(57)【要約】【課題】基板上に形成された塗布膜の周縁部に乾燥の過程で額縁が発生するのを簡便かつ効率よく抑制して、乾燥後の塗布膜の膜厚均一性を向上させること。【解決手段】この額縁発生抑制処理においては、換気中の赤外線照射室内で基板Ｇ上の液相状態の塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する中で、塗布膜の中心部よりも外気に接する表面積が大きい周縁部の方が溶剤の蒸発速度が高いことによって塗布膜ＲＭ内で中心部から周縁部に向かう液の流れが生じる一方で、塗布膜ＲＭの周縁部に対する局所的な赤外線照射により塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間に一定の温度差がつけられる。これによって、塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間で表面張力が均衡して、塗布膜ＲＭの額縁現象が防止ないし抑制される。【選択図】図７
2014073438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に一面に形成された薬液の塗布膜においてその周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための額縁発生抑制方法であって、
前記基板上に薬液の塗布膜が形成された直後に、前記塗布膜の周縁部と中心部との間に前者の温度が後者の温度よりも高い一定の温度差をつけて、前記塗布膜を一定の段階まで乾燥させる額縁発生抑制方法。
【請求項２】
前記温度差は１００℃以上である、請求項１に記載の額縁発生抑制方法。
【請求項３】
前記基板の上方から前記塗布膜の周縁部に局所的に赤外線を照射する、請求項１または請求項２に記載の額縁発生抑制方法。
【請求項４】
前記赤外線は２μｍ〜４μｍの領域にピーク波長を有する、請求項３に記載の額縁発生抑制方法。
【請求項５】
前記基板の上方から前記塗布膜の周縁部に局所的に熱風を当てる、請求項１または請求項２に記載の額縁発生抑制方法。
【請求項６】
前記基板の裏側から前記塗布膜の周縁部を局所的に熱伝導で加熱する、請求項１または請求項２に記載の額縁発生抑制方法。
【請求項７】
基板上に一面に形成された薬液の塗布膜に対して、その周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための処理を施す額縁発生抑制装置であって、
前記基板を水平に支持するための水平支持部と、
前記水平支持部に支持される前記基板上の前記塗布膜の周縁部に上方から局所的に赤外線を照射する赤外線照射部と
を有する額縁発生抑制装置。
【請求項８】
前記赤外線照射部は、
前記水平支持部に支持される前記基板の周縁部の直上に位置する額縁状の赤外線透過窓と、
前記赤外線透過窓の上に配置される赤外線ランプと、
前記赤外線ランプを点灯駆動するためのヒータ駆動部と
を有する、請求項７に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項９】
前記赤外線ランプは、前記赤外線透過窓と平行に配置される１本または複数本の棒状または環状の赤外線ランプを有する、請求項８に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１０】
前記赤外線ランプはカーボンヒータである、請求項８または請求項９に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１１】
前記赤外線透過窓は、前記水平支持部に支持される前記基板と前記赤外線ランプとを仕切る遮光性の隔壁に形成された額縁状の開口部に取り付けられる、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１２】
前記水平支持部は、前記基板を水平姿勢で出し入れ可能に収容する赤外線照射室の中に設けられ、
前記隔壁および前記赤外線透過窓は、前記赤外線照射室の天板を形成する、
請求項１１に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１３】
前記赤外線照射室には、外の空気を取り込むための第１の吸気口と、室内を排気するための第１の排気口とが設けられている、請求項１２に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１４】
