JP2016096345A

JP2016096345A - 回転塗布装置および回転塗布方法

Info

Publication number: JP2016096345A
Application number: JP2015237999A
Authority: JP
Inventors: 啓輔中澤; Hirosuke Nakazawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2016-05-26
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: JP6374373B2

Abstract

【課題】塗布液の滴下量を削減しつつ、より広範囲に塗布膜を形成することが可能な回転塗布装置および回転塗布方法を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、回転塗布装置は、モータにより基板を第１の回転数で回転させながら、塗布液供給部により前記基板に塗布液を第１の吐出速度で第１の滴下量だけ滴下する。さらに、前記装置は、前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記モータにより前記基板を前記第１の回転数よりも小さい第２の回転数で回転させながら、前記塗布液供給部により前記基板に前記塗布液を前記第１の吐出速度よりも速い第２の吐出速度で第２の滴下量だけ滴下する。さらに、前記装置は、前記塗布液の吐出開始から吐出終了直後まで、前記塗布液供給部のノズルから気泡を吸い上げることなく前記塗布液を吐出可能な機構を備える。【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、回転塗布装置および回転塗布方法に関する。

回転塗布方法（スピンコーティング法）は、基板に塗布液を滴下した後、塗布液の膜厚
を決定するための回転数で基板を回転させて塗布膜を形成する方法である。従来の回転塗
布方法では例えば、基板を回転させながら塗布液を滴下することで、基板の表面に塗布液
を広げて塗布膜を形成する。しかしながら、この方法では、塗布膜を形成するために多量
の塗布液が必要となり、基板面積が大きくなると基板の端部や端部近傍まで塗布液を塗れ
なくなってしまう。そのため、従来の方法では、基板の回転数や塗布液の吐出速度などの
種々の条件を必要に応じて調整している。一方、基板と塗布液との間の濡れ性が悪い場合
には、塗布液が基板にはじかれてしまい、塗布液の塗布むらが発生すると共に、塗布液の
膜厚均一性が悪化してしまう。また、基板に段差がある場合には、塗布むらが誘発される
おそれもある。塗布液の使用量を減らすために、塗布液を塗る前に基板をプリウェット液
で濡らして、濡れ性を向上させる方法が提案されている。この方法によれば、塗布液の使
用量の多さの問題や、塗布液の膜厚均一性の悪さの問題を軽減できるものの、依然として
これらの問題は残る。プリウェット液を使用する場合には、プリウェット液の使用による
コスト増に見合うだけのメリットを得ることが求められるため、多量の塗布液が必要とな
ることは望ましくない。

特開平８−３３０２０６号公報特開２００４−６４０７１号公報特開平５−１２３６３２号公報特開平５−２４３１４０号公報特許第２６３８９６９号公報特開２０００−１５７９２２号公報特開２０００−２７９８７４号公報特開２００６−１５６５６５号公報特許第４７４５３５８号公報特開２００４−１７９６１４号公報特許第４５７８９９３号公報特許第４６２１６１３号公報特許第４７１８５８４号公報特許第３３０２６０３号公報特許第３３３０３２４号公報特許第３３３５９２８号公報特許第３５２７４５９号公報特開２００１−３０７９８４号公報特開２００２−３０７００７号公報特許第４７４９８２９号公報特許第４７４９８３０号公報特開２００７−２９９９４１号公報特許第４８０５７６９号公報特開２００８−２６３９８６号公報特開２００９−７８２５０号公報特開２０１０−１５３９０７号公報特開２０１１−６７８１０号公報特開２０１１−２３０１１３号公報特開２０１２−２４７０５号公報

塗布液の滴下量を削減しつつ、より広範囲に塗布膜を形成することが可能な回転塗布装
置および回転塗布方法を提供する。

一の実施形態によれば、回転塗布装置は、基板にプリウェット液を滴下するプリウェッ
ト液供給部と、前記基板に塗布液を滴下する塗布液供給部と、前記基板を回転させるモー
タと、前記プリウェット液供給部、前記塗布液供給部、および前記モータの動作を制御す
る制御部とを備え、前記プリウェット液供給部により前記基板に前記プリウェット液を滴
下して、前記モータにより前記基板を回転させることで、前記基板の表面に前記プリウェ
ット液を広げ、前記基板の表面に前記プリウェット液を広げた後、前記モータにより前記
基板を第１の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供給部により前記基板に前
記塗布液を第１の吐出速度で第１の滴下量だけ滴下することで、前記基板の端部よりも内
側の位置まで前記塗布液を広げ、前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記モ
ータにより前記基板を前記第１の回転数よりも小さい第２の回転数（ｒｐｍ）で回転させ
ながら、前記塗布液供給部により前記基板に前記塗布液を前記第１の吐出速度よりも速い
第２の吐出速度で第２の滴下量だけ滴下することで、前記基板の端部または端部近傍まで
前記塗布液を広げ、前記塗布液を前記第２の吐出速度で吐出した後、前記塗布液供給部に
より前記塗布液を前記第２の吐出速度よりも遅い第３の吐出速度で、前記第１の滴下量と
前記第２の滴下量の和よりも少ない第３の滴下量だけ前記基板に吐出し、前記塗布液供給
部は、前記塗布液をそれぞれ前記第１および第２の吐出速度で吐出する第１および第２の
吐出時間の内、第２の吐出時間を、０．１秒以下とし、前記塗布液供給部は、前記第１お
よび第２の滴下量の内、第２の滴下量を、０．１ｍｌ以下とする。

第１実施形態の回転塗布方法の流れを示す断面図(1/2)である。第１実施形態の回転塗布方法の流れを示す断面図(2/2)である。第１実施形態の回転塗布装置の構成を示す概略図である。第１実施形態の回転塗布方法の具体例を説明するための表である。第１実施形態の回転塗布方法の具体例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第２の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第３の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第４の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第５の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第６の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第７の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第８の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第９の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１０の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１１の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１２の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１３の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１４の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１５の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の第１６の例を説明するためのグラフである。第２実施形態の回転塗布方法の具体例を説明するための表である。第２実施形態の回転塗布方法の別の具体例を説明するための表である。第２実施形態の回転塗布方法を実施した際の実験結果を示した表である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
１）第１実施形態の回転塗布方法
図１および図２は、第１実施形態の回転塗布方法の流れを示す断面図である。

まず、図１(ａ)に示すように、基板１の中央部にプリウェット液２を滴下して、基板１
を回転させることで、基板１の表面にプリウェット液２を広げる。プリウェット液２は、
プリウェット液供給部１１のノズルから基板１の中央部に滴下される。

基板１は例えば、半導体ウエハのような円形の基板であるが、フォトマスク基板や液晶
ディスプレイ基板のような四角形の基板でもよいし、その他の多角形の形状を有する基板
でもよい。本実施形態では、基板１の表面に、トレンチ、トランジスタ、メモリセル、配
線などのパターンにより段差が形成されている。

プリウェット液２は、塗布液３と相溶性があり、塗布液３よりも低粘度で、２３℃にお
ける蒸気圧が１０ｈＰａ以下の液体であることが望ましい。プリウェット液２の蒸気圧が
低いことが望ましい理由は、プリウェット液２の蒸気圧が高いと、塗布液３の塗布処理中
に多くのプリウェット液２が蒸発してしまうからである。

次に、図１(ｂ)に示すように、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら、プリウェ
ット液２で濡れている基板１の中央部に塗布液３を第１の滴下量Ｍ₁だけ滴下することで
、基板１の表面に塗布液３を広げる。塗布液３は、塗布液供給部１２のノズルから基板１
の中央部に滴下される。

塗布液３の例としては、フォトレジスト、反射防止材料、フォトレジスト保護材料、レ
ジストパターンシュリンク材料、液浸露光用保護材料、ポリイミド、ＳＯＧ（スピンオン
グラス）、ｌｏｗ−ｋ材料、ゾルゲル材料などが挙げられる。また、塗布液３は、フォト
レジスト下層材料、フォトレジスト上層材料、平坦化材料、埋め込み材料などでもよい。

