(57)【要約】【課題】基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布する。【解決手段】回転中のウェハ上に溶剤を供給し、ウェハの表面をプリウェットする（工程Ｓ１）。ウェハを第５の回転数で回転させる（工程Ｓ２）。ウェハの回転を第１の回転数まで加速させ、第１の回転数でウェハを回転させる（工程Ｓ３）。ウェハの回転を第２の回転数である１５００ｒｐｍまで減速させ、ウェハＷを第２の回転数で０．５秒回転させる（工程Ｓ４）。ウェハの回転を第３の回転数までさらに減速させ、第３の回転数でウェハを回転させる（工程Ｓ５）。ウェハの回転を第４の回転数まで加速させ、第４の回転数でウェハを回転させる（工程Ｓ６）。工程Ｓ２の途中から工程Ｓ５の途中まで、ウェハの中心にレジスト液を連続的に供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布液を塗布する方法であって、
第１の回転数で基板を回転させる第１の工程と、
その後、基板の回転を減速し、第１の回転数より遅い第２の回転数で基板を回転させる第２の工程と、
その後、基板の回転をさらに減速し、第２の回転数より遅い第３の回転数で基板を回転させる第３の工程と、
その後、基板の回転を加速し、第３の回転数より速い第４の回転数で基板を回転させる第４の工程と、を有し、
基板の中心部への塗布液の供給を前記第１の工程から前記第３の工程の途中まで連続して行い、
前記第２の回転数は１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍであることを特徴とする、塗布処理方法。
【請求項２】
前記第２の工程において、第２の回転数での基板の回転を０．４秒以上行うことを特徴とする、請求項１に記載の塗布処理方法。
【請求項３】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、
前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第５の工程の途中から連続して行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の塗布処理方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、第１の回転数で基板を回転させる前に、第１の回転数より速い第６の回転数で基板を回転させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項５】
前記第６の回転数は４０００ｒｐｍ以下であり、
前記第１の工程において当該第６の回転数での基板の回転を０．１秒〜０．５秒間行うことを特徴とする、請求項４に記載の塗布処理方法。
【請求項６】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、
前記第１の工程において、基板の回転の加速度を第１の加速度、前記第１の加速度よりも大きい第２の加速度、前記第２の加速度よりも小さい第３の加速度の順に変化させ、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の塗布処理方法。
【請求項７】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、
前記第１の工程において、開始前に第５の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第１の回転数に収束させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の塗布処理方法。
【請求項８】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、
前記第１の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の塗布処理方法。
【請求項９】
前記第５の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項１０】
前記第５の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項１１】
前記第１の工程において、基板上のレジスト液の接触角は８５度以上であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項１２】
前記第２の工程において、基板の回転の加速度を第４の加速度、前記第４の加速度よりも大きい第５の加速度の順に変化させ、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項１３】
前記第２の工程において、開始前に第１の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第２の回転数に収束させることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項１４】
前記第２の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の塗布処理方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるために、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項１７】
基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、
基板を保持して回転させる回転保持部と、
基板に塗布液を供給する塗布液ノズルと、
第１の回転数で基板を回転させる第１の工程と、その後、基板の回転を減速し、第１の回転数より遅い１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍである第２の回転数で基板を回転させる第２の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第２の回転数より遅い第３の回転数で基板を回転させる第３の工程と、その後、基板の回転を加速し、第３の回転数より速い第４の回転数で基板を回転させる第４の工程と、を実行するように前記回転保持部を制御し、かつ基板の中心部への塗布液の供給を前記第１の工程から前記第３の工程の途中まで連続して行うように前記塗布液ノズルを制御する制御部と、を有することを特徴とする、塗布処理装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記第２の工程において第２の回転数での基板の回転を０．４秒以上行うように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７に記載の塗布処理装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第５の工程の途中から連続して行うように前記塗布液ノズルを制御することを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の塗布処理装置。
【請求項２０】
前記制御部は、前記第１の工程において、第１の回転数で基板を回転させる前に、第１の回転数より速い第６の回転数で基板を回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記第６の回転数が４０００ｒｐｍ以下であり、前記第１の工程において当該第６の回転数での基板の回転を０．１秒〜０．５秒間行うように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項２０に記載の塗布処理装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第１の工程において、基板の回転の加速度を第１の加速度、前記第１の加速度よりも大きい第２の加速度、前記第２の加速度よりも小さい第３の加速度の順に変化させ、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の塗布処理装置。
