(57)【要約】 【課題】  基体の表面状態に関係なく、基体の塗布膜を形成する領域全体にわたって塗布液をむら無く塗布することのできる回転塗布方法を提供する。【解決手段】  基体の表面部に供給される塗布液を、基体を回転させることによって前記表面部に拡散させる塗布液拡散工程において、基体を第１回転速度Ｖ１で回転させた後、第１回転速度Ｖ１よりも小さい第２回転速度Ｖ２で回転させ、次いで第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３回転速度Ｖ３で回転させる。これによって、基体の表面部に、凹凸部分、塗布液となじみにくい部分などの塗布液が塗布されにくい部分がある場合であっても、塗布膜の形成を予定する領域全体にわたって塗布液をむら無く塗布することができる。【選択図】      図３
2006156565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布膜が形成される基体の表面部に供給される塗布液を、基体を回転させることによって前記表面部に拡散させる塗布液拡散工程を含む回転塗布方法であって、
塗布液拡散工程は、
基体を第１回転速度Ｖ１で回転させる第１回転ステップと、
基体を第１回転速度Ｖ１よりも小さい第２回転速度Ｖ２で回転させる第２回転ステップと、
基体を第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３回転速度Ｖ３で回転させる第３回転ステップとを含むことを特徴とする回転塗布方法。
【請求項２】
塗布液拡散工程では、
塗布液が、基体の前記表面部において塗布膜の形成を予定する円形領域の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分まで拡散されたとき、第１回転ステップから第２回転ステップに移行することを特徴とする請求項１記載の回転塗布方法。
【請求項３】
第１回転ステップ、第２回転ステップおよび第３回転ステップのうちの少なくとも１つのステップでは、
回転されている状態にある基体の前記表面部に塗布液を供給することを特徴とする請求項１または２記載の回転塗布方法。
【請求項４】
第１回転ステップにおいて基体の前記表面部に塗布液が供給される位置と、第２回転ステップにおいて基体の前記表面部に塗布液が供給される位置とが異なることを特徴とする請求項３記載の回転塗布方法。
【請求項５】
塗布液拡散工程は、
第１回転ステップと第２回転ステップとの間に、塗布液の供給を停止させる供給停止ステップを含むことを特徴とする請求項３または４記載の回転塗布方法。
【請求項６】
第３回転ステップは、さらに前回転ステップと後回転ステップとを含み、
後回転ステップにおける基体の回転速度Ｖ３２が、前回転ステップにおける基体の回転速度Ｖ３１よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の回転塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体の表面部に供給される塗布液を、基体を回転させることによって基体の前記表面部に塗布して塗布膜を形成する回転塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転塗布方法は、たとえば、半導体装置の製造プロセスにおいて、フォトリソグラフィ工程などで、半導体材料などからなるウエハの表面部にレジスト膜などを形成するためなどに用いられる。図７は、従来の回転塗布方法の手順を示すフローチャートである。図８は、従来の回転塗布方法によってレジスト膜を形成する際のレジストの滴下時期とウエハの回転速度との関係を模式的に示す図である。図８（ａ）はウエハの回転速度の時間経過を示し、図８（ｂ）はレジストの滴下の時間経過を示す。図８において、横軸は時間を示す。また図８（ａ）において、縦軸はウエハの回転速度を示す。
【０００３】
従来の回転塗布方法によってレジスト膜を形成する場合、略円形状のウエハの中心部にレジストを滴下してウエハを回転させることによって、ウエハの回転による遠心力によってレジストを回転半径方向外方に向かって広げ、ウエハ表面にレジスト膜を形成する。具体的には、図７および図８に示すように、ステップｓ５２において、時刻Ｔ１で、ウエハを静止させた状態でレジストの滴下を開始し、時刻Ｔ２でウエハの回転を開始する。次いで、ステップｓ５３において、レジストを滴下しながら、ウエハを第１回転速度Ｐ１で一定時間回転させた後、ステップｓ５４において、時刻Ｔ４でウエハの回転速度を増加させ、ウエハを第２回転速度Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）で一定時間回転させた後、時刻Ｔ６でレジストの滴下を停止する。次いで、ステップｓ５５において、時刻Ｔ７で、ウエハの回転速度をさらに増加させ、ウエハを第３回転速度Ｐ３（Ｐ３＞Ｐ２）で一定時間回転させ、レジスト膜の膜厚を調整する。
【０００４】
レジスト膜が形成されるウエハ表面には、前工程で形成された電極パターン、スクライブラインなどによって凹凸部分が生じており、この凹凸部分に阻害されてレジストが部分的に塗布されないことがある。また、ウエハ表面に形成される膜質によっては、レジストがはじかれ、塗布されないことがある。たとえば、ナイトライド膜、ＳＩＰＯＳ膜などは、レジストとの濡れ性に乏しく、これらの膜がウエハ表面に形成されている場合には、ウエハ表面にレジストが塗布されていない部分が発生しやすい。特に、ウエハの直径がたとえば１２．５ｃｍ程度と大きくなると、このようなレジストの塗布むらが発生しやすくなる。ここで、ＳＩＰＯＳとは、ＳｉＯｘ（ｘ＝０．８〜１．２）で表される酸化ケイ素のことである。
【０００５】
レジストの塗布むらが発生すると、露光によってレジスト膜を所望の形状に形成することができない。このため、形成されたレジストマスクを用いてエッチングを行なうと、ウエハを所望の状態にエッチングすることができず、半導体装置が機能しないなど、特性不良が発生する。このような特性不良を防ぐためには、レジストの塗布むらが発生したウエハからレジスト膜を除去し、再度レジスト膜の形成を行なう必要があり、生産性が低下するという問題も生じる。