前記赤外線ランプは、前記隔壁を底壁とし、外の空気を取り込むための第２の吸気口と、室内を排気するための第２の排気口とが設けられているランプ室の中に配置されている、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１５】
前記基板は、前記基板を載せる複数の支持ピンと、前記基板の横ずれを防ぐために前記基板の側面を保持する複数の保持部材とを備えている可搬性のキャリアを介して前記水平支持部に支持される、請求項７〜１４のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１６】
基板上に一面に形成された薬液の塗布膜に対して、その周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための処理を施す額縁発生抑制装置であって、
前記基板を水平に支持するための水平支持部と、
前記水平支持部に支持される前記基板上の前記塗布膜の周縁部に上方から局所的に熱風を当てる熱風ブロアと
を有する額縁発生抑制装置。
【請求項１７】
基板上に一面に形成された薬液の塗布膜に対して、その周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための処理を施す額縁発生抑制装置であって、
前記基板を水平に支持するための水平支持部と、
前記水平支持部に支持される前記基板上の前記塗布膜の周縁部に前記基板の裏側から熱伝導によって局所的に加熱するホットプレートと
を有する額縁発生抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に一面に形成された塗布膜の周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、フラットパネルディプレイ、太陽電池パネル等の製造プロセスでは、基板上に一面の被膜を形成する様々な場面で塗布法が用いられている。一般に、この種の塗布法は、スピン方式とスキャン方式とロールコート法とに分類される。
【０００３】
スピン方式は、典型的には、スピンステージ、ディスペンサタイプのノズル、薬液供給源およびカップ等を有し、カップ内でスピンステージ上に載置されたウエハの中心部に一定量の薬液をノズルから滴下し、スピンステージと一体にウエハを高速回転させてウエハ上に薬液の塗布膜を形成する。スキャン方式は、典型的には、長尺型のスリットノズル、薬液供給源および走査機構等を有し、スリットノズルより薬液をカーテン状に吐出させながら、走査機構によりスリットノズルと基板との間に相対的な走査移動を行わせることにより、周囲に薬液を飛ばさずに基板上に薬液の塗布膜を形成する。ロールコート法は、基板をロールに接触させながら移動させて、ロールから基板に薬液を移行させ、基板上に塗布膜を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０８１４０
【特許文献２】特開２０１１−２３６６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなスピン方式、スキャン方式およびロールコート法のいずれを用いても、層間絶縁膜やパッシベーション膜のように数十μｍ〜百μｍあるいはそれ以上の厚い膜厚で薬液を基板上に塗布して乾燥後の塗布膜を機能性膜とする成膜処理においては、塗布時に塗布膜の膜厚を平坦に制御しても、乾燥後の塗布膜つまり機能性膜の膜厚が均一にならず、周縁部（外周部）が中心部に比べ厚くなることが課題となっている。これは、基板上に塗布された薬液の溶剤が蒸発する際に、塗布膜の中心部よりも外気に接する表面積が大きい周縁部の方が溶剤の蒸発速度が高く、それによって液相の塗布膜内で中心部から周縁部に向かう液の流れが生じて周縁部の溶質濃度が高くなり、結果的（乾燥後）に中心部よりも周縁部で固形分の量が多くなって厚くなるためであり、いわゆる額縁現象（あるいはコーヒーステイン現象もしくはクラウン現象）と呼ばれている。このような額縁現象が発生すると、塗布膜の周縁部が機能性膜として使えなくなるため、塗布膜の有効面積が狭まり、ひいては基板上の製品エリアが狭まる。
【０００６】
