JP2006183934A - 溶媒除去装置および溶媒除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに設けられた液状材料の被膜から溶媒を除去する際、ワークの表面の温度を略均一にすることができ、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜を形成することができる溶媒除去装置および溶媒除去方法を提供する。
【解決手段】溶媒除去装置１は、液状材料の被膜３１が設けられたワークを支持するワーク支持手段と、前記ワークを加熱する加熱手段と、前記ワークを介して前記加熱手段と反対側に設けられ、前記被膜３１が設けられている部位の前記ワークの表面の温度が略均一になるように前記ワークを冷却および／または加熱して、前記ワークの温度分布を調整する温度均一化手段６とを備え、前記温度均一化手段６により前記被膜３１が設けられている部位の前記ワークの表面の温度を略均一にしつつ、前記加熱手段により前記ワークを加熱して、前記被膜３１から溶媒を除去することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶媒除去装置および溶媒除去方法に関するものである。

液状材料の被膜が設けられたワークを加熱し、その被膜から溶媒を除去する溶媒除去装置が知られている。
従来の溶媒除去装置では、ワークの表面の温度を均一にするために（ワークの表面の温度分布を向上させるために）、ワークを加熱する加熱手段として、複数の棒状の赤外線ランプを設け、被膜から溶媒を除去する（被膜を乾燥させる）際、それらを揺動させるよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。また、複数の棒状の赤外線ランプをそれぞれ個別に制御（ゾーン制御）するよう構成されているものもある。

しかしながら、このような従来の溶媒除去装置では、ワークの表面の温度分布の向上に限界があり、ワークの表面の温度を均一にすることができず（例えば、ワークの表面の温度分布を誤差±５％以内にすることができず）、これにより、被膜を均一に乾燥させることができず、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成するのが困難である。

実開昭６１−８６９３５号公報

本発明の目的は、ワークに設けられた液状材料の被膜から溶媒を除去する際、ワークの表面の温度を略均一にすることができ、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜を形成することができる溶媒除去装置および溶媒除去方法を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の溶媒除去装置は、液状材料の被膜が設けられたワークを支持するワーク支持手段と、
前記ワークを加熱する加熱手段と、
前記ワークを介して前記加熱手段と反対側に設けられ、前記被膜が設けられている部位の前記ワークの表面の温度が略均一になるように前記ワークを冷却および／または加熱して、前記ワークの温度分布を調整する温度均一化手段とを備え、
前記温度均一化手段により前記被膜が設けられている部位の前記ワークの表面の温度を略均一にしつつ、前記加熱手段により前記ワークを加熱して、前記被膜から溶媒を除去することを特徴とする。
これにより、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができ（ワークの表面の温度分布を良好にすることができ）、これによって、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記加熱手段は、赤外線ランプであることが好ましい。
例えば、ホットプレートなどによる伝熱加熱では、ワークの表面（裏面）と点接触となり、熱ムラが生じ易く、また、熱風加熱などでは、熱分布が改善されるが、表面からの伝熱になるため、被膜の厚さ方向に不均一性が生じるが、加熱手段として赤外線ランプを用いることにより、赤外線は被膜を透過して内部から加熱するので、均一加熱が可能となる。

