JP2023045818A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚の均一性が向上された塗布膜を、基板上に形成することを可能にする基板処理装置を提供する。【解決手段】塗布装置１００は、ステージ装置１３０およびノズル装置１５０を含む。ステージ装置１３０においては、プレート部材１３１上に基板Ｗが保持される。ノズル装置１５０はスリット状の吐出口を有し、ステージ装置１３０の上方に設けられる。基板Ｗの上面全体に塗布液が供給されるように、ノズル装置１５０の吐出口から塗布液が吐出されつつノズル装置１５０がステージ装置１３０の上方を移動する。ステージ装置１３０またはノズル装置１５０において、塗布液の基板Ｗに塗布される位置に基づいて、塗布液に対する温度調整が行われる。【選択図】図２

Description

本発明は、基板の上面に塗布膜を形成する基板処理装置に関する。

半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられる。

基板処理装置の一例として、特許文献１には、基板にレジスト膜を形成する回転式基板処理装置が記載されている。その基板処理装置においては、水平姿勢で保持されて回転する基板の中心部にレジスト液が供給される。供給されたレジスト液が基板の周縁部に向かって広がることにより、基板の上面全体にレジスト液の膜が形成される。レジスト液の膜が形成された基板に、乾燥処理等の所定の処理が施される。それにより、基板の上面にレジスト膜が形成される。

上記のように、回転する基板の上面に塗布液（レジスト液）を供給することにより基板の上面に塗布膜（レジスト膜）を形成する方法は、スピン塗布と呼ばれる。スピン塗布により形成されるレジスト膜には、ストリエーション等の塗布むらが発生しやすいことが知られている。ストリエーションとは、基板上に塗布膜が形成される際に膜厚の差によって発生する模様であり、基板の中心から外周部に向かって放射状に形成される。

特開２０１９－０４６８５０号公報

塗布膜の形成方法としては、上記のスピン塗布の他、スリット状の吐出口を有する塗布液ノズルを基板上で走査することにより基板上に塗布膜を形成する方法がある。この塗布膜の形成方法は、スリット塗布と呼ばれる。スリット塗布により塗布膜を形成する場合、形成される塗布膜にストリエーションは発生しない。しかしながら、スリット塗布によって基板上に形成される塗布膜の厚みのばらつきは、スピン塗布によって基板上に形成される塗布膜の厚みのばらつきに比べて大きい。

本発明の目的は、膜厚の均一性が向上された塗布膜を、基板上に形成することを可能にする基板処理装置を提供することである。

（１）第１の発明に係る基板処理装置は、少なくとも一部が円形状の外周部を有する基板が載置される第１のプレート部材を有し、第１のプレート部材に載置された基板を予め定められた固定姿勢で保持する第１の基板保持部と、第１の基板保持部よりも上方の位置に設けられ、スリット状の吐出口を有し、吐出口から基板の上面に塗布液を吐出する液供給部と、液供給部から吐出される塗布液により第１の基板保持部に保持された基板の上面全体に塗布液の膜が形成されるように、第１のプレート部材と液供給部とを相対的に移動させる相対的移動部と、液供給部において吐出口に導かれる塗布液および基板上に塗布された塗布液のうち少なくとも一方に対する温度調整を行う温度調整部とを備える。

その基板処理装置においては、第１のプレート部材上に基板が保持された状態で、第１のプレート部材と液供給部とが相対的に移動する。このとき、液供給部のスリット状の吐出口から基板の上面に塗布液が吐出されることにより、基板の上面全体に塗布液の膜が形成される。このように、スリット状の吐出口を有する液供給部を基板上で走査することにより塗布膜を形成する方法によれば、塗布むらの発生を低減することができる。

また、上記の基板処理装置においては、液供給部において吐出口に導かれる塗布液、および基板上に塗布された塗布液に対して温度調整が行われる。換言すれば、基板に供給される前の塗布液および基板に供給された後の塗布液のうち少なくとも一方の塗布液に対して温度調整が行われる。それにより、基板上に形成される塗布膜の厚みを均一化することが可能になる。

（２）液供給部は、塗布液供給系から供給される塗布液を吐出口に導く塗布液流路を含み、温度調整部は、液供給部の吐出口の複数の部分から吐出される塗布液の流量分布が予め定められた流量分布となるように、塗布液流路を通して吐出口の複数の部分に導かれる塗布液の温度をそれぞれ調整する塗布液調整部を含んでもよい。

塗布液の粘度は、塗布液の温度が高いほど低く、塗布液の温度が低いほど高い。単位時間当たりに塗布液流路を流れる塗布液の量、すなわち塗布液の流量は、塗布液の粘度が低いほど大きく、塗布液の粘度が高いほど小さくなる。

したがって、上記の構成によれば、塗布液流路の複数の部分を流れる塗布液の温度が調整されることにより、吐出口の複数の部分から基板の複数の部分に予め定められた量の塗布液が供給される。それにより、吐出口の複数の部分から吐出される塗布液についての予め定められた流量分布が適切に定められることにより、基板上に形成される塗布膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

（３）塗布液調整部は、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の温度が、基板の中央部に供給される塗布液の温度よりも低くなるように、吐出口の複数の部分に導かれる塗布液の温度をそれぞれ調整してもよい。

上記の構成によれば、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の温度が低くなるので、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の粘度は高くなる。それにより、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の量を他の部分に供給される塗布液の量に比べて小さくすることができる。その結果、基板の外周部の少なくとも一部に形成される塗布膜の厚みが他の部分に比べて大きくなることが抑制される。

（４）液供給部は、吐出口が第１の方向に延びるように配置され、相対的移動部は、第１の基板保持部に基板が固定姿勢で保持された状態で、液供給部の吐出口が基板上の空間を通過するように、第１の方向に交差する第２の方向に液供給部と第１の基板保持部とを相対的に移動させ、第１のプレート部材に載置された基板には、外周端部を含む一定幅の円環状領域と、円環状領域の内側の中央領域とが定義され、塗布液調整部は、相対的移動部による液供給部と第１の基板保持部との間の相対的な移動時に、液供給部の吐出口の複数の部分のうち平面視で第１のプレート部材に載置された基板の円環状領域に重なる部分から吐出される塗布液の温度を予め定められた第１の温度に調整し、液供給部の吐出口の複数の部分のうち平面視で第１のプレート部材に載置された基板の円環状領域に重ならない部分から吐出される塗布液の温度を第１の温度よりも高い第２の温度に調整してもよい。

上記の構成によれば、基板の円環状領域に供給される塗布液の温度が基板の中央領域に供給される塗布液の温度に比べて低くなる。したがって、基板の円環状領域に供給される塗布液の粘度は、基板の中央領域に供給される塗布液の粘度に比べて高くなる。それにより、基板の円環状領域に供給される塗布液の量を基板の中央領域に供給される塗布液の量に比べて小さくすることができる。その結果、基板の外周部に形成される塗布膜の厚みが他の部分に比べて大きくなることが抑制される。

（５）第１のプレート部材は、複数の領域を有し、温度調整部は、第１のプレート部材の複数の領域の温度をそれぞれ調整する第１のプレート調整部を含んでもよい。

上記の構成によれば、第１のプレート部材の複数の領域の温度が適切に調整されることにより、基板の円環状領域に位置する塗布液の粘度が高くなることを抑制することができる。それにより、基板上に形成される塗布膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

（６）第１のプレート部材の複数の領域は、第１のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる複数の第１の領域と、第１のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる複数の第２の領域とを含み、基板の半径方向における複数の第１の領域の各々の寸法は、基板の半径方向における複数の第２の領域の各々の寸法よりも小さくてもよい。

この場合、基板の中央部上に供給される塗布液の温度に比べて、基板の外周部上に供給される塗布液の温度をより高い精度で調整することができる。

（７）第１のプレート調整部は、第１のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる部分の温度が、第１のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる部分の温度よりも高くなるように、第１のプレート部材の複数の領域の温度をそれぞれ調整してもよい。

上記の構成によれば、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の温度が高くなるので、基板の外周部の少なくとも一部に供給された塗布液の粘度は低くなる。それにより、基板の外周部の少なくとも一部に位置する塗布液の粘度が高くなることに起因して、基板の外周部の少なくとも一部に形成される塗布膜の厚みが他の部分に比べて大きくなることが抑制される。

（８）基板処理装置は、基板に塗布液を塗布する塗布装置と、塗布装置により基板上に形成された塗布液の膜を乾燥させる液膜乾燥装置とを備え、塗布装置は、第１の基板保持部、液供給部および相対的移動部を含み、液膜乾燥装置は、塗布装置により塗布液の膜が形成された基板が載置される第２のプレート部材を有し、第２のプレート部材に載置された基板を予め定められた固定姿勢で保持する第２の基板保持部と、第２の基板保持部を収容する内部空間を有するチャンバと、第２の基板保持部により基板が保持された状態で、チャンバ内部の空間を減圧することにより第２の基板保持部により保持された基板上に形成された塗布液の膜を乾燥させる液膜乾燥部とを含み、第２のプレート部材は、複数の領域を有し、温度調整部は、第２のプレート部材の複数の領域の温度をそれぞれ調整する第２のプレート調整部を含んでもよい。

