JP3800282B2 - 塗布液塗布方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称する）に対して、SOG(Spin On Glass,シリカ系被膜形成材とも呼ばれる) 液、フォトレジスト液、ポリイミド樹脂などの塗布液を塗布する塗布液塗布方法に係り、特に、基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の塗布液塗布方法においては、基板に供給された塗布液が平面視でほぼ円形状の塊（以下、これをコアと称する）のまま暫くその径を拡大してゆくが、その後はコアの円周部から基板の周縁部に向かって多数の細長い塗布液の流れ（以下、これをヒゲと称する）が放射状に伸び始める。多数のヒゲが基板の周縁部に達すると、塗布液が供給され続けているコアからヒゲを通して大量に塗布液が周囲に飛散するため、基板の表面全体を塗布液が覆うまでの被覆所要時間が長くなり塗布液の消費量が多くなる。したがって、基板の表面全体を塗布液で覆うためには周囲に飛散する量を見込んで多めに供給する必要がある。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、まず、溶媒を滴下して基板の表面全体に回転塗布し、基板の表面を塗布液が拡がりやすくなるように前処理を施した後に塗布液を滴下して回転塗布するという方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の方法には次のような問題がある。
すなわち、前塗布した溶媒が基板に形成されている回路パターンなどの段差部分に滞留しがちなため、その上に形成された塗布被膜をベークする際に閉じ込められた溶媒が発泡する場合がある。このような場合には最終的に得られる塗布被膜にムラが生じるという問題がある。
【０００５】
また、溶媒の前塗布により塗布液を拡がりやすくして塗布液の消費量を抑制することができる一方で、使用する溶媒自体の消費量が多くなってしまうという問題点もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、塗布液の供給に先立って溶媒を噴霧することにより、溶媒に起因するムラを防止するとともに、溶媒の消費量を抑制しながらも塗布被膜を形成するために必要な塗布液の量を極めて少なくすることができる塗布液塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、（ａ）基板を第１の回転数で回転させた状態で、基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する過程と、（ｂ）前記基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給する過程と、（ｃ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第３の回転数へ上げてゆく過程と、（ｄ）前記基板の回転数を第４の回転数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚を調整する過程と、をその順に実施することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を第２の回転数で回転させた状態で供給開始し、その状態で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始してその状態で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始し、前記基板の回転数を第２の回転数に上げ始めた後で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、（ａ）基板を第１の回転数で回転させた状態で、基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する過程と、（ｂ）前記基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給する過程と、（ｃ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を前記第２の回転数よりも低い第３の回転数に減速する過程と、（ｄ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第４の回転数へ上げてゆく過程と、（ｅ）前記基板の回転数を第５の回転数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚を調整する過程とをその順に実施し、少なくとも前記過程（ｃ）において減速を開始してから第３の回転数に達するまでは塗布液を供給し続けることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を第２の回転数で回転させた状態で供給開始し、前記過程（ｄ）で前記基板の回転数を第４の回転数に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始し、前記過程（ｄ）で前記基板の回転数を第４の回転数に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
まず、基板の表面に塗布液を供給する前に、基板を第１の回転数で回転させた状態で基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する（過程（ａ））。このように塗布液の塗布前に溶媒を噴霧しておくことによって塗布液の基板表面との接触角を小さくすることができるので、この後に塗布液が基板に供給されたときに、その表面上で塗布液が極めて滑らかに拡がり易くなる。また、溶媒を滴下するのではなく霧状に噴射して供給するので、短時間で広範囲にわたり供給することができるとともに、基板の表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒が滞留しにくくなる。
【００１５】
溶媒の噴霧が完了した後、基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で塗布液をその表面中心付近に供給する（過程（ｂ））。そして、その塗布液が拡がる際には、まず円形状の塗布液のコアから多数の細長いヒゲが基板の周縁部に向かって放射状に延びはじめ、これらのヒゲが基板の周縁部に到達すると、これらを通って塗布液が基板の周囲に飛散塗布液となって飛散するので、不要な塗布液の量が極めて多くなる。そこで、基板の表面に供給された塗布液が拡がって基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を第３の回転数へと上げてゆく（過程（ｃ））。
【００１６】
このように回転数を制御すると、塗布液は図４に示すような挙動を示す。
【００１７】
まず、従来例のように回転数が第２の回転数のままである場合には、図４中にハッチングで示す領域コアＲa ／ヒゲＲb の状態から、二点鎖線で示すようにコアＲa ／ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって遠心力により拡大／伸長するが、ここで回転数を第３の回転数に上げてゆく（加速してゆく）と、ヒゲＲb に慣性力、つまり回転方向とは逆方向の力が作用する。したがって、遠心力と慣性力との合力によりヒゲＲb は周方向に曲げられるようにその幅が拡大するとともに、遠心力によってその先端部が周縁部に向かって伸長し（図４中の点線）、コアＲa の径も拡大することになる。しかも、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板Ｗの表面全体に噴霧して塗布しているので、慣性力によりヒゲＲb は容易に大きく周方向に曲げられる。なお、模式図では省略しているが溶媒塗布を行っている関係上、従来例に比較してヒゲＲb が細く、かつ、従来例よりもさらに多くのヒゲＲb が発生する。さらに、コアＲa の径の拡大も従来例に比較して速くなる。
【００１８】
その結果、ヒゲＲb は基板Ｗの周縁部に向かって伸長するだけでなく、周方向にもその幅を大きく拡大するので、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に達するまでにヒゲＲb 間の隙間が急速に狭まり、塗布液が基板Ｗの表面全体を覆うまでの時間（被覆所要時間）を短縮することができる。この被覆所要時間が短いということは、塗布液の供給を開始してから塗布液が基板Ｗの表面全体を覆って塗布液の供給を停止するまでの時間が短いことを意味する。換言すれば、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に達してから塗布液の供給が停止されるまでの時間が短くなり、それだけヒゲＲb を通って基板Ｗの周縁部から飛散する塗布液の量が少なくなるので、その後に基板を第４の回転数に所定時間だけ保持して（過程（ｄ））、余分な塗布液を振り切って所望膜厚の塗布被膜を形成するために必要となる塗布液の量を少なくすることができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、基板を第２の回転数で回転させつつ塗布液の供給を開始し、その状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミック法』によって塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第３の回転数に上げてゆくことにより上述したものと同様の作用が生じて被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、その状態で塗布液の供給を完了する、いわゆる『スタティック法』によって塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第３の回転数に上げてゆくことにより被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、基板の回転数を第２の回転数に上げ始めた後でその供給を完了する、上記のスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような塗布液の供給方法（以下、この供給方法を『スタミック法』と称する）であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第３の回転数に上げてゆくことにより被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明の作用は次のとおりである。
まず、基板の表面に塗布液を供給する前に、基板を第１の回転数で回転させた状態で基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する（過程（ａ））。このように塗布液の塗布前に溶媒を噴霧して塗布しておくことによって塗布液の基板表面との接触角を小さくすることができるので、その表面上で塗布液が極めて滑らかに拡がり易くなる。また、溶媒を霧状に噴射して供給するので、短時間で広範囲に供給することができ、基板の表面に回路パターン等が形成されていたとしてもその部分に溶媒が滞留しにくくなる。
【００２３】
溶媒の塗布が完了した後、基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で塗布液をその表面中心付近に供給する（過程（ｂ））。そして、その塗布液が第２の回転数によって拡がる際には、上述したようにコアから多数の細長いヒゲが基板の周縁部に向けて放射状に延び、これらが基板の周縁部に達した時点で塗布液が飛散塗布液となって飛散するので、不要な塗布液の量が極めて多くなる。
【００２４】
そこで、基板の表面に供給された塗布液が第２の回転数により拡がって基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を第２の回転数よりも低速の第３の回転数に一時的に減速する（過程（ｃ））。なお、この第３の回転数は、回転数＝０、すなわち、基板の回転を停止させた状態をも含むものである。このように回転数制御を行うと、塗布液は図７ないし図１０の模式図に示すような挙動を示す。なお、図７および図８は基板および塗布液を模式的に示した側面図であり、図９および図１０は基板および塗布液を模式的に示した平面図である。
【００２５】
まず、基板の回転数を第２の回転数よりも低い第３の回転数に減速し始めるとと、基板ＷのコアＲa の径の拡大およびヒゲＲb の延びが鈍り始め、第３の回転数に達すると減速を始める前の状態に比較して一時的にほぼ停止状態となる。少なくとも第３の回転数に達するまでは、依然として塗布液を供給し続けているので、減速前のコアＲa （図７）に比較してコアＲa の塗布液Ｒの量を増加（図８）させることができる。このようにコアＲa の塗布液Ｒの液量が増加した状態、つまり、コアＲa の拡大運動量が増大した状態で、基板Ｗの表面全体を塗布液が覆う前に、基板の回転数を第３の回転数よりも高い第４の回転数へと上げて始めて再び基板を回転駆動する（過程（ｄ））。すると、図９および図１０に示すような挙動が塗布液Ｒに生じる。
【００２６】
従来例のように回転数が保持されたとすると、図９中にハッチングで示すコアＲa ／ヒゲＲb の状態から、二点鎖線で示すようにコアＲa ／ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって遠心力によって直線的に拡大／伸長する。さらに液量が増加したコアＲa から新たな放射状の塗布液の流れ（以下、新たなヒゲＲb ’と称する）が生じて、多数のヒゲＲb の間から新たなヒゲＲb ’が基板Ｗの周縁部に向かって延び始める。
【００２７】
そこで、第３の回転数から第４の回転数へと回転数を上げてゆくと、その過程において図９に示す状態を経てヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’に慣性力、つまり回転方向とは逆方向の力が作用する。したがって、遠心力と慣性力との合力によりヒゲＲb および新たなヒゲＲb は、図１０に点線で示すように周方向に曲げられるようにその幅が拡大するとともに、遠心力によってその先端部が基板の周縁部に向かって伸長し、コアＲa の径も拡大することになる。しかも、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板Ｗの表面全体に噴霧塗布しているので、慣性力によりヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は容易に大きく周方向に曲げられる。なお、模式図では省略しているが溶媒塗布を行っている関係上、従来例に比較してヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が細く、かつ、従来例よりもさらに多くのヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が発生する。さらに、コアＲa の径の拡大も従来例に比較して速くなる。
【００２８】
その結果、図１０に示すようにヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は基板Ｗの周縁部に向かって伸長するだけでなく周方向にもその幅を拡大するので、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に達するまでにヒゲＲb 間の隙間が、新たなヒゲＲb ’の発生も加わって急速に狭まり、塗布液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆うまでの被覆所要時間を大幅に短縮することができる。この被覆所要時間が短いということは、塗布液Ｒの供給を開始してから塗布液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆ってその供給が停止されるまでの時間が短いことを意味する。換言すれば、上述したようなヒゲＲb （および新たなヒゲＲb ’）を通って周囲に飛散する塗布液Ｒの量が少なくなるので、その後に基板を第５の回転数に所定時間だけ保持して（過程（ｅ））、余分な塗布液を振り切って所望膜厚の塗布被膜を形成するために必要となる塗布液の量を少なくすることができる。
