(57)【要約】【課題】基板上に形成する塗布膜の額縁（コーヒーステイン）現象を簡便かつ効率よく抑制して、塗布膜の膜厚均一性を向上させること。【解決手段】この塗布装置は、長尺型のスリットノズル１０、薬液供給部１２、走査機構１４、ステージ１６、溶剤雰囲気生成部１８および制御部２０を備えており、クリーンルーム内に設置され、清浄な空気のダウンフローの下で稼働する。剤雰囲気生成部１８は、ステージ１６上の基板Ｇの周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成するように構成されており、ステージ１６の基板Ｇを載置する領域の周囲に設けられる溶剤吸放湿部２４と、この溶剤吸放湿部２４に溶剤供給ライン２６を介して溶剤を供給するための溶剤供給部２８とを有していている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上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、
前記基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持される前記基板の外周を囲むように設けられ、前記基板上で前記塗布膜が乾燥する時に、前記基板の周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成する溶剤雰囲気生成部と
を有する額縁発生抑制装置。
【請求項２】
前記溶剤雰囲気生成部は、上面の一部または全部が露出した状態で溶剤を一時的に保持して蒸発させる溶剤吸放湿部と、前記溶剤吸放湿部に溶剤を供給するための溶剤供給部とを有する、請求項１に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項３】
前記溶剤供給部は、溶剤を貯留する溶剤容器と、前記溶剤容器と前記溶剤吸放湿部とを結ぶ溶剤供給ラインと、前記溶剤容器から溶剤を汲み出して前記溶剤吸放湿部へ送るために前記溶剤供給ラインに設けられるポンプとを有する、請求項２に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項４】
前記溶剤供給部は、前記溶剤供給ラインから前記溶剤吸放湿部に供給される溶剤を周回方向で均等に分配するためのマニホールドを有する、請求項３記載の額縁発生抑制装置。
【請求項５】
前記溶剤吸放湿部は、周回方向において複数の区間に分割され、各々の区間毎に独立して前記溶剤供給部から溶剤を供給される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項６】
前記溶剤供給部は、上方から溶剤を吐出して前記溶剤吸放湿部に供給するためのノズルと、溶剤を貯留する溶剤容器と、前記溶剤容器と前記ノズルとを結ぶ溶剤供給ラインと、前記溶剤容器から溶剤を汲み出して前記ノズルへ送るために前記溶剤供給ラインに設けられるポンプと、前記溶剤吸放湿部の上方で前記ノズルを移動させるための走査機構とを有する、請求項２に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項７】
前記溶剤吸放湿部は、多孔質体を有する、請求項２〜６のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項８】
前記溶剤雰囲気生成部は、前記溶剤吸放湿部の高さ位置を切り換えまたは調節するための昇降機構を有する、請求項２〜７のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項９】
前記支持部は、前記基板よりも面積の大きなステージを有し、
前記溶剤吸放湿部は、前記ステージの前記基板を載置する領域の周囲に設けられる、請求項２〜８のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１０】
前記溶剤雰囲気生成部は、前記ステージ上で前記基板と前記溶剤吸放湿部との間の隙間に気流が流れ込むのを防ぐ壁部を有する、請求項２〜９のいずれか一項に記載の額縁発生抑制装置。
【請求項１１】
基板上に薬液を塗布して塗布膜を形成する塗布部と、
