(57)【要約】【課題】塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】回転保持部１０により基板Ｗが水平姿勢で保持されて回転する。レジストノズル３１から基板Ｗの一面の中心部に塗布液が吐出される。第１の期間に、基板の一面の中心部に吐出された塗布液が基板の一面上で拡がるように、第１の吐出レート調整部が塗布液の吐出レートを第１のレートに調整する。第１の期間の後の第２の期間に、基板の一面の全体に拡がった塗布液の厚みが増加するように、第２の吐出レート調整部が塗布液の吐出レートを第１のレートよりも高い第２のレートに調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持部と、
前記回転保持部により回転する基板の一面の中心部に塗布液を吐出する塗布液吐出系と、
第１の期間に、前記塗布液吐出系から基板の前記一面の中心部に吐出された塗布液が基板の前記一面上で拡がるように、前記塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを第１のレートに調整する第１の吐出レート調整部と、
前記第１の期間の後の第２の期間に、基板の前記一面の全体に拡がった塗布液の厚みが増加するように、前記塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを前記第１のレートよりも高い第２のレートに調整する第２の吐出レート調整部とを備える、基板処理装置。
【請求項２】
前記第１の期間に、前記回転保持部による基板の回転速度を第１の速度に調整する第１の回転速度調整部と、
前記第２の期間に、前記回転保持部による基板の回転速度を前記第１の速度よりも高い第２の速度に調整する第２の回転速度調整部とをさらに備える、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持部と、
前記回転保持部により回転する基板の一面の中心部に塗布液を吐出する塗布液吐出系と、
第１の期間に、前記塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを第１のレートに調整する第１の吐出レート調整部と、
前記第１の期間の後の第２の期間に、前記塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを前記第１のレートよりも高い第２のレートに調整する第２の吐出レート調整部と、
前記第１の期間に、前記回転保持部による基板の回転速度を第１の速度に調整する第１の回転速度調整部と、
前記第２の期間に、前記回転保持部による基板の回転速度を前記第１の速度よりも高い第２の速度に調整する第２の回転速度調整部とを備える、基板処理装置。
【請求項４】
前記第２の期間の後の第３の期間に、前記回転保持部による基板の回転速度を前記第１の速度よりも高くかつ前記第２の速度よりも低い第３の速度に調整する第３の回転速度調整部と、
前記第３の期間に塗布液の吐出を停止させる吐出停止部とをさらに備える、請求項２または３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第３の期間の後の第４の期間に、前記回転保持部による基板の回転速度を前記第３の速度よりも高くかつ前記第２の速度よりも低い第４の速度に調整する第４の回転速度調整部をさらに備える、請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
第１の期間に、基板の一面上で塗布液が拡がるように、回転保持部により基板を回転させつつ塗布液吐出系により基板の前記一面の中心部に第１のレートで塗布液を吐出するステップと、
前記第１の期間の後の第２の期間に、基板の前記一面の全体に広がった塗布液の厚みが増加されるように、前記回転保持部により基板を回転させつつ前記塗布液吐出系により基板の前記一面の中心部に前記第１のレートよりも高い第２のレートで塗布液を吐出するステップとを含む、基板処理方法。
【請求項７】
第１の期間に、回転保持部により基板を第１の速度で回転させつつ塗布液吐出系により基板の一面の中心部に第１のレートで塗布液を吐出するステップと、
前記第１の期間の後の第２の期間に、前記回転保持部により基板を前記第１の速度よりも高い第２の速度で回転させつつ前記塗布液吐出系により基板の前記一面の中心部に前記第１のレートよりも高い第２のレートで塗布液を吐出するステップとを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に塗布液の膜を形成する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造におけるリソグラフィー工程においては、露光処理により基板上にパターンを形成するために、基板処理装置によりレジスト液等の塗布液が基板に塗布される。
【０００３】
特許文献１に記載された膜処理ユニットは、スピンチャック、溶剤吐出ノズルおよびレジスト液吐出ノズルを含む。スピンチャックにより基板が水平に保持され、溶剤吐出ノズルから基板上に溶剤が吐出された後、基板の回転が開始されるとともにレジスト液吐出ノズルから基板上にレジスト液が吐出される。次いで、基板が回転された状態で、レジスト液の吐出速度が第１の吐出速度よりも低い第２の吐出速度に低下される。その後、レジスト液の吐出および基板の回転が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９７９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体回路の高集積化により、３次元構造を有するデバイスが開発されている。このようなデバイスを製造するために、従来よりも大きい膜厚の塗布膜が形成されるように高粘度の塗布液が基板に塗布される。塗布液の粘度が高い場合には、基板が回転されても、基板上で塗布液が拡がりにくい。そのため、基板上における塗布膜の均一性が低くなりやすい。多量の塗布液を用いた場合には、基板上における塗布膜の厚みの均一性を高めることが可能である。しかしながら、その場合には、基板処理のコストが高くなる。
