JP2019009334A - 塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体 - Google Patents

塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】高い膜厚均一性にて基板の表面に液膜を形成するのに有効な塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】塗布処理手順は、ウェハの表面の中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハの表面にレジスト液を供給することと、液溜りをウェハの外周より内側に留めるように設定された第一回転速度でウェハを回転させながら、ウェハの表面に希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させた後に、第一回転速度でのウェハの回転を継続させながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、レジスト液をウェハの外周側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハを回転させることと、を含む。
【選択図】図５

Description

本開示は、塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体に関する。
特許文献１には、ウェハの外周部に溶剤の液膜を環状に形成することと、ウェハを第１の回転速度で回転させながら塗布液をウェハの中心部に供給することと、ウェハを第２の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転させて塗布液を拡散させることと、を含む塗布処理方法が開示されている。
特開２０１６−１１５６９３号公報
本開示は、高い膜厚均一性にて基板の表面に液膜を形成するのに有効な塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体を提供することを目的とする。
本開示に係る塗布処理方法は、基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成する条件にて、基板の表面に処理液を供給することと、液溜りを基板の外周より内側に留めるように設定された第一回転速度で基板を回転させながら、基板の表面に希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させた後に、第一回転速度での基板の回転を継続させながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、処理液を基板の外周側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度で基板を回転させることと、を含む。
この塗布処理方法によれば、基板の表面の中央部に処理液の液溜りが形成された後に、希釈液の到達位置が液溜りの外から液溜りの外周部分に徐々に進入し、その後、液溜りの外周部分から液溜りの外に徐々に退出する。このため、液溜りの外周部分を高い均一性で希釈することができる。その後、基板が第一回転速度よりも高い回転速度で回転することにより、液溜りの外周部分の混合液が基板の外周側に広がり、更に液溜りの処理液が基板の外周側に広がる。上述のように、液溜りの外周部分は高い均一性で希釈されており、且つ混合液の粘度は処理液の粘度に比較して低いので、混合液は高い均一性で基板の外周側に広がる。その混合液に導かれることで、処理液も高い均一性で基板の外周側に広がる。従って、高い膜厚均一性にて基板の表面に液膜を形成するのに有効である。
基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成することは、第一回転速度以上の第二回転速度で基板を回転させながら、基板の回転中心を含む第一領域に処理液の液溜りを形成し、第一領域より外周側の第二領域には処理液を付着させない条件にて、基板の表面に処理液を供給することを含み、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることは、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させることを含み、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることは、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させることを含んでもよい。この場合、第二回転速度で基板を回転させながら基板の表面に処理液を形成することにより、周方向における均一性の高い液溜りが第一領域に形成される。また、第一回転速度、つまり希釈液の供給位置を移動させる際の基板回転速度を、第二回転速度以下、つまり処理液の液溜りを形成する際の基板回転速度以下とすることにより、希釈液の供給位置を移動させる際における処理液の広がりがより確実に抑制され、周方向における均一性の高い液溜りが維持される。このため、希釈液の到達位置が第二領域から第一領域内に入出する際に、液溜りの外周部分がより高い均一性で希釈される。
希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、第一回転速度よりも高い回転速度で基板を回転させることは、第一回転速度よりも高く、処理液と希釈液との混合液を基板の外周側に広げる第三回転速度で基板を回転させることと、基板を第三回転速度で回転させた後に、第三回転速度よりも高く、処理液を基板の外周側に広げる第四回転速度で基板を回転させることと、を含んでもよい。この場合、回転速度を段階的に高めることにより、混合液が先に広がって処理液を導く現象をより顕著に発生させることができる。
希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させる前に、基板の外周より内側の位置に希釈液の供給を開始してもよい。この場合、基板の外周より外側において希釈液の供給を開始するのに比較して、希釈液の供給位置を第一領域に進入させる際の移動距離が短くなる。従って、処理時間の短縮に有効である。
基板の回転速度を第一回転速度よりも低い第五回転速度とするように回転保持部を制御しながら希釈液の供給を開始してもよい。この場合、希釈液が最初に基板に到達する際の液跳ねを抑制し、跳ねた希釈液が液溜りに混入するなどの不測の現象の発生を抑制することができる。
希釈液の供給を開始した後、希釈液の供給位置の移動を開始する前に、第五回転速度での基板の回転を一回転以上継続させてもよい。この場合、第二領域への希釈液の塗布状態が周方向においてばらつくことが抑制される。このため、基板が第三回転速度で回転する際に、混合液をより高い均一性で基板の外周側に広げることができる。
希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させた後、希釈液の供給位置が基板の外周より内側にある状態で希釈液の供給を停止してもよい。この場合、基板の外周より外側において希釈液の供給を停止するのに比較して、希釈液の供給位置を第一領域から退出させる際の移動距離が短くなる。従って、処理時間の更なる短縮に有効である。
基板の表面が乾燥した状態にて、基板の表面への処理液の供給を開始し、第二領域が乾燥した状態にて、希釈液の供給を開始してもよい。この場合、基板の表面が濡れた状態にて処理液を供給するのに比較して、液溜りの半径（基板の回転中心から液溜り周縁までの距離）の周方向における均一性が高められる。液溜りの半径の均一性向上は、液膜の膜厚均一性の更なる向上に寄与する。
