(57)【要約】  塗布液の使用量を低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性を向上させる。  ウエハの処理方法は、第１の回転数（ω２）で回転しているウエハの表面に塗布液を供給する第１の工程（Ｓ３）と、第１の工程の後で且つウエハの表面に供給された塗布液が乾燥する前に、第１の回転数（ω２）よりも低い第２の回転数（ω４）で回転しているウエハの表面に塗布液を供給する第２の工程（Ｓ５）とを含む。
2017145840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転数で回転している基板の表面に塗布液を供給する第１の工程と、  前記第１の工程の後で且つ前記基板の表面に供給された塗布液が乾燥する前に、前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で回転している前記基板の表面に塗布液を供給する第２の工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記第１の回転数と前記第２の回転数との差は３０００ｒｐｍ未満である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第１の回転数は３０００ｒｐｍ以下であり、前記第２の回転数は１０００ｒｐｍ以下である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第１の工程において前記基板の表面への塗布液の供給が終了してから前記第２の工程において前記基板の表面への塗布液の供給が開始されるまでの間隔は１．５秒以下である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記第１の工程において前記基板の表面への塗布液の供給が終了してから前記第２の工程において前記基板の表面への塗布液の供給が開始されるまでの前記基板の回転数は１０００ｒｐｍ以下である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第２の工程において前記基板の表面に供給される塗布液の量は、前記第１の工程において前記基板の表面に供給される塗布液の量よりも多い、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第２の工程において前記基板の表面に供給される塗布液の量と前記第１の工程において前記基板の表面に供給される塗布液の量との差は０．０６ｍｌ以上である、請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記第１の工程の前に、回転している前記基板の表面に有機溶剤を供給する第３の工程をさらに含み、  前記第１の工程では、前記第３の工程で前記基板の表面に供給された有機溶剤が乾燥する前に前記基板の表面に塗布液を供給する、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項９】
基板を保持して回転させるように構成された回転保持部と、  前記基板の表面に塗布液を供給するように構成された塗布液供給部と、  制御部とを備え、  前記制御部は、    前記回転保持部を制御して第１の回転数で前記基板を回転させた状態で、前記塗布液供給部を制御して前記基板の表面に塗布液を供給する第１の処理と、    前記第１の処理の後で且つ前記基板の表面に供給された塗布液が乾燥する前に、前記回転保持部を制御して前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で前記基板を回転させた状態で、前記塗布液供給部を制御して前記基板の表面に塗布液を供給する第２の処理とを実行する、基板処理装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１の回転数と前記第２の回転数との差は３０００ｒｐｍ未満となるように前記回転保持部を制御する、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第１の回転数が３０００ｒｐｍ以下で前記第２の回転数が１０００ｒｐｍ以下となるように前記回転保持部を制御する、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第１の処理において前記基板の表面への塗布液の供給が終了してから前記第２の処理において前記基板の表面への塗布液の供給が開始されるまでの間隔が１．５秒以下となるように前記第２の処理を実行する、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記回転保持部を制御して、前記第１の処理において前記基板の表面への塗布液の供給が終了してから前記第２の処理において前記基板の表面への塗布液の供給が開始されるまで前記基板を１０００ｒｐｍ以下で回転させる、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第２の処理において前記基板の表面に供給される塗布液の量が前記第１の処理において前記基板の表面に供給される塗布液の量よりも多くなるように前記第２の処理を実行する、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第２の処理において前記基板の表面に供給される塗布液の量と前記第１の処理において前記基板の表面に供給される塗布液の量との差が０．０６ｍｌ以上となるように前記塗布液供給部を制御する、請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記基板の表面に有機溶剤を供給するように構成された溶剤供給部をさらに備え、  前記制御部は、    前記第１の処理の前に、前記回転保持部を制御して前記基板を回転させた状態で、前記溶剤供給部を制御して前記基板の表面に有機溶剤を供給する第３の処理を実行し、    前記第１の処理において、前記第３の処理で前記基板の表面に供給された有機溶剤が乾燥する前に前記基板の表面に塗布液を供給させるように前記塗布液供給部を制御する、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】  現在、基板（例えば、半導体ウエハ）の微細加工を行うにあたり、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターン（例えば、レジストパターン）を基板上に形成することが広く一般に行われている。例えば、基板上にレジストパターンを形成する工程は、基板の表面にレジスト膜を形成することと、このレジスト膜を所定のパターンに沿って露光することと、露光後のレジスト膜と現像液とを反応させて現像することとを含む。【０００３】  基板の表面にレジスト膜を形成する方法の一つとして、スピンコート法が知られている。スピンコート法では、基板を回転させた状態で基板の表面に向けてレジスト液が吐出される。基板の表面に吐出されたレジスト液には遠心力が作用して、レジスト液が基板の周縁に向けて拡がる。これにより、基板の表面がレジスト液によって覆われ、基板の表面にレジスト膜が形成される。なお、余分なレジスト液は、遠心力によって基板の周縁から外側に振り切られ、基板の表面から除去される。【０００４】  ところで、レジスト液は、基板との親和性がそれほど高くない。そのため、レジスト液の吐出量が少ないと、例えば、被覆不良又は斑が発生したり、基板の表面に形成されるレジスト膜の膜厚が不均一となったりするといった不具合が生じうる。被覆不良の発生とは、レジスト液が基板の表面全体を覆えず、基板の表面がレジスト液によって部分的に塗布されないことをいう。斑の発生とは、レジスト液が基板の表面全体を覆ってはいるが、基板の周縁部におけるレジスト膜に放射状の筋が生ずることをいう。そのため、被覆不良又は斑が発生すると、基板を適切に処理することができない。基板の表面に形成されるレジスト膜の膜厚が不均一であると、レジスト膜の露光及び現像によって得られるレジストパターンの線幅（ＣＤ（Critical Dimension）ともいう。以下では、レジストパターンの線幅を単に「線幅」と称することがある。）が不均一となりうる。線幅の均一性は、基板を処理して半導体デバイスを得たときに、当該半導体デバイスの品質にばらつきを生じさせる要因となりうる。【０００５】  そこで、例えば特許文献１は、回転している基板の表面に向けて、レジスト液を２回に分けて吐出する塗布方法を開示している。この方法によれば、最初に基板の表面に吐出される第１のレジスト液が、次に基板の表面に吐出される第２のレジスト液と基板との親和性を高める機能を果たし、第２のレジスト液が基板の周縁まで行き渡りやすくなる。そのため、基板の表面に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０７７３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記の不具合は、特許文献１の塗布方法を採用せずとも、レジスト液の吐出量を増やして、基板の表面に形成されるレジスト膜の膜厚を厚くすれば解決することができる。