この場合、液膜乾燥装置においては、チャンバ内の第２のプレート部材上に基板が保持された状態で、チャンバの内部空間が減圧されることにより、基板上の塗布液の膜が乾燥される。このとき、第２のプレート部材の複数の領域の温度がそれぞれ調整される。したがって、第２のプレート部材の複数の領域の温度が適切に調整されることにより、基板の円環状領域に位置する塗布液の粘度が高くなることを抑制することができる。それにより、基板上に形成される塗布膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

（９）第２のプレート部材の複数の領域は、第２のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる複数の第３の領域と、第２のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる複数の第４の領域とを含み、基板の半径方向における複数の第３の領域の寸法は、基板の半径方向における複数の第４の領域の寸法よりも小さくてもよい。

この場合、基板の中央部上に供給される塗布液の温度に比べて、基板の外周部上に供給される塗布液の温度をより高い精度で調整することができる。

（１０）第２のプレート調整部は、第２のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる部分の温度が、第２のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる部分の温度よりも高くなるように、第２のプレート部材の複数の領域の温度をそれぞれ調整してもよい。

上記の構成によれば、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の温度が高くなるので、基板の外周部の少なくとも一部に供給された塗布液の粘度は低くなる。それにより、基板の外周部の少なくとも一部に位置する塗布液の粘度が高くなることに起因して、基板の外周部の少なくとも一部に形成される塗布膜の厚みが他の部分に比べて大きくなることが抑制される。

（１１）第２の発明に係る基板処理装置は、少なくとも一部が円形状の外周部を有するとともに、塗布液の膜が形成された基板が載置されるプレート部材を有し、プレート部材に載置された基板を一定姿勢で保持する基板保持部と、基板保持部を収容する内部空間を有するチャンバと、基板保持部により基板が保持された状態で、チャンバ内部の空間を減圧することにより基板保持部により保持された基板上に形成された塗布液の膜を乾燥させる液膜乾燥部と、基板上に塗布された塗布液に対する温度調整を行う温度調整部とを備え、プレート部材は、複数の領域を有し、温度調整部は、プレート部材の複数の領域の温度をそれぞれ調整する。

その基板処理装置においては、少なくとも一部が円形状の外周部を有するとともに塗布液の膜が形成された基板が、チャンバ内のプレート部材上に保持される。この状態で、チャンバの内部空間が減圧されることにより、基板上の塗布液の膜が乾燥される。このとき、プレート部材の複数の領域の温度がそれぞれ調整される。したがって、プレート部材の複数の領域の温度が適切に調整されることにより、基板の外周部に位置する塗布液の粘度が高くなることを抑制することができる。それにより、基板の外周部に形成される塗布膜の厚みが他の部分に比べて大きくなることが抑制される。

上記の基板処理装置においては、基板に供給された後の塗布液に対して温度調整が行われる。それにより、基板上に形成される塗布膜の厚みを均一化することが可能になる。

本発明によれば、膜厚の均一性が向上された塗布膜を、基板上に形成することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の基本構成図である。 図１の塗布装置の模式的な外観斜視図である。 通常のスリット塗布により発生する膜厚のばらつきの傾向を説明するための図である。 図２のノズル装置の分解斜視図である。 図２のノズル装置の外観斜視図および縦断面図である。 ノズルブロックの変形例を示す図である。 図４のノズル装置を用いた基板の塗布処理の具体例を示す図である。 図４のノズル装置を用いた基板の塗布処理の具体例を示す図である。 図４のノズル装置を用いた基板の塗布処理の具体例を示す図である。 図４のノズル装置を用いた基板の塗布処理の具体例を示す図である。 図４のノズル装置を用いた基板の塗布処理の具体例を示す図である。 図４のノズル装置を用いた基板の塗布処理の具体例を示す図である。 図２のステージ装置の平面図である。 図２のステージ装置の分解斜視図である。 図１４のステージ装置に取り付けられる温度調整用の補助装置の一例を示す図である。 ステージ装置の他の構成例を示す平面図である。 塗布装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 図1の液膜乾燥装置の模式的な外観斜視図である。 液膜乾燥装置の制御系統の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、基板とは、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。また、以下に説明する基板は、平面視でノッチの形成部分を除いて円形状を有する。

［１］基板処理装置の基本構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の基本構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置１は、塗布装置１００、液膜乾燥装置２００、後処理装置３００、搬送装置４００および制御装置５００を備える。

塗布装置１００は、未処理の基板Ｗの上面に所定の塗布液を供給し、塗布液の液膜を形成する。本実施の形態に係る塗布液はレジスト膜用の塗布液（レジスト液）または反射防止膜用の塗布液（反射防止液）である。塗布装置１００の構成および動作の詳細は後述する。

液膜乾燥装置２００には、塗布装置１００により塗布液の液膜が形成された基板Ｗが搬入される。液膜乾燥装置２００は、基板Ｗ上に形成された液膜の乾燥処理を行う。それにより、基板Ｗ上に塗布膜ＦＦが形成される。液膜乾燥装置２００の詳細は後述する。

後処理装置３００には、液膜乾燥装置２００により塗布膜ＦＦが形成された基板Ｗが搬入される。後処理装置３００は、塗布膜ＦＦが形成された基板Ｗに対して予め定められた所定の処理を行う。例えば、図１の後処理装置３００は、スピンチャック３１０、カップ３２０、エッジリンスノズル３３１および複数（本例では２つ）のバックリンスノズル３３２を備える。

この場合、スピンチャック３１０は、塗布膜ＦＦが形成された基板Ｗの下面中央部を吸着することにより、当該基板Ｗを水平姿勢で保持しつつ上下方向の軸の周りで回転させる。

エッジリンスノズル３３１は、スピンチャック３１０により回転する基板Ｗの上面周縁部に、塗布膜ＦＦを溶解する除去液を吐出する。これにより、基板Ｗの上面周縁部から外周端部に形成された塗布膜ＦＦの一部が除去される。複数のバックリンスノズル３３２は、スピンチャック３１０により回転する基板Ｗの下面周縁部に、除去液を吐出する。これにより、基板Ｗの下面周縁部に付着した塗布液の析出物等が除去される。

カップ３２０は、スピンチャック３１０を取り囲むように設けられている。カップ３２０は、エッジリンスノズル３３１またはバックリンスノズル３３２から基板Ｗに向けて除去液が供給される際に、基板Ｗから飛散する液体を受け止める。受け止められた液体は、回収または廃棄される。

なお、後処理装置３００においては、有機溶剤（例えばシンナー）を用いた基板Ｗの乾燥処理が行われてもよい。あるいは、後処理装置３００は、上記の例に限らず、塗布膜ＦＦが形成された基板Ｗに熱処理を行うことが可能に構成されてもよいし、塗布膜ＦＦが形成された基板Ｗの一部または全てに露光処理を行うことが可能に構成されてもよい。

搬送装置４００は、塗布装置１００、液膜乾燥装置２００および後処理装置３００の間で基板Ｗを搬送する。制御装置５００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、塗布装置１００、液膜乾燥装置２００、後処理装置３００および搬送装置４００に、基板処理に関する各種指令信号を与える。

［２］塗布装置１００の構成および基本動作
図２は、図１の塗布装置１００の模式的な外観斜視図である。図２に示すように、塗布装置１００は、主として制御部１１０、２つのステージ支持体１２０、ステージ装置１３０、２つのノズル支持体１４０およびノズル装置１５０から構成され、図示しない筐体内に収容されている。図２および後述する所定の図には、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。

制御部１１０は、図１の制御装置５００からの指令信号等に応答して塗布装置１００の各部の動作を制御する。制御部１１０の詳細は後述する。２つのステージ支持体１２０の各々は、一方向に延びる直方体形状を有し、Ｘ方向に沿って延びるように、図示しない筐体の底面上に設けられている。各ステージ支持体１２０の上面には、当該ステージ支持体１２０の長手方向に沿って延びるガイドレール１２１が設けられている。また、２つのステージ支持体１２０は、Ｙ方向に並ぶように配置されている。

ステージ装置１３０は、Ｙ方向において２つのステージ支持体１２０の間に位置し、２つのステージ支持体１２０により支持されている。ステージ装置１３０は、プレート部材１３１、プレート調整部１３２、複数の支持ピン１３３、ピン昇降駆動部１３４および吸引駆動部１３５を含む。

