WO2016152308A1 - 塗布方法 - Google Patents

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WO2016152308A1
WO2016152308A1 PCT/JP2016/054173 JP2016054173W WO2016152308A1 WO 2016152308 A1 WO2016152308 A1 WO 2016152308A1 JP 2016054173 W JP2016054173 W JP 2016054173W WO 2016152308 A1 WO2016152308 A1 WO 2016152308A1
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gas
coating liquid
coating
peripheral edge
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将彦 春本
田中　裕二
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株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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Definitions

  • the present invention relates to a coating method in which a coating solution is applied to a substrate such as a semiconductor substrate, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for photomask, and a substrate for optical disk.
  • the coating apparatus includes a holding rotation unit that holds and rotates the substrate, and a coating nozzle that discharges a coating liquid such as photoresist (hereinafter referred to as “resist”) onto the substrate held by the holding rotation unit. ing.
  • the coating apparatus discharges the coating liquid onto the substrate with the coating nozzle, and rotates the substrate with the rotation holding unit. By the rotation of the substrate, the coating liquid on the substrate is spread, and a liquid film (coating liquid film) of the coating liquid is formed on the substrate (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 1 describes an edge rinse technique in which a solvent is discharged to a resist film at a peripheral portion of a substrate to dissolve the resist film, and the dissolved resist film is scattered out of the substrate by a blowing unit. Yes.
  • Patent Document 2 after rinsing the peripheral edge of a wafer on which a thin film is formed, the rising portion of the peripheral edge of the thin film by edge rinsing is flattened by blowing N 2 gas to the peripheral edge of the wafer.
  • Patent Document 3 describes an edge rinse technique in which gas is blown to the edge portion of a substrate on which an undried coating film is formed to accelerate drying. This method is a gas spraying performed after the coating film is formed, and even after the gas spraying, the portion other than the edge portion of the substrate remains undried.
  • a solvent is supplied onto a substrate, a coating liquid is ejected onto the solvent film by an ink jet method, and finally, a gas is sprayed onto the uneven surface of the coating liquid to flatten the surface of the coating liquid. The method is described.
  • JP 2013-187497 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-106980 JP 2003-181361 A JP 2013-078748 A
  • etching resistance is required, and it is required to apply a thick coating liquid film (thick film) such as a resist.
  • the viscosity of the coating solution was increased and fine adjustment was performed by changing the rotation speed (rotation speed: rpm) of the substrate.
  • rotation speed rotation speed: rpm
  • a number of problems occur, such as an increase in pump output, an increase in supply pipe diameter, an increase in drain pipe diameter, washing of the cup, and mixing of fine bubbles in the film. Therefore, it is required to obtain a thick film by adjusting the rotation speed while keeping the viscosity low without increasing the viscosity of the coating solution.
  • the coating liquid film is formed thicker as the rotation speed is lower.
  • the step of adjusting the coating solution film thickness is a step called main spin from the end of the discharge of the resist solution until the end of drying.
  • the usable range of the main spin rotation speed is, for example, 800 to 2000 rpm. If it is smaller than this range, there is a problem that the uniformity of the coating liquid film thickness in the wafer surface is greatly deteriorated. That is, if the main spin is within the usable range, a coating liquid film having a uniform thickness is formed, but a liquid film having a sufficient thickness cannot be obtained.
  • the main spin is set to a low speed rotation outside the usable range in order to make the liquid film even thicker, the centrifugal force acting on the coating liquid on the substrate is significantly reduced, so that the coating liquid is difficult to scatter from the peripheral edge of the substrate. Become.
  • the coating liquid is dried while being accumulated at the peripheral edge of the substrate. Therefore, the coating liquid film becomes thick like a mountain at the peripheral edge of the substrate, and the uniformity of the coating liquid film thickness deteriorates.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a coating method capable of making the thickness of the liquid film uniform while forming a liquid film of the coating film thick by rotation. To do.
  • the coating method according to the present invention includes a step of discharging a coating liquid onto a substrate by a coating nozzle, a rotation of the substrate by a holding rotation unit to form a liquid film of the coating liquid on the substrate, and a surplus The step of pushing at least a part of the coating solution toward the peripheral portion of the substrate by centrifugal force accompanying the rotation of the substrate, and raising the excess coating solution along the peripheral portion of the substrate; Before the drying of the coating solution on the substrate is completed, a gas spraying step of spraying gas toward the peripheral portion of the substrate by a gas nozzle and discharging the excess coating liquid rising on the peripheral portion to the outside of the substrate; It is characterized by providing.
  • the substrate is rotated by the holding rotating unit to form a liquid film of the coating liquid on the substrate, and at least a part of the excess coating liquid is formed by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate.
  • the excess coating liquid is swelled along the peripheral edge of the substrate.
  • gas is blown toward the peripheral edge of the substrate by the gas nozzle, and excess coating liquid that rises to the peripheral edge is discharged out of the substrate.
  • a preferred example of the above-described coating method is that, in the step of raising the coating solution, the rotation speed of the substrate that raises the excess coating solution is 500 rpm or less. By rotating at 500 rpm or less, the thickness of the liquid film can be made uniform while forming a thick liquid film of the coating liquid.
  • An example of the above-described coating method is that, in the gas spraying step, the substrate is rotated by the gas nozzle before the drying of the coating liquid on the substrate is completed by the rotation of the substrate and after the discharge of the coating liquid is completed.
  • the gas is blown toward the peripheral edge of the. If gas is sprayed while the coating liquid is being discharged onto the substrate, both the coating liquid discharge and the gas spraying must be controlled. However, since the gas is blown after the discharge of the coating liquid is completed, it is only necessary to control one of the coating liquid discharge and the gas blowing, so that the control can be simplified.
  • an example of the above-described coating method is that the substrate is rotated at a rotational speed at which the excess coating liquid is raised before the drying of the coating liquid on the substrate is completed by the rotation of the substrate. After that, the gas is blown toward the peripheral edge of the substrate by the gas nozzle. Since the gas is sprayed in a certain stable state after the substrate is rotated at a rotational speed at which the excess coating liquid is raised, the control of the gas spraying can be simplified.
  • an example of the above-described coating method is to spray gas at a preset time by the gas nozzle in the gas spraying step. Corresponding to the time when the gas is blown, the surplus coating liquid rising on the peripheral edge of the substrate can be discharged out of the substrate.
  • an example of the above-described coating method is to spray gas at a preset pressure by the gas nozzle in the gas spraying step.
  • surplus coating liquid rising on the peripheral edge of the substrate can be discharged out of the substrate.
  • an example of the above-described coating method is to spray gas at a plurality of times set in advance by the gas nozzle in the gas spraying step in the gas spraying step. For example, by controlling the number of times of gas spraying at a preset time, it is possible to control the amount of excess coating liquid that is discharged out of the substrate. Moreover, a change can be given to blowing of gas by spraying gas intermittently.