本開示の他の側面に係る塗布処理装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、基板の表面に希釈液を供給する希釈液供給部と、制御部と、を備え、制御部は、基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成する条件にて、基板の表面に処理液を供給するように処理液供給部を制御する液溜り形成制御部と、液溜り形成制御部による制御の後に、液溜りを基板の外周より内側に留めるように設定された第一回転速度で基板を回転させるように回転保持部を制御しながら、基板の表面に希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させるように希釈液供給部を制御する第一希釈制御部と、第一希釈制御部による制御の後に、第一回転速度での基板の回転を継続させるように回転保持部を制御しながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させるように希釈液供給部を制御する第二希釈制御部と、第二希釈制御部による制御の後に、処理液を基板の外周側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度で基板を回転させるように回転保持部を制御する塗布制御部と、を有する。
液溜り形成制御部は、第一回転速度以上の第二回転速度で基板を回転させるように回転保持部を制御しながら、基板の回転中心を含む第一領域に処理液の液溜りを形成し、第一領域より外周側の第二領域には処理液を付着させない条件にて、基板の表面に処理液を供給するように処理液供給部を制御し、第一希釈制御部は、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させるように希釈液供給部を制御し、第二希釈制御部は、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させるように希釈液供給部を制御してもよい。
塗布制御部は、第一回転速度よりも高く、処理液と希釈液との混合液を基板の外周側に広げる第三回転速度で基板を回転させるように回転保持部を制御する第一塗布制御部と、第一塗布制御部による制御の後に、第三回転速度よりも高く、処理液を基板の外周側に広げる第四回転速度で基板を回転させるように回転保持部を制御する第二塗布制御部と、を含んでもよい。
第一希釈制御部は、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させる前に、基板の外周より内側の位置に希釈液の供給を開始するように希釈液供給部を制御してもよい。
第一希釈制御部は、基板を第一回転速度よりも低い第五回転速度で回転させるように回転保持部を制御しながら希釈液の供給を開始するように希釈液供給部を制御してもよい。
第一希釈制御部は、希釈液の供給を開始するように希釈液供給部を制御した後、希釈液の供給位置の移動を開始するように希釈液供給部を制御する前に、第五回転速度での基板の回転を一回転以上継続させるように回転保持部を制御してもよい。
第二希釈制御部は、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させるように希釈液供給部を制御した後、供給位置が基板の外周より内側にある状態で希釈液の供給を停止するように希釈液供給部を制御してもよい。
液溜り制御部は、基板の表面が乾燥した状態にて、基板の表面への処理液の供給を開始するように処理液供給部を制御し、第一希釈制御部は、第二領域が乾燥した状態にて、希釈液の供給を開始するように希釈液供給部を制御してもよい。
本開示によれば、高い膜厚均一性にて基板の表面に液膜を形成するのに有効な塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体を提供することを目的とする。
基板液処理システムの概略構成を示す斜視図である。 塗布・現像装置の概略構成を示す断面図である。 塗布ユニットの概略構成を示す模式図である。 制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。 塗布処理手順を示すフローチャートである。 液溜り形成処理の手順を示すフローチャートである。 液溜り形成処理の実行中におけるウェハの状態を示す模式図である。 第一希釈処理の手順を示すフローチャートである。 第一希釈処理の実行中におけるウェハの状態を示す模式図である。 第二希釈処理の手順を示すフローチャートである。 第二希釈処理の実行中におけるウェハの状態を示す模式図である。 第一塗布処理の手順を示すフローチャートである。 第二塗布処理の手順を示すフローチャートである。 第一塗布処理及び第二塗布処理の実行中におけるウェハの状態を示す模式図である。
〔基板処理システム〕
基板処理システム１は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハＷである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。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、ウェハＷ（基板）上に形成されたレジスト膜（感光性被膜）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の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウェハ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。
〔塗布処理装置〕
以下、塗布処理装置の一例として、塗布・現像装置２の構成を説明する。図１及び図２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、インタフェースブロック６と、制御部１００とを備える。
キャリアブロック４は、塗布・現像装置２内へのウェハＷの導入及び塗布・現像装置２内からのウェハＷの導出を行う。例えばキャリアブロック４は、ウェハＷ用の複数のキャリアＣを支持可能であり、受け渡しアームＡ１を内蔵している。キャリアＣは、例えば円形の複数枚のウェハＷを収容する。受け渡しアームＡ１は、キャリアＣからウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリアＣ内に戻す。
処理ブロック５は、複数の処理モジュール１１，１２，１３，１４を有する。処理モジュール１１，１２，１３は、塗布ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。
処理モジュール１１は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウェハＷの表面上に下層膜を形成する。処理モジュール１１の塗布ユニットＵ１は、下層膜形成用の処理液をウェハＷ上に塗布する。処理モジュール１１の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。
処理モジュール１２は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。処理モジュール１２の塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液を下層膜の上に塗布する。処理モジュール１２の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。
処理モジュール１３は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりレジスト膜上に上層膜を形成する。処理モジュール１３の塗布ユニットＵ１は、上層膜形成用の液体をレジスト膜の上に塗布する。処理モジュール１３の熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。
処理モジュール１４は、現像ユニットＵ３と、熱処理ユニットＵ４と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。
処理モジュール１４は、現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４により、露光後のレジスト膜の現像処理を行う。現像ユニットＵ３は、露光済みのウェハＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液により洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットＵ４は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。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。
