(57)【要約】【課題】基板の乾燥処理においてパターン倒れを効果的に抑制する、基板乾燥装置および基板乾燥方法を提供することを、目的とする。【解決手段】この基板乾燥装置１は、表面に凹凸を有するパターンが形成された基板９に付着した液体を除去するための基板乾燥装置である。基板乾燥装置１は、離間手段と、液体除去手段とを備える。離間手段は、パターンの有する複数の先端部同士の距離を広げる。液体除去手段は、前記基板の表面から前記液体を除去する。基板乾燥装置１は、パターンの有する先端部同士の距離を広げつつ、基板に付着した液体を除去する。これにより、液体の表面張力に起因してパターン倒れが生じるのを、効果的に抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸を有するパターンが形成された基板に付着した液体を除去するための基板乾燥装置であって、
前記パターンの有する複数の先端部同士の距離を広げる、離間手段と、
前記基板の表面から前記液体を除去する、液体除去手段と、
を備える基板乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板乾燥装置であって、
前記離間手段は、前記パターンが形成されたパターン形成面が突出するように前記基板を曲げる曲げ手段を含む、基板乾燥装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板乾燥装置であって、
前記曲げ手段は、前記基板の前記パターン形成面の裏面に接触する接触部を含む、基板乾燥装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板乾燥装置であって、
前記接触部は、前記基板を搬送しつつ前記基板を曲げるローラである、基板乾燥装置。
【請求項５】
請求項３に記載の基板乾燥装置であって、
前記接触部は、その周囲に前記基板を巻き付けるドラムである、基板乾燥装置。
【請求項６】
請求項２に記載の基板乾燥装置であって、
前記曲げ手段は、前記基板の端縁部の少なくとも２箇所を保持し、前記端縁部の１箇所と、前記端縁部の他の１箇所の相対位置を移動させることにより前記基板を曲げる、基板乾燥装置。
【請求項７】
請求項１に記載の基板乾燥装置であって、
前記離間手段は、前記基板を延伸する延伸手段を含む、基板乾燥装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板乾燥装置であって、
前記液体除去手段は、前記基板の表面に付着した前記液体に対して気体を供給する気体供給手段を含む、基板乾燥装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の基板乾燥装置であって、
前記液体除去手段は、前記基板の表面に付着した前記液体を加熱する加熱手段を含む、基板乾燥装置。
【請求項１０】
請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の基板乾燥装置であって、
前記液体除去手段は、前記基板の表面に付着した前記液体を加熱する加熱手段を含み、
前記加熱手段は、前記接触部に配置される、基板乾燥装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の基板乾燥装置であって、
液体除去処理時における前記先端部間の距離の拡大率を、前記基板の部位によって異ならせる、基板乾燥装置。
【請求項１２】
表面に凹凸を有するパターンが形成された基板に付着した液体を除去するための基板乾燥方法であって、
前記パターンの有する複数の先端部同士の距離を広げつつ、前記基板の表面から前記液体を除去する、基板乾燥方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板乾燥方法であって、
前記パターンが形成されたパターン形成面が突出するように前記基板を曲げることにより、前記先端部同士の距離を広げる、基板乾燥方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板乾燥方法であって、
前記基板の前記パターン形成面の裏面に接触部を接触させることにより、前記基板を曲げる、基板乾燥方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の基板乾燥方法であって、
前記基板を延伸することにより、前記先端部同士の距離を広げる、基板乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に付着した液体を除去する基板乾燥装置および基板乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板、液晶表示装置用基板、ＰＤＰ用基板、フォトマスク用基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板などの精密電子装置用基板の製造工程では、基板の表面から洗浄液などの処理液を除去するために、種々の乾燥処理が行われる。基板の乾燥処理を行う従来の基板乾燥方法については、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１４４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、基板表面に形成するパターンが微細化している。そして、パターンの微細化に伴い、パターンの幅に対する高さの比率であるアスペクト比が大きくなる。これにより、アスペクト比の大きなパターンを表面に有する基板に対して、乾燥等の処理を行う必要が生じる。
【０００５】