  • an example of the above-described coating method is that the opening of the gas nozzle is circular. Since gas can be sprayed at a point, it becomes easy to discharge excess coating liquid from the substrate.
  • an example of the above-described coating method is to spray the gas from the gas nozzle to the peripheral edge of the substrate and from the inside to the outside of the substrate in the gas spraying step. Thereby, the coating liquid collected on the peripheral edge of the substrate can be effectively discharged out of the substrate.
  • the example of the above-described coating method further includes a step of performing edge rinsing on the coating solution film on the peripheral portion of the substrate after the drying of the coating solution film on the substrate is completed by rotation. That is.
  • a flatter coating liquid film can be formed.
  • a uniform thick film can be formed by discharging a surplus coating liquid that rises on the peripheral edge of the substrate by blowing gas.
  • an example of the above-described coating method is that the position of the gas nozzle is fixed in the gas spraying step. Thereby, control of a gas nozzle can be simplified.
  • an example of the coating method described above is that, in the gas spraying step, the gas nozzle is movable in a radial direction of the substrate and with a preset width of the peripheral edge of the substrate. Thereby, the spray position of the gas toward the peripheral part of the substrate can be changed, and the discharge of the coating liquid accumulated on the peripheral part of the substrate can be promoted.
  • the substrate is rotated by the holding rotating unit to form a liquid film of the coating liquid on the substrate, and at least a part of the excess coating liquid is formed by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate.
  • the excess coating liquid is swelled along the peripheral edge of the substrate.
  • gas is blown toward the peripheral edge of the substrate by the gas nozzle, and excess coating liquid that rises to the peripheral edge is discharged out of the substrate.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a gas nozzle spray port as viewed in the VV direction
  • FIG. 5E is a diagram showing how the coating liquid film accumulated on the peripheral edge of the substrate is flattened by gas spray. .
  • (A) is a figure which shows the coating liquid film thickness in the board
  • (b) is a figure which shows the measurement position in the board
  • (A), (b) is a figure for demonstrating an edge rinse process. It is a perspective view for demonstrating the gas spraying which concerns on a modification.
  • FIG. 1 is a block diagram of a coating apparatus according to an embodiment.
  • the coating apparatus 1 includes a holding rotation unit 2 that holds and rotates the substrate W in a substantially horizontal posture, a coating nozzle 3 that discharges a coating liquid RS such as a resist to the substrate W, and a gas GS to the substrate W. And a gas nozzle 4 to be sprayed.
  • the coating apparatus 1 includes a pre-wet nozzle 5 that discharges a pre-wet liquid PW such as a solvent to the substrate W, and an edge rinse nozzle 6 that discharges an edge rinse liquid such as a solvent to the peripheral edge E of the substrate W. And.
  • FIG. 1 the holding
  • the holding rotation unit 2 includes, for example, a spin chuck 9 that holds the back surface of the substrate W by vacuum suction, and a rotation driving unit 10 that is configured by a motor or the like by rotating the spin chuck 9 around a rotation axis AX in a substantially vertical direction. I have.
  • a cup 11 that can move up and down is provided around the holding rotation unit 2 so as to surround the side of the substrate W.
  • Application nozzle 3, gas nozzle 4, pre-wet nozzle 5, and edge rinse nozzle 6 are each configured to be moved to predetermined positions in the horizontal and vertical directions by nozzle moving mechanism 13.
  • the nozzle moving mechanism 13 selectively grips any one of the plurality of coating nozzles 3 and grips it between a standby position outside the substrate W and a predetermined position above the substrate W.
  • the applied coating nozzle 3 is moved.
  • the nozzle moving mechanism 13 is configured by a motor or the like.
  • the coating liquid RS is supplied to the coating nozzle 3 from the coating liquid supply source 15 through the coating liquid piping 17.
  • a suck back valve SV, an on-off valve V1, and a pump P1 are interposed.
  • the on-off valve V1 supplies and stops the application liquid RS
  • the suck back valve SV is combined with the operation of the on-off valve V1 to suck the application liquid RS in the application nozzle 3, and the sucked application liquid RS, etc.
  • the pump P1 sends the coating liquid RS to the coating nozzle 3.
  • each application nozzle 3 includes an application liquid supply source 15, an application liquid pipe 17, a suck back valve SV, an on-off valve V 1, and a pump P 1.
  • the gas GS is supplied from the gas supply source 19 to the gas nozzle 4 through the gas pipe 21.
  • An open / close valve V2 is interposed in the gas pipe 21.
  • the on-off valve V2 supplies and stops the gas GS.
  • an inert gas such as nitrogen, air, or other gas is used.
  • the gas GS may be, for example, a gas containing a solvent vapor (vaporized solvent) of the coating liquid RS.
  • the temperature of the gas may be adjusted by a temperature control mechanism (not shown).
  • the blowing port 4a of the gas nozzle 4 is not a long and narrow opening such as a slit, but is substantially circular as shown in FIG.
  • the substantially circular shape includes an ellipse and a polygon such as a regular polygon. Since the gas GS can be sprayed at the point, it is easy to discharge the excess coating liquid RS from the substrate W.
  • the inner diameter of the piping of the gas nozzle 4, that is, the inner diameter of the gas GS outlet 4a is preferably 5 mm or less. Thereby, it becomes easy to discharge the excess coating liquid RS from the substrate W by spraying the gas GS on the peripheral edge E of the substrate W at a pinpoint.
  • the pre-wet liquid PW is supplied to the pre-wet nozzle 5 from the pre-wet liquid supply source 23 through the pre-wet liquid pipe 25.
  • an on-off valve V3 and a pump P3 are interposed in the pre-wet liquid pipe 25.
  • the on-off valve V3 supplies and stops the pre-wet liquid PW, and the pump P3 sends the pre-wet liquid PW to the pre-wet nozzle 5.
  • the edge rinse liquid is supplied from the edge rinse liquid supply source 27 to the edge rinse nozzle 6 through the edge rinse liquid pipe 29.
  • an on-off valve V4 and a pump P4 are interposed in the edge rinse liquid pipe 29.
  • the on-off valve V4 supplies and stops the edge rinse liquid, and the pump P4 sends the edge rinse liquid to the edge rinse nozzle 6.
  • the coating apparatus 1 includes a control unit 31 configured with a central processing unit (CPU) and the like, and an operation unit 33 for operating the coating apparatus 1.
  • the control unit 31 controls each component of the coating apparatus 1.
  • the operation unit 33 includes a display unit such as a liquid crystal monitor, a storage unit such as a ROM (Read-only Memory), a RAM (Random-Access Memory), and a hard disk, and an input unit such as a keyboard, a mouse, and various buttons. I have.
  • the storage unit stores various conditions for the coating process.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the application operation timing.
  • the substrate W is described as having a diameter of 300 mm, it may be of other sizes.