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。棚ユニットＵ１０は、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ェハＷを昇降させる。
処理ブロック５内におけるインタフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
インタフェースブロック６は、露光装置３との間でウェハＷの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック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に配置されたウェハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。
制御部１００は、例えば以下の手順で塗布・現像処理を実行するように塗布・現像装置２を制御する。まず制御部１００は、キャリアＣ内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送するように受け渡しアームＡ１を制御し、このウェハＷを処理モジュール１１用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。
次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１１内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの表面上に下層膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、下層膜が形成されたウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１２用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。
次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１２内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの下層膜上にレジスト膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１３用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。
次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１３内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜上に上層膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１１に搬送するように搬送アームＡ３を制御する。
次に制御部１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを露光装置３に送り出すように受け渡しアームＡ８を制御する。その後制御部１００は、露光処理が施されたウェハＷを露光装置３から受け入れて、棚ユニットＵ１１における処理モジュール１４用のセルに配置するように受け渡しアームＡ８を制御する。
次に制御部１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを処理モジュール１４内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜に現像処理を施すように現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷをキャリアＣ内に戻すように昇降アームＡ７及び受け渡しアームＡ１を制御する。以上で塗布・現像処理が完了する。
なお、塗布処理装置の具体的な構成は、以上に例示した塗布・現像装置２の構成に限られない。塗布処理装置は、塗布ユニットＵ１と、これを制御可能な制御部１００とを備えていればどのようなものであってもよい。
〔塗布ユニット〕
続いて、処理モジュール１２の塗布ユニットＵ１の構成を詳細に説明する。塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液（以下、「レジスト液」という。）をウェハＷの表面に供給し、当該表面上にレジスト液の液膜を形成する。図３に示すように、塗布ユニットＵ１は、回転保持部２０と、処理液供給部３０と、希釈液供給部４０とを有する。
回転保持部２０は、ウェハＷを保持して回転させる。例えば回転保持部２０は、保持部２１と回転駆動部２２とを有する。保持部２１は、表面Ｗａを上にして水平に配置されたウェハＷの中心部を支持し、当該ウェハＷを例えば真空吸着等により保持する。回転駆動部２２は、例えば電動モータ等を動力源として、鉛直な回転中心ＣＬ１まわりに保持部２１を回転させる。これによりウェハＷも回転する。
処理液供給部３０は、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給する。例えば処理液供給部３０は、ノズル３１と、液源３２と、送液部３３と、ノズル搬送部３４とを有する。ノズル３１は、ウェハＷの表面Ｗａ側（下方）にレジスト液を吐出する。液源３２は、レジスト液を収容し、当該レジスト液をノズル３１側に圧送する。レジスト液は、１０００〜７０００ｃＰの粘度を有する。レジスト液の粘度は３０００〜５０００ｃＰであってもよい。送液部３３は、液源３２からノズル３１にレジスト液を導く。例えば送液部３３は、送液ラインＬ１とバルブＶ１とを有する。送液ラインＬ１は液源３２とノズル３１とを接続する。バルブＶ１は例えばエアオペレーションバルブであり、送液ラインＬ１内の流路を開閉する。ノズル搬送部３４は、電動モータなどを動力源としてノズル３１を水平方向に搬送する。
希釈液供給部４０は、ウェハＷの表面Ｗａに希釈液を供給する。例えば希釈液供給部４０は、ノズル４１と、液源４２と、送液部４３と、ノズル搬送部４４とを有する。ノズル４１は、ウェハＷの表面Ｗａ側（下方）に希釈液を吐出する。液源４２は、希釈液を収容し、当該希釈液をノズル４１側に圧送する。希釈液は、レジスト液よりも低粘度であり、レジスト液を溶解可能である。希釈液の具体例としては、シンナー等の有機溶剤が挙げられる。送液部４３は、液源４２からノズル４１に希釈液を導く。例えば送液部４３は、送液ラインＬ２とバルブＶ２とを有する。送液ラインＬ２は液源４２とノズル４１とを接続する。バルブＶ２は例えばエアオペレーションバルブであり、送液ラインＬ２内の流路を開閉する。ノズル搬送部４４は、電動モータなどを動力源としてノズル４１を水平方向に搬送する。
以上のように構成された塗布ユニットＵ１は、制御部１００により制御される。制御部１００は、ウェハＷの表面Ｗａの中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給するように処理液供給部３０を制御することと、液溜りをウェハＷの外周Ｗｂより内側に留めるように設定された第一回転速度でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａに希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させるように希釈液供給部４０を制御することと、希釈液の供給位置が液溜りの外から液溜りの外周部分に移動した後に、第一回転速度でのウェハＷの回転を継続させるように回転保持部２０を制御しながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させるように希釈液供給部４０を制御することと、希釈液の供給位置が液溜りの外周部分から液溜りの外に移動した後に、レジスト液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させるように回転保持部２０を制御することと、を実行するように構成されている。液溜りの外周部分とは、液溜り内において、液溜りの外周の近傍に位置する環状部分を意味する。
例えば制御部１００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、液溜り形成制御部１１１と、第一希釈制御部１１２と、第二希釈制御部１１３と、塗布制御部１１４と。保持制御部１１７とを有する。