この点を確認するために、半径が１５０ｍｍの円形状の基板（ウエハ）にレジスト液（塗布液）を１回吐出して基板の表面にレジスト膜を形成する試験を行った（参考試験）。その結果、基板へのレジスト液の吐出量が２．５ｍｌである場合には基板の回転数によらずに７０ｎｍ程度の均一な膜厚が得られた（図１７（ａ））が、基板へのレジスト液の吐出量が０．２７ｍｌである場合には特に基板の周縁部での膜厚が不均一であった（図１７（ｂ）参照）。なお、図１７において、実線、一点鎖線、二点鎖線及び破線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・実線        基板の回転数：１０００ｒｐｍ        基板の回転時間：１．６秒    ・一点鎖線        基板の回転数：１８００ｒｐｍ        基板の回転時間：１．６秒    ・二点鎖線        基板の回転数：２２００ｒｐｍ        基板の回転時間：１．６秒    ・破線        基板の回転数：３５００ｒｐｍ        基板の回転時間：１．６秒【０００８】  しかしながら、レジスト液は高価（例えば、１リットルあたり１０万円以上）であるので、レジスト液の使用量をできる限り少なくして、コストを削減することが求められている。特に近年、３Ｄ  ＮＡＮＤフラッシュメモリの開発が進められている。当該メモリはレジスト膜の形成工程を多数回経て製造されるので、１つのレジスト膜を形成するのに要するレジスト液の使用量が少なくなると、当該メモリの製造コストを大幅に削減しうる。この点、特許文献１の塗布方法では、レジスト液の使用量の低減とレジスト膜の膜厚の均一性との両立が十分に考慮されていなかった。【０００９】  そこで、本開示は、塗布液の使用量を低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性を向上させることが可能な基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明者らは、塗布液の使用量の低減と塗布膜の膜厚の均一性向上という相反する要請に応えるべく、鋭意研究を行った。その結果、回転している基板の表面に向けて塗布液を複数回に分けて吐出するにあたり、基板の回転数の違いにより塗布膜の膜厚の均一性が変わるという新たな知見を得て、本発明を完成させるに至った。【００１１】  ［１］すなわち、本開示の一つの観点に係る基板処理方法は、第１の回転数で回転している基板の表面に塗布液を供給する第１の工程と、第１の工程の後で且つ基板の表面に供給された塗布液が乾燥する前に、第１の回転数よりも低い第２の回転数で回転している基板の表面に塗布液を供給する第２の工程とを含む。【００１２】  本開示の一つの観点に係る基板処理方法では、第１の工程において基板の表面に供給された塗布液が乾燥する前に、第２の工程において基板の表面に塗布液が供給される。すなわち、基板の表面に塗布液が２回に分けて供給される。そのため、第１の工程において基板の表面に供給された塗布液が、第２の工程において基板の表面に供給される塗布液と基板との親和性を高める機能を果たし、第２の工程における塗布液が基板の周縁まで行き渡りやすくなる。従って、基板の表面に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。【００１３】  本開示の一つの観点に係る基板処理方法では、第２の工程において、第１の回転数よりも低い第２の回転数で回転している基板の表面に塗布液が供給される。そのため、第１の工程では、基板が比較的高い回転数で回転している状態で、基板の表面に塗布液が供給される。従って、第１の工程で基板の表面に供給される塗布液は、乾燥する前に基板の周縁に向けて拡がりやすく、基板の表面を比較的広い範囲で覆いうる。一方、第２の工程では、基板が比較的低い回転数で回転している状態で、基板の表面に塗布液が供給される。そのため、第１及び第２の工程で基板の表面に供給された塗布液の乾燥が抑制される。従って、第１の工程で基板の表面に供給された塗布液が流動性を有する状態で、第２の工程において塗布液が供給される。その結果、第２の工程における塗布液が基板の周縁までいっそう行き渡りやすくなる。加えて、第２の工程において基板が比較的低い回転数で回転しているので、基板の表面に存在する塗布液に作用する遠心力が比較的小さくなる。そのため、基板の周縁から塗布液が振り切られて浪費されたり、基板の周縁において塗布液の盛り上がりが生じたりすることが抑制される。以上により、塗布液の使用量を極めて低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性をいっそう向上させることが可能となる。【００１４】  ［２］上記第１項に記載の方法において、第１の回転数と第２の回転数との差は３０００ｒｐｍ未満であってもよい。この場合、塗布膜の膜厚の均一性をナノオーダーでコントロールすることが可能となる。【００１５】  ［３］上記第１項又は第２項に記載の方法において、第１の回転数は３０００ｒｐｍ以下であり、第２の回転数は１０００ｒｐｍ以下であってもよい。この場合、塗布膜の膜厚の均一性をナノオーダーでコントロールすることが可能となる。【００１６】  ［４］上記第１項〜第３項のいずれか一項に記載の方法において、第１の工程において基板���表面への塗布液の供給が終了してから第２の工程において基板の表面への塗布液の供給が開始されるまでの間隔は１．５秒以下であってもよい。この場合、当該間隔が比較的短いので、第２の工程において基板の表面に塗布液の供給が開始される前に、第１の工程において基板の表面に供給された塗布液が乾燥し難い。そのため、第２の工程において供給される塗布液が基板の表面全体に拡がりやすくなる。【００１７】  ［５］上記第１項〜第４項のいずれか一項に記載の方法において、第１の工程において基板の表面への塗布液の供給が終了してから第２の工程において基板の表面への塗布液の供給が開始されるまでの基板の回転数は１０００ｒｐｍ以下であってもよい。この場合、当該回転数が比較的小さいので、第２の工程において基板の表面に塗布液の供給が開始される前に、第１の工程において基板の表面に供給された塗布液が乾燥し難い。そのため、第２の工程において供給される塗布液が基板の表面全体に拡がりやすくなる。【００１８】  ［６］上記第１項〜第５項のいずれか一項に記載の方法において、第２の工程において基板の表面に供給される塗布液の量は、第１の工程において基板の表面に供給される塗布液の量よりも多くてもよい。この場合、第２の工程において基板の表面に供給される塗布液が基板の表面全体に拡がりやすくなる。【００１９】  ［７］上記第６項に記載の方法において、第２の工程において基板の表面に供給される塗布液の量と第１の工程において基板の表面に供給される塗布液の量との差は０．０６ｍｌ以上であってもよい。【００２０】  ［８］上記第１項〜第７項のいずれか一項に記載の方法において、本開示の一つの観点に係る基板処理方法は、第１の工程の前に、回転している基板の表面に有機溶剤を供給する第３の工程をさらに含み、第１の工程では、第３の工程で基板の表面に供給された有機溶剤が乾燥する前に基板の表面に塗布液を供給してもよい。この場合、第３の工程において基板の表面に供給された有機溶剤が、第１の工程において基板の表面に供給される塗布液と基板との親和性を高める機能を果たし、第１の工程における塗布液が基板の表面において拡がりやすくなる。従って、より均一な膜厚の塗布膜を基板の表面に形成しやすくなる。【００２１】  ［９］本開示の他の観点に係る基板処理装置は、基板を保持して回転させるように構成された回転保持部と、基板の表面に塗布液を供給するように構成された塗布液供給部と、制御部とを備え、制御部は、回転保持部を制御して第１の回転数で基板を回転させた状態で、塗布液供給部を制御して基板の表面に塗布液を供給する第１の処理と、第１の処理の後で且つ基板の表面に供給された塗布液が乾燥する前に、回転保持部を制御して第１の回転数よりも低い第２の回転数で基板を回転させた状態で、塗布液供給部を制御して基板の表面に塗布液を供給する第２の処理とを実行する。【００２２】  本開示の他の観点に係る基板処理装置では、第１の処理において基板の表面に供給された塗布液が乾燥する前に、第２の処理において基板の表面に塗布液が供給される。すなわち、基板の表面に塗布液が２回に分けて供給される。そのため、第１の処理において基板の表面に供給された塗布液が、第２の���理において基板の表面に供給される塗布液と基板との親和性を高める機能を果たし、第２の処理における塗布液が基板の周縁まで行き渡りやすくなる。従って、基板の表面に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。【００２３】  本開示の他の観点に係る基板処理装置では、第２の処理において、第１の回転数よりも低い第２の回転数で回転している基板の表面に塗布液が供給される。