  • the equilibrium state of the coating liquid RS that rises without being discharged out of the substrate W due to surface tension can be broken. Therefore, when the thick film is formed at a low speed, the thick film can be made uniform from the center part to the peripheral part E of the substrate W.
  • the coating operation is performed from time t0 to time t14 in FIG. 2, and includes a pre-wetting process, a coating liquid discharge process, a coating liquid film RS thickness adjustment process (main spin), a gas spray process, and an edge rinse process.
  • a transport mechanism (not shown) transports the substrate W to the holding rotation unit 2.
  • the holding rotation unit 2 holds the back surface of the substrate W as shown in FIG.
  • the nozzle moving mechanism 13 moves the pre-wet nozzle 5 to a predetermined position above the substrate W.
  • the coating apparatus 1 discharges the pre-wet liquid PW from the pre-wet nozzle 5 as shown in FIG.
  • the pre-wet liquid PW may be discharged while rotating the substrate W.
  • the holding rotation unit 2 rotates the held substrate W at a preset rotation speed R1 (rpm).
  • R1 rpm
  • the pre-wet liquid PW discharged onto the substrate W is spread radially and a pre-wet liquid film PW is formed.
  • the nozzle moving mechanism 13 arranges the application nozzle 3 at a predetermined position above the substrate W instead of the pre-wet nozzle 5.
  • the coating apparatus 1 ejects the coating liquid RS onto the substrate W by the coating nozzle 3 as shown in FIG. 4A (start of ejection).
  • the holding and rotating unit 2 increases the rotation speed and rotates the substrate W at a preset rotation speed R2.
  • the coating liquid RS discharged onto the substrate W is spread radially. A part of the coating liquid RS is scattered outside the substrate W.
  • the pre-wet liquid film PW is formed on the substrate W as described above, the coating liquid RS spreads quickly.
  • the holding rotation unit 2 rotates the substrate W at a rotation speed R3 set in advance by reducing the rotation speed.
  • the discharge of the coating liquid RS by the coating nozzle 3 is ended (stopped).
  • the holding rotation unit 2 increases the rotation speed, rotates the substrate W at a preset rotation speed R4, and adjusts the thickness of the coating liquid film RS discharged onto the substrate W.
  • the process from the end of discharging the coating liquid RS to the end of drying of the coating liquid RS is a process called main spin. That is, the main spin is a period during which the substrate W is rotated at the rotation speed R4.
  • the coating liquid film RS thickness corresponding to the rotational speed R4 is obtained.
  • the coating liquid film RS is formed on the substrate W by rotating the substrate W so as not to build up the excess coating liquid RS along the peripheral edge E of the rotating substrate W.
  • the excess coating liquid RS is raised along the peripheral edge E of the substrate W by pushing the peripheral edge E of the substrate W by centrifugal force.
  • the rotation of the substrate W at this time is performed at a rotation speed R4.
  • movement which raises the above-mentioned excessive coating liquid RS is operation
  • the coating apparatus 1 sprays the gas GS toward the peripheral edge E of the substrate W by the gas nozzle 4 as shown in FIG.
  • FIG.5 (b) is the figure which expanded the gas spraying part of Fig.5 (a).
  • the gas nozzle 4 provided above the substrate W blows the gas GS on the peripheral edge E of the substrate W and from the inside to the outside of the substrate W as shown in FIG. .
  • the gas GS needs to be sprayed before the coating liquid film RS on the substrate W is dried by the rotation of the rotation speed R4, that is, while the coating liquid RS flows.
  • the gas GS is sprayed with dots as shown in FIG.
  • the nozzle moving mechanism 13 moves the gas nozzle 4 to a predetermined blowing position before blowing the gas GS.
  • the main cause of the coating liquid RS staying on the peripheral edge E of the substrate W without being discharged out of the substrate W is the surface tension.
  • the gas GS By spraying the gas GS, it is possible to break the equilibrium state of the coating liquid RS that rises without being discharged out of the substrate due to surface tension. Therefore, as shown in FIG. 5E, the excess coating liquid RS that rises at the peripheral edge E is discharged out of the substrate W, so that the thickness of the coating liquid film RS is increased while forming the coating liquid film RS thick by rotation. Can be made uniform.
  • the rotation speed R4 of the substrate W that swells the excess coating solution RS is preferably greater than 0 rpm and less than or equal to 500 rpm, for example.
  • the coating liquid film RS becomes abruptly thicker from the center of the substrate W toward the outside of 120 mm. This point will be described in detail.
  • FIG. 6 is a diagram showing the thickness (average value) of the coating liquid film RS and the uniformity (3 ⁇ ) of the coating liquid film RS with respect to the rotation speed R4 in the case of a 300 mm wafer.
  • the rotational speed R4 is 500 rpm or less, the thickness and uniformity (3 ⁇ ) of the coating liquid film RS are increased.
  • the coating apparatus 1 is rotated before the drying of the coating liquid RS on the substrate W is completed.
  • the gas GS is sprayed toward the peripheral edge E of the substrate W by the gas nozzle 4 to assist in discharging a part of the coating liquid RS accumulated in the peripheral edge E, but not all, out of the substrate W. That is, while the coating liquid film RS is undried and has fluidity, the gas GS is sprayed to discharge the excess coating liquid RS accumulated in the peripheral edge portion E to the outside of the substrate W.
  • FIG. 7A is a diagram showing the thickness of the coating liquid film RS in the substrate when no gas is blown.
  • FIG. 8 is a diagram showing the thickness of the coating liquid film RS in the substrate when there is gas spraying.
  • the rotational speed R4 for adjusting the thickness of the coating liquid film RS is 100 rpm.
  • the thickness of the coating liquid film RS is rapidly increased at a position away from the center of the substrate W (corresponding to “0” in the X direction).
  • FIG. 8 it is suppressed that the thickness becomes large rapidly. Therefore, it can be seen that the thickness can be made uniform when the thick film is formed at low speed.
  • the measurement position in the substrate W in FIG. 8 is the same as that in FIG. 7A and is shown in FIG. 7B.
  • the coating liquid RS on the substrate W stops flowing due to the rotation at the rotation speed R4. Thereby, drying of coating liquid RS is complete
  • the holding rotation unit 2 rotates the substrate W at a preset rotation speed R5 by reducing the rotation speed.
  • the gas GS spraying is finished (stopped).
  • the blowing of the gas GS may be ended at the end of drying (time t9), or may be ended by time t11 for discharging an edge rinse liquid described later.
  • the nozzle moving mechanism 13 moves the edge rinse nozzle 6 to the discharge position.
  • the coating apparatus 1 performs edge rinse on the coating liquid film RS on the peripheral edge E of the substrate W after the drying of the coating liquid film RS on the substrate W is completed by the rotation at the rotation speed R4. That is, during the period from time t11 to time t12 in FIG. 2, the coating apparatus 1 ejects the edge rinse liquid from the edge rinse nozzle 6 as shown in FIG. 9A, and as shown in FIG. 9B.