前記塗布膜が形成された前記基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持される前記基板の外周を囲むように設けられ、前記基板上で前記塗布膜が乾燥する時に、前記基板の周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成する溶剤雰囲気生成部と
を有する塗布装置。
【請求項１２】
基板上に薬液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
前記塗布膜が形成された前記基板を支持部によって支持し、前記支持部によって支持されている前記基板上で前記塗布膜が乾燥する時に、前記基板の周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成する乾燥工程と
を有する塗布方法。
【請求項１３】
前記乾燥工程は、大気中で前記基板を静止させて行われる、請求項１２に記載の塗布方法。
【請求項１４】
前記乾燥工程は、大気中で前記基板を移動させながら行われる、請求項１２に記載の塗布方法。
【請求項１５】
前記乾燥工程は、清浄空気のダウンフローの下で行われる、請求項１３または請求項１４に記載の塗布方法。
【請求項１６】
前記乾燥工程は、減圧空間の中で行われる、請求項１２に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法ならびに基板上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額縁発生抑制装置に関する。
【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、基板上に形成する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、塗布膜の膜厚均一性を向上させる額縁発生抑制装置、塗布装置および塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の額縁発生抑制装置は、基板上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、前記基板を支持する支持部と、前記支持部に支持される前記基板の外周を囲むように設けられ、前記基板上で前記塗布膜が乾燥する時に、前記基板の周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成する溶剤雰囲気生成部とを有する。
【０００９】
本発明の塗布装置は、基板上に薬液を塗布して塗布膜を形成する塗布部と、前記塗布膜が形成された前記基板を支持する支持部と、前記支持部に支持される前記基板の外周を囲むように設けられ、前記基板上で前記塗布膜が乾燥する時に、前記基板の周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成する溶剤雰囲気生成部とを有する。
【００１０】
本発明の塗布方法は、基板上に薬液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、前記塗布膜が形成された前記基板を支持部によって支持し、前記支持部によって支持されている前記基板上で前記塗布膜が乾燥する時に、前記基板の周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成する乾燥工程とを有する。
【００１１】
本発明においては、塗布処理により基板上に形成された塗布膜の各部から溶剤が蒸発する時に、塗布膜の周縁部はその周囲に立ち込める溶剤の蒸気に晒され、塗布膜の周縁部から溶剤の蒸発する速度が局所的に抑制される。これによって、液相状態の塗布膜内で中心部から周縁部への液の流れが抑制され、ひいては額縁現象が抑制される。その結果、乾燥した後の塗布膜においては、周縁部が盛り上がらず、膜厚の均一性が改善される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の額縁発生抑制装置、塗布装置または塗布方法によれば、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、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】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における塗布装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】上記塗布装置における走査機構の具体的な構成例と塗布処理時の状況を示す斜視図である。