【０００６】
本発明の目的は、塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の発明に係る基板処理装置は、基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持部と、回転保持部により回転する基板の一面の中心部に塗布液を吐出する塗布液吐出系と、第１の期間に、塗布液吐出系から基板の一面の中心部に吐出された塗布液が基板の一面上で拡がるように、塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを第１のレートに調整する第１の吐出レート調整部と、第１の期間の後の第２の期間に、基板の一面の全体に拡がった塗布液の厚みが増加するように、塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを第１のレートよりも高い第２のレートに調整する第２の吐出レート調整部とを備える。
【０００８】
この基板処理装置においては、第１の期間に、回転する基板の一面の中心部に吐出された塗布液が基板の一面上で拡がるように、塗布液の吐出レートが第１のレートに調整される。第１の期間の後の第２の期間に、回転する基板の一面の全体に拡がった塗布液の厚みが増加するように、塗布液の吐出レートが第１のレートよりも高い第２のレートに調整される。
【０００９】
この場合、第１の期間に比較的低い第１のレートで塗布液が吐出されるため、塗布液の消費量を抑制しつつ基板の一面上で塗布液を拡げることができる。また、第２の期間に比較的高い第２のレートで塗布液が吐出されるため、塗布液の粘度が高い場合であっても、基板の一面上における塗布液の流動性が確保される。それにより、基板の一面の一部の領域に塗布液が蓄積されることが防止される。そのため、基板の一面上における塗布液の厚みの均一性が高まる。したがって、塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることができる。
【００１０】
（２）基板処理装置は、第１の期間に、回転保持部による基板の回転速度を第１の速度に調整する第１の回転速度調整部と、第２の期間に、回転保持部による基板の回転速度を第１の速度よりも高い第２の速度に調整する第２の回転速度調整部とをさらに備えてもよい。
【００１１】
この場合、第１の期間に基板が比較的低い第１の速度で回転するため、基板の一面上で塗布液を安定的に拡げることができる。それにより、塗布液の消費量がさらに抑制される。また、第２の期間に基板が比較的高い第２の速度で回転するため、塗布液に働く遠心力が大きくなる。それにより、基板の一面の外縁まで塗布液を適切に拡げることができ、塗布液の厚みの均一性をより高めることができる。
【００１２】
（３）第２の発明に係る基板処理装置は、基板を水平姿勢で保持して回転させる回転保持部と、回転保持部により回転する基板の一面の中心部に塗布液を吐出する塗布液吐出系と、第１の期間に、塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを第１のレートに調整する第１の吐出レート調整部と、第１の期間の後の第２の期間に、塗布液吐出系からの塗布液の吐出レートを第１のレートよりも高い第２のレートに調整する第２の吐出レート調整部と、第１の期間に、回転保持部による基板の回転速度を第１の速度に調整する第１の回転速度調整部と、第２の期間に、回転保持部による基板の回転速度を第１の速度よりも高い第２の速度に調整する第２の回転速度調整部とを備える。
【００１３】
この基板処理装置においては、第１の期間に、基板が第１の速度で回転しつつ基板の一面の中心部に第１のレートで塗布液が吐出される。第１の期間の後の第２の期間に、基板が第１の速度よりも高い第２の速度で回転しつつ基板の一面の中心部に第１のレートよりも高い第２のレートで塗布液が吐出される。
【００１４】
この場合、第１の期間に塗布液の消費量を抑制しつつ基板の一面上で塗布液を安定的に拡げることができる。第２の期間には、塗布液の粘度が高い場合であっても、基板の一面上における塗布液の流動性が確保される。それにより、基板の一面の一部の領域に塗布液が蓄積されることが防止される。そのため、基板の一面上における塗布液の厚みの均一性が高まる。したがって、塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることができる。
【００１５】
（４）基板処理装置は、第２の期間の後の第３の期間に、回転保持部による基板の回転速度を第１の速度よりも高くかつ第２の速度よりも低い第３の速度に調整する第３の回転速度調整部と、第３の期間に塗布液の吐出を停止させる吐出停止部とをさらに備えてもよい。
【００１６】
この場合、基板の回転速度が第２の速度から第３の速度に下降された後に塗布液の吐出が停止されるので、塗布液の吐出が停止される際に塗布液の滴が基板の一面上の塗布液の表面に落下しても、基板の一面上で塗布液が安定的に保持される。それにより、塗布液の膜の厚みの均一性をより高めることができる。
【００１７】
（５）基板処理装置は、第３の期間の後の第４の期間に、回転保持部による基板の回転速度を第３の速度よりも高くかつ第２の速度よりも低い第４の速度に調整する第４の回転速度調整部をさらに備えてもよい。
【００１８】
この場合、第４の期間に基板の一面上の塗布液の膜の厚みを適切に調整することができる。
【００１９】
（６）第３の発明に係る基板処理方法は、第１の期間に、基板の一面上で塗布液が拡がるように、回転保持部により基板を回転させつつ塗布液吐出系により基板の一面の中心部に第１のレートで塗布液を吐出するステップと、第１の期間の後の第２の期間に、基板の一面の全体に広がった塗布液の厚みが増加されるように、回転保持部により基板を回転させつつ塗布液吐出系により基板の一面の中心部に第１のレートよりも高い第２のレートで塗布液を吐出するステップとを含む。
【００２０】
