すように、基板Ｓを搬送する搬送室１１、各工程の作業を行う複数の作業室１２、搬送室１１と作業室１２とを接続するゲートバルブ１３を有している。
【００１８】
搬送室１１は、基板Ｓを把持するロボットアーム１４が、レール１５上を移動することにより、基板Ｓを各作業室１２間を搬送するチャンバである。作業室１２は、基板Ｓに対するプラズマ処理、各層の蒸着等を行うチャンバである。この作業室１２は、メンテナンス用に手作業が可能なグローブボックスとして構成されている。ゲートバルブ１３は、搬送室１１と作業室１２との間で基板Ｓをやり取りする際に、搬送室１１と作業室１２との間の気密を保持する手段である。
【００１９】
ガス置換装置２は、処理室１に接続され、Ｎ２ガスを供給しながら、処理室１内の気体をパージする装置である。このガス置換装置２と搬送室１１及び作業室１２とは、それぞれの内部を独立にガス置換できるように、配管で接続されているが、図２においては、図示を省略している。
【００２０】
循環精製装置３は、処理室１内のガスを循環させながら、水分濃度を低下させる水分除去手段である。循環精製装置３と搬送室１１及び各作業室１２との間は、バルブを備えた配管を介してそれぞれ接続されている。水分は、吸着剤に吸着させることにより除去するが、吸着剤としては、例えば、モレキュラシーブ、アルミナ、シリカゲル、シリカアルミ等が用いられるが、これらには限定されない。なお、循環精製装置３は、還元銅触媒、白金触媒等による酸素除去機能も有しているものとする。
【００２１】
循環精製装置３は、ガス循環用のポンプ、ガス経路を開閉するバルブ等を制御する駆動制御部３１と、処理室１、ガス経路等に配設されたセンサからの信号に基づいて、水分濃度を判定する濃度判定部３２と、各種の設定を記憶する設定記憶部３３等を有している。設定記憶部３３には、あらかじめ所定の水分濃度が記憶されているものとする。
【００２２】
温度調整装置４は、処理室１内のガスを、循環させながら加熱する装置である。温度調整装置４と搬送室１１及び各作業室１２との間は、バルブを備えた配管を介してそれぞれ接続されている。加熱手段としては、加熱コイル等のヒータを用いることができる。
【００２３】
温度調整装置４は、ガス循環用のポンプ、ガス経路を開閉するバルブ等を制御する駆動制御部４１と、処理室１、ガス経路等に配設されたセンサからの信号に基づいて、温度を判定する温度判定部４２、ヒータによる加熱温度を制御するヒータ制御部４３、各種の設定を記憶する設定記憶部４４等を有している。設定記憶部４４には、あらかじめ昇温時の所定温度、降温時の所定温度が記憶されているものとする。
【００２４】
駆動制御部３１，４１、濃度判定部３２、温度判定部４２、ヒータ制御部４３、設定記憶部３３，４４等は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。従って、以下に説明する手順で本装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム及びこれを記録した記録媒体も、本発明の一態様である。
【００２５】
〔実施形態の作用〕
以上のような本実施形態の作用を、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、ゲートバルブ１３を開放した状態で、ガス置換装置２を作動させて、処理室１内へのＮ２の供給と大気のパージを開始する（ステップ３０１）。そして、置換が完了した場合（ステップ３０２）、Ｎ２の供給を停止する（ステップ３０３）。
【００２６】
次に、駆動制御部３１により循環精製装置３を作動させて、Ｎ２ガスを循環させながら、水分を除去する（ステップ３０４）。同時に、駆動制御部４１により温度調整装置４を作動させて、Ｎ２ガスを循環させながら、ヒータ制御部４３により発熱するヒータによって加熱する（ステップ３０５）。
【００２７】
ヒータ制御部４３は、温度判定部４２によって判定される温度が、所定の温度に達するまで昇温させ(ステップ３０６）、当該温度が維持されるようにヒータを制御する（ステップ３０７）。このように、処理室１内の温度を高温に維持することによって、処理室１の内部に存在する水分の気化が促進される。特に、処理室１の内壁等に吸収、吸着されている水分も気化させることができる。気化した水分は、循環精製装置３における吸着剤へ素早く吸着される。
【００２８】