【００２９】
また、請求項６に記載の発明によれば、基板を第２の回転数で回転させつつ塗布液の供給を開始し、過程（ｃ）の減速を行った後、第４の回転数で再び回転させ始める時点でその供給を停止するというように基板を回転させた状態で塗布液の供給開始および供給完了を行う、いわゆる『ダイナミック法』により塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に第３の回転数に減速することにより、コアおよびヒゲの伸長をほぼ停止させた状態でコアだけの塗布液増量を終えることができる。したがって、コアの拡大運動量を最大化した状態で第４の回転数へと上げ始めることができるので、コアの径の拡大をより速く、かつ新たなヒゲを効率よく発生させることができる。
【００３０】
また、請求項７に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、過程（ｃ）の減速を行った後、第４の回転数で再び回転させ始める時点でその供給を停止するというようにスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような『スタミック法』により塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に第３の回転数に減速することにより、コアおよびヒゲの伸長をほぼ停止させた状態でコアだけの塗布液増量を終えることができる。したがって、コアの拡大運動量を最大化した状態で第４の回転数へと上げ始めることができるので、コアの径の拡大をより速く、かつ新たなヒゲを効率よく発生させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【００３２】
図中、符号１は、吸引式スピンチャックであって基板Ｗをほぼ水平姿勢で吸着支持する。この吸引式スピンチャック１は、中空の回転軸２を介して回転モータ３によって駆動されるようになっており、回転モータ３の駆動により基板Ｗとともに鉛直軸周りで回転される。吸引式スピンチャック１の周囲には、塗布液であるフォトレジスト液などの飛散を防止するための飛散防止カップ５が配設されている。図示省略しているが、飛散防止カップ５と回転軸２とは相対昇降するように構成されており、これらを相対昇降させた状態で未処理基板Ｗを飛散防止カップ５内に搬入したり、処理済の基板Ｗを飛散防止カップ５外へ搬出するようになっている。
【００３３】
飛散防止カップ５の上方であって、基板Ｗのほぼ回転中心の上方には、フォトレジスト液を基板Ｗに対して吐出する塗布液吐出ノズル１１が配設されている。この塗布液吐出ノズル１１は、塗布液供給部１３から塗布液であるフォトレジスト液を供給されるようになっており、駆動部１５によってその先端部を図１に示す供給位置と、飛散防止カップ５の側方に離れた図示しない待機位置とにわたって揺動移動されるようになっている。
【００３４】
また、溶媒を霧状にして基板Ｗに噴射するための溶媒噴霧ノズル１７が塗布液吐出ノズル１１に並設されている。この溶媒噴霧ノズル１７は、溶媒供給部１９からの溶媒を噴霧するように構成されており、溶媒供給部１９は溶媒を貯留している容器１９ａを備えるとともに容器１９ａを加熱することにより溶媒の蒸気を発生させるためのヒータ１９ｂを配備している。また、溶媒噴霧ノズル１７には、電磁開閉弁２１を通して加圧されたＮ2ガスが供給されるようになっている。したがって、図１中に点線で示すように、電磁開閉弁２１を開放するとヒータ１９ｂの加熱により蒸気となった溶媒が溶媒噴霧ノズル１７の先端部に取り付けられたスプレイガン１７ａから噴霧され、ほぼ基板Ｗの半径を覆う範囲に溶媒が噴霧されるようになっている。
【００３６】
なお、上記の溶媒供給部１９が貯留する溶媒としては、例えば、フォトレジスト液の主溶媒として利用されているＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）やＥＬ（乳酸エチル）などが利用できる。
【００３７】
上述した回転モータ３と、塗布液供給部１３と、駆動部１５と、溶媒供給部１９と、電磁開閉弁２１と、駆動部２３とは制御部３１によって制御されるようになっている。なお、制御部３１は、メモリ３３に予め格納されている、後述するタイムチャートに応じた処理プログラムによって上記各部の制御を行うようになっている。
【００３８】
＜第１実施例＞（請求項１ないし請求項４に対応する実施例）
『ダイナミック法』（請求項２の実施例）
次に、図２のタイムチャートおよび図３の模式図を参照して、『ダイナミック法』によるフォトレジスト液塗布処理について説明する。なお、このタイムチャートに相当する処理プログラムは、図１に示したメモリ３３に予め格納されており、制御部３１によって実行される。また、処理対象の基板Ｗは、既に吸引式スピンチャック１に載置されて吸着保持されており、溶媒噴霧ノズル１７が駆動部２３によって供給位置に移動されているものとする。なお、図３の模式図では、基板Ｗを簡略的に円形で表し、フォトレジスト液をハッチングした領域で表している。
【００３９】
まず、回転モータ３の回転駆動を開始する。具体的には、ｔ１時点で回転数Ｒ１（例えば、１００ｒｐｍ）に達するように制御部３１が回転モータ３を正転駆動する。そして、基板Ｗの回転数が回転数Ｒ１で安定した時点ｔPSにおいて、電磁開閉弁２１を開放して溶媒噴霧ノズル１７から溶媒を霧状にして供給開始し、ｔPE時点において電磁開閉弁２１を閉止してその供給を停止する。これにより基板Ｗの表面全体にわたって溶媒が薄く均一に塗布される。なお、上記のｔPS時点からｔPE時点までが溶媒噴霧時間ＴPSU であり、この間に供給される溶媒の量は、例えば、０．３ミリリットルである。
【００４０】
上述したようにフォトレジスト液の塗布前に溶媒を噴霧して基板Ｗの表面全体に塗布しておくことにより、次いでその表面に供給されるフォトレジスト液が極めて滑らかにその表面上で拡がり易くすることができる。しかも、溶媒を液滴ではなく霧状で供給するようにしているので、少ない供給量で均一に基板Ｗの表面を溶媒で覆うことができる。そのため基板Ｗの表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしても、その部分に溶媒が滞留することを防止できる。なお、溶媒の供給を停止したｔPE時点以降において、駆動部２３が溶媒噴霧ノズル１７を待機位置に移動するとともに、それに代えて駆動部１５が塗布液吐出ノズル１１を供給位置にまで移動する。なお、上記の回転数Ｒ１が本発明の第１の回転数に相当し、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当する。
【００４１】
次いで、ｔ３時点において基板Ｗの回転数が回転数Ｒ２（例えば、１０００ｒｐｍ）に達するように、ｔ２時点で回転数を上げてゆく。そして、この回転数Ｒ２が安定した時点ｔS において、塗布液吐出ノズル１１から一定流量でフォトレジスト液を供給開始し、その時点から供給時間ＴSUになるｔE 時点においてフォトレジスト液の供給を停止する。つまり、基板Ｗの回転数をｔ３時点からｔ４時点までの間、回転数Ｒ２に保持してその間にフォトレジスト液の供給を完了する（ダイナミック法）。なお、上記の回転数Ｒ２が本発明における第２の回転数に相当し、ｔS 時点からｔE 時点までが本発明における過程（ｂ）に相当する。
【００４２】
このようにして回転数Ｒ２で回転されている基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液は、ｔS 時点では基板Ｗの回転中心付近で平面視円形状の塊Ｒa （以下、これをコアＲa と称する）となって存在している（図３（ａ））。このコアＲa は、回転数Ｒ２に伴う遠心力が作用してほぼその形状を保ったまま基板Ｗの周縁部に向かって同心円状に拡大してゆく。
【００４３】
コアＲa は暫くの間は円形状を保っているが、その後つぎのように大きくその形状を変えてゆく。
すなわち、この円形状のコアＲa の円周部から基板Ｗの周縁部に向かって多数の細長いフォトレジスト液Ｒb の流れ（以下、これをヒゲＲb と称する）が放射状に延び始める（図３（ａ），（ｂ））。この多数のヒゲＲb は、遠心力によってコアＲa の径の拡大とともに基板Ｗの周縁部に向かって延び続けるが、ヒゲＲb はコアＲa よりも半径が大きいことに起因して遠心力がより大きく加わるので、コアＲa の径の拡大よりも速く基板Ｗの周縁部に向かって延びることになる（図３（ｂ））。
【００４４】
そこで、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる前に、回転数を回転数Ｒ２（１０００ｒｐｍ）よりも高い回転数Ｒ３（例えば、２５００ｒｐｍ）に上げ始める（ｔ４時点）。このとき回転数をｔ４時点から上げ始めてｔ５時点で回転数Ｒ３に到達するように制御するが、この間は例えば、約０．１ｓｅｃである。なお、上記の回転数Ｒ３が本発明の第３の回転数に相当し、ｔ４時点からｔ５時点が過程（ｃ）に相当する。
【００４５】
このように基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ３に急激に上げてゆくことにより、基板Ｗの周縁部に向かって直線的に延びてゆくはずのヒゲＲb に、回転上昇過程における加速度によって慣性力が作用するとともに回転による遠心力が作用し、ヒゲＲb の延びる方向がその合力によって周方向に曲げられるようにしてその幅が拡大する（図４参照）。さらにコアＲa の径も拡大する（図３（ｃ），図４）。
【００４６】
なお、基板Ｗの表面全体には上述したように予め溶媒が塗布されているので、フォトレジスト液のＲと基板Ｗ表面との接触角が非常に小さくなっている。したがって、上記の過程においてコアＲa の径の拡大が速くなるとともに、模式図上では省略しているが、従来例に比較してヒゲＲb が細く多く発生するとともに、ヒゲＲb が慣性力によって非常に曲がりやすくなっている。
【００４７】
そして図３（ｃ）に示すように、多数のヒゲＲb の先端部が基板Ｗの周縁部に到達すると、それらから基板Ｗの周囲にフォトレジスト液Ｒが飛散する（飛散フォトレジスト液Ｒc ）。しかしながら、加速度によりヒゲＲb が周方向に曲げられているので、基板Ｗの周縁部に向かって拡大／伸長してゆくコアＲa ／ヒゲＲb が一体となって、フォトレジスト液Ｒにより基板Ｗの表面全体が覆われるまでの時間が従来に比較して大幅に短縮される（図３（ｃ）〜図３（ｅ））。
【００４８】
このようにして基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液Ｒによって覆われ、ｔ７時点で基板Ｗの回転数を回転数Ｒ４（例えば、１５００ｒｐｍ）に下げ、この回転数Ｒ４をｔ７時点からｔ８時点まで保持することにより、基板Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液Ｒのうち僅かな余剰分（余剰フォトレジスト液Ｒd ）を振り切る。これにより基板Ｗの表面に所望膜厚のフォトレジスト被膜Ｒ’が形成される。なお、上記の回転数Ｒ４が本発明の第４の回転数に相当し、ｔ７時点からｔ８時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００４９】
上述したように基板Ｗにフォトレジスト液Ｒを供給する前に溶媒を塗布しておき、フォトレジスト液Ｒと基板Ｗ表面との接触角を小さくしているので、その後に供給されたフォトレジスト液ＲのコアＲa の径を容易に拡げることができ、コアＲa から基板Ｗの周縁部に向けて発生するヒゲＲb を細く多くすることができる。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができ、基板Ｗの表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止できる。
【００５０】
さらに、基板Ｗの表面がフォトレジスト液Ｒによって覆われる前に、基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２（第２の回転数）から回転数Ｒ３（第３の回転数）上げてヒゲＲb に慣性力を与えると、接触角が小さくされている関係上、細く多く発生しているヒゲＲb が大きく周方向に曲げられてその幅を大きく拡大するので、基板Ｗの表面がフォトレジスト液Ｒによって覆われるまでの被覆所要時間を大幅に短縮することができる。したがって、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に到達してから、フォトレジスト液Ｒの供給が停止されるまでの時間が短くなるので、ヒゲＲb を通して基板Ｗの周囲に放出・飛散するフォトレジスト液Ｒの量を少なくすることができる。その結果、溶媒の消費量を抑制しつつも所望膜厚のフォトレジスト被膜Ｒ’を得るのに要するフォトレジスト液Ｒの量を極めて少なくすることができる。
【００５１】
なお、被覆所要時間を短縮するには急激に回転数を上げることが好ましい。つまり、図２のタイムチャート中における時点ｔ４から時点ｔ５までの時間（以下、回転数切換時間と称する）が短い方が加速度が大きくなるので好ましい。しかしながら、急激すぎると逆に被覆所要時間が長くなって不要なフォトレジスト液が増加することが実験によって判明している。
【００５２】
そこで、実験により種々の回転数切換時間および回転数Ｒ４，回転数Ｒ５を組み合わせて被覆所要時間を測定したところ、７，５００〜５０，０００ｒｐｍ／ｓｅｃの範囲に加速度を設定した場合に良好な結果が得られることがわかった。したがって、上記図２のタイムチャート中における時点ｔ４から時点ｔ５までの回転数切換時間および回転数Ｒ２，Ｒ３は、上記の好適な加速度範囲を考慮して設定することが好ましい。
【００５３】
なお、上記の説明においては、回転数Ｒ２から回転数Ｒ３に急激に回転数を上げてヒゲＲb に慣性力を与え、その後に回転数Ｒ３よりも低い回転数Ｒ４で回転駆動して膜厚を調整するようにしたが、回転数Ｒ２から回転数Ｒ４より低い回転数Ｒ３に加速した後、回転数Ｒ３から回転数Ｒ４に回転数を上げて膜厚調整を行うようにしてもよい。さらに、上記説明ではｔ４時点から１段階で回転数を変えるようにしたが、２段階以上に回転数を可変して加速してもよい。
【００５４】
『スタティック法』（請求項３の実施例）
次に、図５のタイムチャートを参照して『スタティック法』によるフォトレジスト液塗布処理について説明する。なお、この塗布処理を実施する装置は、上記の図１に示した構成と同一であり、そのメモリ３３に格納されている処理プログラムが以下のように異なるだけである。
【００５５】
まず、基板Ｗを吸引式スピンチャック１に吸着保持させた状態で、回転モータ３を駆動することなく、つまり、基板Ｗを静止させた状態（第１の回転数Ｒ１＝０）で溶媒を噴霧する。具体的には、ｔPS時点で溶媒噴霧ノズル１７から基板Ｗの表面に溶媒を噴霧して供給開始しつつ、ｔPE時点までの溶媒噴霧時間ＴPSU 内に溶媒が基板Ｗの表面全体にゆきわたるように駆動部２３でスプレイガン１７ａを移動する。なお、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当する。
【００５６】