液溜り形成制御部１１１は、ウェハＷの表面Ｗａの中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給するように処理液供給部３０を制御する。例えば液溜り形成制御部１１１は、ウェハＷを上記第一回転速度以上の第二回転速度で回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの回転中心ＣＬ１を含む第一領域にレジスト液の液溜りを形成し、第一領域より外周側の第二領域にはレジスト液を付着させない条件にて、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給するように処理液供給部３０を制御する。
液溜り形成制御部１１１は、ウェハＷの表面Ｗａが乾燥した状態にて、ウェハＷのウェハＷへのレジスト液の供給を開始するように処理液供給部３０を制御してもよい。
第一希釈制御部１１２は、第一回転速度でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａに希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させるように希釈液供給部４０を制御する。例えば第一希釈制御部１１２は、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させるように希釈液供給部４０を制御する。
第一希釈制御部１１２は、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させる前に、ウェハＷの外周Ｗｂより内側の位置に希釈液の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御してもよい。この場合、第一希釈制御部１１２は、ウェハＷの回転速度を第一回転速度よりも低い第五回転速度とするように回転保持部２０を制御した後に希釈液の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御してもよい。第五回転速度はゼロであってもよい。すなわち、第一希釈制御部１１２は、ウェハＷの回転を停止させた後に希釈液の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御してもよい。第一希釈制御部１１２は、希釈液の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御した後、希釈液の供給位置の移動を開始するように希釈液供給部４０を制御する前に、第五回転速度でのウェハＷの回転を一回転以上継続させるように回転保持部２０を制御してもよい。
第一希釈制御部１１２は、第二領域が乾燥した状態にて、希釈液の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御してもよい。
第二希釈制御部１１３は、第一希釈制御部１１２による制御の後に、第一回転速度でのウェハＷの回転を継続させるように回転保持部２０を制御しながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させるように希釈液供給部４０を制御する。例えば第二希釈制御部１１３は、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させるように希釈液供給部４０を制御する。
第二希釈制御部１１３は、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させるように希釈液供給部４０を制御した後、供給位置がウェハＷの外周Ｗｂより内側にある状態で希釈液の供給を停止するように希釈液供給部４０を制御してもよい。
塗布制御部１１４は、第二希釈制御部１１３による制御の後に、レジスト液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させるように回転保持部２０を制御する。
例えば塗布制御部１１４は、第一塗布制御部１１５と第二塗布制御部１１６とを含む。第一塗布制御部１１５は、第二希釈制御部１１３による制御の後に、第一回転速度よりも高く、レジスト液と希釈液との混合液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げる第三回転速度でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御する。第二塗布制御部１１６は、第一塗布制御部１１５による制御の後に、第三回転速度よりも高く、レジスト液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げる第四回転速度でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御する。
保持制御部１１７は、搬送アームＡ３により塗布ユニットＵ１にウェハＷが搬入された後に保持部２１により当該ウェハＷを保持するように回転保持部２０を制御し、搬送アームＡ３により塗布ユニットＵ１からウェハＷが搬出される前に保持部２１による当該ウェハＷの保持を解除するように回転保持部２０を制御する。
制御部１００は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。例えば制御部１００は、図４に示す回路１２０を有する。回路１２０は、一つ又は複数のプロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４と、タイマー１２５とを有する。
ストレージ１２３は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。記憶媒体は、後述の塗布処理手順を塗布ユニットＵ１に実行させるためのプログラムを記憶している。記憶媒体は、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等の取り出し可能な媒体であってもよい。メモリ１２２は、ストレージ１２３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１２１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１２１は、メモリ１２２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート１２４は、プロセッサ１２１からの指令に従って、回転保持部２０、処理液供給部３０及び希釈液供給部４０との間で電気信号の入出力を行う。タイマー１２５は、例えば一定周期の基準パルスをカウントすることで経過時間を計測する。
なお、制御部１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えば制御部１００の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。
〔塗布処理手順〕
続いて、塗布処理方法の一例として、制御部１００が塗布ユニットＵ１を制御することにより実行される塗布処理手順を説明する。この塗布処理手順は、ウェハＷの表面Ｗａの中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給することと、液溜りをウェハＷの外周Ｗｂより内側に留めるように設定された第一回転速度でウェハＷを回転させながら、ウェハＷの表面Ｗａに希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させた後に、第一回転速度でのウェハＷの回転を継続させながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、レジスト液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハＷを回転させることと、を含む。
ウェハＷの表面Ｗａの中心部にレジスト液の液溜りを形成することは、第一回転速度以上の第二回転速度でウェハＷを回転させながら、ウェハＷの回転中心を含む第一領域にレジスト液の液溜りを形成し、第一領域より外周側の第二領域にはレジスト液を付着させない条件にて、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給することを含み、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることは、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させることを含み、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることは、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させることを含んでもよい。