【請求項２３】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第１の工程において、開始前に第５の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第１の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の塗布処理装置。
【請求項２４】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第１の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の塗布処理装置。
【請求項２５】
基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、
前記制御部は、前記第５の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御することを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項２６】
基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、
前記制御部は、前記第５の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御することを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項２７】
前記第１の工程において、基板上のレジスト液の接触角は８５度以上であることを特徴とする、請求項１７〜２６のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項２８】
前記制御部は、前記第２の工程において、基板の回転の加速度を第４の加速度、前記第４の加速度よりも大きい第５の加速度の順に変化させ、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７〜２７のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項２９】
前記制御部は、前記第２の工程において、開始前に第１の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第２の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７〜２７のいずれかに記載の塗布処理装置。
【請求項３０】
前記制御部は、前記第２の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御することを特徴とする、請求項１７〜２７のいずれかに記載の塗布処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。
【０００３】
上述したレジスト塗布処理では、回転中のウェハの中心部にノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりウェハ上でレジスト液を拡散することよってウェハ上にレジスト液を塗布する、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている。
【０００４】
また、このスピン塗布法において、レジスト液を少量で均一に塗布する方法として、次の第１の工程から第３の工程までを実行する塗布処理方法が提案されている。先ず、第１の工程において、高速の第１の回転数で回転中のウェハの中心部にレジスト液を供給し、ウェハ上にレジスト液を拡散させる。この第１の工程では、ウェハ上に供給されるレジスト液が少量であるため、レジスト液はウェハの端まで拡散するに至っていない。続いて、第２の工程において、低速のウェハの回転を第２の回転数まで一旦減速すると共に、ウェハ上のレジスト液の流動性を向上させるため、第１の工程におけるレジスト液の供給を継続して行う。その後、第２の工程におけるレジスト液の供給を停止した後、第３の工程において、ウェハの回転を第３の回転まで加速し、レジスト液をウェハの表面の全面に拡散させて、ウェハ上にレジスト液を塗布する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７１９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の方法を用いた場合、第１の工程において、レジスト液中の添加剤の影響によりウェハ上のレジスト液表面の接触角が大きくなる。また、ウェハを第１の回転数で高速回転させるため、ウェハ上のレジスト液が乾燥し、当該レジスト液表面の流動性が低下する。このため、その後行われる第２の工程において、第２の回転数で低速回転中のウェハにレジスト液を供給した場合、先に第１の工程でウェハ上に供給されたレジスト液は、第２の工程でウェハ上に供給されたレジスト液と馴染まない。そうすると、後続の第３の工程において、ウェハを第３の回転数で回転させてレジスト液をウェハ上に拡散させた場合、図１８に示すようにウェハＷの外周部でレジスト液Ｒが外側方向に不規則にスジ状に拡散し、先鋭化した長い塗布斑Ｌが放射状に出現する場合があった。このように従来の方法では、ウェハ面内でレジスト液を均一に塗布することができなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に塗布液を塗布する方法であって、第１の回転数で基板を回転させる第１の工程と、その後、基板の回転を減速し、第１の回転数より遅い第２の回転数で基板を回転させる第２の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第２の回転数より遅い第３の回転数で基板を回転させる第３の工程と、その後、基板の回転を加速し、第３の回転数より速い第４の回転数で基板を回転させる第４の工程と、を有し、基板の中心部への塗布液の供給を前記第１の工程から前記第３の工程の途中まで連続して行い、前記第２の回転数は１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍであることを特徴としている。
【０００９】
発明者らが調べたところ、第２の回転数である１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍで回転中の基板に塗布液を供給すると、塗布液の乾燥を抑えつつ、基板上に塗布液を拡散させられることが分かった。したがって、基板を第２の回転数で回転させた場合、塗布液が基板の同心円状に拡散し、基板上に塗布斑を発生させることなく塗布液を塗布できることが分かった。
【００１０】
一方、基板への塗布液の供給量を少量にした場合に、第２の回転数で回転中の基板上に塗布液を拡散させようとすると、基板の回転速度が遅いため、塗布液の拡散速度も遅くなる。そうすると、基板上の塗布液の膜厚分布が不均一になってしまう。このため、少量の塗布液を基板上に均一に塗布するためには、第２の回転数より速い第１の回転数で基板を回転させることによって、基板上の塗布液を拡散させる必要があることが分かった。
【００１１】