次に、ｔS 時点において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液を供給開始し、供給時間ＴSUが経過するｔE 時点でその供給を停止する。つまり、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を完了する（スタティック法）。このときフォトレジスト液は、図３（ａ）の模式図に示すように、そのコアＲa が基板Ｗの中心付近にあってほぼ円形状を保ちつつ、供給され続けるフォトレジスト液によってその径を拡大してゆく（図示省略）。なお、ｔS 時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｂ）に相当する。
【００５７】
ｔE 時点においてフォトレジスト液の供給を停止するとともに、基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２（第２の回転数）に向けて上昇させ、これをｔ１時点からｔ２時点まで維持した後、ｔ３時点で基板Ｗの回転数が回転数Ｒ３（第３の回転数）に到達するようにｔ２時点から加速を開始する。この時点ｔ２は、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液が第２の回転数Ｒ２によって広がって基板Ｗの表面全体を覆う前に設定されている。なお、上記のｔ２時点からｔ３時点までが本発明における過程（ｃ）に相当する。
【００５８】
この過程においては、上述した『ダイナミック法』と同様の挙動がフォトレジスト液に生じる。つまり、回転数Ｒ２に向けて回転駆動され始めた時点ｔE において、コアＲa の円周部から多数のヒゲＲb が発生して基板Ｗの周縁部に向けて延び始め（図３（ｂ））、回転数Ｒ２から回転数Ｒ３に急激に加速することによりヒゲＲb が慣性力を受けつつ、周方向に大きく曲げられてその幅を拡大する（図３（ｃ），図４）。したがって、フォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆うまでの被覆所要時間を短縮することができる。なお、フォトレジスト液の塗布に先立って溶媒を塗布して基板Ｗ表面とフォトレジスト液Ｒとの接触角を小さくしている関係上、従来に比較してコアＲa の径の拡大が速く、発生するヒゲＲb の数が多くかつそれぞれの幅が細いものであることは既に述べた『ダイナミック法』と同様である。
【００５９】
そして、ｔ４時点まで回転数Ｒ３に保持した後、回転数を下げてｔ５時点からｔ６時点まで回転数Ｒ４（第４の回転数）に保持してフォトレジスト被膜の膜厚を調整する。このように回転数を制御することによって被覆所要時間を短縮することができ、ヒゲＲb を通して基板Ｗの周囲に飛散するフォトレジスト液Ｒの量を少なくすることができる。したがって、所望膜厚のフォトレジスト被膜を得るために必要なフォトレジスト液の量を少なくすることができる。なお、ｔ５時点からｔ６時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００６０】
なお、上記の回転数切換時間（ｔ２〜ｔ３）については、上記の『ダイナミック法』で記載した程度の加速度が得られるように、回転数Ｒ２，Ｒ３とともに設定することが好ましい。
【００６１】
さらに、この『スタティック法』におけるフォトレジスト液の供給停止時点ｔE は、図５のタイムチャートで示した時点に限定されるものではなく、基板Ｗを静止させた状態で供給が完了すればよい。したがって、供給開始時点ｔS から回転数Ｒ２に向けて回転数を上昇させる時点までの適宜の範囲内に設定することが可能である。
【００６２】
なお、上記『ダイナミック法』で述べたように加速を２段階以上で行ってもよい。また、上述した『ダイナミック法』による塗布処理では、基板Ｗを回転させつつ溶媒を供給するようにしたが、この『スタティック法』による供給方法のように基板Ｗを静止させた状態で溶媒を供給するようにしてもよいことは言うまでもない。同様に、この『スタティック法』における溶媒塗布時に、基板Ｗを回転させつつ溶媒を供給してもよい。
【００６３】
『スタミック法』（請求項４の実施例）
次に、上述したスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような『スタミック法』によるフォトレジスト液塗布処理について図５のタイムチャートを参照して説明する。すなわち、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を開始し（スタティック法における供給開始）、基板Ｗが回転を開始した後にフォトレジスト液の供給を停止（ダイナミック法における供給停止）する。
【００６４】
フォトレジスト液の塗布前に溶媒を噴霧して、フォトレジスト液の基板Ｗ表面における接触角を小さくしておくことは上記と同様である。そして、ｔS 時点においてフォトレジスト液の供給を開始し、フォトレジスト液の供給を継続しつつ時点ｔE において回転数Ｒ２（第２の回転数）に上げ始め、その回転数Ｒ２に達した時点ｔ１において供給を停止する。換言すると、供給時間（ＴSU）中に基板Ｗの回転を開始する。なお、この場合、ｔS 時点からｔ１時点が本発明における過程（ｃ）に相当する。
【００６５】
そして、フォトレジスト液が基板Ｗの表面全体を覆う前に、具体的にはｔ２時点からｔ３時点の間に基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ３（第３の回転数）に急激に加速して、溶媒塗布の効果によって大きく同心円状に広がったコアＲa から細く多く発生しているヒゲＲb を周方向に大きく曲げる。したがって、ヒゲＲb を通して基板Ｗの周囲に飛散するフォトレジスト液の量を少なくすることができる。その後、ｔ３時点からｔ４時点まで回転数Ｒ３（第３の回転数）に保持して所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。その結果、上述した『ダイナミック法』および『スタティック法』による塗布処理と同様に、溶媒の使用量を抑制しつつも所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成するのに要するフォトレジスト液の量を少なくすることができる。
【００６６】
なお、フォトレジスト液の供給停止タイミングは、図５のｔ１時点のように、回転数Ｒ２に到達した時点に限定されるものではなく、回転を開始した後であればどの時点であってもよい。例えば、図５中に点線矢印で示すように、回転数Ｒ２に回転開始する時点ｔE から回転数Ｒ２に到達するまでの間にあたる時点ｔ7 であってもよい。
【００６７】
また、回転数切換時間（ｔ２〜ｔ３）は、上述した『スタティック法』に準じて設定すればよい。
【００６８】
また、溶媒噴霧時の基板Ｗの回転状態や、加速時における回転数の切換段階なども上記『スタティック法』と同様に変形実施可能である。
【００６９】
＜第２実施例＞（請求項５ないし請求項７に対応する実施例）
『ダイナミック法』（請求項５の実施例）
次に、上述した第１実施例に係る方法とは異なる方法について図６のタイムチャートを参照しつつ説明する。上記の第１実施例との相違点は、基板Ｗにフォトレジスト液の供給を開始した後に、一時的に基板Ｗの回転を『減速』する点にある。なお、装置構成は、上述したものと同様であるのでその説明については省略する。
【００７０】
まず、回転モータ３の回転を時間原点において開始して、ｔ１時点において回転数Ｒ１（例えば、１００ｒｐｍであり、第１の回転数に相当する）に達するように制御する。回転数Ｒ１で安定した時点ｔPSから溶媒噴霧ノズル１７より溶媒の噴霧を開始し、溶媒噴霧時間ＴPSU が経過した時点ｔPEで噴霧を停止する。
【００７１】
その後、ｔ３時点で基板Ｗが回転数Ｒ２（例えば、１０００ｒｐｍであり、第２の回転数に相当する）に達するように、ｔ２時点で回転数を上げ始める。この回転数Ｒ２が安定した時点ｔS において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液を基板Ｗの回転中心付近に供給開始する。供給されたフォトレジスト液Ｒは、上述したように回転に伴う遠心力によって同心円状にコアＲa の径を拡大するとともに（図３（ａ））、その円周部からヒゲＲb が延び始める（図３（ｂ））。このようにフォトレジスト液Ｒが拡がって基板Ｗの表面全体を覆う前に、具体的にはｔ４時点から減速を開始して、ｔE 時点でフォトレジスト液の供給を停止するとともに回転数Ｒ２よりも低い回転数Ｒ３（例えば、０ｒｐｍであり、本発明の第３の回転数に相当する）に達するように減速する。この例では、回転数Ｒ３が『０』であるので基板Ｗは静止した状態である。この減速（停止）状態をｔ５時点まで維持する。
【００７２】
なお、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当し、ｔS 時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｂ）に相当し、ｔE 時点からｔ５時点までが本発明の過程（ｃ）に相当する。
【００７３】
上記のｔS 時点でフォトレジスト液を供給開始した直後では、基板Ｗの回転中心付近でフォトレジスト液がコアＲa となって存在している。さらにフォトレジスト液Ｒの供給を継続すると、コアＲa の径は回転数Ｒ２に伴う遠心力が作用してほぼ円形状を保ったまま基板Ｗの周縁部に向かって同心円状に拡大してゆく。なお、予め溶媒を噴霧している関係上、その径の拡大は従来例に比較して速くなっている。
【００７４】
コアＲa は暫くの間は円形状を保っているが、図３（ａ），（ｂ）に示すように、回転数Ｒ２の遠心力によりコアＲa の円周部から基板Ｗの周縁部に向かって多数のヒゲＲb が発生して延び始める。このヒゲＲb は、上述したように溶媒の作用によって従来に比較して多くかつ細くなっており、さらにヒゲＲb は上述したようにコアＲa よりも速く周縁部に向かって伸長する。この状態を示した側面図が、図７の模式図である。
【００７５】
上述したように、基板Ｗの表面に供給されているフォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる前に基板Ｗを静止（回転数Ｒ３＝０で回転）させると、コアＲa の円周部から放射状に発生しているヒゲＲb の伸長およびコアＲa の径の拡大を一時的にほぼ停止させることができる。回転が停止される時点ｔE まではフォトレジスト液Ｒの供給が継続されていたので、図８の模式図に示すように、コアＲa のフォトレジスト液Ｒの液量だけを増加させることができる。このようにコアＲa の液量が増大すると、コアＲa の拡大運動量が増大することになる。しかも、一時的に回転数を低下させておくことにより、回転を継続させた場合に基板Ｗの周縁部にて発生して膜厚不均一を生じさせる乱流の影響を受けにくくすることができる。
【００７６】
このようにコアＲa の拡大運動量を増大させた状態で、従来例のように基板Ｗを供給時の回転数Ｒ２で回転し続けた場合、フォトレジスト液Ｒの挙動は次のようになる。すなわち、図９中にハッチングで示すコアＲa ／ヒゲＲb の状態から、二点鎖線で示すようにコアＲa ／ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって遠心力により直線的に拡大／伸長するとともに、液量が増加して拡大運動量が増大しているコアＲa から新たな放射状のフォトレジスト液の流れＲb （以下、新たなヒゲＲb と称する）が生じて、多数のヒゲＲb の間から新たなヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって直線的に延び始める。
【００７７】
そこで、フォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆う前に、具体的にはｔ５時点で基板Ｗの回転数を回転数Ｒ３（＝０ｒｐｍ）から回転数Ｒ４（例えば、２５００ｒｐｍであり、本発明の第４の回転数に相当する）に上げてゆき、ｔ６時点でその回転数Ｒ４に達するように急激に加速する。この加速によりコアＲa の拡大運動量を最大化した状態で以下のような作用をフォトレジスト液Ｒに与えることができるので、新たなヒゲＲb を効率的に発生させることができるとともに、コアＲa の径をより速く拡大することができる。なお、ｔ５時点からｔ６時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００７８】
つまり、図９に示したような状態を経てヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’に慣性力、つまり、回転方向とは逆方向の力が作用することになる。したがって、遠心力と慣性力との合力によってヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は、図１０および図１１に示すように周方向に大きく曲げられるようにその幅を拡大するとともに、遠心力によってその先端部が基板Ｗの周縁部に向かって伸長する。さらに、これとともにコアＲa の径も拡大することになる。なお、予め溶媒を噴霧しているため、ヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は従来に比較して大きく周方向に曲げられ、その幅を大きく拡大することになる。
【００７９】
そして、図１２に示すように、多数のヒゲＲb および多数の新たなヒゲＲb ’の先端部が基板Ｗの周縁部に到達すると、それらから基板Ｗの周囲にフォトレジスト液Ｒが飛散する（飛散フォトレジスト液Ｒc ）。しかしながら、加速度によりヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が周方向に大きく曲げられているので、基板Ｗの周縁部に向かって拡大／伸長してゆくコアＲa ／新たなヒゲＲb ’／コアＲa が一体となって、フォトレジスト液Ｒにより基板Ｗの表面全体が覆われるまでの被覆所要時間が従来に比較して大幅に短縮される（図１２〜図１４）。
【００８０】
このような作用を生じさせつつ、ｔ７時点からｔ８時点にかけて基板Ｗを回転数Ｒ４から回転数Ｒ５（例えば、１５００ｒｐｍであり、本発明の第５の回転数に相当する）に下げ、この回転数Ｒ５をｔ９時点まで保持することにより、表面を覆っている僅かな余剰分を振り切って基板Ｗの表面全体に所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。なお、ｔ８時点からｔ９時点が本発明における過程（ｅ）に相当する。
【００８１】
上述したようにフォトレジスト液の塗布に先立って溶媒を噴霧しておき、フォトレジスト液と基板Ｗ表面との接触角を小さくしているので、その後、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液のコアＲa の径を容易に拡げることができる。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができ、基板Ｗ上の凹凸に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止できる。
【００８２】
さらに、基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液Ｒによって覆われる前に、一時的に基板の回転を停止させてコアＲa の径の拡大およびヒゲＲb の延びを停止させた状態でフォトレジスト液の拡大運動量を増大させて急加速することにより、より細い多くの新たなヒゲＲb ’を容易に発生させることができる。また、これらの新たなヒゲＲb ’およびヒゲＲb には強い慣性力が加えられるので、周方向に曲げられつつ幅を拡大するが、このとき溶媒の作用によってより速く周方向に曲げられつつその幅が急速に拡がることになる。よって、ヒゲＲb （および新たなヒゲＲb ’）が基板Ｗの周縁部に到達して周囲に放出・飛散するフォトレジスト液の量を少なくすることができ、溶媒の消費量を抑制しつつも所望膜厚のフォトレジスト被膜を得るのに要するフォトレジスト液の量を極めて少なくすることができる。
【００８３】
なお、回転数切換時間（ｔ５〜ｔ６）は、上述したような種々の条件に加えて、さらに減速（停止）期間ｔE 〜ｔ５を考慮して設定すればよい。
【００８４】