  • the coating liquid film RS having a predetermined width on the peripheral edge E of the substrate W is removed.
  • the holding rotation unit 2 increases the rotation speed and rotates the substrate W at a preset rotation speed R6. Thereby, the edge rinse liquid discharged on the substrate W by the edge rinse nozzle 6 is spin-dried.
  • the holding rotating unit 2 stops the rotation of the substrate W.
  • the substrate W is stopped.
  • the holding rotating unit 2 releases the holding of the substrate W.
  • the substrate W on the holding rotation unit 2 is transported to the next processing unit by a substrate transport mechanism (not shown).
  • the holding rotating unit 2 rotates the substrate W at a rotation speed of, for example, 500 rpm or less to form the liquid film of the coating liquid RS on the substrate W, and at least one of the excess coating liquid RS.
  • the portion is pushed toward the peripheral edge E of the substrate W by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, and the excess coating liquid RS is raised along the peripheral edge E of the substrate W.
  • the gas GS is blown toward the peripheral edge E of the substrate W by the gas nozzle 4, and the excess coating liquid RS rising to the peripheral edge E is discharged out of the substrate W.
  • the gas nozzle 4 By spraying the gas GS toward the peripheral edge E of the substrate W by the gas nozzle 4, it is possible to break the equilibrium state of the coating liquid RS that stays and rises without being discharged out of the substrate W due to surface tension. Therefore, the thickness of the liquid film can be made uniform while the liquid film of the coating liquid RS is formed thick by rotation.
  • the gas nozzle 4 is directed toward the peripheral edge E of the substrate W.
  • gas GS When the gas GS is sprayed while the coating liquid RS is being discharged onto the substrate W, both the discharge of the coating liquid RS and the gas spraying must be controlled. However, since the gas GS is blown after the discharge of the coating liquid RS, it is only necessary to control one of the discharge of the coating liquid RS and the gas blowing, so that the control can be simplified.
  • the coating apparatus 1 sprays the gas GS to the peripheral edge E of the substrate W and from the inside to the outside of the substrate W by the gas nozzle 4. Thereby, the coating liquid RS collected on the peripheral edge E of the substrate W can be effectively discharged out of the substrate W.
  • the coating apparatus 1 performs edge rinsing on the coating liquid film RS on the peripheral edge E of the substrate W after the coating liquid film RS on the substrate W is dried by rotation.
  • edge rinsing By removing the coating liquid film RS on the peripheral edge E of the substrate W, which is relatively thick, by edge rinsing, a flatter coating liquid film RS can be formed.
  • a uniform thick film can be formed by spraying the gas GS and discharging the excess coating liquid RS rising on the peripheral edge E of the substrate W.
  • pattern formation can be carried out to the vicinity of the peripheral part E of the board
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the position of the gas nozzle 4 is fixed when the gas is sprayed. Thereby, control of the gas nozzle 4 can be simplified.
  • the gas nozzle 4 may be movable in the radial direction RD of the substrate W and with a preset width WD of the peripheral edge E of the substrate W as shown in FIG. That is, the gas nozzle 4 is scanned (reciprocated or moved one way) while blowing gas.
  • the width WD may be, for example, the length between the inside and the outside of the ring-shaped swelled portion (shown by hatching with hatching) of the coating liquid RS that accumulates at the peripheral edge E. Further, it may be a narrower range. Further, the movement may be performed not only once but a plurality of times.
  • the gas GS may be sprayed by the gas nozzle 4 at a preset time when the gas is sprayed. Accordingly, it is possible to discharge the excess coating liquid RS rising on the peripheral edge E of the substrate W to the outside of the substrate W in accordance with the time when the gas GS is sprayed.
  • the preset time include a time from time t7 to time t10 in FIG.
  • the gas GS may be sprayed by the gas nozzle 4 at a preset pressure when the gas is sprayed.
  • surplus coating liquid RS rising on the peripheral edge E of the substrate W can be discharged out of the substrate W.
  • the pressure is not a pressure that blows almost all of the coating liquid RS on the substrate W in the sprayed part, but a pressure that can break the equilibrium state of the coating liquid RS that has risen and stayed at the peripheral edge E due to surface tension. That's fine.
  • the gas GS was blown once toward the peripheral edge E by the gas nozzle 4 as shown in FIG.
  • the gas GS may be sprayed by the gas nozzle 4 at a plurality of preset times during gas spraying. For example, it is possible to control the amount of excess coating liquid RS discharged out of the substrate W by controlling the number of times of gas spraying in a preset unit time. Further, by intermittently blowing the gas GS, it is possible to change the blowing of the gas GS.
  • the gas GS was sprayed on the peripheral edge E by the gas nozzle 4 as shown in FIG.
  • the vicinity of the peripheral edge E may be used.
  • the inner portion (mountain skirt) of the coating liquid RS that accumulates at the peripheral edge E may be used.
  • the gas GS is blown by the gas nozzle 4 provided above the substrate W.
  • gas may be blown from the gas nozzle 4 provided below the substrate W, for example, other than above.
  • the gas GS is sprayed from the inside to the outside of the substrate W by the gas nozzle 4.
  • the gas GS may be sprayed in a vertically downward direction other than the direction from the inner side to the outer side of the substrate W as long as the equilibrium state of the surface tension of the coating liquid RS accumulated in the peripheral edge E can be destroyed.
  • the gas spraying was started at time t7 in FIG.
  • the coating liquid RS pushed by the peripheral edge E can be discharged out of the substrate W sequentially.
  • the gas spray may be in a certain stable state after rotating to a rotational speed R4 that swells excess coating liquid RS, for example, at time t8a in FIG. That is, at the time of gas spraying, before the drying of the coating liquid RS on the substrate W is completed by the rotation of the substrate W, and after the substrate W is rotated to the rotational speed R4 for exciting the excess coating liquid RS, the gas nozzle 4 A gas GS is sprayed toward the peripheral edge E of the substrate W. Since the gas GS is sprayed in a constant and stable state after the substrate W is rotated at the rotational speed R4 that swells the excess coating liquid RS, the control of the gas spraying can be simplified.
  • the gas GS starts to be sprayed at time t7 in FIG.
  • it may be at the start of discharge of the coating liquid RS (time t3), or may be at the end of discharge of the coating liquid RS (time t6).
  • time t8 when the rotational speed R3 is increased to the rotational speed R4.
  • the coating liquid RS reaches a part or all of the peripheral edge E by rotation after time t3. That is, spraying is started while the coating liquid RS before the drying of the coating liquid RS ends.