プレート部材１３１は、矩形の平板形状を有する石材により形成され、ステージ装置１３０の上面部分を構成する。プレート部材１３１の一部には、処理対象となる基板Ｗが載置される。基板Ｗが載置されるプレート部材１３１の部分（以下、基板載置部分と呼ぶ。）には、当該プレート部材１３１をＺ方向に貫通するように、図示しない複数の吸気孔および複数のピン挿入孔が形成されている。

ステージ装置１３０においては、プレート部材１３１の下部にプレート調整部１３２、複数の支持ピン１３３、ピン昇降駆動部１３４および吸引駆動部１３５が設けられている。プレート調整部１３２は、プレート部材１３１の基板載置部分の温度を調整する。プレート調整部１３２の詳細は後述する。

複数の支持ピン１３３は、上下方向に延びるようにかつ平面視で基板載置部分に設けられた複数のピン挿入孔にそれぞれ重なるようにピン昇降駆動部１３４により支持されている。ピン昇降駆動部１３４は、制御部１１０の制御に基づいて、複数の支持ピン１３３を上下方向に移動させる。それにより、複数の支持ピン１３３の上端部は、プレート部材１３１よりも上方のピン上昇位置と、プレート部材１３１よりも下方のピン下降位置との間を移動する。

これにより、塗布装置１００における基板Ｗの搬入時には、複数の支持ピン１３３の上端部がピン上昇位置にある状態で、図１の搬送装置４００により保持された未処理の基板Ｗが複数の支持ピン１３３上に渡される。また、塗布装置１００における基板Ｗの搬出時には、複数の支持ピン１３３の上端部がピン上昇位置にある状態で、複数の支持ピン１３３上に支持された処理済の基板Ｗが図１の搬送装置４００により受け取られる。さらに、塗布装置１００における基板Ｗの塗布処理時には、複数の支持ピン１３３の上端部がピン下降位置にある状態で、プレート部材１３１の基板載置部分に載置された基板Ｗに塗布液が供給される。

プレート部材１３１に形成された複数の吸気孔は、吸引駆動部１３５および図示しない吸気系を通して工場の排気設備等に接続されている。吸引駆動部１３５は、制御部１１０の制御に基づいて、複数の吸気孔と吸気系との間に形成される吸気経路を連通状態と遮断状態との間で切り替える。このような構成により、プレート部材１３１の基板載置部分に基板Ｗが載置された状態で、吸引駆動部１３５は、吸気経路を連通状態とすることにより当該基板Ｗを基板載置部分に吸着保持させることができる。また、基板載置部分に基板Ｗが吸着保持された状態で、吸引駆動部１３５は、吸気経路を遮断状態とすることにより当該基板Ｗをプレート部材１３１から解放させることができる。

２つのステージ支持体１２０の上面には、２つのノズル支持体１４０がそれぞれ設けられている。２つのノズル支持体１４０は、Ｙ方向に並ぶように配置されている。２つのノズル支持体１４０の各々は、当該ノズル支持体１４０が設けられたステージ支持体１２０のガイドレール１２１に沿ってＸ方向に移動可能となっている。

ノズル装置１５０は、Ｙ方向において２つのノズル支持体１４０の間に位置し、２つのノズル支持体１４０により支持されている。２つノズル支持体１４０のうち少なくとも一方には、Ｘ方向駆動部１４１、Ｚ方向駆動部１４２および液供給部１４３が内蔵されている。

ノズル装置１５０は、ノズルブロック１５１およびノズル調整部１５２を含む。ノズルブロック１５１は、一方向に延びる直方体形状を有し、下面に当該一方向に延びるスリット状の吐出口１４（図４）を有する。また、ノズルブロック１５１は、ノズル支持体１４０に設けられた液供給部１４３を介して図示しない塗布液供給系に接続されている。ノズルブロック１５１の内部には、吐出口１４につながる塗布液流路１３（図４）が形成されている。ノズル支持体１４０の液供給部１４３は、例えばポンプおよびバルブを含み、制御部１１０の制御に基づいて、塗布液供給系から供給される塗布液をさらにノズルブロック１５１に供給する。それにより、ノズルブロック１５１においては、液供給部１４３から供給された塗布液が、塗布液流路１３を通して吐出口１４から吐出される。あるいは、液供給部１４３は、制御部１１０の制御に基づいて、塗布液供給系から供給される塗布液がノズルブロック１５１に供給されることを停止する。

本例では、ノズルブロック１５１は、当該ノズルブロック１５１の吐出口１４がＹ方向に延びるように、２つのノズル支持体１４０により支持されている。ノズル調整部１５２は、ノズルブロック１５１内の塗布液流路１３を流れる塗布液の温度を調整可能に構成されている。ノズル装置１５０の詳細については後述する。

Ｘ方向駆動部１４１は、例えばモータ等のアクチュエータを含み、制御部１１０の制御に基づいて、ノズル支持体１４０をステージ支持体１２０のガイドレール１２１上でＸ方向に移動させる。Ｚ方向駆動部１４２は、例えばモータ等のアクチュエータを含み、制御部１１０の制御に基づいて、ノズル支持体１４０によって支持されるノズル装置１５０をＺ方向に移動させる。これにより、塗布装置１００においては、図２に白抜きの矢印ＡＸ，ＡＹに示すように、ステージ装置１３０上に載置された基板Ｗ上で、ノズル装置１５０をＸ方向およびＺ方向に移動させることが可能となっている。

基板Ｗの塗布処理時には、プレート部材１３１上に基板Ｗが吸着保持された状態で、ノズル装置１５０が基板Ｗの上方の空間をＸ方向に移動する。このとき、ノズル装置１５０のＺ方向の位置（高さ）は、例えばノズルブロック１５１内の塗布液が毛細管現象により吐出口１４からノズルブロック１５１と基板Ｗとの間の隙間に引き出されるように、ノズル装置１５０の吐出口１４が基板Ｗの上面に十分に近づけられる。このように、ノズルの吐出口から毛細管現象を利用して基板Ｗ上に塗布液を供給する方法は、キャピラリ塗布と呼ばれる。

［３］スリット塗布による膜厚分布のばらつき
スリット状の吐出口を有する塗布液ノズル（いわゆるスリットノズル）を基板Ｗ上で走査する塗布方法は、スリット塗布と呼ばれる。上記のキャピラリ塗布はスリット塗布の一例である。ここで、発明が解決しようとする課題において説明したように、スリット塗布により基板Ｗ上に形成される塗布膜ＦＦは、その膜厚にばらつきが生じやすい。

図３は、通常のスリット塗布により発生する膜厚のばらつきの傾向を説明するための図である。図３の上段に示すように、基板Ｗの上面に対して例えば一定速度でスリットノズルＳＮを走査しつつ、スリットノズルＳＮから基板Ｗに塗布液を吐出する場合を想定する。ここで、図３の例においては、基板Ｗに対してスリットノズルＳＮが移動する方向をスキャン方向Ｄ１と呼び、スキャン方向Ｄ１に直交する方向をスキャン直交方向Ｄ２と呼ぶ。

図３の中段右に、図３の上段の方法で基板Ｗの上面に形成された塗布膜ＦＦについて、スキャン方向Ｄ１に平行で基板Ｗの中心を通る直線Ｌ１上の膜厚分布が示される。図３の中段右のグラフにおいては、縦軸が塗布膜ＦＦの膜厚を示し、横軸が図３の中段左の模式図における直線Ｌ１上の基板Ｗの位置ｐ１０，ｐ１１，ｐ１２を示す。位置ｐ１０は、基板Ｗの中心に位置する。位置ｐ１１は、スキャン方向Ｄ１における基板Ｗの一端部に位置する。位置ｐ１２は、スキャン方向Ｄ１における基板Ｗの他端部に位置する。さらに、位置ｐ１１，ｐ１０，ｐ１２は、この順でスキャン方向Ｄ１に並んでいる。

図３の中段右のグラフによれば、基板Ｗ上の膜厚は、位置ｐ１１，ｐ１２において局所的に大きくなっている。一方、位置ｐ１１と位置ｐ１２との間では、基板Ｗ上の膜厚は、スキャン方向Ｄ１における上流から下流に向かってなだらかに減少している。この場合、例えばスリットノズルＳＮの移動速度を基板Ｗ上の位置に応じて適宜変化させることにより、塗布膜ＦＦの直線Ｌ１上の膜厚を均一化することが可能である。

図３の下段右に、図３の上段の方法で基板Ｗの上面に形成された塗布膜ＦＦについて、スキャン直交方向Ｄ２に平行で基板Ｗの中心を通る直線Ｌ２上の膜厚分布が示される。図３の下段右のグラフにおいては、縦軸が塗布膜ＦＦの膜厚を示し、横軸が図３の下段左の模式図における直線Ｌ２上の基板Ｗの位置ｐ１０，ｐ２１，ｐ２２を示す。位置ｐ１０は、基板Ｗの中心に位置する。位置ｐ２１は、スキャン直交方向Ｄ２における基板Ｗの一端部に位置する。位置ｐ２２は、スキャン直交方向Ｄ２における基板Ｗの他端部に位置する。さらに、位置ｐ２１，ｐ１０，ｐ２２は、この順でスキャン直交方向Ｄ２に並んでいる。