本発明の溶媒除去装置では、前記温度均一化手段は、前記ワークから熱を吸収する吸熱ブロックを有することが好ましい。
これにより、簡易な構成で、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
また、ワークの形状、ワークの寸法、ワークの状態、プロセス条件（例えば、ワークの加熱温度、処理時間等）等が変更された場合でも、吸熱ブロックの形状、寸法、材質等の諸条件を適宜調整（変更）することにより、容易に対応することができ、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜を形成することができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記吸熱ブロックは、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、前記ワークと前記吸熱ブロックとの間の距離が短くなるように、その形状または配置が設定されていることが好ましい。
これにより、ワークのうち、加熱手段からそのワークに与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、多くの熱を吸熱することができ、これによって、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記温度均一化手段は、前記吸熱ブロックの温度を調整する温度調整手段を有することが好ましい。
これにより、吸熱ブロックの温度を所定の一定の温度に保持することができ、これによって、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
本発明の溶媒除去装置では、前記温度均一化手段は、前記ワークに対して冷却用のガスを吹き付ける冷却用ガス吹き付け手段であることが好ましい。
これにより、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
また、ワークの加熱温度、すなわち、ワークの表面の温度が全体的に高過ぎる場合、冷却用ガス吹き付け手段によりワークに対して冷却用のガスを吹き付けることによって、ワークを容易かつ迅速に冷却することができ、これにより、容易かつ迅速に、ワークの表面の温度を適正な温度にすることができる。
また、ワークの形状、ワークの寸法、ワークの状態、プロセス条件（例えば、ワークの加熱温度、処理時間等）等が変更された場合でも、容易に対応することができ、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜を形成することができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記冷却用ガス吹き付け手段は、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、前記ワークに対して吹き付ける冷却用のガスの流量を大きくするよう構成されていることが好ましい。
これにより、ワークのうち、加熱手段からそのワークに与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、大きく冷却することができ、これによって、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記温度均一化手段は、前記ワークを加熱する加熱補助手段であることが好ましい。
これにより、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
また、ワークを冷却してワークの温度分布を調整する場合に比べ、エネルギーの損失を小さくすることができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記加熱補助手段は、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーの低い部位に熱を補給するよう構成されていることが好ましい。
これにより、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
また、ワークを冷却してワークの温度分布を調整する場合に比べ、エネルギーの損失を小さくすることができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記温度均一化手段は、前記ワークに対して加熱用のガスを吹き付ける加熱用ガス吹き付け手段であることが好ましい。
これにより、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
また、ワークを冷却してワークの温度分布を調整する場合に比べ、エネルギーの損失を小さくすることができる。
また、ワークの形状、ワークの寸法、ワークの状態、プロセス条件（例えば、ワークの加熱温度、処理時間等）等が変更された場合でも、容易に対応することができ、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜を形成することができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記加熱用ガス吹き付け手段は、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーが低い部位ほど、前記ワークに対して吹き付ける加熱用のガスの流量を大きくするよう構成されていることが好ましい。
これにより、ワークのうち、加熱手段からそのワークに与えられる熱エネルギーの低い部位ほど、大きく加熱することができ、これによって、より確実に、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
本発明の溶媒除去装置では、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーは、前記ワークの縁部より中央部の方が高いことが好ましい。
これにより、ワークに与えられる熱エネルギーがワークの縁部より中央部の方が高い加熱手段を用いることができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記ワーク支持手段は、前記ワークの縁部を係止する係止部が内側に設けられ、枠状をなす基板支持部を有することが好ましい。
これにより、ワークに設けられた被膜（ワークの被膜側の面）と、ワークの被膜と反対側の面とがそれぞれ露出するように、ワーク支持部によってワークを支持することができ、これによって、加熱手段によるワークの加熱と、温度均一化手段によるワークの表面の温度の均一化とをそれぞれ容易かつ確実に行なうことができる。

本発明の溶媒除去装置では、前記ワーク支持手段と、前記加熱手段と、前記温度均一化手段の少なくとも一部とは、内部の雰囲気の条件が管理されるチャンバ内に設けられていることが好ましい。
これにより、ワークに設けられた液状材料の被膜から溶媒を除去する際、雰囲気の条件（例えば、温度等）を容易かつ確実に管理することができる。

本発明の溶媒除去方法は、液状材料の被膜が設けられたワークを処理位置に設置する工程と、
加熱手段により前記ワークを加熱し、前記被膜が設けられている部位の前記ワークの表面の温度が略均一になるように、前記ワークを介して前記加熱手段と反対側から前記ワークを冷却および／または加熱して、前記ワークの温度分布を調整し、前記被膜から溶媒を除去する工程とを有することを特徴とする。
これにより、ワークの表面の温度をその面内において略均一にすることができ（ワークの表面の温度分布を良好にすることができ）、これによって、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。

以下、本発明の溶媒除去装置および溶媒除去方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の溶媒除去装置の第１実施形態を示す断面図およびブロック図、図２は、図１に示す溶媒除去装置の基板支持具の斜視図、図３は、図１に示す溶媒除去装置の吸熱ブロックの斜視図および温度調整手段のブロック図である。
である。
なお、説明の都合上、図１において、図中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。

これらの図に示すように、溶媒除去装置１は、ワークとしての基板３を支持する基板支持具（ワーク支持手段）４と、基板支持具４に支持された基板３を加熱する赤外線（ＩＲ）ランプ（加熱手段）５と、基板３の表面の温度がその面内において略均一（略一定）になるように基板３から熱を吸収（基板３を冷却）して、基板３の温度分布を調整する吸熱ブロック（冷却部）６１を有する温度均一化手段６と、チャンバ２内にガス（処理ガス）を供給（導入）するガス供給手段（ガス導入手段）７と、チャンバ２内からガスを排気するガス排気手段８と、溶媒除去装置１の各部の駆動（作動）を制御する制御手段９とを備えている。基板支持具４、赤外線ランプ５および吸熱ブロック６１（温度均一化手段６の一部）は、内部の雰囲気の条件（例えば、温度、湿度、圧力（気圧）等）が管理されるチャンバ２内に設けられている（収容されている）。以下、これらの各構成要素について順次説明する。

この溶媒除去装置１は、温度均一化手段６により液状材料（膜形成用材料）の被膜３１が設けられている部位の基板３の表面の温度をその面内において略均一にしつつ、赤外線ランプ５により基板３を加熱して、被膜３１から溶媒を除去する（被膜３１を乾燥させる）装置である。この場合、溶媒除去装置１により、被膜３１から溶媒を除去するとともに、他の処理（例えば、酸化、還元等）を行なうこともできる。