また、この実施例では、コアＲa の拡大運動量を増加させるために、少なくとも減速を開始してから第３の回転数Ｒ３に達するまではフォトレジスト液を供給し続けていることが肝要であるが、上述した例のように第３の回転数Ｒ３に達する時点ｔE で必ずしも同時に供給を停止する必要はなく、図６中に点線矢印および供給時間（ＴSU）で示すように減速中を含め加速時点ｔ５までフォトレジスト液Ｒの供給を延長するようにしてもよい（請求項６の実施例）。
【００８５】
なお、上記の例では、基板Ｗを回転させつつ溶媒を噴霧するようにしたが、後述するように基板Ｗを静止させた状態で溶媒を噴霧するようにしてもよい。
【００８６】
なお、この第２実施例に係る塗布処理は、回転によりフォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆う前に減速する点が特徴であるので、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液Ｒの供給開始および停止を行う『スタティック法』による塗布処理は存在しない。したがって、次にスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたようなスタミック法について図１５のタイムチャートを参照して説明する。
【００８７】
『スタミック法』（請求項７の実施例）
まず、ｔPS時点において、基板Ｗを静止させた状態で溶媒噴霧ノズル１７からその表面全体に溶媒を噴霧する。そして、溶媒噴霧時間ＴPSU が経過した時点ｔPEで噴霧を停止する。なお、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当する。
【００８８】
その後、基板Ｗを静止させたまま、ｔS 時点において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液の供給を開始する。そして、ｔ２時点で回転数Ｒ２に達するようにｔ１時点から回転数を上げ始め、この回転数Ｒ２をｔ３時点まで保持した後、供給時間ＴSUが経過する前にｔ４時点で回転数Ｒ３（例えば、１００ｒｐｍであり、本発明の第３の回転数に相当する）に達するように減速する。この減速した状態を、供給開始時点ｔS から供給時間ＴSUが経過する時点ｔE まで維持し、フォトレジスト液の供給を停止するとともに、回転数Ｒ４（第４の回転数に相当する）に向けて急激に加速する。なお、減速期間ｔ４〜ｔE および加速期間ｔE 〜ｔ５は、フォトレジスト液が拡がって基板Ｗの表面全体を覆う前までに設定されている。また、上記ｔS 時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｂ）に相当し、上記ｔ４時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｃ）に相当し、ｔE 時点からｔ５時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００８９】
このようにして基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液は、上述した＜第１実施例＞の『スタミック法』の如くコアＲa の径を拡大しつつヒゲＲb が発生する（図３（ａ），（ｂ）参照）。さらに、その時点で減速（回転数Ｒ３＝１００ｒｐｍ）することにより、本実施例の『ダイナミック法』で述べたようにヒゲＲb の伸長およびコアＲa の径の拡大が一時的にほぼ停止状態とされ、コアＲa のフォトレジスト液量だけが増大されてその拡大運動量が増大される（図７，図８）。そして、加速期間（ｔE 〜ｔ５）においては、本実施例の『ダイナミック法』で既に述べたような作用がフォトレジスト液に生じ、ヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’の発生も加わって、被覆所要時間が大幅に短縮される。また、予め溶媒が噴霧されて接触角が小さくされているので、上記各過程においてコアＲa の径の拡大が従来に比較して速やかに行われるとともに、ヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が細く多く発生するとともに慣性力によって大きくその幅を周方向に拡大することになる。
【００９０】
そして、加速期間が経過した後、ｔ７時点で回転数Ｒ５（本発明の第５の回転数に相当）に達するようにｔ６時点において減速を開始し、その回転数Ｒ５をｔ８時点まで維持することにより、基板Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液Ｒのうち僅かな余剰分を振り切って所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。なお、ｔ７時点からｔ８時点までが本発明の過程（ｅ）に相当する。上述したように被覆所要時間が短縮されているので、ヒゲＲb （および新たなヒゲＲb ’）を通して飛散するフォトレジスト液の量が少なくでき、所望膜厚の被膜を形成するのに必要なフォトレジスト液の量を極めて少なくすることができる。
【００９１】
なお、回転数切換時間（ｔE 〜ｔ５）は、本実施例の『ダイナミック法』で述べたように種々の条件を考慮して設定すればよい。
【００９２】
また、フォトレジスト液の供給時間ＴSUは、図１５中に示したものの他、減速ｔ４時点にまで短縮しても、コアの拡大運動量を大きくすることができるので同様の効果を得ることができる。
【００９３】
また、上記の説明では、減速した際の回転数として『０』ｒｐｍおよび『１００』ｒｐｍを例に採って説明したが、第２の回転数Ｒ２よりも低い回転数であって、コアＲa の拡大およびヒゲＲb の伸長を一時的に低下させるとともに、乱流の影響を抑制することができれば種々の回転数を選択可能である。
【００９４】
なお、第１実施例および第２実施例では、塗布液としてフォトレジスト液を例に採って説明したが、本発明方法はＳＯＧ液やポリイミド樹脂などの塗布液であっても適用可能である。
【００９５】
また、上記の説明では、溶媒の噴霧を塗布装置内で実施するようにしているが、別体の装置で溶媒噴霧だけを実施した後、塗布装置で塗布液の塗布を行うようにしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、基板の表面に供給された塗布液が基板の表面全体を覆う前に回転数を上げてゆくことにより、同心円状の塗布液から放射状に延びた塗布液の流れに慣性力を与えることができ、各放射状の塗布液の流れの間の隙間を急速に狭めることができる。また、塗布液の塗布に先立って溶媒を噴霧しているので、塗布液から延びる塗布液の流れを細く多くすることができ、同心円状の塗布液の径の拡大をも速めることができるとともに、塗布液の流れに慣性力を与えた際に容易に大きく周方向に曲げることができる。
【００９７】
したがって、塗布液が基板の表面全体を覆うまでの時間を短縮することができる。その結果、放射状の塗布液の流れを通して基板の周囲に飛散する塗布液の量を少なくすることができ、所望膜厚の塗布被膜を形成するのに要する塗布液の量を少なくすることができる。また、塗布液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができるとともに、基板の表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラが塗布被膜に生じることを防止することができる。これによって溶媒の消費量を抑制しながらも高価な塗布液の量を少なくすることができるので、半導体装置などの製造コストを低減することができるとともにスループットを向上させることができる。
【００９８】
また、塗布液の供給時に高速回転させ、その後に回転数を下げて膜厚を調整することにより塗布液の少量化を図る塗布液塗布方法もあるが、この場合には噴霧した溶媒が揮発してその効果が得られにくい一方、請求項１に記載の発明であれば噴霧した溶媒が揮発しにくく溶媒の効果を大きく生かすことができる。
【００９９】
また、請求項２に記載に発明によれば、基板を回転させつつ塗布液を供給開始してその状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミック法』による塗布液塗布方法であっても、請求項１に記載の効果と同じ効果を得ることができる。
【０１００】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始してその状態で塗布液の供給を完了する、いわゆる『スタティック法』による塗布液塗布方法であっても請求項１と同様の効果を奏する。
【０１０１】
また、請求項４に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始して、基板の回転数を上げ始めた後でその供給を完了する、上記のスタティック法とスタミック法とを組み合わせたような塗布液塗布方法（スタミック法）であっても、請求項１に記載の効果を奏する。
【０１０２】
また、請求項５に記載の発明によれば、基板の表面に供給された塗布液が基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を一時的に減速して第３の回転数に達するまでは塗布液を供給し続けておくことにより、同心円状の塗布液だけを増量してその拡大運動量を増大させることができる。その後に、基板の回転数を上げてゆくことにより、同心円状の塗布液から放射状に延びた塗布液の流れの間に、新たな塗布液の流れを生じさせることができるとともに、各塗布液の流れに慣性力を与えることができ、各放射状の塗布液の流れの間を急速に狭めることができる。また、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板の表面に噴霧しているので、塗布液から延びる塗布液の流れを細く多くすることができ、同心円状の塗布液の径の拡大をも速めることができるとともに、塗布液の流れおよび新たな塗布液の流れに慣性力を与えた際に容易に大きく周方向に曲げることができる。
【０１０３】
したがって、塗布液が基板の表面全体を覆うまでの時間を短縮することができる。その結果、放射状の塗布液の流れを通して基板の周囲に飛散する塗布液の量を極めて少なくすることができ、所望膜厚の塗布被膜を形成するのに要する塗布液の量を少なくすることができる。また、溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲に供給することができるとともに、基板の表面に形成されている凹凸に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラが塗布被膜に生じることを防止することができる。これにより溶媒の消費量を抑制しながらも高価な塗布液の量を少なくすることができるので、半導体装置などの製造コストを低減することができるとともにスループットを向上させることができる。
【０１０４】
また、塗布液の供給時に高速回転させ、膜厚調整時に低速回転させることにより塗布液の少量化を図る塗布液塗布方法もあるが、この場合には噴霧した溶媒が揮発するためその効果が得られにくい一方、請求項５に記載の発明であれば噴霧した溶媒が揮発しにくくその効果を大きく生かすことができる。
【０１０５】
また、請求項６に記載の発明によれば、基板を回転させつつ塗布液を供給開始してその状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミック法』による塗布液塗布方法であっても、請求項５に記載の効果と同じ効果を得ることができる。さらに、同心円状の塗布液の拡大運動量を最大化した状態で回転数を上げてゆくことができるので、同心円状の塗布液の径の拡大をより速く、かつ、各放射状の塗布液の流れの間に効率良く新たな塗布液の流れを生じさせることができる。したがって、より速く各放射状の塗布液の流れの隙間を狭めることができて、基板の表面全体を塗布液が覆うまでの時間をより短縮することが可能である。
【０１０６】
また、請求項７に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、基板を回転させ始めた時点で供給を完了する、上記のスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような塗布液塗布方法（スタミック法）であっても請求項５と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施例に係るフォトレジスト液塗布方法（ダイナミック法）を示すタイムチャートである。
【図３】フォトレジスト液塗布方法の説明に供する図である。
【図４】フォトレジスト液の挙動を示す模式図である。
【図５】第１実施例に係るフォトレジスト液塗布方法のその他の実施例（スタティック法およびスタミック法）を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施例に係るフォトレジスト液塗布方法（ダイナミック法）を示すタイムチャートである。
【図７】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な側面図である。
【図８】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な側面図である。
【図９】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１０】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１１】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１２】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１３】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１４】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１５】第２実施例に係るフォトレジスト液塗布方法のその他の実施例（スタミック法）を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ … 吸引式スピンチャック
５ … 飛散防止カップ
１１ … 塗布液吐出ノズル
１３ … 塗布液供給部
１５ … 駆動部
１７ … 溶媒噴霧ノズル
１７ａ … スプレイガン
１９ … 溶媒供給部
２３ … 駆動部
２１ … 電磁開閉弁
３１ … 制御部
３３ … メモリ
Ｗ … 基板
Ｒ … フォトレジスト液
Ｒa … コア
Ｒb … ヒゲ
Ｒb ’ … 新たなヒゲ
Ｒc … 飛散フォトレジスト液
Ｒd … 余剰フォトレジスト液
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称する）に対して、SOG(Spin On Glass,シリカ系被膜形成材とも呼ばれる) 液、フォトレジスト液、ポリイミド樹脂などの塗布液を塗布する塗布液塗布方法に係り、特に、基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の塗布液塗布方法においては、基板に供給された塗布液が平面視でほぼ円形状の塊（以下、これをコアと称する）のまま暫くその径を拡大してゆくが、その後はコアの円周部から基板の周縁部に向かって多数の細長い塗布液の流れ（以下、これをヒゲと称する）が放射状に伸び始める。多数のヒゲが基板の周縁部に達すると、塗布液が供給され続けているコアからヒゲを通して大量に塗布液が周囲に飛散するため、基板の表面全体を塗布液が覆うまでの被覆所要時間が長くなり塗布液の消費量が多くなる。したがって、基板の表面全体を塗布液で覆うためには周囲に飛散する量を見込んで多めに供給する必要がある。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、まず、溶媒を滴下して基板の表面全体に回転塗布し、基板の表面を塗布液が拡がりやすくなるように前処理を施した後に塗布液を滴下して回転塗布するという方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の方法には次のような問題がある。