【図３】一実施例における溶剤雰囲気生成部の構成を示す図である。
【図４Ａ】溶剤雰囲気生成部の作用を説明するための部分拡大断面図である。
【図４Ｂ】溶剤雰囲気生成部の効果を説明するための部分拡大断面図である。
【図５Ａ】本発明の作用効果に類似する現象を説明するための実験に用いた塗布膜のパターンを示す平面図である。
【図５Ｂ】上記実験によって観察される乾燥した塗布膜の外側周縁部付近の膜厚プロファイルを示す部分断面図である。
【図５Ｃ】上記実験によって観察される乾燥した塗布膜の内側周縁部付近の膜厚プロファイルを示す部分断面図である。
【図６Ａ】溶剤雰囲気生成部において溶剤吸放湿部の高さ位置を可変するための昇降機構を備える一構成例を示す一部断面側面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの要部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図７Ａ】溶剤吸放湿部の形状の一変形例を示す部分拡大断面図である。
【図７Ｂ】溶剤吸放湿部の形状の別の変形例を示す部分拡大断面図である。
【図８】溶剤吸放湿部を周回方向で複数の区間に分割する一構成例を示す平面図である。
【図９Ａ】溶剤雰囲気生成部において溶剤吸放湿部に溶剤を供給するために溶剤供給ノズルを用いる一構成例を示す平面図である。
【図９Ｂ】上記溶剤供給ノズルの作用を示す側面図である。
【図１０Ａ】一実施形態における額縁発生抑制装置の構成を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】上記額縁発生抑制装置の作用（半導体ウエハを載置している状態）を示す斜視図である。
【図１１Ａ】別の実施形態における額縁発生抑制装置の構成を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】上記額縁発生抑制装置の作用（半導体ウエハを載置している状態）を示す斜視図である。
【図１２】一実施形態における減圧乾燥装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図１３】一実施形態における搬送装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、本発明の一実施形態における塗布装置の全体構成を示す。この塗布装置は、スキャン方式によりたとえば矩形の基板Ｇ上に薬液を塗布して一面の被膜つまり塗布膜を形成する塗布装置として構成されている。この塗布装置で使用される薬液は、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。この塗布装置で塗布処理を受けられる基板Ｇも、特に限定されず、たとえばＦＰＤ用の各種基板、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。
【００１５】
この塗布装置は、図１に示すように、長尺型のスリットノズル１０、薬液供給部１２、走査機構１４、ステージ１６、溶剤雰囲気生成部１８および制御部２０を備えており、クリーンルーム内に設置され、清浄な空気のダウンフローの下で稼働する。制御部２０は、ＣＰＵ、メモリおよび各種インタフェースを有しており、装置内の各部、特に薬液供給部１２、走査機構１４および溶剤雰囲気生成部１８の個々の動作および装置全体の動作（シーケンス）を制御する。
【００１６】