Abstract

　保持回転部２により基板Ｗを回転させて基板Ｗ上に塗布液膜ＲＳを形成するとともに、余剰の塗布液ＲＳの少なくとも一部を基板Ｗの回転に伴う遠心力により基板Ｗの周縁部Ｅに向けて押しやって基板Ｗの周縁部Ｅに沿って余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる。更に、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付けて、周縁部Ｅに盛り上がる余剰の塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出する。ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付けることで、表面張力によって基板Ｗ外に排出されずに留まって盛り上がる塗布液ＲＳの均衡状態を崩すことができる。そのため、回転により、塗布液膜ＲＳを厚く形成しつつ、塗布液膜ＲＳの厚みを均一にできる。

Description

塗布方法
　本発明は、半導体基板、液晶表示用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に対して、塗布液を塗布する塗布方法に関する。
　塗布装置は、基板を保持して回転させる保持回転部と、保持回転部に保持された基板上に、フォトレジスト（以下、「レジスト」と呼ぶ）等の塗布液を吐出する塗布ノズルとを備えている。塗布装置は、塗布ノズルで基板上に塗布液を吐出し、回転保持部で基板を回転させる。基板の回転により、基板上の塗布液が広げられて、基板上に塗布液の液膜（塗布液膜）が形成される（例えば、特許文献１，２参照）。
　このような塗布装置による塗布動作において、ガス（気体）の吹き付けが行われる。例えば、特許文献１には、基板の周縁部のレジスト膜に対して溶剤を吐出してレジスト膜を溶解させ、溶解したレジスト膜を送風手段により基板外に飛散させるエッジリンスの手法が記載されている。特許文献２には、薄膜が形成されたウエハの周縁部をエッジリンスした後、エッジリンスによる薄膜の周縁部の盛上り部分を、ウエハの周縁部にＮ２ガスを吹き付けて平坦化させることが記載されている。
　また、特許文献３には、未乾燥の塗膜が形成された基板の端縁部分に対して、気体を吹き付けて、乾燥を促進させるエッジリンスの手法が記載されている。なお、この手法は、塗膜形成後に行われる気体の吹き付けで有り、気体の吹き付け後であっても、基板の端縁部分以外は、未乾燥のままである。特許文献４には、基板上に溶剤を供給し、溶剤の被膜上にインクジェット方式で塗布液を吐出し、最後に、塗布液の凹凸表面に気体を噴射して塗布液の表面を平坦化する手法が記載されている。
特開２０１３－１８７４９７号公報 特開平０９－１０６９８０号公報 特開２００３－１８１３６１号公報 特開２０１３－０７８７４８号公報
　近年の半導体デバイスの３次元化に伴い、高い耐エッチング性能が求められており、レジスト等の厚めの塗布液膜（厚膜）を塗布することが求められている。
　従来は、厚膜を得るために、塗布液の粘度を高くすることで対応し、微調整を、基板の回転速度（回転数：ｒｐｍ）を変更することで対応していた。粘度を高くする場合は、ポンプの高出力化、供給配管径の大型化、ドレイン配管径の大型化、カップの洗浄、および膜中の微小泡の混入など多数の問題が生じる。そのため、塗布液の粘度を高くせずに粘度を低いままで、回転速度を調整することにより、厚膜を得ることが求められている。
　塗布液膜は、回転速度が低いほど、厚く形成される。塗布液膜厚みを調整する工程は、レジスト液の吐出終了後から乾燥が終了するまでのメインスピンと呼ばれる工程である。300mmウエハ（基板）の場合、メインスピンの回転速度の使用可能範囲は、例えば800～2000rpmである。この範囲より小さい場合は、ウエハの面内の塗布液膜厚みの均一性が大きく悪化することが問題となっている。すなわち、メインスピンが使用可能範囲内であれば、均一な厚みの塗布液膜が形成されるが、十分な厚みの液膜を得ることができない。そこで、液膜を更に厚くするために、メインスピンを使用可能範囲外の低速回転に設定すると、基板上の塗布液に作用する遠心力が著しく低下するので、基板周縁から塗布液が飛散し難くなる。その結果、基板の周縁部に塗布液が溜まった状態で基板が回転されるので、塗布液が基板の周縁に溜まった状態で乾燥する。そのため、基板の周縁部において、塗布液膜が山のように厚くなり、塗布液膜の厚みの均一性が悪化する。
　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、回転により、塗布膜の液膜を厚く形成しつつ、その液膜の厚みを均一にできる塗布方法を提供することを目的とする。
　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、本発明に係る塗布方法は、塗布ノズルにより基板上に塗布液を吐出する工程と、保持回転部により前記基板を回転させて前記基板上に前記塗布液の液膜を形成するとともに、余剰の塗布液の少なくとも一部を前記基板の回転に伴う遠心力により前記基板の周縁部に向けて押しやって前記基板の周縁部に沿って余剰の塗布液を盛り上げる工程と、前記基板の回転により前記基板上の前記塗布液の乾燥が終了する前に、ガスノズルにより前記基板の周縁部に向けてガスを吹き付けて、前記周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を前記基板外に排出するガス吹き付け工程と、を備えることを特徴とするものである。
　本発明に係る塗布方法によれば、保持回転部により基板を回転させて基板上に塗布液の液膜を形成するとともに、余剰の塗布液の少なくとも一部を基板の回転に伴う遠心力により基板の周縁部に向けて押しやって基板の周縁部に沿って余剰の塗布液を盛り上げる。更に、ガスノズルにより基板の周縁部に向けてガスを吹き付けて、周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を基板外に排出する。ガスノズルにより基板の周縁部に向けてガスを吹き付けることで、表面張力によって基板外に排出されずに留まって盛り上がる塗布液の均衡状態を崩すことができる。そのため、回転により、塗布液の液膜を厚く形成しつつ、その液膜の厚みを均一にできる。