本実施形態では、第１の回転数Ｎ₁を、塗布液３が基板１全体に実質的に広がりえない
回転数に設定する。具体的には、第１の回転数Ｎ₁を、塗布液３が基板１の外周部で十分
な空気抵抗（乱流の発生による）を受ける回転数に設定する。例えば、基板１が直径３０
０ｍｍのウエハである場合には、第１の回転数Ｎ₁は３０００ｒｐｍ以上に設定すること
が望ましい。塗布液３の材料によっては、第１の回転数Ｎ₁は２０００ｒｐｍ以上の設定
でもよい。また、本実施形態では、第１の滴下量Ｍ₁を、塗布液３を基板１全体に均一に
塗布するには実質的に足りない量に設定する。

第１の回転数Ｎ₁を上記のように高速に設定することで、図１(ｃ)に示すように、基板
１の外周部が実質的に塗布液３で塗布されていない状態を作り出すことができる。理由は
、塗布液３が十分な空気抵抗を受けることで、塗布液３の進みが止まってしまうからであ
る。基板１の表面に段差があると、塗布液３の進みが止まりやすい。

塗布液３の進みが止まることで、塗布液３は、図１(ｃ)に示すように、基板１の端部１
ａよりも内側の位置まで広がった状態となる。そして、塗布液３の端部には、符号３ａで
示すように、溜まった塗布液３による盛り上がりが生じる。第１の回転数Ｎ₁を上昇させ
ると、塗布液３の進みが止まる位置は基板１の中央部寄りに移動し、限界点に到達するま
での時間は短くなり、かつ、塗布液３の盛り上がり量は大きくなる。なお、盛り上がり部
分の塗布液３は、基板１の外周部や外部に順次飛散することとなる。

ここで、図１(ｃ)の段階におけるプリウェット液２について説明する。

塗布液３は、塗布膜を形成するための液体なので、一般に粘度が高い。そのため、塗布
液３は一般に、基板１上で広がりにくく、空気抵抗の影響を受けやすいため、基板１の高
速回転時に塗布液３の端部に盛り上がりが生じる。一方、プリウェット液２は、粘度の低
い液体を使用することで、基板１の高速回転時においてもプリウェット液２の端部に盛り
上がりが生じないようにすることができる。図１(ｃ)には、プリウェット液２の端部に盛
り上がりが生じていない様子が示されている。

プリウェット液２の端部は、塗布液３の端部よりも常に基板１の外周部側にあることが
望ましい。理由は、プリウェット液２の端部が塗布液３の端部に追い越されてしまうと、
追い越された箇所で濡れ性の向上効果が得られなくなるからである。これは例えば、プリ
ウェット液２の回転時間を長くし、塗布液３の滴下時間を遅らせることで実現可能である
。プリウェット液２の蒸気圧が高ければ、プリウェット液２が基板１の外周部に到達した
後、基板１の回転中に基板１の外周部から乾燥し始め、プリウェット２の端部は基板１の
中央部に向かって後退していくので、いずれプリウェット液２の端部が塗布液３の端部に
追い越される。

また、プリウェット液２の端部は、第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３の滴下が終了した段階
、または第１の回転数Ｎ₁による回転が終了した段階で、基板１の端部（最外周部）１ａ
まで到達し、かつ乾燥によるプリウェット液２の後退が起こらないことが望ましい。これ
により、第２の滴下量Ｍ₂の塗布液３の滴下を開始する段階で、プリウェット液２の端部
は基板１の端部１ａまで到達し、そこで保持されていることとなる。

次に、図２(ａ)に示すように、基板１を第１の回転数Ｎ₁よりも小さい第２の回転数Ｎ₂
で回転させながら、基板１の中央部に塗布液３を第２の滴下量Ｍ₂だけ滴下することで、
基板１の表面に塗布液３をさらに広げる。第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３の滴下と、第２の
滴下量Ｍ₂の塗布液３の滴下は、連続的に行うことが望ましい。

基板１の回転数を第１の回転数Ｎ₁から第２の回転数Ｎ₂に落とすと、塗布液３が受ける
空気抵抗が弱まり、塗布液３が基板１の端部１ａに向けて進みやすくなる。そして、この
状態で新たに第２の滴下量Ｍ₂の塗布液３を滴下することで、基板１上にすでに滴下され
た塗布液３が押し出されることになる。その結果、塗布液３が基板１の端部１ａまたは端
部１ａ近傍まで広がることとなる。

塗布液３の端部では、図２(ａ)に示すように、塗布液３の盛り上がりが低くなりながら
塗布液３が進んでいく。よって、盛り上がり部分の塗布液３で、基板１の外周部の残りの
大部分を塗布することができる。そのため、本実施形態では、第２の滴下量Ｍ₂を多くす
る必要はなく、第２の滴下量Ｍ₂は第１の滴下量Ｍ₁未満で十分である。

また、プリウェット液２は、塗布液３が基板１の端部１ａに到達する直前まで、基板１
の端部１ａまで保持されていることが望ましい。理由は、プリウェット液２による濡れ性
の向上効果を、基板１の端部１ａまで持続させるためである。そのため、プリウェット液
２としては蒸気圧の低い液体を採用することが望ましく、例えば、２３℃における蒸気圧
が１０ｈＰａ以下の液体を採用することが望ましい。この場合、プリウェット液２は最後
に、塗布液３によって基板１から押し出される。

次に、図２(ｂ)に示すように、塗布液３の膜厚を決定するための第３の回転数で基板１
を回転させることで、塗布液３の膜厚を所定値に制御する。なお、基板１を第３の回転数
で回転させる前に、例えば、１００ｒｐｍ程度の低い回転数で基板１を回転させて数秒間
リフローを行ってもよい。また、塗布液３によるプリウェット液２の押し出しは、図２(
ａ)の段階ではなく、図２(ｂ)の段階で行ってもよい。

その後、本実施形態では、塗布液３のエッジカットを行い、さらに、ベークにより塗布
液３の溶媒を蒸発させる。こうして、塗布液３から塗布膜が形成される。

ここで、第１実施形態の効果について説明する。

回転塗布方法では、基板１のサイズが大型化するに従って、基板１の回転時に塗布液３
が空気抵抗の影響を受けやすくなる。特に、基板１の外周部では基板１の中心部に比べて
空気抵抗が大きくなるため、基板１の回転数が増大するほど、基板１の外周部で塗布液３
が広がりにくくなる。この問題は、基板１を予めプリウェット液２で濡らしておく場合で
あっても回避することができない。

そこで、本実施形態では、プリウェット液２の滴下後に塗布液３を滴下する際に、まず
基板１を高速の第１の回転数Ｎ₁で回転させながら塗布液３を滴下する。そして、基板１
の端部１ａよりも内側の位置で塗布液３の進みが止まったら、基板１の回転数を低速の第
２の回転数Ｎ₂に切り替えて塗布液３を滴下する。これにより、塗布液３の滴下量を少量
に抑えつつ、基板１の端部１ａまたは端部１ａ近傍まで塗布液３を塗布して塗布膜を形成
することが可能となる。塗布液３の滴下量は、例えば、第２の滴下量Ｍ₂を第１の滴下量
Ｍ₁よりも十分に少なくすることや、基板１の回転数の切り替えタイミングを適切に設定
して飛散による塗布液３の無駄を少なくすることなどで削減可能である。

また、本実施形態では、このような塗布液３の塗布処理を、基板１をプリウェット液２
で濡らしてから行うため、基板１の端部１ａまたは端部１ａ近傍まで膜厚均一性の良好な
塗布液３を塗布することが可能となる。