溶媒除去装置１が対象とする基板３の素材は、特に限定されず、板状の部材であればいかなるものでもよく、例えば、ガラス基板、シリコン基板、樹脂基板、セラミックス基板、金属基板等を対象とすることができる。
また、本発明で対象とするワークは、板状の部材に限定されない。
また、液状材料（膜形成用材料）には、膜材料および溶媒が含まれており、その溶媒としては、例えば、膜材料の種類等、諸条件に応じて適宜選択される。なお、溶媒は、例えば、従来公知の各種のもの等から１種または２種以上を混合して（組み合わせて）用いることができる。

なお、液状材料の被膜３１は、基板３の表面の略全体に設けてもよく、また、所定のパターンを形成するように設けてもよい。
また、用いるガス（処理ガス）、すなわち、ガス供給手段７によりチャンバ２内に供給されるガスとしては、液状材料を構成する材料（膜材料、溶媒等）の種類等、諸条件や、目的等に応じて適宜設定される。

被膜３１の乾燥のみが目的の場合は、例えば、窒素ガス、湿度の低い空気（ドライエアー）等を、単独または混合して用いることができる。また、被膜３１の乾燥のみが目的の場合は、チャンバ２内にガスを供給しなくてもよい。
また、被膜３１の乾燥および酸化が目的の場合は、例えば、酸素ガス、酸素ガス濃度の高いガス等を用いることができる。
また、被膜３１の乾燥および還元が目的の場合は、例えば、アンモニアガス、アンモニアガス濃度の高いガス等を用いることができる。

吸熱ブロック６１、基板支持具４および赤外線ランプ５は、それぞれ、チャンバ２内に設置（固定）されている。この場合、吸熱ブロック６１、基板支持具４および赤外線ランプ５は、チャンバ２内の下側から上側に向って、この順序で配置されている。すなわち、吸熱ブロック６１は、基板支持具４（基板支持具４に支持された基板３）を介して赤外線ランプ５と反対側に配置されている。

赤外線ランプ５としては、例えば、近赤外線を発する近赤外線ランプ等、各種のものを用いることができる。
この赤外線ランプ５は、チャンバ２内の上方に、図示しない支持手段（固定手段）により、固定的に設置されている。
なお、本発明では、加熱手段として、赤外線ランプ以外のものを用いてもよい。

基板支持具４は、基板３を着脱自在に支持する基板支持部（ワーク支持部）４１と、基板支持部４１の下側に固着（固定）され、基板支持部４１を支持する１対の脚用フレーム４２とで構成されている。
基板支持部４１は、基板３の形状に対応する枠状（図示例では、四角形の枠状）をなしている。また、基板支持部４１の内側には、段差部（係止部）４１１が形成されており、基板３を基板支持部４１内に装填すると、基板３は、その縁部（端部）が段差部４１１に係止され、基板支持部４１内に設置（保持）される。
また、各脚用フレーム４２は、それぞれ、直線状をなす管体の両方の端部４２１を同一方向に略直角に屈曲させたものである。各脚用フレーム４２は、互いに平行に配置され、その各端部４２１が、それぞれ、脚部となって、チャンバ２内の下方に固定的に設置されている。

この基板支持具４は、熱伝導率が比較的高い材料で、その少なくとも一部が構成されるのが好ましく、その全体が構成されるのがより好ましい。熱伝導率が比較的高い材料としては、例えば、石英等が挙げられ、特に、石英を用いるのが好ましい。これにより、より確実に、基板３の表面の温度をその面内において略均一にすることができる。
このような基板支持具４を用いることにより、基板３に設けられた被膜３１（基板３の被膜３１側の面）と、基板３の被膜３１と反対側の面とがそれぞれ露出するように、基板支持部４１によって基板３を支持することができ、これによって、赤外線ランプ５による基板３の加熱と、温度均一化手段６による基板３の表面の温度の均一化とをそれぞれ容易かつ確実に行なうことができる。
なお、本発明では、基板支持具４の構造は、前記のものに限定されないことは、言うまでもない。

温度均一化手段６の吸熱ブロック６１は、基板支持具４の基板支持部４１（基板支持具４に支持された基板３）の下側に、基板支持具４に支持された基板３に対面（対向）するように配置されている。吸熱ブロック６１の中央部は、基板支持具４に支持された基板３の中央部に位置する。この吸熱ブロック６１により、基板３と吸熱ブロック６１との間の距離に応じて、空気層を介在する見かけ上の基板３の熱容量が変更され、これによって、空気層を介在する見かけ上の基板３の熱容量分布が変更される。この場合、基板３と吸熱ブロック６１との間の距離が短い部位ほど、空気層を介在する見かけ上の基板３の熱容量が高くなる。
この吸熱ブロック６１により、基板３と吸熱ブロック６１との間の距離に対応する大きさの熱が基板３から吸熱される。この場合、基板３と吸熱ブロック６１との間の距離が短い部位ほど、吸熱ブロック６１により多くの熱が基板３から吸熱される（基板３が大きく冷却される）。