【０００６】
レジストの塗布むらを防ぐための技術としては、レジストを複数回に分けて滴下すること、レジストの滴下量を、所望の膜厚のレジスト膜を形成するために必要な量よりも多くすることなどが提案されている。また、ウエハを静止させた状態でレジストを滴下し、ウエハを回転させずにレジストを自然にウエハ表面にできる限り広げた後にウエハの回転を開始すること、ウエハを回転させてレジストをウエハ表面にある程度広げた後に、ウエハの回転を一旦停止させ、その後、徐々に回転速度を上げてウエハの回転を再開すること（たとえば、特許文献１参照）なども提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−１５６６２６号公報（第２−３頁，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のレジストを複数回に分けて滴下する方法、レジストの滴下量を必要な量よりも多くする方法では、レジストがウエハ表面を拡散する速度は変化しないので、これらの方法を用いたとしても、塗布むらの発生を充分に抑えることはできない。
【０００９】
また、レジストをウエハ表面に自然に広げた後にウエハの回転を開始する方法では、レジストが自然に広がる範囲よりもウエハの回転半径方向外方寄りに凹凸部分、レジストとの濡れ性に乏しい部分が存在する場合には、効果が得られず、レジストが塗布されていない部分が発生する。同様に、特許文献１に開示の技術においても、最初の回転で広がった位置から再度レジストが拡散されることになるので、その位置よりもウエハの回転半径方向外方寄りに凹凸部分、レジストとなじみにくい膜がある場合には、レジストがはじかれて均一に拡散されず、レジストが塗布されない部分が発生する。特に、ウエハの中心部にレジストを滴下する場合、ウエハの直径の１／２〜２／３の直径の領域部分よりもウエハの回転半径方向外方寄りの部分においてレジストが塗布されにくくなるので、これらの方法を用いても塗布むらの発生を防止することはできない。また、これらの方法には、レジストの塗布に要する時間が長くなり、生産性が低下するという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、ウエハなどの基体の表面状態に関係なく、基体の塗布膜を形成する領域全体にわたってレジストなどの塗布液をむら無く塗布することのできる回転塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、塗布膜が形成される基体の表面部に供給される塗布液を、基体を回転させることによって前記表面部に拡散させる塗布液拡散工程を含む回転塗布方法であって、
塗布液拡散工程は、
基体を第１回転速度Ｖ１で回転させる第１回転ステップと、
基体を第１回転速度Ｖ１よりも小さい第２回転速度Ｖ２で回転させる第２回転ステップと、
基体を第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３回転速度Ｖ３で回転させる第３回転ステップとを含むことを特徴とする回転塗布方法である。
【００１２】
また本発明は、塗布液拡散工程では、
塗布液が、基体の前記表面部において塗布膜の形成を予定する円形領域の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分まで拡散されたとき、第１回転ステップから第２回転ステップに移行することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、第１回転ステップ、第２回転ステップおよび第３回転ステップのうちの少なくとも１つのステップでは、
回転されている状態にある基体の前記表面部に塗布液を供給することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、第１回転ステップにおいて基体の前記表面部に塗布液が供給される位置と、第２回転ステップにおいて基体の前記表面部に塗布液が供給される位置とが異なることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、塗布液拡散工程は、
第１回転ステップと第２回転ステップとの間に、塗布液の供給を停止させる供給停止ステップを含むことを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、第３回転ステップは、さらに前回転ステップと後回転ステップとを含み、
後回転ステップにおける基体の回転速度Ｖ３２が、前回転ステップにおける基体の回転速度Ｖ３１よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、塗布膜が形成される基体の表面部に供給される塗布液を前記表面部に拡散させる際には、基体を第１回転速度Ｖ１で回転させた後、第１回転速度Ｖ１よりも小さい第２回転速度Ｖ２で回転させ、次いで第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３回転速度Ｖ３で回転させる。基体の回転速度を第１回転速度Ｖ１から第２回転速度Ｖ２に減速することによって、基体の回転による遠心力を小さくし、塗布液が基体の表面部に拡散される速度を、基体が第１回転速度Ｖ１で回転している場合に比べて小さくすることができるので、塗布液が基体の前記表面部の一部分に滞留する時間を増加させ、塗布されやすくすることができる。たとえば、塗布液が基体の表面の塗布されにくい部分を通過する際に基体の回転速度を減速することによって、塗布されにくい部分にも塗布液を塗布することができる。したがって、前述のように、基体の回転速度を一度減速させた後加速することによって、基体の表面部に凹凸部分、塗布液との濡れ性に乏しく、塗布液となじみにくい部分などの塗布液が塗布されにくい部分がある場合であっても、塗布膜の形成を予定する領域全体にわたって塗布液をむら無く塗布することができる。
【００１８】