そこで、本発明では、先ず、第１の工程において第１の回転数で基板を回転させながら、基板の中心部に塗布液を供給しているので、基板への塗布液の供給量が少量の場合でも、当該塗布液を均一に拡散させることができる。その後、第２の工程において第２の回転数で基板を回転させるので、第１の工程で供給された塗布液は、その乾燥が抑えられつつ基板上を拡散する。そうすると、第１の工程で供給された塗布液と第２の工程で供給された塗布液が馴染み易くなるため、塗布液は基板の同心円状に拡散する。その後、第３の工程において、さらに第２の回転数より遅い第３の回転数で基板を回転させるので、基板上の塗布液は均されて平坦化される。すなわち、低速の第３の回転数で基板を回転させることによって、例えば基板の外周部の塗布液に中央部へ引き寄せられる力が作用し、塗布液の膜厚の均一化が図られる。また、この第３の工程において、基板の中心部に塗布液を供給するので、基板上の塗布液の流動性を向上させることができる。そして、後続の第４の工程において、第３の回転数より速い第４の回転数で基板を回転させているので、塗布液を基板の表面の全面に円滑に拡散させることができる。このとき、第２の工程で基板の同心円状に拡散している塗布液は、そのまま基板の同心円状に拡散するので、基板上に塗布斑が発生することはない。以上のように、本発明の塗布処理方法によれば、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
【００１２】
前記第２の工程において、第２の回転数での基板の回転を０．４秒以上行うのが好ましい。
【００１３】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有していてもよく、この場合、前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第５の工程の途中から連続して行ってもよい。
【００１４】
前記第１の工程において、第１の回転数で基板を回転させる前に、第１の回転数より速い第６の回転数で基板を回転させてもよい。この場合、前記第６の回転数は４０００ｒｐｍ以下であり、前記第１の工程において当該第６の回転数での基板の回転を０．１秒〜０．５秒間行うのが好ましい。
【００１５】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、前記第１の工程において、基板の回転の加速度を第１の加速度、前記第１の加速度よりも大きい第２の加速度、前記第２の加速度よりも小さい第３の加速度の順に変化させ、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させてもよい。
【００１６】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、前記第１の工程において、開始前に第５の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第１の回転数に収束させてもよい。
【００１７】
前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに有し、前記第１の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させてもよい。
【００１８】
前記第５の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布してもよい。
【００１９】
前記第５の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布してもよい。
【００２０】
前記第１の工程において、基板上のレジスト液の接触角は８５度以上であってもよい。
【００２１】
前記第２の工程において、基板の回転の加速度を第４の加速度、前記第４の加速度よりも大きい第５の加速度の順に変化させ、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させてもよい。
【００２２】
前記第２の工程において、開始前に第１の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第２の回転数に収束させてもよい。
【００２３】
前記第２の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させてもよい。
【００２４】
別な観点による本発明によれば、前記塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるために、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【００２５】
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【００２６】
さらに別な観点による本発明は、基板上に塗布液を塗布する塗布処理装置であって、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板に塗布液を供給する塗布液ノズルと、第１の回転数で基板を回転させる第１の工程と、その後、基板の回転を減速し、第１の回転数より遅い１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍである第２の回転数で基板を回転させる第２の工程と、その後、基板の回転をさらに減速し、第２の回転数より遅い第３の回転数で基板を回転させる第３の工程と、その後、基板の回転を加速し、第３の回転数より速い第４の回転数で基板を回転させる第４の工程と、を実行するように前記回転保持部を制御し、かつ基板の中心部への塗布液の供給を前記第１の工程から前記第３の工程の途中まで連続して行うように前記塗布液ノズルを制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【００２７】
前記制御部は、前記第２の工程において第２の回転数での基板の回転を０．４秒以上行うように前記回転保持部を制御するのが好ましい。
【００２８】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記基板の中心部への塗布液の供給を前記第５の工程の途中から連続して行うように前記塗布液ノズルを制御してもよい。
【００２９】
前記制御部は、前記第１の工程において、第１の回転数で基板を回転させる前に、第１の回転数より速い第６の回転数で基板を回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。この場合、前記制御部は、前記第６の回転数が４０００ｒｐｍ以下であり、前記第１の工程において当該第６の回転数での基板の回転を０．１秒〜０．５秒間行うように前記回転保持部を制御するのが好ましい。
【００３０】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第１の工程において、基板の回転の加速度を第１の加速度、前記第１の加速度よりも大きい第２の加速度、前記第２の加速度よりも小さい第３の加速度の順に変化させ、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【００３１】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第１の工程において、開始前に第５の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に加速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に減少させて、基板の回転を第１の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【００３２】