この基板処理方法によれば、第１の期間に、塗布液が基板の一面上で拡がるように、回転する基板の一面の中心部に塗布液が第１のレートで吐出される。第１の期間の後の第２の期間に、基板の一面の全体に拡がった塗布液の厚みが増加するように、回転する基板の一面の中心部に塗布液が吐出レートが第１のレートよりも高い第２のレートで吐出される。
【００２１】
この場合、第１の期間に比較的低い第１のレートで塗布液が吐出されるため、塗布液の消費量を抑制しつつ基板の一面上で塗布液を拡げることができる。また、第２の期間に比較的高い第２のレートで塗布液が吐出されるため、塗布液の粘度が高い場合であっても、基板の一面上における塗布液の流動性が確保される。それにより、基板の一面の一部の領域に塗布液が蓄積されることが防止される。そのため、基板の一面上における塗布液の厚みの均一性が高まる。したがって、塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることができる。
【００２２】
（７）第４の発明に係る基板処理方法は、第１の期間に、回転保持部により基板を第１の速度で回転させつつ塗布液吐出系により基板の一面の中心部に第１のレートで塗布液を吐出するステップと、第１の期間の後の第２の期間に、回転保持部により基板を第１の速度よりも高い第２の速度で回転させつつ塗布液吐出系により基板の一面の中心部に第１のレートよりも高い第２のレートで塗布液を吐出するステップとを含んでもよい。
【００２３】
この基板処理装置においては、第１の期間に、基板が第１の速度で回転しつつ基板の一面の中心部に第１のレートで塗布液が吐出される。第１の期間の後の第２の期間に、基板が第１の速度よりも高い第２の速度で回転しつつ基板の一面の中心部に第１のレートよりも高い第２のレートで塗布液が吐出される。
【００２４】
この場合、第１の期間に塗布液の消費量を抑制しつつ基板の一面上で塗布液を安定的に拡げることができる。第２の期間には、塗布液の粘度が高い場合であっても、基板の一面上における塗布液の流動性が確保される。それにより、基板の一面の一部の領域に塗布液が蓄積されることが防止される。そのため、基板の一面上における塗布液の厚みの均一性が高まる。したがって、塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、塗布液の消費量を抑制しつつ基板上に形成される塗布液の膜の厚みの均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の概略断面図である。
【図２】基板処理装置における基板の回転速度の変化、ならびに溶剤およびレジスト液の吐出レートの変化を示す図である。
【図３】膜形成工程における基板上のレジスト液の状態の変化を示す図である。
【図４】比較例における基板の回転速度の変化およびレジスト液の吐出レートの変化について説明するための図である。
【図５】比較例における基板上のレジスト液の状態の変化を示す図である。
【図６】基板処理装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図７】基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置および基板処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、塗布液としてレジスト液が用いられる。
【００２８】
［１］基板処理装置
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の概略断面図である。図１において、基板処理装置１００は回転式基板処理装置であり、回転保持部１０、飛散防止用のカップ２０、ノズルユニット３０および制御部４０を備える。回転保持部１０は、モータ１１の回転軸１２の先端に取り付けられ、基板Ｗを水平姿勢で保持した状態で鉛直軸の周りで回転駆動される。なお、本実施の形態においては、基板Ｗの直径は例えば３００ｍｍである。
【００２９】
カップ２０は、回転保持部１０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むように設けられる。カップ２０の上面側には開口部２１が形成され、カップ２０の下部には廃液口２２および複数の排気口２３が形成される。排気口２３は、工場内の排気設備に接続される。回転保持部１０の下方には、整流板２４が配置される。この整流板２４は、外周部に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面を有する。
【００３０】
ノズルユニット３０は、レジストノズル３１、溶剤ノズル３２、エッジリンスノズル３３およびバックリンスノズル３４を含む。レジストノズル３１、溶剤ノズル３２およびエッジリンスノズル３３は、上下動可能かつ基板Ｗの上方位置とカップ２０外の待機位置との間で移動可能に設けられる。バックリンスノズル３４は、基板Ｗの下方に設けられる。図１の例では、ノズルユニット３０は２個のバックリンスノズル３４を含む。
【００３１】
基板処理時には、レジストノズル３１および溶剤ノズル３２は、基板Ｗの被処理面における略中心部の上方に位置する。エッジリンスノズル３３は、基板Ｗの被処理面における周縁部の上方に位置する。
【００３２】
レジストノズル３１は、レジスト液供給管Ｔ１を介してレジスト液供給源Ｐ１と接続される。レジスト液供給源Ｐ１には、レジスト液が貯留される。本実施の形態において、レジスト液の粘度は、例えば２０ｃＰ以上５００ｃＰ未満であり、１００ｃＰ以上２００ｃＰ未満であることが好ましい。レジスト液供給管Ｔ１には、バルブＶ１およびポンプ４５が介挿される。レジストノズル３１、レジスト液供給管Ｔ１、バルブＶ１およびポンプ４５によりレジスト液吐出系３１Ａが構成される。バルブＶ１が開放されることにより、レジスト液供給源Ｐ１からレジスト液供給管Ｔ１を通してレジストノズル３１にレジスト液が供給される。これにより、レジストノズル３１から基板Ｗの被処理面にレジスト液が吐出される。また、ポンプ４５により、レジストノズル３１からのレジスト液の吐出レートが調整される。吐出レートとは単位時間当たりの吐出量を表す。