ここで、吸熱ブロック６１は、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、基板３と吸熱ブロック６１との間の距離が短くなるように、その形状または配置が設定される。これにより、基板３のうち、赤外線ランプ５からその基板３に与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、吸熱ブロック６１により多くの熱が吸熱され（大きく冷却され）、これによって、基板３の表面の温度をその面内において略均一にすることができる（基板３の表面の温度分布を良好にすることができる）。これにより、基板３の表面に、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。

図示例では、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーは、基板３の縁部より中央部の方が高い場合が想定されており、このため、基板３と吸熱ブロック６１との間の距離が、基板３の縁部から中央部に向って段階的（または連続的）に減少するように、吸熱ブロック６１の形状が設定されている。
このように、吸熱ブロック６１の形状、寸法、配置、材質等の諸条件は、例えば、赤外線ランプ５の構成（例えば、構造、形状、寸法、配置、数等）、基板３の形状、基板３の寸法、プロセス条件（例えば、基板３の加熱温度、処理時間等）等の諸条件等に応じて適宜設定される。

吸熱ブロック６１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属、各種樹脂等を用いることができる。
前記吸熱ブロック６１の設計は、例えば、基板３の表面の温度分布を実験的に求め、その結果に基づいて、基板３の表面の温度がその面内において略均一になるように行なえばよい。

なお、吸熱ブロック６１は、図示例のように単一のブロックでもよく、また、複数の単位ブロックで構成されていてもよい。吸熱ブロック６１を複数の単位ブロックで構成する場合、その単位ブロックの数、形状、寸法、配置、材質等の諸条件は、例えば、赤外線ランプ５の構成（例えば、構造、形状、寸法、配置、数等）、基板３の形状、基板３の寸法、プロセス条件（例えば、基板３の加熱温度、処理時間等）等の諸条件等に応じて適宜設定される。
また、温度均一化手段６は、前記吸熱ブロック６１の温度を調整する温度調整手段３５を有している。

温度調節手段３５は、温度調整用の液（以下、単に「液」と言う）を所定の温度に調整して流す温度調整部３６と、一端側が温度調整部３６の流出口３６２に接続されたチューブ３７と、一端側が温度調整部３６の流入口３６１に接続されたチューブ３８とを有している。温度調整部３６は、液を貯留する液貯留槽と、液を冷却または加熱する冷却・加熱部と、液の温度を検出する温度センサと、液の温度が所定の一定の温度になるように前記冷却・加熱部の駆動を制御する制御部と、送液ポンプとを有している（いずれも図示せず）。

一方、吸熱ブロック６１内には、図示しないウォータージャケット（液の流路）が形成されており、また、吸熱ブロック６１の外側には、前記ウォータージャケットに連通する流入口６２および流出口６３がそれぞれ形成されている。前記チューブ３７の他端側は、吸熱ブロック６１の流入口６２に接続され、前記チューブ３８の他端側は、吸熱ブロック６１の流出口６３に接続されている。

温度調整部３６において所定の一定の温度に調整された液は、温度調整部３６の流出口３６２から送出され（流出し）、チューブ３７を流れ、流入口６２から吸熱ブロック６１内のウォータージャケットに流入し、そのウォータージャケットに沿って流れ、流出口６３から流出し、チューブ３８を流れ、流入口３６１から温度調整部３６に流入する。このようにして、温度調整部３６において所定の一定の温度に調整された液が循環し（ウォータージャケットに沿って流れ）、吸熱ブロック６１は、所定の一定の温度に保持される。これにより、より確実に、基板３の表面の温度をその面内において略均一にすることができる。

チャンバ２内には、基板支持具４に支持された基板３または基板３の近傍（周囲）の温度（以下、単に「基板３の温度」と言う）を検出する温度センサ（温度検出手段）１１が設けられている。本実施形態では、温度センサ１１は、基板支持具４の基板３の近傍に設置されている。
温度センサ１１からの信号（温度情報）は、制御手段９に入力され、制御手段９は、その温度センサ１１からの信号（温度センサ１１の検出結果）に基づいて、赤外線ランプ５の駆動を制御する。すなわち、制御手段９は、基板３の温度が目標温度になり、その目標温度が保持されるように、赤外線ランプ５の出力を調整する。
この温度センサ１１としては、例えば、熱電対、サーミスタ等を用いることができる。

前記目標温度および処理時間、すなわち、被膜３１から溶媒を除去する際（被膜３１を乾燥させる際）の処理温度（基板３の温度）および処理時間（基板３の加熱時間）は、それぞれ、例えば、基板３の形状、寸法、被膜３１を形成する液状材料を構成する材料（膜材料、溶媒等）の種類、被膜３１のパターン、被膜３１の厚さ等の諸条件や用途等に応じて適宜設定されるが、例えば、４０〜２８０℃程度で、０．５〜１５分程度が好ましく、７５〜１２５℃程度で、３〜７分程度がより好ましい。

これにより、より確実に、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。
また、チャンバ２の側壁（図１中右側の壁部）には、チャンバ２内にガスを導入する導入口２１が設けられている。
なお、導入口２１の数は、１つに限らず、例えば、２つ以上（複数）でもよい。