スリットノズル１０は、スリット状の吐出口１０ａを有し、この吐出口１０ａより薬液をカーテン状に吐出するようになっている。薬液供給部１２は、薬液供給ライン２２を介してスリットノズル１０に薬液を供給する。走査機構１４は、スリットノズル１０と基板Ｇまたはステージ１６との間で塗布走査のための相対的な移動を行わせる。溶剤雰囲気生成部１８は、ステージ１６上の基板Ｇの周囲で溶剤蒸気の雰囲気を生成するように構成されており、ステージ１６の基板Ｇを載置する領域の周囲に設けられる溶剤吸放湿部２４と、この溶剤吸放湿部２４に溶剤供給ライン２６を介して溶剤を供給するための溶剤供給部２８とを有していている。
【００１７】
図２に、走査機構１４の具体的な構成例と塗布処理時の状況を示す。走査機構１４は、塗布走査のためにスリットノズル１０をステージ１６の上方でノズル長手方向（Ｙ方向）と直交する水平方向（Ｘ方向）に移動させるガントリー型の走査部３０を有している。ステージ１６には、複数のリフトピンを昇降移動させて基板Ｇのローディング／アンローディングを行うリフトピン機構（図示せず）等も備わっている。
【００１８】
走査部３０は、スリットノズル１０を水平に支持する門型の支持体３２と、この支持体３２をＸ方向で双方向に直進移動させる走査駆動部３４とを有している。この走査駆動部３４は、たとえばガイド付きのリニアモータ機構またはボールねじ機構で構成されてよい。支持体３２とスリットノズル１０とを接続するジョイント部３６には、スリットノズル１０の高さ位置を変更または調節するためのガイド付きの昇降機構（図示せず）が設けられている。スリットノズル１０の高さ位置を調節することで、スリットノズル１０の下端面または吐出口１０ａとステージ１６上の基板Ｇの表面との間の距離間隔またはギャップ間隔を任意に設定または調整することができる。
【００１９】
塗布処理中は、制御部２０の制御の下で薬液供給部１２および走査機構１４の連携による塗布走査が行われる。すなわち、図２に示すように、基板Ｇを載置しているステージ１６の上で、スリットノズル１０がその吐出口１０ａより薬液をカーテン状に吐出しながら走査方向（Ｘ方向）に一定速度で移動することにより、基板Ｇ上に絨毯が敷かれるように薬液の塗布膜ＲＭが一面に形成される。その際、基板Ｇ上に薬液が塗布された直後から薬液に含まれる溶剤の蒸発つまり塗布膜ＲＭの乾燥が始まる。この塗布装置では、塗布走査の開始前、開始後あるいは終了直後に、制御部２０の制御の下で溶剤雰囲気生成部１８が作動して、ステージ１６上の基板Ｇの周囲で溶剤蒸気の雰囲気が生成されるようになっている。
【００２０】
図３に、一実施例における溶剤雰囲気生成部１８の構成を示す。溶剤吸放湿部２４は、吸湿性と放湿性とを有する任意の材質（好ましくは多孔質体）からなり、その上面の全部（または一部）を露出させて基板Ｇを取り囲むようにステージ１６に設置されている。溶剤供給部２８は、溶剤を貯留する溶剤容器３６と溶剤吸放湿部２４とを結ぶ溶剤供給ライン２６上に、送液用のポンプ３８、レギュレータ４０、開閉弁４２、一次マニホールド（ＭＨ1）４４および二次マニホールド（ＭＨ2）４６を設けている。
【００２１】
溶剤容器３６は、密閉状態で溶剤を貯留し、液面の上の空間にたとえばＮ2ガスを充填するのが好ましい。ポンプ３８および開閉弁４２は、溶剤容器３６より溶剤吸放湿部２４に溶剤を供給する時にそれぞれ作動状態およびオン状態になる。レギュレータ４０は、溶剤供給ライン２６上で溶剤の供給流量または圧力を制御するために用いられる。ポンプ３８により溶剤容器３６から汲み出された溶剤は、レギュレータ４０およびオン状態の開閉弁４２を通って一次マニホールド（ＭＨ1）４４に送られる。一次マニホールド（ＭＨ1）４４は、ポンプ３８から受け取った溶剤を、周回方向で一列に並んで溶剤吸放湿部２４の下面に結合または近接している複数の二次マニホールド（ＭＨ2）４６に分配する。各々の二次マニホールド（ＭＨ2）４６は、溶剤吸放湿部２４と対向する面（上面）に一定間隔で多数の溶剤出口（図示せず）を有しており、一次マニホールド（ＭＨ1）４４から受け取った溶剤の圧力を周回方向で均して、それら多数の溶剤出口より溶剤を溶剤吸放湿部２４に送り込むようになっている。
【００２２】
溶剤吸放湿部２４は、二次マニホールド（ＭＨ2）４６より送り込まれた溶剤を吸収して一時的に保持し、その露出した上面から溶剤を大気中に蒸発（揮発）させる。こうして、溶剤吸放湿部２４の直上つまり基板Ｇの周囲に溶剤蒸気の雰囲気が形成される。