基板の乾燥処理の過程において、パターン間に残存する処理液の表面張力により、パターン倒れが生じる場合がある。パターンのアスペクト比が大きくなるにつれ、パターンに対して働く、表面張力による毛管力は大きくなる。したがって、パターンの微細化に伴い、乾燥処理工程におけるパターン倒れが生じやすくなる。
【０００６】
特許文献１に記載の基板乾燥方法では、基板の乾燥処理を行う前に、基板表面に撥水性保護膜を形成することにより、パターンに対して働く毛管力を低減させる（段落００１９，００２３−００２５）。しかしながら、基板表面にこのような保護膜を形成する場合、乾燥処理を行った後に、当該保護膜を除去する必要が生じる。すなわち、基板の乾燥処理に伴う作業工程が多くなり、乾燥処理の迅速化が困難である。また、パターンの微細化がさらに進むにつれて、パターンの倒壊を防止するためのさらなる工夫が必要となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板の乾燥処理においてパターン倒れを効果的に抑制できる、基板乾燥装置および基板乾燥方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、表面に凹凸を有するパターンが形成された基板に付着した液体を除去するための基板乾燥装置であって、前記パターンの有する複数の先端部同士の距離を広げる、離間手段と、前記基板の表面から前記液体を除去する、液体除去手段と、を備える。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の基板乾燥装置であって、前記離間手段は、前記パターンが形成されたパターン形成面が突出するように前記基板を曲げる曲げ手段を含む。
【００１０】
本願の第３発明は、第２発明の基板乾燥装置であって、前記曲げ手段は、前記基板の前記パターン形成面の裏面に接触する接触部を含む。
【００１１】
本願の第４発明は、第３発明の基板乾燥装置であって、前記接触部は、前記基板を搬送しつつ前記基板を曲げるローラである。
【００１２】
本願の第５発明は、第３発明の基板乾燥装置であって、前記接触部は、その周囲に前記基板を巻き付けるドラムである。
【００１３】
本願の第６発明は、第２発明の基板乾燥装置であって、前記曲げ手段は、前記基板の端縁部の少なくとも２箇所を保持し、前記端縁部の１箇所と、前記端縁部の他の１箇所の相対位置を移動させることにより前記基板を曲げる。
【００１４】
本願の第７発明は、第１発明の基板乾燥装置であって、前記離間手段は、前記基板を延ばす延伸手段を含む。
【００１５】
本願の第８発明は、第１発明ないし第７発明のいずれかの基板乾燥装置であって、前記液体除去手段は、前記基板の表面に付着した前記液体に対して気体を供給する気体供給手段を含む。
【００１６】
本願の第９発明は、第１発明ないし第８発明のいずれかの基板乾燥装置であって、前記液体除去手段は、前記基板の表面に付着した前記液体を加熱する加熱手段を含む。
【００１７】
本願の第１０発明は、第３発明ないし第５発明のいずれかの基板乾燥装置であって、前記液体除去手段は、前記基板の表面に付着した前記液体を加熱する加熱手段を含み、前記加熱手段は、前記接触部に配置される。
【００１８】
本願の第１１発明は、第１発明ないし第１０発明の基板乾燥装置であって、液体除去処理時における前記先端部間の距離の拡大率を、前記基板の部位によって異ならせる。
【００１９】
本願の第１２発明は、表面に凹凸を有するパターンが形成された基板に付着した液体を除去するための基板乾燥方法であって、前記パターンの有する複数の先端部同士の距離を広げつつ、前記基板の表面から前記液体を除去する。
【００２０】
本願の第１３発明は、第１２発明の基板乾燥方法であって、前記パターンが形成されたパターン形成面が突出するように前記基板を曲げることにより、前記先端部同士の距離を広げる。
【００２１】
本願の第１４発明は、第１３発明の基板乾燥方法であって、前記基板の前記パターン形成面の裏面に接触部を接触させることにより、前記基板を曲げる。
【００２２】
本願の第１５発明は、第１２発明の基板乾燥方法であって、前記基板を延伸することにより、前記先端部同士の距離を広げる。
【発明の効果】
【００２３】
本願の第１発明から第１５発明によれば、パターンの有する先端部同士の距離を広げつつ、基板に付着した液体を除去することにより、液体の表面張力により生じる毛管力を低減できる。これにより、パターン倒れが生じるのを、効果的に抑制できる。
【００２４】
特に、本願の第２発明から第６発明、および第１３発明から第１４発明によれば、パターン形成面が突出するように基板を曲げることにより、パターンの有する先端部同士の距離を広げることができる。したがって、基板に付着した液体の表面張力により生じる毛管力を低減できる。
【００２５】
また、本願の第７発明および第１５発明によれば、基板を延伸させることにより、パターンの有する先端部同士の距離を広げることができる。したがって、基板に付着した液体の表面張力により生じる毛管力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る基板乾燥装置の構成を示した概略図である。