本実施形態の回転塗布方法は、例えば、粘度が０．１〜１０００ｍＰａ・ｓの塗布液３
を塗布する場合に好適に用いられるが、塗布液３の粘度はこの範囲外であってもよい。こ
の塗布液３は、有機材料で構成しても無機材料で構成してもよい。

２）第１実施形態の回転塗布装置
図３は、第１実施形態の回転塗布装置の構成を示す概略図である。上述の回転塗布方法
は例えば、図３の回転塗布装置により実行することができる。

図３の回転塗布装置は、プリウェット液供給部１１と、塗布液供給部１２と、保持部１
３と、回転軸１４と、モータ１５と、真空ライン１６と、吸引源１７と、制御部１８とを
備えている。

図３では、ウエハ（基板）１が保持部１３に載置されて水平に保持されている。保持部
１３は、回転軸１４に固定されており、この回転軸１４を介してモータ１５に連結されて
いる。モータ１５は、鉛直方向に平行な回転軸線Ｌを中心に保持部１３を回転駆動するこ
とで、ウエハ１を回転させる回転駆動源である。モータ１５は、回転数（回転速度）が可
変なように構成されている。

ウエハ１は、表側の表面に相当する第１の表面と、裏側の表面に相当する第２の表面と
を有している。図３には、段差を有するウエハ１の第１の表面に塗布膜４が形成された様
子が示されている。ウエハ１は、第２の表面が保持部１３に接するように保持部１３に保
持される。この際、ウエハ１は、回転軸線Ｌ上にウェハ１の中心がくるように保持部１３
に載置される。

保持部１３は、真空ライン１６を介して吸引源１７に接続されている。保持部１３に載
置されたウエハ１は、第２の表面を吸引源１７による吸引力で真空吸着することにより保
持される。

塗布液供給部１２は、保持部１３に保持されているウエハ１に塗布液３を供給する装置
である。塗布液供給部１２は、アーム１２ａと、保持部１３に保持されているウェハ１に
塗布液３を滴下するよう、アーム１２ａの遊端部１２ｂに下向きに開口しているノズル１
２ｃとを有している。さらに、塗布液供給部１２は、アーム１２ａに塗布液供給管１２ｄ
を介して接続された塗布液供給源１２ｆと、アーム１２ａと塗布液供給源１２ｆとの間に
配置され、塗布液３の流量を調整する吐出制御装置１２ｅとを有している。吐出制御装置
１２ｅは、例えば圧送式ポンプなどの装置により実現される。

塗布液供給部１２のアーム１２ａには、不図示のアーム移動機構が接続されている。ア
ーム移動機構は、ノズル１２ｃを、ウエハ１から離れたところにあるノズル１２ｃの保管
場所から、塗布液３の滴下位置であるウエハ１の中央部の上部まで移動させる機能を有し
ている。アーム移動機構はさらに、塗布液３の滴下位置でノズル１２ｃの高さを調整する
機能を有している。

プリウェット液供給部１１は、保持部１３に保持されているウエハ１にプリウェット液
２を供給する装置である。プリウェット液供給部１１は、塗布液供給部１２と同様に、ア
ーム１１ａと、遊端部１１ｂと、ノズル１１ｃと、プリウェット液供給管１１ｄと、吐出
制御装置１１ｅと、プリウェット液供給源１１ｆと、不図示のアーム移動機構とを有して
いる。

本実施形態では例えば、塗布液３としてフォトレジストを使用することで、塗布膜４と
してレジスト膜を形成する。この場合には、プリウェット液２として、例えばフォトレジ
ストの溶媒のように、フォトレジストと相溶性のある液体を使用することが望ましい。

制御部１８は、例えばコンピュータにより構成されており、回転塗布装置の各部の動作
を制御する。また、制御部１８は、例えば操作者がウェハ１の処理手順をプログラミング
することで、ウエハ１の処理を円滑化できる機能を有している。

制御部１８は例えば、モータ１５の回転速度や回転時間、塗布液供給部１２による塗布
液３の滴下量や吐出速度、プリウェット液供給部１１によるプリウェット液２の滴下量や
吐出速度、塗布液供給部１２とプリウェット液供給部１１のアーム移動機構の動作などを
制御する。上述の回転駆動方法は例えば、プリウェット液供給部１１と、塗布液供給部１
２と、モータ１５の動作を制御部１８により制御することで実現可能である。

３）第１実施形態の回転塗布方法の具体例
図４と図５はそれぞれ、第１実施形態の回転塗布方法の具体例を説明するための表とグ
ラフである。図４は、第１実施形態の回転塗布方法のレシピの一例を示し、図５は、この
レシピで回転塗布装置を動作させるシーケンスの一例を示している。なお、このレシピに
関する実験においては、粘度が１ｍＰａ・ｓの塗布液３を使用した。

まず、プリウェット液供給部１１により、ウエハ１の中央部にプリウェット液２を滴下
量Ｍ_pだけ滴下する（ステップＳ１）。符号Ｔ_p1は、プリウェット液２を滴下量Ｍ_pだけ滴
下する滴下時間を表す。滴下量Ｍ_pは、例えば３ｍｌである。

次に、モータ１５によりウエハ１を回転数Ｎ_pで回転させて、ウエハ１の表面にプリウ
ェット液を広げる（ステップＳ２）。符号Ｔ_p2は、回転数Ｎ_pによるウエハ１の回転時間
を表す。回転数Ｎ_pは、例えば１０００〜４０００ｒｐｍであり、回転時間Ｔ_p2は、例え
ば０．１〜３ｓ（秒）である。

プリウェット液２として蒸気圧が高い液体を用いると、塗布液３がウエハ１の端部１ａ
に到達する前にプリウェット液２が蒸発してしまい、ウエハ１の外周部に塗布むらが発生
することがある。そのため、塗布液３がウエハ１の端部１ａに到達するまで、プリウェッ
ト液２がウエハ１の端部１ａまで維持されるようにすることが望ましい。そこで、プリウ
ェット液２は、塗布液３と相溶性があり、塗布液３よりも低粘度で、２３℃における蒸気
圧が１０ｈＰａ以下の液体であることが望ましい。

次に、モータ１５によりウエハ１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら、塗布液供給部
１２によりウエハ１の中心部に塗布液３を第１の滴下量Ｍ₁だけ滴下することで、ウエハ
１の表面に塗布液３を広げる（ステップＳ３）。符号Ｔ₁は、第１の回転数Ｎ₁によるウエ
ハ１の回転時間を表す。

ここで、第１の回転数Ｎ₁は、第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３が空気抵抗によりウエハ１全
体に均一に広がらない回転数に設定される。例えば、ウエハ１の直径が３００ｍｍである
場合には、第１の回転数Ｎ₁は２０００〜４０００ｒｐｍに設定され、第１の滴下量Ｍ₁は
０．３ｍｌに設定される。なお、第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３が空気抵抗によりウエハ１
全体に均一に広がらない状態とは、例えば図１(ｃ)に示すような状態である。

次に、モータ１５によりウエハ１を第１の回転数Ｎ₂より小さい第２の回転数Ｎ₂で回転
させながら、塗布液供給部１２によりウエハ１の中心部に塗布液３を第２の滴下量Ｍ₂だ
け滴下することで、ウエハ１の表面に塗布液３をさらに広げる（ステップＳ４）。符号Ｔ
2は、第２の回転数Ｎ₂によるウエハ１の回転時間を表す。

第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３の滴下と、第２の滴下量Ｍ₂の塗布液３の滴下は、連続して
実施してもよい。また、第２の滴下量Ｍ₂は、第１の滴下量Ｍ₁よりも少なくてよく、例え
ば０．１ｍｌに設定される。この場合、塗布液３の全滴下量Ｍ₁＋Ｍ₂は、０．４ｍｌとな
る。また、第２の回転数Ｎ₂は、例えば１０００〜３０００ｒｐｍに設定される。