図３の下段右のグラフによれば、基板Ｗ上の膜厚は、基板Ｗの外周端部の位置ｐ２１，ｐ２２で局所的に大きくなり、基板Ｗの外周端部を除く部分で比較的均一である。直線Ｌ２上の膜厚のばらつきは、スキャン方向Ｄ１に平行な直線Ｌ１上の膜厚のばらつきとは異なり、スリットノズルＳＮの移動速度を調整しても低減することができない。

上記のように、基板Ｗの外周端部およびその近傍に形成される塗布膜ＦＦの厚みは、基板Ｗの中央部に形成される塗布膜ＦＦの厚みよりも大きくなりやすい。この現象は、基板Ｗの外周部に形成される塗布液の液膜が基板Ｗの中央部に形成される塗布液の液膜よりも早く冷却されることにより、両者の塗布液の間に粘度の差が生じることに起因すると考えられる。

これらの点を考慮して、本実施の形態に係る塗布装置１００においては、ステージ装置１３０およびノズル装置１５０に、基板Ｗ上に形成される塗布液の液膜の膜厚を均一化させるための工夫が施されている。以下、ステージ装置１３０およびノズル装置１５０の詳細を説明する。

［４］ノズル装置１５０
図４は、図２のノズル装置１５０の分解斜視図である。図５は、図２のノズル装置１５０の外観斜視図および縦断面図である。図５では、上段に、ノズル装置１５０の外観斜視図が示される。また、下段に、上段の二点鎖線で示される仮想面ＶＳで切断されたノズル装置１５０の縦断面図が示される。

上述のように、ノズルブロック１５１は、一方向（本例ではＹ方向）に延びる直方体形状を有し、例えば金属等の高い熱伝導性を有する材料により形成されている。ノズルブロック１５１の内部には、液導入路１１、塗布液バッファ部１２および塗布液流路１３が形成されている。塗布液バッファ部１２は、ノズルブロック１５１の中心部よりもやや上方に位置し、一定量の塗布液を貯留可能に形成されている。

ノズルブロック１５１の上面から塗布液バッファ部１２にかけて、Ｚ方向に延びるように、液導入路１１が形成されている。ノズルブロック１５１の上面には、液導入路１１の上端部開口に塗布液を供給するための配管１５３の一端が接続されている。配管１５３の他端は、図２の液供給部１４３に接続される。

上述のように、ノズルブロック１５１の下面には、スリット状の吐出口１４が形成されている。吐出口１４から塗布液バッファ部１２にかけて、Ｚ方向に延びるように、塗布液流路１３が形成されている。

ここで、ノズルブロック１５１の複数の側面のうち、塗布装置１００内に設けられた状態でＸ方向に直交する一面をノズル前面１５１ｓと呼ぶ。また、ノズルブロック１５１においては、図５の下段に示すように、Ｙ方向に見て吐出口１４および塗布液流路１３がノズル前面１５１ｓの近傍に位置するものとする。ノズル調整部１５２は、ノズル前面１５１ｓのうちＸ方向に見て塗布液流路１３に重なる部分に取り付けられる。

図４に示すように、ノズル調整部１５２は、複数（本例では１０個）の熱電素子ｅ１～ｅ１０、複数（本例では１０個）の温度センサｔｓおよび冷却プレート２１を備える。熱電素子ｅ１～ｅ１０の各々は、例えばマイカヒータまたはペルチェ素子等で構成される。また、熱電素子ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，ｅ６，ｅ７，ｅ８，ｅ９，ｅ１０は、図４に白抜きの矢印Ａ１で示すように、Ｘ方向に見て塗布液流路１３に重なりかつこの順でＹ方向に並ぶようにノズルブロック１５１のノズル前面１５１ｓに貼り付けられる。

熱電素子ｅ１～ｅ１０の各々には、当該熱電素子を発熱させるための駆動回路１５２ｃ（図１７）が接続されている。駆動回路１５２ｃ（図１７）により熱電素子ｅ１～ｅ１０がそれぞれ発熱すると、ノズルブロック１５１の塗布液流路１３内に存在する塗布液が加熱される。複数の温度センサｔｓは、熱電素子ｅ１～ｅ１０にそれぞれ取り付けられている。

冷却プレート２１は、熱伝導性に優れた材料で形成された長尺状の板部材であり、図４に白抜きの矢印Ａ２で示すように、ノズルブロック１５１のノズル前面１５１ｓに貼り付けられる。これにより、ノズル前面１５１ｓ上では、複数の熱電素子ｅ１～ｅ１０および温度センサｔｓが、図５に示すように、冷却プレート２１によって覆われる。

図４に示すように、冷却プレート２１の内部には、冷却水流路２２が形成されている。冷却プレート２１の端部には、冷却水流路２２の入口および出口が形成されている。冷却プレート２１における冷却水流路２２の入口部分には、冷却水の導入配管２３が接続されている。冷却プレート２１における冷却水流路２２の出口部分には、冷却水の導出配管２４が接続されている。

冷却プレート２１の冷却水流路２２には、冷却設備から導入配管２３を通して冷却水が供給される。冷却水流路２２を流れる冷却水は、導出配管２４を通して冷却プレート２１の外部に設けられた冷却設備に送られる。これにより、複数の熱電素子ｅ１～ｅ１０の発熱時に、複数の熱電素子ｅ１～ｅ１０の過剰な温度上昇を抑制することができる。

上記のノズル装置１５０においては、複数の熱電素子ｅ１～ｅ１０が予め定められた温度で発熱するように、対応する温度センサｔｓにより検出される温度に基づいて駆動回路１５２ｃ（図１７）が制御される。それにより、吐出口１４の複数の部分から吐出される塗布液の温度をそれぞれ所望の温度に調整することができる。

図２の塗布装置１００においては、図４のノズルブロック１５１に代えて以下の構成を有するノズルブロックが設けられてもよい。図６は、ノズルブロック１５１の変形例を示す図である。図６のノズルブロック１５１が図４のノズルブロック１５１と異なる点を説明する。

図６の上段に示すように、本例のノズルブロック１５１においては、塗布液流路１３内に複数の伝熱部１５が設けられている。図６では、複数の伝熱部１５の形状の理解を容易にするために、複数の伝熱部１５の部分にハッチングが施されている。伝熱部１５は、ノズルブロック１５１と同様に、金属等の高い熱伝導性を有する材料により形成され、塗布液流路１３内部でＺ方向に延びるようにかつＹ方向に並ぶように設けられている。なお、伝熱部１５は、ノズルブロック１５１と同じ材料で形成されてもよい。この場合、ノズルブロック１５１および伝熱部１５は単一部材で構成されてもよい。

伝熱部１５を備えるノズルブロック１５１においては、図６の下段に示すように、塗布液流路１３の内部で複数の伝熱部１５の間を通過するように塗布液が流れる。この場合、塗布液流路１３を流れる塗布液には、図５の熱電素子ｅ１～ｅ１０で発生する熱がノズルブロック１５１および複数の伝熱部１５を通して効率よく伝達される。

ここで、塗布液の粘度は、塗布液の温度が高いほど低く、塗布液の温度が低いほど高い。また、一定の断面積を有する流路内を塗布液が流れる場合、塗布液の粘度が高いと、当該流路内を流れる塗布液の流量は減少する。一方、塗布液の粘度が低いと、当該流路内を流れる塗布液の流量は増加する。したがって、上記のように、吐出口１４の複数の部分から吐出される塗布液の温度を調整すれば、吐出口１４の複数の部分から吐出される塗布液の流量を制御することができる。

そこで、本実施の形態では、基板Ｗの外周部に供給される塗布液の温度が他の部分に供給される塗布液の温度に比べて低くなるように、ノズル装置１５０において塗布液の温度が調整される。この場合、基板Ｗの外周部に供給される塗布液の量が基板Ｗの他の部分（中央部等）に供給される塗布液の量よりも少なくなる。その結果、スリット塗布を採用する場合においても、基板Ｗの外周部で他の領域に比べて塗布液の膜厚が大きくなることを防止することができる。

図７～図１２は、図４のノズル装置１５０を用いた基板Ｗの塗布処理の具体例を示す図である。図７～図１２では、塗布処理中の基板Ｗに対するノズル装置１５０の動作が時系列順に平面図で示される。また、図７～図１２に示される基板Ｗにおいては、当該基板Ｗの外周端部を含む一定幅の領域が円環状領域ＲＲとして定義され、円環状領域ＲＲの内側の領域が中央領域ＩＲとして定義されている。さらに、Ｙ方向においては、ノズル調整部１５２の複数の熱電素子ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，ｅ６，ｅ７，ｅ８，ｅ９，ｅ１０は、基板Ｗの一端部から他端部までの範囲をカバーするように等間隔で並んでいる。