そのため、第１の処理では、基板が比較的高い回転数で回転している状態で、基板の表面に塗布液が供給される。従って、第１の処理で基板の表面に供給される塗布液は、乾燥する前に基板の周縁に向けて拡がりやすく、基板の表面を比較的広い範囲で覆いうる。一方、第２の処理では、基板が比較的低い回転数で回転している状態で、基板の表面に塗布液が供給される。そのため、第１及び第２の処理で基板の表面に供給された塗布液の乾燥が抑制される。従って、第１の処理で基板の表面に供給された塗布液が流動性を有する状態で、第２の処理において塗布液が供給される。その結果、第２の処理における塗布液が基板の周縁までいっそう行き渡りやすくなる。加えて、第２の処理において基板が比較的低い回転数で回転しているので、基板の表面に存在する塗布液に作用する遠心力が比較的小さくなる。そのため、基板の周縁から塗布液が振り切られて浪費されたり、基板の周縁において塗布液の盛り上がりが生じたりすることが抑制される。以上により、塗布液の使用量を極めて低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性をいっそう向上させることが可能となる。【００２４】  ［１０］上記第９項に記載の装置において、制御部は、第１の回転数と第２の回転数との差は３０００ｒｐｍ未満となるように回転保持部を制御してもよい。この場合、塗布膜の膜厚の均一性をナノオーダーでコントロールすることが可能となる。【００２５】  ［１１］上記第９項又は第１０項に記載の装置において、制御部は、第１の回転数が３０００ｒｐｍ以下で第２の回転数が１０００ｒｐｍ以下となるように回転保持部を制御してもよい。この場合、塗布膜の膜厚の均一性をナノオーダーでコントロールすることが可能となる。【００２６】  ［１２］上記第９項〜第１１項のいずれか一項に記載の装置において、制御部は、第１の処理において基板の表面への塗布液の供給が終了してから第２の処理において基板の表面への塗布液の供給が開始されるまでの間隔が１．５秒以下となるように第２の処理を実行してもよい。この場合、当該間隔が比較的短いので、第２の処理において基板の表面に塗布液の供給が開始される前に、第１の処理において基板の表面に供給された塗布液が乾燥し難い。そのため、第２の処理において供給される塗布液が基板の表面全体に拡がりやすくなる。【００２７】  ［１３］上記第９項〜第１２項のいずれか一項に記載の装置において、制御部は、回転保持部を制御して、第１の処理において基板の表面への塗布液の供給が終了してから第２の処理において基板の表面への塗布液の供給が開始されるまで基板を１０００ｒｐｍ以下で回転させてもよい。この場合、当該回転数が比較的小さいので、第２の処理において基板の表面に塗布液の供給が開始される前に、第１の処理において基板の表面に供給された塗布液が乾燥し難い。そのため、第２の処理において供給される塗布液が基板の表面全体に拡がりやすくなる。【００２８】  ［１４］上記第９項〜第１３項のいずれか一項に記載の装置において、制御部は、第２の処理において基板の表面に供給される塗布液の量が第１の処理において基板の表面に供給される塗布液の量よりも多くなるように第２の処理を実行してもよい。この場合、第２の処理において基板の表面に供給される塗布液が基板の表面全体に拡がりやすくなる。【００２９】  ［１５］上記第１４項に記載の装置において、制御部は、第２の処理において基板の表面に供給される塗布液の量と第１の処理において基板の表面に供給される塗布液の量との差が０．０６ｍｌ以上となるように塗布液供給部を制御してもよい。【００３０】  ［１６］上記第９項〜第１５項のいずれか一項に記載の装置は、基板の表面に有機溶剤を供給するように構成された溶剤供給部をさらに備え、制御部は、第１の処理の前に、回転保持部を制御して基板を回転させた状態で、溶剤供給部を制御して基板の表面に有機溶剤を供給する第３の処理を実行し、第１の処理において、第３の処理で基板の表面に供給された有機溶剤が乾燥する前に基板の表面に塗布液を供給させるように塗布液供給部を制御してもよい。この場合、第３の処理において基板の表面に供給された有機溶剤が、第１の処理において基板の表面に供給される塗布液と基板との親和性を高める機能を果たし、第１の処理における塗布液が基板の表面において拡がりやすくなる。従って、より均一な膜厚の塗布膜を基板の表面に形成しやすくなる。【００３１】  ［１７］本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記第１項〜第８項のいずれか一項に記載の基板処理方法を基板処理装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の基板処理方法と同様に、塗布液の使用量を低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性を向上させることが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。
【発明の効果】
【００３２】  本開示に係る基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、塗布液の使用量を低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、基板処理システムを示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、塗布ユニットを示す模式図である。
【図５】図５は、基板処理システムを示すブロック図である。
【図６】図６は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。
【図７】図７は、塗布膜の形成手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、ウエハ回転数の時間変化を示すグラフである。
【図９】図９は、塗布膜の形成手順を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、塗布膜の形成手順を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、試験１における、ウエハ中心からの距離に対する塗布膜の膜厚を示す。
【図１２】図１２は、試験２における、ウエハ中心からの距離に対する塗布膜の膜厚を示す。
【図１３】図１３は、試験３における、ウウエハ中心からの距離に対する塗布膜の膜厚を示す。
【図１４】図１４は、試験３における、ウエハ面内における塗布膜の膜厚分布を示す。
【図１５】図１５は、試験４における、ウエハ面内における塗布膜の膜厚分布を示す。
【図１６】図１６は、試験５における、ウエハ中心からの距離に対する塗布膜の膜厚を示す。
【図１７】図１７は、参考試験における、ウエハ中心からの距離に対する塗布膜の膜厚を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】  以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００３５】  ［基板処理システム］  図１に示されるように、基板処理システム１（基板処理装置）は、塗布現像装置２（基板処理装置）と、露光装置３と、コントローラ１０（制御部）とを備える。露光装置３は、ウエハＷ（基板）の表面Ｗａ（図４参照）に形成された感光性レジスト膜の露光処理（パターン露光）を行う。具体的には、液浸露光等の方法により感光性レジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ｇ線、ｉ線、又は極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultraviolet）が挙げられる。
【００３６】  塗布現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、感光性レジスト膜又は非感光性レジスト膜（以下、あわせて「レジスト膜Ｒ」（図４参照）という。）をウエハＷの表面Ｗａに形成する処理を行う。塗布現像装置２は、露光装置３による感光性レジスト膜の露光処理後に、当該感光性レジスト膜の現像処理を行う。ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよい。
【００３７】  図１〜図３に示されるように、塗布現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。
【００３８】  キャリアブロック４は、図１及び図３に示されるように、キャリアステーション１２と、搬入搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、少なくとも一つのウエハＷを密封状態で収容する。キャリア１１の側面１１ａには、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（図示せず）が設けられている。キャリア１１は、側面１１ａが搬入搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。