上記のような額縁現象を補償するために、予め額縁現象を見込んで基板上で中心部よりも周縁部が相対的に薄くなるように薬液を塗布する方法も考えられるが、この方法は実現困難で実用性がない。また、額縁現象を抑制するように薬液の物性（粘度、表面張力等）を改善することも考えられるが、この方法は薬液（機能性溶液）に本来の機能から離れた過大な負担をかけ、やはり実現困難である。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するものであり、基板上に形成された塗布膜の周縁部に乾燥の過程で額縁が発生するのを簡便かつ効率よく抑制して、乾燥後の塗布膜の膜厚均一性を向上させる額縁発生抑制方法および額縁発生抑制装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の額縁発生抑制方法は、基板上に一面に形成された薬液の塗布膜においてその周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための額縁発生抑制方法であって、前記基板上に薬液の塗布膜が形成された直後に、前記塗布膜の周縁部と中心部との間に前者の温度が後者の温度よりも高い一定の温度差をつけて、前記塗布膜を一定の段階まで乾燥させる。
【０００９】
上記構成の額縁発生抑制方法においては、基板上に薬液の塗布膜が形成された直後に塗布膜の各部から溶剤が蒸発する中で、塗布膜の中心部と周縁部との間に一定の温度差がつけられることにより、塗布膜の中心部と周縁部との間で表面張力が均衡して、塗布膜の額縁現象が抑制される。
【００１０】
本発明の第１の観点における額縁発生抑制装置は、基板上に一面に形成された薬液の塗布膜に対して、その周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための処理を施す額縁発生抑制装置であって、前記基板を水平に支持するための水平支持部と、前記水平支持部に支持される前記基板上の前記塗布膜の周縁部に上方から局所的に赤外線を照射する赤外線照射部とを有する。
【００１１】
上記構成の額縁発生抑制装置においては、基板上に薬液の塗布膜が形成された直後に塗布膜の各部から溶剤が蒸発する中で、塗布膜の周縁部に対する局所的な赤外線照射によって塗布膜の中心部と周縁部との間に一定の温度差がつけられることにより、塗布膜の中心部と周縁部との間で表面張力が均衡して、塗布膜の額縁現象が抑制される。
【００１２】
本発明の第２の観点における額縁発生抑制装置は、基板上に一面に形成された薬液の塗布膜に対して、その周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための処理を施す額縁発生抑制装置であって、前記基板を水平に支持するための水平支持部と、前記水平支持部に支持される前記基板上の前記塗布膜の周縁部に上方から局所的に熱風を当てる熱風ブロアとを有する。
【００１３】
上記構成の額縁発生抑制装置においては、基板上に薬液の塗布膜が形成された直後に塗布膜の各部から溶剤が蒸発する中で、塗布膜の周縁部に対する局所的な熱風の吹き付けによって塗布膜の中心部と周縁部との間に一定の温度差がつけられることにより、塗布膜の中心部と周縁部との間で表面張力が均衡して、塗布膜の額縁現象が抑制される。
【００１４】
本発明の第３の観点における額縁発生抑制装置は、基板上に一面に形成された薬液の塗布膜に対して、その周縁部が乾燥の過程で高く盛り上がる額縁現象を抑制するための処理を施す額縁発生抑制装置であって、前記基板を水平に支持するための水平支持部と、前記水平支持部に支持される前記基板上の前記塗布膜の周縁部に前記基板の裏側から熱伝導によって局所的に加熱するホットプレートと  を有する。
【００１５】
上記構成の額縁発生抑制装置においては、基板上に薬液の塗布膜が形成された直後に塗布膜の各部から溶剤が蒸発する中で、塗布膜の周縁部に対する基板の裏側からの局所的な熱伝導の加熱によって塗布膜の中心部と周縁部との間に一定の温度差がつけられることにより、塗布膜の中心部と周縁部との間で表面張力が均衡して、塗布膜の額縁現象が抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の額縁発生抑制方法または額縁発生抑制装置によれば、上記のような構成および作用により、基板上に形成された塗布膜の周縁部に乾燥の過程で額縁が発生するのを簡便かつ効率よく抑制して、乾燥後の塗布膜の膜厚均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の額縁発生抑制装置の適用可能な一構成例としての機能性膜作製システムの構成を示す略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態における額縁発生抑制装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】額縁発生抑制装置の内部の構成を示す一部断面正面図である。
【図４Ａ】額縁発生抑制装置において基板を載せるキャリアの構成を示す斜視図である。
