(57)【要約】【課題】基板の表面に形成される塗布膜の膜厚のより一層の均一化を図る。【解決手段】液塗布方法は、ウエハＷの回転中に、ウエハＷの回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向にノズルＮを移動させながら、塗布液をノズルＮから吐出することにより、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液をスパイラル状に塗布する工程と、ウエハＷの表面ＷａのうちノズルＮからの塗布液の吐出位置がウエハＷの周縁側に位置するほどウエハＷの回転数を小さくすることにより、吐出位置における線速度を略一定とする工程と、ノズルＮから吐出される前の塗布液の流量に基づいてノズルＮの吐出口とウエハＷの表面Ｗａとのギャップを変化させることにより、ノズルＮから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程と、を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸の周りに前記基板を回転させつつ、前記基板の上方に位置する吐出ノズルから、粘度が２００ｃｐ以上である塗布液を前記基板の前記表面に吐出して、前記基板の前記表面に塗布液を塗布する塗布処理を含む液塗布方法であって、
前記塗布処理では、
前記基板の回転中に、前記回転軸と前記基板の周縁との間で前記基板の前記表面に沿う所定の方向に前記吐出ノズルを移動させながら、塗布液を前記吐出ノズルから吐出することにより、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する工程と、
前記基板の前記表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくすることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とする工程と、
前記吐出ノズルから吐出される前の塗布液の流量に基づいて前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の前記表面に対する高さ位置を変化させることにより、前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程とを行う、液塗布方法。
【請求項２】
基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸の周りに前記基板を回転させつつ、前記基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を前記基板の前記表面に吐出して、前記基板の前記表面に塗布液を塗布する塗布処理を含む液塗布方法であって、
前記塗布処理では、
前記基板の回転中に、前記回転軸と前記基板の周縁との間で前記基板の前記表面に沿う所定の方向に前記吐出ノズルを移動させながら、塗布液を前記吐出ノズルから吐出することにより、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する工程と、
前記基板の前記表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくすることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とする工程と、
前記吐出ノズルが塗布液を前記基板の前記表面に吐出したときに塗布液を介して前記基板の前記表面から前記吐出ノズルが受ける反力の大きさに基づいて、前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の前記表面に対する高さ位置を変化させることにより、前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程とを行う、液塗布方法。
【請求項３】
前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする前記工程では、予め取得した前記基板の前記表面の面内形状に基づいて前記高さ位置を変化させる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記面内形状の測定は、前記塗布処理が行われる処理室とは異なる他の処理室内において、前記塗布処理に先立って行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記面内形状の測定は、前記塗布処理が行われる処理室内において、前記塗布処理に先立って行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記面内形状の測定時における、前記面内形状を測定するセンサの移動速度及び前記基板の回転速度と、前記塗布処理時における、前記吐出ノズルの移動速度及び前記基板の回転速度とがそれぞれ、略等しくなるように設定されている、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記塗布処理は前記面内形状を測定する処理と共に行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記塗布処理では、前記面内形状を測定するセンサと前記吐出ノズルとの離間距離を一定に保ちつつ、前記センサが前記基板の前記表面の上方を移動するときの前記基板の前記表面内における軌道である走査軌道上を前記吐出ノズルが通るように、前記センサ及び前記吐出ノズルを移動させる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに前記基板を回転させる回転保持部と、
前記基板の上方に位置する吐出ノズルから、粘度が２００ｃｐ以上である塗布液を前記基板の表面に吐出させるために前記吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、
前記吐出ノズルを移動させる駆動部と、
前記吐出ノズルから吐出される前の塗布液の流量を測定する流量測定部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記回転保持部、前記供給部及び前記駆動部を制御して、
前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記回転軸と前記基板の周縁との間で前記基板の前記表面に沿う所定の方向に前記駆動部が前記吐出ノズルを移動させつつ、前記供給部が塗布液を前記吐出ノズルから吐出させることにより、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と、
前記基板の前記表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくするように前記回転保持部が前記基板を回転させることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とする処理と、
前記流量測定部によって測定された流量に基づいて前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の前記表面に対する高さ位置を変化させるように前記駆動部が前記吐出ノズルを昇降させることにより、前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する、液塗布装置。
【請求項１０】
基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに前記基板を回転させる回転保持部と、
前記基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を前記基板の表面に吐出させるために前記吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、
前記吐出ノズルを移動させる駆動部と、
前記吐出ノズルが塗布液を前記基板の前記表面に吐出したときに、塗布液を介して前記基板の前記表面から前記吐出ノズルが受ける反力の大きさを測定する反力測定部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記回転保持部、前記供給部及び前記駆動部を制御して、
前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記回転軸と前記基板の周縁との間で前記基板の前記表面に沿う所定の方向に前記駆動部が前記吐出ノズルを移動させつつ、前記供給部が塗布液を前記吐出ノズルから吐出させることにより、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と、
前記基板の前記表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくするように前記回転保持部が前記基板を回転させることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とする処理と、
前記反力測定部によって測定された反力の大きさに基づいて前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の前記表面に対する高さ位置を変化させるように前記駆動部が前記吐出ノズルを昇降させることにより、前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する、液塗布装置。
【請求項１１】
前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする前記処理を前記制御部が実行する際に、予め取得した前記基板の前記表面の面内形状に基づいて前記高さ位置を変化させるように前記駆動部が前記吐出ノズルを昇降させる、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記面内形状の測定を行うセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する前記処理に先立って、当該処理が行われる処理室とは異なる他の処理室内において、前記センサにより前記面内形状を測定させる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記面内形状の測定を行うセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する前記処理に先立って、当該処理が行われる処理室内において、前記センサにより前記面内形状を測定させる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記面内形状の測定時における、前記面内形状を測定するセンサの移動速度及び前記基板の回転速度と、前記塗布処理時における、前記吐出ノズルの移動速度及び前記基板の回転速度とのそれぞれを略等しくなるように設定する、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記面内形状の測定を行うセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する前記処理と共に、前記センサにより前記面内形状を測定させる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する前記処理において、前記面内形状を測定するセンサと前記吐出ノズルとの離間距離を一定に保ちつつ、前記センサが前記基板の前記表面の上方を移動するときの前記基板の前記表面内における軌道である走査軌道上を前記吐出ノズルが通るように、前記センサ及び前記吐出ノズルを移動させる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに前記基板を回転させる回転保持部と、
前記基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を前記基板の表面に吐出させるために前記吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、
前記吐出ノズルを移動させる駆動部と、
前記吐出ノズルに対して弾性力を作用させる弾性体と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記回転保持部、前記供給部及び前記駆動部を制御して、
前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記回転軸と前記基板の周縁との間で前記基板の前記表面に沿う所定の方向に前記駆動部が前記吐出ノズルを移動させつつ、前記供給部が塗布液を前記吐出ノズルから吐出させることにより、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と、
前記基板の前記表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくするように前記回転保持部が前記基板を回転させることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とする処理とを実行し、