また本発明によれば、塗布液が、基体の前記表面部において塗布膜の形成を予定する円形領域の直径に対して２分の１（１／２）以上、３分の２（２／３）以下の直径の領域部分まで拡散されたとき、第１回転ステップから第２回転ステップに移行する。このことによって、塗布液が塗布されにくい、前記円形領域の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分を超える部分における塗布液の拡散速度を、前記円形領域の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分における塗布液の拡散速度に比べて小さくすることができる。したがって、基体の前記表面部において塗布膜の形成を予定する円形領域全体にわたって、より確実に塗布液を塗布することができる。
【００１９】
また本発明によれば、第１回転ステップ、第２回転ステップおよび第３回転ステップのうちの少なくとも１つのステップでは、回転されている状態にある基体の前記表面部に塗布液を供給する。このことによって、基体の前記表面部に塗布膜を形成するために必要な量の塗布液を徐々に供給することができるので、必要な量の塗布液を一度に供給する場合に比べて、塗布液が基体の前記表面部に塗布されやすくなる。したがって、塗布むらの発生をより確実に防止することができる。
【００２０】
また本発明によれば、第２回転ステップでは、第１回転ステップにおいて基体の前記表面部に塗布液が供給される位置とは異なる位置で、基体の前記表面部に塗布液を供給する。このことによって、たとえば、第２回転ステップにおいて、塗布液の供給位置を塗布液が塗布されにくい部分に移動させて塗布液を供給することができるので、塗布されていない部分が生じることをより確実に防ぐことができる。また、塗布液が供給される位置から基体の前記表面部の塗布液が拡散されていない部分までの距離を短くすることができるので、基体の前記表面部の塗布膜の形成を予定する領域全体に塗布液を拡散させるために要する時間を低減し、生産性を向上させることができる。
【００２１】
また本発明によれば、第１回転ステップから第２回転ステップに移行する前には、塗布液の供給を停止する。このことによって、基体の回転速度を減速した際に、塗布液が基体の前記表面部の一部分に滞留することを防ぎ、基体の表面部の一部分に他の部分よりも多くの塗布液が塗布されることを防止することができる。したがって、塗布膜の厚みの均一性を向上させることができる。
【００２２】
また本発明によれば、第３回転ステップは、前回転ステップと後回転ステップとを含み、前回転ステップにおいて基体を第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３前回転速度Ｖ３１で回転させた後、後回転ステップにおいて基体を第３前回転速度Ｖ３１よりも大きい第３後回転速度Ｖ３２で回転させる。このように、第２回転速度Ｖ２から、第３前回転速度Ｖ３１、第３後回転速度Ｖ３２の順に段階的に加速することによって、塗布液が基体の前記表面部に拡散される速度を緩やかに加速することができる。したがって、塗布液の拡散速度の急激な増加を抑え、塗布液を基体の前記表面部に均一に拡散させることができるので、塗布膜の厚みの均一性を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の第１形態である回転塗布方法に用いられる回転塗布装置１の構成を簡略化して示す側面図である。回転塗布装置１は、基体であるウエハ１１を乗載して水平に保持する保持部材１２と、保持部材１２を鉛直方向に平行な回転軸線１３まわりに回転駆動する回転駆動源であるモータ１４と、保持部材１２に保持されるウエハ１１に塗布液を供給する塗布液供給手段１５と、図示しない制御手段とを含む。
【００２４】
本実施の形態の回転塗布方法は、たとえば、ウエハ１１の厚み方向一方側の表面部（以後、単に一方の表面部と称する）に、塗布液としてレジストを塗布し、塗布膜１６としてレジスト膜を形成するためなどに用いられる。その中でも、本実施の形態による回転塗布方法は、レジストのように、２５℃における粘度が２０〜１００Ｐａ・ｓ（２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下）の塗布液を塗布する場合に特に好適に用いられる。
【００２５】
ウエハ１１は、厚み方向他方側の表面部（以後、単に他方の表面部と称する）が保持部材１２に接するように保持部材１２に保持される。本実施の形態で用いられるウエハ１１は、円形状の基板であり、その直径はたとえば１２．５ｃｍである。ウエハ１１の形状は、これに限定されず、矩形状などの多角形状であってもよい。
【００２６】
モータ１４は、回転軸１７を有し、この回転軸１７には保持部材１２が固定される。モータ１４は、回転速度を可変に構成される。保持部材１２には、吸引源１８が管路１９などを介して接続される。保持部材１２は、保持部材１２のモータ１４が固定される側の反対側の表面部に載置されるウエハ１１の他方の表面部を、吸引源１８による吸引力で真空吸着することによって、ウエハ１１を保持する。
【００２７】
塗布液供給手段１５は、アーム２０を有し、このアーム２０には、塗布液供給管２１を介して塗布液供給源２２が接続される。アーム２０の図示しない基端部は、保持部材１２および保持部材１２に保持されるウエハ１１の回転移動領域の外方で、鉛直方向に平行な回転軸線まわりに角変位可能に設けられる。アーム２０の遊端部２３には、保持部材１２側に向けて、すなわち図１の紙面に向かって下向きに開口したノズル２４が設けられる。アーム２０には、図示しない角変位駆動手段が接続される。角変位駆動手段は、アーム２０を、ウエハ１１の回転移動領域の外方の休止位置と、ノズル２４が保持部材１２の回転軸線１３付近に存在する供給位置とにわたって、角変位駆動する。
【００２８】
塗布液供給源２２とアーム２０との間には、塗布液の流量を調整する図示しない塗布液流量調整装置が設けられる。塗布液流量調整装置は、たとえば可変絞り弁などの流量制御弁などによって実現される。塗布液供給源２２から供給される塗布液としては、たとえば、塗布膜１６としてレジスト膜を形成する場合には、レジストが用いられる。