本例では、基板Ｗに対するノズル装置１５０の走査時に、吐出口１４のうち平面視で基板Ｗの円環状領域ＲＲに重なる部分から吐出される塗布液の温度が予め定められた第１の温度に調整される。また、吐出口１４のうち平面視で基板Ｗの円環状領域ＲＲに重ならない部分から吐出される塗布液の温度が第１の温度よりも高い第２の温度に調整される。

そのため、吐出口１４の少なくとも一部が基板Ｗの円環状領域ＲＲに重なる場合には、平面視で円環状領域ＲＲに重なる吐出口１４の部分に対応する一部の熱電素子の温度が他の熱電素子の温度よりも低くなるように、駆動回路１５２ｃ（図１７）が制御される。図７～図１２では、複数の熱電素子のうち発熱量が低く設定される一部の熱電素子が濃いハッチングで示される。

具体的には、図７の状態で、吐出口１４の全ての部分は基板Ｗの円環状領域ＲＲから外れている。この場合、全ての熱電素子ｅ１～ｅ１０の温度が例えば第２の温度に設定される。

また、図８の状態で、吐出口１４の中央部分が円環状領域ＲＲに重なる。この場合、熱電素子ｅ１～ｅ１０のうち吐出口１４の中央部分に対応する熱電素子ｅ５，ｅ６の温度が例えば第１の温度に設定され、他の熱電素子ｅ１～ｅ４，ｅ７～ｅ１０の温度が例えば第２の温度に設定される。

また、図９の状態で、吐出口１４の２つの部分が円環状領域ＲＲに重なる。この場合、熱電素子ｅ１～ｅ１０のうち吐出口１４の２つの部分に対応する熱電素子ｅ２，ｅ９の温度が例えば第１の温度に設定され、他の熱電素子ｅ１，ｅ３～ｅ８，ｅ１０の温度が例えば第２の温度に設定される。

また、図１０の状態で、吐出口１４の両端部が円環状領域ＲＲに重なる。この場合、熱電素子ｅ１～ｅ１０のうち吐出口１４の両端部に対応する熱電素子ｅ１，ｅ１０の温度が例えば第１の温度に設定され、他の熱電素子ｅ２～ｅ９の温度が例えば第２の温度に設定される。

また、図１１の状態で、吐出口１４の２つの部分が円環状領域ＲＲに重なる。この場合、熱電素子ｅ１～ｅ１０のうち吐出口１４の２つの部分に対応する熱電素子ｅ２，ｅ９の温度が例えば第１の温度に設定され、他の熱電素子ｅ１，ｅ３～ｅ８，ｅ１０の温度が例えば第２の温度に設定される。

さらに、図１２の状態で、吐出口１４の中央部分が円環状領域ＲＲに重なる。この場合、熱電素子ｅ１～ｅ１０のうち吐出口１４の中央部分に対応する熱電素子ｅ５，ｅ６の温度が例えば第１の温度に設定され、他の熱電素子ｅ１～ｅ４，ｅ７～ｅ１０の温度が例えば第２の温度に設定される。

上記の具体例によれば、基板Ｗの円環状領域ＲＲに供給される塗布液の温度が基板Ｗの中央領域ＩＲに供給される塗布液の温度に比べて低くなる。それにより、基板Ｗの円環状領域ＲＲに供給される塗布液の量を基板Ｗの中央領域ＩＲに供給される塗布液の量に比べて小さくすることができる。その結果、基板Ｗの外周部に形成される塗布膜ＦＦの厚みが他の部分に比べて大きくなることが抑制される。

なお、複数の熱電素子ｅ１～ｅ１０の温度は、基板Ｗの塗布処理中、熱電素子ごとに予め定められた一定の値で維持されるように設定されてもよい。この場合、例えばノズル装置１５０の走査方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）で、温度勾配が設けられるように各熱電素子の設定温度を定める。具体的には、Ｙ方向において基板Ｗの中心から外方に向かうにつれて設定温度が低くなるように各熱電素子の設定温度を定める。それにより、ノズル装置１５０の走査速度を調整することによりＸ方向における基板Ｗ上の膜厚制御を行いつつ、複数の熱電素子ｅ１～ｅ１０を用いた温度制御によりＹ方向における基板Ｗ上の塗布液の膜厚制御を行うことができる。

上記のノズルブロック１５１が金属により形成される場合、ノズルブロック１５１のうち塗布液が接触する可能性がある部分には、耐腐食性を有する材料をコーティングしておくことが好ましい。それにより、塗布液として、金属を腐食するような薬液を用いることが可能になる。

［５］ステージ装置１３０
図１３は、図２のステージ装置１３０の平面図である。図１４は、図２のステージ装置１３０の分解斜視図である。以下の説明では、図２のステージ装置１３０について、主としてプレート部材１３１およびプレート調整部１３２の構成を説明する。そのため、図１３および図１４では、プレート部材１３１に形成される複数の吸気孔および複数のピン挿入孔の図示を省略する。また、プレート部材１３１の下部に設けられる複数の支持ピン１３３、ピン昇降駆動部１３４および吸引駆動部１３５の図示を省略する。

本実施の形態に係るステージ装置１３０においては、プレート部材１３１の基板載置部分に、複数の領域ａｒが設定されている。図１３の例では、複数の領域ａｒは、基板Ｗの中心を基準として半径方向に放射状に並ぶようにかつ基板Ｗの周方向に等角度間隔で並ぶように設定されている。プレート部材１３１上に載置される基板Ｗの半径方向において、基板Ｗの外周部に重なる複数の領域ａｒの各々の寸法は、基板Ｗの中央部に重なる複数の領域ａｒの各々の寸法よりも小さい。

また、本実施の形態においては、複数の領域ａｒのうち最外周に位置する複数の領域ａｒの外縁は、平面視でプレート部材１３１上に載置される基板Ｗの外周端部に重なるかまたは基板Ｗの外周端部を取り囲む。プレート部材１３１上に載置される基板Ｗの半径方向において、複数の領域ａｒのうち最外周に位置する複数の領域ａｒの内縁と、プレート部材１３１上に載置される基板Ｗの外周端部との間の距離ｄｄ（図１３）は、例えば２０ｍｍ以下であることが好ましい。

図１４に示すように、プレート部材１３１の下部には、プレート調整部１３２が設けられる。プレート調整部１３２は、複数の温度センサｔｓ、複数の熱電素子ｔｅおよび冷却プレート１３６を含む。複数の温度センサｔｓは、プレート部材１３１の複数の領域ａｒにそれぞれ対応し、プレート部材１３１の下面に取り付けられる。複数の熱電素子ｔｅは、平面視でプレート部材１３１に設定された複数の領域ａｒにそれぞれ重なるように、プレート部材１３１の下方に設けられている。複数の熱電素子ｔｅの各々は、例えばマイカヒータまたはペルチェ素子等で構成される。

複数の熱電素子ｔｅの各々には、当該熱電素子を発熱させるための駆動回路１３２ｃ（図１７）が接続されている。駆動回路１３２ｃ（図１７）により複数の熱電素子ｔｅがそれぞれ発熱すると、各熱電素子ｔｅの直上に位置するプレート部材１３１の領域ａｒが加熱される。それにより、プレート部材１３１の複数の領域ａｒ上に位置する基板Ｗの複数の部分が、複数の熱電素子ｔｅのそれぞれの発熱状態に応じて加熱される。したがって、基板Ｗ上に塗布液の液膜が形成される際には、さらにプレート部材１３１の複数の領域ａｒ上に位置する塗布液の液膜が、複数の熱電素子ｔｅのそれぞれの発熱状態に応じて加熱される。

冷却プレート１３６は、熱伝導性に優れた材料で形成された円形の板部材であり、複数の熱電素子ｔｅがプレート部材１３１と冷却プレート１３６との間に挟み込まれるように、複数の熱電素子ｔｅを下方から支持する。冷却プレート１３６の内部には、冷却水流路１３６ａが設けられている。

冷却プレート１３６の冷却水流路１３６ａには、冷却設備から冷却水が供給される。また、冷却プレート１３６の冷却水流路１３６ａを流れた冷却水は、冷却プレート２１の外部に設けられた冷却設備に送られる。これにより、複数の熱電素子ｔｅの発熱時に、複数の熱電素子ｔｅの過剰な温度上昇を抑制することができる。

上記のステージ装置１３０においては、複数の熱電素子ｔｅが予め定められた温度で発熱するように、対応する温度センサｔｓにより検出される温度に基づいて複数の熱電素子ｔｅの駆動回路１３２ｃ（図１７）が制御される。それにより、プレート部材１３１上に吸着保持された基板Ｗ上に塗布液が供給された場合に、基板Ｗ上の塗布液の温度を所望の温度に調整することができる。