前記吐出ノズルが塗布液を前記基板の前記表面に吐出したときに、塗布液を介して前記基板の前記表面から前記吐出ノズルが受ける反力に応じて前記弾性体に生ずる弾性力を前記吐出ノズルに作用させ、前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の前記表面に対する高さ位置を前記弾性体が変化させることにより、前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする、液塗布装置。
【請求項１８】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を液塗布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、液塗布方法、液塗布装置、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（例えば、半導体ウエハ）上に形成することが広く一般に行われている。基板の微細加工を行うために、基板の表面に向けて各種の塗布液がノズルの吐出口から吐出される。
【０００３】
特許文献１に記載の塗布液塗布方法は、基板の表面に塗布膜を形成するための一形態として、回転中の基板の表面に対してノズルを当該表面に沿って移動させつつ、ノズルの吐出口から塗布液を吐出することを開示している。そのため、基板の表面に、スパイラル状に塗布液が塗布される。この場合、塗布液を基板の中央部に吐出した後に基板を回転させることで、遠心力を利用して基板の表面全体に塗布液を塗布するいわゆるスピンコート法と比較して、塗布液を節約することができると共に、基板の回転中心から基板の周縁に向かう方向における塗布膜の膜厚を制御することができる。ただし、基板の表面は完全に平坦ではないので、特許文献１に記載の方法によっても基板の表面の高低に応じて塗布膜の膜厚が変化しうる。
【０００４】
特許文献２に記載の塗布液塗布方法は、基板の厚さを予め測定する板厚測定工程と、測定された基板の厚さに基づいて、ノズルの吐出口と基板が載置されているステージとの離間距離（ギャップ）を調整する調整工程と、ノズルの吐出口から基板の表面に塗布液を吐出する吐出工程とを含む。当該方法によれば、基板の表面とノズルの吐出口とのギャップが一定に保たれるので、基板の表面において略均一な膜厚の塗布膜が形成される。
【０００５】
特許文献２は、基板の厚さを予め測定する板厚測定工程として、（１）鉛直方向（基板の厚さ方向）に分布する平行光を投光する１次元半導体レーザアレイを用いて、基板の厚さによって遮光された領域に基づいて基板の厚さを算出すること、及び、（２）基板の裏面側から基板の所定箇所に対して斜めに光ビームを出射し、その反射光の受光位置に基づいて基板の厚さを算出すること、を開示している。そのため、調整工程では、基板の厚さが基板面内において略一定であることを前提としてギャップ調整が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３９１９９号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記（１）及び（２）のような測定方法では、基板の面内全体の厚さを取得していないので、基板面内において板厚にばらつきが存在する場合、基板上に略均一な膜厚の塗布膜を形成することが困難である。加えて、基板面内において板厚が略均一でも、基板が反っているなど基板が平坦でない場合には基板面内においてギャップが変動してしまうので、板厚を測定するだけでは基板上に略均一な膜厚の塗布膜を形成することが困難である。
【０００８】
そこで、本開示は、基板の表面に形成される塗布膜の膜厚のより一層の均一化を図ることが可能な液塗布方法、液塗布装置、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】
【０００９】
本開示の一つの観点に係る液塗布方法は、基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸の周りに基板を回転させつつ、基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を基板の表面に吐出して、基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理を含む液塗布方法であって、塗布処理では、基板の回転中に、回転軸と基板の周縁との間で基板の表面に沿う所定の方向に吐出ノズルを移動させながら、塗布液を吐出ノズルから吐出することにより、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する工程と、基板の表面のうち吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が基板の周縁側に位置するほど基板の回転数を小さくすることにより、吐出位置における線速度を略一定とする工程と、塗布液を吐出中の吐出ノズルにおける物理量の変化に基づいて吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を変化させることにより、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程とを行う。
【００１０】
本開示の一つの観点に係る液塗布方法では、吐出位置における線速度を略一定としつつ、吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を変化させることにより、塗布液の吐出流量を略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置においても、吐出される塗布液の量が略同じとなる。加えて、本開示の一つの観点に係る液塗布方法では、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布している。そのため、吐出ノズルから吐出される塗布液が、基板の表面において重なり合い難い。以上より、基板の表面全体において、塗布液が基板の表面に塗布されてなる塗布膜の膜厚が略均一となる。
【００１１】
吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程では、吐出ノズルから吐出される前の塗布液の流量に基づいて高さ位置を変化させてもよい。この場合、吐出ノズルから吐出される前の塗布液の流量が略一定の大きさに近づくようにフィードバック制御することで、短時間で且つ確実に高さ位置を変化させることができる。
【００１２】
吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程では、吐出ノズルが塗布液を基板の表面に吐出したときに塗布液を介して基板の表面から吐出ノズルが受ける反力の大きさに基づいて高さ位置を変化させてもよい。この場合、吐出ノズルが受ける反力の大きさが略一定の大きさに近づくようにフィードバック制御することで、短時間で且つ確実に高さ位置を変化させることができる。
【００１３】
本開示の他の観点に係る液塗布方法は、基板の表面に直交する方向に沿って延びている回転軸の周りに基板を回転させつつ、基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を基板の表面に吐出して、基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理を含む液塗布方法であって、塗布処理では、基板の回転中に、回転軸と基板の周縁との間で基板の表面に沿う所定の方向に吐出ノズルを移動させながら、塗布液を吐出ノズルから吐出することにより、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する工程と、基板の表面のうち吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が基板の周縁側に位置するほど基板の回転数を小さくすることにより、吐出位置における線速度を略一定とする工程と、予め取得した基板の表面の面内形状に基づいて吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を変化させることにより、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする工程とを行う。
【００１４】
本開示の他の観点に係る液塗布方法では、吐出位置における線速度を略一定としつつ、吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を、予め取得した基板の表面の面内形状に基づいて変化させることにより、基板の表面と吐出ノズルの吐出口との離間距離（ギャップ）を略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置においても、吐出される塗布液の量が略同じとなる。加えて、本開示の他の観点に係る液塗布方法では、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布している。そのため、吐出ノズルから吐出される塗布液が、基板の表面において重なり合い難い。以上より、基板の表面全体において、塗布液が基板の表面に塗布されてなる塗布膜の膜厚が略均一となる。
【００１５】
面内形状の測定は、塗布処理が行われる処理室とは異なる他の処理室内において、塗布処理に先立って行われてもよい。この場合、塗布処理と面内形状の測定処理とを異なる処理室にて同時に行える。そのため、全体としての処理時間を短縮化することができる。
【００１６】
面内形状の測定は、塗布処理が行われる処理室内において、塗布処理に先立って行われてもよい。この場合、塗布処理と面内形状の測定処理とが同じ処理室内にて行われる。そのため、各処理に応じた処理室を設置する必要がないので、装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
面内形状の測定時における、面内形状を測定するセンサの移動速度及び基板の回転速度と、塗布処理時における、吐出ノズルの移動速度及び基板の回転速度とがそれぞれ、略等しくなるように設定されていてもよい。この場合、センサの移動速度、基板の移動速度及び基板の回転速度の変動分を考慮してデータを補正する必要がないので、吐出ノズルの高さ位置を制御する際の計算（データ処理）が簡便になる。
【００１８】
塗布処理は面内形状を測定する処理と共に行われてもよい。この場合、基板の面内形状の変化に起因してギャップが変動する前にフィードフォワード制御が行われるので、ギャップを略一定の大きさに維持することができる。そのため、塗布処理を行う前に基板の面内形状の全てを測定しておく必要がないので、全体としての処理時間を短縮化することができる。
【００１９】
塗布処理では、面内形状を測定するセンサと吐出ノズルとの離間距離を一定に保ちつつ、センサが基板の表面の上方を移動するときの基板の表面内における軌道である走査軌道上を吐出ノズルが通るように、センサ及び吐出ノズルを移動させてもよい。この場合、基板の表面上においてセンサが通過した位置を吐出ノズルが通過する際に、両者の通過地点での線速度が略等しくなる。そのため、センサによる面内形状の測定で得られたデータを補正等せずにそのまま利用できるので、吐出ノズルの高さ位置を制御する際の計算（データ処理）が簡便になると共に、ギャップを精度よく調節することができる。
【００２０】
本開示の他の観点に係る液塗布装置は、基板を保持し、基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに基板を回転させる回転保持部と、基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を基板の表面に吐出させるために吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、吐出ノズルを移動させる駆動部と、制御部とを備え、制御部は、回転保持部、供給部及び駆動部を制御して、回転保持部が基板を回転させているときに、回転軸と基板の周縁との間で基板の表面に沿う所定の方向に駆動部が吐出ノズルを移動させつつ、供給部が塗布液を吐出ノズルから吐出させることにより、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と、基板の表面のうち吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が基板の周縁側に位置するほど基板の回転数を小さくするように回転保持部が基板を回転させることにより、吐出位置における線速度を略一定とする処理と、塗布液を吐出中の吐出ノズルにおける物理量の変化に基づいて吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置と基板の表面との離間距離を変化させるように駆動部が吐出ノズルを昇降させることにより、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する。