【００２９】
制御手段は、タイマを備え、回転塗布装置１の各部の動作を制御する。具体的には、制御手段は、保持部材１２を回転駆動するモータ１４の速度制御などを行う。また制御手段は、塗布液供給手段１５のアーム２０への塗布液の供給量を調整する塗布液流量調整装置の動作を制御する。さらに制御手段は、塗布液供給手段１５のアーム２０の基端部を角変位駆動する角変位駆動手段の動作を制御する。制御手段には、操作者によって操作される図示しない入力手段の出力、およびモータ１４による保持部材１２の回転速度を検出する図示しない速度センサの出力が、それぞれ与えられる。制御手段は、マイクロコンピュータなどによって実現される。
【００３０】
図２は、実施の第１形態の回転塗布方法の手順を示すフローチャートである。本実施の形態による回転塗布方法は、ウエハ１１を静止させた状態でウエハ１１の塗布膜１６が形成される表面部に塗布液を供給する静止下塗布液供給工程（ステップｓ２）と、ウエハ１１の塗布膜１６が形成される表面部に供給される塗布液を、ウエハ１１を回転させることによって前記表面部に拡散させる塗布液拡散工程（ステップｓ３〜ｓ６）とを含む。
【００３１】
塗布液拡散工程は、さらに、ウエハ１１を第１回転速度Ｖ１で回転させる第１回転ステップｓ３と、ウエハ１１を第１回転速度Ｖ１よりも小さい第２回転速度Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）で回転させる第２回転ステップｓ４と、ウエハ１１を第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３回転速度Ｖ３（Ｖ３＞Ｖ２）で回転させる第３回転ステップｓ５と、ウエハ１１を第３回転速度Ｖ３よりも大きい第４回転速度Ｖ４（Ｖ４＞Ｖ３）で回転させる第４回転ステップｓ６とを含む。本実施の形態では、第１回転ステップｓ３、第２回転ステップｓ４、第３回転ステップｓ５において、回転されている状態にあるウエハ１１の前記表面部に塗布液を供給する。
【００３２】
第１回転ステップｓ３におけるウエハ１１の回転速度である第１回転速度Ｖ１は、たとえば毎分３００〜１０００回転（３００〜１０００ｒｐｍ）に選択される。第２回転ステップｓ４におけるウエハ１１の回転速度である第２回転速度Ｖ２は、たとえば毎分５０〜３００回転（５０〜３００ｒｐｍ）に選択される。第３回転ステップｓ５におけるウエハ１１の回転速度である第３回転速度Ｖ３は、たとえば毎分３００〜３０００回転（３００〜３０００ｒｐｍ）に選択される。第４回転ステップｓ６におけるウエハ１１の回転速度である第４回転速度Ｖ４は、たとえば毎分２０００〜６０００回転（２０００〜６０００ｒｐｍ）に選択される。特に、塗布液の粘度が２５℃において２０〜１００Ｐａ・ｓである場合には、第１〜第４回転速度は、それぞれ前記範囲に選択されることが好ましい。ただし、第１〜第４回転速度Ｖ１〜Ｖ４の相互関係は、前述の大小関係を満足する必要がある。また、生産性などを考慮すると、第３回転速度Ｖ３は、第１回転速度Ｖ１と同じか、第１回転速度Ｖ１よりも大きい方が好ましい。好ましい回転速度の大小関係を例示すると、たとえば、図３に示すようになる。
【００３３】
図３は、実施の第１形態の回転塗布方法によって塗布膜１６を形成する際の塗布液の供給時期とウエハ１１の回転速度との関係を模式的に示す図である。図３（ａ）はウエハ１１の回転速度の時間経過を示し、図３（ｂ）は塗布液供給手段１５による塗布液の供給の時間経過を示す。図３において、横軸は時間を示す。図３（ａ）において、縦軸はウエハ１１の回転速度を示す。図３（ａ）に示すウエハ１１の回転速度の時間経過は、モータ１４による保持部材１２の回転速度の時間経過に相当する。図３（ａ）では、第１回転速度Ｖ１が毎分７００回転（７００ｒｐｍ）、第２回転速度Ｖ２が毎分２００回転（２００ｒｐｍ）、第３回転速度Ｖ３が毎分１５００回転（１５００ｒｐｍ）、第４回転速度Ｖ４が毎分４０００回転（４０００ｒｐｍ）の場合を示す。なお、図３（ａ）では、実際のスケールとは多少異なるけれども、理解を容易にするために、第１〜第４回転速度Ｖ１〜Ｖ４の相対的な大小関係を模式的に示す。
【００３４】
図２および図３を参照して、本実施の形態の回転塗布方法をさらに具体的に説明する。本実施の形態の回転塗布方法による回転塗布動作は、ステップｓ１で開始され、ステップｓ２に移行する。ステップｓ２の静止下塗布液供給工程では、まず、角変位駆動手段によって塗布液供給手段１５のアーム２０を休止位置から供給位置に角変位させ、ノズル２４を保持部材１２の回転軸線１３上に配置する。次いで、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１において、保持部材１２に保持されるウエハ１１の塗布膜１６が形成される一方の表面部に対して、塗布液の滴下を開始する。このようにしてウエハ１１の表面部の中央部に塗布液を滴下し、中央部付近に拡散させる。塗布液の流量は、たとえば毎分６０ｍＬに選ばれる。
【００３５】
本実施の形態では、塗布液の滴下は、塗布液の滴下を開始した時刻ｔ１から制御手段のタイマによって計時される時間が、予め定める時間Ｗ１経過するまで、ステップｓ１の静止下塗布液供給工程からステップｓ５の第３回転ステップにわたって連続的に行なわれる。前記時間Ｗ１は、たとえば３秒に選ばれる。
【００３６】
次いで、ステップｓ３の第１回転ステップでは、まず、塗布液の供給を開始した時刻ｔ１からタイマによって計時される時間が、予め定める時間Ｗ２経過すると、時刻ｔ２において、モータ１４によって保持部材１２の回転駆動を開始する。これによって、保持部材１２に保持されるウエハ１１の回転が開始され、それに伴って塗布液が、ウエハ１１の表面中央部付近からウエハ１１の回転半径方向外方に向かって拡散され始める。前記時間Ｗ２は、たとえば０．５秒に選ばれる。
【００３７】