【図２】第１実施形態に係る基板乾燥処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図４】比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図５】第２実施形態に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図６】比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図７】一変形例に係る比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図８】一変形例に係る比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図９】一変形例に係る比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図１０】一変形例に係る比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図１１】一変形例に係る比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【図１２】一変形例に係る比較例に係る乾燥工程の様子を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．基板乾燥装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係る基板乾燥装置１の構成を示した概略図である。この基板乾燥装置１は、半導体の製造工程において、基板９を内部に収容して乾燥を行う装置である。基板９は、プラスチック素材等のフレキシブルな基板である。本実施形態の基板乾燥装置１の処理対象となる基板９は、略長方形の板状である。
【００２９】
図１中に拡大して示すように、基板９の表面には、凹凸を有する微細なパターン８が形成されている。パターン８は、複数のパターン壁８０により構成されている。パターン壁８０は、それぞれ先端部８０１を有している。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の基板乾燥装置１は、保持部２、乾燥気体供給部３、排液捕集部４、チャンバ５、および制御部１０を備えている。
【００３１】
保持部２は、フレキシブル基板である基板９を、略水平に保持する機構である。保持部２は、略水平に配置されたベース部２１と、ベース部２１の上面に設けられた複数のチャックピン２２と、接触部２３（図３参照）と、昇降機構２４とを有する。
【００３２】
複数のチャックピン２２は、ベース部２１の周縁部付近の上面に、配置されている。基板９は、パターンが形成されるデバイス領域を有するパターン形成面を上面側に向けた状態で、チャックピン２２に保持される。各チャックピン２２は、基板９の周縁部の下面、外周端面、および上面に接触し、ベース部２１の上面から空隙を介して上方の位置に、基板９を支持する。
【００３３】
本実施形態では、基板９の４つの辺のうち、向かい合う２つの辺の周縁部が、それぞれ複数のチャックピン２２によって保持される。また、向かい合うチャックピン２２同士は、ベース部２１に設けられた駆動機構により、互いに近づく方向に移動できる。
【００３４】
接触部２３は、昇降機構２４により、昇降自在に支持されている。昇降機構２４が接触部２３を上昇させると、図３のように、複数のチャックピン２２が保持する基板９の下面側に接触部２３が接触する。
【００３５】
乾燥気体供給部３は、乾燥用ノズル３１、配管３２、乾燥気体供給源３３、および、開閉弁３４を有する。乾燥用ノズル３１は、保持部２に保持された基板９の上面に、乾燥気体を吹き付けるためのノズルである。本実施形態の乾燥気体は、室温の窒素ガスであるが、乾燥気体には、他の不活性ガス等が用いられてもよい。なお、ここでは、乾燥処理の対象となる液体または当該液体の溶媒の蒸気圧が飽和蒸気圧よりも小さい気体を乾燥気体と称する。
【００３６】
乾燥用ノズル３１は、配管３２を介して、乾燥気体供給源３３と流路接続されている。配管３２の経路途中には、開閉弁３４が介挿されている。このため、開閉弁３４を開放すると、乾燥気体供給源３３から配管３２を通って乾燥用ノズル３１に乾燥気体が供給される。
【００３７】
乾燥処理時には、保持部２により保持された基板９の上面に、乾燥用ノズル３１から乾燥気体が吹き付けられる。これにより、基板９の上面に付着した液体が乾燥気体中へ蒸発する。すなわち、本実施形態では、乾燥気体供給部３が、いわゆる乾燥処理を行う液体除去手段を構成している。
【００３８】
排液捕集部４は、基板９から周囲に飛散する液体を回収する部位である。排液捕集部４は、保持部２に保持された基板９を環状に包囲するカップ４１と、カップ４１の底部に流路接続された排液管４２とを有する。基板９から周囲に飛散した液体は、カップ４１の内部に捕集される。その後、捕集された液体は、排液管４２を通って、基板乾燥装置１の外部へ排出され、再生処理または廃棄処理される。
【００３９】
制御部１０は、図１中に概念的に示すように、チャックピン２２、昇降機構２４、および開閉弁３４などの、基板乾燥装置１に設けられた種々の動作機構を制御する。本実施形態の制御部１０は、ＣＰＵ等の演算処理部１１、ＲＡＭ等のメモリ１２、およびハードディスクドライブ等の記憶部１３を有するコンピュータにより構成されている。
【００４０】
制御部１０は、記憶部１３に記憶されたコンピュータプログラムやデータを、メモリ１２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに基づいて、演算処理部１１が所定の処理プログラムを実行する。これにより、基板乾燥装置１における基板９の乾燥処理が進行する。
【００４１】
なお、上述した保持部２および乾燥用ノズル３１は、温度および清浄度が制御されたチャンバ５の内部に配置される。また、チャンバ５に設けられた搬入出口を開閉するためのシャッタ機構や、搬入出口を介して基板９を搬入および搬出するための搬送機構も、制御部１０により動作制御される。