【００３９】  搬入搬出部１３は、キャリアステーション１２及び処理ブロック５の間に位置している。搬入搬出部１３は、複数の開閉扉１３ａを有する。キャリアステーション１２上にキャリア１１が載置される際には、キャリア１１の開閉扉が開閉扉１３ａに面した状態とされる。開閉扉１３ａ及び側面１１ａの開閉扉を同時に開放することで、キャリア１１内と搬入搬出部１３内とが連通する。搬入搬出部１３は、受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。
【００４０】  処理ブロック５は、図１及び図２に示されるように、ＢＣＴモジュール１４と、ＨＭＣＴモジュール１５と、ＣＯＴモジュール１６と、ＤＥＶモジュール１７とを有する。ＢＣＴモジュール１４は下層膜形成モジュールである。ＨＭＣＴモジュール１５は中間膜（ハードマスク）形成モジュールである。ＣＯＴモジュール１６はレジスト膜形成モジュールである。ＤＥＶモジュール１７は現像処理モジュールである。これらのモジュールは、床面側からＤＥＶモジュール１７、ＢＣＴモジュール１４、ＨＭＣＴモジュール１５、ＣＯＴモジュール１６の順に並んでいる。
【００４１】  ＢＣＴモジュール１４は、ウエハＷの表面Ｗａ上に下層膜を形成するように構成されている。ＢＣＴモジュール１４は、複数の塗布ユニット（図示せず）と、複数の熱処理ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ２（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、下層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面Ｗａに塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＢＣＴモジュール１４において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止（ＳｉＡＲＣ）膜が挙げられる。
【００４２】  ＨＭＣＴモジュール１５は、下層膜上に中間膜を形成するように構成されている。ＨＭＣＴモジュール１５は、複数の塗布ユニット（図示せず）と、複数の熱処理ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ３（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、中間膜形成用の塗布液をウエハＷの表面Ｗａに塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＨＭＣＴモジュール１５において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。
【００４３】  ＣＯＴモジュール１６は、熱硬化性を有するレジスト膜Ｒを中間膜上に形成するように構成されている。ＣＯＴモジュール１６は、図２及び図３に示されるように、複数の塗布ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２（加熱部）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液（レジスト剤）を中間膜の上に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。塗布ユニットＵ１の詳細については後述する。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＣＯＴモジュール１６において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜Ｒとするための加熱処理（ＰＡＢ：Pre Applied Bake）が挙げられる。
【００４４】  ＤＥＶモジュール１７は、露光された感光性レジスト膜の現像処理を行うように構成されている。ＤＥＶモジュール１７は、複数の現像ユニット（図示せず）と、複数の熱処理ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずにウエハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している。現像ユニットは、感光性レジスト膜を部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＤＥＶモジュール１７において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Post Bake）等が挙げられる。
【００４５】  処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には、図２及び図３に示されるように、棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面からＨＭＣＴモジュール１５にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウエハＷを昇降させる。
【００４６】  処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には、棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は床面からＤＥＶモジュール１７の上部にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
【００４７】  インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１のウエハＷを取り出して露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻すように構成されている。
【００４８】  コントローラ１０は、基板処理システム１を部分的又は全体的に制御する。コントローラ１０の詳細については後述する。
【００４９】  ［塗布ユニットの構成］  続いて、図４を参照して、塗布ユニットＵ１についてさらに詳しく説明する。塗布ユニットＵ１は、図４に示されるように、回転保持部２０と、塗布液供給部３０とを備える。
【００５０】  回転保持部２０は、回転部２１と、保持部２２とを有する。回転部２１は、上方に突出したシャフト２３を有する。回転部２１は、例えば電動モータ等を動力源としてシャフト２３を回転させる。保持部２２は、シャフト２３の先端部に設けられている。保持部２２上にはウエハＷが配置される。保持部２２は、例えば吸着等によりウエハＷを略水平に保持する。すなわち、回転保持部２０は、ウエハＷの姿勢が略水平の状態で、ウエハＷの表面Ｗａに対して垂直な軸（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハＷの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図４に示されるように、回転保持部２０は、上方から見て時計回りにウエハＷを回転させる。
【００５１】  塗布液供給部３０は、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１を供給するように構成されている。塗布液供給部３０は、塗布液源３１と、ポンプ３２と、バルブ３３と、ノズル３４と、配管３５とを有する。塗布液源３１は、塗布液Ｌの供給源として機能する。塗布液源３１が貯留する塗布液Ｌとしては、例えば、感光性レジスト膜となる感光性レジスト材料、非感光性レジスト膜となる非感光性レジスト材料等が挙げられる。例えば膜厚が３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極薄のレジスト膜Ｒ（塗布膜）を形成するために、これらのレジスト材料が例えば５ｃＰ以下の粘度を有していてもよい。このような低粘度のレジスト材料を用いると、レジスト材料がウエハＷの表面Ｗａで流動しやすくなる。当該レジスト材料としては、例えば富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製のＦＡｉＲＳ−Ｅ１５Ｂが挙げられる。
【００５２】  ポンプ３２は、塗布液源３１から塗布液Ｌ１を吸引し、配管３５及びバルブ３３を介してノズル３４に送り出す。ノズル３４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル３４は、図示しない駆動部によって水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。ノズル３４は、ポンプ３２から送り出された塗布液Ｌ１を、ウエハＷの表面Ｗａに吐出可能である。配管３５は、上流側から順に、塗布液源３１、ポンプ３２、バルブ３３及びノズル３４を接続している。