【００３３】
溶剤ノズル３２は、溶剤供給管Ｔ２を介して溶剤供給源Ｐ２と接続される。溶剤供給源Ｐ２には、溶剤が貯留される。溶剤は、例えばＰＧＭＥＡ（propyleneglycol monomethyl ether acetate：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＭＥ（propyleneglycol monomethyl ether：プロピレングリコールモノメチルエーテル）またはシクロヘキサノン（cyclohexanone）を含む。溶剤供給管Ｔ２には、バルブＶ２が介挿される。バルブＶ２が開放されることにより、溶剤供給源Ｐ２から溶剤供給管Ｔ２を通して溶剤ノズル３２に溶剤が供給される。これにより、溶剤ノズル３２から基板Ｗの被処理面に溶剤が吐出される。
【００３４】
エッジリンスノズル３３は、エッジリンス液供給管Ｔ３を介してエッジリンス液供給源Ｐ３と接続される。エッジリンス液供給源Ｐ３には、溶剤供給源Ｐ２に貯留された溶剤と同様の溶剤からなるリンス液（以下、エッジリンス液と呼ぶ。）が貯留される。エッジリンス液供給管Ｔ３には、バルブＶ３が介挿される。バルブＶ３が開放されることにより、エッジリンス液供給源Ｐ３からエッジリンス液供給管Ｔ３を通してエッジリンスノズル３３にエッジリンス液が供給される。これにより、エッジリンスノズル３３から基板Ｗの被処理面の周縁部にレジスト液の膜を除去するためのエッジリンス液が吐出される。
【００３５】
バックリンスノズル３４は、バックリンス液供給管Ｔ４を介してバックリンス液供給源Ｐ４と接続されている。バックリンス液供給源Ｐ４には、溶剤供給源Ｐ２に貯留された溶剤と同様の溶剤からなるリンス液（以下、バックリンス液と呼ぶ。）が貯留される。バックリンス液供給管Ｔ４にはバルブＶ４が介挿される。バルブＶ４が開放されることにより、バックリンス液供給源Ｐ４からバックリンス液供給管Ｔ４を通してバックリンスノズル３４にバックリンス液が供給される。これにより、バックリンスノズル３４から基板Ｗの裏面（被処理面と反対側の面）を洗浄するためのバックリンス液が吐出される。
【００３６】
レジストノズル３１はレジスト液の吐出口が下方を向くように直立した状態で設けられ、溶剤ノズル３２は溶剤の吐出口が下方を向くように直立した状態で設けられる。エッジリンスノズル３３はエッジリンス液の吐出口が斜め下外方を向くように傾斜した状態で設けられる。バックリンスノズル３４はバックリンス液の吐出口が上方を向くように直立した状態で設けられる。
【００３７】
制御部４０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）および記憶装置等を含む。制御部４０は、モータ１１の回転速度を制御することにより、回転保持部１０により保持された基板Ｗの回転速度を制御する。また、制御部４０は、バルブＶ１〜Ｖ４を制御することにより、レジスト液、溶剤、エッジリンス液およびバックリンス液の吐出タイミングを制御する。また、制御部４０は、ポンプ４５を制御することにより、レジスト液の吐出レートを制御する。
【００３８】
［２］基板処理
図１の基板処理装置１００における基板Ｗの処理工程について説明する。図２は、基板処理装置１００における基板Ｗの回転速度の変化、ならびに溶剤およびレジスト液の吐出レートの変化を示す図である。図２において、横軸は時間を表し、縦軸は、基板Ｗの回転速度、ならびに溶剤およびレジスト液の吐出レートを表す。
【００３９】
図２に示すように、基板Ｗの処理工程は、プリウエット工程、膜形成工程、洗浄工程および乾燥工程を含む。プリウエット工程においては、基板Ｗの被処理面が溶剤で湿潤される。膜形成工程においては、基板Ｗの被処理面上にレジスト液が塗布される。洗浄工程においては、基板Ｗの被処理面の周縁部および裏面の洗浄が行われる。乾燥工程においては、基板Ｗの乾燥が行われる。
【００４０】
基板Ｗは、被処理面が上方に向けられた状態で回転保持部１０により保持される（図１参照）。初期状態では、基板Ｗの回転が停止されるとともに、レジスト液、溶剤、エッジリンス液およびバックリンス液の吐出が停止される。
【００４１】
プリウエット工程は、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間に行われる。図１の溶剤ノズル３２が基板Ｗの中心部上方に移動された後、時点ｔ１で溶剤ノズル３２からの溶剤の吐出が開始される。溶剤は、基板Ｗの被処理面の中心部に吐出される。本例では、溶剤が一定の吐出レートｒ０で吐出される。時点ｔ２で溶剤の吐出が停止される。基板Ｗの被処理面上に溶剤が供給されることにより、後の膜形成工程において、レジスト液が基板Ｗの被処理面上で拡がりやすくなる。
【００４２】
膜形成工程は、第１の工程、第２の工程、第３の工程および第４の工程を含む。図２の例では、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間に第１の工程が行われ、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間に第２の工程が行われ、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間に第３の工程が行われ、時点ｔ６から時点ｔ７までの期間に第４の工程が行われる。時点ｔ３から時点ｔ４までの期間が第１の期間の例であり、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間が第２の期間の例であり、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間が第３の期間の例であり、時点ｔ６から時点ｔ７までの期間が第４の期間の例である。
【００４３】