前記制御部は、前記第１の工程の前に、第１の回転数より遅い第５の回転数で基板を回転させる第５の工程をさらに実行するように前記回転保持部を制御し、かつ前記第１の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第５の回転数から第１の回転数まで加速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【００３３】
前記塗布処理装置は、基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、前記制御部は、前記第５の工程の前に、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数より速い回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御してもよい。
【００３４】
前記塗布処理装置は、基板に塗布液の溶剤を供給する溶剤ノズルをさらに有し、前記制御部は、前記第５の工程において、基板に塗布液の溶剤を供給し、第５の回転数で基板を回転させながら基板上に溶剤を塗布するように前記回転保持部及び前記溶剤ノズルを制御してもよい。
【００３５】
前記第１の工程において、基板上のレジスト液の接触角は８５度以上であってもよい。
【００３６】
前記制御部は、前記第２の工程において、基板の回転の加速度を第４の加速度、前記第４の加速度よりも大きい第５の加速度の順に変化させ、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【００３７】
前記制御部は、前記第２の工程において、開始前に第１の回転数であった基板の回転を、開始後にその回転数が連続的に変動するように次第に減速させ、終了時には、基板の回転の加速度を次第に増加させて、基板の回転を第２の回転数に収束させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【００３８】
前記制御部は、前記第２の工程において、基板の回転の加速度を一定にして、当該基板を第１の回転数から第２の回転数まで減速回転させるように前記回転保持部を制御してもよい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、基板上に塗布液を塗布する際に、塗布液の供給量を少量に抑えつつ、基板面内で均一に塗布液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図３】塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図４】塗布処理プロセスの主な工程におけるウェハ上の液膜の状態を模式的に示した説明図であり、（ａ）は第５の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、（ｂ）は第１の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、（ｃ）は第２の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、（ｄ）は第４の回転数で回転中のウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示し、（ｅ）はウェハ上にレジスト膜が形成された様子を示している。
【図５】ウェハの中心から１４５ｍｍの位置におけるレジスト液の膜厚のレンジとレジスト液の接触角との関係を示したグラフである。
【図６】塗布斑が発生しないウェハの回転数とレジスト液の接触角との関係を示したグラフである。
【図７】本実施の形態と比較例について、ウェハの外周部上のレジスト膜の膜厚を示したグラフである。
【図８】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図９】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１０】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１１】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１２】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１３】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１４】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１５】他の実施の形態と比較例について、ウェハの外周部上のレジスト膜の膜厚を示したグラフである。
【図１６】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１７】他の実施の形態にかかる塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。
【図１８】従来の塗布処理方法を用いた場合において、ウェハ上をレジスト液が拡散する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる塗布処理装置としてのレジスト塗布装置１の構成の概略を示す縦断面図である。図２は、レジスト塗布装置１の構成の概略を示す横断面図である。なお、本実施の形態では、塗布液としてレジスト液が用いられる。また、本実施の形態において、基板として用いられるウェハＷの径は３００ｍｍである。
【００４２】
レジスト塗布装置１は、図１に示すように処理容器１０を有している。処理容器１０内の中央部には、ウェハＷを保持して回転させる回転保持部としてのスピンチャック２０が設けられている。スピンチャック２０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック２０上に吸着保持できる。
【００４３】
スピンチャック２０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構２１を有し、そのチャック駆動機構２１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構２１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック２０は上下動可能になっている。
【００４４】
スピンチャック２０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ２２が設けられている。カップ２２の下面には、回収した液体を排出する排出管２３と、カップ２２内の雰囲気を排気する排気管２４が接続されている。
【００４５】
図２に示すようにカップ２２のＸ方向負方向（図２の下方向）側には、Ｙ方向（図２の左右方向）に沿って延伸するレール３０が形成されている。レール３０は、例えばカップ２２のＹ方向負方向（図２の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図２の右方向）側の外方まで形成されている。レール３０には、例えば二本のアーム３１、３２が取り付けられている。
【００４６】
第１のアーム３１には、図１及び図２に示すようにウェハＷにレジスト液を供給する塗布液ノズルとしてのレジスト液ノズル３３が支持されている。第１のアーム３１は、図２に示すノズル駆動部３４により、レール３０上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル３３は、カップ２２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部３５からカップ２２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、第１のアーム３１は、ノズル駆動部３４によって昇降自在であり、レジスト液ノズル３３の高さを調整できる。