【００５３】  溶剤供給部４０は、ウエハＷの表面Ｗａに有機溶剤Ｌ２を供給するように構成されている。溶剤供給部４０は、溶剤源４１と、ポンプ４２と、バルブ４３と、ノズル４４と、配管４５とを有する。溶剤源４１は、有機溶剤Ｌ２の供給源として機能する。溶剤源４１が貯留する有機溶剤Ｌ２としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）７０質量％及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）３０質量％が混合されたシンナー（ＯＫ７３シンナー：東京応化工業株式会社製）、γ−ブチロラクトン等の各種のシンナーが挙げられる。
【００５４】  ポンプ４２は、溶剤源４１から有機溶剤Ｌ２を吸引し、配管４５及びバルブ４３を介してノズル４４に送り出す。ノズル４４は、吐出口がウエハＷの表面Ｗａに向かうようにウエハＷの上方に配置されている。ノズル４４は、図示しない駆動部によって水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。ノズル４４は、ポンプ４２から送り出された有機溶剤Ｌ２を、ウエハＷの表面Ｗａに吐出可能である。配管４５は、上流側から順に、溶剤源４１、ポンプ４２、バルブ４３及びノズル４４を接続している。
【００５５】  ［コントローラの構成］  コントローラ１０は、図５に示されるように、機能モジュールとして、読取部Ｍ１と、記憶部Ｍ２と、処理部Ｍ３と、指示部Ｍ４とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラ１０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ１０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。
【００５６】  読取部Ｍ１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取る。記録媒体ＲＭは、基板処理システム１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。
【００５７】  記憶部Ｍ２は、種々のデータを記憶する。記憶部Ｍ２は、例えば、読取部Ｍ１において記録媒体ＲＭから読み取られたプログラムの他、例えば、ウエハＷに塗布液Ｌ１及び有機溶剤Ｌ２を供給する際の各種データ（いわゆる処理レシピ）、外部入力装置（図示せず）を介してオペレータから入力された設定データ等を記憶する。
【００５８】  処理部Ｍ３は、各種データを処理する。処理部Ｍ３は、例えば、記憶部Ｍ２に記憶されている各種データに基づいて、塗布ユニットＵ１（例えば、回転保持部２０、ポンプ３２，４２、バルブ３３，４３、ノズル３４，４４等）及び熱処理ユニットＵ２を動作させるための信号を生成する。
【００５９】  指示部Ｍ４は、処理部Ｍ３において生成された信号を塗布ユニットＵ１（例えば、回転保持部２０、ポンプ３２，４２、バルブ３３，４３、ノズル３４，４４等）又は熱処理ユニットＵ２に送信する。
【００６０】  コントローラ１０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ１０は、ハードウェア上の構成として、例えば図６に示される回路１０Ａを有する。回路１０Ａは、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路１０Ａは、具体的には、プロセッサ１０Ｂと、メモリ１０Ｃと、ストレージ１０Ｄと、ドライバ１０Ｅと、入出力ポート１０Ｆとを有する。プロセッサ１０Ｂは、メモリ１０Ｃ及びストレージ１０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１０Ｆを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。ドライバ１０Ｅは、基板処理システム１の各種装置をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート１０Ｆは、ドライバ１０Ｅと基板処理システム１の各種装置（例えば、回転保持部２０、ポンプ３２，４２、バルブ３３，４３、ノズル３４，４４等）との間で、信号の入出力を行う。
【００６１】  本実施形態では、基板処理システム１は、一つのコントローラ１０を備えているが、複数のコントローラ１０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板処理システム１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ１０によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ１０の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０が複数のコンピュータ（回路１０Ａ）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路１０Ａ）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路１０Ａ）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０は、複数のプロセッサ１０Ｂを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ１０Ｂによって実現されていてもよいし、２つ以上のプロセッサ１０Ｂの組み合わせによって実現されていてもよい。
【００６２】  ［塗布膜の形成方法］  続いて、塗布液Ｌ１及び有機溶剤Ｌ２をウエハＷに供給してウエハＷの表面Ｗａに塗布膜を形成する方法（基板処理方法）について、図７〜図１０を参照して説明する。ここでは、ウエハＷがキャリア１１から塗布ユニットＵ１に搬送されたものとして説明を進める。
【００６３】  まず、コントローラ１０は、ステップＳ１（図７参照）を実行する。ステップＳ１では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、ウエハＷを保持部２２に保持させる。その後、コントローラ１０は、溶剤供給部４０（ポンプ４２、バルブ４３及びノズル４４（より詳しくは、ノズル４４を駆動する駆動部））を制御して、ノズル４４から有機溶剤Ｌ２をウエハＷの表面Ｗａの中央部に吐出させる（第３の工程；第３の処理；図９（ａ）及び図１０（ａ）参照）。これにより、ウエハＷの表面Ｗａに有機溶剤Ｌ２が供給される。このときの有機溶剤Ｌ２の吐出量は、例えば、１ｍｌ〜１．５ｍｌ程度であってもよい。なお、ステップＳ１では、ウエハＷが静止、すなわちウエハＷの回転数が０ｒｐｍであってもよい（図８のＳ１区間参照）。
【００６４】  次に、コントローラ１０は、ステップＳ２（図７参照）を実行する。ステップＳ２では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、第１の回転数ω１でウエハＷを回転させる（図８のＳ２区間参照）。第１の回転数ω１は、例えば４０００ｒｐｍ未満であってもよいし、３０００ｒｐｍ以下であってもよいし、２０００ｒｐｍ以下であってもよいし、１５００ｒｐｍ以下であってもよい。これにより、ステップＳ１においてウエハＷの表面Ｗａに供給された有機溶剤Ｌ２がウエハＷの表面Ｗａ全面に拡がる（図９（ｂ）及び図１０（ｂ）参照）。有機溶剤Ｌ２のうち余剰分は、ウエハＷの周縁から外側に振り切られ、ウエハＷの表面Ｗａから除去される。ステップＳ２の処理時間は、ステップＳ１においてウエハＷの表面Ｗａに供給された有機溶剤Ｌ２が乾燥しない程度の時間に設定される。ステップＳ２の処理時間は、例えば１秒〜２秒程度であってもよい。
【００６５】  次に、コントローラ１０は、ステップＳ３（図７参照）を実行する。ステップＳ３では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、第２の回転数ω２でウエハＷを回転させる（図８のＳ３区間参照）。第２の回転数ω２は、例えば４０００ｒｐｍ未満であってもよいし、３０００ｒｐｍ以下であってもよいし、２０００ｒｐｍ以下であってもよいし、１５００ｒｐｍ以下であってもよい。第２の回転数ω２は、第１の回転数ω１と同程度であってもよい。
【００６６】  この状態で、コントローラ１０は、塗布液供給部３０（ポンプ３２、バルブ３３及びノズル３４（より詳しくは、ノズル３４を駆動する駆動部））を制御して、ノズル３４から塗布液Ｌ１をウエハＷの表面Ｗａの中央部に吐出させる（第１の工程；第１の処理；図９（ｃ）及び図１０（ｃ）参照）。以下では、ウエハＷの表面Ｗａに供給される第１回目の塗布液Ｌ１を「塗布液Ｌ１ａ」と呼ぶこととする。これにより、ステップＳ３では、ステップＳ２においてウエハＷの表面Ｗａに供給された有機溶剤Ｌ２が乾燥する前に、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１ａが供給される。すなわち、塗布液Ｌ１ａは、有機溶剤Ｌ２に導かれながらウエハＷの表面Ｗａの主として中心部に拡がる。換言すれば、有機溶剤Ｌ２は、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌ１ａの拡がりを促進する機能を有する。ステップＳ３の処理時間は、例えば０．３秒〜１秒程度であってもよいし、０．３秒〜０．６秒程度であってもよい。