【００２３】
したがって、図４Ａに示すように、塗布処理により基板Ｇ上に形成された塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する時に、塗布膜ＲＭの周縁部はその周囲（それと隣接する溶剤吸放湿部２４の直上およびその付近）で立ち込める溶剤の蒸気に晒され、塗布膜ＲＭの周縁部から溶剤の蒸発する速度が局所的に抑制される。これにより、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（コーヒーステイン）現象が抑制される。その結果、乾燥した後の塗布膜ＲＭにおいては、図４Ｂに示すように、周縁部が盛り上がらず、膜厚の均一性が改善される。
【００２４】
なお、上記のように溶剤雰囲気生成部１８を用いて塗布膜ＲＭを乾燥させる工程は、塗布薬液に含有される溶剤の一定の割合（たとえば１５％〜３０％）が蒸発した段階までで十分である。通常は、上記のような額縁発生抑制処理の後に、プリベーク装置（図示せず）において基板Ｇに１００℃〜１８０℃の加熱温度でプリベーク処理が施され、塗布膜ＲＭに残存していた溶媒の大部分が取り除かれる。そして、最後に焼成装置の加熱炉の中で基板Ｇが高温（たとえば３００℃〜４００℃）に加熱されることにより、塗布膜ＲＭが焼き締められて機能性膜に仕上げられる。
【００２５】
その際、プリベーク装置に搬入された基板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、焼成装置によって基板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。
【００２６】
ところで、本発明の上記のような作用効果に類似する現象が、身の回りでも簡単な実験によって確認できる。たとえば、図５Ａに示すように、平坦な板または台の上に溶液を垂らして、"Ｃ"形状の塗布膜ＲＭ2の中に"●“形状の塗布膜ＲＭ1が約半分入るように両塗布膜ＲＭ1，ＲＭ2を略同時に形成し、そのまま大気中に放置して自然乾燥させる。そうすると、図５Ｂ（図５ＡのI−I線断面図）に示すように、塗布膜ＲＭ1の塗布膜ＲＭ2に隣接していない外側の周縁部ａでは、額縁現象が顕に発現し、膜厚が大きく盛り上がる。一方、図５Ｃ（図５ＡのII−II線断面図）に示すように、塗布膜ＲＭ1および塗布膜ＲＭ2の互いに隣接する内側の周縁部ｂ，ｃでは、額縁現象の発現する度合いが弱く、膜厚の盛り上がりが小さい。また、塗布膜ＲＭ2の塗布膜ＲＭ1に隣接していない外側の周縁部ｄでは、やはり額縁現象が顕に発現し、膜厚が大きく盛り上がる。
【００２７】
この実施形態においては、上記の例で塗布膜ＲＭ1の内側周縁部ｂがそれと近接する塗布膜ＲＭ2の内側周縁部ｃから立ち込める溶剤蒸気の影響を受けるのと同様に、塗布膜ＲＭの周縁部がそれと近接する溶剤吸放湿部２４から立ち込める溶剤蒸気の影響を受け、額縁現象の発現が抑制される。しかも、この実施形態の溶剤雰囲気生成部１８においては、溶剤吸放湿部２４に供給する溶媒の流量を調節することにより、溶剤吸放湿部２４における溶剤蒸気の生成レートを任意に制御することが可能であり、塗布膜ＲＭの周縁部に対する溶剤吸放湿部２４の作用効果つまり蒸発抑制効果を任意に強めることができる。これによって、額縁現象の発現を効果的かつ十全に抑制することができる。
【００２８】
溶剤雰囲気生成部１８の好ましい一変形例として、図６Ａに示すように、ステージ１６上で溶剤吸放湿部２４の高さ位置を切換可能または調整可能に構成することもできる。図示の構成例では、たとえばシリンダ等を有する昇降駆動部５０の昇降駆動軸５２を中空にしてこれを溶剤吸放湿部２４または二次マニホールド（ＭＨ2）４６に物理的に結合するとともに、一次マニホールド（ＭＨ1）４４と二次マニホールド（ＭＨ2）４６とを結ぶ溶媒供給ライン２６を昇降駆動軸５２の中に通している。このような昇降機構を備えることにより、図６Ｂに拡大して示すように、溶剤吸放湿部２４の上面を基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの上面に揃えることも可能であり、あるいは溶剤吸放湿部２４の上面を基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの上面より任意に高くする（あるいは任意に低くする）ことも可能である。また、乾燥の進行に伴って塗布膜ＲＭの膜厚が次第に減少するのに合わせて、溶剤吸放湿部２４の高さ位置を徐々に下げることも可能である。