具体的には、本例では、複数の熱電素子ｔｅの駆動回路１３２ｃ（図１７）は、基板Ｗの外周部に位置する塗布液の温度が基板Ｗの中央部に位置する塗布液の温度よりも著しく低くならないように制御される。あるいは、複数の熱電素子ｔｅの駆動回路１３２ｃ（図１７）は、基板Ｗの外周部に位置する塗布液の温度が基板Ｗの中央部に位置する塗布液の温度と同じかその温度よりも高くなるように制御される。

この場合、基板Ｗの外周部に位置する塗布液の粘度が、基板Ｗの中央部に位置する塗布液の粘度に比べて著しく低くなることが抑制される。それにより、基板Ｗの外周部に形成される塗布膜ＦＦの厚みが、基板Ｗの中央部に形成される塗布膜ＦＦの厚みよりも大きくなることが抑制される。

なお、冷却プレート１３６に供給される冷却水の温度は、ステージ装置１３０において温度調整が行われるべき温度範囲の下限値よりも低く設定されている必要がある。

上記のステージ装置１３０においては、図１４のプレート調整部１３２に加えて、プレート部材１３１上に吸着保持される基板Ｗの外周部上の塗布液の温度をより大きく調整するための補助装置が設けられてもよい。

図１５は、図１４のステージ装置１３０に取り付けられる温度調整用の補助装置の一例を示す図である。図１５に示すように、本例の補助装置１３７は、例えばプレート部材１３１の下方の位置で、プレート調整部１３２のさらに下方に設けられる。あるいは、補助装置１３７は、例えばプレート部材１３１の下方の位置で、プレート調整部１３２を取り囲むように設けられる。

ここで、補助装置１３７は、例えばヒータ線または冷却水配管を含む。補助装置１３７としてヒータ線が用いられる場合には、プレート部材１３１上に載置される基板Ｗの外周部上の塗布液をより大きな出力で加熱することができる。一方、補助装置１３７として冷却水配管が用いられる場合には、プレート部材１３１上に載置される基板Ｗの外周部上の塗布液をより大きな出力で冷却することができる。

［６］ステージ装置１３０の他の構成例
図１６は、ステージ装置１３０の他の構成例を示す平面図である。本例では、プレート部材１３１に、Ｙ方向に並ぶ複数の矩形状の領域ａｒが設定されている。複数の矩形状の領域ａｒの各々はＸ方向に延びている。各領域ａｒのＸ方向の長さは、基板Ｗの直径よりも長い。

プレート部材１３１の下部には、プレート調整部１３２が設けられる。本例のプレート調整部１３２は、各領域ａｒに対応する温度調整部材１３８と、各領域ａｒに対応する温度センサｔｓと、図示しない冷却プレートとを含む。温度調整部材１３８は、例えばヒータ線である。

本例では、各領域ａｒに設けられる温度センサｔｓにより検出される温度に基づいて複数の温度調整部材１３８が駆動される。このとき、ノズル装置１５０の走査方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）で温度勾配が設けられるように、各温度調整部材１３８の設定温度が定められる。それにより、Ｙ方向における基板Ｗ上の塗布液の膜厚制御を行うことができる。

［７］塗布装置１００の制御系
図１７は塗布装置１００の制御系統の構成を示すブロック図である。制御部１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）および記憶装置を含む。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として用いられる。ＣＰＵが記憶装置に記憶された塗布処理プログラムをＲＡＭ上で実行することにより塗布装置１００の各部の動作が制御される。

制御部１１０は、ピン昇降駆動部１３４、吸引駆動部１３５、Ｘ方向駆動部１４１、Ｚ方向駆動部１４２および液供給部１４３を制御する。それにより、ピン昇降駆動部１３４は、例えば塗布装置１００における基板Ｗの搬入および搬出時に複数の支持ピン１３３を上下動させる。吸引駆動部１３５は、基板Ｗをプレート部材１３１上に吸着保持する。

Ｘ方向駆動部１４１は、ノズル装置１５０をＸ方向に移動させる。Ｚ方向駆動部１４２は、ノズル装置１５０をＺ方向に移動させる。液供給部１４３は、ノズル装置１５０のノズルブロック１５１に塗布液を供給する。

制御部１１０には、基板Ｗの円環状領域ＲＲに吐出されるべき塗布液の温度（第１の温度）と基板Ｗの中央領域ＩＲに吐出されるべき塗布液の温度（第２の温度）とを示す情報が予めノズル温度情報として記憶されている。制御部１１０は、ノズル温度情報とノズル調整部１５２の複数の温度センサｔｓにより検出される温度とに基づいて駆動回路１５２ｃを制御する。それにより、基板Ｗの塗布処理中に、熱電素子ｅ１～ｅ１０の各々が第１および第２の温度のいずれかに対応する温度で発熱する。

制御部１１０には、プレート部材１３１の複数の領域ａｒの各々について調整されるべき目標温度を含む情報が予めプレート温度情報として記憶されている。制御部１１０は、プレート温度情報とプレート調整部１３２の複数の温度センサｔｓにより検出される温度とに基づいて駆動回路１３２ｃを制御する。それにより、基板Ｗの塗布処理中に、複数の熱電素子ｔｅの各々が、当該熱電素子ｔｅに対応する領域ａｒの目標温度で発熱する。

［８］液膜乾燥装置２００の構成および基本動作
図１８は、図1の液膜乾燥装置２００の模式的な外観斜視図である。図１８に示すように、液膜乾燥装置２００は、主として制御部２１０、ベース部材２２０、ステージ装置２３０、蓋部材２４０および蓋昇降装置２５０から構成され、図示しない筐体内に収容されている。

制御部２１０は、図１の制御装置５００からの指令信号等に応答して液膜乾燥装置２００の各部の動作を制御する。制御部２１０の詳細は後述する。ベース部材２２０は、図示しない筐体の底面上に設けられている。ベース部材２２０上にステージ装置２３０が設けられている。ステージ装置２３０には、液膜乾燥装置２００に搬入される基板Ｗが載置される。ステージ装置２３０の詳細については後述する。

蓋部材２４０は、ベース部材２２０の上方の位置で蓋昇降装置２５０により上下方向に移動可能に支持されている。蓋部材２４０は、ステージ装置２３０を収容可能でかつ下方に向かって開放された内部空間ＩＳを有する。また、ベース部材２２０および蓋部材２４０は、上下方向において互いに対向する当接面２２０ｓ，２４０ｓを有する。当接面２２０ｓ，２４０ｓは、平面視でステージ装置２３０を取り囲むように形成されている。当接面２２０ｓ，２４０ｓのうち少なくとも一方には、Ｏリング等の図示しないシール部材が設けられている。

蓋昇降装置２５０は、例えばモータまたはエアシリンダ等のアクチュエータを含み、制御部２１０の制御に基づいて蓋部材２４０を上下方向に移動させる。これにより、蓋部材２４０が下降してベース部材２２０および蓋部材２４０の当接面２２０ｓ，２４０ｓが接触すると、蓋部材２４０の内部空間ＩＳにステージ装置２３０が収容された状態で当該内部空間ＩＳが気密状態となる。一方、蓋部材２４０が上昇してベース部材２２０および蓋部材２４０の当接面２２０ｓ，２４０ｓが互いに離間すると、蓋部材２４０の内部空間ＩＳが開放状態となり、ステージ装置２３０に対して外部からのアクセスが可能になる。このように、液膜乾燥装置２００においては、ベース部材２２０および蓋部材２４０により１つのチャンバＣＨが構成される。

ステージ装置２３０は、プレート部材２３１、プレート調整部２３２、複数の支持ピン２３３、ピン昇降駆動部２３４および減圧装置２３５を含む。プレート部材２３１は、塗布装置１００のプレート部材１３１と基本的に同じ構成を有する。プレート部材２３１がプレート部材１３１と異なる点は、プレート部材２３１には複数の吸気孔が形成されない点、プレート部材２３１の上面に基板Ｗを支持するための図示しない複数の支持片が設けられている点である。複数の支持片は、例えば、セラミックにより形成された半球状のプロキシミティボールである。また、プレート部材２３１は、石材により形成される必要はなく、金属または樹脂等で形成されていてもよい。

ステージ装置２３０においては、プレート部材２３１の下部にプレート調整部２３２、複数の支持ピン２３３、ピン昇降駆動部２３４および減圧装置２３５が設けられている。

複数の支持ピン２３３は、上下方向に延びるようにかつ平面視で基板載置部分に設けられた複数のピン挿入孔にそれぞれ重なるようにピン昇降駆動部２３４により支持されている。ピン昇降駆動部２３４は、制御部２１０の制御に基づいて複数の支持ピン２３３を上下方向に移動させる。それにより、複数の支持ピン２３３の上端部は、プレート部材２３１よりも上方のピン上昇位置と、プレート部材２３１よりも下方のピン下降位置との間を移動する。