【００６７】  次に、コントローラ１０は、ステップＳ４（図７参照）を実行する。ステップＳ４では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、第３の回転数ω３でウエハＷを回転させる（図９のＳ４区間参照）。ステップＳ４では、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１が供給されない。第３の回転数ω３は、例えば２０００ｒｐｍ未満であってもよいし、１０００ｒｐｍ以下であってもよいし、５００ｒｐｍ以下であってもよいし、１００ｒｐｍ以下であってもよい。第３の回転数ω３は、第１及び第２の回転数ω１，ω２と同程度であってもよい。これにより、ステップＳ３においてウエハＷの表面Ｗａに供給された塗布液Ｌ１ａがウエハＷの表面Ｗａの中央部に拡がる（図９（ｄ）及び図１０（ｄ）参照）。ステップＳ４の処理時間は、ステップＳ３においてウエハＷの表面Ｗａに供給された塗布液Ｌ１ａが乾燥しない程度の時間に設定される。ステップＳ４の処理時間は、例えば１．５秒以下であってもよい。
【００６８】  次に、コントローラ１０は、ステップＳ５（図７参照）を実行する。ステップＳ５では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、第４の回転数ω４でウエハＷを回転させる（図８のＳ５区間参照）。第４の回転数ω４は、第２の回転数ω２よりも低い。第４の回転数ω４は、例えば２０００ｒｐｍ以下であってもよいし、１０００ｒｐｍ以下であってもよいし、５００ｒｐｍ以下であってもよい。第２の回転数ω２と第４の回転数ω４との差（ω２−ω４）は、例えば３０００ｒｐｍ未満であってもよいし、２０００ｒｐｍ以下であってもよいし、１０００ｒｐｍ以下であってもよい。
【００６９】  この状態で、コントローラ１０は、塗布液供給部３０（ポンプ３２、バルブ３３及びノズル３４（より詳しくは、ノズル３４を駆動する駆動部））を制御して、ノズル３４から塗布液Ｌ１をウエハＷの表面Ｗａの中央部に吐出させる（第２の工程；第２の処理；図９（ｅ）及び図１０（ｅ）参照）。以下では、ウエハＷの表面Ｗａに供給される第２回目の塗布液Ｌ１を「塗布液Ｌ１ｂ」と呼ぶこととする。これにより、ステップＳ５では、ステップＳ４においてウエハＷの表面Ｗａに供給された塗布液Ｌ１ａが乾燥する前に、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１ｂが供給される。すなわち、塗布液Ｌ１ｂは、塗布液Ｌ１ａに導かれながらウエハＷの表面Ｗａの全体に拡がる。換言すれば、塗布液Ｌ１ａは、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌ１ｂの拡がりを促進する機能を有する。ステップＳ５の処理時間は、例えば０．３秒〜２秒程度であってもよいし、０．３〜０．６秒程度であってもよい。
【００７０】  ステップＳ５においてウエハＷの表面Ｗａに供給される塗布液Ｌ１ｂの量（供給量Ｖ２）は、ステップＳ３においてウエハＷの表面Ｗａに供給される塗布液Ｌ１ａの量（供給量Ｖ１）と同程度であってもよいし、供給量Ｖ１よりも多くてもよいし、供給量Ｖ１よりも少なくてもよい。供給量Ｖ１，Ｖ２の合計量を１００としたときに、供給量Ｖ１は例えば３０〜４０程度であってもよく、供給量Ｖ２は例えば７０〜６０程度であってもよい。供給量Ｖ１，Ｖ２の合計量は、例えば０．２ｍｌ〜２．５ｍｌ程度であってもよい。供給量Ｖ２と供給量Ｖ１との差（Ｖ２−Ｖ１）は、例えば０．０５ｍｌ〜０．１ｍｌ程度であってもよい。
【００７１】  次に、コントローラ１０は、ステップＳ６（図７参照）を実行する。ステップＳ６では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、第５の回転数ω５でウエハＷを回転させる（図８のＳ６区間参照）。第５の回転数ω５は、第４の回転数ω４よりも低い。第５の回転数ω５は、例えば５００ｒｐｍ以下であってもよい。ステップＳ６の処理時間は、例えば０．２秒〜２秒程度であってもよい。
【００７２】  ステップＳ６において、ウエハＷの回転数が第４の回転数ω４から第５の回転数ω５に下がることにより、第４の回転数ω４の遠心力でウエハＷの周縁寄りに偏っていた塗布液Ｌ１がウエハＷの中央側に引き寄せられる（図９（ｆ）及び図１０（ｆ）参照）。これにより、ウエハＷの中央部において塗布液Ｌ１が隆起する（同参照）。
【００７３】  次に、コントローラは、ステップＳ７（図７参照）を実行する。ステップＳ６では、コントローラ１０は、回転保持部２０を制御して、第６の回転数ω６でウエハＷを回転させる（図８のＳ７区間参照）。第６の回転数ω６は、第５の回転数ω５よりも高い。第６の回転数ω６は、例えば１０００ｒｐｍ〜１８００ｒｐｍ程度であってもよい。これにより、ステップＳ６においてウエハＷの中央部に引き寄せられていた塗布液Ｌ１が、再びウエハＷの表面Ｗａ全面に拡がる（図９（ｇ）及び図１０（ｇ）参照）。塗布液Ｌ１のうち余剰分は、ウエハＷの周縁から外側に振り切られ、ウエハＷの表面Ｗａから除去される。ステップＳ７の処理時間は、例えば１５秒〜２０秒程度であってもよい。
【００７４】  その後、ウエハＷの表面Ｗａの塗布液Ｌ１が乾燥し、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜が形成される。以上により、ウエハＷの表面Ｗａへの塗布膜の形成処理が完了する。
【００７５】  ［作用］  以上のような本実施形態では、ステップＳ２においてウエハＷの表面Ｗａに供給された塗布液Ｌ１ａが乾燥する前に、ステップＳ４においてウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１ｂが供給される。すなわち、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液が２回に分けて供給される。そのため、ステップＳ２の塗布液Ｌ１ａが、ステップＳ４の塗布液Ｌ１ｂとウエハＷとの親和性を高める機能を果たし、ステップＳ４における塗布液Ｌ１ｂがウエハＷの周縁まで行き渡りやすくなる。従って、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。
【００７６】  本実施形態では、ステップＳ４において、第２の回転数ω２よりも低い第４の回転数ω４で回転しているウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１ｂが供給される。そのため、ステップＳ２では、ウエハＷが比較的高い回転数ω２で回転している状態で、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１ａが供給される。従って、ステップＳ２の塗布液Ｌ１ａは、乾燥する前にウエハＷの周縁に向けて拡がりやすく、ウエハＷの表面Ｗａを比較的広い範囲で覆いうる。一方、ステップＳ４では、ウエハＷが比較的低い回転数ω４で回転している状態で、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌ１ｂが供給される。そのため、ステップＳ４では、ウエハＷの表面Ｗａに存在する塗布液Ｌ１の乾燥が抑制される。従って、ステップＳ２でウエハＷの表面Ｗａに供給された塗布液Ｌ１ａが流動性を有する状態で、ステップＳ４において塗布液Ｌ１ｂが供給される。その結果、ステップＳ４における塗布液Ｌ１ｂがウエハＷの周縁までいっそう行き渡りやすくなる。加えて、ステップＳ４においてウエハＷが比較的低い回転数ω４で回転しているので、ウエハＷの表面Ｗａに存在する塗布液Ｌ１に作用する遠心力が比較的小さくなる。そのため、ウエハＷの周縁から塗布液Ｌ１が振り切られて浪費されたり、ウエハＷの周縁において塗布液Ｌ１の盛り上がりが生じたりすることが抑制される。以上により、塗布液Ｌ１の使用量を極めて低減しつつ塗布膜の膜厚の均一性をいっそう向上させることが可能となる。