【００２９】
溶剤吸放湿部２４の形状、特にその上面の形状は平坦面に限定されず、たとえば図７Ａおよび図７Ｂに示すような傾斜面や、図示省略するが湾曲形状（たとえば凸面形状等）に設計することもできる。また、この実施形態では、溶剤吸放湿部２４の下面に結合している二次マニホールド（ＭＨ2）４６が基板Ｇ上の塗布膜ＲＭに対して側壁を形成している。このような側壁が基板Ｇの周囲に存在することにより、塗布膜ＲＭないし基板Ｇの端部と溶剤吸放湿部２４との間の隙間にダウンフローの空気流が入ってこない。これにより、塗布膜ＲＭの周縁部が雰囲気的に溶剤吸放湿部２４と繋がる効果、つまり溶剤の蒸発に関しては見掛け上周縁部でなく中心部に組み込まれる効果が安定確実に保証される。
【００３０】
また、図８に示すように、周回方向において溶剤吸放湿部２４を複数の区間２４Ａ，（２４ＢL，２４ＢR），（２４ＣL，２４ＣR），・・・（２４ＥL，２４ＥR），２４Ｆに分割して，各区間への溶剤の供給を独立に制御することもできる。この場合は、溶剤吸放湿部２４の分割に対応させて、二次マニホールド（ＭＨ2）４６においても周回方向で複数の区間４６Ａ，（４６ＢL，４６ＢR），（４６ＣL，４６ＣR），・・・（４６ＥL，４６ＥR），４６Ｆに分割し、一次マニホールド（ＭＨ1）４４と二次マニホールド（ＭＨ2）４６とを結ぶ各分岐管に開閉弁５４を設けるのが好ましい。このように溶剤吸放湿部２４を複数の区間に分割する構成によれば、たとえば塗布処理中に基板Ｇ上に形成される塗布膜ＲＭの進展に応じて塗布走査の上流側から順に各区間における溶剤蒸発雰囲気の生成を開始することが可能である。たとえば、薬液に使用される溶剤の揮発性が非常に高い場合に、この方式は好適に使える。
【００３１】
また、たとえば基板上の矩形の領域に薬液を塗布する場合は、塗布した領域の角部では、当該塗布領域の他の周縁部と較べて溶剤の揮発速度が異なる場合がある。その場合は、揮発速度の差に応じて角部と他の周縁部とで供給する溶剤の量を異ならせることも可能である。
【００３２】
上述した溶剤吸放湿部２４の溶剤供給部２８では、ポンプ３８により溶剤容器３６から汲み上げる溶剤を、ステージ１６回りに設けられた一次マニホールド（ＭＨ1）４４および二次マニホールド（ＭＨ2）４６を介してステージ１６の溶剤吸放湿部２４に供給するようにしている。溶剤供給部２８の別の実施例として、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ポンプ３８により溶剤容器３６から汲み上げる溶剤を走査機構１４の可動支持体３２（図２）に取り付けられる１つまたは複数の溶剤供給ノズル５６，５８を介して上方から溶剤吸放湿部２４に供給する方式も可能である。
【００３３】
図９Ａおよび図９Ｂの構成例において、第１の溶剤供給ノズル５６は、たとえば長尺型またはパイプ型のノズルからなり、スリットノズル１０と並んで走査方向の横隣に設けられ、塗布走査の開始直前および終了直後に溶剤吸放湿部２４の前端区間２４Ｆおよび後端区間２４Ｂに向けて溶剤を帯状に吐出（供給）する。一方、第２の溶剤供給ノズル５８はたとえばガン型ノズルからなり、スリットノズル１０の左右両側に設けられ、塗布走査中に溶剤吸放湿部２４の左右両側区間２４Ｌ，２４Ｒに向けて溶剤を糸状に吐出（供給）する。
【００３４】
溶剤供給部２８は、ポンプ３８あるいはレギュレータ４０からノズル５６，５８へ至る溶剤供給ライン２６Ａ，２６Ｂの途中にそれぞれ開閉弁４２Ａ，４２Ｂを設けている。ノズル５６より溶剤吸放湿部２４の前端区間２４Ｆまたは後端区間２４Ｂに溶剤を供給する時は開閉弁４２Ａがオンになり、ノズル５８より溶剤吸放湿部２４の左右両側区間２４Ｌ，２４Ｒに溶剤を供給する時は開閉弁４２Ｂがオンになる。
【００３５】
この構成例においては、ステージ１６回りに一次マニホールド（ＭＨ1）４４や二次マニホールド（ＭＨ2）４６を取り付ける必要がなくなる。また、塗布処理中に基板Ｇ上に形成される塗布膜ＲＭの進展に応じて塗布走査の上流側から順に各区間における溶剤蒸発雰囲気の生成を開始することができる。