【００４２】
＜１−２．基板乾燥処理について＞
続いて、上記の基板乾燥装置１を用いた基板乾燥処理について、説明する。図２は、基板乾燥装置１における基板乾燥処理の流れを示したフローチャートである。図３は、液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。図４は、比較例における液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。
【００４３】
この基板乾燥装置１では、基板９の表面に付着した液体を除去することを目的として、基板乾燥処理を行う。この基板乾燥装置１において、基板９の乾燥処理を行うときには、制御部１０が、基板乾燥装置１内の各部を動作制御する。これにより、以下の動作が進行する。以下、図２を参照しながら、各部の動作について説明する。
【００４４】
基板乾燥装置１は、まず、所定の搬送機構によって、基板９をチャンバ５の内部に搬入する。搬入の際、チャンバ５の搬入出口は開放され、当該搬入出口からチャンバ５内へと基板９が搬入される。また、保持部２の複数のチャックピン２２を外側へ開くとともに、ベース部２１の上方に、基板９が配置される。そして、複数のチャックピン２２を内側へ閉じることにより、所定の搬送機構から保持部２へ、基板９を移載する。基板９は、処理面であるパターン形成面９１を上面に向けた水平姿勢で、保持部２に保持される（ステップＳ１０１）。基板９の移載が完了すると、チャンバ５の搬入出口が閉鎖される。
【００４５】
ステップＳ１０２における曲げ工程が始まる際、基板９の表面には、処理液等の液体が付着している。基板９の表面に液体が付着するタイミングは、ステップＳ１０１以前であっても、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の間であってもよい。すなわち、ステップＳ１０１において予め液体の付着した基板９が基板乾燥装置１に搬入されてもよく、また、ステップＳ１０１にて基板乾燥装置１に搬入された後で、基板９に液体が付着してもよい。
【００４６】
本実施形態の基板乾燥装置１は、さらに基板洗浄部（図示せず）を有し、基板洗浄装置として駆動できるものとする。そのため、ステップＳ１０１において基板９がチャンバ５内に搬入された後、基板乾燥装置１は、ステップＳ１０２の前に、基板９の洗浄を行う。これにより、基板９の表面に、液体が付着する。本実施形態では、基板９に付着する液体９０は純水（脱イオン水）である。
【００４７】
次に、基板乾燥装置１は、図３に示すように、接触部２３を上昇させつつ、チャックピン２２を内側へと移動させる。これにより、パターン形成面９１が突出するように基板９が曲がる（ステップＳ１０２）。本実施形態では、チャックピン２２および接触部２３が、基板９を曲げる曲げ手段を構成している。これにより、各パターン壁８０の先端部８０１間の距離が広がる。すなわち、本実施形態では、チャックピン２２および接触部２３が、パターン８の有する複数の先端部８０１同士の距離を広げる、離間手段を構成している。
【００４８】
チャックピン２２は、基板９の端縁部の少なくとも２箇所を保持し、当該端縁部の１箇所と、他の１箇所の相対位置を移動させることによって基板９を曲げる。本実施形態では、基板９の端縁部の一辺を保持する複数のチャックピン２２と、当該一辺と向かい合う他の一辺を保持する複数のチャックピン２２とが、互いに近づく方向に移動する。これにより、基板９が曲がる。
【００４９】
一方、チャックピン２２による基板９の曲げ動作と併せて上方に移動することにより、接触部２３は、基板９の下面、すなわち、パターン形成面９１の裏面に接触する。これにより、チャックピン２２の移動により基板９が逆方向に曲がるのを抑制できる。したがって、基板９がパターン形成面９１の裏面が突出するように曲がることにより、パターン壁８０の先端部８０１同士が接触するのが抑制できる。
【００５０】
なお、本実施形態では、基板乾燥装置１は、曲げ手段としてチャックピン２２および接触部２３を有していたが、曲げ手段はチャックピン２２のみであってもよい。
【００５１】
続いて、基板乾燥装置１は、開閉弁３４を開放する。これにより、図３に示すように、乾燥用ノズル３１から基板９の上面に、乾燥気体３０が吹き付けられる。乾燥用ノズル３１は、基板９の上面に乾燥気体３０を吹き付けることより、基板９に対して、液体除去処理を行う（ステップＳ１０３）。基板９の表面に付着した液体９０の一部は、乾燥気体３０により周囲へ飛散して、カップ４１に捕集される。
【００５２】
本実施形態の乾燥気体３０は、室温の窒素ガスである。乾燥気体３０中に含まれる水蒸気分圧は、飽和水蒸気圧よりも低い。したがって、乾燥気体３０が、基板９の上面に付着した液体９０と接触することにより、液体９０が乾燥気体３０中に蒸発できる。これにより、基板９の上面から、液体９０が除去される。
【００５３】
液体除去処理が進行し、液体９０の液面が各パターン壁８０の先端部８０１よりも低くなると、図３中に黒塗り矢印で示すように、液面付近において、表面張力による毛管力が発生する。これにより、隣り合うパターン壁８０間に、互いに接近する方向の毛管力が働く。
【００５４】
具体的には、表面張力により各パターン壁８０にかかる毛管力をＰとすると、パターン壁８０間の距離がＤ、液体９０の液面高さがＨ、液体９０の表面張力がγ、液体９０とパターン壁８０との接触角がθの場合、Ｐ＝２＊γ＊ｃｏｓθ＊Ｈ／Ｄで表される。
【００５５】