【００７７】  （試験１）  半径が１５０ｍｍの円形状のウエハＷの表面Ｗａに塗布液を２回に分けて供給することで、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜を形成することができることを確認するために試験を行った。その結果、図１１に示されるように、塗布液を２回吐出した場合に、特にウエハＷの周縁部における塗布膜の均一性が改善した。なお、図１１において、実線、一点鎖線及び破線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・実線（２回吐出）        １回目の塗布液の吐出量：０．０８３ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１６１ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２４４ｍｌ        ウエハＷの回転数：１５００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）        ウエハＷの回転時間：１５００秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：１５００秒（２回目の塗布液の吐出時）        塗布液の吐出間隔：０．５秒    ・一点鎖線（２回吐出）        １回目の塗布液の吐出量：０．０６５ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１６１ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２２６ｍｌ        ウエハＷの回転数：１５００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）        ウエハＷの回転時間：０．４秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：１５００秒（２回目の塗布液の吐出時）        塗布液の吐出間隔：０．４秒    ・破線（１回吐出）        塗布液の吐出量：０．２３３ｍｌ        ウエハＷの回転数：１５００ｒｐｍ        ウエハＷの回転時間：１．６秒
【００７８】  （試験２）  半径が１５０ｍｍの円形状のウエハＷに対してウエハＷの回転数を変えつつ塗布液（レジスト液）を２回吐出して、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜を形成する試験を行った。その結果、塗布液の１回目の吐出時と塗布液の２回目の吐出時とでウエハＷの回転数が同じであった場合には、特にウエハＷの周縁部での膜厚が不均一であった（図１２（ａ）参照）。同様に、塗布液の２回目の吐出時におけるウエハＷの回転数が塗布液の１回目の吐出時におけるウエハＷの回転数よりも大きい場合にも、特にウエハＷの周縁部での膜厚が不均一であった（図１２（ｂ）参照）。一方、塗布液の２回目の吐出時におけるウエハＷの回転数が塗布液の１回目の吐出時におけるウエハＷの回転数よりも低い場合には、特にウエハＷの周縁部における塗布膜の均一性が改善した（図１２（ｃ）参照）。
【００７９】  なお、図１２（ａ）において、太実線、細実線及び破線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・共通条件        １回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２４ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．８秒        ウエハＷの回転時間：０．８秒（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・太実線        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・細実線        ウエハＷの回転数：２０００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・破線        ウエハＷの回転数：３０００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）
【００８０】  図１２（ｂ）において、太実線、一点鎖線、破線及び細実線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・共通条件        １回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２４ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．８秒        ウエハＷの回転時間：０．８秒（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・太実線        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・一点鎖線        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転数：２０００ｒｐｍ（２回目の塗布液の吐出時）    ・破線        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転数：３０００ｒｐｍ（２回目の塗布液の吐出時）    ・細実線        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷ板の回転数：４０００ｒｐｍ（２回目の塗布液の吐出時）
【００８１】  図１２（ｃ）において、太実線、細実線及び破線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・共通条件        １回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２４ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．８秒        ウエハＷの回転時間：０．８秒（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・太実線        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・細実線        ウエハＷの回転数：２０００ｒｐｍ（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（２回目の塗布液の吐出時）    ・破線        ウエハＷの回転数：３０００ｒｐｍ（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転数：１０００ｒｐｍ（２回目の塗布液の吐出時）
【００８２】  試験２の結果（図１２（ｃ）参照）によれば、２回目の塗布液の吐出時におけるウエハＷの回転数と１回目の塗布液の吐出時におけるウエハＷの回転数との差が３０００ｒｐｍ未満であると、ウエハＷの表面Ｗａに形成される塗布膜の膜厚の均一性をナノオーダーでコントロールすることが可能となることが確認された。特に、１回目の塗布液の吐出時におけるウエハＷの回転数が３０００ｒｐｍ以下であり、２回目の塗布液の吐出時におけるウエハＷの回転数が１０００ｒｐｍ以下であると、ウエハＷの表面Ｗａに形成される塗布膜の膜厚の均一性をナノオーダーでより精度よくコントロールすることが可能となることが確認された。
【００８３】  （試験３）  半径が１５０ｍｍの円形状のウエハＷに対して塗布液（レジスト液）の吐出間隔を変えつつ塗布液を２回吐出して、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜を形成する試験を行った。その結果、吐出間隔が０．８秒の場合には、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜を形成することができ、斑及び被覆不良が発生しなかった（図１３の太実線及び図１４（ａ）参照）。吐出間隔が１．５秒の場合には、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜を形成することができ、被覆不良が発生しなかったが、ウエハＷの周縁に斑が僅かに発生した（図１３の細実線及び図１４（ｂ）参照）。吐出間隔が３秒の場合には、ウエハＷの周縁部において膜厚が不均一となり、当該周縁部において被覆不良及び斑が発生した（図１３の破線及び図１４（ｃ）参照）。吐出間隔が１０秒の場合には、ウエハＷの中央部よりも外側に塗布膜を形成することができなかった（図１３の一点鎖線及び図１４（ｄ）参照）。
【００８４】  なお、図１３において、太実線、細実線、破線及び一点鎖線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・共通条件        １回目の塗布液の吐出量：０．０６ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１８ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２４ｍｌ        ウエハＷの回転数：１５００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）        ウエハＷの回転時間：０．５秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：１．６秒（２回目の塗布液の吐出時）    ・太実線        塗布液の吐出間隔：０．８秒    ・細実線        塗布液の吐出間隔：１．５秒    ・破線        塗布液の吐出間隔：３秒    ・一点鎖線        塗布液の吐出間隔：１０秒