希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハＷを回転させることは、第一回転速度よりも高く、レジスト液と希釈液との混合液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げる第三回転速度でウェハＷを回転させることと、ウェハＷを第三回転速度で回転させた後に、第三回転速度よりも高く、レジスト液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げる第四回転速度でウェハＷを回転させることと、を含んでもよい。
希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させる前に、ウェハＷの外周Ｗｂより内側の位置に希釈液の供給を開始してもよい。この場合、ウェハＷの回転速度を第一回転速度よりも低い第五回転速度とした後に希釈液の供給を開始してもよく、希釈液の供給を開始した後、希釈液の供給位置の移動を開始する前に、第五回転速度でのウェハＷの回転を一回転以上継続させてもよい。
希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させた後、希釈液の供給位置がウェハＷの外周Ｗｂより内側にある状態で希釈液の供給を停止してもよい。
ウェハＷの表面が乾燥した状態にて、ウェハＷの表面Ｗａへのレジスト液の供給を開始し、第二領域が乾燥した状態にて、希釈液の供給を開始してもよい。
以下、制御部１００による塗布ユニットＵ１の制御手順の具体例を示す。図５に示すように、制御部１００は、まずステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、保持制御部１１７が、搬送アームＡ３により塗布ユニットＵ１に搬入されたウェハＷを保持部２１により保持するように回転保持部２０を制御する。
次に、制御部１００はステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、液溜り形成制御部１１１が、液溜り形成制御を実行する。液溜り形成制御は、ウェハＷを第二回転速度で回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの回転中心ＣＬ１を含む第一領域にレジスト液の液溜りを形成し、第一領域より外周側の第二領域にはレジスト液を付着させない条件にて、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト液を供給するように処理液供給部３０を制御することを含む。液溜り形成制御の詳細な内容については後述する。
次に、制御部１００はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、第一希釈制御部１１２が、第一希釈制御を実行する。第一希釈制御は、ウェハＷを第二回転速度よりも小さい第一回転速度で回転させるように回転保持部２０を制御しながら、ウェハＷの表面Ｗａに希釈液を供給し、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させるように希釈液供給部４０を制御することを含む。第一希釈制御の詳細な内容については後述する。
次に、制御部１００はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、第二希釈制御部１１３が、第二希釈制御を実行する。第二希釈制御は、第一回転速度でのウェハＷの回転を継続させるように回転保持部２０を制御しながら、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させるように希釈液供給部４０を制御することを含む。第二希釈制御の詳細な内容については後述する。
次に、制御部１００はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、第一塗布制御部１１５が、第一塗布制御を実行する。第一塗布制御は、第一回転速度よりも高く、レジスト液と希釈液との混合液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げる第三回転速度でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御することを含む。第一塗布制御の詳細な内容については後述する。
次に、制御部１００はステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、第二塗布制御部１１６が、第二塗布制御を実行する。第二塗布制御は、第三回転速度よりも高く、レジスト液をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げる第四回転速度でウェハＷを回転させるように回転保持部２０を制御することを含む。第二塗布制御の詳細な内容については後述する。
次に、制御部１００はステップＳ０７を実行する。ステップＳ０７では、保持制御部１１７が、保持部２１によるウェハＷの保持を解除するように回転保持部２０を制御する。その後、ウェハＷは搬送アームＡ３により現像ユニットＵ３から搬出される。
（液溜り形成制御）
続いて、ステップＳ０２における液溜り形成制御の内容を詳細に説明する。図６に示すように、制御部１００は、まずステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、液溜り形成制御部１１１が、回転駆動部２２によりウェハＷを第二回転速度ω２（図７の（ａ）参照）で回転させることを開始するように回転保持部２０を制御する。
第二回転速度ω２は、ウェハＷの表面Ｗａ上に供給されたレジスト液を外周Ｗｂ側に広げる遠心力を生じないように設定されている。第二回転速度ω２は、例えば５０〜２５０ｒｐｍであり、１００〜２００ｒｐｍであってもよい。液溜り形成制御部１１１は、停止状態から第二回転速度ω２まで、ウェハＷの回転速度を徐々に変化させるように回転保持部２０を制御してもよい。徐々に変化させることは、段階的に変化させることを含む。以下においても同様である。
次に、制御部１００はステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、液溜り形成制御部１１１が、ノズル搬送部３４によりノズル３１をウェハＷの回転中心ＣＬ１上に配置するように処理液供給部３０を制御する。
次に、制御部１００はステップＳ１３を実行する。ステップＳ１３では、液溜り形成制御部１１１が、バルブＶ１を開き、ノズル３１から下方へのレジスト液２１１の供給を開始するように処理液供給部３０を制御する。これにより、表面Ｗａの回転中心ＣＬ１にレジスト液２１１が供給される（図７の（ａ）参照）。
次に、制御部１００はステップＳ１４を実行する。ステップＳ１４では、液溜り形成制御部１１１が所定時間の経過を待機する。当該所定時間は、適切な液溜りが得られるように、事前の条件出しにより設定されている。
次に、制御部１００はステップＳ１５を実行する。ステップＳ１５では、液溜り形成制御部１１１が、バルブＶ１を閉じ、ノズル３１から下方へのレジスト液２１１の供給を停止するように処理液供給部３０を制御する。
以上で液溜り形成制御が完了し、表面Ｗａにおいて回転中心ＣＬ１を含む第一領域２０１にレジスト液２１１の液溜り２２１が形成される（図７の（ｂ）参照）。第一領域２０１より外側の第二領域２０２にレジスト液２１１は付着しない。
なお、上述した手順は、回転中心ＣＬ１を含む第一領域２０１にレジスト液２１１の液溜り２２１を形成し、第二領域２０２にはレジスト液２１１を付着させない限りにおいて、適宜変更可能である。例えば、ウェハＷの回転開始（ステップＳ１１）に先立ってノズル３１の配置（ステップＳ１２）を実行してもよい。また、ステップＳ１２において、回転中心ＣＬ１からずれた位置にノズル３１を配置してもよく、所定時間の待機（ステップＳ１４）中に、ノズル搬送部３４によりノズル３１を移動させてもよい。
（第一希釈制御）