【００２１】
本開示の他の観点に係る液塗布装置では、吐出位置における線速度を略一定としつつ、吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を変化させるように駆動部が吐出ノズルを昇降させることにより、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置においても、吐出される塗布液の量が略同じとなる。加えて、本開示の他の観点に係る液塗布装置では、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布している。そのため、吐出ノズルから吐出される塗布液が、基板の表面において重なり合い難い。以上より、基板の表面全体において、塗布液が基板の表面に塗布されてなる塗布膜の膜厚が略均一となる。
【００２２】
吐出ノズルから吐出される前の塗布液の流量を測定する流量測定部を更に備え、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする処理を制御部が実行する際に、流量測定部によって測定された流量に基づいて高さ位置を変化させるように駆動部が吐出ノズルを昇降させてもよい。この場合、吐出ノズルから吐出される前の塗布液の流量が略一定の大きさに近づくように流量測定部を用いてフィードバック制御することで、短時間で且つ確実に高さ位置を変化させることができる。
【００２３】
吐出ノズルが塗布液を基板の表面に吐出したときに、塗布液を介して基板の表面から吐出ノズルが受ける反力の大きさを測定する反力測定部を更に備え、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする処理を制御部が実行する際に、反力測定部によって測定された反力の大きさに基づいて高さ位置を変化させるように駆動部が吐出ノズルを昇降させてもよい。この場合、吐出ノズルが受ける反力の大きさが略一定の大きさに近づくように反力測定部を用いてフィードバック制御することで、短時間で且つ確実に高さ位置を変化させることができる。
【００２４】
本開示の他の観点に係る液塗布装置は、基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに前記基板を回転させる回転保持部と、前記基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を前記基板の表面に吐出させるために前記吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、前記吐出ノズルを移動させる駆動部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記回転保持部、前記供給部及び前記駆動部を制御して、前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記回転軸と前記基板の周縁との間で前記基板の前記表面に沿う所定の方向に前記駆動部が前記吐出ノズルを移動させつつ、前記供給部が塗布液を前記吐出ノズルから吐出させることにより、前記基板の前記表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と、前記基板の前記表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくするように前記回転保持部が前記基板を回転させることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とする処理と、予め取得した前記基板の前記表面の面内形状に基づいて前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の前記表面に対する高さ位置を変化させるように前記駆動部が前記吐出ノズルを昇降させることにより、前記吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する。
【００２５】
本開示の他の観点に係る液塗布装置では、吐出位置における線速度を略一定としつつ、吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を、予め取得した基板の表面の面内形状に基づいて変化させることにより、基板の表面と吐出ノズルの吐出口との離間距離（ギャップ）を略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置においても、吐出される塗布液の量が略同じとなる。加えて、本開示の他の観点に係る液塗布装置では、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布している。そのため、吐出ノズルから吐出される塗布液が、基板の表面において重なり合い難い。以上より、基板の表面全体において、塗布液が基板の表面に塗布されてなる塗布膜の膜厚が略均一となる。
【００２６】
本開示の他の観点に係る液塗布装置は、面内形状の測定を行うセンサをさらに備え、制御部は、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理に先立って、当該処理が行われる処理室とは異なる他の処理室内において、センサにより面内形状を測定させてもよい。この場合、塗布処理と面内形状の測定処理とを異なる処理室にて同時に行える。そのため、全体としての処理時間を短縮化することができる。
【００２７】
本開示の他の観点に係る液塗布装置は、面内形状の測定を行うセンサをさらに備え、制御部は、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理に先立って、当該処理が行われる処理室内において、センサにより面内形状を測定させてもよい。この場合、塗布処理と面内形状の測定処理とが同じ処理室内にて行われる。そのため、各処理に応じた処理室を設置する必要がないので、装置の小型化を図ることができる。
【００２８】
制御部は、面内形状の測定時における、面内形状を測定するセンサの移動速度及び基板の回転速度と、塗布処理時における、吐出ノズルの移動速度及び基板の回転速度とのそれぞれを略等しくなるように設定してもよい。この場合、センサの移動速度、基板の移動速度及び基板の回転速度の変動分を考慮してデータを補正する必要がないので、吐出ノズルの高さ位置を制御する際の計算（データ処理）が簡便になる。
【００２９】
本開示の他の観点に係る液塗布装置は、面内形状の測定を行うセンサをさらに備え、制御部は、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と共に、センサにより面内形状を測定させてもよい。この場合、基板の面内形状の変化に起因してギャップが変動する前に制御部がフィードフォワード制御を行うので、ギャップを略一定の大きさに維持することができる。そのため、塗布処理を行う前に基板の面内形状の全てを測定しておく必要がないので、全体としての処理時間を短縮化することができる。
【００３０】
制御部は、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理において、面内形状を測定するセンサと吐出ノズルとの離間距離を一定に保ちつつ、センサが基板の表面の上方を移動するときの基板の表面内における軌道である走査軌道上を吐出ノズルが通るように、センサ及び吐出ノズルを移動させてもよい。この場合、基板の表面上においてセンサが通過した位置を吐出ノズルが通過する際に、両者の通過地点での線速度が略等しくなる。そのため、センサによる面内形状の測定で得られたデータを補正等せずにそのまま利用できるので、吐出ノズルの高さ位置を制御する際の計算（データ処理）が簡便になると共に、ギャップを精度よく調節することができる。
【００３１】
本開示の他の観点に係る液塗布装置は、基板を保持し、基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに基板を回転させる回転保持部と、基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を基板の表面に吐出させるために吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、吐出ノズルを移動させる駆動部と、吐出ノズルに対して弾性力を作用させる弾性体と、制御部とを備え、制御部は、回転保持部、供給部及び駆動部を制御して、回転保持部が基板を回転させているときに、回転軸と基板の周縁との間で基板の表面に沿う所定の方向に駆動部が吐出ノズルを移動させつつ、供給部が塗布液を吐出ノズルから吐出させることにより、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布する処理と、基板の表面のうち吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が基板の周縁側に位置するほど基板の回転数を小さくするように回転保持部が基板を回転させることにより、吐出位置における線速度を略一定とする処理とを実行し、吐出ノズルが塗布液を基板の表面に吐出したときに、塗布液を介して基板の表面から吐出ノズルが受ける反力に応じて弾性体に生ずる弾性力を吐出ノズルに作用させ、吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を弾性体が変化させることにより、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとする。
【００３２】
本開示の他の観点に係る液塗布装置では、吐出位置における線速度を略一定としつつ、吐出ノズルの吐出口の基板の表面に対する高さ位置を変化させるように駆動部が吐出ノズルを昇降させることにより、吐出ノズルから吐出される塗布液の吐出流量を略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置においても、吐出される塗布液の量が略同じとなる。加えて、本開示の他の観点に係る液塗布装置では、基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布している。そのため、吐出ノズルから吐出される塗布液が、基板の表面において重なり合い難い。以上より、基板の表面全体において、塗布液が基板の表面に塗布されてなる塗布膜の膜厚が略均一となる。しかも、吐出ノズルが受ける反力に応じた復元力が弾性体に生ずるので、当該復元力が吐出ノズルに作用することにより、短時間で且つ確実に吐出ノズルの吐出口と基板の表面との離間距離を変化させることができる。
【００３３】
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、上記の方法を液塗布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は、上記の方法と同様に、基板の表面に形成される塗布膜のより一層の均一化を図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】
【００３４】
本開示に係る液塗布方法、液塗布装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、基板の表面に形成される塗布膜の膜厚のより一層の均一化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、第１実施形態に係る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、第１実施形態に係る塗布ユニットを示す模式図である。
【図５】図５は、ノズルの近傍を示す模式図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る制御部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、ノズルから吐出された塗布液が基板の表面に塗布されている様子を示す模式図である。
【図８】図８は、ギャップと吐出流量との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、ギャップと塗布膜の膜厚との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る基板処理システムを示す模式図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態及び第３実施形態に係る制御部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態における測定処理及び塗布処理を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係る塗布ユニットを示す模式図である。