符号Ｖは、塗布液３の吐出速度（単位時間あたりの吐出量）を表す。第１および第２の
滴下量Ｍ₁、Ｍ₂の塗布液３の滴下において、塗布液３の吐出速度はそれぞれ、Ｍ₁／Ｔ₁、
Ｍ₂／Ｔ₂と定義される。以下、前者を第１の吐出速度と呼び、後者を第２の吐出速度と呼
ぶ。本レシピでは、第１の吐出速度が第２の吐出速度と等しいが、第１の吐出速度は第２
の吐出速度よりも遅いことが望ましい。これにより、第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３の滴下
に長い時間をかけ、塗布液３の端部の盛り上がりを大きくすることができる。第１の吐出
速度を第２の吐出速度よりも遅くする具体例については、第２実施形態で説明する。

次に、モータ１５によりウエハ１を回転数Ｎ₃で回転させてリフロー処理を行なう（ス
テップＳ５）。符号Ｔ₃は、回転数Ｎ₃によるウエハ１の回転時間を表す。このリフロー処
理により、ウエハ１上に塗布された塗布液３の膜厚均一性が向上する。なお、リフロー処
理は省略してもよい。

次に、モータ１５により塗布液３の膜厚を決定するための回転数Ｎ₄でウエハ１を回転
させる（ステップＳ６）。これにより、ウエハ１上に塗布された塗布膜３の膜厚が所望値
に制御される。符号Ｔ₄は、回転数Ｎ4によるウエハ１の回転時間を表す。なお、回転数Ｎ
₄は、上述の第３の回転数に相当する。

その後、本レシピでは、シンナーにより塗布液３のエッジカットを行う。さらに、ウエ
ハ１をホットプレートに自動搬送し、ウエハ１をホットプレートによりベークして、塗布
液３の溶媒を蒸発させる。さらに、ベーク後のウエハ１を冷却する。こうして、塗布液３
から塗布膜４が形成される。

塗布液３の例としては、上述の例のほか、ポリシラザン等のシラザン類や、ポリシロキ
サン等のシロキサン類が挙げられる。前者の具体例としては、Ｓｉ、Ｎ、Ｈの元素だけで
構成されたペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）が挙げられ、後者の具体例としては、Ｓ
ｉ、Ｏ、Ｈの元素だけで構成されたハイドロジェンシルセスキオキサン（ＨＳＱ）が挙げ
られる。

プリウェット液２の代表例としては、レジストに対してはシクロヘキサノン、シラザン
類やシロキサン類に対してはジ−ｎ−ブチルエーテルが挙げられるが、プリウェット液２
の別の例としては、テルペン類が挙げられる。テルペン類は一般に、蒸気圧が２３℃にお
いて６ｈＰａ以下であり、ジ−ｎ−ブチルエーテルの蒸気圧よりも低い蒸気圧を有してい
る。よって、テルペン類は、塗布液３の塗布処理中に蒸発しにくく、プリウェット液２と
して使用するのに適している。テルペン類の例としては、α−ピネン、β−ピネン、ｐ−
メンタン、ｄ−リモネン、ジペンテン、１，８−シネオールなどが挙げられる。なお、プ
リウェット液２は、テルペン類を含有する混合物でもよい。また、プリウェット液２は、
テルペン類のように蒸気圧が低い液体であれば、テルペン類以外の液体であってもよい。

次に、プリウェット液２と塗布液３のプロセス時間について説明する。例えば、基板１
の中央にプリウェット液２としてジ−ｎ−ブチルエーテルまたはα−ピネンを３ｍｌ滴下
し、回転数Ｎ_pを１０００ｒｐｍに設定し、基板１を回転時間Ｔ_pだけ回転させる。次に、
回転数Ｎ₁を２５００ｒｐｍに上げると同時に、１ｍＰａ・ｓの粘度を有する塗布液３を
滴下する。この際、ジ−ｎ−ブチルエーテルを用いる場合には、Ｔ_pを０．１ｓを超える
時間にすると、基板外周部で塗布むらが生じてしまう。一方、α−ピネンを用いる場合に
は、Ｔ_pが長い方が塗布むらの発生がなく膜厚均一性も向上させることができ、Ｔ_pを０．
５ｓ以上（よりよくは１ｓ以上）に設定することで良好な塗布膜４を形成できる。

プリウェット液２を広げる時間Ｔ_pとその後の塗布液３滴下終了までの時間の合計時間
は、長い時間に設定することで塗布液３の使用量を削減できる。この合計時間は、例えば
約１．５ｓ以上である。

以上のように、本実施形態では、プリウェット液２の滴下後に塗布液３を滴下する場合
において、まず、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら塗布液３を滴下し、次に、
基板１を回転数Ｎ₁よりも小さい第２の回転数Ｎ₂で回転させながら塗布液３を滴下する。
これにより、本実施形態によれば、塗布液３の滴下量を削減しつつ、より広範囲に塗布膜
４を形成することが可能となる。

（第２実施形態）
１）第２実施形態の回転塗布方法
図６〜図２１はそれぞれ、第２実施形態の回転塗布方法の第１〜第１６の例を説明する
ためのグラフである。

第２実施形態では、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら塗布液３を滴下すると
きに、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁で基板１に吐出する。また、本実施形態では、基板
１を回転数Ｎ₁よりも小さい第２の回転数Ｎ₂で回転させながら塗布液３を滴下するときに
、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁よりも速い第２の吐出速度Ｖ₂で基板１に吐出する。以下
、このような第２実施形態の回転塗布方法の種々の例について説明する。

以下の各例は、基板１として直径３００ｍｍのウエハを用いることを前提に説明する。
ただし、本実施形態は、その他の基板１にも適用可能であり、例えば、より小さな直径の
基板１を用いる場合や、液晶ディスプレイ基板のようにサイズの大きな基板１を用いる場
合にも適用可能である。

図６は、第２実施形態の回転塗布方法の第１の例を説明するためのグラフである。図６
の横軸は時間を示し、図６の縦軸は基板１の回転数と塗布液３の吐出速度を示す。

図６では、まず時間Ｔ_p1内においてプリウェット液２を滴下し、次に時間Ｔ_p2内におい
て基板１を回転数Ｎ_pで回転させて基板１上にプリウェット液２を広げる。回転数Ｎ_pは例
えば、１０００〜４０００ｒｐｍの範囲内において、プリウェット液２の乾燥性や塗布液
３との相溶性などから総合的に決定する。なお、図６では、時間Ｔ_p1内においても基板１
を回転させるようにしてもよい。

図６では次に、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら、塗布液３を第１の吐出速
度Ｖ₁で第１の滴下量Ｍ₁だけ滴下する。次に、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転させなが
ら、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁よりも速い第２の吐出速度Ｖ₂で第２の滴下量Ｍ₂だけ
滴下する。なお、図６では、第１の吐出速度Ｖ₁で１回目の吐出を行った後、連続して第
２の吐出速度Ｖ₂で２回目の吐出を行っているが、代わりに、１回目の吐出後に一旦吐出
を停止してから２回目の吐出を行ってもよい（図７参照）。

図６において、塗布液３の滴下量はＭ₁＞Ｍ₂とすることが望ましい。これにより、少量
の塗布液３を最後に高速で吐出することで、塗布液３の膜厚の面内均一性を向上させるこ
とができる。第１の回転数Ｎ₁は、塗布液３の濃度や粘度を考慮して設定することが望ま
しく、例えば５００〜４０００ｒｐｍに設定される。また、第２の回転数Ｎ₂は、第１の
回転数Ｎ₁よりも低くすることが望ましい。

図６において、第２の回転数Ｎ₂は、リフロー用の回転数に設定してもよい。この場合
には例えば、第２の回転数Ｎ₂を１００〜５００ｒｐｍに設定し、時間Ｔ₂を１〜５秒に設
定する。リフローには、塗布液３の膜厚の面内均一性を高める効果がある。そこで、この
効果を取り入れるため、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転している途中で、塗布液３の滴
下を停止してもよい（図８参照）。また、第２の回転数Ｎ₂は、５００ｒｐｍよりも高い
値（例えば１０００ｒｐｍ以上）に設定してもよい。