【図４Ｂ】キャリアに塗布処理直後の基板を載せた状態を示す斜視図である。
【図５】額縁発生抑制装置における赤外線ランプの配置構成を示す斜視図である。
【図６】額縁発生抑制装置における赤外線透過窓と基板との位置関係を示す平面図である。
【図７】額縁発生抑制装置における額縁発生抑制処理の作用を示す断面図である。
【図８】上記作用を模式的に説明するための図である。
【図９】別の実施形態における熱風ブロア方式の構成を示す斜視図である。
【図１０】別の実施形態におけるホットプレート方式の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に、本発明の額縁発生抑制装置の適用可能な一構成例としての機能性膜作製装置の構成例を示す。この機能性膜作製装置は、ダウンフローの清浄な空気が循環するクリームルーム内に設置され、搬送装置１０が移動できる搬送路１２に沿って、塗布装置１４、額縁発生抑制装置１６、プリベーク装置１８およびバッチ式焼成装置２０を配置している。
【００１９】
塗布装置１４は、周知または公知の構成を有し、スピン方式、スキャン方式またはロールコート方式の塗布処理によって１枚の基板上に一面に薬液の塗布膜を形成する。額縁発生抑制装置１６は、本発明の一実施形態によるものであり、塗布装置１４で塗布処理を受けた直後の基板上の塗布膜に対して後述する額縁発生抑制処理を施す。額縁発生抑制装置１６の構成および作用は、後に詳細に説明する。
【００２０】
プリベーク装置１８は、周知または公知の構成を有し、額縁発生抑制装置１６で額縁発生抑制処理を受けてきた基板上の塗布膜に対してたとえば１００℃〜１８０℃の加熱温度でプリベーク処理を施し、塗布膜に残存していた溶媒を大方取り除く。バッチ式焼成装置２０は、周知または公知の構成を有し、プリベーク装置１８でプリベーク処理を受けてきた基板を一定のバッチ枚数ずつ加熱炉の中で高温（たとえば３００℃〜４００℃）に加熱して各基板上の塗布膜を焼き締めて機能性膜に仕上げる。搬送装置１０は、搬送路１２上を移動する搬送本体と、この搬送本体に搭載され回転自在かつ伸縮自在の搬送アームとを備える周知または公知の構成を有し、塗布装置１４、額縁発生抑制装置１６、プリベーク装置１８およびバッチ式焼成装置２０にアクセスして基板の出し入れを行うようなっている。
【００２１】
なお、塗布装置１４、額縁発生抑制装置１６およびプリベーク装置１８の少なくとも１つは、同じ構成および機能を有する枚葉式の処理ユニットを縦方向および／または横方向に複数重ねてまたは並べて配置し、それら複数の処理ユニットを並列的に稼働させる形態を好適に採ることができる。
【００２２】
この機能性膜作製装置において塗布膜に使われる薬液は、特に限定されないが、好ましくは数十μｍ〜百μｍあるいはそれ以上の膜厚を求められる機能性溶液たとえば層間絶縁膜用の材料溶液、パッシベーション膜用の材料溶液、高粘度の樹脂系溶液、接着剤などである。基板も、特に限定されず、たとえばＦＰＤ用の各種基板、半導体ウエハ、太陽電池パネル用の各種基板、フォトマスク、プリント基板などである。
【００２３】
図２および図３に、本発明の一実施形態における額縁発生抑制装置１６の構成を示す。この額縁発生抑制装置１６は、架台２２の上に設置される観音開き扉２４の付いたボックス状の本体２６と、架台２２の横に置かれる排気部２８とを有しており、本体２６の中には上から順に電装室３０、ランプ室３２および赤外線照射室３４が設けられている。
【００２４】
赤外線照射室３４においては、左右両側の側壁に一定の高さ位置で奥行方向に延びるＬ型レール３６Ｌ，３６Ｒがそれぞれ水平に取り付けられている。これら左右一対のＬ型レール３６Ｌ，３６Ｒは、たとえば矩形の基板Ｇを可搬性のキャリア３８に載せた状態で、赤外線照射室３４に出し入れするための案内部を構成するとともに、赤外線照射室３４内の所定位置（赤外線照射位置）で水平に支持するための水平支持部４０を構成している。
【００２５】
キャリア３８は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、基板Ｇに応じた形状（この場合は矩形）および寸法を有する剛性（たとえばアルミニウムまたはステンレス製）のフレーム４０と、基板Ｇを複数の支持点で坦持するためにフレーム４０の上面に取り付けられている複数の支持ピン４２と、基板Ｇの横ずれを防ぐためにフレーム４０の外側の側面に取り付けられている複数の保持片４４と、位置決め用にフレーム４０の所定箇所に形成されている複数の貫通孔４５と、ハンドリング用の把手４６とを備えている。
【００２６】