【図１４】図１４は、第４実施形態に係る塗布ユニットを示す模式図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態に係る塗布ユニットにおいて、距離センサ及びノズルの走査の様子を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第４実施形態に係る制御部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、他の例に係るノズルの近傍を示す模式図である。
【図１８】図１８は、他の例に係るノズルの近傍を示す模式図である。
【図１９】図１９は、第３実施形態に係る塗布ユニットにおいて、距離センサ及びノズルの走査の様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。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。
【００３７】
＜第１実施形態＞
［基板処理システムの構成］
基板処理システム１は、塗布・現像装置２と露光装置３とを備える。露光装置３は、レジスト膜の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分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。
【００３８】
塗布・現像装置２（基板処理装置）は、露光装置３による露光処理の前に、ウエハＷ（基板）の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。第１実施形態において、ウエハＷは円板状を呈するが、円形の一部が切り欠かれていたり、多角形などの円形以外の形状を呈するウエハを用いてもよい。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。
【００３９】
図１〜図３に示すように、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。
【００４０】
キャリアブロック４は、キャリアステーション１２と搬入・搬出部１３とを有する。搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２と処理ブロック５との間に介在する。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、例えば円形の複数枚のウエハＷを密封状態で収容し、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を側面１１ａ側に有する（図３参照）。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。搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａと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。
【００４１】
処理ブロック５は、ＢＣＴモジュール（下層膜形成モジュール）１４と、ＣＯＴモジュール（レジスト膜形成モジュール）１５と、ＴＣＴモジュール（上層膜形成モジュール）１６と、ＤＥＶモジュール（現像処理モジュール）１７とを有する。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、ＣＯＴモジュール１５、ＴＣＴモジュール１６の順に並んでいる。
【００４２】
ＢＣＴモジュール１４は、ウエハＷの表面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（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）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の表面に塗布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、塗布液を硬化させるための加熱処理が挙げられる。
【００４３】
ＣＯＴモジュール１５は、下層膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜を形成するように構成されている。ＣＯＴモジュール１５は、複数の塗布ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２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とを内蔵している（図２及び図３参照）。塗布ユニット（成膜処理装置）Ｕ１は、レジスト膜形成用の塗布液（レジスト剤）を下層膜の上に塗布するように構成されている。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１５において行われる熱処理の具体例としては、塗布液を硬化させるための加熱処理（ＰＡＢ：Pre Applied Bake）が挙げられる。
【００４４】
ＴＣＴモジュール１６は、レジスト膜上に上層膜を形成するように構成されている。ＴＣＴモジュール１６は、複数の塗布ユニット（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）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。塗布ユニットは、上層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面に塗布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。ＴＣＴ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、塗布液を硬化させるための加熱処理が挙げられる。
【００４５】
ＤＥＶモジュール１７は、露光された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（不図示）と、複数の熱処理ユニット（不図示）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、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。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。
【００４６】
処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている（図２及び図３参照）。棚ユニットＵ１０は、床面からＴＣＴモジュール１６に亘るように設けられており、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。
【００４７】
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（図２及び図３参照）。棚ユニットＵ１１は床面からＤＥＶモジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
【００４８】
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。
【００４９】
［塗布ユニットの構成］
続いて、図４及び図５を参照して、塗布ユニット（液塗布装置）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、液供給システムＳと、制御部１００とを備える。
【００５０】
回転保持部２０は、回転部２１と、保持部２３とを有する。回転部２１は、上方に突出したシャフト２２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２２を回転させる。保持部２３は、シャフト２２の先端部に設けられている。保持部２３上には、ウエハＷが水平に配置される。保持部２３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の表面に対して垂直な軸（回転軸）周りでウエハＷを回転させる。第１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。第１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】
液供給システムＳは、駆動部３０と、液供給部４０とを有する。駆動部３０は、ノズルＮ（吐出ノズル）を駆動するように構成されている。駆動部３０は、ガイドレール３１と、スライドブロック３２と、アーム３３とを有する。ガイドレール３１は、回転保持部２０（ウエハＷ）の上方において水平方向に沿って延びている。スライドブロック３２は、ガイドレール３１に沿って水平方向に移動可能となるように、ガイドレール３１に接続されている。アーム３３は、上下方向に移動可能となるように、スライドブロック３２に接続されている。アーム３３の下端には、ノズルＮが接続されている。駆動部３０は、例えば電動モータ等を動力源として、スライドブロック３２及びアーム３３を移動させ、これに伴ってノズルＮを移動させる。平面視において、ノズルＮは、ウエハＷの回転軸に直交する直線上を、ウエハＷの径方向に沿って移動する。
【００５２】
液供給部４０は、液貯留部４１と、ノズルＮと、供給管４２と、ポンプ４３と、バルブ４４と、流量センサ４５（流量測定部）と、距離センサ４６（距離測定部）を有する。液貯留部４１は塗布液Ｌ（図５参照）を貯留する。ノズルＮは、保持部２３に保持されたウエハＷの上方に配置される。図５に示されるように、ノズルＮの吐出口Ｎａは鉛直下方を向いている。ノズルＮは、供給管４２により液貯留部４１に接続されており、液貯留部４１から供給された塗布液Ｌを下方に吐出して表面Ｗａ上に供給する。塗布液Ｌが乾燥すると、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜Ｒ（図４参照）が形成される。
【００５３】
ポンプ４３は、供給管４２の途中に設けられ、液貯留部４１からノズルＮに塗布液Ｌを圧送する。バルブ４４は、供給管４２においてノズルＮ及びポンプ４３の間に設けられている。バルブ４４は、ノズルＮからの塗布液Ｌの吐出を開始又は停止させる。塗布液Ｌは、ウエハＷの表面Ｗａに塗布膜Ｒを形成するための液である。塗布液Ｌとしては、例えば、レジストパターンを形成するためのレジスト液、ウエハＷの表面Ｗａに形成されている回路を保護するポリイミド膜（保護膜）を表面Ｗａに形成するためのポリイミド液、反射防止膜（例えば、下層反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）膜、シリコン含有反射防止コーティング（ＳｉＡＲＣ）膜）を形成するための液、ＳＯＧ（Spin on Glass）膜を形成するための液、下層膜を形成するための液、接着剤、レンズ材料を形成するための液などが挙げられる。レジスト液は、ポジ型でもよいし、ネガ型でもよい。レジスト液としては、例えば、ＡｒＦエキシマレーザ光により露光されるＡｒＦフォトレジスト液、ＫｒＦエキシマレーザ光により露光されるＫｒＦフォトレジスト液、中波長紫外線（ＭＵＶ：Ｍｉｄ−ＵＶ）により露光されるＭＵＶフォトレジスト液、顔料を含有するカラーレジスト液が挙げられる。カラーレジスト液は、例えばカラーフィルタ等の製造に用いられる。接着剤としては、例えば、接合対象物同士が剥がれないように両者を貼り合わせることが目的とした強力接着タイプ、接合対象物同士を一時的に貼り合わせた後に剥がすことを目的とした仮接着タイプが挙げられる。塗布液Ｌの粘度の下限は、例えば１ｃｐであってもよいし、２００ｃｐであってもよいし、１０００ｃｐであってもよい。塗布液Ｌの粘度の上限は、例えば８０００ｃｐであってもよい。上に例示した塗布液Ｌのうち、例えば、ＡｒＦフォトレジスト液、ＫｒＦフォトレジスト液、ＭＵＶフォトレジスト液、ＳＯＧ膜を形成するための液、ＢＡＲＣ膜を形成するための液、及び下層膜を形成するための液は、一般的に粘度が１ｃｐ〜２００ｃｐ程度であり、低粘度材料に分類される。上に例示した塗布液Ｌのうち、例えば、ポジ型フォトレジスト、ネガ型フォトレジスト、ポリイミド液、接着剤、カラーレジスト液、及びレンズ材料を形成するための液は、一般的に粘度が２００ｃｐ〜８０００ｃｐ程度であり、高粘度材料に分類される。以上、塗布液Ｌについて種々例示したが、本実施形態では、粘度が２００ｃｐ以上の高粘度材料が塗布液Ｌとして特に好適に用いられる。
【００５４】
流量センサ４５は、供給管４２においてポンプ４３及びバルブ４４の間に設けられている。流量センサ４５は、供給管４２を流れる塗布液Ｌの流量、すなわちノズルＮから吐出される前の塗布液Ｌの流量を測定する。すなわち、この形態において、塗布液Ｌを吐出中のノズルＮにおける物理量は、ノズルＮから吐出される前の塗布液Ｌの流量である。距離センサ４６は、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａの上方に位置しているときに、ノズルＮの吐出口のウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置、すなわち、ノズルＮの吐出口とウエハＷの表面Ｗａとの離間距離（ギャップ）Ｇ（図５参照）を測定する。距離センサ４６としては、例えばレーザ変位計を用いてもよい。