また、チャンバ２の底壁（図１中下側の壁部）には、チャンバ２内のガスを排気する２つの排気口２２が設けられている。各排気口２２は、チャンバ２内においてガスがバランス良く流れるように配置されている。
なお、排気口２２の数は、２つに限らず、例えば、１つでもよく、また、３つ以上でもよいが、２つ以上（複数）が好ましい。

ガス供給手段（ガス導入手段）７は、前記チャンバ２の導入口２１に一端側が接続された導入管１２と、この導入管１２の他端側に接続されたガスボンベ（ガス供給源）１３およびガスを送り出すポンプ（ガス移送手段）１４と、導入管１２の途中に設けられたバルブ１５とを有している。バルブ１５は、その開度を調整し得るようになっており、導入口２１と、ガスボンベ１３およびポンプ１４との間に配置されている。なお、ポンプ１４は、省略されていてもよい。
前記バルブ１５の開度の調整およびポンプ１４の出力の調整により、それぞれ、チャンバ２内に供給（導入）されるガスの流量を調整することができる。

ガス排気手段８は、分岐部１６１を介して２つに分岐する排気管１６と、ガスを吸引する排気用ポンプ（ガス移送手段）１７と、排気管１６の途中に設けられた２つのバルブ１５とを有している。排気管１６の２つの一端側は、それぞれ、前記チャンバ２の２つの排気口２２に接続され、排気管１６の他端側には、排気用ポンプ（ガス移送手段）１７が接続されている。

各バルブ１８および１９は、それぞれ、その開度を調整し得るようになっており、前記チャンバ２の２つの排気口２２と、分岐部１６１との間に配置されている。これにより、チャンバ２の２つの排気口２２から排気されるガスの流量を、それぞれ、独立に調整することができる。各バルブ１８および１９は、それぞれ、チャンバ２内においてガスがバランス良く流れるように、その開度が調整される。

制御手段９は、溶媒除去装置１の各部の動作（作動）を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、溶媒除去装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶（格納）する記憶部（いずれも図示せず）とを有している。この制御手段９は、例えば、パーソナルコンピュータ等で構成することができる。

次に、溶媒除去装置１を用いた溶媒除去方法（溶媒除去装置１の作用）を説明する。
この溶媒除去装置１を用いた溶媒除去方法は、液状材料の被膜３１が設けられた基板３を処理位置に設置する工程と、赤外線ランプ５により、処理位置に設置された基板３を加熱し、温度均一化手段６により、被膜３１が設けられている部位の基板３の表面の温度がその面内において略均一になるように、基板３を介して赤外線ランプ５と反対側から基板３を冷却して、基板３の温度分布を調整し、被膜３１から溶媒を除去する（被膜３１を乾燥させる）工程とを有する。以下、詳細に説明する。

[１]基板３を処理位置に設置する工程
まず、基板３の表面に、所定の液状材料を塗布し、その液状材料の被膜３１を形成する。
液状材料を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、スピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、スプレーコート法等が挙げられる。
この基板３の表面への液状材料の塗布は、図示しない所定の装置を用いて行なうことができる。

次に、チャンバ２の図示しない開閉扉（シャッター）を開き、そこから、基板３をチャンバ２内に入れ、基板支持具４の基板支持部４１に設置し、開閉扉を閉じる。これにより、基板３は、基板支持具４に支持される。基板３を基板支持具４の基板支持部４１に設置する作業は、例えば、図示しないロボットにより行なうことができる。
以上で、本工程を終了し、次工程を行なう。

[２]被膜３１から溶媒を除去する工程
赤外線ランプ５を駆動し、赤外線ランプ５から基板３に対し、赤外線を照射するとともに、温度均一化手段６の温度調整部３６を作動させる。
これにより、赤外線ランプ５により、基板３が加熱されるとともに、温度均一化手段６の吸熱ブロック６１により、被膜３１が設けられている部位の基板３の表面の温度がその面内において略均一になるように、基板３から熱が吸熱される（基板３が冷却される）。

また、必要に応じて、バルブ１５、１８および１９を開き、ポンプ１４および排気用ポンプ１７を駆動する。
これにより、ガスが、ガスボンベ１３から導入管１２を通ってチャンバ２内に供給され、チャンバ２内のガスが、各排気口２２からチャンバ２の外側へ排出され、排気管１６を通って外部に排気される。
このようにして、被膜３１から溶媒を除去される。すなわち被膜３１が乾燥する。
以上で、本工程が終了し、基板３の表面に膜（乾燥した膜）が形成される。
最後に、チャンバ２の開閉扉を開き、そこから、基板支持具４に支持されている基板３を取り出す（除材する）。この基板３を取り出す作業は、例えば、図示しないロボットにより行なうことができる。

以上説明したように、この溶媒除去装置１によれば、被膜３１が設けられている部位の基板３の表面の温度をその面内において略均一にすることができ（基板３の表面の温度分布を良好にすることができ）、これにより、基板３の表面に、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。
また、この溶媒除去装置１では、温度均一化手段６が吸熱ブロック６１により基板３から熱を吸熱する構成になっているので、構成が簡易であり、また、複雑な制御も必要とせず、容易に、基板３の表面の温度を略均一にすることができる。