図１のレジストノズル３１が基板Ｗの中心部上方に移動された後、時点ｔ３において、基板Ｗの回転が開始されるとともにレジストノズル３１からのレジスト液の吐出が開始される。レジスト液は、基板Ｗの被処理面の中心部に吐出される。第１の工程では、基板Ｗの被処理面の中心部に吐出されたレジスト液が基板Ｗの一面上で拡がるように、基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１に調整され、レジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１に調整される。第１の速度Ａ１は、例えば０ｒｐｍより大きく５００ｒｐｍ未満であり、第１のレートｒ１は、例えば０．２ｍｌ／ｓ以上２ｍｌ／ｓ未満である。なお、第１の工程において、基板Ｗの回転が停止された状態で基板Ｗの被処理面にレジスト液が吐出されてもよい。
【００４４】
第２の工程では、基板Ｗの被処理面の全体に拡がったレジスト液の厚みが増加するように、基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２に調整され、レジスト液の吐出レートが第２のレートｒ２に調整される。本例では、時点ｔ３ａから時点ｔ４までの期間に基板Ｗの回転速度が第１の変化率で第１の速度Ａ１から中間速度Ａ１’まで上昇された後、時点ｔ４から基板Ｗの回転速度が第２の変化率で中間速度１’から第２の速度Ａまで上昇される。第２の変化率は第１の変化率よりも高い。
【００４５】
中間速度Ａ１’は、第１の速度Ａ１よりも高く、第２の速度Ａ２よりも低い。中間速度Ａ１’は、例えば１００ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ未満である。第２の速度Ａ２は、第１の速度Ａ１よりも高く、例えば５００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ未満である。第２のレートｒ２は、第１のレートｒ１よりも高く、例えば０．３ｍｌ／ｓ以上３ｍｌ／ｓ未満である。
【００４６】
時点ｔ５で基板Ｗの回転速度が下降され、時点ｔ６ａでレジスト液の吐出が停止される。第３の工程では、基板Ｗの回転速度が第３の速度Ａ３に調整される。第３の速度Ａ３は、例えば、第１の速度Ａ１よりも高くかつ第２の速度Ａ２よりも低い。第３の速度Ａ３は、例えば０ｒｐｍより大きく１０００ｒｐｍ未満である。なお、第３の工程において、基板Ｗの回転が停止されてもよい。
【００４７】
時点ｔ６において、基板Ｗの回転速度が上昇される。第４の工程では、基板Ｗの回転速度が第４の速度Ａ４に調整される。第４の速度Ａ４は、例えば第３の速度Ａ３よりも高くかつ第２の速度Ａ２よりも低い。第４の速度Ａ４は、例えば１０００ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ未満である。
【００４８】
第１の工程、第２の工程、第３の工程および第４の工程において、基板Ｗの被処理面上にレジスト液の膜が形成される。膜形成工程の詳細については後述する。
【００４９】
洗浄工程は、時点ｔ７から時点ｔ８の期間に行われる。図１のエッジリンスノズル３３が基板Ｗの周縁部の上方に移動した後、エッジリンスノズル３３からのエッジリンス液の吐出が開始されるとともに、図１のバックリンスノズル３４からのバックリンス液の吐出が開始される。エッジリンス液は、基板Ｗの被処理面の周縁部に吐出され、バックリンス液は、基板Ｗの裏面に吐出される。これにより、基板Ｗの被処理面の周縁部がエッジリンス液により洗浄されるとともに、基板Ｗの裏面がバックリンス液により洗浄される。
【００５０】
本例では、洗浄工程における基板Ｗの回転速度が、膜形成工程の第４の工程における基板Ｗの回転速度（第４の速度Ａ４）と等しく設定されるが、洗浄工程における基板Ｗの回転速度が、膜形成工程の第４の工程における基板Ｗの回転速度と異なっていてもよい。
【００５１】
乾燥工程は、時点ｔ８から時点ｔ９の期間に行われる。この場合、時点ｔ８において、エッジリンス液およびバックリンス液の吐出が停止されるとともに、基板Ｗの回転速度が上昇される。乾燥工程では、基板Ｗの回転速度が第５の速度Ａ５に調整される。第５の速度Ａ５は、例えば２０００ｒｐｍである。乾燥工程においては、基板Ｗに付着しているエッジリンス液およびバックリンス液が振り切られ、基板Ｗから除去される。その後、時点ｔ９で基板Ｗの回転が停止される。これにより、基板処理装置１００における一連の処理が終了する。
【００５２】
図２の例では、時点ｔ７でエッジリンス液およびバックリンス液が同時に吐出開始されるが、本発明はこれに限定されない。エッジリンス液およびバックリンス液のいずれかの吐出が先に開始されてもよい。また、図２の例では、時点ｔ８でエッジリンス液およびバックリンス液の吐出が同時に停止されるが、本発明はこれに限定されない。エッジリンス液およびバックリンス液のいずれかの吐出が先に停止されてもよい。
【００５３】
［３］膜形成工程
膜形成工程の詳細について説明する。図３は、図２の膜形成工程における基板Ｗ上のレジスト液の状態の変化を示す図である。
【００５４】
上記のように、第１の工程では、基板Ｗが比較的低い第１の速度Ａ１で回転され、レジスト液が比較的低い第１のレートｒ１で吐出される。この場合、図３（ａ）に示すように、レジストノズル３１から基板Ｗの被処理面の中心部上に吐出されたレジスト液が、基板Ｗの被処理面の径方向外方に徐々に拡げられる。
【００５５】
第２の工程において、基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１から第２の速度Ａ２に上昇される。基板Ｗの回転速度の上昇時に、基板Ｗ上のレジスト液に大きな遠心力が働き、基板Ｗの被処理面の全体を覆うようにレジスト液が基板Ｗの被処理面上の全体に拡がる。それにより、図３（ｂ）に示すように、基板Ｗの被処理面上に、レジスト液の膜Ｌ１が形成される。
【００５６】
また、図２の例では、基板Ｗの回転速度が第１の変化率で第１の速度Ａ１から中間速度Ａ１’まで上昇された後に、第２の変化率で中間速度Ａ１’から第２の速度Ａ２まで上昇される。この場合、基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１から第２の速度Ａ２まで一定の変化率（例えば第２の変化率）で上昇される場合に比べて、基板Ｗの被処理面上でレジスト液が安定的に拡がる。具体的には、平面視においてレジスト液が略円形を維持しながら径方向外方に安定的に拡がる。そのため、無駄なレジスト液の消費を抑制することができる。