【００５５】
制御部１００は、図４に示されるように、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成され、塗布ユニットＵ１を制御する。制御部１００は、制御条件の設定画面を表示する表示部（不図示）と、制御条件を入力する入力部（不図示）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部（不図示）とを有する。記録媒体は、塗布ユニットＵ１に成膜処理方法を実行させるためのプログラムを記録している。このプログラムが制御部１００の読取部によって読み取られる。記録媒体としては、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。制御部１００は、入力部に入力された制御条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて塗布ユニットＵ１を制御する。
【００５６】
［制御部の機能ブロック］
続いて、図６を参照して、制御部１００がプログラムを実行することにより実現される機能について説明する。以下では、プログラムの実行により実現される個々の機能を「機能ブロック」と称する。そのため、機能ブロックは、物理的には実在していない仮想的な構成要素である。制御部１００は、機能ブロックとして、回転制御部１０１と、駆動制御部１０２と、吐出制御部１０３と、処理部１０４とを有する。
【００５７】
回転制御部１０１は、所定の回転数でウエハＷを回転させるように、回転部２１を制御する。具体的には、回転制御部１０１は、ウエハＷの表面ＷａのうちノズルＮからの塗布液Ｌの吐出位置Ｐ（図５参照）がウエハＷの周縁側に位置するほどウエハＷの回転数が小さくなるように、回転部２１を制御する。すなわち、吐出位置ＰがウエハＷの回転軸の近くに位置しているときのウエハＷの回転数は、吐出位置ＰがウエハＷの周縁側に位置しているときのウエハＷの回転数よりも大きい。回転制御部１０１は、ウエハＷの中心（回転軸）からの吐出位置Ｐの距離と、吐出位置Ｐでの回転数との積で求められる線速度を一定とするように、回転部２１を制御する。
【００５８】
駆動制御部１０２は、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向（水平方向）にノズルＮを移動させるように、スライドブロック３２を制御する。駆動制御部１０２は、ウエハＷの中心からウエハＷの周縁に向かう方向にノズルＮを移動させてもよいし、ウエハＷの周縁からウエハＷの中心に向かう方向にノズルＮを移動させてもよいし、ウエハＷの周縁からウエハＷの中心を通って再びウエハＷの周縁に向かう方向にノズルＮを移動させてもよい。
【００５９】
駆動制御部１０２は、鉛直方向に沿ってノズルＮを上昇又は下降させるように、アーム３３を制御する。これにより、ノズルＮの吐出口ＮａがウエハＷの表面Ｗａに近接又は離間し、ギャップＧが変更される。
【００６０】
吐出制御部１０３は、ノズルＮの吐出口Ｎａから塗布液Ｌを吐出させるように、ポンプ４３及びバルブ４４を制御する。すなわち、吐出制御部１０３は、ノズルＮからの塗布液ＬのＯＮ／ＯＦＦを制御する。回転制御部１０１がウエハＷを回転させつつ、駆動制御部１０２がノズルＮをウエハＷの表面Ｗａの上方において水平方向に移動させているときに、吐出制御部１０３がノズルＮから塗布液ＬをウエハＷの表面Ｗａに吐出させると、図７に示されるように、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌがスパイラル状に塗布される。なお、図７において、実線は塗布液Ｌが塗布された部分を示し、一点鎖線はこれから塗布液Ｌが塗布される部分を示している。ウエハＷの表面Ｗａ全体を塗布するのに要する時間は、ウエハＷの大きさによって変化しうるが、例えば１０秒〜３００秒である。
【００６１】
処理部１０４は、流量センサ４５が測定した流量及び距離センサ４６が測定したギャップＧを、データとして受信する。処理部１０４は、これらのデータに基づいて、回転制御部１０１又は駆動制御部１０２を制御する。
【００６２】
ここで、ギャップＧと、ノズルＮからの塗布液Ｌの吐出流量（以下、単に「吐出流量」という。）との関係を、図８を参照して説明する。図８の各点は、ギャップＧのみを変更したときの吐出流量を流量センサ４５で測定した結果を示している。図８に示されるように、各点の分布には正の相関がある。従って、吐出流量が所定の目標値となるように制御することで、ギャップＧを一定に制御することができる。なお、図８における破線は、各点の一次近似直線である。
【００６３】
以上より、処理部１０４は、流量センサ４５によって測定された流量が目標値よりも大きくなった場合には、ギャップＧが所望の値よりも大きくなっているので、アーム３３を下降させる指示を駆動制御部１０２に出力する。これにより、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａに近づくので、ギャップＧが小さくなる。一方、処理部１０４は、流量センサ４５によって測定された流量が目標値よりも小さくなった場合には、ギャップＧが所望の値よりも小さくなっているので、駆動制御部１０２にアーム３３を上昇させる指示を出力する。これにより、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａから遠ざかるので、ギャップＧが大きくなる。
【００６４】
また、ギャップＧと、ウエハＷの表面Ｗａに形成された塗布膜Ｒの膜厚（以下、単に「膜厚」という。）との関係を、図９を参照して説明する。図９の各点は、ギャップＧのみを変更したときの膜厚を膜厚測定センサで測定した結果を示している。図９に示されるように、ギャップＧと膜厚との間には、ギャップＧが大きくなるにつれて膜厚も大きくなるような正の相関が存在する。図９において破線で示される直線は、図９の各点に関する近似直線（回帰直線）である。
【００６５】
このような機能的構成により、第１実施形態に係る制御部１００は、
回転保持部２０がウエハＷを回転させているときに、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向に駆動部３０がノズルＮを移動させつつ、液供給部４０が塗布液ＬをノズルＮから吐出させることにより、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布することと、
ウエハＷの表面ＷａのうちノズルＮからの塗布液Ｌの吐出位置ＰがウエハＷの周縁側に位置するほどウエハＷの回転数を小さくするように回転保持部２０がウエハＷを回転させることにより、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定とすることと、
ノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させるように駆動部３０がノズルＮを昇降させることにより、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌの吐出流量を略一定の大きさとすることと、を実行する。
【００６６】
［塗布・現像装置の動作］
次に、塗布・現像装置２の動作の概要について説明する。塗布・現像装置２は以下の手順で塗布・現像処理を実行する。まず、塗布・現像装置２は、ウエハＷの表面上に下層膜、レジスト膜及び上層膜を形成する。塗布・現像装置２の各要素は次のように動作する。すなわち、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内のウエハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。このウエハＷを、昇降アームＡ７がＢＣＴモジュール１４用のセルに配置し、搬送アームＡ２がＢＣＴモジュール１４内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットは、下層膜の形成用の塗布液を表面上に塗布する。熱処理ユニットは、塗布液を硬化させるための加熱処理等を行う。
【００６７】
下層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ２がウエハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。このウエハＷを、昇降アームＡ７がＣＯＴモジュール１５用のセルに配置し、搬送アームＡ３がＣＯＴモジュール１５内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットＵ１は、レジスト剤（塗布液Ｌ）を表面上に塗布する。このとき、制御部１００の各機能ブロックが動作して、ウエハＷの表面Ｗａにおいてレジスト剤（塗布液Ｌ）がスパイラル状に塗布され、且つ、略一定の吐出流量にてノズルＮからレジスト剤（塗布液Ｌ）が吐出される。熱処理ユニットＵ２は、レジスト剤を硬化させるための加熱処理（ＰＡＢ）等を行う。
【００６８】
レジスト膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウエハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。このウエハＷを、昇降アームＡ７がＴＣＴモジュール１６用のセルに配置し、搬送アームＡ４がＴＣＴモジュール１６内の各ユニットに搬送する。塗布ユニットは、上層膜の形成用の塗布液を表面上に塗布する。熱処理ユニットは、塗布液を硬化させるための加熱処理等を行う。上層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ４がウエハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。
【００６９】
次に、塗布・現像装置２は、ウエハＷを露光装置３に送り出す。塗布・現像装置２の各要素は次のように動作する。すなわち、搬送アームＡ４により棚ユニットＵ１０に戻されたウエハＷを、昇降アームＡ７がＤＥＶモジュール１７用のセルに配置し、直接搬送アームＡ６が棚ユニットＵ１１に搬送する。このウエハＷを受け渡しアームＡ８が露光装置３に送り出す。露光装置３における露光処理が完了すると、受け渡しアームＡ８がウエハＷを露光装置３から受け入れ、棚ユニットＵ１１に戻す。
【００７０】
次に、塗布・現像装置２はレジスト膜の現像処理を行う。塗布・現像装置２の各要素は次のように動作する。すなわち、搬送アームＡ５は、棚ユニットＵ１１のウエハＷをＤＥＶモジュール１７内の熱処理ユニットに搬送する。熱処理ユニットは、ウエハＷの加熱処理（ＰＥＢ）を行う。ＰＥＢが完了すると、搬送アームＡ５は、ウエハＷを現像ユニットに搬送する。現像ユニットは、現像液及びリンス液をウエハＷの表面に供給することで、レジスト膜の現像処理を行う。現像処理が完了すると、搬送アームＡ５はウエハＷを再度熱処理ユニットに搬送する。熱処理ユニットは、ウエハＷの加熱処理（ＰＢ）を行う。ＰＢが完了すると、搬送アームＡ５は、ウエハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。このウエハＷを、昇降アームＡ７が受け渡し用のセルに配置し、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内に戻す。以上で、塗布・現像処理が完了する。
【００７１】
以上のような第１実施形態では、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定としつつ、ノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させることにより、塗布液Ｌの吐出流量を略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置Ｐにおいても、吐出される塗布液Ｌの量が略同じとなる。加えて、第１実施形態では、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布している。そのため、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌが、ウエハＷの表面Ｗａにおいて重なり合い難い。以上より、ウエハＷの表面Ｗａ全体において、塗布液ＬがウエハＷの表面Ｗａに塗布されてなる塗布膜Ｒの膜厚が略均一となる。しかも、ノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧは塗布液ＬをウエハＷの表面Ｗａに吐出しているときに直ちに変化させることができるので、移送の際に生ずる基板の姿勢の変化を考慮しなくてもよい。その結果、ウエハＷの表面Ｗａに形成される塗布膜Ｒの膜厚のより一層の均一化を図ることが可能となる。特に、塗布液Ｌがレジスト剤である場合には、略均一な膜厚のレジスト膜をウエハＷの表面Ｗａに形成することにより、当該レジスト膜を略均一に露光及び現像して所望のレジストパターンを得ることが可能となる。
【００７２】