［他の実施形態または変形例］
【００３６】
上述した実施形態では、塗布装置に塗布処理部（スリットノズル１０、薬液供給部１２、走査機構１４等）と一緒に溶剤雰囲気生成部１８を搭載している。しかし、塗布処理部を備えずに溶剤雰囲気生成部１８を搭載して額縁発生を抑制する機能に特化したユニットつまり額縁発生抑制装置も、本発明の一態様として可能である。
【００３７】
図１０Ａおよび図１０Ｂに、一実施形態における額縁発生抑制装置の要部の構成を示す。この額縁発生抑制装置は、ドラム形状のステージ６０を使用し、ステージ６０の上面において円形の基板たとえば半導体ウエハＷを載置する領域の周囲に溶剤吸放湿部２４を円環状に設けている。この溶剤吸放湿部２４は、溶剤供給ライン２６を介して溶剤供給部２８に接続されている。ステージ６０の上面には、リフトピン機構のリフトピン（図示せず）が出没する複数個の穴６２が形成されている（図１０Ａ）。
【００３８】
半導体ウエハＷは、この塗布膜平坦化装置の近くでたとえばスピン方式の塗布装置（図示せず）により薬液を一面に塗布されると、直ちに外部搬送ロボット（図示せず）およびリフトピン機構によってステージ６０の上面に載置される（図１０Ｂ）。そして、上記実施形態と同様に、制御部２０の制御の下で溶剤雰囲気生成部１８が作動する。これにより、半導体ウエハＷ上の塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する時に、塗布膜ＲＭの周縁部がそれと隣接する溶剤吸放湿部２４の直上およびその付近で立ち込める溶剤の蒸気に晒され、これによって塗布膜ＲＭの周縁部での溶剤の蒸発が局所的に抑制され、ひいては塗布膜ＲＭの額縁現象が抑制される。その結果、乾燥後の半導体ウエハＷ上の塗布膜ＲＭにおいては、周縁部が盛り上がらず、膜厚の均一性が改善される。
【００３９】
図１１Ａおよび図１１Ｂに、別の実施形態における額縁発生抑制装置の要部の構成を示す。この額縁発生抑制装置は、ＸＹ走査機構６４によりステージ６０の上で二次元方向（Ｘ方向／Ｙ方向）に移動できるガン型ノズル６６を有し、ポンプ３８により溶剤容器３６（図３）から汲み上げる溶剤をノズル６６を介して上方からステージ上の溶剤吸放湿部２４に供給するようにしている。
【００４０】
ＸＹ走査機構６４においては、Ｘ方向に延びる一対のＸガイドレール６８，６８がステージ６０の左右両側に配置され、ステージ６０の上方を横断してＹ方向に延びる１本のＸガイドレール７０がたとえば電気モータを有するＹ方向駆動部７２によりＸガイドレール６８，６８上でＸ方向に移動可能となっている。さらに、Ｙガイドレール７０にはＹ方向にたとえば自走式または外部駆動式で移動できるキャリッジ（搬送体）７４が搭載されており、このキャリッジ７４にガン型ノズル６６が取り付けられている。Ｘ方向駆動部７２によるＸ方向の移動とキャリッジ７４によるＹ方向の移動との組み合わせにより、ステージ６０上方のＸＹ面上でガン型ノズル６６を任意の２点間で、あるいは任意の直線または曲線ルートで移動させることができる。
【００４１】
この額縁発生抑制装置では、図１１Ａに示すように、塗布処理済みの半導体ウエハＷがステージ６０上にローディングされる直前に、ＸＹ走査機構６４および溶剤供給部２８が連携動作して、ノズル６６が溶剤を真下の溶剤吸放湿部２４に向けて吐出しながら溶剤吸放湿部２４の上を一周する。溶剤吸放湿部２４は、ノズル６６より供給された溶剤を吸収して一時的に保持し、その露出した上面から溶剤を大気中に蒸発（揮発）させる。こうして、溶剤吸放湿部２４の直上つまり基板Ｇの周囲に溶剤蒸気の雰囲気が形成される。
【００４２】
そして、図１１Ｂに示すように、塗布処理を受けた直後の半導体ウエハＷがステージ６０にローディングされると、半導体ウエハＷ上の塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する一方で、塗布膜ＲＭの周縁部がそれと隣接する溶剤吸放湿部２４の直上で立ち込める溶剤の蒸気に晒され、これによって塗布膜ＲＭの周縁部からの溶剤の蒸発が局所的に抑制され、ひいては塗布膜ＲＭの額縁現象が抑制される。その結果、乾燥後の半導体ウエハＷ上の塗布膜ＲＭにおいては、周縁部が盛り上がらず、膜厚の均一性が改善される。