すなわち、前塗布した溶媒が基板に形成されている回路パターンなどの段差部分に滞留しがちなため、その上に形成された塗布被膜をベークする際に閉じ込められた溶媒が発泡する場合がある。このような場合には最終的に得られる塗布被膜にムラが生じるという問題がある。
【０００５】
また、溶媒の前塗布により塗布液を拡がりやすくして塗布液の消費量を抑制することができる一方で、使用する溶媒自体の消費量が多くなってしまうという問題点もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、塗布液の供給に先立って溶媒を噴霧することにより、溶媒に起因するムラを防止するとともに、溶媒の消費量を抑制しながらも塗布被膜を形成するために必要な塗布液の量を極めて少なくすることができる塗布液塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、（ａ）基板を第１の回転数で回転させた状態で、基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する過程と、（ｂ）前記基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給する過程と、（ｃ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第３の回転数へ上げてゆく過程と、（ｄ）前記基板の回転数を第４の回転数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚を調整する過程と、をその順に実施することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を第２の回転数で回転させた状態で供給開始し、その状態で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始してその状態で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始し、前記基板の回転数を第２の回転数に上げ始めた後で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、（ａ）基板を第１の回転数で回転させた状態で、基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する過程と、（ｂ）前記基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給する過程と、（ｃ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を前記第２の回転数よりも低い第３の回転数に減速する過程と、（ｄ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第４の回転数へ上げてゆく過程と、（ｅ）前記基板の回転数を第５の回転数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚を調整する過程とをその順に実施し、少なくとも前記過程（ｃ）において減速を開始してから第３の回転数に達するまでは塗布液を供給し続けることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を第２の回転数で回転させた状態で供給開始し、前記過程（ｄ）で前記基板の回転数を第４の回転数に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始し、前記過程（ｄ）で前記基板の回転数を第４の回転数に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
まず、基板の表面に塗布液を供給する前に、基板を第１の回転数で回転させた状態で基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する（過程（ａ））。このように塗布液の塗布前に溶媒を噴霧しておくことによって塗布液の基板表面との接触角を小さくすることができるので、この後に塗布液が基板に供給されたときに、その表面上で塗布液が極めて滑らかに拡がり易くなる。また、溶媒を滴下するのではなく霧状に噴射して供給するので、短時間で広範囲にわたり供給することができるとともに、基板の表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒が滞留しにくくなる。
【００１５】
溶媒の噴霧が完了した後、基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で塗布液をその表面中心付近に供給する（過程（ｂ））。そして、その塗布液が拡がる際には、まず円形状の塗布液のコアから多数の細長いヒゲが基板の周縁部に向かって放射状に延びはじめ、これらのヒゲが基板の周縁部に到達すると、これらを通って塗布液が基板の周囲に飛散塗布液となって飛散するので、不要な塗布液の量が極めて多くなる。そこで、基板の表面に供給された塗布液が拡がって基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を第３の回転数へと上げてゆく（過程（ｃ））。
【００１６】
このように回転数を制御すると、塗布液は図４に示すような挙動を示す。
【００１７】
まず、従来例のように回転数が第２の回転数のままである場合には、図４中にハッチングで示す領域コアＲa ／ヒゲＲb の状態から、二点鎖線で示すようにコアＲa ／ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって遠心力により拡大／伸長するが、ここで回転数を第３の回転数に上げてゆく（加速してゆく）と、ヒゲＲb に慣性力、つまり回転方向とは逆方向の力が作用する。したがって、遠心力と慣性力との合力によりヒゲＲb は周方向に曲げられるようにその幅が拡大するとともに、遠心力によってその先端部が周縁部に向かって伸長し（図４中の点線）、コアＲa の径も拡大することになる。しかも、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板Ｗの表面全体に噴霧して塗布しているので、慣性力によりヒゲＲb は容易に大きく周方向に曲げられる。なお、模式図では省略しているが溶媒塗布を行っている関係上、従来例に比較してヒゲＲb が細く、かつ、従来例よりもさらに多くのヒゲＲb が発生する。さらに、コアＲa の径の拡大も従来例に比較して速くなる。
【００１８】
その結果、ヒゲＲb は基板Ｗの周縁部に向かって伸長するだけでなく、周方向にもその幅を大きく拡大するので、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に達するまでにヒゲＲb 間の隙間が急速に狭まり、塗布液が基板Ｗの表面全体を覆うまでの時間（被覆所要時間）を短縮することができる。この被覆所要時間が短いということは、塗布液の供給を開始してから塗布液が基板Ｗの表面全体を覆って塗布液の供給を停止するまでの時間が短いことを意味する。換言すれば、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に達してから塗布液の供給が停止されるまでの時間が短くなり、それだけヒゲＲb を通って基板Ｗの周縁部から飛散する塗布液の量が少なくなるので、その後に基板を第４の回転数に所定時間だけ保持して（過程（ｄ））、余分な塗布液を振り切って所望膜厚の塗布被膜を形成するために必要となる塗布液の量を少なくすることができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、基板を第２の回転数で回転させつつ塗布液の供給を開始し、その状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミック法』によって塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第３の回転数に上げてゆくことにより上述したものと同様の作用が生じて被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、その状態で塗布液の供給を完了する、いわゆる『スタティック法』によって塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第３の回転数に上げてゆくことにより被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、基板の回転数を第２の回転数に上げ始めた後でその供給を完了する、上記のスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような塗布液の供給方法（以下、この供給方法を『スタミック法』と称する）であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に、回転数を第３の回転数に上げてゆくことにより被覆所要時間を短縮できる。したがって、飛散する塗布液の量を少なくすることができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明の作用は次のとおりである。
まず、基板の表面に塗布液を供給する前に、基板を第１の回転数で回転させた状態で基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する（過程（ａ））。このように塗布液の塗布前に溶媒を噴霧して塗布しておくことによって塗布液の基板表面との接触角を小さくすることができるので、その表面上で塗布液が極めて滑らかに拡がり易くなる。また、溶媒を霧状に噴射して供給するので、短時間で広範囲に供給することができ、基板の表面に回路パターン等が形成されていたとしてもその部分に溶媒が滞留しにくくなる。
【００２３】
溶媒の塗布が完了した後、基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で塗布液をその表面中心付近に供給する（過程（ｂ））。そして、その塗布液が第２の回転数によって拡がる際には、上述したようにコアから多数の細長いヒゲが基板の周縁部に向けて放射状に延び、これらが基板の周縁部に達した時点で塗布液が飛散塗布液となって飛散するので、不要な塗布液の量が極めて多くなる。
【００２４】
そこで、基板の表面に供給された塗布液が第２の回転数により拡がって基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を第２の回転数よりも低速の第３の回転数に一時的に減速する（過程（ｃ））。なお、この第３の回転数は、回転数＝０、すなわち、基板の回転を停止させた状態をも含むものである。このように回転数制御を行うと、塗布液は図７ないし図１０の模式図に示すような挙動を示す。なお、図７および図８は基板および塗布液を模式的に示した側面図であり、図９および図１０は基板および塗布液を模式的に示した平面図である。
【００２５】
まず、基板の回転数を第２の回転数よりも低い第３の回転数に減速し始めるとと、基板ＷのコアＲa の径の拡大およびヒゲＲb の延びが鈍り始め、第３の回転数に達すると減速を始める前の状態に比較して一時的にほぼ停止状態となる。少なくとも第３の回転数に達するまでは、依然として塗布液を供給し続けているので、減速前のコアＲa （図７）に比較してコアＲa の塗布液Ｒの量を増加（図８）させることができる。このようにコアＲa の塗布液Ｒの液量が増加した状態、つまり、コアＲa の拡大運動量が増大した状態で、基板Ｗの表面全体を塗布液が覆う前に、基板の回転数を第３の回転数よりも高い第４の回転数へと上げて始めて再び基板を回転駆動する（過程（ｄ））。すると、図９および図１０に示すような挙動が塗布液Ｒに生じる。
【００２６】
従来例のように回転数が保持されたとすると、図９中にハッチングで示すコアＲa ／ヒゲＲb の状態から、二点鎖線で示すようにコアＲa ／ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって遠心力によって直線的に拡大／伸長する。さらに液量が増加したコアＲa から新たな放射状の塗布液の流れ（以下、新たなヒゲＲb ’と称する）が生じて、多数のヒゲＲb の間から新たなヒゲＲb ’が基板Ｗの周縁部に向かって延び始める。
【００２７】
そこで、第３の回転数から第４の回転数へと回転数を上げてゆくと、その過程において図９に示す状態を経てヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’に慣性力、つまり回転方向とは逆方向の力が作用する。したがって、遠心力と慣性力との合力によりヒゲＲb および新たなヒゲＲb は、図１０に点線で示すように周方向に曲げられるようにその幅が拡大するとともに、遠心力によってその先端部が基板の周縁部に向かって伸長し、コアＲa の径も拡大することになる。しかも、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板Ｗの表面全体に噴霧塗布しているので、慣性力によりヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は容易に大きく周方向に曲げられる。なお、模式図では省略しているが溶媒塗布を行っている関係上、従来例に比較してヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が細く、かつ、従来例よりもさらに多くのヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が発生する。さらに、コアＲa の径の拡大も従来例に比較して速くなる。
【００２８】
その結果、図１０に示すようにヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は基板Ｗの周縁部に向かって伸長するだけでなく周方向にもその幅を拡大するので、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に達するまでにヒゲＲb 間の隙間が、新たなヒゲＲb ’の発生も加わって急速に狭まり、塗布液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆うまでの被覆所要時間を大幅に短縮することができる。この被覆所要時間が短いということは、塗布液Ｒの供給を開始してから塗布液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆ってその供給が停止されるまでの時間が短いことを意味する。換言すれば、上述したようなヒゲＲb （および新たなヒゲＲb ’）を通って周囲に飛散する塗布液Ｒの量が少なくなるので、その後に基板を第５の回転数に所定時間だけ保持して（過程（ｅ））、余分な塗布液を振り切って所望膜厚の塗布被膜を形成するために必要となる塗布液の量を少なくすることができる。
【００２９】
また、請求項６に記載の発明によれば、基板を第２の回転数で回転させつつ塗布液の供給を開始し、過程（ｃ）の減速を行った後、第４の回転数で再び回転させ始める時点でその供給を停止するというように基板を回転させた状態で塗布液の供給開始および供給完了を行う、いわゆる『ダイナミック法』により塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に第３の回転数に減速することにより、コアおよびヒゲの伸長をほぼ停止させた状態でコアだけの塗布液増量を終えることができる。したがって、コアの拡大運動量を最大化した状態で第４の回転数へと上げ始めることができるので、コアの径の拡大をより速く、かつ新たなヒゲを効率よく発生させることができる。