　また、上述の塗布方法の好ましい一例は、前記塗布液を盛り上げる工程において、前記余剰の塗布液を盛り上げる前記基板の回転速度は、５００ｒｐｍ以下であることである。５００ｒｐｍ以下の回転により、塗布液の液膜を厚く形成しつつ、その液膜の厚みを均一にできる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記基板の回転により前記基板上の前記塗布液の乾燥が終了する前でかつ、前記塗布液の吐出終了後に、前記ガスノズルにより前記基板の周縁部に向けてガスを吹き付けることである。基板上に塗布液を吐出している途中でガスを吹き付けると、塗布液吐出とガス吹き付けの両方を制御しなければならない。しかしながら、塗布液の吐出終了後にガスを吹き付けるので、塗布液吐出とガス吹き付けの一方を制御すればよいので、制御を簡単にすることができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記基板の回転により前記基板上の前記塗布液の乾燥が終了する前でかつ、前記余剰の塗布液を盛り上げる回転速度に基板を回転した後、前記ガスノズルにより前記基板の周縁部に向けてガスを吹き付けることである。余剰の塗布液を盛り上げる回転速度に基板を回転した後の一定の安定した状態において、ガスを吹き付けるので、ガス吹き付けの制御を簡単にできる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、予め設定された時間でガスを吹き付けることである。ガスを吹き付けた時間に対応して、基板の周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を基板外に排出することができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、予め設定された圧力でガスを吹き付けることである。吹き付けるガスの圧力に対応して、基板の周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を基板外に排出することができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、予め設定された複数回でガスを吹き付けることである。例えば、予め設定された時間でガス吹き付けの回数を制御することで、基板外に排出する余剰の塗布液の量を制御することができる。また、間欠的にガスを吹き付けることで、ガスの吹き付けに変化を与えることができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガスノズルの開口部は、円形であることである。点でガスを吹き付けることができるので、基板から余剰な塗布液を排出しやすくなる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、前記基板の周縁部に、かつ前記基板の内側から外側に向けて、前記ガスを吹き付けることである。これにより、基板の周縁部に溜まる塗布液を基板外へ効果的に排出させることができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、回転により前記基板上の前記塗布液の膜の乾燥が終了した後に、前記基板の周縁部の前記塗布液の膜に対してエッジリンスを行う工程を更に備えることである。比較的厚みが付きやすい基板の周縁部の塗布液膜をエッジリンスで取り除くことで、より平坦な塗布液膜を形成させることができる。また、上述のように、ガスを吹き付けて基板の周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を排出することで、均一な厚膜を形成できる。これにより、エッジリンスを実行する幅を抑えることができるので、基板の周縁部の近くまでパターン形成することができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルの位置は、固定されていることである。これにより、ガスノズルの制御を簡単にすることができる。
　また、上述の塗布方法の一例は、前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルは、前記基板の半径方向でかつ前記基板の周縁部の予め設定された幅で移動可能であることである。これにより、基板の周縁部に向けたガスの吹き付け位置を変化させることができ、基板の周縁部に溜まった塗布液の排出を促進させることができる。
　本発明に係る塗布方法によれば、保持回転部により基板を回転させて基板上に塗布液の液膜を形成するとともに、余剰の塗布液の少なくとも一部を基板の回転に伴う遠心力により基板の周縁部に向けて押しやって基板の周縁部に沿って余剰の塗布液を盛り上げる。更に、ガスノズルにより基板の周縁部に向けてガスを吹き付けて、周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を基板外に排出する。ガスノズルにより基板の周縁部に向けてガスを吹き付けることで、表面張力によって基板外に排出されずに留まって盛り上がる塗布液の均衡状態を崩すことができる。そのため、回転により、塗布液の液膜を厚く形成しつつ、その液膜の厚みを均一にできる。
実施例に係る塗布装置のブロック図である。 塗布動作タイミングを例示する図である。 （ａ）、（ｂ）は、プリウェット工程を説明するための側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、塗布液吐出工程を説明するための側面図である。 （ａ）は、ガス吹き付けを説明するための側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）の平面図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＶ－Ｖ方向に見たガスノズルの吹き付け口を示す図であり、（ｅ）は、ガス吹き付けにより、基板の周縁部に溜まる塗布液膜が平坦になる様子を示す図である。 回転速度に対する塗布液膜厚みとその均一性を示す図である。 （ａ）は、ガス吹き付け無しの場合の基板内の塗布液膜厚みを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の基板内の測定位置を示す図である。 ガス吹き付け有りの場合の基板内の塗布液膜厚みを示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、エッジリンス工程を説明するための図である。 変形例に係るガス吹き付けを説明するための斜視図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係る塗布装置のブロック図である。
　＜塗布装置の構成＞
　図１を参照する。塗布装置１は、略水平姿勢で基板Ｗを保持して回転させる保持回転部２と、基板Ｗに対してレジスト等の塗布液ＲＳを吐出する塗布ノズル３と、基板Ｗに対してガスＧＳを吹き付けるガスノズル４とを備えている。また、塗布装置１は、基板Ｗに対して溶剤等のプリウェット液ＰＷを吐出するプリウェットノズル５と、基板Ｗの周縁部Ｅに対して溶剤等のエッジリンス液を吐出するエッジリンスノズル６とを備えている。
　なお、図１において、保持回転部２、塗布ノズル３、ガスノズル４、プリウェットノズル５、エッジリンスノズル６等は側面図で示される。
　保持回転部２は、例えば真空吸着により基板Ｗの裏面を保持するスピンチャック９と、スピンチャック９を略垂直方向の回転軸ＡＸ周りに回転させ、モータ等で構成される回転駆動部１０とを備えている。保持回転部２の周りには、基板Ｗの側方を囲うように、上下移動可能なカップ１１が設けられている。
　塗布ノズル３、ガスノズル４、プリウェットノズル５およびエッジリンスノズル６は各々、ノズル移動機構１３により、水平および上下方向の所定位置に移動されるように構成される。ノズル移動機構１３は、例えば、複数個の塗布ノズル３のいずれか１つの塗布ノズル３を選択的に把持して、基板Ｗの外側の待機位置と基板Ｗ上方の所定位置との間で、把持した塗布ノズル３を移動させる。ノズル移動機構１３は、モータ等で構成される。