図６〜図８では例えば、第１の吐出速度Ｖ₁を１ｍｌ／ｓ以下に設定し、第２の吐出速
度Ｖ₂を１．５ｍｌ／ｓ以上に設定するが、その他の値に設定してもよい。また、図６や
図８では、基板１の回転数がＮ₁からＮ₂に切り替わるのとほぼ同時に、塗布液３の吐出速
度をＶ₁からＶ₂に変更しているが、回転数の切り替えタイミングと吐出速度の変更タイミ
ングは一致していなくてもよい。例えば、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させている間
に、吐出速度をＶ₁からＶ₂に変更してもよい。同様に、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転
させている間に、吐出速度をＶ₁からＶ₂に変更してもよい。

図６では次に、基板１を回転数Ｎ₄で時間Ｔ₄だけ回転させる。回転数Ｎ₄は、塗布膜３
の膜厚決定回転数である。ここでは、回転数Ｎ₄を回転数Ｎ₂より大きく設定しているが、
回転数Ｎ₄は回転数Ｎ₂より小さく設定してもよい。

その後、図６のプロセスでは、リンス液でエッジカットや裏面洗浄を行い、さらに任意
の回転数で基板１の回転を継続してリンス液の乾燥を行う。この乾燥のための回転数に制
限はない。

プロセス時間の短縮のため、第２の回転数Ｎ₂の工程と膜厚決定回転数Ｎ₄の工程は、合
わせて行うことも可能である（図９参照）。図９では、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転
させながら塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁で滴下し、続いて、基板１を膜厚決定回転数Ｎ₄
で回転させながら塗布液３を第２の吐出速度Ｖ₂で滴下する。そして、基板１を膜厚決定
回転数Ｎ₄で回転させている間に、塗布液３の吐出を停止し、そのまま基板１の回転を継
続する。

次に、図１０〜図１３の回転塗布方法について説明する。

図１０では、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させている途中で、第１の吐出速度Ｖ₁に
よる塗布液３の吐出を開始する。回転開始のタイミングと吐出開始のタイミングは、回転
塗布装置のタイプやプログラミングの条件により多少ずれることがある。そのような場合
でも、回転数に応じて吐出速度を設定することで、塗布液３の滴下量を薬液量を削減しな
がら、膜厚の面内均一性に優れた塗布膜４を形成することができる。

また、図１１に示すように、回転数Ｎ_pと第１の回転数Ｎ₁を同じ値に設定し、これらの
期間の間は基板１を連続して回転させ、基板１を回転数Ｎ_p（＝Ｎ₁）で回転させている途
中で、第１の吐出速度Ｖ₁による塗布液３の吐出を開始してもよい。

また、図１２に示すように、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させている途中から第１
の吐出速度Ｖ₁による吐出を開始し、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転させている途中で第
２の吐出速度Ｖ₂による吐出を終了してもよい。

また、図１３に示すように、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させ始める前から第１の
吐出速度Ｖ₁による吐出を開始し、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転させ終わった後に第２
の吐出速度Ｖ₂による吐出を終了してもよい。

以上のように、本実施形態では、基板１の回転と塗布液３の吐出のタイミングがずれて
いてもよい。また、本実施形態では、図１０〜図１３の例を組み合わせて用いてもよい。

次に、図１４〜図１６の回転塗布方法について説明する。

本実施形態において、塗布液３の吐出は、基板１の回転数が一定しているときに行う必
要はない。例えば、図１４に示すように、基板１の回転数を上昇させながら、第１の吐出
速度Ｖ₁による吐出を行ってもよい。また、図１４とは逆に、基板１の回転数を下降させ
ながら、第１の吐出速度Ｖ₁による吐出を行ってもよい。これは、第２の吐出速度Ｖ₂によ
る吐出に関しても同様である。

また、第１の吐出速度Ｖ₁から第２の吐出速度Ｖ₂への変更は、図１５に示すように緩や
かに行ってもよいし、図１６に示すように段階的に行ってもよい。

次に、図１７〜図１９の回転塗布方法について説明する。

図１７と図１８では、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転させた後に、回転数Ｎ₃で回転さ
せる。回転数Ｎ₃は、第２の回転数Ｎ₂より小さくても大きくてもよい。回転数Ｎ₃による
回転処理は、リフロー工程としてもよい。図１７と図１８では、基板１を回転数Ｎ₃で回
転させた後に、膜厚決定回転数Ｎ₄で回転させる。なお、第２の吐出速度Ｖ₂による塗布液
３の吐出は、図１７に示すように第２の回転数Ｎ₂の回転時に終了してもよいし、図１８
に示すように回転数Ｎ₃の回転時まで継続してもよい。

一方、図１９では、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させる前に、回転数Ｎ₅で時間Ｔ₅
だけ回転させる。第１の吐出速度Ｖ₁による吐出は、基板１を回転数Ｎ₅で回転させている
途中から開始し、基板１の回転数を第１の回転数Ｎ₁に切り替えた後も継続する。なお、
図１９では、第１の吐出速度Ｖ₁による吐出を、回転数Ｎ₅による回転が終わった後に開始
してもよい。

次に、図２０と図２１の回転塗布方法について説明する。

図２０では、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転させながら塗布液３を第２の吐出速度Ｖ₂
で吐出した後、基板１の回転数を第２の回転数Ｎ₂に維持しながら塗布液３を第３の吐出
速度Ｖ₃で吐出する。図２０では、第３の吐出速度Ｖ₃を、第２の吐出速度Ｖ₂よりも遅い
速度に設定する。また、第３の吐出速度Ｖ₃は、第１の吐出速度Ｖ₁より速くても遅くても
よいし、第１の吐出速度Ｖ₁と同じ速度でもよい。

ここで、図２０の処理の効果について説明する。図６〜図１９の処理では、塗布液３の
吐出速度を第１の吐出速度Ｖ₁から第２の吐出速度Ｖ₂に変更するが、このように吐出速度
を処理中に変更すると、塗布液配管内の圧力が変化するため、塗布液３の吐出状態が不安
定になることがある。例えば、吐出の開始や終了をバルブの開閉により制御する際に、配
管内の圧力変化やバルブ開閉による配管内の体積変化が原因で、塗布液３が意図せず排出
されたり、吸い上げられたりすることがある。このような現象が起こると、塗布液３の配
管内にノズル１２ｃから気泡が吸い上げられてたまることがあり、塗布液３の吐出が不安
定になることで、塗布むらなどにつながる。そこで、図２０の処理では、このような気泡
の吸い上げを防止するために、第２の吐出速度Ｖ₂による吐出終了後に、吐出速度を第３
の吐出速度Ｖ₃に低下させて短時間だけ少量の塗布液３を追加吐出している。

第３の吐出速度Ｖ₃による塗布液３の滴下量は、できるだけ少ないことが好ましい。こ
の滴下量は例えば、０．０１〜０．０２ｍｌに設定される。この場合、第３の吐出速度Ｖ
₃を１ｍｌ／ｓに設定すると、第３の吐出速度Ｖ₃による塗布液３の滴下時間は０．０１〜
０．０２ｓとなり、非常に短くなる。

図２１は、図２０の変形例を示す。図２１ではまず、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転
させながら、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁で吐出する。次に、基板１の回転数を第１の
回転数Ｎ₁に維持しながら、塗布液３を第２の吐出速度Ｖ₂で吐出する。次に、基板１の回
転数を第２の回転数Ｎ₂に減速させ、その減速途中で塗布液３の吐出速度を第３の吐出速
度Ｖ₃に低下させる。そして、基板１を第２の回転数Ｎ₂で回転させている途中で、第３の
吐出速度Ｖ₃による吐出を終了する。図２１の処理によれば、図２０の処理と同様に、塗
布液３の吐出状態を改善することができる。