【００３０】
また、請求項７に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、過程（ｃ）の減速を行った後、第４の回転数で再び回転させ始める時点でその供給を停止するというようにスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような『スタミック法』により塗布液を供給する場合であっても、塗布液が基板の表面全体を覆う前に第３の回転数に減速することにより、コアおよびヒゲの伸長をほぼ停止させた状態でコアだけの塗布液増量を終えることができる。したがって、コアの拡大運動量を最大化した状態で第４の回転数へと上げ始めることができるので、コアの径の拡大をより速く、かつ新たなヒゲを効率よく発生させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【００３２】
図中、符号１は、吸引式スピンチャックであって基板Ｗをほぼ水平姿勢で吸着支持する。この吸引式スピンチャック１は、中空の回転軸２を介して回転モータ３によって駆動されるようになっており、回転モータ３の駆動により基板Ｗとともに鉛直軸周りで回転される。吸引式スピンチャック１の周囲には、塗布液であるフォトレジスト液などの飛散を防止するための飛散防止カップ５が配設されている。図示省略しているが、飛散防止カップ５と回転軸２とは相対昇降するように構成されており、これらを相対昇降させた状態で未処理基板Ｗを飛散防止カップ５内に搬入したり、処理済の基板Ｗを飛散防止カップ５外へ搬出するようになっている。
【００３３】
飛散防止カップ５の上方であって、基板Ｗのほぼ回転中心の上方には、フォトレジスト液を基板Ｗに対して吐出する塗布液吐出ノズル１１が配設されている。この塗布液吐出ノズル１１は、塗布液供給部１３から塗布液であるフォトレジスト液を供給されるようになっており、駆動部１５によってその先端部を図１に示す供給位置と、飛散防止カップ５の側方に離れた図示しない待機位置とにわたって揺動移動されるようになっている。
【００３４】
また、溶媒を霧状にして基板Ｗに噴射するための溶媒噴霧ノズル１７が塗布液吐出ノズル１１に並設されている。この溶媒噴霧ノズル１７は、溶媒供給部１９からの溶媒を噴霧するように構成されており、溶媒供給部１９は溶媒を貯留している容器１９ａを備えるとともに容器１９ａを加熱することにより溶媒の蒸気を発生させるためのヒータ１９ｂを配備している。また、溶媒噴霧ノズル１７には、電磁開閉弁２１を通して加圧されたＮ2ガスが供給されるようになっている。したがって、図１中に点線で示すように、電磁開閉弁２１を開放するとヒータ１９ｂの加熱により蒸気となった溶媒が溶媒噴霧ノズル１７の先端部に取り付けられたスプレイガン１７ａから噴霧され、ほぼ基板Ｗの半径を覆う範囲に溶媒が噴霧されるようになっている。
【００３６】
なお、上記の溶媒供給部１９が貯留する溶媒としては、例えば、フォトレジスト液の主溶媒として利用されているＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）やＥＬ（乳酸エチル）などが利用できる。
【００３７】
上述した回転モータ３と、塗布液供給部１３と、駆動部１５と、溶媒供給部１９と、電磁開閉弁２１と、駆動部２３とは制御部３１によって制御されるようになっている。なお、制御部３１は、メモリ３３に予め格納されている、後述するタイムチャートに応じた処理プログラムによって上記各部の制御を行うようになっている。
【００３８】
＜第１実施例＞（請求項１ないし請求項４に対応する実施例）
『ダイナミック法』（請求項２の実施例）
次に、図２のタイムチャートおよび図３の模式図を参照して、『ダイナミック法』によるフォトレジスト液塗布処理について説明する。なお、このタイムチャートに相当する処理プログラムは、図１に示したメモリ３３に予め格納されており、制御部３１によって実行される。また、処理対象の基板Ｗは、既に吸引式スピンチャック１に載置されて吸着保持されており、溶媒噴霧ノズル１７が駆動部２３によって供給位置に移動されているものとする。なお、図３の模式図では、基板Ｗを簡略的に円形で表し、フォトレジスト液をハッチングした領域で表している。
【００３９】
まず、回転モータ３の回転駆動を開始する。具体的には、ｔ１時点で回転数Ｒ１（例えば、１００ｒｐｍ）に達するように制御部３１が回転モータ３を正転駆動する。そして、基板Ｗの回転数が回転数Ｒ１で安定した時点ｔPSにおいて、電磁開閉弁２１を開放して溶媒噴霧ノズル１７から溶媒を霧状にして供給開始し、ｔPE時点において電磁開閉弁２１を閉止してその供給を停止する。これにより基板Ｗの表面全体にわたって溶媒が薄く均一に塗布される。なお、上記のｔPS時点からｔPE時点までが溶媒噴霧時間ＴPSU であり、この間に供給される溶媒の量は、例えば、０．３ミリリットルである。
【００４０】
上述したようにフォトレジスト液の塗布前に溶媒を噴霧して基板Ｗの表面全体に塗布しておくことにより、次いでその表面に供給されるフォトレジスト液が極めて滑らかにその表面上で拡がり易くすることができる。しかも、溶媒を液滴ではなく霧状で供給するようにしているので、少ない供給量で均一に基板Ｗの表面を溶媒で覆うことができる。そのため基板Ｗの表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしても、その部分に溶媒が滞留することを防止できる。なお、溶媒の供給を停止したｔPE時点以降において、駆動部２３が溶媒噴霧ノズル１７を待機位置に移動するとともに、それに代えて駆動部１５が塗布液吐出ノズル１１を供給位置にまで移動する。なお、上記の回転数Ｒ１が本発明の第１の回転数に相当し、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当する。
【００４１】
次いで、ｔ３時点において基板Ｗの回転数が回転数Ｒ２（例えば、１０００ｒｐｍ）に達するように、ｔ２時点で回転数を上げてゆく。そして、この回転数Ｒ２が安定した時点ｔS において、塗布液吐出ノズル１１から一定流量でフォトレジスト液を供給開始し、その時点から供給時間ＴSUになるｔE 時点においてフォトレジスト液の供給を停止する。つまり、基板Ｗの回転数をｔ３時点からｔ４時点までの間、回転数Ｒ２に保持してその間にフォトレジスト液の供給を完了する（ダイナミック法）。なお、上記の回転数Ｒ２が本発明における第２の回転数に相当し、ｔS 時点からｔE 時点までが本発明における過程（ｂ）に相当する。
【００４２】
このようにして回転数Ｒ２で回転されている基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液は、ｔS 時点では基板Ｗの回転中心付近で平面視円形状の塊Ｒa （以下、これをコアＲa と称する）となって存在している（図３（ａ））。このコアＲa は、回転数Ｒ２に伴う遠心力が作用してほぼその形状を保ったまま基板Ｗの周縁部に向かって同心円状に拡大してゆく。
【００４３】
コアＲa は暫くの間は円形状を保っているが、その後つぎのように大きくその形状を変えてゆく。
すなわち、この円形状のコアＲa の円周部から基板Ｗの周縁部に向かって多数の細長いフォトレジスト液Ｒb の流れ（以下、これをヒゲＲb と称する）が放射状に延び始める（図３（ａ），（ｂ））。この多数のヒゲＲb は、遠心力によってコアＲa の径の拡大とともに基板Ｗの周縁部に向かって延び続けるが、ヒゲＲb はコアＲa よりも半径が大きいことに起因して遠心力がより大きく加わるので、コアＲa の径の拡大よりも速く基板Ｗの周縁部に向かって延びることになる（図３（ｂ））。
【００４４】
そこで、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる前に、回転数を回転数Ｒ２（１０００ｒｐｍ）よりも高い回転数Ｒ３（例えば、２５００ｒｐｍ）に上げ始める（ｔ４時点）。このとき回転数をｔ４時点から上げ始めてｔ５時点で回転数Ｒ３に到達するように制御するが、この間は例えば、約０．１ｓｅｃである。なお、上記の回転数Ｒ３が本発明の第３の回転数に相当し、ｔ４時点からｔ５時点が過程（ｃ）に相当する。
【００４５】
このように基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ３に急激に上げてゆくことにより、基板Ｗの周縁部に向かって直線的に延びてゆくはずのヒゲＲb に、回転上昇過程における加速度によって慣性力が作用するとともに回転による遠心力が作用し、ヒゲＲb の延びる方向がその合力によって周方向に曲げられるようにしてその幅が拡大する（図４参照）。さらにコアＲa の径も拡大する（図３（ｃ），図４）。
【００４６】
なお、基板Ｗの表面全体には上述したように予め溶媒が塗布されているので、フォトレジスト液のＲと基板Ｗ表面との接触角が非常に小さくなっている。したがって、上記の過程においてコアＲa の径の拡大が速くなるとともに、模式図上では省略しているが、従来例に比較してヒゲＲb が細く多く発生するとともに、ヒゲＲb が慣性力によって非常に曲がりやすくなっている。
【００４７】
そして図３（ｃ）に示すように、多数のヒゲＲb の先端部が基板Ｗの周縁部に到達すると、それらから基板Ｗの周囲にフォトレジスト液Ｒが飛散する（飛散フォトレジスト液Ｒc ）。しかしながら、加速度によりヒゲＲb が周方向に曲げられているので、基板Ｗの周縁部に向かって拡大／伸長してゆくコアＲa ／ヒゲＲb が一体となって、フォトレジスト液Ｒにより基板Ｗの表面全体が覆われるまでの時間が従来に比較して大幅に短縮される（図３（ｃ）〜図３（ｅ））。
【００４８】
このようにして基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液Ｒによって覆われ、ｔ７時点で基板Ｗの回転数を回転数Ｒ４（例えば、１５００ｒｐｍ）に下げ、この回転数Ｒ４をｔ７時点からｔ８時点まで保持することにより、基板Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液Ｒのうち僅かな余剰分（余剰フォトレジスト液Ｒd ）を振り切る。これにより基板Ｗの表面に所望膜厚のフォトレジスト被膜Ｒ’が形成される。なお、上記の回転数Ｒ４が本発明の第４の回転数に相当し、ｔ７時点からｔ８時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００４９】
上述したように基板Ｗにフォトレジスト液Ｒを供給する前に溶媒を塗布しておき、フォトレジスト液Ｒと基板Ｗ表面との接触角を小さくしているので、その後に供給されたフォトレジスト液ＲのコアＲa の径を容易に拡げることができ、コアＲa から基板Ｗの周縁部に向けて発生するヒゲＲb を細く多くすることができる。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができ、基板Ｗの表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止できる。
【００５０】
さらに、基板Ｗの表面がフォトレジスト液Ｒによって覆われる前に、基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２（第２の回転数）から回転数Ｒ３（第３の回転数）上げてヒゲＲb に慣性力を与えると、接触角が小さくされている関係上、細く多く発生しているヒゲＲb が大きく周方向に曲げられてその幅を大きく拡大するので、基板Ｗの表面がフォトレジスト液Ｒによって覆われるまでの被覆所要時間を大幅に短縮することができる。したがって、ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に到達してから、フォトレジスト液Ｒの供給が停止されるまでの時間が短くなるので、ヒゲＲb を通して基板Ｗの周囲に放出・飛散するフォトレジスト液Ｒの量を少なくすることができる。その結果、溶媒の消費量を抑制しつつも所望膜厚のフォトレジスト被膜Ｒ’を得るのに要するフォトレジスト液Ｒの量を極めて少なくすることができる。
【００５１】
なお、被覆所要時間を短縮するには急激に回転数を上げることが好ましい。つまり、図２のタイムチャート中における時点ｔ４から時点ｔ５までの時間（以下、回転数切換時間と称する）が短い方が加速度が大きくなるので好ましい。しかしながら、急激すぎると逆に被覆所要時間が長くなって不要なフォトレジスト液が増加することが実験によって判明している。
【００５２】
そこで、実験により種々の回転数切換時間および回転数Ｒ４，回転数Ｒ５を組み合わせて被覆所要時間を測定したところ、７，５００〜５０，０００ｒｐｍ／ｓｅｃの範囲に加速度を設定した場合に良好な結果が得られることがわかった。したがって、上記図２のタイムチャート中における時点ｔ４から時点ｔ５までの回転数切換時間および回転数Ｒ２，Ｒ３は、上記の好適な加速度範囲を考慮して設定することが好ましい。
【００５３】
なお、上記の説明においては、回転数Ｒ２から回転数Ｒ３に急激に回転数を上げてヒゲＲb に慣性力を与え、その後に回転数Ｒ３よりも低い回転数Ｒ４で回転駆動して膜厚を調整するようにしたが、回転数Ｒ２から回転数Ｒ４より低い回転数Ｒ３に加速した後、回転数Ｒ３から回転数Ｒ４に回転数を上げて膜厚調整を行うようにしてもよい。さらに、上記説明ではｔ４時点から１段階で回転数を変えるようにしたが、２段階以上に回転数を可変して加速してもよい。
【００５４】
『スタティック法』（請求項３の実施例）
次に、図５のタイムチャートを参照して『スタティック法』によるフォトレジスト液塗布処理について説明する。なお、この塗布処理を実施する装置は、上記の図１に示した構成と同一であり、そのメモリ３３に格納されている処理プログラムが以下のように異なるだけである。
【００５５】
まず、基板Ｗを吸引式スピンチャック１に吸着保持させた状態で、回転モータ３を駆動することなく、つまり、基板Ｗを静止させた状態（第１の回転数Ｒ１＝０）で溶媒を噴霧する。具体的には、ｔPS時点で溶媒噴霧ノズル１７から基板Ｗの表面に溶媒を噴霧して供給開始しつつ、ｔPE時点までの溶媒噴霧時間ＴPSU 内に溶媒が基板Ｗの表面全体にゆきわたるように駆動部２３でスプレイガン１７ａを移動する。なお、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当する。
【００５６】
次に、ｔS 時点において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液を供給開始し、供給時間ＴSUが経過するｔE 時点でその供給を停止する。つまり、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を完了する（スタティック法）。このときフォトレジスト液は、図３（ａ）の模式図に示すように、そのコアＲa が基板Ｗの中心付近にあってほぼ円形状を保ちつつ、供給され続けるフォトレジスト液によってその径を拡大してゆく（図示省略）。なお、ｔS 時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｂ）に相当する。
【００５７】
ｔE 時点においてフォトレジスト液の供給を停止するとともに、基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２（第２の回転数）に向けて上昇させ、これをｔ１時点からｔ２時点まで維持した後、ｔ３時点で基板Ｗの回転数が回転数Ｒ３（第３の回転数）に到達するようにｔ２時点から加速を開始する。この時点ｔ２は、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液が第２の回転数Ｒ２によって広がって基板Ｗの表面全体を覆う前に設定されている。なお、上記のｔ２時点からｔ３時点までが本発明における過程（ｃ）に相当する。
【００５８】