保持部材１２の回転速度が上昇し、図示しない速度センサによって検出される保持部材１２の回転速度が、時刻ｔ３において、予め定める第１回転速度Ｖ１になると、その時刻ｔ３以降、予め定める時間Ｗ３、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第１回転速度Ｖ１に維持し、ウエハ１１の回転速度を第１回転速度Ｖ１に維持する。前記第１回転速度Ｖ１は、たとえば毎分７００回転（７００ｒｐｍ）に選ばれる。
【００３８】
前記時間Ｗ３は、たとえば１秒に選ばれる。本実施の形態では、塗布液が、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分まで拡散されたときに、第１回転ステップｓ３から第２回転ステップｓ４に移行するように、前記時間Ｗ３を選択する。
【００３９】
時刻ｔ３からタイマによって計時される時間が、予め定める時間Ｗ３を経過すると、次のステップｓ４の第２回転ステップでは、時刻ｔ４において、モータ１４による保持部材１２の回転速度を減少させる。これによって、ウエハ１１の回転速度が減少する。保持部材１２の回転速度が減少し、速度センサによって検出される保持部材１２の回転速度が、時刻ｔ５において、予め定める第２回転速度Ｖ２に達すると、その時刻ｔ５以降、予め定める時間Ｗ４、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第２回転速度Ｖ２に維持し、これによってウエハ１１の回転速度を第２回転速度Ｖ２に維持する。前記第２回転速度Ｖ２は、たとえば毎分２００回転（２００ｒｐｍ）に選ばれる。
【００４０】
時刻ｔ５からタイマによって計時される時間が、予め定める時間Ｗ４を経過すると、次のステップｓ５の第３回転ステップでは、時刻ｔ６において、モータ１４による保持部材１２の回転速度を増加させ、ウエハ１１の回転速度を増加させる。保持部材１２の回転速度が増加し、速度センサによって検出される保持部材１２の回転速度が、時刻ｔ７において、予め定める第３回転速度Ｖ３に達すると、その時刻ｔ７以降、予め定める時間Ｗ５、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第３回転速度Ｖ３に維持する。これによって、ウエハ１１の回転速度が第３回転速度Ｖ３に維持される。前記第３回転速度Ｖ３は、たとえば毎分１５００回転（１５００ｒｐｍ）に選ばれる。
【００４１】
また、時刻ｔ７からタイマによって計時される時間が予め定める時間Ｗ６経過し、塗布液の滴下を開始した時刻ｔ１から前述の予め定める時間Ｗ１が経過すると、時刻ｔ８において、塗布液の滴下を停止する。前記時間Ｗ６は、本実施の形態では前記時間Ｗ５よりも短く（Ｗ６＜Ｗ５）、たとえば０．５秒に選ばれる。
【００４２】
時刻ｔ７から予め定める時間Ｗ５が経過すると、次のステップｓ６の第４回転ステップでは、時刻ｔ９において、モータ１４による保持部材１２の回転速度を増加させ、ウエハ１１の回転速度を増加させる。速度センサによって検出される保持部材１２の回転速度が、時刻ｔ１０において、予め定める第４回転速度Ｖ４に達すると、その時刻ｔ１０以降、予め定める時間Ｗ７、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第４回転速度Ｖ４に維持し、ウエハ１１の回転速度を第４回転速度Ｖ４に維持する。これによって、塗布膜１６の膜厚を調整する。前記第４回転速度Ｖ４は、たとえば毎分４０００回転（４０００ｒｐｍ）に選ばれる。
【００４３】
時刻ｔ１０からタイマによって計時される時間が予め定める時間Ｗ７経過すると、時刻ｔ１１において、モータ１４による保持部材１２の回転駆動を停止する。これによって、時刻ｔ１２において、保持部材１２および保持部材１２に保持されるウエハ１１が静止する。前記時間Ｗ７は、たとえば２５秒に選ばれる。
【００４４】
以上のようにして、ウエハ１１の表面部に塗布液を拡散させて塗布膜１６を形成し、ステップｓ７において、一連の動作を終了する。なお、塗布膜１６として、レジスト膜などのように塗布後に硬化させる必要のある膜を形成する場合には、塗布膜１６の形成後にウエハ１１を加熱し、塗布膜１６を硬化させる。
【００４５】
本実施の形態では、ステップｓ３〜ｓ６の塗布液拡散工程において、ウエハ１１の回転速度を、第１回転速度Ｖ１から、第１回転速度Ｖ１よりも小さい第２回転速度Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）に一度減少させた後、第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３回転速度Ｖ３（Ｖ３＞Ｖ２）に増加させる。ウエハ１１の回転速度を第１回転速度Ｖ１から第２回転速度Ｖ２に減速することによって、ウエハ１１の回転による遠心力を小さくし、塗布液がウエハ１１の表面部に拡散される速度を小さくすることができるので、塗布液がウエハ１１の前記表面部の一部分に滞留する時間を増加させることができる。これによって、塗布液は、ウエハ１１の塗布されにくい部分、たとえば凹凸部分、塗布液との濡れ性に乏しい膜が形成されている部分であっても、はじかれずにその部分を乗り越えてウエハ１１の回転半径方向外方に向かって拡散することができる。したがって、本実施の形態では、ウエハ１１の表面部に凹凸部分、塗布液との濡れ性に乏しく、塗布液となじみにくい部分がある場合であっても、ウエハ１１の表面部全体にわたって塗布液をむら無く塗布することができる。
【００４６】
特に、本実施の形態では、塗布液が、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分まで拡散されたときに、第１回転ステップｓ３から第２回転ステップｓ４に移行させる。これによって、塗布液が塗布されにくい、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分よりもウエハ１１の回転半径方向外方寄りの部分を通過する際には、塗布液の拡散速度が小さくなり、この部分にも塗布液を塗布することができる。
【００４７】