このように水分が除去されることにより、濃度判定部３２によって判定される水分濃度が、所定の濃度に達した場合には（ステップ３０８）、ヒータ制御部４３は、ヒータによる加熱を停止する（ステップ３０９）。これにより、処理室１の内部の温度が低下(例えば、所定の温度まで達する（ステップ３１０））して、残留している微量の水分は再び内壁等に吸着されるので、水分の濃度は一機に低下して、必要レベルに到達する。
【００２９】
目標とする水分濃度は、例えば、有機ＥＬの処理の場合には、１ｐｐｍ以下が望ましいが、本発明はこの数値には限定されない。なお、上記の触媒による酸素除去機能については説明を省略したが、循環精製装置３内のガスの循環により除去される酸素濃度は、１ｐｐｍ以下が望ましい。但し、本発明はこの数値にも限定されない。
【００３０】
〔実施形態の効果〕
以上のような本実施形態によれば、処理室１内のＮ２ガスを加熱することにより、循環精製装置３による水分除去が促進されるので、大型の処理室１であっても、短時間での水分除去が可能となり、設置後やメンテナンス後から処理開始までの期間を、大幅に短縮することができる。
【００３１】
特に、加熱後に温度を下げることにより、残留水分を、処理室１の内壁等に素早く吸着させることができるので、所望の水分濃度まで達する時間を短縮できる。このように吸着させた水分は、常温では出にくくなるので、その後の処理に影響を与えない。
【００３２】
また、温度調整装置４は、処理室１内部のガスを循環させながら加熱するので、広い処理室１であっても、その内部を均一に加熱することができ、水分除去も確実となる。さらに、循環させるガスが加熱されているので、循環精製装置３における吸着剤の回復も促進される。
【００３３】
〔他の実施形態〕
本発明は上記のような実施形態に限定されるものではない。すなわち、温度調整手段や水分除去手段の配置位置、種類、数等は、上記の実施形態には限定されない。例えば、温度調整手段における加熱手段を、処理室側に設置してもよい。一例として、上記の実施形態における搬送室１１及び各作業室１２の内部に、ヒータを設けることが考えられる。室内が均一に加熱されるように、複数のヒータを設定してもよい。
【００３４】
また、上記の実施形態では、ヒータによる加熱を停止させることにより、その後のガス循環による温度低下を図っていた。しかし、温度調整手段が冷却手段を備えることにより、温度低下を促進できる構成としてもよい。冷却手段としては、例えば、冷媒や冷却剤、放熱器等を用いることが考えられる。
【００３５】
また、図４に示すように、循環精製装置３及び温度調整装置４を、搬送室１１及び各作業室１２ごとに個別に設けてもよい。かかる構成とすれば、メンテナンスやトラブル発生時において、該当箇所の水分除去及び温度調整を、効率良く短時間に行うことができる。
【００３６】
また、本発明の処理対象（被処理物）は、有機ＥＬには限定されず、水分を嫌う処理対象に広く適用可能である。処理室の構成も、処理対象に応じて種々考えられるものであり、上記の実施形態で例示したものには限定されない。置換ガスについても、Ａｒ，Ｈｅ，ドライエアー等、種々のガスが適用可能である。設定する水分濃度や温度も、特定の値には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の気体置換装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の気体置換装置の接続構成を示す概略平面図である。
【図３】図１の気体置換装置のガス置換及び水分除去手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の気体置換装置の他の実施形態の接続構成を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…処理室
２…ガス置換装置
３…循環精製装置
４…温度調整装置
１１…搬送室
１２…作業室
１３…ゲートバルブ
１４…ロボットアーム
１５…レール
３１，４１…駆動制御部
３２…濃度判定部
３３，４４…設定記憶部
４２…温度判定部
４３…ヒータ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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