第１実施形態では、流量センサ４５によって測定された流量に基づいて、ノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させるように駆動部３０がノズルＮを昇降させている。そのため、流量センサ４５によって測定された流量が所定の大きさに近づくようにフィードバック制御することで、短時間で且つ確実にノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させることができる。特に、駆動部３０によってノズルＮが駆動される際にノズルＮが上下に振動してしまい、膜厚に変動を来すことが考えられるが、流量センサ４５を用いたフィードバック制御によれば、そのような振動に追従してギャップＧを制御することができる。
【００７３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について、図１０〜図１２を参照しつつ、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００７４】
基板処理システム１は、塗布ユニットＵ１に加えて、測定ユニットＵ３をさらに備える。塗布ユニットＵ１は、距離センサ４６を有していない点を除いて、第１実施形態と同じである。
【００７５】
測定ユニットＵ３は、ウエハＷの面内形状を測定するように構成されている。測定ユニットＵ３は、塗布ユニットＵ１と同じくＣＯＴモジュール１５内に内蔵されていてもよいが、基板処理システム１内のいずれかの場所に配置されていてもよい。測定ユニットＵ３は、図１０に示されるように、回転保持部２０と、駆動部５０とを有する。回転保持部２０の構成は、第１実施形態と同じである。
【００７６】
駆動部５０は、距離センサ４６を駆動するように構成されている。駆動部５０は、ガイドレール５１と、スライドブロック５２と、アーム５３とを有する。ガイドレール５１は、回転保持部２０（ウエハＷ）の上方において水平方向に沿って延びている。スライドブロック５２は、ガイドレール５１に沿って水平方向に移動可能となるように、ガイドレール５１に接続されている。アーム３３は、下方に向けて延びるように、スライドブロック５２に接続されている。アーム５３の下端には、距離センサ４６が接続されている。駆動部５０は、例えば電動モータ等を動力源として、スライドブロック５２を移動させ、これに伴って距離センサ４６を移動させる。平面視において、距離センサ４６は、ウエハＷの回転軸に直交する直線上を、ウエハＷの径方向に沿って移動する。これにより、距離センサ４６によって、ウエハＷの表面Ｗａの高さ位置が測定される。
【００７７】
測定ユニットＵ３の回転保持部２０及び駆動部５０は、塗布ユニットＵ１の制御部１００によって制御される。制御部１００は、図１１に示されるように、駆動制御部１０２がスライドブロック５２をさらに制御する点と、処理部１０４が距離センサ４６からの入力に基づいて処理する点とで、第１実施形態と異なる。測定ユニットＵ３が制御部をさらに有し、測定ユニットＵ３の制御部と塗布ユニットＵ１の制御部１００とが互いに通信を行いつつ測定ユニットＵ３及び塗布ユニットＵ１の制御が行われてもよい。塗布ユニットＵ１が制御部１００を有しておらず、塗布ユニットＵ１及び測定ユニットＵ３の外部に設けられた制御部によって、塗布ユニットＵ１及び測定ユニットＵ３の双方を制御するようにしてもよい。すなわち、塗布ユニットＵ１及び測定ユニットＵ３を制御する制御部の数及び設置箇所は、特に限定されない。
【００７８】
回転制御部１０１は、塗布ユニットＵ１及び測定ユニットＵ３の各回転部２１を制御する。駆動制御部１０２は、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向（水平方向）に距離センサ４６を移動させるように、スライドブロック５２を制御する。
【００７９】
処理部１０４は、距離センサ４６が測定したウエハＷの表面Ｗａの高さ位置と、各高さ位置が測定された距離センサ４６の水平面における位置座標とを、それぞれ高さ位置データ及び位置座標データとして受信する。処理部１０４は、高さ位置データと位置座標データとを対応付けて、ウエハＷの表面Ｗａの高さ位置をマップ化したデータ（面内形状データ）として取得する。処理部１０４は、面内形状データに基づいて、回転制御部１０１又は駆動制御部１０２を制御する。
【００８０】
以上の機能的構成により、第２実施形態に係る制御部１００は、
回転保持部２０がウエハＷを回転させているときに、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向に駆動部３０がノズルＮを移動させつつ、液供給部４０が塗布液ＬをノズルＮから吐出させることにより、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布する処理と、
ウエハＷの表面ＷａのうちノズルＮからの塗布液Ｌの吐出位置がウエハＷの周縁側に位置するほどウエハＷの回転数を小さくするように回転保持部２０がウエハＷを回転させることにより、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定とする処理と、
予め取得したウエハＷの表面Ｗａの面内形状に基づいてノズルＮの吐出口ＮａのウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置を変化させるように駆動部３０がノズルＮを昇降させることにより、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌの吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する。
【００８１】
次に、塗布ユニットＵ１及び測定ユニットＵ３の動作の概要について、図１２を参照して説明する。まず、所定の搬送アームにより、ウエハＷが測定ユニットＵ３内に搬送される。測定ユニットＵ３の保持部２３にウエハＷが保持されると、制御部１００の回転制御部１０１及び駆動制御部１０２が動作して、ウエハＷを回転させる処理と、距離センサ４６を移動させる処理とが行われる（図１２の（ａ）参照）。こうして、高さ位置データ及び位置座標データが距離センサ４６から処理部１０４に送信されると、制御部１００の処理部１０４が動作して、ウエハＷの表面Ｗａの面内形状データを取得する処理が行われる（図１２の（ｂ）参照）。図１２の（ｂ）において、例えば、色が濃いほどウエハＷの表面Ｗａの高さ位置が低いことを示しており、色が淡いほどウエハＷの表面Ｗａの高さ位置が高いことを示している。すなわち、図１２の（ｂ）に示される例では、保持部２３によって保持されているウエハＷの中心部において、ウエハＷの表面Ｗａの高さ位置が低くなっている。換言すれば、保持部２３によって保持されているウエハＷは、ウエハＷの中心部に向かうにつれて下方に窪むすり鉢形状（basin shape）を呈している。
【００８２】
続いて、所定の搬送アームにより、ウエハＷが塗布ユニットＵ１内に搬送される。塗布ユニットＵ１では、測定ユニットＵ３において予め取得された面内形状データに基づいて、ウエハＷの表面ＷａとノズルＮの吐出口ＮａとのギャップＧが略一定となるようにノズルＮの吐出口Ｎａの高さ位置がアーム３３を介して駆動制御部１０２により制御されつつ、ウエハＷの表面Ｗａ上に塗布液Ｌが塗布される（図１２の（ｃ）参照）。
【００８３】
ギャップＧを略一定にする制御は、具体的には、次のように行われる。処理部１０４に記憶されている面内形状データが参照され、ノズルＮの水平面における位置座標に対応するウエハＷの表面Ｗａの高さ位置データＨｗが読み出される。処理部１０４は、所定の値に設定されたギャップＧの大きさＨｇを高さ位置データＨｗに加算して、ノズルＮの吐出口Ｎａの高さ位置Ｈｎ（Ｈｎ＝Ｈｗ＋Ｈｇ）を算出する。駆動制御部１０２は、アーム３３を制御して、ノズルＮの吐出口Ｎａを高さ位置Ｈｎに位置させる。これにより、ギャップＧが略一定の大きさＨｇとなるようにノズルＮの吐出口Ｎａの高さが制御される。
【００８４】
以上のような第２実施形態では、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定としつつ、ノズルＮの吐出口ＮａのウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置を、予め取得したウエハＷの表面Ｗａの面内形状に基づいて変化させることにより、ウエハＷの表面ＷａとノズルＮの吐出口ＮａとのギャップＧを略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置Ｐにおいても、吐出される塗布液Ｌの量が略同じとなる。加えて、第２実施形態では、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布している。そのため、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌが、ウエハＷの表面Ｗａにおいて重なり合い難い。以上より、ウエハＷの表面Ｗａ全体において、塗布液ＬがウエハＷの表面Ｗａに塗布されてなる塗布膜Ｒの膜厚が略均一となる。
【００８５】
第２実施形態では、面内形状の測定が、塗布処理が行われる処理室である塗布ユニットＵ１とは異なる他の処理室（測定ユニットＵ３）内において、塗布処理に先立って行われる。そのため、塗布処理と面内形状の測定処理とを異なる処理室にて同時に行える。そのため、全体としての処理時間を短縮化することができる。
【００８６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について、図１１〜図１３を参照しつつ、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００８７】
塗布ユニットＵ１は、図１３に示されるように、駆動部５０をさらに有している点で第１実施形態と異なる。駆動部５０は、距離センサ４６を駆動するように構成されている。駆動部５０は、ガイドレール５１と、スライドブロック５２と、アーム５３とを有する。ガイドレール５１は、回転保持部２０（ウエハＷ）の上方において水平方向に沿って延びている。スライドブロック５２は、ガイドレール５１に沿って水平方向に移動可能となるように、ガイドレール５１に接続されている。アーム３３は、下方に向けて延びるように、スライドブロック５２に接続されている。アーム５３の下端には、距離センサ４６が接続されている。駆動部５０は、例えば電動モータ等を動力源として、スライドブロック５２を移動させ、これに伴って距離センサ４６を移動させる。平面視において、距離センサ４６は、ウエハＷの回転軸に直交する直線上を、ウエハＷの径方向に沿って移動する。これにより、距離センサ４６によって、ウエハＷの表面Ｗａの高さ位置が測定される。このように、第３実施形態では、ノズルＮ及び距離センサ４６はそれぞれ、駆動部３０，５０によって独立して移動可能である。
【００８８】
制御部１００は、図１１に示されるように、駆動制御部１０２がスライドブロック５２をさらに制御する点と、処理部１０４が距離センサ４６からの入力に基づいて処理する点とで、第１実施形態と異なる。駆動制御部１０２は、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向（水平方向）に距離センサ４６を移動させるように、スライドブロック５２を制御する。
【００８９】
処理部１０４は、距離センサ４６が測定したウエハＷの表面Ｗａの高さ位置と、各高さ位置が測定された距離センサ４６の水平面における位置座標とを、それぞれ高さ位置データ及び位置座標データとして受信する。処理部１０４は、高さ位置データと位置座標データとを対応付けて、ウエハＷの表面Ｗａの高さ位置をマップ化したデータ（面内形状データ）として取得する。処理部１０４は、面内形状データに基づいて、回転制御部１０１又は駆動制御部１０２を制御する。
【００９０】
以上の機能的構成により、第３実施形態に係る制御部１００は、
回転保持部２０がウエハＷを回転させているときに、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向に駆動部３０がノズルＮを移動させつつ、液供給部４０が塗布液ＬをノズルＮから吐出させることにより、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布する処理と、
ウエハＷの表面ＷａのうちノズルＮからの塗布液Ｌの吐出位置がウエハＷの周縁側に位置するほどウエハＷの回転数を小さくするように回転保持部２０がウエハＷを回転させることにより、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定とする処理と、
予め取得したウエハＷの表面Ｗａの面内形状に基づいてノズルＮの吐出口ＮａのウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置を変化させるように駆動部３０がノズルＮを昇降させることにより、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌの吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する。
【００９１】