【００４７】
レジスト液ノズル３３には、図１に示すように、レジスト液供給源３６に連通する供給管３７が接続されている。レジスト液供給源３６内には、レジスト液が貯留されている。供給管３７には、レジスト液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群３８が設けられている。
【００４８】
第２のアーム３２には、レジスト液の溶剤、例えばシンナーを供給する溶剤ノズル４０が支持されている。第２のアーム３２は、図２に示すノズル駆動部４１によってレール３０上を移動自在であり、溶剤ノズル４０を、カップ２２のＹ方向負方向側の外方に設けられた待機部４２からカップ２２内のウェハＷの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部４１によって、第２のアーム３２は昇降自在であり、溶剤ノズル４０の高さを調節できる。
【００４９】
溶剤ノズル４０には、図１に示すように溶剤供給源４３に連通する供給管４４が接続されている。溶剤供給源４３内には、溶剤が貯留されている。供給管４４には、溶剤の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群４５が設けられている。なお、以上の構成では、レジスト液を供給するレジスト液ノズル３３と溶剤を供給する溶剤ノズル４０が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、レジスト液ノズル３３と溶剤ノズル４０の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【００５０】
上述のスピンチャック２０の回転動作と上下動作、ノズル駆動部３４によるレジスト液ノズル３３の移動動作、供給機器群３８によるレジスト液ノズル３３のレジスト液の供給動作、ノズル駆動部４１による溶剤ノズル４０の移動動作、供給機器群４５による溶剤ノズル４０の溶剤の供給動作などの駆動系の動作は、制御部５０により制御されている。制御部５０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、レジスト塗布装置１におけるレジスト塗布処理を実現できる。なお、レジスト塗布装置１におけるレジスト塗布処理を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどの記憶媒体Ｈに記憶されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部５０にインストールされたものが用いられている。
【００５１】
次に、以上のように構成されたレジスト塗布装置１で行われる塗布処理プロセスについて説明する。図３は、塗布処理プロセスの各工程におけるウェハＷの回転数と、レジスト液及び溶剤の供給タイミングを示すグラフである。図４は、塗布処理プロセスの主な工程におけるウェハＷ上の液膜の状態を模式的に示している。なお、図３におけるプロセスの時間の長さは、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の時間の長さに対応していない。
【００５２】
レジスト塗布装置１に搬入されたウェハＷは、先ず、スピンチャック２０に吸着保持される。続いて第２のアーム３２により待機部４２の溶剤ノズル４０がウェハＷの中心部の上方まで移動する。次に、図３に示すようにウェハＷが停止している状態で、溶剤ノズル４０からウェハＷの中心部に所定量の溶剤が供給される。その後、チャック駆動機構２１を制御してスピンチャック２０によりウェハＷを回転させ、その回転数を例えば２０００ｒｐｍまで上昇させる。この２０００ｒｐｍの回転数でウェハＷを例えば０．３秒間回転させることにより、ウェハＷの中心部に供給された溶剤は外周部に向かって拡散し、すなわちプリウェットが行われ、ウェハＷの表面が溶剤で濡れた状態になる。その後、溶剤がウェハＷの表面の全面に拡散すると、ウェハＷの回転を第５の回転数である例えば１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ、本実施の形態においては５００ｒｐｍまで減速させる（図３の工程Ｓ１）。このようにウェハＷ上を溶剤が拡散している間に、溶剤ノズル４０がウェハＷの中心部上方から移動すると共に、第１のアーム３１により待機部３５のレジスト液ノズル３３がウェハＷの中心部上方まで移動する。
【００５３】
その後、ウェハＷを第５の回転数で例えば０．４秒間回転させる。このとき、第５の回転数でのウェハＷの回転開始から例えば０．２秒後に、レジスト液ノズル３３からウェハＷの中心部に所定量のレジスト液が供給される（図３の工程Ｓ２）。図４（ａ）に示すように供給されたレジスト液Ｒは、ウェハＷの回転によりウェハＷ上を拡散する。なお、この工程Ｓ２におけるレジスト液Ｒの供給は、後述するように工程Ｓ５の途中まで連続して行われる。
【００５４】
その後、図３に示すようにウェハＷの回転を第１の回転数である例えば２０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍ、本実施の形態においては３０００ｒｐｍまで加速させ、その後ウェハＷを第１の回転数で例えば０．８秒間回転させる。そして、このウェハＷの加速回転中及び第１の回転数での回転中において、レジスト液ノズル３３からレジスト液Ｒが連続して供給される（図３の工程Ｓ３）。供給されたレジスト液Ｒは、図４（ｂ）に示すようにウェハＷの回転によりウェハＷ上を拡散する。この工程Ｓ３では、レジスト液Ｒの供給量を少量にしているため、レジスト液ＲはウェハＷの端まで拡散していない。また、ウェハＷは第１の回転数で高速回転しているが、その第１の回転数でのウェハＷの回転は０．８秒間と短時間であるため、ウェハＷ上のレジスト液Ｒは完全に乾燥するには至っていない。
【００５５】
その後、図３に示すようにウェハＷの回転を第２の回転数である例えば１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ、本実施の形態においては１５００ｒｐｍまで減速させ、その後第２の回転数でウェハＷを回転させる。第２の回転数でのウェハＷの回転は、０．４秒以上、本実施の形態においては０．５秒間行われる。そして、このウェハＷの減速回転中及び第２の回転数での回転中において、レジスト液ノズル３３からレジスト液Ｒが連続して供給される（図３の工程Ｓ４）。供給されたレジスト液Ｒは、図４（ｃ）に示すようにウェハＷの回転によりウェハＷ上を拡散する。この工程Ｓ４では、ウェハＷの回転数を第２の回転数に減速させているので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒの乾燥を抑制することができる。そうすると、先に工程Ｓ３で供給されたレジスト液Ｒと工程Ｓ４で供給されたレジスト液Ｒが馴染み易くなるため、レジスト液ＲはウェハＷの同心円状に拡散する。なお、この工程Ｓ４では、レジスト液ＲはウェハＷの外周部まで拡散するものの、レジスト液ＲはウェハＷの端まで拡散していない。また、発明者らが調べたところ、第２の回転数でのウェハＷの回転を０．４秒以上行うと、ウェハＷ上のレジスト液Ｒの乾燥を十分に抑制できることが分かった。
【００５６】