【００５７】
その後、基板Ｗが比較的高い第２の速度Ａ２で回転されるとともに、レジスト液が比較的高い第２のレートｒ２で吐出される。それにより、図３（ｃ）に示すように、膜Ｌ１の厚みが全体的に増加する。この場合、レジスト液の吐出レートが高いため、基板Ｗの被処理面上におけるレジスト液の流動性が確保される。それにより、基板Ｗの被処理面上の一部の領域上にレジスト液が蓄積されることが防止され、膜Ｌ１の厚みの均一性が高まる。
【００５８】
第３の工程では、基板Ｗの回転速度が第３の速度Ａ３に下降された後、レジスト液の吐出が停止される。この場合、基板Ｗ上のレジスト液に働く遠心力が小さくなり、基板Ｗの被処理面の中心部付近および外縁付近に僅かにレジスト液が蓄積される。これにより、図３（ｄ）に示すように、膜Ｌ１の外縁部および中心部が僅かに上方に隆起した状態になる。膜Ｌ１の外縁部の厚みは、膜Ｌ１の中心部の厚みよりも小さいことが好ましい。
【００５９】
レジスト液の吐出が停止される際には、レジストノズル３１からレジスト液の滴が落下しやすい。仮に、基板Ｗが高速で回転される状態でレジスト液の滴が基板Ｗ上の膜Ｌ１に落下すると、膜Ｌ１の表面にレジスト液の落下跡が形成されたり、膜Ｌ１の状態が不安定になったりする。本例では、基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２から第３の速度Ａ３に下降された後にレジスト液の吐出が停止される。それにより、レジスト液の滴が基板Ｗ上の膜Ｌ１に落下しても、落下跡の形成が防止されるとともに、膜Ｌ１が安定に保持される。
【００６０】
その後の第４の工程では、基板Ｗが比較的高い第４の速度Ａ４で回転される。この場合、基板Ｗ上の膜Ｌ１の全体的な厚みが第４の速度Ａ４に応じて微調整される。具体的には、第４の速度Ａ４が高いほど、膜Ｌ１の全体的な厚みが小さくなり、第４の速度Ａ４が低いほど、膜Ｌ１の全体的な厚みが大きくなる。第４の工程において、膜Ｌ１の断面形状は大きく変化せず、図３（ｄ）の状態にほぼ維持される。第４の工程の終了時点で、膜Ｌ１が固化している。
【００６１】
通常のフォトリソグラフィー工程では、基板Ｗの外縁から一定幅の範囲内にあるレジスト膜（レジスト液から形成された膜）の部分には、露光パターンが形成されない。したがって、図３（ｄ）の例のような膜Ｌ１の外縁部の隆起は、露光パターンの形成にほとんど影響しない。
【００６２】
次に、膜形成工程の比較例について説明する。図４は、膜形成工程の比較例における基板Ｗの回転速度の変化およびレジスト液の吐出レートの変化について説明するための図である。図４の膜形成工程が図２の膜形成工程と異なる点は、第１の工程において、レジスト液の吐出レートが第２のレートｒ２に調整され、第２の工程において、レジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１に調整される点である。第３および第４の工程については、図２の例と同じである。
【００６３】
図５は、比較例における基板Ｗ上のレジスト液の状態の変化を示す図である。第１の工程においては、基板Ｗが比較的低い第１の速度Ａ１で回転され、レジスト液が比較的高い第２のレートｒ２で吐出される。この場合、基板Ｗの被処理面の中心部に比較的多くのレジスト液が供給される一方で、基板Ｗ上のレジスト液に働く遠心力が比較的小さい。そのため、レジスト液の粘度が高い場合には、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの被処理面の中心部上にレジスト液が蓄積されやすい。
【００６４】
この場合、第２の工程で基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２に上昇されても、基板Ｗの被処理面の中心部上に蓄積されたレジスト液が径方向に十分に拡がらない。そのため、図５（ｂ）に示すように、基板Ｗの被処理面上に形成される膜Ｌ１の中心部が上方に大きく隆起した状態になる。
【００６５】
その後、基板Ｗが比較的高い第２の速度Ａ２で回転され、レジスト液が比較的低い第１のレートｒ１で吐出される。この場合、レジスト液の吐出レートが低いため、基板Ｗの被処理面の中心部上に吐出されるレジスト液の流動性が低い。そのため、レジスト液が、基板Ｗの被処理面の外縁まで到達しにくく、基板Ｗの被処理面の周縁部上に蓄積される。そのため、図５（ｃ）に示すように、膜Ｌ１の周縁部が上方に隆起する。その後の第３の工程および第４の工程においても、膜Ｌ１の中心部および周縁部が上方に大きく隆起した状態が維持される。
【００６６】
このように、比較例においては、レジスト液の粘度が高い場合に、膜Ｌ１の中心部および周縁部の厚みが上方に大きく隆起する。したがって、膜Ｌ１の厚みの均一性が低くなる。
【００６７】
それに対して、本実施の形態では、第１の工程でレジスト液の吐出レートが比較的低く調整されるため、レジスト液の粘度が高い場合でも、レジスト液の消費量を抑制しつつ基板Ｗの被処理面上でレジスト液を径方向外方に適切に拡げることができる。また、第２の工程でレジスト液の吐出レートが比較的高く調整されるため、レジスト液の粘度が高い場合でも、基板Ｗの被処理面上におけるレジスト液の流動性が確保される。それにより、基板Ｗの被処理面の周縁部上にレジスト液が蓄積されることを防止することができ、膜Ｌ１の厚みの均一性を高めることができる。
【００６８】
［４］動作
図６は、基板処理装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。図６に示すように、基板処理装置１００は、保持制御部５１、吐出制御部５３、第１の吐出レート調整部５４、第２の吐出レート調整部５５、第１の回転速度調整部５６、第２の回転速度調整部５７、第３の回転速度調整部５８、第４の回転速度調整部５９、第５の回転速度調整部６０および時間制御部６１を含む。これらの構成要素（５１〜６１）の機能は、制御部４０のＣＰＵがＲＯＭまたは記憶装置等の記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００６９】