ここで、図４は、図３に示した基板９と同じように液体９０が付着している基板９を、曲げずに略水平に載置した場合の基板９の様子を模式的に示したものである。図４中に示したように、基板９が曲がっていない状態において、互いに隣り合うパターン壁８１とパターン壁８２との間隔をＤ１、パターン壁８１とパターン壁８２との間に介在する液体９０の液面高さをＨ１とする。この場合、パターン壁８１とパターン壁８２との間において、各パターン壁８１，８２に働く毛管力Ｐ１は、Ｐ１＝２＊γ＊ｃｏｓθ＊Ｈ１／Ｄ１となる。この毛管力Ｐ１は、パターン壁８１とパターン壁８２が互いに近づく方向に働く。
【００５６】
一方、図３に示すように、ステップＳ１０３において基板９が曲がっている状態において、液体９０の液面におけるパターン壁８１とパターン壁８２との間隔をＤ２、パターン壁８１とパターン壁８２との間に介在する液体９０の液面高さをＨ２とする。この場合、パターン壁８１とパターン壁８２との間において、各パターン壁８１，８２に働く毛管力Ｐ２は、Ｐ２＝２＊γ＊ｃｏｓθ＊Ｈ２／Ｄ２となる。
【００５７】
このとき、基板９が、パターン形成面９１が突出するように曲がっていることにより、Ｄ２はＤ１よりも大きい。これにより、基板９が曲がっている場合に各パターン壁８１，８２に働く毛管力Ｐ２は、基板９が曲がっていない場合に各パターン壁８１，８２に働く毛管力Ｐ１よりも小さくなる。
【００５８】
また、パターン壁８１とパターン壁８２との間に介在する液体９０の体積が同一である場合、パターン壁８１とパターン壁８２との間隔が広がることにより、液体９０の液面高さが低くなる。すなわち、Ｈ２はＨ１よりも小さくなる。これにより、基板９が曲がっている場合に各パターン壁８１，８２に働く毛管力Ｐ２は、基板９が曲がっていない場合に各パターン壁８１，８２に働く毛管力Ｐ１よりも、さらに小さくなる。
【００５９】
図４に示すように、基板９が曲がっていない場合、パターン壁８１およびパターン壁８２の互いに向かい合う面は略平行である。一方、図３に示すように、基板９が曲がっている場合、パターン壁８１およびパターン壁８２の互いに向かい合う面はその方向が異なる。当該２つの面がなす角度をφとすると、パターン壁８１とパターン壁８２とが互いに近づく方向に働く力は、Ｐ２＊ｃｏｓφである。したがって、パターン壁８１とパターン壁８２が互いに近づく方向に働く力は、Ｐ２よりもさらに小さくなる。
【００６０】
以上により、基板９が曲がっている場合にパターン壁８１とパターン壁８２が互いに近づく方向に働く力は、基板９が曲がっていない場合にパターン壁８１とパターン壁８２が互いに近づく方向に働く力Ｐ１よりも、小さい。このように、ステップＳ１０３において、基板９を曲げることでパターン８の有する複数の先端部８０１同士の距離を広げつつ、液体９０を除去することにより、液体９０の表面張力に起因してパターン倒れが生じるのを効果的に抑制できる。
【００６１】
その後、液体９０の除去が完了すると、基板乾燥装置１は、接触部２３を下降させるとともに、チャックピン２２を外側へと移動させる。これにより、基板９の曲げを解除する（ステップＳ１０４）。
【００６２】
最後に、基板乾燥装置１は、チャンバ５の搬入出口を開放し、所定の搬送機構によって、基板９をチャンバ５の外部へ搬出する（ステップＳ１０５）。
【００６３】
＜２．第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係る基板乾燥装置１Ａを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。図６は、比較例における液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。
【００６４】
第１実施形態の基板乾燥装置１では、パターンの有する複数の先端部同士の距離を広げる離間手段が曲げ手段であったが、本発明はこれに限られない。第２実施形態に係る基板乾燥装置１Ａは、離間手段として、延伸部６Ａを有する。延伸部６Ａは、基板９Ａをパターン形成面９１Ａに沿う方向に引き延ばす延伸手段である。
【００６５】
図５に示すように、延伸部６Ａは２つの把持部６１Ａを有する。２つの把持部６１Ａはそれぞれ、基板９Ａの端縁部のうち、向かい合う２辺を把持する。これにより、基板９Ａは、処理面であるパターン形成面９１Ａを上面に向けた水平姿勢で、把持部６１Ａに保持される。
【００６６】
その後、基板９Ａの表面に液体９０Ａが付着した状態で、２つの把持部６１Ａが互いに離れる方向へ相対的に移動することにより、基板９Ａが図中に白抜き矢印で示す方向へ延伸する。これにより、図５に示すように、パターン８Ａのうち、延伸方向に間隔を空けて複数のパターン壁８０Ａが配置された部分では、パターン壁８０Ａ同士の間隔が広くなる。すなわち、各パターン壁８０Ａの先端部８０１Ａ間の距離が広がる。
【００６７】
ここで、図６は、図５に示した基板９Ａと同じように液体９０Ａが付着している基板９Ａを、延伸させずに略水平に保持した場合の液体除去工程の様子を模式的に示したものである。図６中に示したように、基板９Ａが延伸していない状態において、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間隔をＤ１Ａ、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間に介在する液体９０Ａの液面高さをＨ１Ａとする。この場合、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間において、各パターン壁８１Ａ，８２Ａに働く毛管力Ｐ１Ａは、Ｐ１Ａ＝２＊γ＊ｃｏｓθ＊Ｈ１Ａ／Ｄ１Ａとなる。この毛管力Ｐ１Ａは、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとが互いに近づく方向に働く。
【００６８】