また第１回転ステップｓ３、第２回転ステップｓ４および第３回転ステップｓ５では、ウエハ１１を回転させるとともに、ウエハ１１の前記表面部に塗布液を供給する。これによって、ウエハ１１の前記表面部に塗布膜１６を形成するために必要な量の塗布液を徐々に供給することができる。このため、ステップｓ１の静止下塗布液供給工程で必要な量の塗布液の全量を供給した後、ウエハ１１を回転させて塗布液を拡散させる場合に比べて、塗布液がウエハ１１の回転による遠心力の影響を受けやすくなる。したがって、ウエハ１１の回転速度を前述のように変化させることの効果が有効に発揮され、塗布液がウエハ１１の前記表面部に塗布されやすくなるので、塗布むらの発生をより確実に防止することができる。
【００４８】
また、ウエハ１１の回転速度を前述のように変化させることの効果を一層効果的に発揮させるためには、第２回転速度Ｖ２は、第１回転速度Ｖ１の３割以上、５割以下（０．３Ｖ１≦Ｖ２≦０．５Ｖ１）であることが好ましい。また、第１回転速度Ｖ１から第２回転速度Ｖ２に減速させる際には、一気に減速させることが好ましい。具体的には、ウエハ１１の回転速度を第１回転速度Ｖ１から第２回転速度Ｖ２に減速するのに要する時間である立ち下げ時間、すなわち図３に示す時刻ｔ４からｔ５までの時間を、たとえば０．１〜０．５秒と小さくし、短時間に第１回転速度Ｖ１から第２回転速度Ｖ２に切替えることが好ましい。同様に、第２回転速度Ｖ２から第３回転速度Ｖ３に加速させる際にも一気に加速させることが好ましく、具体的には、ウエハ１１の回転速度を第２回転速度Ｖ２から第３回転速度Ｖ３に加速するのに要する時間である立ち上げ時間、すなわち図３に示す時刻ｔ６からｔ７までの時間を、たとえば０．１〜０．５秒と小さくし、短時間に第２回転速度Ｖ２から第３回転速度Ｖ３に切替えることが好ましい。
【００４９】
また、第２回転速度Ｖ２は、塗布液の粘度に応じて変化させることが好ましい。具体的には、塗布液の粘度が大きいほど、第２回転速度Ｖ２を大きくしてウエハ１１を速く回転させることが好ましく、塗布液の粘度が小さいほど、第２回転速度Ｖ２を小さくしてウエハ１１を遅く回転させることが好ましい。
【００５０】
以上のように、本実施の形態では、ウエハ１１の一方の表面部全体に塗布膜１６を形成するけれども、ウエハ１１の一方の表面部に部分的に塗布膜１６を形成することも可能である。たとえば、ウエハ１１の外縁端部付近を除いた部分のみに、塗布膜１６を形成してもよい。この場合には、塗布液が、ウエハ１１の前記表面部において塗布膜１６の形成を予定する円形領域の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分まで拡散されたときに、第１回転ステップから第２回転ステップに移行させることが好ましい。これによって、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分に、凹凸部分、塗布液との濡れ性に乏しい部分などの塗布液が塗布されにくい部分がある場合には、その付近においても、ウエハ１１の回転速度が一度減速された後加速されるように、ステップｓ４の第２回転ステップおよびステップｓ５の第３回転ステップと同様のステップを設けることが好ましい。
【００５２】
図４は、本発明の実施の第２形態である回転塗布方法の手順を示すフローチャートである。本実施の形態による回転塗布方法は、前述の実施の第１形態による回転塗布方法と同様に、静止下塗布液供給工程（ステップｓ１２）と、塗布液拡散工程（ステップｓ１３〜ｓ１７）とを含む。本実施の形態による回転塗布方法において、注目すべきは、塗布液拡散工程が、第１回転ステップｓ１３と第２回転ステップｓ１５との間に、塗布液の供給を停止させる供給停止ステップｓ１４を含むことである。
【００５３】
図５は、実施の第２形態の回転塗布方法によって塗布膜１６を形成する際の塗布液の供給時期とウエハ１１の回転速度との関係を模式的に示す図である。図５（ａ）はウエハ１１の回転速度の時間経過を示し、図５（ｂ）は塗布液供給手段１５による塗布液の供給の時間経過を示す。なお、図５（ａ）では、図３（ａ）と同様に、実際のスケールとは多少異なるけれども、理解を容易にするために、第１〜第４回転速度Ｖ１〜Ｖ４の相対的な大小関係を模式的に示す。本実施の形態において、回転塗布装置１の各部は、塗布液供給手段１５以外は、実施の第１形態と同様に駆動される。たとえば、保持部材１２は、実施の第１形態と同様に回転駆動され、ウエハ１１の回転速度は、実施の第１形態と同様に変化する。
【００５４】
本実施の形態の回転塗布方法による回転塗布動作は、ステップｓ１１で開始され、ステップｓ１２に移行する。ステップｓ１２の静止下塗布液供給工程では、実施の第１形態と同様に、時刻ｔ１において、塗布液の滴下を開始する。本実施の形態では、塗布液の滴下は、塗布液の滴下を開始した時刻ｔ１から予め定める時間Ｗ１１が経過する時刻ｔ４までと、その後塗布液の滴下を再開した時刻ｔ５から予め定める時間Ｗ１３が経過する時刻ｔ８までとにおいて、予め定める時間Ｗ１２を空けて断続的に行なわれる。前記時間Ｗ１１は、たとえば１．５秒に選ばれる。前記時間Ｗ１３は、たとえば１．５秒に選ばれる。本実施の形態では、前記時間Ｗ１１および前記時間Ｗ１３は、塗布液の供給を行なう前記時間Ｗ１１と前記時間Ｗ１３との和（Ｗ１１＋Ｗ１３）が、実施の第１形態における塗布液の供給時間Ｗ１と略等しくなるように選択される。
【００５５】
ステップｓ１３の第１回転ステップでは、実施の第１形態と同様に、塗布液の供給を開始した時刻ｔ１から時間Ｗ２経過後の時刻ｔ２において、モータ１４による保持部材１２の回転駆動を開始する。これによってウエハ１１の回転が開始される。保持部材１２の回転速度が予め定める第１回転速度Ｖ１になった時刻ｔ３から時間Ｗ３の間、保持部材１２および保持部材１２に保持されるウエハ１１の回転速度を第１回転速度Ｖ１に維持する。
【００５６】
次いで、ステップｓ１４の供給停止ステップでは、時刻ｔ３から時間Ｗ３経過後の時刻ｔ４において、塗布液供給手段１５による塗布液の滴下を停止するとともに、モータ１４による保持部材１２の回転速度を減少させ、ウエハ１１の回転速度を減少させる。次いで、角変位駆動手段によって塗布液供給手段１５のアーム２０を供給位置から角変位させ、ノズル２４を保持部材１２の回転軸線１３上から、ウエハ１１の前記表面部において中央部からウエハ１１の回転半径方向外方側にウエハ１１の半径に対して１／２〜２／３離れた部分付近に移動させる。