フレーム４０の中央部には梁４８が架けられ、この梁４８の上面にも支持ピン４２が取り付けられている。支持ピン４２の上に基板Ｇが載っても、フレーム４０は撓まずに水平姿勢を保てるようになっている。キャリア３８は、Ｌ型レール３６Ｌ，３６Ｒ上で奥行方向に案内されるようにして赤外線照射室３４に搬入され、図３に示すようにＬ型レール３６Ｌ，３６Ｒ上の所定位置つまり赤外線照射位置で水平に支持される。なお、キャリア３８が赤外線照射位置まで搬入されると、赤外線照射室３４内で進退可能に設けられている位置決めピン（図示せず）が位置決め用の貫通孔４５に差し込まれ、キャリア３８および基板Ｇが赤外線照射位置に保持されるようになっている。
【００２７】
また、赤外線照射室３４においては、片側または両側の側壁に外の空気を室内に取り込むための通気孔５０が形成されるとともに、底壁３４ａには室内の気体を排出するための排気口５２が形成されている。この排気口５２は、排気管５４を介して排気部２８に通じている。
【００２８】
赤外線照射室３４の天板つまりランプ室３２の底壁（隔壁）５６には、額縁状の赤外線透過窓５８が取り付けられている。赤外線照射室３４内で基板Ｇが赤外線照射位置に位置決めされると、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部が赤外線透過窓５８の直下に位置するようになっている。赤外線照射室３４内には、赤外線透過窓５８の上にそれと平行に複数本の棒状の赤外線ランプたとえばカーボンヒータ６０(1)〜６０(4)が配置されている。
【００２９】
この実施形態では、矩形の基板Ｇに対応して、図５および図６に示すように、赤外線透過窓５８が四辺形に形成され、赤外線透過窓５８の各辺５８(1)，５８(2)，５８(3)，５８(4)の上にそれと平行に４本の棒状カーボンヒータ６０(1)，６０(2)，６０(3)，６０(4)が配置される。これらのカーボンヒータ６０(1)，６０(2)，６０(3)，６０(4)は、石英管の中にカーボンワイヤを組み込んで不活性ガスを封入しており、２μｍ〜４μｍの領域にピーク波長を有する赤外線を放射し、赤外線透過窓５８の直下に位置している基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部を限定的または局所的に照射するようになっている。
【００３０】
隔壁５６は、赤外線透過窓５８の内側に配置される四角形の内側遮光板５６(IN)と、赤外線透過窓５８の外側に配置される矩形枠状の外側遮光板５６(OUT)とを有している。これらの遮光板５６(IN)，５６(OUT)は、赤外線を反射する材質たとえばアルミ板からなり、ランプ室３２内に離散的に設けられている垂直支持部材または柱（図示せず）を介して各々独立に上方の仕切り板５７に結合されている。これら遮光板５６(IN)，５６(OUT)の一方または双方のサイズ（外径サイズ／内径サイズ）を変更することにより、赤外線透過窓５８の幅を調節することができる。カーボンヒータ６０(1)〜６０(4)の背後または周囲には、各々のカーボンヒータより上方および横方向へ放射された赤外線を赤外線透過窓５８の直下に向けて反射させるための傘型または凹面の反射板６２(1)〜６２(4)がそれぞれ設けられている。
【００３１】
図５に示すように、カーボンヒータ６０(1)〜６０(4)はそれらの軸方向において赤外線透過窓５８を優に超える長さをそれぞれ有している。そして、赤外線透過窓５８の四隅で交差するように、ランプ室３２内の手前および内奥で幅方向に延びるカーボンヒータ６０(1)，６０(3)と左右両サイドで奥行方向に延びるカーボンヒータ６０(2)，６０(4)との間に高低差が設けられている。一般に、石英管を用いるカーボンヒータにおいては、軸方向の赤外線放射分布が石英管の両端部で著しく低くなる。このような立体交差の配置構成によれば、各々のカーボンヒータ６０(1)〜６０(4)において赤外線放射の少ない石英管の両端部を赤外線透過窓５８のエリアから外すことができる。また、赤外線透過窓５８の四隅の上で２つのカーボンヒータ６０が交差していることによってその付近の赤外線照度が強くなり過ぎる場合は、赤外線透過窓５８の四隅に赤外線を減衰させるフィルタを配置または貼付してもよい。
【００３２】
そして、このようにカーボンヒータ６０(1)〜６０(4)が立体交差する配置構成においては、赤外線透過窓５８の各区間つまり各辺５８(1)，５８(2)，５８(3)，５８(4)を透過する赤外線の光強度または照度が均一になるように、高い位置に配置されるカーボンヒータの出力が低い位置に配置されるカーボンヒータの出力よりも高くなるように調整される。図示の例では、奥行方向に延びるカーボンヒータ６０(2)，６０(4)が幅方向に延びるカーボンヒータ６０(1)，６０(3)よりも高い位置に配置されるので、カーボンヒータ６０(2)，６０(4)の出力がカーボンヒータ６０(1)，６０(3)の出力よりも幾らか（たとえば１０％〜２０％）高くなるように調整される。