【００４３】
本発明によれば、基板上に塗布膜が形成された直後からその塗布膜が半ば乾燥または大方乾燥するまでの間に、該基板に所定の処理を施す任意の処理装置あるいは該基板を搬送する任意の搬送装置に上記のような溶剤雰囲気生成部１８を組み込むことができる。
【００４４】
たとえば、図１２に示すように、塗布処理の直後に基板上の塗布膜を減圧下で乾燥させるための減圧乾燥装置に溶剤雰囲気生成部１８を組み込むことができる。この減圧乾燥装置は、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバ８０と、この下部チャンバ８０の上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバ（図示せず）とを有している。下部チャンバ８０はたとえば四角形に作られ、中心部には基板Ｇを水平に載置して支持するためのステージ８２が配設され、底面の四隅には排気口８４が設けられている。各排気口８４は排気管８６を介して真空ポンプ（図示せず）に通じている。下部チャンバ８０に上部チャンバを被せた状態で、両チャンバ内の密閉された処理空間を該真空ポンプにより所定の真空度まで減圧できるようになっている。
【００４５】
この減圧乾燥装置は、ステージ８２の矩形の基板（図示せず）を載置する領域の周囲に四辺形の溶剤吸放湿部２４を設けている。この溶剤吸放湿部２４は、溶剤供給ライン２６を介して溶剤供給部２８（図１２では図示せず）に接続されている。
【００４６】
この減圧乾燥装置においては、塗布装置（図示せず）で塗布処理を受けた直後の基板Ｇがステージ８２にローディングされると、下部チャンバ８０に上部チャンバが気密に被せられ、真空ポンプにより室内が所定の真空度まで減圧される。そして、この減圧下での乾燥処理中に溶剤雰囲気生成部１８も作動する。これにより、減圧空間内で基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する時に、塗布膜ＲＭの周縁部がそれと隣接する溶剤吸放湿部２４の直上およびその付近で立ち込める溶剤の蒸気に晒され、これによって塗布膜ＲＭの周縁部からの溶剤の蒸発が局所的に抑制され、ひいては塗布膜ＲＭの額縁現象が抑制される。その結果、減圧乾燥終了後の基板Ｇ上の塗布膜ＲＭにおいては、周縁部が盛り上がらず、膜厚の均一性が改善される。
【００４７】
また、図１３に示すように、搬送装置に溶剤雰囲気生成部１８を組み込むことも可能である。この搬送装置は、塗布処理直後の基板Ｇを載置してコロ搬送路９０上を移動するパレット９２に溶剤雰囲気生成部１８を搭載している。すなわち、パレット９０の基板Ｇを載置する領域の周囲に溶剤吸放湿部２４を設けている。パレット９０の基板載置面には、基板Ｇを吸着固定するためのバキューム溝（図示せず）が形成されている。
【００４８】
この搬送装置において、溶剤吸放湿部２４に溶剤を供給するには、図１１Ａに示すようなＸＹ走査機構６４およびガン型ノズル６６を好適に用いることができる。したがって、この搬送装置においても、パレット９２がコロ搬送路９０上を移動する間に、基板Ｇ上の塗布膜ＲＭの各部から溶剤が蒸発する時に、塗布膜ＲＭの周縁部がそれと隣接する溶剤吸放湿部２４の直上で立ち込める溶剤の蒸気に晒され、これによって塗布膜ＲＭの周縁部から溶剤の蒸発が局所的に抑制され、ひいては塗布膜ＲＭの額縁現象が抑制される。
【符号の説明】
【００４９】
１０    スリットノズル
１２    薬液供給部
１４，６４    走査機構
１６，６０    ステージ
１８    溶剤雰囲気生成部
２０    制御部
２４    溶剤吸放湿部  
２６    溶剤供給ライン
２８    溶剤供給部
３８    ポンプ
４４    一次マニホールド
４６    二次マニホールド
５０    昇降駆動部
５６，５８    溶剤供給ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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