【００５７】
塗布液の供給を停止し、保持部材１２の回転速度を減少させ始めた時刻ｔ４から、時間Ｗ１２経過後の時刻ｔ５において、保持部材１２の回転速度が予め定める第２回転速度Ｖ２に達すると、ステップｓ１５の第２回転ステップでは、実施の第１形態と同様に、その時刻ｔ５以降、予め定める時間Ｗ４、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第２回転速度Ｖ２に維持する。また、時刻ｔ５において、塗布液供給手段１５による塗布液の滴下を再開する。
【００５８】
時刻ｔ５から予め定める時間Ｗ４を経過すると、次のステップｓ１６の第３回転ステップに移行し、実施の第１形態と同様に、時刻ｔ６において、モータ１４による保持部材１２の回転速度を増加させ、保持部材１２の回転速度が予め定める第３回転速度Ｖ３に達した時刻ｔ７以降、予め定める時間Ｗ５、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第３回転速度Ｖ３に維持する。
【００５９】
また、時刻ｔ７からタイマによって計時される時間が予め定める時間Ｗ１４経過し、塗布液の滴下を再開した時刻ｔ５から前述の予め定める時間Ｗ１３が経過すると、時刻ｔ１８において、塗布液の滴下を停止する。前記時間Ｗ１４は、本実施の形態では前記時間Ｗ５よりも短く（Ｗ１４＜Ｗ５）、たとえば０．５秒に選ばれる。
【００６０】
次のステップｓ１７の第４回転ステップ以降は、実施の第１形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態では、ステップｓ１３の第１回転ステップからステップｓ１５の第２回転ステップに移行する前には、ステップｓ１４の供給停止ステップにおいて、塗布液の供給を停止する。これによって、ウエハ１１の回転速度が減少し、塗布液の拡散速度が減少する時刻ｔ４からｔ５までの間に、塗布液が充分に拡散されずにウエハ１１の表面部の一部分に滞留することを防ぐことができる。したがって、ウエハ１１の表面部の一部分に他の部分よりも多くの塗布液が塗布されることを防ぐことができるので、均一な厚みの塗布膜１６を形成することができる。
【００６２】
特に、本実施の形態では、塗布液の供給を停止させた後に、塗布液の供給位置を、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分の外縁端部付近に移動させるので、塗布液が塗布されにくい、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分よりもウエハ１１の半径方向外方寄りの部分により確実に塗布液を塗布することができる。したがって、ウエハ１１の表面部全体にわたってより確実に塗布液を塗布することができる。また、ウエハ１１の表面部において、塗布液を供給する位置から塗布液が拡散されていない部分までの距離を短くすることができるので、ウエハ１１の前記表面部全体に塗布液を拡散させるために要する時間を低減し、生産性を向上させることが可能である。
【００６３】
なお、塗布液の供給位置は、ウエハ１１の塗布膜１６が形成される表面部の状態に応じて、適宜変更することが好ましい。たとえば、ウエハ１１の直径に対して１／２〜２／３の直径の領域部分に凹凸部分、塗布液との濡れ性に乏しい部分などの塗布液が塗布されにくい部分がある場合には、その部分に塗布液を供給するようにノズル２４の位置を移動させて塗布液の供給を行なうことが好ましい。これによって、塗布液が塗布されにくい部分に直接塗布液を供給することができるので、塗布むらの発生を一層抑制することができる。
【００６４】
以上の実施の第１形態および第２形態の回転塗布方法では、第３回転ステップは、１つの回転ステップであるけれども、これに限定されず、ウエハ１１を第２回転速度Ｖ２よりも大きい第３前回転速度Ｖ３１で回転させる前回転ステップと、ウエハ１１を第３前回転速度Ｖ３１よりも大きい第３後回転速度Ｖ３２で回転させる後回転ステップとの２つの回転ステップに分かれていてもよい。
【００６５】
第３前回転ステップにおけるウエハ１１の回転速度である第３前回転速度Ｖ３１は、たとえば毎分３００〜１５００回転（３００〜１５００ｒｐｍ）に選択される。第３後回転ステップにおけるウエハ１１の回転速度である第３後回転速度Ｖ３２は、たとえば毎分１５００〜３０００回転（１５００〜３０００ｒｐｍ）に選択される。特に、塗布液の粘度が２５℃において２０〜１００Ｐａ・ｓである場合には、第３前回転速度Ｖ３１および第３後回転速度Ｖ３２は、それぞれ前記範囲に選択されることが好ましい。ただし、第３前回転速度Ｖ３１および第３後回転速度Ｖ３２は、いずれも第２回転速度Ｖ２よりも大きく、かつ第４回転速度Ｖ４よりも小さいという関係を満足する必要がある。好ましい回転速度の大小関係を例示すると、たとえば、図６に示すようになる。
【００６６】
図６は、本発明の実施の第３形態であるウエハ１１の回転速度を第２回転速度Ｖ２から２段階で第４回転速度Ｖ４に上昇させる場合の塗布液の供給時期とウエハ１１の回転速度との関係を模式的に示す図である。図６（ａ）はウエハ１１の回転速度の時間経過を示し、図６（ｂ）は塗布液供給手段１５による塗布液の供給の時間経過を示す。図６では、前述の実施の第１形態と同様に、時刻ｔ１から時刻ｔ８まで連続的に塗布液を供給する場合を示す。また、図６（ａ）では、第１回転速度Ｖ１が毎分７００回転（７００ｒｐｍ）、第２回転速度Ｖ２が毎分２００回転（２００ｒｐｍ）、第３前回転速度Ｖ３１が毎分１０００回転（１０００ｒｐｍ）、第３後回転速度Ｖ３２が毎分２５００回転（２５００ｒｐｍ）、第４回転速度Ｖ４が毎分４０００回転（４０００ｒｐｍ）の場合を示す。なお、図６（ａ）では、図３（ａ）と同様に、実際のスケールとは多少異なるけれども、理解を容易にするために、第１〜第４回転速度Ｖ１〜Ｖ４の相対的な大小関係を模式的に示す。
【００６７】