次に、塗布ユニットＵ１の動作の概要について、図１２を参照して説明する。まず、所定の搬送アームにより、ウエハＷが塗布ユニットＵ１内に搬送される。塗布ユニットＵ１の保持部２３にウエハＷが保持されると、制御部１００の回転制御部１０１及び駆動制御部１０２が動作して、ウエハＷを回転させる処理と、距離センサ４６を移動させる処理とが行われる（図１２の（ａ）参照）。こうして、高さ位置データ及び位置座標データが距離センサ４６から処理部１０４に送信されると、制御部１００の処理部１０４が動作して、ウエハＷの表面Ｗａの面内形状データを取得する処理が行われる（図１２の（ｂ）参照）。続いて、予め取得された面内形状データに基づいて、ウエハＷの表面ＷａとノズルＮの吐出口ＮａとのギャップＧが略一定となるようにノズルＮの吐出口Ｎａの高さ位置がアーム３３を介して駆動制御部１０２により制御されつつ、ウエハＷの表面Ｗａ上に塗布液Ｌが塗布される（図１２の（ｃ）参照）。ギャップＧを略一定にする制御は、第２実施形態と同様である。
【００９２】
以上のような第３実施形態では、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定としつつ、ノズルＮの吐出口ＮａのウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置を、予め取得したウエハＷの表面Ｗａの面内形状に基づいて変化させることにより、ウエハＷの表面ＷａとノズルＮの吐出口ＮａとのギャップＧを略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置Ｐにおいても、吐出される塗布液Ｌの量が略同じとなる。加えて、第３実施形態では、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布している。そのため、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌが、ウエハＷの表面Ｗａにおいて重なり合い難い。以上より、ウエハＷの表面Ｗａ全体において、塗布液ＬがウエハＷの表面Ｗａに塗布されてなる塗布膜Ｒの膜厚が略均一となる。
【００９３】
第３実施形態では、面内形状の測定が、塗布処理が行われる処理室である塗布ユニットＵ１内において、塗布処理に先立って行われる。そのため、塗布処理と面内形状の測定処理とが同じ処理室内にて行われる。従って、各処理に応じた処理室を設置する必要がないので、基板処理システム１の小型化を図ることができる。
【００９４】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について、図１１、図１４〜図１６を参照しつつ、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００９５】
塗布ユニットＵ１は、図１４及び図１５に示されるように、駆動部３０に代えて駆動部６０を有している点で第１実施形態と異なる。駆動部６０は、液供給システムＳに含まれる。駆動部６０は、ガイドレール６１と、スライドブロック６２と、支持アーム６３と、回転ヘッド６４と、アーム６５，６６とを有する。
【００９６】
ガイドレール６１は、鉛直方向においてウエハＷと重なり合わない位置において、水平方向に沿って延びている。ガイドレール６１は、回転保持部２０に保持されるウエハＷよりも上方に位置している。スライドブロック６２は、ガイドレール６１に沿って水平方向に移動可能となるように、ガイドレール６１に接続されている。支持アーム６３は、スライドブロック６２から回転保持部２０側に向けて、水平方向に沿って延びている。支持アーム６３の基端は、スライドブロック６２に接続されている。
【００９７】
回転ヘッド６４は、支持アーム６３の先端に接続されている。回転ヘッド６４は、鉛直軸Ａｘ周りに回転可能となるように構成されている。アーム６５は、上下方向に移動可能となるように、回転ヘッド６４に接続されている。アーム６５の下端には、ノズルＮが接続されている。アーム６６は、下方に向けて延びるように、回転ヘッド６４に接続されている。アーム６６の下端には、距離センサ４６が接続されている。
【００９８】
ノズルＮ及び距離センサ４６は、回転ヘッド６４の回転に伴い回転する。ノズルＮ及び距離センサ４６は、スライドブロック６２の水平移動に伴い、支持アーム６３及び回転ヘッド６４を介して水平移動する。ノズルＮ及び距離センサ４６は回転ヘッド６４に対して水平方向に移動しないので、両者の水平方向における離間距離は一定に保たれる。
【００９９】
駆動部３０は、例えば電動モータ等を動力源として、スライドブロック６２、回転ヘッド６４及びアーム６５を移動させ、これに伴ってノズルＮ及び距離センサ４６を移動させる。平面視において、ノズルＮ及び距離センサ４６は、ウエハＷの回転軸に直交する直線上を、ウエハＷの径方向に沿って移動する。
【０１００】
制御部１００は、図１６に示されるように、駆動制御部１０２がスライドブロック６２、回転ヘッド６４及びアーム６５を制御する点と、処理部１０４が距離センサ４６からの入力に基づいて処理する点とで、第１実施形態と異なる。駆動制御部１０２は、スライドブロック６２がガイドレール６１に沿って水平方向に移動するように、スライドブロック６２を制御する。駆動制御部１０２は、支持アーム６３に対して鉛直軸Ａｘ周りに回転ヘッド６４が回転するように、回転ヘッド６４を制御する。駆動制御部１０２は、鉛直方向に沿ってノズルＮを上昇又は下降させるように、アーム６５を制御する。これにより、ノズルＮの吐出口ＮａがウエハＷの表面Ｗａに近接又は離間し、ギャップＧが変更される。
【０１０１】
処理部１０４は、距離センサ４６が測定したウエハＷの表面Ｗａの高さ位置と、各高さ位置が測定された距離センサ４６の水平面における位置座標とを、それぞれ高さ位置データ及び位置座標データとして受信する。処理部１０４は、高さ位置データと位置座標データとを対応付けて、ウエハＷの表面Ｗａの高さ位置をマップ化したデータ（面内形状データ）として取得する。処理部１０４は、面内形状データに基づいて、回転制御部１０１又は駆動制御部１０２を制御する。
【０１０２】
以上の機能的構成により、第４実施形態に係る制御部１００は、
回転保持部２０がウエハＷを回転させているときに、回転軸とウエハＷの周縁との間でウエハＷの表面Ｗａに沿う所定の方向に駆動部３０がノズルＮを移動させつつ、液供給部４０が塗布液ＬをノズルＮから吐出させることにより、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布する処理と、
ウエハＷの表面ＷａのうちノズルＮからの塗布液Ｌの吐出位置がウエハＷの周縁側に位置するほどウエハＷの回転数を小さくするように回転保持部２０がウエハＷを回転させることにより、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定とする処理と、
予め取得したウエハＷの表面Ｗａの面内形状に基づいてノズルＮの吐出口ＮａのウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置を変化させるように駆動部３０がノズルＮを昇降させることにより、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌの吐出流量を略一定の大きさとする処理とを実行する。
【０１０３】
次に、塗布ユニットＵ１の動作の概要について、図１５を参照して説明する。まず、所定の搬送アームにより、ウエハＷが塗布ユニットＵ１内に搬送される。塗布ユニットＵ１の保持部２３にウエハＷが保持されると、制御部１００の回転制御部１０１及び駆動制御部１０２が動作して、ウエハＷを回転させる処理と、距離センサ４６及びノズルＮを移動させる処理とが行われる。具体的には、ウエハＷの中心部における所定領域について距離センサ４６を用いた面内形状データの取得が行われ、当該領域について予め取得された面内に基づいて当該領域に対してノズルＮから塗布液Ｌが塗布される。当該領域よりも外側（周縁側）においては、図１５において２点鎖線で示されるように、ウエハＷの表面Ｗａに対するノズルＮの走査軌道とウエハＷの表面Ｗａに対する距離センサ４６の走査軌道とが略一致するように回転ヘッド６４を回転させつつ、スライドブロック６２によって回転ヘッド６４をウエハＷの周縁側に向けて移動させる。これにより、（１）ウエハＷの表面Ｗａについて面内形状データを取得することと、（２）取得した当該面内形状データに基づいて、ウエハＷの表面ＷａとノズルＮの吐出口ＮａとのギャップＧが略一定となるようにノズルＮの吐出口Ｎａの高さ位置を制御することと、（３）ウエハＷの表面Ｗａ上に塗布液Ｌを塗布することとが、略同時に行われる。ギャップＧを略一定にする制御は、第２実施形態と同様である。なお、ノズルＮよりも距離センサ４６が先行するように、ウエハＷの回転方向や回転ヘッド６４の支持アーム６３に対する傾きが設定される。
【０１０４】
以上のような第４実施形態では、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定としつつ、ノズルＮの吐出口ＮａのウエハＷの表面Ｗａに対する高さ位置を、予め取得したウエハＷの表面Ｗａの面内形状に基づいて変化させることにより、ウエハＷの表面ＷａとノズルＮの吐出口ＮａとのギャップＧを略一定の大きさとしている。そのため、いずれの吐出位置Ｐにおいても、吐出される塗布液Ｌの量が略同じとなる。加えて、第４実施形態では、ウエハＷの表面Ｗａにおいて塗布液Ｌをスパイラル状に塗布している。そのため、ノズルＮから吐出される塗布液Ｌが、ウエハＷの表面Ｗａにおいて重なり合い難い。以上より、ウエハＷの表面Ｗａ全体において、塗布液ＬがウエハＷの表面Ｗａに塗布されてなる塗布膜Ｒの膜厚が略均一となる。
【０１０５】
第４実施形態では、塗布処理において、距離センサ４６とノズルＮとの離間距離を一定に保ちつつ、ウエハＷの表面Ｗａに対する距離センサ４６の走査軌道上をノズルＮが通るように、距離センサ４６及びノズルＮを移動させている。そのため、ウエハＷの表面Ｗａ上において距離センサ４６が通過した位置をノズルＮが通過する際に、両者の通過地点での線速度が略等しくなる。従って、距離センサ４６によって取得された面内形状データを補正等せずにそのまま利用できるので、ノズルＮの高さ位置を制御する際の計算（データ処理）が簡便になると共に、ギャップＧを精度よく調節することができる。
【０１０６】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の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。例えば、第１実施形態において、液供給部４０が流量センサ４５の代わりにロードセル（反力測定部）４７を有していてもよい。ロードセル４７は、図１７に示されるように、ノズルＮとアーム３３との間に配置されている。ロードセル４７は、ノズルＮが塗布液ＬをウエハＷの表面Ｗａに吐出したときに、塗布液Ｌを介してウエハＷの表面ＷａからノズルＮが受ける反力の大きさを測定する。すなわち、この形態において、塗布液Ｌを吐出中のノズルＮにおける物理量は、塗布液Ｌを介してウエハＷの表面ＷａからノズルＮが受ける反力の大きさである。
【０１０７】
ところで、ノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面Ｗａとの隙間から塗布液Ｌが流出する速度は、吐出位置ＰにおいてウエハＷの表面ＷａがノズルＮから吐出された塗布液Ｌによって受ける圧力の０．５乗に比例する。塗布液Ｌを介してウエハＷの表面ＷａからノズルＮが受ける反力の大きさは、吐出位置ＰにおいてウエハＷの表面ＷａがノズルＮから吐出された塗布液Ｌによって受ける圧力の大きさに応じて変化するので、ロードセル４７によって測定された反力の大きさが所定の目標値となるように制御することで、ノズルＮからの塗布液Ｌの吐出流量が間接的に制御される。その結果、ロードセル４７によって測定された反力の大きさが所定の目標値となるように制御することで、ギャップＧを一定に制御することができる。
【０１０８】
以上より、処理部１０４は、ロードセル４７によって測定された反力が目標値よりも大きくなった場合には、吐出流量も大きくなると共に、ギャップＧが所望の値よりも大きくなっているので、アーム３３を下降させる指示を駆動制御部１０２に出力する。これにより、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａに近づくので、ギャップＧが小さくなる。一方、処理部１０４は、ロードセル４７によって測定された反力が目標値よりも小さくなった場合には、吐出流量も小さくなると共に、ギャップＧが所望の値よりも小さくなっているので、駆動制御部１０２にアーム３３を上昇させる指示を出力する。これにより、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａから遠ざかるので、ギャップＧが大きくなる。
【０１０９】