なお、図２０や図２１における第３の吐出速度Ｖ₃の吐出は、図５〜図１９のいずれか
の第２の吐出速度Ｖ₂の吐出の後に続けて行ってもよい。すなわち、図２０や図２１の処
理は、図５〜図１９の処理と組み合わせて実行してもよい。

また、図２０や図２１の処理のように、吐出終了時に低い吐出速度で少量の塗布液３を
吐出して吐出状態を改善する手法は、回転塗布方法に限らず、他の塗布方法でも使用する
ことができる。また、この手法は、プリウェット液２を使用しない場合にも適用すること
ができる。プリウェット液２を使用しない場合には、プリウェット液２を使用する場合に
比べて塗布液３の使用量が増大するものの、第２実施形態の吐出速度制御の効果により、
膜厚の面内均一性の良好な塗布膜４を形成することができる。

また、図２０や図２１の処理では、２段階の吐出速度Ｖ₁、Ｖ₂で塗布液３の吐出を行っ
た後に、吐出状態の改善のための吐出を行っているが、代わりに、３段階以上の吐出速度
で塗布液３の吐出を行った後に、吐出状態の改善のための吐出を行ってもよい。別言する
と、吐出状態の改善のための吐出の前には、吐出速度を何回変更してもよい。

さらに、吐出速度Ｖ₃で塗布液３の吐出を行う前後または途中において、基板１の回転
速度を変更する工程を追加してもよい。

なお、図６〜図２１の処理は、第２実施形態の回転塗布方法の一例に過ぎず、第２実施
形態の回転塗布方法は例えば、図６〜図２１の処理を組み合わせて実行してもよいし、図
６〜図２１の処理とは別の形で実行してもよい。

第２実施形態のように、基板１の回転数と塗布液３の吐出速度を変えながら塗布処理を
行うためには、精密な回転数制御や吐出制御を行うことが望まれる。例えば、塗布液３と
してフォトレジストを使用する場合、現状では滴下量を０．５ｍｌ以下に設定することが
求められることがある。そのため、このような状況下でも第２実施形態の塗布処理を実行
可能な精密な制御が望まれる。

例えば、図６の塗布処理において、第１の吐出量Ｍ₁を０．４ｍｌ、第２の吐出量Ｍ₂を
０．１ｍｌに設定することを想定する（Ｍ₁＋Ｍ₂＝０．５ｍｌ）。この場合、第１の吐出
速度Ｖ₁を０．５ｍｌ／ｓとすると、時間Ｔ₁は０．８ｓである。また、第２の吐出速度Ｖ
₂を１ｍｌ／ｓとすると、時間Ｔ₂は０．１ｓである。ここで、第２の吐出速度Ｖ₂を２ｍ
ｌ／ｓに上げると、時間Ｔ₂は０．０５ｓに短縮される。このように、第２の吐出速度Ｖ₂
を上げると、時間Ｔ₂を短くする必要が生じ、より精密な制御が要求されることとなる。
この問題への対応策については後述する。

２）第２実施形態の回転塗布方法の具体例
図２２は、第２実施形態の回転塗布方法の具体例を説明するための表である。図２２は
、第２実施形態の回転塗布方法のレシピの一例を示している。以下、このレシピで上述の
回転塗布装置を動作させた場合について説明する。なお、このレシピに関する実験におい
ては、粘度が１ｍＰａ・ｓの塗布液３を使用した。

まず、プリウェット液供給部１１により、ウエハ１の中央部にプリウェット液２を滴下
量Ｍ_pだけ滴下する（ステップＳ１）。滴下量Ｍ_pは、例えば３ｍｌである。

次に、モータ１５によりウエハ１を回転数Ｎ_pで回転させて、ウエハ１の表面にプリウ
ェット液を広げる（ステップＳ２）。回転数Ｎ_pは、例えば１０００〜４０００ｒｐｍで
あり、回転時間Ｔ_p2は、例えば０．１〜３ｓ（望ましくは０．５ｓ以上）である。

次に、モータ１５によりウエハ１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら、塗布液供給部
１２によりウエハ１の中心部に塗布液３を第１の滴下量Ｍ₁だけ滴下することで、ウエハ
１の表面に塗布液３を広げる（ステップＳ３）。

ここで、第１の回転数Ｎ₁は、第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３が空気抵抗によりウエハ１全
体に均一に広がらない回転数に設定してもよい。例えば、ウエハ１の直径が３００ｍｍで
ある場合には、第１の回転数Ｎ₁は２５００〜４０００ｒｐｍに設定される。塗布液３よ
り先に滴下されたプリウェット液２は、粘性が低いため、空気抵抗の影響を受けにくい。
そのため、塗布液３が空気抵抗により基板１上を流れなくなっても、プリウェット液２は
基板１上を流れて基板１の外周部まで到達することが可能である。なお、第１の回転数Ｎ
₁は、２５００ｒｐｍより低くして、塗布液３が空気抵抗を受けにくいようにしてもよい
。

第１の滴下量Ｍ₁は、例えば０．３ｍｌ程度である。また、ステップＳ３では、塗布液
３を第１の吐出速度Ｖ₁で吐出すると共に、この第１の吐出速度Ｖ₁を０．２〜０．８ｍｌ
／ｓに設定する。この結果、第１の吐出速度Ｖ₁による吐出時間は、０．３７５〜１．５
ｓとなる。この場合、回転時間Ｔ₁は、この吐出時間に合わせて設定するが、吐出時間に
完全に一致させる必要はなく、吐出開始や吐出終了のタイミングが回転開始や回転終了の
タイミングと一致しなくてもよい。

次に、モータ１５によりウエハ１を第１の回転数Ｎ₂より小さい第２の回転数Ｎ₂で回転
させながら、塗布液供給部１２によりウエハ１の中心部に塗布液３を第２の滴下量Ｍ₂だ
け滴下することで、ウエハ１の表面に塗布液３をさらに広げる（ステップＳ４）。

第１の滴下量Ｍ₁の塗布液３の滴下と、第２の滴下量Ｍ₂の塗布液３の滴下は、連続して
実施してもよい。また、第２の滴下量Ｍ₂は、第１の滴下量Ｍ₁よりも少なくてよく、例え
ば０．１ｍｌ程度に設定される。この場合、塗布液３の全滴下量Ｍ₁＋Ｍ₂は、０．４ｍｌ
程度となる。また、第２の回転数Ｎ₂は、例えば２０００〜３０００ｒｐｍに設定され、
第１の回転数Ｎ₁よりも小さい値に設定される。

ステップＳ４では、塗布液３を第２の吐出速度Ｖ₂で吐出すると共に、この第２の吐出
速度Ｖ₂を１．０〜２．５ｍｌ／ｓに設定する。この結果、第２の吐出速度Ｖ₂による吐出
時間は、０．０４〜０．１ｓとなる。この場合、回転時間Ｔ₂は、この吐出時間に合わせ
て設定するが、吐出時間に完全に一致させる必要はなく、吐出開始や吐出終了のタイミン
グが回転開始や回転終了のタイミングと一致しなくてもよい。

次に、モータ１５により膜厚決定回転数Ｎ₄でウエハ１を回転させる（ステップＳ５）
。これにより、ウエハ１上に塗布された塗布膜３の膜厚が所望値に制御される。回転数Ｎ
₄は、例えば１９００ｒｐｍであり、回転時間Ｔ₄は、例えば１５ｓである。

その後、本レシピでは、シンナーにより塗布液３のエッジカットと裏面洗浄を行う。さ
らに、ウエハ１をホットプレートに自動搬送し、ウエハ１をホットプレートによりベーク
して、塗布液３の溶媒を蒸発させる。さらに、ベーク後のウエハ１を冷却する。こうして
、塗布液３から塗布膜４が形成される。