【００３３】
なお、赤外線透過窓５８には、素ガラスも使用できるが、赤外線を選択的に透過する赤外線透過ガラス（または赤外線透過フィルタ）を好適に用いることができる。その場合、たとえば正方形または長方形の赤外線透過ガラス片を一列に多数枚並べて一辺または一周の赤外線透過窓５８を構成してもよい。
【００３４】
ランプ室３２においては、片側（図の左側）の側壁に外の空気を室内に取り込むための通気孔６６が形成されるとともに、反対側（図の右側）の側壁には室内の気体を排出するための排気口６８が形成されている。この排気口６８は、排気管７０を介して排気部２８に通じている。
【００３５】
本体２６内で最上段の電装室３０には、カーボンヒータ６０(1)，６０(2)，６０(3)，６０(4)を点灯駆動するための電源回路や制御回路を搭載した電源・制御回路７２やその他の電気系統または電気配線（図示せず）が収容される。
【００３６】
排気部２８は、１つまたは複数のブロアファン（図示せず）を有しており、入側が排気管５４，７０に接続され、出側が工場の排気ダクト７４に接続されている。後述する額縁発生抑制処理において、排気部２８が作動すると、赤外線照射室３４およびランプ室３２内で空気が流通する。すなわち、赤外線照射室３４およびランプ室３２内の気体が排気口５２，６８より排出管５４，７０を介して排気部２８へ引き込まれ、それと入れ替わりに外の空気が通気孔５０，６６より赤外線照射室３４およびランプ室３２内に流入する。これにより、赤外線照射室３４内で基板Ｇ上の塗布膜ＲＭより蒸発した溶剤は速やかに排出されるようになっている。また、カーボンヒータ６０(1)，６０(2)，６０(3)，６０(4)が空気流で冷却されるため、ランプ室３２に熱が籠ることはない。なお、赤外線照射室３４の排気流量とランプ室３２の排気流量を独立に制御することも可能である。
【００３７】
この額縁発生抑制装置１６においては、扉２４を開けた状態で、隣の塗布装置１４（図１）で塗布処理を受けたばかりの基板Ｇをキャリア３８に載せた状態で空き状態の赤外線照射室３４内に搬入し、赤外線照射室３４内の赤外線照射位置に基板Ｇを位置決めしてから、扉２４を閉めて、ランプ室３２内のカーボンヒータ６０(1)〜６０(4)を点灯させる。また、扉２４が閉まると、排気部２８が起動して、ランプ室３２の空冷と赤外線照射室３４の換気を開始する。こうして、当該基板Ｇに対する額縁発生抑制処理が行われる。
【００３８】
この額縁発生抑制処理では、カーボンヒータ６０(1)〜６０(4)により生成される赤外線ＩＲのうち下方に放射されたものは赤外線透過窓５８をまっすぐ透過し、上方および横方向に放射されたものは反射板６２(1)〜６２(4)で反射してから赤外線透過窓５８を透過し、図７に示すように、赤外線透過窓５８の直下に位置している基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部に入射する。この赤外線ＩＲのスペクトルのピーク（２μｍ〜４μｍ）は液相状態の塗布膜ＲＭの吸収スペクトルのピーク（３μｍ付近）と重なるため、赤外線ＩＲの熱エネルギーが塗布膜ＲＭの周縁部に非常に効率よく吸収される。これによって、塗布膜ＲＭの中心部を常温（２３℃付近）に維持しながら、塗布膜ＲＭの周縁部だけを局所的に加熱し、短時間（通常数秒以内）で塗布膜ＲＭの周縁部の温度をたとえば１５０℃付近まで上げることができる。
【００３９】
この額縁発生抑制処理においては、換気中の赤外線照射室３４内で基板Ｇ上の液相状態の塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する中で、図８に示すように、塗布膜の中心部よりも外気に接する表面積が大きい周縁部の方が溶剤の蒸発速度が高いことによって塗布膜ＲＭ内で中心部から周縁部に向かう液の流れが生じる一方で、上記のように塗布膜ＲＭの周縁部に対する限定的または局所的な赤外線照射により塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間に一定（この例では１２５℃〜１３０℃）の温度差がつけられることにより、塗布膜ＲＭの周縁部から中心部へ向かう液の流れ（いわゆるマランゴニ対流）が発生する。
【００４０】