その後、図３に示すようにウェハＷの回転を第３の回転数である例えば１００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍ、本実施の形態においては２００ｒｐｍまでさらに減速させ、その後ウェハＷを第３の回転数で例えば０．４秒間回転させる。そして、このウェハＷの減速回転中及び第３の回転数での回転の途中までにおいて、レジスト液ノズル３３からレジスト液Ｒが連続して供給される。すなわち、第３の回転数でのウェハＷの回転開始から例えば０．２秒後に、工程Ｓ２から連続して行われていたレジスト液Ｒの供給を停止する（図３の工程Ｓ５）。この工程Ｓ５では、ウェハＷが第３の回転数で低速回転しているため、例えばウェハＷの外周部のレジスト液Ｒに中央部へ引き寄せられる力が作用し、ウェハＷ上のレジスト液Ｒは均されて平坦化される。
【００５７】
その後、ウェハＷの回転を第４の回転数である例えば１０００ｒｐｍ〜１８００ｒｐｍ、本実施の形態においては１５００ｒｐｍまで加速させ、その後ウェハＷを第４の回転数で例えば２．５秒間回転させる（図３の工程Ｓ６）。この工程Ｓ６では、図４（ｄ）に示すようにレジスト液ＲはウェハＷの表面の全面に拡散すると共に、残余のレジスト液Ｒが振り切られ、レジスト液Ｒの膜厚が調整される。そして、図４（ｅ）に示すようにウェハＷの表面の全面に拡散されたレジスト液Ｒは乾燥され、ウェハＷ上にレジスト膜Ｆが形成される。
【００５８】
その後、ウェハＷの裏面が洗浄され、レジスト塗布装置１における一連の塗布処理が終了する。
【００５９】
ここで、上述した工程Ｓ４において、ウェハＷの回転数を第２の回転数である１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍにした場合、当該第２の回転数で回転中のウェハＷ上のレジスト液Ｒが、その乾燥が抑えられつつウェハＷ上を拡散することについて検証する。
【００６０】
発明者らは、３００ｍｍの径を有するウェハＷを種々の回転数で回転させながら、当該ウェハＷ上に材料の異なる８種類のレジスト液Ｒ１〜Ｒ８を供給して、本検証を行った。これらレジスト液Ｒ１〜Ｒ８は、例えばレジスト液中に含まれる添加剤の種類が異なる。ここで、ウェハＷ上のレジスト液Ｒの乾燥が抑制された場合、このレジスト液ＲはウェハＷ上を同心円状に拡散し、ウェハＷ上に塗布斑を発生させることなくレジスト液Ｒを塗布できる。このため、本検証では、ウェハＷ上にレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の塗布斑が発生するか否かについて検証を行った。
【００６１】
先ず、比較例として、第１の回転数である３０００ｒｐｍの回転数でウェハＷを回転させた場合について説明する。このとき、ウェハＷへのレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の供給量はそれぞれ０．４ｍｌであった。また、ウェハＷへのレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の供給を１．７秒間行った。その結果を図５に示す。図５の縦軸は、ウェハＷの中心から１４５ｍｍの位置におけるレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の膜厚のレンジ、すなわちレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の膜厚の最大値と最小値の差を示している。図５の横軸は、ウェハＷ上のレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の接触角を示している。図５を参照すると、すべてのレジスト液Ｒ１〜Ｒ８について、膜厚のレンジがゼロにならず、ウェハＷ上にレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の塗布斑が発生した。すなわち、第１の回転数のみでウェハＷを回転させただけでは、ウェハＷ上に塗布斑が発生することが分かった。なお、この場合、ウェハＷ上のレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の接触角はすべて８５度以上であった。
【００６２】
そこで、発明者らは、ウェハＷ上に塗布斑が発生しないようにレジスト液Ｒ１〜Ｒ８を塗布できるウェハＷの回転数について調べた。その結果を図６に示す。図６の縦軸は、塗布斑が発生しないウェハＷの回転数を示している。図６の横軸は、ウェハＷ上のレジスト液Ｒ１〜Ｒ８の接触角を示している。図６を参照すると、ウェハＷの回転数が１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの範囲では、レジスト液Ｒ１〜Ｒ８の接触角が８５度以上であっても、すべてのレジスト液Ｒ１〜Ｒ８について、ウェハＷ上に塗布斑が発生しないことが分かった。したがって、本実施の形態のようにウェハＷの第２の回転数を１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍとすると、レジスト液Ｒの乾燥を抑えつつ、ウェハＷ上にレジスト液Ｒを拡散させられることが分かった。
【００６３】
以上の実施の形態によれば、先ず、工程Ｓ３において第１の回転数でウェハＷを回転させながら、ウェハＷの中心部にレジスト液Ｒを供給しているので、ウェハＷへのレジスト液Ｒの供給量が少量の場合でも、レジスト液Ｒを均一に拡散させることができる。その後、工程Ｓ４において第２の回転数でウェハＷを回転させるので、工程Ｓ３で供給されたレジスト液Ｒは、レジスト液Ｒの接触角が８５度以上であっても、その乾燥が抑えられつつウェハＷ上を拡散する。そうすると、工程Ｓ３で供給されたレジスト液Ｒと工程Ｓ４で供給されたレジスト液Ｒが馴染み易くなるため、レジスト液ＲはウェハＷ上を同心円状に拡散する。その結果、その後工程Ｓ６においてレジスト液ＲをウェハＷの表面の全面に拡散させる際にも、レジスト液ＲはウェハＷ上を同心円状に拡散する。このため、ウェハＷ上にレジスト液Ｒの塗布斑が発生することはない。したがって、ウェハＷへのレジスト液Ｒの供給量を少量に抑えつつ、ウェハ面内で均一にレジスト液Ｒを塗布することができる。
【００６４】
なお、発明者らが調べたところ、本実施の形態の塗布処理方法を用いた場合、ウェハＷ上に塗布斑なくレジスト液Ｒを塗布するために必要なレジスト液Ｒの供給量は０．４ｍｌであった。これに対し、上述した従来の塗布処理方法を用いた場合、必要なレジスト液の供給量は０．９ｍｌであった。したがって、本実施の形態によれば、レジスト液Ｒの供給量を飛躍的に低減できることが分かった。
【００６５】
また、発明者らは、本実施の形態の塗布処理方法を用いた場合、ウェハＷ上に塗布斑なくレジスト液Ｒを均一に塗布できる効果について検証を行った。その際、比較例として、従来の塗布処理方法を用いてウェハＷ上にレジスト液Ｒを塗布した。すなわち、比較例では、本実施の形態のように第２の回転数を経ることなく、第１の回転数から第３の回転数までウェハＷの回転を減速させた。比較例のその他の塗布レシピは本実施の形態の塗布レシピと同様である。なお、本検証においては、第２の回転数を１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの範囲内の１８００ｒｐｍとして検証を行った。
【００６６】
かかる検証の結果を図７に示す。図７の横軸は、レジスト膜の膜厚の測定点を示している。具体的には、ウェハＷの外周部上の複数点を測定点とした。図７の縦軸は、各測定点でのレジスト膜の膜厚を示している。図７を参照すると、比較例ではレジスト膜の膜厚が不均一であるのに対して、本実施の形態ではレジスト膜の膜厚が均一であることが分かった。したがって、本実施の形態では、従来のように塗布斑が発生せず、ウェハ面内で均一にレジスト液Ｒを塗布できることが分かった。
【００６７】