本レシピで塗布された塗布液３を観測し、その膜厚を測定したところ、塗布むらは観測
されず、膜厚の面内均一性も良好であった。

図２３は、第２実施形態の回転塗布方法の別の具体例を説明するための表である。図２
３は、図２２と同様に、第２実施形態の回転塗布方法のレシピの一例を示している。

まず、ウエハ１にプリウェット液２を滴下量Ｍ_pだけ滴下する（ステップＳ１）。滴下
量Ｍ_pは、例えば３ｍｌである。次に、ウエハ１を回転数Ｎ_pで回転させて、ウエハ１の表
面にプリウェット液を広げる（ステップＳ２）。回転数Ｎ_pは、例えば１０００〜４００
０ｒｐｍであり、回転時間Ｔ_p2は、例えば０．１〜３ｓである。

次に、ウエハ１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら、ウエハ１に塗布液３を第１の滴
下量Ｍ₁だけ滴下することで、ウエハ１の表面に塗布液３を広げる（ステップＳ３）。第
１の回転数Ｎ₁は、例えば２５００〜４０００ｒｐｍであり、第１の滴下量Ｍ₁は、例えば
０．３ｍｌ程度である。また、ステップＳ３では、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁で吐出
すると共に、この第１の吐出速度Ｖ₁を０．２〜０．８ｍｌ／ｓに設定する。

次に、ウエハ１を第１の回転数Ｎ₂より小さい第２の回転数Ｎ₂で回転させながら、ウエ
ハ１に塗布液３を第２の滴下量Ｍ₂だけ滴下することで、ウエハ１の表面に塗布液３をさ
らに広げる（ステップＳ４）。第２の回転数Ｎ₂は、例えば２０００〜３０００ｒｐｍで
あり、第２の滴下量Ｍ₂は、例えば０．１ｍｌ程度である。また、ステップＳ４では、塗
布液３を第２の吐出速度Ｖ₂で吐出すると共に、この第２の吐出速度Ｖ₂を１．０〜２．５
ｍｌ／ｓに設定する。

次に、ウエハ１を回転数Ｎ₃で回転させてリフロー処理を行なう（ステップＳ５）。こ
のリフロー処理により、ウエハ１上に塗布された塗布液３の膜厚均一性が向上する。回転
数Ｎ₃は、例えば１００ｒｐｍであり、回転時間Ｔ₃は、例えば１ｓである。

次に、膜厚決定回転数Ｎ₄でウエハ１を回転させる（ステップＳ６）。これにより、ウ
エハ１上に塗布された塗布膜３の膜厚が所望値に制御される。回転数Ｎ₄は、例えば１９
００ｒｐｍであり、回転時間Ｔ₄は、例えば１５ｓである。

その後、本レシピでは、塗布液３のエッジカット、裏面洗浄、ウエハ１のベーク、ウエ
ハ１の冷却を行う。こうして、塗布液３から塗布膜４が形成される。

図２４は、第２実施形態の回転塗布方法を実施した際の実験結果を示した表である。具
体的には、図２４は、図２２のレシピにより様々な塗布量Ｍ₁＋Ｍ₂で塗布膜３を塗布した
際の、塗布むらの観測結果と、膜厚均一性の測定結果を示している。

図２４に示す結果によれば、膜厚均一性はＭ₁＋Ｍ₂＝０．３０ｍｌでも良好だが、塗布
むらがＭ₁＋Ｍ₂＝０．３０ｍｌにて発生した。この結果から、塗布量Ｍ₁＋Ｍ₂を０．３２
ｍｌ以上に設定すれば、塗布むらの発生を抑制しつつ、膜厚均一性の良好な塗布膜３が得
られることが分かった。

一方、プリウェット液２を使用せずに、Ｍ₁＋Ｍ₂＝０．４０ｍｌとして図２２や図２３
のレシピや第２実施形態のその他の方法で塗布膜３を塗布したところ、どのような方法を
採用しても、塗布むらが生じ、ウエハ１の外周部に塗布膜３が塗られない場所が残った。

ここで、図２２のレシピに対し、吐出状態の改善のための第３の吐出速度Ｖ₃の吐出を
適用した場合の実験結果について説明する。

図２２のレシピで第２の吐出速度Ｖ₂の吐出を行った後に、塗布液ノズル１２ｃの状態
観測を行ったところ、第１の吐出速度Ｖ₁と第２の吐出速度Ｖ₂との差が大きくなるに従っ
て、吐出終了と同時にノズル１２ｃ中に空気が吸い込まれながら塗布液３が逆流する現象
が見られた。この現象が顕著になると、配管中に気泡が取り込まれ、塗布不良等の問題が
発生する。

そこで、図２２のレシピにより第１、第２の吐出速度Ｖ₁、Ｖ₂で塗布液３を吐出した後
に、第３の吐出速度Ｖ₃で塗布液３を吐出量Ｍ₃だけ吐出した。Ｖ₃の値は、Ｖ₁以上でかつ
Ｖ₂未満の値とした。例えば、Ｖ₃を０．２５〜１．０ｍｌ／ｓに設定し、Ｍ₃を０．０１
〜０．０２ｍｌに設定したところ、ノズル１２ｃの吐出状態が改善された。

なお、第３の吐出速度Ｖ₃での塗布液３の吐出量は、０．１ｍｌ以下（例えば０．０１
〜０．２０ｍｌ）の少量で十分であり、その吐出時間は０．１ｓ以下（例えば０．０１〜
０．０２ｓ）に設定されることが多いと考えられる。そのため、本実施形態の塗布液供給
部１２は、塗布液３の吐出量を０．１ｍｌ以下の単位（例えば０．０１ｍｌ単位や、それ
以下の単位）で制御でき、かつ、塗布液３の吐出時間を０．１ｓ以下の単位（例えば０．
０１ｓ単位や、それ以下の単位）で制御できるよう構成することが望ましい。このような
構成は例えば、ノズル１２ｃの径を小径化することや、吐出制御装置１２ｅを高性能化す
ることで実現可能である。同様に、モータ１５の回転時間は、０．１ｓ以下の単位（例え
ば０．０１ｓ単位や、それ以下の単位）で制御できるよう構成することが望ましい。

本実施形態では、このような構成により、塗布液３をそれぞれ第１〜第３の吐出速度Ｖ
₁〜Ｖ₃で吐出する第１〜第３の吐出時間を０．１ｓ以下とすることや、塗布液３をそれぞ
れ第１〜第３の吐出速度Ｖ₁〜Ｖ₃で吐出する間の塗布液３の第１〜第３の吐出量を０．１
ｍｌ以下とすることが可能となる。本実施形態では、第１〜第３の吐出時間の内のいずれ
か１つだけを０．１ｓ以下としてもよいし、２つ以上を０．１ｓ以下としてもよい。同様
に、本実施形態では、第１〜第３の吐出量の内のいずれか１つだけを０．１ｍｌ以下とし
てもよいし、２つ以上を０．１ｍｌ以下としてよい。

なお、塗布液供給部１２やモータ１５をこのような構成とすることは、第３の吐出速度
Ｖ₃による吐出の精度を向上させるだけでなく、第１、第２の吐出速度Ｖ₁、Ｖ₂の切り替
えの精度も向上させることとなる。

以上のように、本実施形態では、基板１を第１の回転数Ｎ₁で回転させながら塗布液３
を滴下するときに、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁で基板１に吐出する。また、本実施形
態では、基板１を回転数Ｎ₁よりも小さい第２の回転数Ｎ₂で回転させながら塗布液３を滴
下するときに、塗布液３を第１の吐出速度Ｖ₁よりも速い第２の吐出速度Ｖ₂で基板１に吐
出する。これにより、本実施形態によれば、塗布液３の滴下量を削減しつつ、より広範囲
に塗布膜４を形成することが可能となる。さらには、本実施形態によれば、塗布液３の膜
厚の面内均一性を、第１実施形態の場合よりもさらに向上させることが可能となる。