一方、図５に示すように、基板９Ａが延伸した状態において、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間隔をＤ２Ａ、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間に介在する液体９０Ａの液面高さをＨ２Ａとする。この場合、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間において、各パターン壁８１Ａ，８２Ａに働く毛管力Ｐ２Ａは、Ｐ２Ａ＝２＊γ＊ｃｏｓθ＊Ｈ２Ａ／Ｄ２Ａとなる。
【００６９】
このとき、基板９Ａが延伸していることにより、Ｄ２ＡはＤ１Ａよりも大きい。これにより、基板９Ａが延伸している場合に各パターン壁８１Ａ，８２Ａに働く毛管力Ｐ２Ａは、基板９Ａが延伸していない場合に各パターン壁８１Ａ，８２Ａに働く毛管力Ｐ１Ａよりも小さくなる。
【００７０】
また、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間に介在する液体９０Ａの体積が同一である場合、パターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとの間隔が広がることにより、液体９０Ａの液面高さが低くなる。すなわち、Ｈ２ＡはＨ１Ａよりも小さくなる。これにより、基板９Ａが延伸している場合に各パターン壁８１Ａ，８２Ａに働く力Ｐ２Ａは、基板９Ａが延伸していない場合に各パターン壁８１Ａ，８２Ａに働く力Ｐ１Ａよりも、さらに小さくなる。
【００７１】
したがって、基板９Ａが延伸している場合にパターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとが互いに近づく方向に働く力Ｐ２Ａは、基板９Ａが延伸していない場合にパターン壁８１Ａとパターン壁８２Ａとが互いに近づく方向に働く力Ｐ１Ａよりも、小さい。このように、基板９Ａを延伸させてパターン８Ａの有する複数の先端部８０１Ａ同士の距離を広げつつ、液体９０Ａを除去することにより、液体９０Ａの表面張力に起因してパターン倒れが生じるのが効果的に抑制できる。
【００７２】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７３】
図７は、一変形例に係る基板乾燥装置１Ｂを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。基板乾燥装置１Ｂは、回転ドラム２５Ｂと、乾燥気体供給部３Ｂとを有する。
【００７４】
回転ドラム２５Ｂは、回転軸を中心として回転する、柱状の部材である。回転ドラム２５Ｂの外周面には、パターン形成面が外側になるように、基板９Ｂが巻き付けられる。図７の例では、回転ドラム２５Ｂが、基板９Ｂのパターン形成面の裏面に接触する接触部であり、パターン形成面が突出するように基板９Ｂを曲げる曲げ手段を構成している。また、回転ドラム２５Ｂの内部には、外周面に巻き付けられた基板９Ｂを加熱するためのヒータ３５Ｂが設けられている。
【００７５】
乾燥気体供給部３Ｂは、乾燥用ノズル３１Ｂを有する。液体除去処理時には、回転ドラム２５Ｂ内のヒータ３５Ｂにより基板９Ｂが加熱されるとともに、回転ドラム２５Ｂに巻き付けられた基板９Ｂの表面に、乾燥用ノズル３１Ｂから乾燥気体が吹き付けられる。ヒータ３５Ｂにより基板９Ｂが加熱されると、基板９Ｂの表面に付着した液体が加熱され、液体の蒸発が促進される。すなわち、図７の例では、気体供給手段である乾燥気体供給部３Ｂと、基板９Ｂの表面に付着した液体を加熱するヒータ３５Ｂとが、液体除去手段を構成している。
【００７６】
このように、液体除去手段は、加熱手段を有していてもよい。なお、本発明の基板乾燥装置は、液体除去手段が加熱手段のみを有していてもよいし、気体供給手段および加熱手段以外の液体除去手段が用いられてもよい。
【００７７】
図７の例においても、基板９Ｂを曲げることでパターンの有する複数の先端部同士の距離を広げることができる。このため、液体の表面張力によりパターンにかかる力を低減しつつ、乾燥処理を行うことができる。したがって、液体の表面張力に起因してパターン倒れが生じるのを、効果的に抑制できる。
【００７８】
図８は、他の変形例に係る基板乾燥装置１Ｃを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。基板乾燥装置１Ｃは、長尺状の基板９Ｃを搬送しつつ乾燥させる。基板乾燥装置１Ｃは、柱状部２６Ｃと、加熱気体供給部３Ｃと、基板搬送機構（図示せず）とを有する。
【００７９】
基板９Ｃは、基板搬送機構により搬送される。柱状部２６Ｃは、その搬送経路に略直交する方向に延びる略円筒形状のローラである。柱状部２６Ｃの外周面は、基板搬送機構により搬送される基板９Ｃのパターン形成面の裏面に接触する。これにより、柱状部２６Ｃ付近において、基板９Ｃが、パターン形成面が突出するように曲がる。すなわち、図８の例では、柱状部２６Ｃが、基板９Ｃのパターン形成面の裏面に接触する接触部であり、パターン形成面が突出するように基板９Ｃを曲げる曲げ手段を構成している。このように、曲げ手段は、基板９Ｃの一部のみを曲げるものであってもよい。
【００８０】
なお、図８の例では、柱状部２６Ｃは、回転して基板９Ｃを搬送しつつ、基板９Ｃを曲げるローラであるが、本発明はこれに限られない。柱状部２６Ｃは回転せず、基板９Ｃの裏面が、柱状部２６Ｃの表面に接触しつつ滑る構成であってもよい。
【００８１】