こうして、塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間で表面張力が均衡することにより、液相状態の塗布膜ＲＭ内で中心部から周縁部への液の流れが発生し難くなり、中心部よりも周縁部で溶質の濃度が高くなることや固形分量が多くなることもなくなり、あるいはその度合いが大幅に低減する。つまり、塗布膜ＲＭの額縁現象が防止ないし抑制される。
【００４１】
上記のように、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭから蒸発した溶剤は、通気孔５０より赤外線照射室３４に入ってくる空気と一緒に排気口５２から排出される。この額縁発生抑制処理は、塗布膜ＲＭの乾燥度合いが一定の段階に達するまで、すなわち薬液に含有される溶剤の一定の割合（通常は１５％〜２５％）が蒸発するまで、所定の時間をかけて行われる。その結果、この額縁発生抑制処理の終了後に処理済みの基板Ｇがキャリア３８に載って赤外線照射室３４から搬出された時は、塗布膜ＲＭの周辺部付近が生乾きまたは半乾きの状態になっていて、塗布膜ＲＭの中心部は殆ど液相状態を保っている。
【００４２】
この後、基板Ｇは、プリベーク装置１８へ移送され、上記のようなプリベーク処理を受ける。その際、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭは前工程の額縁発生抑制処理によってその周縁部付近が生乾きまたは半乾きの状態になっているので、プリベーク処理中に塗布膜ＲＭ内で中心部から周縁部へ液の流れが起こることはなく、したがって額縁現象が発生することはなく、塗布膜ＲＭの平坦性が維持される。同様に、最後にバッチ式焼成装置２０によって基板Ｇ上の塗布膜ＲＭが焼き締められる時も、額縁現象が発生することはなく、塗布膜ＲＭまたは機能性膜の平坦性が維持される。
【００４３】
本発明者が上記のような額縁発生抑制処理に関して実験を重ねた結果、塗布液に使用する薬剤や溶剤の種類にも因るが、塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間におおよそ１００℃以上の温度差をつけると、額縁現象を効果的に抑制できることがわかった。したがって、額縁発生抑制処理において塗布膜ＲＭの中心部を常温に保つ場合は、塗布膜ＲＭの周縁部を約１２５℃以上に加熱すればよく、好ましくは上記のように１５０℃以上に加熱すればよい。もっとも、加熱温度が高すぎると塗布膜ＲＭの周縁部が沸騰して変質するので、通常は加熱温度を１８０℃以下にするのが望ましい。
【００４４】
上記した実施形態では２μｍ〜４μｍにピーク波長を有するカーボンヒータ６０を赤外線照射部に用いたが、他の波長領域にピーク波長を有する赤外線ランプを赤外線照射部に用いることも可能である。また、上記した実施形態では、矩形の基板Ｇに対応させて、赤外線照射室３４を四辺形に形成し、その上に４本の棒状赤外線ランプ（カーボンヒータ）６０(1)，６０(2)，６０(3)，６０(4)を配置した。しかし、たとえば、半導体ウエハのように基板が円形の場合は、赤外線照射室３４を円環状に形成し、その上に１個の円環状赤外線ランプを配置する構成を採ることができる。
［他の実施形態または変形例］
【００４５】
上記した実施形態における額縁発生抑制装置１６は、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部と中心部との間に前者の温度が後者の温度よりも高い一定の温度差をつけるための加熱手段として赤外線照射部（カーボンヒータ６０(1)〜６０(4)、赤外線透過窓５８、電源・制御基板７２）を備えた。このような赤外線照射方式によれば、塗布膜ＲＭの周縁部に対する局所加熱を高い加熱速度で精密に行うことが可能であり、額縁現象を効率的かつ十全に抑制することができる。
【００４６】
もっとも、本発明の別の実施形態として、図９に示すような局所加熱式の熱風ブロア８０を備える装置構成や、図１０に示すような局所加熱式のホットプレート９０を備える装置構成も可能である。
【００４７】
図９において、熱風ブロア８０は、外気を取り入れて熱風を発生する熱風発生器８２と、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部に熱風ＨＡを当てるノズル８４とを有している。熱風発生器８２とノズル８４との間には、熱風の流量または圧力を周回方向で均一化するためのマニホールド８６を設けるのが好ましい。ノズル８４は、水平支持部たとえばステージ８８に水平に支持される基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部と対向して（その直上で）一周する回廊状または環状の吐出口８４ａを有し、その吐出口８４ａより熱風を塗布膜ＲＭの周縁部に向けてカーテン状に吹き出すようになっている。熱風ＨＡの温度は、塗布膜ＲＭにおいて熱風ＨＡを受けない常温の中心部と熱風ＨＡを受けて加熱される周縁部との間に１００℃以上の温度差がつくように調整され、たとえば１８０℃付近に設定される。