【００８５】  試験３によれば、吐出間隔が１．５秒以下の場合、当該間隔が比較的短いので、１回目に吐出された塗布液Ｌ１ａが２回目の塗布液の吐出時に乾燥し難いことが確認された。そのため、１回目に吐出された塗布液Ｌ１ａによって２回目に吐出される塗布液Ｌ１ｂがウエハＷの表面全体に拡がりやすくなることが確認された。
【００８６】  （試験４）  半径が１５０ｍｍの円形状のウエハＷに対して塗布液（レジスト液）を２回吐出して、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜を形成する試験を行った。当該試験では、１回目の塗布液の吐出終了から２回目の塗布液の吐出開始までの間におけるウエハＷの回転数を変化させた。その結果、当該回転数が１００ｒｐｍ（図１５（ａ）参照）、５００ｒｐｍ（図１５（ｂ）参照）及び１０００ｒｐｍ（図１５（ｃ）参照）の場合には、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜を形成することができ、斑及び被覆不良が発生しなかった。一方、当該回転数が２０００ｒｐｍ（図１５（ｄ）参照）及び３０００ｒｐｍ（図１５（ｅ）参照）の場合には、ウエハＷの周縁部において斑が発生した。また、当該回転数が４０００ｒｐｍ（図１５（ｆ）参照）の場合には、ウエハＷの周縁部において斑及び被覆不良が発生した。なお、試験４において、その他の共通条件は下記のとおりであった。    ・共通条件        １回目の塗布液の吐出量：０．０５６ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１９７ｍｌ        塗布液の吐出量の合計：０．２５３ｍｌ        ウエハＷの回転数：１５００ｒｐｍ        ウエハＷの回転時間：０．５秒（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）        塗布液の吐出間隔：１．６秒
【００８７】  試験４によれば、当該回転数が１０００ｒｐｍ以下の場合、当該回転数が比較的小さいので、１回目に吐出された塗布液Ｌ１ａが２回目の塗布液の吐出時に乾燥し難いことが確認された。そのため、１回目に吐出された塗布液Ｌ１ａによって２回目に吐出される塗布液Ｌ１ｂがウエハＷの表面全体に拡がりやすくなることが確認された。
【００８８】  （試験５）  半径が１５０ｍｍの円形状のウエハＷに対して塗布液（レジスト液）の吐出量を変えつつ２回吐出して、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜を形成する試験を行った。また、半径が１５０ｍｍの円形状のウエハＷに対して塗布液（レジスト液）を１回吐出して、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜を形成する試験を行った。その結果、２回目の塗布液の吐出量が１回目の塗布液の吐出量よりも多い場合には、ウエハＷの表面Ｗａに均一な膜厚の塗布膜を形成することができ、斑及び被覆不良が発生しなかった（図１６の太実線及び細実線参照）。一方、２回目の塗布液の吐出量が１回目の塗布液の吐出量と同じか少ない場合には、特にウエハＷの周縁部での膜厚が不均一であり、ウエハＷの周縁に斑が発生した（図１６の点線、短一点鎖線、長一点鎖線及び二点鎖線参照）。また、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液を１回吐出した場合には、ウエハＷの周縁部において塗布膜を形成することができなかった（図１６の破線参照）。
【００８９】  なお、図１６において、太実線、細実線、点線、短一点鎖線、長一点鎖線、二点鎖線及び破線の各試験条件は下記のとおりであった。    ・共通条件        塗布液の吐出量の合計：０．２４ｍｌ        ウエハＷの回転数：１５００ｒｐｍ（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・太実線        １回目の塗布液の吐出量：０．０７ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１７ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．５秒        ウエハＷの回転時間：０．５秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：１．２秒（２回目の塗布液の吐出時）    ・細実線        １回目の塗布液の吐出量：０．０９ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１５ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．６秒        ウエハＷの回転時間：０．６秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：１．１秒（２回目の塗布液の吐出時）    ・点線        １回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１２ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．８秒        ウエハＷの回転時間：０．８秒（１回目及び２回目の塗布液の各吐出時）    ・短一点鎖線        １回目の塗布液の吐出量：０．１４ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．１ｍｌ        塗布液の吐出間隔：０．９秒        ウエハＷの回転時間：０．９秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：０．７秒（２回目の塗布液の吐出時）    ・長一点鎖線        １回目の塗布液の吐出量：０．１５ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．０９ｍｌ        塗布液の吐出間隔：１．１秒        ウエハＷの回転時間：１．１秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：０．６秒（２回目の塗布液の吐出時）    ・二点鎖線        １回目の塗布液の吐出量：０．１７ｍｌ        ２回目の塗布液の吐出量：０．０７ｍｌ        塗布液の吐出間隔：１．２秒        ウエハＷの回転時間：１．２秒（１回目の塗布液の吐出時）        ウエハＷの回転時間：０．５秒（２回目の塗布液の吐出時）    ・破線        塗布液の吐出量：０．２４ｍｌ        ウエハＷの回転時間：１．６秒
【００９０】  試験５によれば、２回目の塗布液の吐出量が１回目の塗布液の吐出量よりも多い場合、２回目に吐出された塗布液Ｌ１ｂがウエハＷの表面全体に拡がりやすくなることが確認された。
【００９１】  ［他の実施形態］  以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。
【符号の説明】
【００９２】  １…基板処理システム（基板処理装置）、２…塗布現像装置（基板処理装置）、１０…コントローラ（制御部）、２０…回転保持部、３０…塗布液供給部、４０…溶剤供給部、Ｌ１…塗布液、Ｌ２…有機溶剤、Ｒ…レジスト膜（塗布膜）、ＲＭ…記録媒体、Ｕ１…塗布ユニット、Ｕ２…熱処理ユニット（加熱部）、Ｗ…ウエハ（基板）。
【図１】
2017145840.tif 000003
【図２】
2017145840.tif 000004
【図３】
2017145840.tif 000005
【図４】
2017145840.tif 000006
【図５】
2017145840.tif 000007
【図６】
2017145840.tif 000008
【図７】
2017145840.tif 000009
【図８】
2017145840.tif 000010
【図９】
2017145840.tif 000011
【図１０】
2017145840.tif 000012
【図１１】
2017145840.tif 000013
【図１２】
2017145840.tif 000014
【図１３】
2017145840.tif 000015
【図１４】
2017145840.tif 000016
【図１５】
2017145840.tif 000017
【図１６】
2017145840.tif 000018
【図１７】
2017145840.tif 000019
【国際調査報告】
2017145840.tif 000020
2017145840.tif 000021
2017145840.tif 000022
2017145840.tif 000023