これにより、液膜乾燥装置２００における基板Ｗの搬入時には、複数の支持ピン２３３の上端部がピン上昇位置にある状態で、図１の搬送装置４００により搬送される基板Ｗが複数の支持ピン２３３上に渡される。また、液膜乾燥装置２００における基板Ｗの搬出時には、複数の支持ピン２３３の上端部がピン上昇位置にある状態で、複数の支持ピン２３３上に支持された基板Ｗが図１の搬送装置４００により受け取られる。さらに、液膜乾燥装置２００における基板Ｗの乾燥処理時には、複数の支持ピン２３３の上端部がピン下降位置にある状態で、プレート部材２３１の基板載置部分に基板Ｗが支持される。

液膜乾燥装置２００のプレート部材２３１には、塗布装置１００のプレート部材１３１と同様に、基板載置部分に複数の領域ａｒが設定されている。図１８では、プレート部材２３１に設定された複数の領域ａｒが吹き出し内に示される。液膜乾燥装置２００のプレート調整部２３２は、塗布装置１００のプレート調整部１３２と同じ構成を有し、プレート調整部１３２と同様に、制御部２１０の制御に基づいて、プレート部材２３１の複数の領域ａｒの温度を調整する。

具体的には、プレート調整部２３２が備える複数の熱電素子ｔｅの駆動回路１３２ｃは、基板Ｗの外周部に位置する塗布液の温度が基板Ｗの中央部に位置する塗布液の温度よりも著しく低くならないように制御される。あるいは、プレート調整部２３２が備える複数の熱電素子ｔｅの駆動回路１３２ｃは、基板Ｗの外周部に位置する塗布液の温度が基板Ｗの中央部に位置する塗布液の温度と同じかその温度よりも高くなるように制御される。

この場合、基板Ｗの外周部に位置する塗布液の粘度が、基板Ｗの中央部に位置する塗布液の粘度に比べて著しく低くなることが抑制される。それにより、基板Ｗの外周部に形成される塗布膜ＦＦの厚みが、基板Ｗの中央部に形成される塗布膜ＦＦの厚みよりも大きくなることが抑制される。

減圧装置２３５は、真空ポンプ、バルブおよび複数の配管等を含み、蓋部材２４０がベース部材２２０に接触する状態、すなわちチャンバＣＨが閉じた状態で、内部空間ＩＳの圧力を調整可能に構成される。減圧装置２３５は、ステージ装置２３０とは別体でベース部材２２０に設けられてもよい。

具体的には、減圧装置２３５は、塗布液の液膜が形成された基板Ｗがプレート部材２３１上に載置されかつチャンバＣＨが閉じられた状態で、内部空間ＩＳの雰囲気を吸引し、内部空間ＩＳの絶対圧力を１００Ｐａよりも低くなるように減圧する。これにより、基板Ｗ上の塗布液の揮発が促進されて、基板Ｗ上の液膜が乾燥し、塗布膜ＦＦが形成される。

また、減圧装置２３５は、基板Ｗの乾燥処理の終了時に、減圧された内部空間ＩＳを大気圧に戻すために、図示しない不活性ガス供給部から供給される不活性ガスを内部空間ＩＳに導入する。それにより、チャンバＣＨが開放され、塗布膜ＦＦの形成された基板Ｗが液膜乾燥装置２００から搬出される。

［９］液膜乾燥装置２００の制御系
図１９は液膜乾燥装置２００の制御系統の構成を示すブロック図である。制御部２１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび記憶装置を含む。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として用いられる。ＣＰＵが記憶装置に記憶された乾燥処理プログラムをＲＡＭ上で実行することにより液膜乾燥装置２００の各部の動作が制御される。

制御部２１０は、ピン昇降駆動部２３４、減圧装置２３５、蓋昇降装置２５０およびプレート調整部２３２を制御する。それにより、ピン昇降駆動部２３４は、例えば液膜乾燥装置２００における基板Ｗの搬入および搬出時に複数の支持ピン２３３を上下動させる。減圧装置２３５は、チャンバＣＨが閉じられた状態で蓋部材２４０の内部空間ＩＳを大気圧から減圧する。あるいは、減圧装置２３５は、チャンバＣＨが閉じられた状態で蓋部材２４０の内部空間ＩＳを減圧された状態から大気圧に戻す。

制御部２１０には、プレート部材２３１の複数の領域ａｒの各々について調整されるべき目標温度を含む情報が予めプレート温度情報として記憶されている。制御部２１０は、プレート温度情報とプレート調整部２３２の複数の温度センサｔｓにより検出される温度とに基づいて駆動回路１３２ｃを制御する。それにより、基板Ｗの塗布処理中に、複数の熱電素子ｔｅの各々が、当該熱電素子ｔｅに対応する領域ａｒの目標温度で発熱する。

［１０］効果
（１）上記の塗布装置１００においては、プレート部材１３１上に基板Ｗが保持された状態で、プレート部材１３１上をノズル装置１５０が移動する。このとき、ノズル装置１５０のスリット状の吐出口１４から基板Ｗの上面に塗布液が吐出される。それにより、基板Ｗの上面全体に塗布液の膜が形成される。このような塗布液の膜の形成方法（スリット塗布）によれば、塗布むらの発生を抑制することができる。

また、上記の基板処理装置１においては、基板Ｗ上の位置に応じて基板Ｗに供給される前の塗布液または基板Ｗに供給された後の塗布液に対する温度調整が行われる。具体的には、塗布装置１００のノズル装置１５０において、ノズル装置１５０の移動時に、基板Ｗ上の位置に応じて吐出口１４の複数の部分に導かれる塗布液の温度が調整される。これにより、基板Ｗ上の複数の部分に、塗布膜ＦＦを均一化させるためにそれぞれ適切な量の塗布液を供給することが可能になる。

また、塗布装置１００のステージ装置１３０において、プレート部材１３１上に基板Ｗが載置された状態で、プレート部材１３１の複数の領域ａｒの温度が、塗布膜ＦＦを均一化させるためにそれぞれ適切な温度に調整される。さらに、液膜乾燥装置２００のステージ装置２３０において、プレート部材２３１上に基板Ｗが載置された状態で、プレート部材２３１の複数の領域ａｒの温度が、塗布膜ＦＦを均一化させるためにそれぞれ適切な温度に調整される。これらの結果、基板Ｗ上に形成される塗布膜ＦＦの厚みが均一化される。

（２）上記のように、プレート部材１３１，２３１上に載置される基板Ｗの半径方向において、基板Ｗの外周部に重なる複数の領域ａｒの各々の寸法は、基板Ｗの中央部に重なる複数の領域ａｒの各々の寸法よりも小さい。この場合、基板Ｗの中央部上に位置する塗布液の温度に比べて、基板Ｗの外周部上に位置する塗布液の温度をより高い精度で調整することができる。

［１１］他の実施の形態
（１）上記実施の形態に係る基板処理装置１においては、塗布装置１００のノズル装置１５０にノズル調整部１５２が設けられなくてもよい。さらに、基板処理装置１には、液膜乾燥装置２００が設けられなくてもよい。このような場合でも、塗布装置１００においては、プレート調整部１３２による基板Ｗ上の塗布液の温度調整が行われることにより、基板Ｗ上の塗布液の液膜の厚みが不均一になることが低減される。したがって、塗布膜ＦＦの厚みが均一化される。

（２）上記実施の形態に係る基板処理装置１においては、塗布装置１００のステージ装置１３０にプレート調整部１３２が設けられなくてもよい。さらに、基板処理装置１には、液膜乾燥装置２００が設けられなくてもよい。このような場合でも、塗布装置１００においては、ノズル調整部１５２による塗布液の温度調整が行われることにより、基板Ｗ上の塗布液の液膜の厚みが不均一になることが低減される。したがって、塗布膜ＦＦの厚みが均一化される。

（３）上記実施の形態に係る基板処理装置１においては、塗布装置１００のノズル装置１５０にノズル調整部１５２が設けられなくてもよい。また、塗布装置１００のステージ装置１３０にプレート調整部１３２が設けられなくてもよい。このような場合でも、液膜乾燥装置２００においては、プレート調整部２３２による基板Ｗ上の塗布液の温度調整が行われることにより、基板Ｗ上の塗布液の液膜の厚みが不均一になることが低減される。したがって、塗布膜ＦＦの厚みが均一化される。

（４）上記実施の形態に係る基板処理装置１においては、塗布装置１００が設けられなくてもよい。このような場合でも、液膜乾燥装置２００においては、プレート調整部２３２による基板Ｗ上の塗布液の温度調整が行われることにより、基板Ｗ上の塗布液の液膜の厚みが不均一になることが低減される。したがって、塗布膜ＦＦの厚みが均一化される。