加熱気体供給部３Ｃは、乾燥用ノズル３１Ｃ、配管３２Ｃ、乾燥気体供給源３３Ｃ、開閉弁３４Ｃ、およびヒータ３５Ｃを有する。乾燥用ノズル３１Ｃは、配管３２Ｃを介して、乾燥気体供給源３３Ｃと流路接続されている。配管３２Ｃの経路途中には、ヒータ３５Ｃおよび開閉弁３４Ｃが介挿されている。このため、開閉弁３４Ｃを開放すると、乾燥気体供給源３３から供給された乾燥気体が、配管３２Ｃを通って、ヒータ３５Ｃにより加熱された後に、乾燥用ノズル３１Ｃから吐出される。
【００８２】
また、乾燥用ノズル３１Ｃは、柱状部２６Ｃに沿って延びる。これにより、乾燥処理時には、乾燥用ノズル３１Ｃは、基板９Ｃのパターン形成面のうち柱状部２６Ｃにより曲げられた部分の付近に対して、加熱気体を吹き付ける。すなわち、図８の例では、加熱気体供給部３Ｃが、気体供給手段であり、かつ、加熱手段でもある。
【００８３】
図８の例においても、基板９Ｃの曲げられた部分において、パターンの有する複数の先端部同士の距離が広がる。このため、液体の表面張力によりパターンにかかる力を低減しつつ、乾燥処理を行うことができる。したがって、液体の表面張力に起因してパターン倒れが生じるのを、効果的に抑制できる。
【００８４】
図９は、他の変形例に係る基板乾燥装置１Ｄを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。基板乾燥装置１Ｄは、柱状部２６Ｄを除いて、図８の例と同様の構成をしている。図９の例では、基板９Ｄの裏面が、柱状部２６Ｄの表面に接触しつつ滑る。これにより、基板９Ｄのうち柱状部２６Ｄに接触する部分が、パターン形成面が突出するように曲がる。
【００８５】
また、図９の柱状部２６Ｄは、周方向の位置によって、表面形状の曲率が異なる。液体除去工程において、基板９Ｄに形成されたパターンの密度が高い部分の裏面が柱状部２６Ｄと接触するときには、柱状部２６Ｄのうち曲率の大きい部分を接触させる。また、基板９Ｄに形成されたパターンの密度が低い部分の裏面が柱状部２６Ｄと接触するときには、柱状部２６Ｄのうち曲率の小さい部分を接触させる。このように、パターンの密度に応じて柱状部２６Ｄを回転させ、基板９Ｄの曲げ具合を変化させてもよい。そうすれば、パターンの密度が大きい部分において、特に先端部間の距離の拡大率を高めることができる。
【００８６】
図１０は、他の変形例に係る基板乾燥装置１Ｅを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。基板乾燥装置１Ｅは、長尺状の基板９Ｅを搬送しつつ乾燥させる。基板乾燥装置１Ｅは、柱状部２６Ｅと、基板搬送機構（図示せず）とを有する。
【００８７】
基板９Ｅは、基板搬送機構により搬送される。柱状部２６Ｅは、その搬送経路に略直交する方向に延びる。柱状部２６Ｅは、基板９Ｅに接触する角部２６１Ｅを有する。角部２６１Ｅが、基板搬送機構により搬送される基板９Ｅの裏面に接触することにより、柱状部２６Ｅ付近において、基板９Ｅが、パターン形成面が突出するように曲がる。すなわち、図１０の例では、柱状部２６Ｅが、基板９Ｅのパターン形成面の裏面に接触する接触部であり、パターン形成面が突出するように基板９Ｅを曲げる曲げ手段を構成している。
【００８８】
また、柱状部２６Ｅの内部には、角部２６１Ｅに接触する基板９Ｅを加熱するためのヒータ３５Ｅが設けられている。ヒータ３５Ｅにより基板９Ｅが加熱されると、基板９Ｅを介して基板９Ｅの表面に付着した液体が加熱され、液体の蒸発が促進される。すなわち、図１０の例では、加熱手段であるヒータ３５Ｅが、液体除去手段を構成している。このように、液体除去手段は、加熱手段のみを有していてもよい。
【００８９】
図１０の例においても、基板９Ｅの曲げられた部分において、パターンの有する複数の先端部同士の距離が広がる。このため、液体の表面張力によりパターンにかかる力を低減しつつ、乾燥処理を行うことができる。したがって、液体の表面張力に起因してパターン倒れが生じるのを、効果的に抑制できる。
【００９０】
図１１は、他の変形例に係る基板乾燥装置１Ｆを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。図１１の（ａ）は、基板乾燥装置１Ｆの斜視図であり、（ｂ）は、回転ドラム２５Ｆおよび基板９Ｆの断面図である。図１１の基板乾燥装置１Ｆは、回転ドラム２５Ｆと、乾燥気体供給部３Ｆとを有する。
【００９１】
回転ドラム２５Ｆは、回転軸を中心として回転する、柱状の部材である。回転ドラム２５Ｆの外周面には、パターン形成面が外側になるように、基板９Ｆが巻き付けられる。図１１の例では、回転ドラム２５Ｆが、複数の凸部２５１Ｆを有する。凸部２５１Ｆはそれぞれ、径方向外側へ向けて突出し、その先端部分が曲面となっている。
【００９２】
これにより、回転ドラム２５Ｆに基板９Ｆが巻き付けられると、基板９Ｆのうち、凸部２５１Ｆとの接触部分付近は、パターン形成面が突出するように曲がるカーブ部９２Ｆとなる。一方、基板９Ｆのうち、回転ドラム２５Ｆの周方向に隣り合う２つのカーブ部９２Ｆの間は、平面状に保持されるストレート部９３Ｆとなる。このように、図１１の例では、回転ドラム２５Ｆが、基板９Ｆのパターン形成面の裏面に接触する接触部である。すなわち、回転ドラム２５Ｆは、パターン形成面が突出するように基板９Ｆを曲げる曲げ手段を構成している。
【００９３】
乾燥気体供給部３Ｆは、乾燥用ノズル３１Ｆを有する。液体除去工程では、回転ドラム２５Ｆに巻き付けられた基板９Ｆの表面に、乾燥用ノズル３１Ｆから乾燥気体が吹き付けられることにより、基板９Ｆの表面に付着した液体が蒸発する。すなわち、乾燥気体供給部３Ｆが、気体供給手段を構成しており、したがって、液体除去手段を構成している。
【００９４】
このように、基板９のカーブ部９２Ｆでは、パターン形成面が突出するように曲がった状態で液体除去処理が行われる。これにより、液体の表面張力に起因するパターン倒れが抑制される。