次に、本発明の溶媒除去装置の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の溶媒除去装置の第２実施形態における冷却用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）を示す平面図、Ａ−Ａ線での断面図およびブロック図である。
以下、第２実施形態の溶媒除去装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図４に示すように、第２実施形態の溶媒除去装置１では、温度均一化手段として、基板３に対して冷却用のガス（以下、単に「ガス」と言う）を吹き付ける冷却用ガス吹き付け手段６４ａが設けられている。
この冷却用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）６４ａは、開口で構成され、ガスを噴出するノズルを複数（本実施形態では、３つのノズル６４２、６４３および６４４）有するノズルプレート（冷却用ガス噴出部）６４１と、分岐部６４６を介して３つに分岐する導入管６４５と、ガスボンベ（ガス供給源）６５４と、ガスを冷却するガス冷却手段６５５と、ガスを送り出すポンプ（ガス移送手段）６５６と、導入管６４５の途中に設けられた３つのバルブ６５１、６５２および６５３とを有している。導入管６４５の３つの一端側は、それぞれ、ノズル６４２、６４３および６４４に接続され、導入管６４５の他端側には、ガスボンベ６５４、ガス冷却手段６５５およびポンプ６５６が接続されている。なお、ポンプ６５６は、省略されていてもよい。

各バルブ６５１、６５２および６５３は、それぞれ、その開度を調整し得るようになっており、ノズル６４２と分岐部１６１との間、ノズル６４３と分岐部１６１との間およびノズル６４４と分岐部１６１との間に配置されている。これにより、各ノズル６４２、６４３および６４４に供給（導入）するガスの流量を、それぞれ、独立に調整することができる。すなわち、前記各バルブ６５１、６５２および６５３の開度の調整およびポンプ６５６の出力の調整により、それぞれ、各ノズル６４２、６４３および６４４に供給されるガスの流量を調整することができる。

ノズルプレート６４１は、基板支持具４の基板支持部４１（基板支持具４に支持された基板３）の下側に、基板支持具４に支持された基板３に対面（対向）するように配置されている。また、ノズルプレート６４１の中央部は、基板支持具４に支持された基板３の中央部に位置する。
ノズルプレート６４１のノズル６４２の形状は、平面視で、略四角形をなし、ノズル６４３および６４４の形状は、それぞれ、平面視で、環状（枠状）をなしている。また、ノズル６４２は、ノズルプレート６４１の中央部に配置され、ノズル６４３および６４４は、この順序で、ノズル６４２の外側に、ノズル６４２に対して同心的に配置されている。

ガスボンベ６５４から送出されるガスは、ガス冷却手段６５５により冷却され、導入管６４５を通って、ノズルプレート６４１の各ノズル６４２、６４３および６４４にそれぞれ供給される。そして、各ノズル６４２、６４３および６４４からそれぞれガスが噴出し、そのガスが、それぞれ基板３の対応する部位に吹き付けられることにより、基板３が冷却される。

ここで、冷却用ガス吹き付け手段６４ａは、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、基板３に対して吹き付けるガスの流量（単位面積当りのガスの流量）を大きくするように構成されている。このガスの流量調整は、各バルブ６５１、６５２および６５３の開度の調整およびポンプ６５６の出力の調整によりなされる。これにより、基板３のうち、赤外線ランプ５からその基板３に与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、大きく冷却され、これによって、基板３の表面の温度をその面内において略均一にすることができる（基板３の表面の温度分布を良好にすることができる）。これにより、基板３の表面に、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。

図示例では、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーは、基板３の縁部より中央部の方が高い場合が想定されており、このため、基板３に対して吹き付けるガスの流量（単位面積当りのガスの流量）は、ノズル６４２から噴出して基板３に吹き付けられるガスの流量が最も大きく、ノズル６４３から噴出して基板３に吹き付けられるガスの流量がその次に大きく、ノズル６４４から噴出して基板３に吹き付けられるガスの流量が最も小さい。なお、基板３の縁部にガスを吹き付けるノズル６４４からはガスを噴出しないように構成してもよく、また、ノズルプレート６４１において、そのノズル６４４が省略されていてもよい。

この溶媒除去装置１によれば、前述した第１実施形態の溶媒除去装置１と同様の効果が得られる。
そして、この溶媒除去装置１では、基板３の加熱温度、すなわち、基板３の表面の温度が全体的に高過ぎる場合、冷却用ガス吹き付け手段６４ａにより基板３に対してガスを吹き付けることによって、基板３を容易かつ迅速に冷却することができ、これにより、容易かつ迅速に、基板３の表面の温度を適正な温度にすることができる。