この過程においては、上述した『ダイナミック法』と同様の挙動がフォトレジスト液に生じる。つまり、回転数Ｒ２に向けて回転駆動され始めた時点ｔE において、コアＲa の円周部から多数のヒゲＲb が発生して基板Ｗの周縁部に向けて延び始め（図３（ｂ））、回転数Ｒ２から回転数Ｒ３に急激に加速することによりヒゲＲb が慣性力を受けつつ、周方向に大きく曲げられてその幅を拡大する（図３（ｃ），図４）。したがって、フォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆うまでの被覆所要時間を短縮することができる。なお、フォトレジスト液の塗布に先立って溶媒を塗布して基板Ｗ表面とフォトレジスト液Ｒとの接触角を小さくしている関係上、従来に比較してコアＲa の径の拡大が速く、発生するヒゲＲb の数が多くかつそれぞれの幅が細いものであることは既に述べた『ダイナミック法』と同様である。
【００５９】
そして、ｔ４時点まで回転数Ｒ３に保持した後、回転数を下げてｔ５時点からｔ６時点まで回転数Ｒ４（第４の回転数）に保持してフォトレジスト被膜の膜厚を調整する。このように回転数を制御することによって被覆所要時間を短縮することができ、ヒゲＲb を通して基板Ｗの周囲に飛散するフォトレジスト液Ｒの量を少なくすることができる。したがって、所望膜厚のフォトレジスト被膜を得るために必要なフォトレジスト液の量を少なくすることができる。なお、ｔ５時点からｔ６時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００６０】
なお、上記の回転数切換時間（ｔ２〜ｔ３）については、上記の『ダイナミック法』で記載した程度の加速度が得られるように、回転数Ｒ２，Ｒ３とともに設定することが好ましい。
【００６１】
さらに、この『スタティック法』におけるフォトレジスト液の供給停止時点ｔE は、図５のタイムチャートで示した時点に限定されるものではなく、基板Ｗを静止させた状態で供給が完了すればよい。したがって、供給開始時点ｔS から回転数Ｒ２に向けて回転数を上昇させる時点までの適宜の範囲内に設定することが可能である。
【００６２】
なお、上記『ダイナミック法』で述べたように加速を２段階以上で行ってもよい。また、上述した『ダイナミック法』による塗布処理では、基板Ｗを回転させつつ溶媒を供給するようにしたが、この『スタティック法』による供給方法のように基板Ｗを静止させた状態で溶媒を供給するようにしてもよいことは言うまでもない。同様に、この『スタティック法』における溶媒塗布時に、基板Ｗを回転させつつ溶媒を供給してもよい。
【００６３】
『スタミック法』（請求項４の実施例）
次に、上述したスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような『スタミック法』によるフォトレジスト液塗布処理について図５のタイムチャートを参照して説明する。すなわち、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液の供給を開始し（スタティック法における供給開始）、基板Ｗが回転を開始した後にフォトレジスト液の供給を停止（ダイナミック法における供給停止）する。
【００６４】
フォトレジスト液の塗布前に溶媒を噴霧して、フォトレジスト液の基板Ｗ表面における接触角を小さくしておくことは上記と同様である。そして、ｔS 時点においてフォトレジスト液の供給を開始し、フォトレジスト液の供給を継続しつつ時点ｔE において回転数Ｒ２（第２の回転数）に上げ始め、その回転数Ｒ２に達した時点ｔ１において供給を停止する。換言すると、供給時間（ＴSU）中に基板Ｗの回転を開始する。なお、この場合、ｔS 時点からｔ１時点が本発明における過程（ｃ）に相当する。
【００６５】
そして、フォトレジスト液が基板Ｗの表面全体を覆う前に、具体的にはｔ２時点からｔ３時点の間に基板Ｗの回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ３（第３の回転数）に急激に加速して、溶媒塗布の効果によって大きく同心円状に広がったコアＲa から細く多く発生しているヒゲＲb を周方向に大きく曲げる。したがって、ヒゲＲb を通して基板Ｗの周囲に飛散するフォトレジスト液の量を少なくすることができる。その後、ｔ３時点からｔ４時点まで回転数Ｒ３（第３の回転数）に保持して所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。その結果、上述した『ダイナミック法』および『スタティック法』による塗布処理と同様に、溶媒の使用量を抑制しつつも所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成するのに要するフォトレジスト液の量を少なくすることができる。
【００６６】
なお、フォトレジスト液の供給停止タイミングは、図５のｔ１時点のように、回転数Ｒ２に到達した時点に限定されるものではなく、回転を開始した後であればどの時点であってもよい。例えば、図５中に点線矢印で示すように、回転数Ｒ２に回転開始する時点ｔE から回転数Ｒ２に到達するまでの間にあたる時点ｔ7 であってもよい。
【００６７】
また、回転数切換時間（ｔ２〜ｔ３）は、上述した『スタティック法』に準じて設定すればよい。
【００６８】
また、溶媒噴霧時の基板Ｗの回転状態や、加速時における回転数の切換段階なども上記『スタティック法』と同様に変形実施可能である。
【００６９】
＜第２実施例＞（請求項５ないし請求項７に対応する実施例）
『ダイナミック法』（請求項５の実施例）
次に、上述した第１実施例に係る方法とは異なる方法について図６のタイムチャートを参照しつつ説明する。上記の第１実施例との相違点は、基板Ｗにフォトレジスト液の供給を開始した後に、一時的に基板Ｗの回転を『減速』する点にある。なお、装置構成は、上述したものと同様であるのでその説明については省略する。
【００７０】
まず、回転モータ３の回転を時間原点において開始して、ｔ１時点において回転数Ｒ１（例えば、１００ｒｐｍであり、第１の回転数に相当する）に達するように制御する。回転数Ｒ１で安定した時点ｔPSから溶媒噴霧ノズル１７より溶媒の噴霧を開始し、溶媒噴霧時間ＴPSU が経過した時点ｔPEで噴霧を停止する。
【００７１】
その後、ｔ３時点で基板Ｗが回転数Ｒ２（例えば、１０００ｒｐｍであり、第２の回転数に相当する）に達するように、ｔ２時点で回転数を上げ始める。この回転数Ｒ２が安定した時点ｔS において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液を基板Ｗの回転中心付近に供給開始する。供給されたフォトレジスト液Ｒは、上述したように回転に伴う遠心力によって同心円状にコアＲa の径を拡大するとともに（図３（ａ））、その円周部からヒゲＲb が延び始める（図３（ｂ））。このようにフォトレジスト液Ｒが拡がって基板Ｗの表面全体を覆う前に、具体的にはｔ４時点から減速を開始して、ｔE 時点でフォトレジスト液の供給を停止するとともに回転数Ｒ２よりも低い回転数Ｒ３（例えば、０ｒｐｍであり、本発明の第３の回転数に相当する）に達するように減速する。この例では、回転数Ｒ３が『０』であるので基板Ｗは静止した状態である。この減速（停止）状態をｔ５時点まで維持する。
【００７２】
なお、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当し、ｔS 時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｂ）に相当し、ｔE 時点からｔ５時点までが本発明の過程（ｃ）に相当する。
【００７３】
上記のｔS 時点でフォトレジスト液を供給開始した直後では、基板Ｗの回転中心付近でフォトレジスト液がコアＲa となって存在している。さらにフォトレジスト液Ｒの供給を継続すると、コアＲa の径は回転数Ｒ２に伴う遠心力が作用してほぼ円形状を保ったまま基板Ｗの周縁部に向かって同心円状に拡大してゆく。なお、予め溶媒を噴霧している関係上、その径の拡大は従来例に比較して速くなっている。
【００７４】
コアＲa は暫くの間は円形状を保っているが、図３（ａ），（ｂ）に示すように、回転数Ｒ２の遠心力によりコアＲa の円周部から基板Ｗの周縁部に向かって多数のヒゲＲb が発生して延び始める。このヒゲＲb は、上述したように溶媒の作用によって従来に比較して多くかつ細くなっており、さらにヒゲＲb は上述したようにコアＲa よりも速く周縁部に向かって伸長する。この状態を示した側面図が、図７の模式図である。
【００７５】
上述したように、基板Ｗの表面に供給されているフォトレジスト液Ｒによって基板Ｗの表面全体が覆われる前に基板Ｗを静止（回転数Ｒ３＝０で回転）させると、コアＲa の円周部から放射状に発生しているヒゲＲb の伸長およびコアＲa の径の拡大を一時的にほぼ停止させることができる。回転が停止される時点ｔE まではフォトレジスト液Ｒの供給が継続されていたので、図８の模式図に示すように、コアＲa のフォトレジスト液Ｒの液量だけを増加させることができる。このようにコアＲa の液量が増大すると、コアＲa の拡大運動量が増大することになる。しかも、一時的に回転数を低下させておくことにより、回転を継続させた場合に基板Ｗの周縁部にて発生して膜厚不均一を生じさせる乱流の影響を受けにくくすることができる。
【００７６】
このようにコアＲa の拡大運動量を増大させた状態で、従来例のように基板Ｗを供給時の回転数Ｒ２で回転し続けた場合、フォトレジスト液Ｒの挙動は次のようになる。すなわち、図９中にハッチングで示すコアＲa ／ヒゲＲb の状態から、二点鎖線で示すようにコアＲa ／ヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって遠心力により直線的に拡大／伸長するとともに、液量が増加して拡大運動量が増大しているコアＲa から新たな放射状のフォトレジスト液の流れＲb （以下、新たなヒゲＲb と称する）が生じて、多数のヒゲＲb の間から新たなヒゲＲb が基板Ｗの周縁部に向かって直線的に延び始める。
【００７７】
そこで、フォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆う前に、具体的にはｔ５時点で基板Ｗの回転数を回転数Ｒ３（＝０ｒｐｍ）から回転数Ｒ４（例えば、２５００ｒｐｍであり、本発明の第４の回転数に相当する）に上げてゆき、ｔ６時点でその回転数Ｒ４に達するように急激に加速する。この加速によりコアＲa の拡大運動量を最大化した状態で以下のような作用をフォトレジスト液Ｒに与えることができるので、新たなヒゲＲb を効率的に発生させることができるとともに、コアＲa の径をより速く拡大することができる。なお、ｔ５時点からｔ６時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００７８】
つまり、図９に示したような状態を経てヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’に慣性力、つまり、回転方向とは逆方向の力が作用することになる。したがって、遠心力と慣性力との合力によってヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は、図１０および図１１に示すように周方向に大きく曲げられるようにその幅を拡大するとともに、遠心力によってその先端部が基板Ｗの周縁部に向かって伸長する。さらに、これとともにコアＲa の径も拡大することになる。なお、予め溶媒を噴霧しているため、ヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’は従来に比較して大きく周方向に曲げられ、その幅を大きく拡大することになる。
【００７９】
そして、図１２に示すように、多数のヒゲＲb および多数の新たなヒゲＲb ’の先端部が基板Ｗの周縁部に到達すると、それらから基板Ｗの周囲にフォトレジスト液Ｒが飛散する（飛散フォトレジスト液Ｒc ）。しかしながら、加速度によりヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が周方向に大きく曲げられているので、基板Ｗの周縁部に向かって拡大／伸長してゆくコアＲa ／新たなヒゲＲb ’／コアＲa が一体となって、フォトレジスト液Ｒにより基板Ｗの表面全体が覆われるまでの被覆所要時間が従来に比較して大幅に短縮される（図１２〜図１４）。
【００８０】
このような作用を生じさせつつ、ｔ７時点からｔ８時点にかけて基板Ｗを回転数Ｒ４から回転数Ｒ５（例えば、１５００ｒｐｍであり、本発明の第５の回転数に相当する）に下げ、この回転数Ｒ５をｔ９時点まで保持することにより、表面を覆っている僅かな余剰分を振り切って基板Ｗの表面全体に所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。なお、ｔ８時点からｔ９時点が本発明における過程（ｅ）に相当する。
【００８１】
上述したようにフォトレジスト液の塗布に先立って溶媒を噴霧しておき、フォトレジスト液と基板Ｗ表面との接触角を小さくしているので、その後、基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液のコアＲa の径を容易に拡げることができる。また、フォトレジスト液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができ、基板Ｗ上の凹凸に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラがフォトレジスト被膜に生じることを防止できる。
【００８２】
さらに、基板Ｗの表面全体がフォトレジスト液Ｒによって覆われる前に、一時的に基板の回転を停止させてコアＲa の径の拡大およびヒゲＲb の延びを停止させた状態でフォトレジスト液の拡大運動量を増大させて急加速することにより、より細い多くの新たなヒゲＲb ’を容易に発生させることができる。また、これらの新たなヒゲＲb ’およびヒゲＲb には強い慣性力が加えられるので、周方向に曲げられつつ幅を拡大するが、このとき溶媒の作用によってより速く周方向に曲げられつつその幅が急速に拡がることになる。よって、ヒゲＲb （および新たなヒゲＲb ’）が基板Ｗの周縁部に到達して周囲に放出・飛散するフォトレジスト液の量を少なくすることができ、溶媒の消費量を抑制しつつも所望膜厚のフォトレジスト被膜を得るのに要するフォトレジスト液の量を極めて少なくすることができる。
【００８３】
なお、回転数切換時間（ｔ５〜ｔ６）は、上述したような種々の条件に加えて、さらに減速（停止）期間ｔE 〜ｔ５を考慮して設定すればよい。
【００８４】
また、この実施例では、コアＲa の拡大運動量を増加させるために、少なくとも減速を開始してから第３の回転数Ｒ３に達するまではフォトレジスト液を供給し続けていることが肝要であるが、上述した例のように第３の回転数Ｒ３に達する時点ｔE で必ずしも同時に供給を停止する必要はなく、図６中に点線矢印および供給時間（ＴSU）で示すように減速中を含め加速時点ｔ５までフォトレジスト液Ｒの供給を延長するようにしてもよい（請求項６の実施例）。
【００８５】
なお、上記の例では、基板Ｗを回転させつつ溶媒を噴霧するようにしたが、後述するように基板Ｗを静止させた状態で溶媒を噴霧するようにしてもよい。
【００８６】
なお、この第２実施例に係る塗布処理は、回転によりフォトレジスト液Ｒが基板Ｗの表面全体を覆う前に減速する点が特徴であるので、基板Ｗを静止させた状態でフォトレジスト液Ｒの供給開始および停止を行う『スタティック法』による塗布処理は存在しない。したがって、次にスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたようなスタミック法について図１５のタイムチャートを参照して説明する。
【００８７】
『スタミック法』（請求項７の実施例）