この場合も、ロードセル４７によって測定された反力が所定の大きさに近づくようにフィードバック制御することで、流量センサ４５を用いた場合と同様に、短時間で且つ確実にノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させることができる。特に、駆動部３０によってノズルＮが駆動される際にノズルＮが上下に振動してしまい、膜厚に変動を来すことが考えられるが、ロードセル４７を用いたフィードバック制御によれば、そのような振動に追従してギャップＧを制御することができる。
【０１１０】
第１実施形態において、液供給部４０が流量センサ４５を備えておらず、図１８に示されるように、ノズルＮとアーム３３との間に弾性体４８が配置されていてもよい。弾性体４８の一例としては、例えば、ばねが挙げられる。弾性体４８は、ノズルＮが塗布液ＬをウエハＷの表面Ｗａに吐出したときに、塗布液Ｌを介してウエハＷの表面ＷａからノズルＮが受ける反力に応じて、ノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させる。すなわち、この形態において、塗布液Ｌを吐出中のノズルＮにおける物理量は、塗布液Ｌを介してウエハＷの表面ＷａからノズルＮが受ける反力の大きさである。
【０１１１】
具体的には、ノズルＮが受けた反力が大きくなった場合は、弾性体４８にも大きな力が作用して弾性体４８が縮まろうとするが、弾性体４８の弾性力（復元力）によってノズルＮがウエハＷの表面Ｗａに向けて押し出される。これにより、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａに近づくので、ギャップＧが小さくなる。一方、ノズルＮが受けた反力が小さくなった場合は、弾性体４８に作用する力が小さくなって弾性体４８が伸びようとするが、弾性体４８の復元力によってノズルＮがアーム３３に近づけられる。これにより、ノズルＮがウエハＷの表面Ｗａから遠ざかるので、ギャップＧが大きくなる。
【０１１２】
この場合も、ノズルＮが受ける反力に応じた復元力が弾性体４８に生ずるので、当該復元力がノズルＮに作用することにより、流量センサ４５を用いた場合と同様に、短時間で且つ確実にノズルＮの吐出口ＮａとウエハＷの表面ＷａとのギャップＧを変化させることができる。特に、駆動部３０によってノズルＮが駆動される際にノズルＮが上下に振動してしまい、膜厚に変動を来すことが考えられるが、弾性体４８を用いた形態によれば、そのような振動に追従してギャップＧを制御することができる。
【０１１３】
ウエハＷの表面Ｗａにスパイラル状に塗布液Ｌを塗布する際に、ウエハＷの周縁からウエハＷの中心に向かう方向にノズルＮを移動させる場合、ノズルＮからの塗布液Ｌの吐出を停止させる精度によっては、ウエハＷの中心部における膜厚が他の領域における膜厚と異なってしまい得る。そのため、上記各実施形態において、ウエハＷの周縁からウエハＷの中心に向かう方向にノズルＮを移動させ、ノズルＮがウエハＷの中心に到達した後に、ノズルＮをウエハＷの周縁に向けて移動させてもよい。この場合、ウエハＷの中心部においてノズルＮから塗布液Ｌが吐出したままとなるので、ウエハＷの表面Ｗａに形成される塗布膜Ｒの膜厚の更なる均一化が図られる。なお、このとき、ウエハＷの表面Ｗａに塗布液Ｌが重ね塗りされることとなる。
【０１１４】
上記各実施形態では、制御部１００が、吐出位置Ｐにおける線速度を略一定とする処理を行っていたが、線速度を略一定とする処理を必ずしも行わなくてもよい。線速度を略一定とすると塗布膜Ｒの膜厚の更なる均一化が図られるが、線速度を略一定としない場合でも塗布膜Ｒの膜厚のある程度の均一化が図られる。
【０１１５】
第２実施形態及び第３実施形態において、面内形状の測定時における距離センサ４６の移動速度と、塗布処理時におけるノズルＮの移動速度とが、略等しくなるように設定されていてもよい。第２実施形態及び第３実施形態において、面内形状の測定時と塗布処理時とでウエハＷの回転速度が略等しくなるように設定されていてもよい。すなわち、ウエハＷの表面Ｗａにおける距離センサ４６の走査軌道と、ウエハＷの表面ＷａにおけるノズルＮの走査軌道とが、略一致していてもよい。この場合、距離センサ４６の移動速度、ウエハＷの移動速度及びウエハＷの回転速度の変動分を考慮して面内形状データを補正する必要がないので、ノズルＮの高さ位置を制御する際の計算（データ処理）が簡便になる。なお、面内形状の測定及び塗布処理が行われる間、ノズルＮと距離センサ４６との離間距離は、一定に保たれていてもよいし、変化してもよい。
【０１１６】
第３実施形態では、ウエハＷの表面Ｗａ全体について面内形状データを取得した後に、ウエハＷの表面Ｗａ上に塗布液Ｌを塗布したが、これに代えて、ウエハＷの表面Ｗａについて面内形状データを取得しながら、ウエハＷの表面Ｗａ上に塗布液Ｌを塗布してもよい。すなわち、ウエハＷの表面Ｗａのうち面内形状データが取得された領域に対して、塗布液Ｌを塗布してもよい。この場合、ウエハＷの表面Ｗａの面内形状の変化に起因してギャップＧが変動する前にフィードフォワード制御が行われるので、ギャップＧを略一定の大きさに維持することができる。そのため、塗布処理を行う前にウエハＷの表面Ｗａの面内形状の全てを測定しておく必要がないので、全体としての処理時間を短縮化することができる。
【０１１７】
ウエハＷの表面Ｗａについて面内形状データを取得しながら、ウエハＷの表面Ｗａ上に塗布液Ｌを塗布する具体的な方法について、図１９を参照して説明する。図１９の（ａ）に示されるように、距離センサ４６及びノズルＮを同一方向に移動させてもよい。図１９の（ｂ）に示されるように、互いに反対方向に向かうようにノズルＮ及び距離センサ４６を移動させてもよい。図１９の（ｃ）に示されるように、ノズルＮの移動方向と距離センサ４６の移動方向とが所定の角度φをなすようにノズルＮ及び距離センサ４６を移動させてもよい。図１９の（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合にも、ノズルＮ及び距離センサ４６がウエハＷの中心側から周縁側に向けて移動しており、ノズルＮよりも距離センサ４６が周縁側に位置している。なお、図１９の（ａ）は、図１９の（ｃ）において角度φを０°に設定した場合に相当する。図１９の（ｂ）は、図１９の（ｃ）において角度φを１８０°に設定した場合に相当する。ノズルＮ及び距離センサ４６がウエハＷの周縁側から中心側に向けて移動する場合には、ノズルＮよりも距離センサ４６を中心側に位置させてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１…基板処理システム、２…塗布・現像装置、２０…回転保持部、３０…駆動部、３２…スライドブロック、３３…アーム、４０…液供給部、４５…流量センサ、４６…距離センサ、１００…制御部、１０１…回転制御部、１０２…駆動制御部、１０３…吐出制御部、１０４…処理部、Ｇ…ギャップ、Ｌ…塗布液、Ｎ…ノズル、Ｐ…吐出位置、Ｓ…液供給システム、Ｕ１…塗布ユニット、Ｗ…ウエハ、Ｗａ…表面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018061957.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を前記基板の表面に吐出して、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理を含む液塗布方法であって、
前記塗布処理は、塗布液を前記吐出ノズルから吐出させつつ、前記基板の表面に対する前記吐出ノズルの走査軌道と、前記基板の表面に対する距離センサの走査軌道とが略一致するように、前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることを含む、液塗布方法。
【請求項２】
前記吐出ノズル及び前記距離センサは共にヘッド部に搭載されており、
前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記基板の表面に対する前記吐出ノズルの走査軌道と、前記基板の表面に対する前記距離センサの走査軌道とが略一致するように、前記ヘッド部を回転及び移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記吐出ノズル及び前記距離センサを前記基板の中心側から周縁側に向けて移動させることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記基板の表面に対する前記距離センサの走行軌道上を、前記距離センサに後れて前記吐出ノズルが移動することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記塗布処理は、前記基板の表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくするように前記基板を回転させることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とすることをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記塗布処理は、前記距離センサによって測定された高さ位置に基づいて前記吐出ノズルの吐出口と前記基板の表面との離間距離が一定となるように、前記吐出ノズルを昇降させることをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記基板の回転中に、前記吐出ノズルから塗布液を吐出させることにより、前記基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布することを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
基板の上方に位置する吐出ノズルから塗布液を前記基板の表面に吐出させるために前記吐出ノズルに塗布液を供給する供給部と、
前記吐出ノズルの吐出口の前記基板の表面に対する高さ位置を測定するように構成された距離センサと、
前記吐出ノズル及び前記距離センサを前記基板の表面の上方において移動させる駆動部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記供給部及び前記駆動部を制御して、前記供給部が塗布液を前記吐出ノズルから吐出させつつ、前記基板の表面に対する前記吐出ノズルの走査軌道と、前記基板の表面に対する前記距離センサの走査軌道とが略一致するように、前記駆動部が前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることを実行する、液塗布装置。
【請求項９】
前記吐出ノズル及び前記距離センサが搭載されたヘッド部をさらに備え、
前記駆動部が前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記基板の表面に対する吐出ノズルの走査軌道と、前記基板の表面に対する前記距離センサの走査軌道とが略一致するように、前記駆動部が前記ヘッド部を回転及び移動させることを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記駆動部が前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記駆動部が前記吐出ノズル及び前記距離センサを前記基板の中心側から周縁側に向けて移動させることを含む、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記駆動部が前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記基板の表面に対する前記距離センサの走行軌道上を、前記距離センサに後れて前記吐出ノズルが移動することを含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに前記基板を回転させる回転保持部をさらに備え、
前記制御部は、前記基板の表面のうち前記吐出ノズルからの塗布液の吐出位置が前記基板の周縁側に位置するほど前記基板の回転数を小さくするように前記回転保持部が前記基板を回転させることにより、前記吐出位置における線速度を略一定とすることをさらに実行する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記距離センサによって測定された高さ位置に基づいて前記吐出ノズルの吐出口と前記基板の表面との離間距離が一定となるように、前記駆動部が前記吐出ノズルを昇降させることをさらに実行する、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記基板を保持し、前記基板の表面に直交する方向に延びている回転軸の周りに前記基板を回転させる回転保持部をさらに備え、
前記駆動部が前記吐出ノズル及び前記距離センサを移動させることは、前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記供給部が塗布液を前記吐出ノズルから吐出させることにより、前記基板の表面において塗布液をスパイラル状に塗布することを含む、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を液塗布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。