また、この溶媒除去装置１では、赤外線ランプ５の構成（例えば、構造、形状、寸法、配置、数等）、基板３の形状、基板３の寸法、プロセス条件（例えば、基板３の加熱温度、処理時間等）等の諸条件が変更された場合でも、ノズルプレート６４１自体は変更せずに、ノズル６４２、６４３、６４４から基板３に対して吹き付けるガスの流量を適宜調整（変更）することにより、容易かつ迅速に対応することができる。
なお、本発明では、基板３の表面の温度がその面内において略均一になるように、例えば、ノズル６４２、６４３、６４４から基板３に対して吹き付けるガスの温度を調整して、基板３を冷却するように構成してもよい。

次に、本発明の溶媒除去装置の第３実施形態について説明する。
図５は、本発明の溶媒除去装置の第３実施形態における加熱用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）を示す平面図、Ｂ−Ｂ線での断面図およびブロック図である。
以下、第３実施形態の溶媒除去装置１について、前述した第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図５に示すように、第３実施形態の溶媒除去装置１では、温度均一化手段として、基板３に対して加熱用のガス（以下、単に「ガス」と言う）を吹き付ける加熱用ガス吹き付け手段６４ｂが設けられている。すなわち、第３実施形態の溶媒除去方法では、被膜３１から溶媒を除去する工程において、赤外線ランプ５により、処理位置に設置された基板３を加熱し、加熱用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）６４ｂにより、被膜３１が設けられている部位の基板３の表面の温度がその面内において略均一になるように、基板３を介して赤外線ランプ５と反対側から基板３を加熱して、基板３の温度分布を調整し、被膜３１から溶媒を除去する（被膜３１を乾燥させる）。

加熱用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）６４ｂは、基板３を加熱（補助的に加熱）する加熱補助手段であり、その構成は、第２実施形態における冷却用ガス吹き付け手段６４ａのガス冷却手段６５５を、ガスを加熱するガス加熱手段６５７に代えた他は、第２実施形態と同様である。
ガスボンベ６５４から送出されるガスは、ガス加熱手段６５７により加熱され、導入管６４５を通って、ノズルプレート（加熱用ガス噴出部）６４１の各ノズル６４２、６４３および６４４にそれぞれ供給される。そして、各ノズル６４２、６４３および６４４からそれぞれガスが噴出し、そのガスが、それぞれ基板３の対応する部位に吹き付けられることにより、基板３が加熱（補助的に加熱）される。

ここで、加熱用ガス吹き付け手段６４ｂは、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーの低い部位に熱を補給するように構成されている。すなわち、加熱用ガス吹き付け手段６４ｂは、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーの低い部位ほど、基板３に対して吹き付けるガスの流量（単位面積当りのガスの流量）を大きくするように構成されている。このガスの流量調整は、各バルブ６５１、６５２および６５３の開度の調整およびポンプ６５６の出力の調整によりなされる。これにより、基板３のうち、赤外線ランプ５からその基板３に与えられる熱エネルギーの低い部位ほど、大きく加熱され、これによって、基板３の表面の温度をその面内において略均一にすることができる（基板３の表面の温度分布を良好にすることができる）。これにより、基板３の表面に、均一な膜厚の（平坦度の高い）膜（乾燥した膜）を形成することができる。

図示例では、赤外線ランプ５から基板３に与えられる熱エネルギーは、基板３の縁部より中央部の方が高い場合が想定されており、このため、基板３に対して吹き付けるガスの流量（単位面積当りのガスの流量）は、ノズル６４４から噴出して基板３に吹き付けられるガスの流量が最も大きく、ノズル６４３から噴出して基板３に吹き付けられるガスの流量がその次に大きく、ノズル６４２から噴出して基板３に吹き付けられるガスの流量が最も小さい。なお、基板３の中央部にガスを吹き付けるノズル６４２からはガスを噴出しないように構成してもよく、また、ノズルプレート６４１において、そのノズル６４２が省略されていてもよい。

この溶媒除去装置１によれば、前述した第２実施形態の溶媒除去装置１と同様の効果が得られる。
そして、この溶媒除去装置１では、基板３を冷却して基板３の温度分布を調整する場合に比べ、エネルギーの損失を小さくすることができる。
なお、本発明では、基板３の表面の温度がその面内において略均一になるように、例えば、ノズル６４２、６４３、６４４から基板３に対して吹き付けるガスの温度を調整して、基板３を加熱するように構成してもよい。

以上、本発明の溶媒除去装置および溶媒除去方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、本発明の溶媒除去装置の用途は、特に限定されず、例えば、表示体、半導体等の各種電子デバイスや各種電子機器の製造における液相プロセスでの乾燥工程（溶媒除去工程）や、乾燥（溶媒除去）を含む工程（例えば、乾燥させるとともに、酸化または還元させる工程）等に用いることができる。
また、本発明では、温度均一化手段は、前述したものに限定されず、液状材料の被膜が設けられている部位のワークの表面の温度が略均一になるようにワークを冷却、または、加熱、または、冷却および加熱して、そのワークの温度分布を調整し得るものであればよい。
また、本発明の溶媒除去方法では、ワークを介して加熱手段と反対側からワークを冷却および加熱して、そのワークの温度分布を調整してもよい。
また、本発明では、ガス供給手段やガス排気手段が省略されていてもよい。