また、工程Ｓ５において、第２の回転数より遅い第３の回転数でウェハＷを回転させているので、ウェハＷの外周部のレジスト液Ｒに中央部へ引き寄せられる力が作用し、レジスト液Ｒの膜厚の均一化が図られる。また、この工程Ｓ５において、ウェハＷ上に乾燥していないレジスト液Ｒを供給しているので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒの流動性を向上させることができる。これによって、後続の工程Ｓ６において、レジスト液Ｒを円滑にウェハＷの端まで円滑に拡散させることができる。
【００６８】
また、工程Ｓ２において、第５の回転数で低速回転中のウェハＷ上にレジスト液Ｒを供給しているので、レジスト液Ｒは円滑に無理なく拡散される。これによって、レジスト液Ｒの塗布斑の発生をより確実に防止することができる。
【００６９】
さらに、工程Ｓ１において、ウェハＷ上をレジスト液Ｒの溶剤でプリウェットしているので、その後の工程でウェハＷ上に供給されたレジスト液Ｒを円滑に拡散させることができる。
【００７０】
以上の実施の形態の工程Ｓ３において、図８に示すように第１の回転数でウェハＷを回転させる前に、第１の回転数より速い第６の回転数でウェハＷを回転させてもよい。
【００７１】
例えば工程Ｓ２後、ウェハＷの回転を第６の回転数である例えば４０００ｒｐｍ以下、本実施の形態においては４０００ｒｐｍまで加速させ、その後第６の回転数でウェハＷを回転させる。第６の回転数でのウェハＷの回転は０．１秒〜０．５秒間、本実施の形態においては０．２秒間行われる（図８の工程Ｓ３−１）。その後、ウェハＷの回転を第１の回転数まで減速させ、その後ウェハＷを第１の回転数で例えば０．６秒間回転させる（図８の工程Ｓ３−２）。なお、工程Ｓ３−１及び工程Ｓ３−２においても、レジスト液ノズル３３からウェハＷの中心部にレジスト液Ｒが連続して供給される。また、その他の工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００７２】
かかる場合、工程Ｓ３−１において高速の第６の回転数でウェハＷを回転させながら、ウェハＷ上にレジスト液Ｒを供給しているので、レジスト液Ｒをより円滑にかつ均一に拡散させることができる。したがって、ウェハＷ上へのレジスト液Ｒの供給量をより少量にすることができる。また、本実施の形態では、工程Ｓ３−１及び工程Ｓ３−２の所要時間は、前記実施の形態の工程Ｓ３の所要時間とほぼ同じ場合について説明したが、上述のようにレジスト液Ｒを円滑に拡散させることができるため、工程Ｓ３−１及び工程Ｓ３−２の所要時間を短縮することもできる。例えば発明者らが調べたところ、第６の回転数でのウェハＷの回転を０．１秒〜０．５秒間行うと、上述したレジスト液Ｒの供給量を少量にできる効果を十分に得られることが分かったため、この第６の回転数でのウェハＷの回転を０．２秒以下にすることができる。
【００７３】
以上の実施の形態では、工程Ｓ１において、ウェハＷを例えば２０００ｒｐｍの回転数で回転させてウェハＷの表面に溶剤を塗布した後、ウェハＷの回転を第５の回転数に減速していたが、図９に示すようにウェハＷの回転を減速させずに、すなわち上述した工程Ｓ２を経ずに工程Ｓ３を開始してもよい。かかる場合、ウェハＷの回転を例えば２０００ｒｐｍに維持した状態で工程Ｓ３が開始される。すなわち、本実施の形態においては、この２０００ｒｐｍが第５の回転数となる。その後、工程Ｓ３において、ウェハＷの回転を第１の回転数まで加速させ、その後ウェハＷを第１の回転数で回転させる。そして、工程Ｓ３が開始すると同時にレジスト液ノズル３３からのレジスト液Ｒの供給が開始され、このレジスト液Ｒの供給は工程Ｓ５の途中まで連続して行われる。なお、その他の工程Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
かかる場合、工程Ｓ１でウェハＷの表面に溶剤を塗布した後、ウェハＷの回転を減速せずに工程Ｓ３を開始しているので、工程Ｓ３におけるウェハＷの回転が、前記実施の形態に比して比較的高速に維持される。このため、ウェハＷ上のレジスト液Ｒに比較的強い遠心力が作用し、ウェハ面内におけるレジスト液Ｒの膜厚均一性をより向上させることができる。
【００７５】
以上の実施の形態の工程Ｓ３において、図１０に示すようにウェハＷを常に加速回転させてもよい。工程Ｓ３では、ウェハＷの回転が第５の回転数から例えば５５０ｒｐｍに加速される（図１０の工程Ｓ３−１）。この工程Ｓ３−１では、ウェハＷの回転の加速度は、例えば５００ｒｐｍ／ｓ以下、より好ましくは１００ｒｐｍ／ｓの第１の加速度である。このようにレジスト液ＲがウェハＷの中心部に吐出された直後には、ウェハＷの回転速度が低速であるので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒに強い遠心力がかからない。しかも、このときのウェハＷの回転の第１の加速度も小さいので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒにかかる遠心力を抑えられる。このため、レジスト液Ｒが外側方向に均等に拡げられる。
【００７６】
続いて、ウェハＷの回転が５５０ｒｐｍから例えば２８００ｒｐｍに加速される（図１０の工程Ｓ３−２）。この工程Ｓ３−２では、ウェハの回転の加速度は、第１の加速度よりも大きい例えば５０００ｒｐｍ／ｓ〜３００００ｒｐｍ／ｓ、より好ましくは１００００ｒｐｍ／ｓの第２の加速度である。このように第１の加速度よりも大きい第２の加速度でウェハＷを加速回転させているので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒが滑らかに且つ迅速に拡げられる。
【００７７】
続いて、ウェハＷの回転が２８００ｒｐｍから第１の回転数に加速される（図１０の工程Ｓ３−３）。この工程Ｓ３−３では、ウェハＷの回転の加速度は、第２の加速度よりも小さい例えば５００ｒｐｍ／ｓ以下、より好ましくは１００ｒｐｍ／ｓの第３の加速度である。このように第２の加速度よりも小さい第３の加速度でウェハＷを加速回転させているので、ウェハＷの外周部に到達したレジスト液Ｒを滑らかに拡げつつ、レジスト液ＲがウェハＷの外部に飛散する量を極めて少量に抑えることができる。
【００７８】
以上のように工程Ｓ３では、ウェハＷの回転の加速度が第１の加速度、第２の加速度、第３の加速度の順に変化し、ウェハＷは常に加速回転する。そして、工程Ｓ３では、ウェハＷの中心部にレジスト液Ｒが供給され続ける。そうすると、供給されたレジスト液Ｒは遠心力によりウェハＷの表面の全面に拡散されて、ウェハＷの表面にレジスト液Ｒが塗布される。なお、その他の工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００７９】
かかる場合、工程Ｓ３において、ウェハＷを常に加速回転させているので、レジスト液Ｒを迅速に拡散させることができ、レジスト液ＲをウェハＷの表面全面に拡散させるための供給量を少量に抑えることができる。また、工程Ｓ３−１において、レジスト液ＲがウェハＷの中心部に吐出された直後には、ウェハＷの回転速度が低速であるので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒに強い遠心力がかからない。しかも、このときのウェハＷの回転の加速度が第２の加速度より小さい第１の加速度であるので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒにかかる遠心力を抑えられる。このため、従来のようにウェハＷ上に塗布斑が出現することなく、レジスト液Ｒが外側方向に均等に拡げられる。その後工程Ｓ３−２において、第１の加速度よりも大きい第２の加速度でウェハＷを加速回転させているので、ウェハＷ上のレジスト液Ｒが滑らかに且つ迅速に拡げられる。その後工程Ｓ３−３において、第２の加速度よりも小さい第３の加速度でウェハＷを加速回転させているので、ウェハＷの外周部に到達したレジスト液Ｒを滑らかに拡げつつ、レジスト液ＲがウェハＷの外部に飛散する量を極めて少量に抑えることができる。したがって、本実施の形態によれば、レジスト液Ｒの供給量を少量にした場合でも、レジスト液Ｒをウェハ面内でより均一に塗布することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態においても、図９に示したように工程Ｓ１でウェハＷの回転を第５の回転数に減速させずに工程Ｓ３を開始してもよい。すなわち、図１１に示すように工程Ｓ３−１において第１の加速度でウェハＷの回転が２０００ｒｐｍから例えば２２００ｒｐｍに加速され、続いて工程Ｓ３−２において第２の加速度でウェハＷの回転が２２００ｒｐｍから例えば２８００ｒｐｍに加速され、続いて工程Ｓ３−３において第３の加速度でウェハＷの回転が２８００ｒｐｍから第１の回転数に加速される。かかる場合でも、上述したようにレジスト液Ｒの供給量を少量に抑えつつ、レジスト液Ｒをウェハ面内で均一に塗布することができる。