保持制御部５１は、回転保持部１０による基板Ｗの保持を制御する。吐出制御部５３は、バルブＶ１の開閉を制御することにより、レジストノズル３１（図１）からのレジスト液の吐出の開始および終了のタイミングを制御する。第１の吐出レート調整部５４は、ポンプ４５を制御することにより、レジストノズル３１からのレジスト液の吐出レートを第１のレートｒ１に調整する。第２の吐出レート調整部５５は、ポンプ４５を制御することにより、レジストノズル３１からのレジスト液の吐出レートを第２のレートｒ２に調整する。
【００７０】
第１の回転速度調整部５６は、モータ１１を制御することにより、基板Ｗの回転速度を第１の速度Ａ１に調整する。第２の回転速度調整部５７は、モータ１１を制御することにより、基板Ｗの回転速度を第２の速度Ａ２に調整する。第３の回転速度調整部５８は、モータ１１を制御することにより、基板Ｗの回転速度を第３の速度Ａ３に調整する。第４の回転速度調整部５９は、モータ１１を制御することにより、基板Ｗの回転速度を第４の速度Ａ４に調整する。第５の回転速度調整部６０は、モータ１１を制御することにより、基板Ｗの回転速度を第５の速度Ａ５に調整する。
【００７１】
時間制御部６１は、保持制御部５１、吐出制御部５３、第１の吐出レート調整部５４、第２の吐出レート調整部５５、第１の回転速度調整部５６、第２の回転速度調整部５７、第３の回転速度調整部５８、第４の回転速度調整部５９および第５の回転速度調整部６０の動作の開始および終了のタイミングを制御する。
【００７２】
図７は、基板処理装置１００の動作を示すフローチャートである。本例では、図２のプリウエット工程、洗浄工程および乾燥工程の時間が、プリウエット時間、洗浄時間および乾燥時間として予め定められる。また、図２の膜形成工程の第１の工程、第２の工程、第３の工程および第４の工程の時間が、低レート処理時間、高レート処理時間、低速回転時間および高速回転時間として予め定められる。
【００７３】
初期状態では、図１のバルブＶ１〜Ｖ４は閉じられている。回転保持部１０上に基板Ｗが載置されると、保持制御部５１が回転保持部１０を制御し、回転保持部１０が基板Ｗを保持する（ステップＳ１）。次に、吐出制御部５３がバルブＶ２を開くことにより、溶剤ノズル３２からの溶剤の吐出を開始する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理から予め定められたプリウエット時間が経過すると、吐出制御部５３は、バルブＶ２を閉じる。
【００７４】
次に、第１の回転速度調整部５６が回転保持部１０を制御して、基板Ｗの回転を開始する（ステップＳ３）。この場合、第１の回転速度調整部５６は、基板Ｗの回転速度を第１の速度Ａ１に調整する。また、吐出制御部５３がバルブＶ１を開くことにより、レジストノズル３１からのレジスト液の吐出を開始する（ステップＳ４）この場合、第１の吐出レート調整部５４が、レジスト液の吐出レートを第１のレートｒ１に調整する。
【００７５】
ステップＳ３，Ｓ４の処理から予め定められた低レート処理時間が経過すると、第２の回転速度調整部５７が基板Ｗの回転速度を第２の速度Ａ２に上昇させるとともに（ステップＳ５）、第２の吐出レート調整部５５がレジスト液の吐出レートを第２のレートｒ２に上昇させる（ステップＳ６）。ステップＳ５，Ｓ６の処理から予め定められた高レート処理時間が経過すると、第３の回転速度調整部５８が、基板Ｗの回転速度を第３の速度Ａ３に下降させる（ステップＳ７）。次に、吐出制御部５３が、バルブＶ２を閉じることによりレジストノズル３１からのレジスト液の吐出を停止する（ステップＳ８）。
【００７６】
ステップＳ７の処理から予め定められた低速回転時間が経過すると、第４の回転速度調整部５９が、基板Ｗの回転速度を第４の速度Ａ４に上昇させる（ステップＳ９）。ステップＳ９の処理から予め定められた高速回転時間が経過すると、吐出制御部５３が、バルブＶ３，Ｖ４を開くことにより、エッジリンスノズル３３からのエッジリンス液の吐出およびバックリンスノズル３４からのバックリンス液の吐出を開始する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理から予め定められた洗浄時間が経過すると、吐出制御部５３は、バルブＶ３，Ｖ４を閉じることによりエッジリンス液の吐出およびバックリンス液の吐出を停止する。
【００７７】
次に、第５の回転速度調整部６０が、基板Ｗの回転速度を速度Ａ５に上昇させる（ステップＳ１１）。これにより、基板Ｗからエッジリンス液およびバックリンス液が振り切られる。ステップＳ１１の処理から予め定められた乾燥時間が経過すると、第５の回転速度調整部６０が、基板Ｗの回転を停止する（ステップＳ１２）。また、保持制御部５１が、回転保持部１０による基板Ｗの保持を解除する（ステップＳ１３）。その後、回転保持部１０上から基板Ｗが受け取られ、基板処理装置１００の一連の動作が終了する。
【００７８】
［５］効果
本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、膜形成工程の第１の工程において、回転する基板Ｗの一面（被処理面）の中心部に吐出されたレジスト液が基板Ｗの一面上で拡がるように、レジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１に調整される。また、膜形成工程の第２の工程において、回転する基板Ｗの一面の全体に拡がったレジスト液の厚みが増加するように、レジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１よりも高い第２のレートｒ２に調整される。
【００７９】