以上、第１及び第２実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示
したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。これらの実施形態
は、その他の様々な形態で実施することができる。また、これらの実施形態に対し、発明
の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことにより、様々な変形例
を得ることもできる。これらの形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれており、特許
請求の範囲及びこれに均等な範囲には、これらの形態や変形例が含まれる。

例えば、これらの実施形態によれば、プリウェットを行わない場合でも、吐出速度を変
更することで、塗布液３の使用量を減らすことができる。また、これらの実施形態では、
プリウェットを行わない場合において、塗布液３の端部が盛り上がらないようにしてもよ
いし、第１の滴下量Ｍ₁の吐出によって基板１の端部まで塗布液３が到達するようにして
もよい。

１：基板（ウエハ）、２：プリウェット液、３：塗布液、４：塗布膜、
１１：プリウェット液供給部、１２：塗布液供給部、１３：保持部、１４：回転軸、
１５：モータ、１６：真空ライン、１７：吸引源、１８：制御部

Claims

基板にプリウェット液を滴下するプリウェット液供給部と、
前記基板に塗布液を滴下する塗布液供給部と、
前記基板を回転させるモータと、
前記プリウェット液供給部、前記塗布液供給部、および前記モータの動作を制御する制
御部とを備え、
前記制御部は、
前記プリウェット液供給部により前記基板に前記プリウェット液を滴下して、前記モー
タにより前記基板を回転させることで、前記基板の表面に前記プリウェット液を広げ、
前記基板の表面に前記プリウェット液を広げた後、前記モータにより前記基板を第１の
回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供給部により前記基板に前記塗布液を第
１の吐出速度で第１の滴下量だけ滴下することで、前記基板の端部よりも内側の位置まで
前記塗布液を広げ、
前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記モータにより前記基板を前記第１
の回転数よりも小さい第２の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供給部によ
り前記基板に前記塗布液を前記第１の吐出速度よりも速い第２の吐出速度で第２の滴下量
だけ滴下することで、前記基板の端部または端部近傍まで前記塗布液を広げ、
前記塗布液を前記第２の吐出速度で吐出した後、前記塗布液供給部により前記塗布液を
前記第２の吐出速度よりも遅い第３の吐出速度で、前記第１の滴下量と前記第２の滴下量
の和よりも少ない第３の滴下量だけ前記基板に吐出し、
前記塗布液供給部は、前記塗布液をそれぞれ前記第１および第２の吐出速度で吐出する
第１および第２の吐出時間の内、第２の吐出時間を、０．１秒以下とし、
前記塗布液供給部は、前記第１および第２の滴下量の内、第２の滴下量を、０．１ｍｌ
以下とする、
回転塗布装置。
基板に塗布液を滴下する塗布液供給部と、
前記基板を回転させるモータと、
前記塗布液供給部および前記モータの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記モータにより前記基板を第１の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供
給部により前記基板に前記塗布液を第１の吐出速度で第１の滴下量だけ滴下し、
前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記モータにより前記基板を前記第１
の回転数よりも小さい第２の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供給部によ
り前記基板に前記塗布液を前記第１の吐出速度よりも速い第２の吐出速度で第２の滴下量
だけ滴下し、
前記塗布液を前記第２の吐出速度で吐出した後、前記塗布液供給部により前記塗布液を
前記第２の吐出速度よりも遅い第３の吐出速度で、前記第１の滴下量と前記第２の滴下量
の和よりも少ない第３の滴下量だけ前記基板に吐出する、
回転塗布装置。
前記基板を前記第２の回転数で回転させながら前記塗布液を滴下するときに、前記塗布
液を前記第１の吐出速度で吐出した後、前記塗布液供給部により吐出速度を前記第１の吐
出速度から前記第２の吐出速度へと吐出を止めずに吐出速度を変更する、
請求項２に記載の回転塗布装置。
前記モータにより前記基板を前記第１の回転数で回転させながら、前記塗布液供給部に
より前記基板に前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下することで、前記基板の端部より
も内側の位置まで前記塗布液を広げ、
前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記モータにより前記基板を前記第２
の回転数で回転させながら、前記塗布液供給部により前記基板に前記塗布液を前記第２の
滴下量だけ滴下することで、前記基板の端部または端部近傍まで前記塗布液を広げる、
請求項２または３に記載の回転塗布装置。
前記第１の回転数は、前記基板の端部よりも内側の位置まで広がった前記塗布液の端部
に、盛り上がりが生じる回転数である、請求項４に記載の回転塗布装置。
さらに、前記基板にプリウェット液を滴下するプリウェット液供給部を備え、
前記制御部は、前記プリウェット液供給部、前記塗布液供給部、および前記モータの動
作を制御し、
前記プリウェット液供給部により前記基板に前記プリウェット液を滴下して、前記モー
タにより前記基板を回転させることで、前記基板の表面に前記プリウェット液を広げ、
前記基板の表面に前記プリウェット液を広げた後、前記モータにより前記基板を前記第
１の回転数で回転させながら、前記塗布液供給部により前記基板に前記塗布液を前記第１
の吐出速度で前記第１の滴下量だけ滴下する、
請求項２から５のいずれか１項に記載の回転塗布装置。
前記塗布液を前記第２の滴下量だけ滴下した後、前記塗布液の膜厚を決定するための第
３の回転数（ｒｐｍ）で前記基板を前記モータにより回転させる、請求項２から６のいず
れか１項に記載の回転塗布装置。
前記塗布液供給部は、前記塗布液をそれぞれ前記第１および第２の吐出速度で吐出する
第１および第２の吐出時間の内、前記第２の吐出時間を、０．１秒以下とする、請求項２
から７のいずれか１項に記載の回転塗布装置。
前記塗布液供給部は、前記第１および第２の滴下量の内、前記第２の滴下量を、０．１
ｍｌ以下とする、請求項２から８のいずれか１項に記載の回転塗布装置。
前記塗布液供給部は、前記塗布液をそれぞれ前記第１から第３の吐出速度で吐出する第
１から第３の吐出時間の内、少なくとも前記第２または第３の吐出時間を、０．１秒以下
とする、請求項３に記載の回転塗布装置。
前記塗布液供給部は、前記塗布液をそれぞれ前記第１から第３の吐出速度で吐出する間
の前記塗布液の第１から第３の吐出量の内、少なくとも前記第２または第３の吐出量を、
０．１ｍｌ以下とする、請求項３または１０に記載の回転塗布装置。
基板にプリウェット液を滴下するプリウェット液供給部と、
前記基板に塗布液を滴下する塗布液供給部と、
前記基板を回転させるモータと、
前記塗布液供給部および前記モータの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記プリウェット液供給部により、前記基板に２３℃における蒸気圧が６ｈＰａ以下の
液体を前記プリウェット液として滴下し、
前記プリウェット液の滴下の後、前記モータにより前記基板を回転を開始し、
前記基板の回転の開始してから１秒以上後、前記モータにより前記基板を第１の回転数
（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供給部により前記基板に前記塗布液を第１の滴
下量だけ滴下し、
前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記モータにより前記基板を前記第１
の回転数よりも小さい第２の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記塗布液供給部によ
り前記基板に前記塗布液を第２の滴下量だけ滴下する、
回転塗布装置。
基板を第１の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記基板に塗布液を第１の吐出速度
で第１の滴下量だけ滴下し、
前記塗布液を前記第１の滴下量だけ滴下した後、前記基板を前記第１の回転数よりも小
さい第２の回転数（ｒｐｍ）で回転させながら、前記基板に前記塗布液を前記第１の吐出
速度よりも速い第２の吐出速度で第２の滴下量だけ滴下し、
前記塗布液を前記第２の吐出速度で吐出した後、前記塗布液を前記第２の吐出速度より
も遅い第３の吐出速度で、前記第１の滴下量と前記第２の滴下量の和よりも少ない第３の
滴下量だけ前記基板に吐出する、
回転塗布方法。