本発明の溶媒除去装置の第１実施形態を示す断面図およびブロック図である。 図１に示す溶媒除去装置の基板支持具の斜視図である。 図１に示す溶媒除去装置の吸熱ブロックの斜視図および温度調整手段のブロック図である。 本発明の溶媒除去装置の第２実施形態における冷却用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）を示す平面図、Ａ−Ａ線での断面図およびブロック図である。 本発明の溶媒除去装置の第３実施形態における加熱用ガス吹き付け手段（温度均一化手段）を示す平面図、Ｂ−Ｂ線での断面図およびブロック図である。

符号の説明

１……溶媒除去装置 ２……チャンバ ２１……導入口 ２２……排気口 ３……基板 ３１……被膜 ４……基板支持具 ４１……基板支持部 ４１１……段差部 ４２……脚部用フレーム ４２１……端部 ５……赤外線ランプ ６……温度均一化手段 ６１……吸熱ブロック ６２……流入口 ６３……流出口 ６４ａ……冷却用ガス吹き付け手段 ６４ｂ……加熱用ガス吹き付け手段 ６４１……ノズルプレート ６４２〜６４４……ノズル ６４５……導入管 ６４６……分岐部 ６５１〜６５３……バルブ ６５４……ガスボンベ ６５５……ガス冷却手段 ６５６……ポンプ ６５７……ガス加熱手段 ７……ガス供給手段 ８……ガス排気手段 ９……制御手段 １１……温度センサ １２……導入管 １３……ガスボンベ １４……ポンプ １５……バルブ １６……排気管 １６１……分岐部 １７……排気用ポンプ １８、１９……バルブ ３５……温度調整手段 ３６……温度調整部 ３６１……流入口 ３６２……流出口 ３７、３８……チューブ

Claims (15)

1. 液状材料の被膜が設けられたワークを支持するワーク支持手段と、
   前記ワークを加熱する加熱手段と、
   前記ワークを介して前記加熱手段と反対側に設けられ、前記被膜が設けられている部位の前記ワークの表面の温度が略均一になるように前記ワークを冷却および／または加熱して、前記ワークの温度分布を調整する温度均一化手段とを備え、
   前記温度均一化手段により前記被膜が設けられている部位の前記ワークの表面の温度を略均一にしつつ、前記加熱手段により前記ワークを加熱して、前記被膜から溶媒を除去することを特徴とする溶媒除去装置。
2. 前記加熱手段は、赤外線ランプである請求項１に記載の溶媒除去装置。
3. 前記温度均一化手段は、前記ワークから熱を吸収する吸熱ブロックを有する請求項１または２に記載の溶媒除去装置。
4. 前記吸熱ブロックは、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、前記ワークと前記吸熱ブロックとの間の距離が短くなるように、その形状または配置が設定されている請求項３に記載の溶媒除去装置。
5. 前記温度均一化手段は、前記吸熱ブロックの温度を調整する温度調整手段を有する請求項３または４に記載の溶媒除去装置。
6. 前記温度均一化手段は、前記ワークに対して冷却用のガスを吹き付ける冷却用ガス吹き付け手段である請求項１または２に記載の溶媒除去装置。
7. 前記冷却用ガス吹き付け手段は、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーの高い部位ほど、前記ワークに対して吹き付ける冷却用のガスの流量を大きくするよう構成されている請求項６に記載の溶媒除去装置。
8. 前記温度均一化手段は、前記ワークを加熱する加熱補助手段である請求項１または２に記載の溶媒除去装置。
9. 前記加熱補助手段は、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーの低い部位に熱を補給するよう構成されている請求項８に記載の溶媒除去装置。
10. 前記温度均一化手段は、前記ワークに対して加熱用のガスを吹き付ける加熱用ガス吹き付け手段である請求項１または２に記載の溶媒除去装置。
11. 前記加熱用ガス吹き付け手段は、前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーが低い部位ほど、前記ワークに対して吹き付ける加熱用のガスの流量を大きくするよう構成されている請求項１０に記載の溶媒除去装置。
12. 前記加熱手段から前記ワークに与えられる熱エネルギーは、前記ワークの縁部より中央部の方が高い請求項１ないし１１のいずれかに記載の溶媒除去装置。
13. 前記ワーク支持手段は、前記ワークの縁部を係止する係止部が内側に設けられ、枠状をなす基板支持部を有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の溶媒除去装置。
14. 前記ワーク支持手段と、前記加熱手段と、前記温度均一化手段の少なくとも一部とは、内部の雰囲気の条件が管理されるチャンバ内に設けられている請求項１ないし１３のいずれかに記載の溶媒除去装置。
15. 液状材料の被膜が設けられたワークを処理位置に設置する工程と、
    加熱手段により前記ワークを加熱し、前記被膜が設けられている部位の前記ワークの表面の温度が略均一になるように、前記ワークを介して前記加熱手段と反対側から前記ワークを冷却および／または加熱して、前記ワークの温度分布を調整し、前記被膜から溶媒を除去する工程とを有することを特徴とする溶媒除去方法。

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