まず、ｔPS時点において、基板Ｗを静止させた状態で溶媒噴霧ノズル１７からその表面全体に溶媒を噴霧する。そして、溶媒噴霧時間ＴPSU が経過した時点ｔPEで噴霧を停止する。なお、ｔPS時点からｔPE時点までが本発明の過程（ａ）に相当する。
【００８８】
その後、基板Ｗを静止させたまま、ｔS 時点において塗布液吐出ノズル１１からフォトレジスト液の供給を開始する。そして、ｔ２時点で回転数Ｒ２に達するようにｔ１時点から回転数を上げ始め、この回転数Ｒ２をｔ３時点まで保持した後、供給時間ＴSUが経過する前にｔ４時点で回転数Ｒ３（例えば、１００ｒｐｍであり、本発明の第３の回転数に相当する）に達するように減速する。この減速した状態を、供給開始時点ｔS から供給時間ＴSUが経過する時点ｔE まで維持し、フォトレジスト液の供給を停止するとともに、回転数Ｒ４（第４の回転数に相当する）に向けて急激に加速する。なお、減速期間ｔ４〜ｔE および加速期間ｔE 〜ｔ５は、フォトレジスト液が拡がって基板Ｗの表面全体を覆う前までに設定されている。また、上記ｔS 時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｂ）に相当し、上記ｔ４時点からｔE 時点までが本発明の過程（ｃ）に相当し、ｔE 時点からｔ５時点までが本発明の過程（ｄ）に相当する。
【００８９】
このようにして基板Ｗの表面に供給されたフォトレジスト液は、上述した＜第１実施例＞の『スタミック法』の如くコアＲa の径を拡大しつつヒゲＲb が発生する（図３（ａ），（ｂ）参照）。さらに、その時点で減速（回転数Ｒ３＝１００ｒｐｍ）することにより、本実施例の『ダイナミック法』で述べたようにヒゲＲb の伸長およびコアＲa の径の拡大が一時的にほぼ停止状態とされ、コアＲa のフォトレジスト液量だけが増大されてその拡大運動量が増大される（図７，図８）。そして、加速期間（ｔE 〜ｔ５）においては、本実施例の『ダイナミック法』で既に述べたような作用がフォトレジスト液に生じ、ヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’の発生も加わって、被覆所要時間が大幅に短縮される。また、予め溶媒が噴霧されて接触角が小さくされているので、上記各過程においてコアＲa の径の拡大が従来に比較して速やかに行われるとともに、ヒゲＲb および新たなヒゲＲb ’が細く多く発生するとともに慣性力によって大きくその幅を周方向に拡大することになる。
【００９０】
そして、加速期間が経過した後、ｔ７時点で回転数Ｒ５（本発明の第５の回転数に相当）に達するようにｔ６時点において減速を開始し、その回転数Ｒ５をｔ８時点まで維持することにより、基板Ｗの表面全体を覆っているフォトレジスト液Ｒのうち僅かな余剰分を振り切って所望膜厚のフォトレジスト被膜を形成する。なお、ｔ７時点からｔ８時点までが本発明の過程（ｅ）に相当する。上述したように被覆所要時間が短縮されているので、ヒゲＲb （および新たなヒゲＲb ’）を通して飛散するフォトレジスト液の量が少なくでき、所望膜厚の被膜を形成するのに必要なフォトレジスト液の量を極めて少なくすることができる。
【００９１】
なお、回転数切換時間（ｔE 〜ｔ５）は、本実施例の『ダイナミック法』で述べたように種々の条件を考慮して設定すればよい。
【００９２】
また、フォトレジスト液の供給時間ＴSUは、図１５中に示したものの他、減速ｔ４時点にまで短縮しても、コアの拡大運動量を大きくすることができるので同様の効果を得ることができる。
【００９３】
また、上記の説明では、減速した際の回転数として『０』ｒｐｍおよび『１００』ｒｐｍを例に採って説明したが、第２の回転数Ｒ２よりも低い回転数であって、コアＲa の拡大およびヒゲＲb の伸長を一時的に低下させるとともに、乱流の影響を抑制することができれば種々の回転数を選択可能である。
【００９４】
なお、第１実施例および第２実施例では、塗布液としてフォトレジスト液を例に採って説明したが、本発明方法はＳＯＧ液やポリイミド樹脂などの塗布液であっても適用可能である。
【００９５】
また、上記の説明では、溶媒の噴霧を塗布装置内で実施するようにしているが、別体の装置で溶媒噴霧だけを実施した後、塗布装置で塗布液の塗布を行うようにしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、基板の表面に供給された塗布液が基板の表面全体を覆う前に回転数を上げてゆくことにより、同心円状の塗布液から放射状に延びた塗布液の流れに慣性力を与えることができ、各放射状の塗布液の流れの間の隙間を急速に狭めることができる。また、塗布液の塗布に先立って溶媒を噴霧しているので、塗布液から延びる塗布液の流れを細く多くすることができ、同心円状の塗布液の径の拡大をも速めることができるとともに、塗布液の流れに慣性力を与えた際に容易に大きく周方向に曲げることができる。
【００９７】
したがって、塗布液が基板の表面全体を覆うまでの時間を短縮することができる。その結果、放射状の塗布液の流れを通して基板の周囲に飛散する塗布液の量を少なくすることができ、所望膜厚の塗布被膜を形成するのに要する塗布液の量を少なくすることができる。また、塗布液に先立って供給する溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲にわたり供給することができるとともに、基板の表面に回路パターン等の凹凸が形成されていたとしてもその部分に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラが塗布被膜に生じることを防止することができる。これによって溶媒の消費量を抑制しながらも高価な塗布液の量を少なくすることができるので、半導体装置などの製造コストを低減することができるとともにスループットを向上させることができる。
【００９８】
また、塗布液の供給時に高速回転させ、その後に回転数を下げて膜厚を調整することにより塗布液の少量化を図る塗布液塗布方法もあるが、この場合には噴霧した溶媒が揮発してその効果が得られにくい一方、請求項１に記載の発明であれば噴霧した溶媒が揮発しにくく溶媒の効果を大きく生かすことができる。
【００９９】
また、請求項２に記載に発明によれば、基板を回転させつつ塗布液を供給開始してその状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミック法』による塗布液塗布方法であっても、請求項１に記載の効果と同じ効果を得ることができる。
【０１００】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始してその状態で塗布液の供給を完了する、いわゆる『スタティック法』による塗布液塗布方法であっても請求項１と同様の効果を奏する。
【０１０１】
また、請求項４に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始して、基板の回転数を上げ始めた後でその供給を完了する、上記のスタティック法とスタミック法とを組み合わせたような塗布液塗布方法（スタミック法）であっても、請求項１に記載の効果を奏する。
【０１０２】
また、請求項５に記載の発明によれば、基板の表面に供給された塗布液が基板の表面全体を覆う前に、基板の回転数を一時的に減速して第３の回転数に達するまでは塗布液を供給し続けておくことにより、同心円状の塗布液だけを増量してその拡大運動量を増大させることができる。その後に、基板の回転数を上げてゆくことにより、同心円状の塗布液から放射状に延びた塗布液の流れの間に、新たな塗布液の流れを生じさせることができるとともに、各塗布液の流れに慣性力を与えることができ、各放射状の塗布液の流れの間を急速に狭めることができる。また、塗布液の塗布に先立って溶媒を基板の表面に噴霧しているので、塗布液から延びる塗布液の流れを細く多くすることができ、同心円状の塗布液の径の拡大をも速めることができるとともに、塗布液の流れおよび新たな塗布液の流れに慣性力を与えた際に容易に大きく周方向に曲げることができる。
【０１０３】
したがって、塗布液が基板の表面全体を覆うまでの時間を短縮することができる。その結果、放射状の塗布液の流れを通して基板の周囲に飛散する塗布液の量を極めて少なくすることができ、所望膜厚の塗布被膜を形成するのに要する塗布液の量を少なくすることができる。また、溶媒を噴霧するようにしたため短時間で広範囲に供給することができるとともに、基板の表面に形成されている凹凸に溶媒を滞留しにくくすることができるので、溶媒に起因するムラが塗布被膜に生じることを防止することができる。これにより溶媒の消費量を抑制しながらも高価な塗布液の量を少なくすることができるので、半導体装置などの製造コストを低減することができるとともにスループットを向上させることができる。
【０１０４】
また、塗布液の供給時に高速回転させ、膜厚調整時に低速回転させることにより塗布液の少量化を図る塗布液塗布方法もあるが、この場合には噴霧した溶媒が揮発するためその効果が得られにくい一方、請求項５に記載の発明であれば噴霧した溶媒が揮発しにくくその効果を大きく生かすことができる。
【０１０５】
また、請求項６に記載の発明によれば、基板を回転させつつ塗布液を供給開始してその状態で供給を完了する、いわゆる『ダイナミック法』による塗布液塗布方法であっても、請求項５に記載の効果と同じ効果を得ることができる。さらに、同心円状の塗布液の拡大運動量を最大化した状態で回転数を上げてゆくことができるので、同心円状の塗布液の径の拡大をより速く、かつ、各放射状の塗布液の流れの間に効率良く新たな塗布液の流れを生じさせることができる。したがって、より速く各放射状の塗布液の流れの隙間を狭めることができて、基板の表面全体を塗布液が覆うまでの時間をより短縮することが可能である。
【０１０６】
また、請求項７に記載の発明によれば、基板を静止させた状態で塗布液の供給を開始し、基板を回転させ始めた時点で供給を完了する、上記のスタティック法とダイナミック法とを組み合わせたような塗布液塗布方法（スタミック法）であっても請求項５と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用した回転式基板塗布装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施例に係るフォトレジスト液塗布方法（ダイナミック法）を示すタイムチャートである。
【図３】フォトレジスト液塗布方法の説明に供する図である。
【図４】フォトレジスト液の挙動を示す模式図である。
【図５】第１実施例に係るフォトレジスト液塗布方法のその他の実施例（スタティック法およびスタミック法）を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施例に係るフォトレジスト液塗布方法（ダイナミック法）を示すタイムチャートである。
【図７】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な側面図である。
【図８】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な側面図である。
【図９】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１０】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１１】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１２】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１３】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１４】フォトレジスト液の挙動を示す模式的な平面図である。
【図１５】第２実施例に係るフォトレジスト液塗布方法のその他の実施例（スタミック法）を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ … 吸引式スピンチャック
５ … 飛散防止カップ
１１ … 塗布液吐出ノズル
１３ … 塗布液供給部
１５ … 駆動部
１７ … 溶媒噴霧ノズル
１７ａ … スプレイガン
１９ … 溶媒供給部
２３ … 駆動部
２１ … 電磁開閉弁
３１ … 制御部
３３ … メモリ
Ｗ … 基板
Ｒ … フォトレジスト液
Ｒa … コア
Ｒb … ヒゲ
Ｒb ’ … 新たなヒゲ
Ｒc … 飛散フォトレジスト液
Ｒd … 余剰フォトレジスト液
Claims (7)
- 基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、
（ａ）基板を第１の回転数で回転させた状態で、基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する過程と、
（ｂ）前記基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給する過程と、
（ｃ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第３の回転数へ上げてゆく過程と、
（ｄ）前記基板の回転数を第４の回転数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚を調整する過程と、
をその順に実施することを特徴とする塗布液塗布方法。 - 請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を第２の回転数で回転させた状態で供給開始し、その状態で供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
- 請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始してその状態で供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
- 請求項１に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始し、前記基板の回転数を第２の回転数に上げ始めた後で供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
- 基板の表面に塗布液を供給して所望膜厚の塗布被膜を形成する塗布液塗布方法であって、
（ａ）基板を第１の回転数で回転させた状態で、基板の半径を覆う範囲に気体と混合して溶媒を噴霧する過程と、
（ｂ）前記基板を静止させた状態若しくは第２の回転数で回転させた状態で、その表面中心付近に塗布液を供給する過程と、
（ｃ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を前記第２の回転数よりも低い第３の回転数に減速する過程と、
（ｄ）前記過程（ｂ）で供給された塗布液が拡がって前記基板の表面全体を覆う前に、前記基板の回転数を第４の回転数へ上げてゆく過程と、
（ｅ）前記基板の回転数を第５の回転数に所定時間保持して、前記基板の表面全体を覆っている塗布被膜の膜厚を調整する過程とをその順に実施し、
少なくとも前記過程（ｃ）において減速を開始してから第３の回転数に達するまでは塗布液を供給し続けることを特徴とする塗布液塗布方法。 - 請求項５に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を第２の回転数で回転させた状態で供給開始し、前記過程（ｄ）で前記基板の回転数を第４の回転数に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
- 請求項５に記載の塗布液塗布方法において、前記過程（ｂ）で供給する塗布液を、前記基板を静止させた状態で供給開始し、前記過程（ｄ）で前記基板の回転数を第４の回転数に上げ始めた時点で供給完了するようにしたことを特徴とする塗布液塗布方法。
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