【００４８】
熱風ブロア方式の一変形例として、図示省略するが、塗布膜ＲＭの周縁部に向けて熱風を棒状に吹き出すガン型の熱風ブロアを１本または複数本備え、塗布膜ＲＭの周縁部に沿ってガン型ノズルを往復走査または巡回走査させる方式も可能である。
【００４９】
このような熱風ブロア方式によれば、額縁発生抑制の効率および精度にある程度の難を伴うが、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部に対する限定的または局所的な熱風の吹き付けによって、塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間に一定（１００℃以上）の温度差をつけられることにより、塗布膜ＲＭの周縁部から中心部へ向かう液の流れ（いわゆるマランゴニ対流）を発生させて、額縁現象を抑制することができる。
【００５０】
図１０において、ホットプレート９０は、水平支持部たとえば板状のベース９２上に、基板Ｇの周縁部を載せる額縁状の面状ヒータ９４と、基板Ｇの中心部を支持する複数の支持ピン９６とを取り付けている。面状ヒータ９４は、ヒータ電源・制御回路９８より電力の供給を受けて発熱し、基板Ｇの裏側から基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部を局所的に加熱する。ベース９２と面状ヒータ９４との間には断熱材（図示せず）が設けられる。面状ヒータ９４の発熱温度は、塗布膜ＲＭにおいて面状ヒータ９４と接触していない中心部と面状ヒータ９４と接触している周縁部との間に１００℃以上の温度差がつくように調整され、たとえば１５０℃付近に設定される。
【００５１】
このようなホットプレート方式によれば、額縁発生抑制の効率および精度にある程度の難を伴うが、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの周縁部に対する限定的または局所的な熱伝導の加熱によって、塗布膜ＲＭの中心部と周縁部との間に一定（１００℃以上）の温度差をつけられることにより、塗布膜ＲＭの周縁部から中心部へ向かう液の流れ（いわゆるマランゴニ対流）を発生させて、額縁現象を抑制することができる。
【００５２】
本発明の額縁発生抑制法おいては、処理中に、基板の周縁部を加熱する一方で、基板の中央部の温度上昇を抑制することが好ましい。したがって、たとえば、処理中に基板の裏面の中央部に限定して接触するような冷却板を使用または設置してもよい。これにより、基板周縁部からの熱伝導による基板中央部の温度上昇を十全に抑制することが可能であり、さらには基板周縁部と基板中央部の温度差を十全に維持することができる。あるいは、基板裏面の中央部に冷却風を当てる方法または構成を採ることもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１６    額縁発生抑制装置
２６    本体
２８    排気部
３０    電装室
３２    ランプ室
３４    赤外線照射室
３６Ｌ，３６Ｒ    Ｌ型レール
３８    キャリア
４０    水平支持部
５０，６６    通気孔
５２，６８    排気口
５４，７０    排気管
５６    隔壁
５６(IN)    内側遮光板
５６(OUT)    外側遮光板
５８    赤外線透過窓
６０(1)，６０(2)，６０(3)，６０(4)      カーボンヒータ
７２    電源・制御基板
８０    熱風ブロア
９０    ホットプレート
【図１】
2014073438.tif 000003
【図２】
2014073438.tif 000004
【図３】
2014073438.tif 000005
【図４Ａ】
2014073438.tif 000006
【図４Ｂ】
2014073438.tif 000007
【図５】
2014073438.tif 000008
【図６】
2014073438.tif 000009
【図７】
2014073438.tif 000010
【図８】
2014073438.tif 000011
【図９】
2014073438.tif 000012
【図１０】
2014073438.tif 000013