この場合、第１の工程で比較的低い第１のレートｒ１でレジスト液が吐出されるため、レジスト液の消費量を抑制しつつ基板Ｗの一面上でレジスト液を拡げることができる。また、第２の工程で比較的高い第２のレートｒ２でレジスト液が吐出されるため、レジスト液の粘度が高い場合であっても、基板Ｗの一面上におけるレジスト液の流動性が確保される。それにより、基板Ｗの一面の一部の領域にレジスト液が蓄積されることが防止される。そのため、基板Ｗの一面上におけるレジスト液の厚みの均一性が高まる。したがって、レジスト液の消費量を抑制しつつ基板Ｗ上に形成されるレジスト液の膜の厚みの均一性を高めることができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、第１の工程で基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１に調整され、第２の工程で基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１よりも高い第２の速度Ａ２に調整される。この場合、第１の工程で基板Ｗが比較的低い速度で回転するため、基板Ｗの一面上でレジスト液を安定的に拡げることができる。それにより、レジスト液の消費量をさらに抑制することができる。また、第２の工程で基板Ｗが比較的高い速度で回転するため、レジスト液に働く遠心力が大きくなる。それにより、基板Ｗの一面の外縁までレジスト液を適切に拡げることができ、レジスト液の厚みの均一性をより高めることができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、膜形成工程の第３の工程で、基板Ｗの回転速度が第３の速度Ａ３に下降された後にレジスト液の吐出が停止される。これにより、レジスト液の吐出が停止される際にレジスト液の滴が基板Ｗ上のレジスト液の表面に落下しても、落下跡の形成が防止されるとともに、基板Ｗ上のレジスト液が安定に保持される。
【００８２】
また、本実施の形態では、膜形成工程の第４の工程で、基板Ｗの回転速度が第３の速度Ａ３よりも高い第４の速度Ａ４に調整される。これにより、第４の工程で基板Ｗの一面上のレジスト液の膜の厚みを適切に調整することができる。
【００８３】
［６］他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態においては、第１の工程でレジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１に調整され、第２の工程でレジスト液の吐出レートが第２のレートｒ２に調整されるが、第１の工程でレジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１を含む複数段階に調整されてもよく、第２の工程でレジスト液の吐出レートが第２のレートｒ２を含む複数段階に調整されてもよい。また、第１の工程および第２の工程の少なくとも一方において、レジスト液の吐出レートが連続的に変化するように調整されてもよい。
【００８４】
（ｂ）上記実施の形態においては、第１の工程で基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１に調整され、第２の工程で基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２に調整されるが、第１の工程で基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１を含む複数段階に調整されてもよく、第２の工程で基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２を含む複数段階に調整されてもよい。また、第１の工程および第２の工程の少なくとも一方において、基板Ｗの回転速度が連続的に変化するように調整されてもよい。
【００８５】
（ｃ）上記実施の形態においては、基板Ｗの回転速度が第１の速度Ａ１に調整されるタイミングとレジスト液の吐出レートが第１のレートｒ１に調整されるタイミングとが同じであるが、これらのタイミングが互いにずれていてもよい。同様に、上記実施の形態においては、基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２に調整されるタイミングとレジスト液の吐出レートが第２のレートｒ２に調整されるタイミングとが同じであるが、これらのタイミングが互いにずれていてもよい。
【００８６】
（ｄ）上記実施の形態においては、基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２から第３の速度Ａ３に下降された後にレジスト液の吐出が停止されるが、基板Ｗが第２の速度Ａ２で回転されている状態でレジスト液の吐出が停止されてもよい。
【００８７】
（ｅ）上記実施の形態においては、基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２から第３の速度Ａ３に下降された後に基板Ｗの回転速度が第３の速度Ａ３から第４の速度Ａ４に上昇されるが、基板Ｗの回転速度が第２の速度Ａ２から第４の速度Ａ４に直接的に変化されてもよい。
【００８８】
（ｆ）上記実施の形態では、塗布液としてレジスト液が用いられるが、レジスト液に代えて、下層膜用塗布液または層間絶縁膜用塗布液等の他の塗布液が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０…回転保持部，１１…モータ，１２…回転軸，２０…カップ，３０…ノズルユニット，３１…レジストノズル，３１Ａ…レジスト液吐出系，３２…溶剤ノズル，３３…エッジリンスノズル，３４…バックリンスノズル，４０…制御部，４５…ポンプ，１００…基板処理装置，Ｔ１…供給管，Ｔ２…レジスト液溶剤供給管，Ｔ３…エッジリンス液供給管，Ｔ４…バックリンス液供給管，Ｐ１…レジスト液供給源，Ｐ２…溶剤供給源，Ｐ３…エッジリンス液供給源，Ｐ４…バックリンス液供給源
【図１】
2019046850.tif 000003
【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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