【００９５】
図１１の例では、基板９Ｆのうち、パターン壁の先端部同士の距離が広げられたカーブ部９２Ｆと、パターン壁の先端部同士の距離が広げられていないストレート部９３Ｆとが混在した状態で、液体除去処理が行われる。基板９Ｆに形成されたパターンにおいて、パターン密度の高い部分がカーブ部９３Ｆとなるように配置すれば、パターン密度の高い部分のみにおいて、パターン壁の先端部の距離を広げられる。このように、パターンの密度に応じて、基板９Ｆを曲げる部位を選択してもよい。
【００９６】
図１２は、他の変形例に係る基板乾燥装置１Ｇを用いた液体除去工程の様子を、模式的に示した図である。図１２の（ａ）は、基板乾燥装置１Ｇの斜視図であり、（ｂ）は、回転ドラム２５Ｇおよび基板９Ｇの断面図である。図１２の基板乾燥装置１Ｇは、回転ドラム２５Ｇと、乾燥気体供給部３Ｇとを有する。
【００９７】
回転ドラム２５Ｇは、回転軸を中心として回転する、柱状の部材である。図１２の例では、回転ドラム２５Ｇは、６つの角部２５２Ｇを有する六角柱形状である。回転ドラム２５Ｇの外周面には、パターン形成面が外側になるように、基板９Ｇが巻き付けられる。板９Ｂの裏面には、各角部２５２Ｇが接触する。これにより、基板９Ｇは、パターン形成面が突出するように曲げられる。このように、図１２の例では、回転ドラム２５Ｇの複数の角部２５２Ｇが、基板９Ｇのパターン形成面の裏面に接触する接触部となる。すなわち、回転ドラム２５Ｇは、パターン形成面が突出するように基板９Ｇを曲げる曲げ手段を構成している。なお、図１２の例の基板９Ｇは、一定以上の剛性を有するため、回転ドラム２５Ｇの外周面に沿わない部分が生じる。このように、角部２５２Ｇ間において、基板９Ｇと回転ドラム２５Ｇとの間に部分的に隙間が生じていてもよい。
【００９８】
乾燥気体供給部３Ｇは、乾燥用ノズル３１Ｇを有する。乾燥処理時には、回転ドラム２５Ｇに巻き付けられた基板９Ｇの表面に、乾燥用ノズル３１Ｇから乾燥気体が吹き付けられることにより、基板９Ｇの表面に付着した液体が蒸発する。すなわち、乾燥気体供給部３Ｇが、気体供給手段を構成しており、したがって、液体除去手段を構成している。
【００９９】
このように、基板９のパターン形成面が突出するように曲がった状態で液体除去処理が行われる。これにより、液体の表面張力に起因するパターン倒れが抑制される。本発明では、図１２の例のように、接触部である回転ドラム２５Ｇが、基板９Ｇの曲げられた部分のうち、ごく一部のみに接触しても良い。
【０１００】
また、上記の実施形態または変形例では、乾燥気体供給源が、基板乾燥装置の一部であったが、乾燥気体供給源には、工場内のユーティリティ設備を利用してもよい。
【０１０１】
また、上記の実施形態では、矩形状の基板を処理対象とし、上記の変形例では、長尺状の基板を処理対象としていたが、本発明において処理対象となる基板は、円板状の基板であってもよい。また、柔軟に曲げうるものであれば、基板の材質は、プラスチック素材に限らず、金属やガラスであってもよい。
【０１０２】
また、上記の基板乾燥装置は、半導体基板の製造工程に用いられるものであったが、本発明の基板乾燥装置および基板乾燥方法は、液晶表示装置用基板、ＰＤＰ用基板、フォトマスク用基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板などの他の精密電子装置用基板を、処理対象とするものであってもよい。
【０１０３】
また、パターン倒れを抑制するための他の技術と、本発明とを併用しても良い。例えば、基板のパターン形成面に付着した液体を、表面張力の低い液体に置換した後に、パターン形成面が突出するように基板を曲げつつ、液体の除去を行っても良い。
【０１０４】
また、基板乾燥装置の細部の構成については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ  基板乾燥装置
２  保持部
３，３Ｂ，３Ｆ，３Ｇ  乾燥気体供給部
３Ｃ  加熱気体供給部
６Ａ  延伸部
８，８Ａ  パターン
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ  基板
１０  制御部
２１  ベース部
２２  チャックピン
２３  接触部
２４  昇降機構
２５Ｂ，２５Ｆ，２５Ｇ  回転ドラム
２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ  柱状部
３０  乾燥気体
３１，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｆ，３１Ｇ  乾燥用ノズル
３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｅ  ヒータ
６１Ａ  把持部
８０，８１，８２，８０Ａ，８１Ａ，８２Ａ  パターン壁
９０，９０Ａ  液体
９１，９１Ａ  パターン形成面
【図１】
2015170639.tif 000003
【図２】
2015170639.tif 000004
【図３】
2015170639.tif 000005
【図４】
2015170639.tif 000006
【図５】
2015170639.tif 000007
【図６】
2015170639.tif 000008
【図７】
2015170639.tif 000009
【図８】
2015170639.tif 000010
【図９】
2015170639.tif 000011
【図１０】
2015170639.tif 000012
【図１１】
2015170639.tif 000013
【図１２】
2015170639.tif 000014