　塗布ノズル３には、塗布液供給源１５から塗布液配管１７を通じて塗布液ＲＳが供給される。塗布液配管１７には、サックバック弁ＳＶと開閉弁Ｖ１とポンプＰ１が介在している。開閉弁Ｖ１は塗布液ＲＳの供給とその停止を行い、サックバック弁ＳＶは開閉弁Ｖ１の動作と組み合わせて、塗布ノズル３内の塗布液ＲＳ等を吸引し、また、吸引した塗布液ＲＳ等を押し出す。ポンプＰ１は塗布液ＲＳを塗布ノズル３に送り出す。なお、塗布ノズル３が複数の場合は、各々の塗布ノズル３は、塗布液供給源１５、塗布液配管１７、サックバック弁ＳＶ、開閉弁Ｖ１およびポンプＰ１等の供給系統を備えている。
　ガスノズル４には、ガス供給源１９からガス配管２１を通じてガスＧＳが供給される。ガス配管２１には、開閉弁Ｖ２が介在している。開閉弁Ｖ２はガスＧＳの供給とその停止を行う。ガスノズル４から吹き付けるガスＧＳは、窒素などの不活性ガス、空気、およびその他気体のいずれかが用いられる。また、ガスＧＳは、例えば塗布液ＲＳの溶剤の蒸気（気化した溶剤）を含むガスであってもよい。ガスは、図示しない温調機構により温度が調整されていてもよい。
　ガスノズル４の吹き付け口４ａは、スリットのような長細い開口部でなく、後述する図５（ｄ）のように、略円形である。略円形には、楕円形および、正多角形等の多角形が含まれる。点でガスＧＳを吹き付けることができるので、基板Ｗから余剰な塗布液ＲＳを排出しやすくなる。また、ガスノズル４の配管の内径、すなわち、ガスＧＳの吹き出し口４ａの内径は、５ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、ピンポイントで基板Ｗの周縁部ＥにガスＧＳを吹き付けることで、基板Ｗから余剰な塗布液ＲＳを排出しやすくなる。
　プリウェットノズル５には、プリウェット液供給源２３からプリウェット液配管２５を通じてプリウェット液ＰＷが供給される。プリウェット液配管２５には、開閉弁Ｖ３とポンプＰ３が介在している。開閉弁Ｖ３はプリウェット液ＰＷの供給とその停止を行い、ポンプＰ３はプリウェット液ＰＷをプリウェットノズル５に送り出す。
　エッジリンスノズル６には、エッジリンス液供給源２７からエッジリンス液配管２９を通じてエッジリンス液が供給される。エッジリンス液配管２９には、開閉弁Ｖ４とポンプＰ４が介在している。開閉弁Ｖ４はエッジリンス液の供給とその停止を行い、ポンプＰ４はエッジリンス液をエッジリンスノズル６に送り出す。
　塗布装置１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成された制御部３１と、塗布装置１を操作するための操作部３３とを備えている。制御部３１は、塗布装置１の各構成を制御する。操作部３３は、液晶モニタなどの表示部と、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、およびハードディスク等の記憶部と、キーボード、マウス、および各種ボタン等の入力部とを備えている。記憶部には、塗布処理の各種条件等が記憶されている。
　＜塗布装置の塗布動作＞
　次に、図２等を参照して、塗布装置１による塗布動作を説明する。図２は、塗布動作タイミングを例示する図である。なお、基板Ｗは、直径３００ｍｍのもので説明するが、その他の大きさのものであってもよい。
　本実施例の特徴部分の概要を説明する。上述のように、粘度を高くせずに低い粘度のままで、回転速度を調整して塗布液ＲＳの厚膜を得たいという要望がある。しかしながら、塗布液膜ＲＳの厚みを調整するためのメインスピンにおいて、基板Ｗを低速回転させると、基板Ｗの周縁部Ｅに塗布液ＲＳが溜まり、この溜まった部分で塗布液膜ＲＳが、例えば基板Ｗの中心部よりも厚くなる。そこで、メインスピンにおいて、回転により基板Ｗ上の塗布液ＲＳが流動しなくなる乾燥が終了する前に、ガスノズル４により、基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付ける。これにより、表面張力によって基板Ｗ外に排出されずに留まって盛り上がる塗布液ＲＳの均衡状態を崩すことができる。そのため、低速回転で厚膜を形成する際に、基板Ｗの中心部から周縁部Ｅにかけて、その厚膜を均一にできる。
　塗布動作は、図２の時間ｔ０～時間ｔ１４で行われ、プリウェット工程、塗布液吐出工程、塗布液膜ＲＳの厚み調整工程（メインスピン）、ガス吹き付け工程およびエッジリンス工程を備えている。まず、図示しない搬送機構は、保持回転部２に基板Ｗを搬送する。保持回転部２は、図１のように、基板Ｗの裏面を保持する。ノズル移動機構１３は、プリウェットノズル５を基板Ｗ上方の所定位置に移動させる。
　〔プリウェット工程〕
　図２の時間ｔ１から時間ｔ２までの間において、塗布装置１は、図３（ａ）のように、プリウェットノズル５からプリウェット液ＰＷを吐出する。なお、プリウェット液ＰＷの吐出は、基板Ｗを回転させながら行ってもよい。
　図２の時間ｔ２において、保持回転部２は、予め設定された回転速度Ｒ１（ｒｐｍ）で、保持した基板Ｗを回転させる。この回転により、図３（ｂ）のように、基板Ｗ上に吐出されたプリウェット液ＰＷは放射状に広げられて、プリウェット液膜ＰＷが形成される。プリウェット液ＰＷの吐出後、ノズル移動機構１３は、プリウェットノズル５に代えて、基板Ｗ上方の所定位置に塗布ノズル３を配置する。
　〔塗布液吐出工程〕
　図２の時間ｔ３において、塗布装置１は、図４（ａ）のように、塗布ノズル３により基板Ｗ上に塗布液ＲＳを吐出する（吐出の開始）。図２の時間ｔ４において、保持回転部２は、回転速度を上げて、予め設定された回転速度Ｒ２で基板Ｗを回転させる。回転速度Ｒ１，Ｒ２の回転により、図４（ｂ）のように、基板Ｗ上に吐出された塗布液ＲＳは放射状に広げられる。なお、塗布液ＲＳの一部は、基板Ｗ外に飛散される。また、基板Ｗ上には、上述のように、プリウェット液膜ＰＷが形成されているので、塗布液ＲＳは素早く広がる。図２の時間ｔ５において、保持回転部２は、回転速度を下げて、予め設定された回転速度Ｒ３で基板Ｗを回転させる。時間ｔ６において、塗布ノズル３による塗布液ＲＳの吐出を終了（停止）する。
　〔塗布液膜の厚み調整工程とガス吹き付け工程〕
　塗布液ＲＳの塗布終了後、時間ｔ７において、塗布装置１は、図５（ａ）のように、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付ける。このガスＧＳの吹き付けの説明よりも先に、塗布液膜ＲＳの厚みを調整する基板Ｗの回転について説明する。
　時間ｔ８において、保持回転部２は、回転速度を上げて、予め設定された回転速度Ｒ４で基板Ｗを回転させて、基板Ｗ上に吐出された塗布液膜ＲＳの厚みを調整する。上述のように、塗布液ＲＳの吐出終了後から塗布液ＲＳの乾燥終了までの工程は、メインスピンと呼ばれる工程である。すなわち、メインスピンは、おおよそ、回転速度Ｒ４で基板Ｗを回転させている間の期間をいう。回転速度Ｒ４の大きさにより、その回転速度Ｒ４に応じた塗布液膜ＲＳ厚みが得られる。