［１２］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

上記実施の形態においては、プレート部材１３１が第１のプレート部材の例であり、ステージ装置１３０が第１の基板保持部の例であり、吐出口１４が吐出口の例であり、ノズル装置１５０が液供給部の例であり、ノズル支持体１４０、Ｘ方向駆動部１４１およびＺ方向駆動部１４２が相対的移動部の例であり、ノズル調整部１５２およびプレート調整部１３２が温度調整部の例であり、基板処理装置１が基板処理装置の例である。

また、塗布液流路１３が塗布液流路の例であり、ノズル調整部１５２が塗布液調整部の例であり、Ｙ方向が第１の方向の例であり、Ｘ方向が第２の方向の例であり、円環状領域ＲＲが円環状領域の例であり、中央領域ＩＲが中央領域の例であり、複数の領域ａｒが複数の領域の例であり、プレート調整部１３２が第１のプレート調整部の例である。

また、塗布装置１００が塗布装置の例であり、液膜乾燥装置２００が液膜乾燥装置の例であり、プレート部材２３１が第２のプレート部材およびプレート部材の例であり、ステージ装置２３０が第２の基板保持部および基板保持部の例であり、チャンバＣＨがチャンバの例であり、減圧装置２３５が液膜乾燥部の例であり、プレート調整部２３２が第２のプレート調整部および温度調整部の例である。

１…基板処理装置，１１…液導入路，１２…塗布液バッファ部，１３…塗布液流路，１４…吐出口，１５…伝熱部，２１…冷却プレート，２２…冷却水流路，２３…導入配管，２４…導出配管，１００…塗布装置，１１０，２１０…制御部，１２０…ステージ支持体，１２１…ガイドレール，１３０，２３０…ステージ装置，１３１，２３１…プレート部材，１３２，２３２…プレート調整部，１３２ｃ，１５２ｃ…駆動回路，１３３，２３３…支持ピン，１３４，２３４…ピン昇降駆動部，１３５…吸引駆動部，１３６…冷却プレート，１３６ａ…冷却水流路，１３７…補助装置，１３８…温度調整部材，１４０…ノズル支持体，１４１…Ｘ方向駆動部，１４２…Ｚ方向駆動部，１４３…液供給部，１５０…ノズル装置，１５１…ノズルブロック，１５１ｓ…ノズル前面，１５２…ノズル調整部，１５３…配管，２００…液膜乾燥装置，２２０…ベース部材，２２０ｓ，２４０ｓ…当接面，２３５…減圧装置，２４０…蓋部材，２５０…蓋昇降装置，３００…後処理装置，３１０…スピンチャック，３２０…カップ，３３１…エッジリンスノズル，３３２…バックリンスノズル，４００…搬送装置，５００…制御装置，ＣＨ…チャンバ，ＦＦ…塗布膜，ＩＲ…中央領域，ＩＳ…内部空間，ＲＲ…円環状領域，ＳＮ…スリットノズル，ＶＳ…仮想面，Ｗ…基板，ａｒ…領域，ｄｄ…距離，ｅ１～ｅ１０，ｔｅ…熱電素子，ｔｓ…温度センサ

Claims (11)

1. 少なくとも一部が円形状の外周部を有する基板が載置される第１のプレート部材を有し、前記第１のプレート部材に載置された基板を予め定められた固定姿勢で保持する第１の基板保持部と、
   前記第１の基板保持部よりも上方の位置に設けられ、スリット状の吐出口を有し、前記吐出口から基板の上面に塗布液を吐出する液供給部と、
   前記液供給部から吐出される前記塗布液により前記第１の基板保持部に保持された基板の上面全体に前記塗布液の膜が形成されるように、前記第１のプレート部材と前記液供給部とを相対的に移動させる相対的移動部と、
   前記液供給部において吐出口に導かれる塗布液および基板上に塗布された前記塗布液のうち少なくとも一方の塗布液に対する温度調整を行う温度調整部とを備える、基板処理装置。
2. 前記液供給部は、塗布液供給系から供給される塗布液を前記吐出口に導く塗布液流路を含み、
   前記温度調整部は、前記液供給部の前記吐出口の複数の部分から吐出される塗布液の流量分布が予め定められた流量分布となるように、前記塗布液流路を通して前記吐出口の複数の部分に導かれる塗布液の温度をそれぞれ調整する塗布液調整部を含む、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記塗布液調整部は、基板の外周部の少なくとも一部に供給される塗布液の温度が、基板の中央部に供給される塗布液の温度よりも低くなるように、前記吐出口の前記複数の部分に導かれる塗布液の温度をそれぞれ調整する、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記液供給部は、前記吐出口が第１の方向に延びるように配置され、
   前記相対的移動部は、前記第１の基板保持部に基板が前記固定姿勢で保持された状態で、前記液供給部の前記吐出口が基板上の空間を通過するように、前記第１の方向に交差する第２の方向に前記液供給部と前記第１の基板保持部とを相対的に移動させ、
   前記第１のプレート部材に載置された基板には、外周端部を含む一定幅の円環状領域と、前記円環状領域の内側の中央領域とが定義され、
   前記塗布液調整部は、
   前記相対的移動部による前記液供給部と前記第１の基板保持部との間の相対的な移動時に、前記液供給部の前記吐出口の複数の部分のうち平面視で前記第１のプレート部材に載置された基板の前記円環状領域に重なる部分から吐出される塗布液の温度を予め定められた第１の温度に調整し、前記液供給部の前記吐出口の複数の部分のうち平面視で前記第１のプレート部材に載置された基板の前記円環状領域に重ならない部分から吐出される塗布液の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度に調整する、請求項２記載の基板処理装置。
5. 前記第１のプレート部材は、複数の領域を有し、
   前記温度調整部は、前記第１のプレート部材の前記複数の領域の温度をそれぞれ調整する第１のプレート調整部を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記第１のプレート部材の前記複数の領域は、
   前記第１のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる複数の第１の領域と、
   前記第１のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる複数の第２の領域とを含み、
   基板の半径方向における前記複数の第１の領域の各々の寸法は、基板の半径方向における前記複数の第２の領域の各々の寸法よりも小さい、請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記第１のプレート調整部は、前記第１のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる部分の温度が、前記第１のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる部分の温度よりも高くなるように、前記第１のプレート部材の前記複数の領域の温度をそれぞれ調整する、請求項５または６記載の基板処理装置。
8. 基板に塗布液を塗布する塗布装置と、
   前記塗布装置により基板上に形成された塗布液の膜を乾燥させる液膜乾燥装置とを備え、
   前記塗布装置は、前記第１の基板保持部、前記液供給部および前記相対的移動部を含み、
   前記液膜乾燥装置は、
   前記塗布装置により前記塗布液の膜が形成された基板が載置される第２のプレート部材を有し、前記第２のプレート部材に載置された基板を予め定められた固定姿勢で保持する第２の基板保持部と、
   前記第２の基板保持部を収容する内部空間を有するチャンバと、
   前記第２の基板保持部により基板が保持された状態で、前記チャンバ内部の空間を減圧することにより前記第２の基板保持部により保持された基板上に形成された前記塗布液の膜を乾燥させる液膜乾燥部とを含み、
   前記第２のプレート部材は、複数の領域を有し、
   前記温度調整部は、前記第２のプレート部材の前記複数の領域の温度をそれぞれ調整する第２のプレート調整部を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記第２のプレート部材の前記複数の領域は、
   前記第２のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる複数の第３の領域と、
   前記第２のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる複数の第４の領域とを含み、
   基板の半径方向における前記複数の第３の領域の寸法は、基板の半径方向における前記複数の第４の領域の寸法よりも小さい、請求項８記載の基板処理装置。
10. 前記第２のプレート調整部は、前記第２のプレート部材上に載置された基板の外周部の少なくとも一部に重なる部分の温度が、前記第２のプレート部材上に載置された基板の中央部に重なる部分の温度よりも高くなるように、前記第２のプレート部材の前記複数の領域の温度をそれぞれ調整する、請求項８または９記載の基板処理装置。
11. 少なくとも一部が円形状の外周部を有するとともに、塗布液の膜が形成された基板が載置されるプレート部材を有し、前記プレート部材に載置された基板を一定姿勢で保持する基板保持部と、
    前記基板保持部を収容する内部空間を有するチャンバと、
    前記基板保持部により基板が保持された状態で、前記チャンバ内部の空間を減圧することにより前記基板保持部により保持された基板上に形成された前記塗布液の膜を乾燥させる液膜乾燥部と、
    基板上に塗布された前記塗布液に対する温度調整を行う温度調整部とを備え、
    前記プレート部材は、複数の領域を有し、
    前記温度調整部は、前記プレート部材の前記複数の領域の温度をそれぞれ調整する、基板処理装置。

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