続いて、ステップＳ０３における第一希釈制御の内容を詳細に説明する。図８に示すように、制御部１００は、まずステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、第一希釈制御部１１２が、ノズル搬送部４４によりノズル４１の中心を吐出開始位置に配置するように希釈液供給部４０を制御する。吐出開始位置は、第二領域２０２においてウェハＷの外周Ｗｂより内側の位置の上方である。
次に、制御部１００はステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、第一希釈制御部１１２が、ウェハＷの回転速度を第二回転速度ω２から第五回転速度ω５（図９の（ａ）参照）に変更するように回転保持部２０を制御する。
第五回転速度は、例えば０〜４０ｒｐｍであり、０〜２０ｒｐｍであってもよい。すなわち、第一希釈制御部１１２は、ウェハＷの回転が停止した状態にて、希釈液の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御してもよい。第一希釈制御部１１２は、第二回転速度ω２から第五回転速度ω５まで、ウェハＷの回転速度を徐々に変化させるように回転保持部２０を制御してもよい。
次に、制御部１００はステップＳ２３を実行する。ステップＳ２３では、第一希釈制御部１１２が、バルブＶ２を開き、ノズル４１から下方への希釈液２１２の供給を開始するように希釈液供給部４０を制御する。これにより、第二領域２０２においてウェハＷの外周Ｗｂより内側の位置に希釈液２１２が供給される（図９の（ａ）参照）。
次に、制御部１００はステップＳ２４を実行する。ステップＳ２４では、第一希釈制御部１１２が所定時間の経過を待機する。所定時間は、第五回転速度ω５にてウェハＷが一回転する時間以上に設定されている。当該所定時間の経過により、希釈液が円環状に塗布される（図９の（ｂ）参照）。
次に、制御部１００はステップＳ２５を実行する。ステップＳ２５では、第一希釈制御部１１２が、ウェハＷの回転速度を第五回転速度ω５から第一回転速度ω１（図９の（ｃ）参照）に変更するように回転保持部２０を制御する。
第一回転速度は、例えば２０〜１００ｒｐｍであり、４０〜８０ｒｐｍであってもよい。第一希釈制御部１１２は、第五回転速度ω５から第一回転速度ω１まで、ウェハＷの回転速度を徐々に変化させるように回転保持部２０を制御してもよい。
次に、制御部１００はステップＳ２６を実行する。ステップＳ２６では、第一希釈制御部１１２が、ノズル搬送部４４により回転中心ＣＬ１側にノズル４１を移動させることを開始するように希釈液供給部４０を制御する。
以後、第一希釈制御部１１２は、ノズル４１を第一移動速度ｎｖ１で移動させるように希釈液供給部４０を制御する（図９の（ｃ）参照）。第一移動速度ｎｖ１は、例えば１〜２０ｍｍ／ｓであり、５〜１５ｍｍ／ｓであってもよい。
次に、制御部１００はステップＳ２７を実行する。ステップＳ２７では、ノズル４１の中心が所定位置に到達するのを第一希釈制御部１１２が待機する。所定位置は、第一領域２０１の外周部分２０１ｂの上方である。所定位置は、例えば回転中心ＣＬ１からの距離が第一領域２０１の半径の２／３〜１１／１２である位置であり、回転中心ＣＬ１からの距離が当該半径の３／４〜６／７となる位置であってもよい。
次に、制御部１００はステップＳ２８を実行する。ステップＳ２８では、第一希釈制御部１１２が、ノズル搬送部４４によるノズル４１の移動を停止させるように希釈液供給部４０を制御する。
以上で第一希釈制御が完了する。ノズル４１が上記所定位置まで移動することにより、液溜り２２１の外周部分２２１ｂが希釈液２１２により希釈され、レジスト液２１１がレジスト液２１１及び希釈液２１２の混合液２１３により囲まれた状態となる（図９の（ｃ）参照）。
なお、上述した手順は、希釈液２１２を吐出しているノズル４１を第二領域２０２から第一領域２０１の外周部分に移動させる限りにおいて適宜変更可能である。例えば、ノズル４１の配置（ステップＳ２１）に先立ってウェハＷの回転速度の変更（ステップＳ２２）を実行してもよい。
（第二希釈制御）
続いて、ステップＳ０４における第二希釈制御の内容を詳細に説明する。図１０に示すように、制御部１００は、まずステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、第二希釈制御部１１３が所定時間の経過を待機する。これにより、液溜り２２１の外周部分２２１ｂの希釈が継続される（図１１の（ａ）参照）。当該所定時間は、液溜り２２１の外周部分２２１ｂを十分に希釈し得るように、事前の条件出しにより設定されている。
次に、制御部１００はステップＳ３２を実行する。ステップＳ３２では、第二希釈制御部１１３が、ノズル搬送部４４によりウェハＷの外周Ｗｂ側にノズル４１を移動させることを開始するように希釈液供給部４０を制御する。以後、第二希釈制御部１１３は、ノズル４１を第二移動速度ｎｖ２で移動させるように希釈液供給部４０を制御する（図１１の（ｂ）参照）。第二移動速度ｎｖ２は、例えば第一移動速度ｎｖ１と同等である。
次に、制御部１００はステップＳ３３を実行する。ステップＳ３３では、ノズル４１の中心が吐出停止位置に到達するのを第二希釈制御部１１３が待機する。吐出停止位置は、第二領域２０２においてウェハＷの外周Ｗｂより内側の位置の上方である。
次に、制御部１００はステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、第二希釈制御部１１３が、バルブＶ２を閉じ、ノズル４１から下方への希釈液２１２の供給を停止するように希釈液供給部４０を制御する。以上で第二希釈制御が完了する。
（第一塗布制御）
続いて、ステップＳ０５における第一塗布制御の内容を詳細に説明する。図１２に示すように、制御部１００は、まずステップＳ４１を実行する。ステップＳ４１では、第一塗布制御部１１５が、ウェハＷの回転速度を第一回転速度ω１から第三回転速度ω３（図１４の（ａ）参照）に変更するように回転保持部２０を制御する。
第三回転速度ω３は、レジスト液２１１をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げることなく、混合液２１３をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げるように設定されている。例えば第三回転速度ω３は、１００〜５００ｒｐｍであり、２００〜４００ｒｐｍであってもよい。第一塗布制御部１１５は、第一回転速度ω１から第三回転速度ω３まで、ウェハＷの回転速度を徐々に変化させるように回転保持部２０を制御してもよい。
次に、制御部１００はステップＳ４２を実行する。ステップＳ４２では、第一塗布制御部１１５が所定時間の経過を待機する。この間に、液溜り２２１の外周部分２２１ｂの混合液２１３がウェハＷの外周Ｗｂ側に塗り広げられる（図１４の（ａ）参照）。当該所定時間は、混合液２１３を十分に塗り広げ得るように、事前の条件出しにより設定されている。以上で第一塗布制御が完了する。
（第二塗布制御）
続いて、ステップＳ０６における第二塗布制御の内容を詳細に説明する。図１３に示すように、制御部１００は、まずステップＳ５１を実行する。ステップＳ５１では、第二塗布制御部１１６が、ウェハＷの回転速度を第三回転速度ω３から第四回転速度ω４（図１４の（ｂ）参照）に変更するように回転保持部２０を制御する。
第四回転速度ω４は、レジスト液２１１をウェハＷの外周Ｗｂ側に広げるように設定されている。例えば第四回転速度ω４は、４００〜１２００ｒｐｍであり、６００〜１０００ｒｐｍであってもよい。第二塗布制御部１１６は、第三回転速度ω３から第四回転速度ω４まで、ウェハＷの回転速度を徐々に変化させるように回転保持部２０を制御してもよい。
次に、制御部１００はステップＳ５２を実行する。ステップＳ５２では、第二塗布制御部１１６が所定時間の経過を待機する。この間に、液溜り２２１のレジスト液２１１がウェハＷの外周Ｗｂ側に塗り広げられる（図１４の（ｂ）参照）。当該所定時間は、レジスト液２１１を十分に塗り広げ得るように、事前の条件出しにより設定されている。以上で第二塗布制御が完了し、レジスト液２１１の液膜が形成される（図１４の（ｃ）参照）。
〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、上記塗布処理手順は、ウェハの表面の中心部にレジスト液の液溜りを形成する条件にて、ウェハの表面にレジスト液を供給することと、液溜りをウェハの外周より内側に留めるように設定された第一回転速度でウェハを回転させながら、ウェハの表面に希釈液を供給し、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させた後に、第一回転速度でのウェハの回転を継続させながら、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることと、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、レジスト液をウェハの外周側に広げるように、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハを回転させることと、を含む。
この塗布処理方法によれば、ウェハの表面の中央部にレジスト液の液溜りが形成された後に、希釈液の到達位置が液溜りの外から液溜りの外周部分に徐々に進入し、その後、液溜りの外周部分から液溜りの外に徐々に退出する。このため、液溜りの外周部分を高い均一性で希釈することができる。その後、ウェハが第一回転速度よりも高い回転速度で回転することにより、液溜りの外周部分の混合液がウェハの外周側に広がり、更に液溜りのレジスト液がウェハの外周側に広がる。上述のように、液溜りの外周部分は高い均一性で希釈されており、且つ混合液の粘度はレジスト液の粘度に比較して低いので、混合液は高い均一性でウェハの外周側に広がる。その混合液に導かれることで、レジスト液も高い均一性でウェハの外周側に広がる。従って、高い膜厚均一性にてウェハの表面に液膜を形成するのに有効である。
ウェハの表面の中心部にレジスト液の液溜りを形成することは、第一回転速度以上の第二回転速度でウェハを回転させながら、ウェハの回転中心を含む第一領域にレジスト液の液溜りを形成し、第一領域より外周側の第二領域にはレジスト液を付着させない条件にて、ウェハの表面にレジスト液を供給することを含み、希釈液の供給位置を液溜りの外から液溜りの外周部分に移動させることは、希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させることを含み、希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させることは、希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させることを含んでもよい。この場合、第二回転速度でウェハを回転させながらウェハの表面にレジスト液を形成することにより、周方向における均一性の高い液溜りが第一領域に形成される。また、第一回転速度、つまり希釈液の供給位置を移動させる際のウェハ回転速度を、第二回転速度以下、つまりレジスト液の液溜りを形成する際のウェハ回転速度以下とすることにより、希釈液の供給位置を移動させる際におけるレジスト液の広がりがより確実に抑制され、周方向における均一性の高い液溜りが維持される。このため、希釈液の到達位置が第二領域から第一領域内に入出する際に、液溜りの外周部分がより高い均一性で希釈される。
希釈液の供給位置を液溜りの外周部分から液溜りの外に移動させた後に、第一回転速度よりも高い回転速度でウェハを回転させることは、第一回転速度よりも高く、レジスト液と希釈液との混合液をウェハの外周側に広げる第三回転速度でウェハを回転させることと、ウェハを第三回転速度で回転させた後に、第三回転速度よりも高く、レジスト液をウェハの外周側に広げる第四回転速度でウェハを回転させることと、を含んでもよい。この場合、回転速度を段階的に高めることにより、混合液が先に広がってレジスト液を導く現象をより顕著に発生させることができる。
希釈液の供給位置を第二領域から第一領域の外周部分に移動させる前に、ウェハの外周より内側の位置に希釈液の供給を開始してもよい。この場合、ウェハの外周より外側において希釈液の供給を開始するのに比較して、希釈液の供給位置を第一領域に進入させる際の移動距離が短くなる。従って、処理時間の短縮に有効である。
ウェハの回転速度を第一回転速度よりも低い第五回転速度とするように回転保持部を制御しながら希釈液の供給を開始してもよい。この場合、希釈液が最初にウェハに到達する際の液跳ねを抑制し、跳ねた希釈液が液溜りに混入するなどの不測の現象の発生を抑制することができる。
希釈液の供給を開始した後、希釈液の供給位置の移動を開始する前に、第五回転速度でのウェハの回転を一回転以上継続させてもよい。この場合、第二領域への希釈液の塗布状態が周方向においてばらつくことが抑制される。このため、ウェハが第三回転速度で回転する際に、混合液をより高い均一性でウェハの外周側に広げることができる。
希釈液の供給位置を第一領域の外周部分から第二領域に移動させた後、希釈液の供給位置がウェハの外周より内側にある状態で希釈液の供給を停止してもよい。この場合、ウェハの外周より外側において希釈液の供給を停止するのに比較して、希釈液の供給位置を第一領域から退出させる際の移動距離が短くなる。従って、処理時間の更なる短縮に有効である。
ウェハの表面が乾燥した状態にて、ウェハの表面へのレジスト液の供給を開始し、第二領域が乾燥した状態にて、希釈液の供給を開始してもよい。この場合、ウェハの表面が濡れた状態にてレジスト液を供給するのに比較して、液溜りの半径（ウェハの回転中心から液溜り周縁までの距離）の周方向における均一性が高められる。これにより、液膜の膜厚均一性を更なる向上させることができる。
以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、上記塗布処理手順は、レジスト膜以外の被膜（例えば下層膜又は上層膜）を形成するための塗布処理にも適用可能である。処理対象の基板は、半導体ウェハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等であってもよい。
以下、実施例及び比較例を示す。実施例は、上述した実施形態の一例に過ぎず、本発明は実施例に限定されない。
〔サンプルの作製〕
（実施例）
直径３００ｍｍのシリコンウェハを準備し、その表面に上記ステップＳ０１〜Ｓ０７の塗布処理手順及びその後の加熱処理により厚さ約６０μｍのレジスト膜を形成した。諸条件は以下のとおりである。
レジスト液の粘度：４０００ｃＰ
液膜の半径：約７０ｍｍ
レジスト液の供給開始位置：回転中心から８０ｍｍ
ステップＳ２７における所定位置：回転中心から６０ｍｍ
第二回転速度：１５０ｒｐｍ
第一回転速度：６０ｒｐｍ
第三回転速度：３００ｒｐｍ
第四回転速度：８００ｒｐｍ
第五回転速度：１０ｒｐｍ
第一移動速度：１０ｍｍ／ｓ
第二移動速度：１０ｍｍ／ｓ
塗布処理後の加熱条件：１３０℃にて６００秒間加熱
（比較例）
直径３００ｍｍのシリコンウェハを準備し、実施例と同じレジスト液を用い、シリコンウェハを８００ｒｐｍで回転させながら、回転中心にレジスト液を供給する手法にて塗布処理を実行し、その後実施例と同じ条件で加熱処理を実行して厚さ約６０μｍのレジスト膜を形成した。
〔膜厚の均一性の評価〕
シリコンウェハの全域に亘ってレジスト膜の膜厚を測定し、次式によって膜厚の均一性の評価値を算出した。
評価値＝（膜厚最大値-膜厚最小値）／（膜厚平均値×２）×１００
比較例の評価値は１２．９５％であるのに対し、実施例の評価値は３．８％であった。この結果から、上記ステップＳ０１〜Ｓ０７の塗布処理手順は膜厚均一性の向上に有効であることが確認された。
２…塗布・現像装置（塗布処理装置）、２０…回転保持部、３０…処理液供給部、４０…希釈液供給部、１００…制御部、１１１…液溜り形成制御部、１１２…第一希釈制御部、１１３…第二希釈制御部、１１４…塗布制御部、１１５…第一塗布制御部、１１６…第二塗布制御部、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…表面、ＣＬ１…回転中心。

Claims (17)

  1. 基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成する条件にて、基板の表面に前記処理液を供給することと、
    前記液溜りを前記基板の外周より内側に留めるように設定された第一回転速度で前記基板を回転させながら、前記基板の表面に希釈液を供給し、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させることと、