【００８１】
以上の実施の形態では、工程Ｓ３において、ウェハＷを常に加速回転させていたが、かかるウェハＷの加速回転の方法は図１０及び図１１に示した方法に限定されない。例えば図１２に示すように、工程Ｓ３において、ウェハＷの回転数を第５の回転数から第１の回転数にＳ字状に変動させるように、ウェハＷを加速回転させてもよい。すなわち、工程Ｓ３の開始前に第５の回転数であったウェハＷの回転は、その後その回転数が連続的に滑らかに変動するように徐々に加速される。このとき、ウェハＷの回転の加速度は、例えばゼロから次第に増加する。そして、工程Ｓ３の終了時には、ウェハＷの回転の加速度が次第に減少され、ウェハＷの回転数が第１の回転数に滑らかに収束する。
【００８２】
また、例えば図１３に示すように、工程Ｓ３において、ウェハＷの回転数を第５の回転数から第１の回転数に直線状に変動させるように、ウェハＷを加速回転させてもよい。このとき、ウェハＷの回転の加速度は一定である。
【００８３】
このように図１２及び図１３に示したいずれの場合においても、工程Ｓ３において、ウェハＷの回転数を常に加速回転させているので、上述したようにレジスト液Ｒの供給量を少量に抑えつつ、レジスト液Ｒをウェハ面内でより均一に塗布することができる。
【００８４】
以上の実施の形態の工程Ｓ４において、図１４に示すようにウェハＷを常に減速回転させてもよい。工程Ｓ４では、ウェハＷの回転が第１の回転数から例えば１８００ｒｐｍに減速される（図１４の工程Ｓ４−１）。この工程Ｓ４−１では、ウェハＷの回転の加速度は、例えば（−３００００ｒｐｍ／ｓ）〜（−５０００ｒｐｍ／ｓ）、より好ましくは（−１００００ｒｐｍ／ｓ）の第４の加速度である。続いて、ウェハＷの回転が１８００ｒｐｍから第２の回転数に減速回転される（図１４の工程Ｓ４−２）。この工程Ｓ４−２では、ウェハの回転の加速度は、第４の加速度よりも大きい例えば（−５００ｒｐｍ／ｓ）以上かつゼロｒｐｍ／ｓ未満、より好ましくは（−１００ｒｐｍ／ｓ）の第５の加速度である。
【００８５】
かかる場合、工程Ｓ４において第２の回転数でウェハＷを回転させているので、工程Ｓ３でウェハＷ上に供給されたレジスト液Ｒを、その乾燥を押さえつつ拡散させることができる。そうすると、工程Ｓ３で供給されたレジスト液Ｒと工程Ｓ４で供給されたレジスト液Ｒが馴染み易くなるため、レジスト液ＲをウェハＷ上で同心円状に拡散させることができる。したがって、レジスト液Ｒの塗布班の発生を防止し、ウェハ面内で均一にレジスト液Ｒを塗布することができる。
【００８６】
ここで、発明者らは、上述したウェハＷ上に塗布斑なくレジスト液Ｒを均一に塗布できる効果について検証を行った。その際、比較例として、図７に示した比較例と同様に従来の塗布処理方法を用いてウェハＷ上にレジスト液Ｒを塗布した。すなわち、比較例では、第２の回転数を経ることなく、第１の回転数から第３の回転数までウェハＷの回転を減速させた。比較例のその他の塗布レシピは図１４に示した塗布レシピと同様である。なお、本検証においては、第２の回転数を１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの範囲内の１８００ｒｐｍとして検証を行った。そして、工程Ｓ４において、ウェハＷの回転を第４の加速度で第１の回転数から１８３０ｒｐｍに減速させ、続いてウェハＷの回転を第５の加速度で第２の回転数に減速させた。また、本検証においては、図１４の工程Ｓ１と工程Ｓ３との間で上述した工程Ｓ２を行い、当該工程Ｓ２において５００ｒｐｍの回転数でウェハＷを回転させた。
【００８７】
かかる検証の結果を図１５に示す。図１５の横軸は、レジスト膜の膜厚の測定点を示している。具体的には、ウェハＷの外周部上の複数点を測定点とした。図１５の縦軸は、各測定点でのレジスト膜の膜厚を示している。なお、先に示した図７と区別するため、図１５において、図１４に示した塗布処理方法を用いた実施の形態を「他の実施の形態」という。図１５を参照すると、比較例ではレジスト膜の膜厚が不均一であるのに対して、他の実施の形態ではレジスト膜の膜厚が均一であることが分かった。したがって、他の実施の形態では、従来のように塗布斑が発生せず、ウェハ面内で均一にレジスト液Ｒを塗布できることが分かった。
【００８８】
以上の実施の形態では、工程Ｓ４において、ウェハＷを常に減速回転させていたが、かかるウェハＷの減速回転の方法は図１４に示した方法に限定されない。例えば図１６に示すように、工程Ｓ４において、ウェハＷの回転数を第１の回転数から第２の回転数にＳ字状に変動させるように、ウェハＷを減速回転させてもよい。すなわち、第１の回転数であったウェハＷの回転は、その後その回転数が連続的に滑らかに変動するように徐々に減速される。このとき、ウェハＷの回転の加速度は、例えばゼロから次第に減少する。そして、工程Ｓ４の終了時には、ウェハＷの回転の加速度が次第に増加され、ウェハＷの回転数が第２の回転数に滑らかに収束する。
【００８９】
また、例えば図１７に示すように、工程Ｓ４において、ウェハＷの回転数を第１の回転数から第２の回転数に直線状に変動させるように、ウェハＷを減速回転させてもよい。このとき、ウェハＷの回転の加速度は一定である。
【００９０】
このように図１６及び図１７に示したいずれの場合においても、工程Ｓ４において第２の回転数でウェハＷを回転させているので、上述したようにレジスト液Ｒの塗布班の発生を防止し、ウェハ面内で均一にレジスト液Ｒを塗布することができる。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば上述した実施の形態では、レジスト液の塗布処理を例に採って説明したが、本発明は、レジスト液以外の他の塗布液、例えば反射防止膜、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜、ＳＯＤ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）膜などを形成する塗布液の塗布処理にも適用できる。また、上述した実施の形態は、ウェハに塗布処理を行う例であったが、本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板上に塗布液を塗布する際に有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１    レジスト塗布装置
２０  スピンチャック
３３  レジスト液ノズル
４０  溶剤ノズル
５０  制御部
Ｆ    レジスト膜
Ｒ    レジスト液
Ｗ    ウェハ
【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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