第３回転ステップが前回転ステップと後回転ステップとを含む場合、ステップｓ４の第２回転ステップまでは、実施の第１形態と同様に行なう。次いで、前回転ステップでは、実施の第１形態で第３回転ステップに移行する時刻ｔ６、すなわち保持部材１２の回転速度が第２回転速度Ｖ２に達した時刻ｔ５から時間Ｗ４が経過した時刻ｔ６において、モータ１４による保持部材１２の回転速度を増加させ、ウエハ１１の回転速度を増加させる。本実施の形態においても、第２回転速度Ｖ２から第３前回転速度Ｖ３１に加速させる際には、実施の第１形態と同様に、一気に加速させる、すなわち短時間に第２回転速度Ｖ２から第３前回転速度Ｖ３１に切替えることが好ましい。
【００６８】
保持部材１２の回転速度が、時刻ｔ７において、予め定める第３前回転速度Ｖ３１に達すると、その時刻ｔ７以降、予め定める時間Ｗ２１、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第３前回転速度Ｖ３１に維持する。これによって、ウエハ１１の回転速度が第３前回転速度Ｖ３１に維持される。前記第３前回転速度Ｖ３１は、たとえば毎分１０００回転（１０００ｒｐｍ）に選ばれる。
【００６９】
次いで、時刻ｔ７からタイマによって計時される時間が予め定める時間Ｗ２１経過し、塗布液の滴下を開始した時刻ｔ１から予め定める時間Ｗ１が経過すると、後回転ステップに移行し、時刻ｔ８において、モータ１４による保持部材１２の回転速度をさらに増加させるとともに、塗布液の滴下を停止する。本実施の形態では、前記時間Ｗ２１は、実施の第１形態で塗布液の滴下を停止する時刻ｔ８において後回転ステップに移行するように、たとえば０．５秒に選ばれる。
【００７０】
保持部材１２の回転速度が、時刻ｔ２０において、予め定める第３後回転速度Ｖ３２に達すると、その時刻ｔ２０以降、予め定める時間Ｗ２２、モータ１４による保持部材１２の回転速度を第３後回転速度Ｖ３２に維持する。これによって、ウエハ１１の回転速度が第３後回転速度Ｖ３２に維持される。前記第３後回転速度Ｖ３２は、たとえば毎分２５００回転（２５００ｒｐｍ）に選ばれる。
【００７１】
時刻ｔ２０から予め定める時間Ｗ２２が経過すると、次の第４回転ステップに移行し、実施の第１形態と同様に、時刻ｔ９において、モータ１４による保持部材１２の回転速度をさらに増加させる。本実施の形態では、前記時間Ｗ２２は、実施の第１形態と同様に、時刻ｔ９において第４回転ステップに移行するように、たとえば１秒に選ばれる。すなわち、本実施の形態においても、前回転ステップと後回転ステップとを含む第３回転ステップは、実施の第１形態の第３回転ステップと同様に、時刻ｔ６で開始され、時刻ｔ９で終了する。その後の工程は、実施の第１形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
このように、本実施の形態では、ウエハ１１の回転速度を、第２回転速度Ｖ２から、第３前回転速度Ｖ３１、第３後回転速度Ｖ３２の順に段階的に加速するので、第２回転速度Ｖ２から第３回転速度Ｖ３に一段階で加速する場合に比べ、ウエハ１１の回転の加速度を小さくすることができる。たとえば、本実施の形態のように、第３回転ステップに要する時間を変化させずに、第３回転ステップを前回転ステップと後回転ステップとの２段階のステップで行なうことによって、ウエハ１１の回転の加速度、すなわち図６（ａ）に示す直線の傾きを小さくすることができる。また、前述のように第２回転速度Ｖ２から第３前回転速度Ｖ３１への切換えを短時間に行なう際には、加速度が大きくなり過ぎることを防ぐことができる。これによって、塗布液がウエハ１１の前記表面部に拡散される速度を緩やかに加速することができるので、塗布液の拡散速度の急激な増加を抑え、塗布液をウエハ１１の前記表面部に均一に拡散させることができる。したがって、塗布膜の厚みの均一性を一層向上させることができる。
【００７３】
以上の実施の第１〜３形態では、時刻ｔ１から時刻ｔ１２までの同一の時間で塗布膜１６の形成を行なうものとして説明しているけれども、各ステップの開始時間および塗布液の供給時期などは、ウエハ１１の表面状態などに応じて、適宜選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の第１形態である回転塗布方法に用いられる回転塗布装置１の構成を簡略化して示す側面図である。
【図２】実施の第１形態の回転塗布方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の第１形態の回転塗布方法によって塗布膜１６を形成する際の塗布液の供給時期とウエハ１１の回転速度との関係を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の第２形態である回転塗布方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の第２形態の回転塗布方法によって塗布膜１６を形成する際の塗布液の供給時期とウエハ１１の回転速度との関係を模式的に示す図である。
【図６】実施の第３形態の回転塗布方法によって塗布膜１６を形成する際の塗布液の供給時期とウエハ１１の回転速度との関係を模式的に示す図である。
【図７】従来の回転塗布方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】従来の回転塗布方法によってレジスト膜を形成する際のレジストの滴下時期とウエハの回転速度との関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  回転塗布装置
１１  ウエハ
１２  保持部材
１３  回転軸線
１４  モータ
１５  塗布膜供給手段
１６  塗布膜
１７  回転軸
１８  吸引源
【図１】
2006156565.tif 000003
【図２】
2006156565.tif 000004
【図３】
2006156565.tif 000005
【図４】
2006156565.tif 000006
【図５】
2006156565.tif 000007
【図６】
2006156565.tif 000008
【図７】
2006156565.tif 000009
【図８】
2006156565.tif 000010