    前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させた後に、前記第一回転速度での前記基板の回転を継続させながら、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させることと、
    前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させた後に、前記処理液を前記基板の外周側に広げるように、前記第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させることと、を含む塗布処理方法。
  2. 前記基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成することは、
    前記第一回転速度以上の第二回転速度で基板を回転させながら、前記基板の回転中心を含む第一領域に処理液の液溜りを形成し、前記第一領域より外周側の第二領域には前記処理液を付着させない条件にて、前記基板の表面に前記処理液を供給することを含み、
    前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させることは、前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させることを含み、
    前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させることは、前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させることを含む、請求項１記載の塗布処理方法。
  3. 前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させた後に、前記第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させることは、
    前記第一回転速度よりも高く、前記処理液と前記希釈液との混合液を前記基板の外周側に広げる第三回転速度で前記基板を回転させることと、
    前記基板を前記第三回転速度で回転させた後に、前記第三回転速度よりも高く、前記処理液を前記基板の外周側に広げる第四回転速度で前記基板を回転させることと、を含む、請求項２記載の塗布処理方法。
  4. 前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させる前に、前記基板の外周より内側の位置に前記希釈液の供給を開始する、請求項２又は３記載の塗布処理方法。
  5. 前記基板の回転速度を前記第一回転速度よりも低い第五回転速度とした後に前記希釈液の供給を開始する、請求項４記載の塗布処理方法。
  6. 前記希釈液の供給を開始した後、前記希釈液の供給位置の移動を開始する前に、前記第五回転速度での前記基板の回転を一回転以上継続させる、請求項５記載の塗布処理方法。
  7. 前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させた後、前記希釈液の供給位置が前記基板の外周より内側にある状態で前記希釈液の供給を停止する、請求項４〜６のいずれか一項記載の塗布処理方法。
  8. 前記基板の表面が乾燥した状態にて、前記基板の表面への前記処理液の供給を開始し、
    前記第二領域が乾燥した状態にて、前記希釈液の供給を開始する、請求項４〜７のいずれか一項記載の塗布処理方法。
  9. 基板を保持して回転させる回転保持部と、
    前記基板の表面に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板の表面に希釈液を供給する希釈液供給部と、
    制御部と、を備え、
    制御部は、
    基板の表面の中心部に処理液の液溜りを形成する条件にて、基板の表面に前記処理液を供給するように前記処理液供給部を制御する液溜り形成制御部と、
    前記液溜り形成制御部による制御の後に、前記液溜りを前記基板の外周より内側に留めるように設定された第一回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御しながら、前記基板の表面に前記希釈液を供給し、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外から前記液溜りの外周部分に移動させるように前記希釈液供給部を制御する第一希釈制御部と、
    前記第一希釈制御部による制御の後に、前記第一回転速度での前記基板の回転を継続させるように前記回転保持部を制御しながら、前記希釈液の供給位置を前記液溜りの外周部分から前記液溜りの外に移動させるように前記希釈液供給部を制御する第二希釈制御部と、
    前記第二希釈制御部による制御の後に、前記処理液を前記基板の外周側に広げるように、前記第一回転速度よりも高い回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する塗布制御部と、を有する塗布処理装置。
  10. 前記液溜り形成制御部は、前記第一回転速度以上の第二回転速度で基板を回転させるように前記回転保持部を制御しながら、前記基板の回転中心を含む第一領域に処理液の液溜りを形成し、前記第一領域より外周側の第二領域には前記処理液を付着させない条件にて、前記基板の表面に前記処理液を供給するように前記処理液供給部を制御し、
    前記第一希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させるように前記希釈液供給部を制御し、
    前記第二希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させるように前記希釈液供給部を制御する、請求項９記載の塗布処理装置。
  11. 前記塗布制御部は、
    前記第一回転速度よりも高く、前記処理液と前記希釈液との混合液を前記基板の外周側に広げる第三回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する第一塗布制御部と、
    前記第一塗布制御部による制御の後に、前記第三回転速度よりも高く、前記処理液を前記基板の外周側に広げる第四回転速度で前記基板を回転させるように前記回転保持部を制御する第二塗布制御部と、を含む、請求項１０記載の塗布処理装置。
  12. 前記第一希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第二領域から前記第一領域の外周部分に移動させる前に、前記基板の外周より内側の位置に前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御する、請求項１０又は１１記載の塗布処理装置。
  13. 前記第一希釈制御部は、前記基板の回転速度を前記第一回転速度よりも低い第五回転速度とするように前記回転保持部を制御した後に前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御する、請求項１２記載の塗布処理装置。
  14. 前記第一希釈制御部は、前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御した後、前記希釈液の供給位置の移動を開始するように前記希釈液供給部を制御する前に、前記第五回転速度での前記基板の回転を一回転以上継続させるように前記回転保持部を制御する、請求項１３記載の塗布処理装置。
  15. 前記第二希釈制御部は、前記希釈液の供給位置を前記第一領域の外周部分から前記第二領域に移動させるように前記希釈液供給部を制御した後、前記希釈液の供給位置が前記基板の外周より内側にある状態で前記希釈液の供給を停止するように前記希釈液供給部を制御する、請求項１２〜１４のいずれか一項記載の塗布処理装置。
  16. 前記液溜り形成制御部は、前記基板の表面が乾燥した状態にて、前記基板の表面への前記処理液の供給を開始するように処理液供給部を制御し、
    前記第一希釈制御部は、前記第二領域が乾燥した状態にて、前記希釈液の供給を開始するように前記希釈液供給部を制御する、請求項１２〜１５のいずれか一項記載の塗布処理装置。
  17. 請求項１〜８のいずれか一項記載の塗布処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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