　従来では、基板Ｗを回転させることにより、回転基板Ｗの周縁部Ｅに沿って余剰の塗布液ＲＳを盛り上げないようにして、基板Ｗ上に塗布液膜ＲＳを形成していた。この点、本実施例では、基板Ｗの回転速度を調整することで、塗布液膜ＲＳを厚く形成することが望まれている。そこで、まず、本実施例は、保持回転部２より、基板Ｗを回転させて基板Ｗ上に塗布液膜ＲＳを形成するとともに、余剰の塗布液ＲＳの少なくとも一部を基板Ｗの回転に伴う遠心力により基板Ｗの周縁部Ｅに押しやって基板Ｗの周縁部Ｅに沿って余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる。このときの基板Ｗの回転は、回転速度Ｒ４で行われる。なお、上述の余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる動作は、ガスＧＳの吹き付けを考慮しない場合の動作である。
　基板Ｗの周縁部Ｅに余剰の塗布液ＲＳが盛り上がった状態で塗布液ＲＳが乾燥すると、厚みの均一性が悪化した塗布液膜ＲＳが得られることとなる。そのため、塗布装置１は、図５（ａ）のように、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付ける。
　図５（ｂ）は、図５（ａ）のガス吹き付け部分を拡大した図である。本実施例では、基板Ｗの上方に設けられたガスノズル４により、基板Ｗの周縁部Ｅに、かつ、図５（ｃ）のように、基板Ｗの内側から外側に向けて、ガスＧＳを吹き付ける。ガスＧＳは、回転速度Ｒ４の回転により基板Ｗ上の塗布液膜ＲＳの乾燥が終了する前に、すなわち、塗布液ＲＳが流動する間に、吹き付ける必要がある。ガスＧＳは、図５（ｄ）のように、点で吹き付ける。なお、ノズル移動機構１３は、ガスＧＳを吹き付ける前までに、ガスノズル４を所定の吹き付け位置に移動させる。
　基板Ｗ外に排出されず、基板Ｗの周縁部Ｅに塗布液ＲＳが留まって盛り上がる主な原因は、表面張力である。ガスＧＳを吹き付けることで、表面張力によって基板外に排出されずに留まって盛り上がる塗布液ＲＳの均衡状態を崩すことができる。そのため、図５（ｅ）のように、周縁部Ｅに盛り上がる余剰の塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出するので、回転により、塗布液膜ＲＳを厚く形成しつつ、その塗布液膜ＲＳの厚みを均一にできる。
　余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる基板Ｗの回転速度Ｒ４は、例えば０ｒｐｍより大きく５００ｒｐｍ以下（または未満）が好ましい。５００ｒｐｍ以下の回転速度Ｒ４で基板Ｗを回転させると、基板Ｗの中心部から１２０ｍｍより外側に向かって、急激に塗布液膜ＲＳが厚くなる。この点について詳しく説明する。
　スピン塗布は、基板Ｗの回転の遠心力により、未乾燥の流動性を持った塗布液ＲＳを基板Ｗの中心部から周縁部Ｅに向かって押し出すことで行われる。５００ｒｐｍ（好ましくは８００ｒｐｍ）より大きい高速回転であれば、基板Ｗの周縁部Ｅから余剰な塗布液ＲＳが排出される。しかしながら、５００ｒｐｍ以下の低速回転では、塗布液と基板Ｗによる表面張力のため、余剰な塗布液ＲＳが基板Ｗの周縁部Ｅから留まる。そのため、基板Ｗの周縁部Ｅに塗布液ＲＳが溜まった状態で乾燥し始める。これにより、周縁部Ｅに溜まった塗布液ＲＳが乾燥した部分では、山のように塗布液膜ＲＳが厚くなる。なお、図５（ｃ）において、塗布液膜ＲＳが盛り上がった部分を斜線のハッチングで示す。
　なお、図６は、３００ｍｍウエハの場合における、回転速度Ｒ４に対する塗布液膜ＲＳの厚み（平均値）と塗布液膜ＲＳの均一性（３σ）を示す図である。回転速度Ｒ４が５００ｒｐｍ以下では、塗布液膜ＲＳの厚みとその均一性（３σ）が大きくなっている様子が示される。
　そこで、周縁部Ｅで塗布液膜ＲＳが厚くなり塗布液膜ＲＳの厚みが不均一になることを回避するため、塗布装置１は、回転により基板Ｗ上の塗布液ＲＳの乾燥が終了する前に、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付けて、周縁部Ｅに溜まる塗布液ＲＳの全部ではなくその一部を基板Ｗ外に排出する補助を行う。すなわち、塗布液膜ＲＳが未乾燥で流動性があるうちに、周縁部Ｅに溜まった余剰な塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出するため、ガスＧＳを吹き付ける。これにより、「表面張力＜遠心力＋ガスによる圧力」の関係となり、周縁部Ｅに溜まった余剰な塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出できる。基板Ｗの周縁部Ｅに溜まった塗布液ＲＳにより盛り上がって不均一になることを抑制し、低速回転で厚膜を得る際に、基板Ｗの中心部から周縁部Ｅにかけて、均一な厚膜を得ることできる。
　ここで、ガス吹き付けの効果を図７（ａ）、図７（ｂ）、図８を参照して説明する。図７（ａ）は、ガス吹き付け無しの場合の基板内の塗布液膜ＲＳの厚みを示す図である。一方、図８は、ガス吹き付け有りの場合の基板内の塗布液膜ＲＳの厚みを示す図である。図７（ａ）、図８において、塗布液膜ＲＳの厚みを調整するための回転速度Ｒ４は、１００ｒｐｍである。図７（ａ）では、基板Ｗの中心部（Ｘ方向位置の”０”に相当）から離れた位置において、急激に塗布液膜ＲＳの厚みが大きくなっている。一方、図８では、その厚みが急激に大きくなることが抑えられている。したがって、低速回転で厚膜を形成する際にその厚みを均一にできることがわかる。なお、図８の基板Ｗ内の測定位置は、図７（ａ）と同様であり、図７（ｂ）で示される。
　図２の時間ｔ９において、回転速度Ｒ４の回転により基板Ｗ上の塗布液ＲＳが流動しなくなる。これにより、塗布液ＲＳの乾燥が終了する。時間ｔ１０において、保持回転部２は、回転速度を下げて、予め設定された回転速度Ｒ５で基板Ｗを回転させる。なお、時間ｔ１０において、ガスＧＳの吹き付けを終了（停止）している。この点、ガスＧＳの吹き付けは、乾燥終了時（時間ｔ９）で終了してもよいし、また、後述するエッジリンス液を吐出する時間ｔ１１までに終了するようにしてもよい。
　〔エッジリンス処理〕
　ノズル移動機構１３は、エッジリンスノズル６を吐出位置に移動させておく。塗布装置１は、回転速度Ｒ４の回転より基板Ｗ上の塗布液膜ＲＳの乾燥が終了した後に、基板Ｗの周縁部Ｅの塗布液膜ＲＳに対してエッジリンスを行う。すなわち、図２の時間ｔ１１から時間ｔ１２までの間において、塗布装置１は、図９（ａ）のように、エッジリンスノズル６によりエッジリンス液を吐出して、図９（ｂ）のように、基板Ｗの周縁部Ｅの所定幅の塗布液膜ＲＳを取り除く。その後、図２の時間ｔ１２において、保持回転部２は、回転速度を上げて、予め設定された回転速度Ｒ６で基板Ｗを回転させる。これにより、エッジリンスノズル６により基板Ｗ上に吐出したエッジリンス液をスピン乾燥させる。時間ｔ１３において、保持回転部２は、基板Ｗの回転を停止させる。時間ｔ１４において、基板Ｗは停止される。
　以上により、塗布動作は終了する。この後、保持回転部２は、基板Ｗの保持を解除する。保持回転部２上の基板Ｗは、図示しない基板搬送機構により、次の処理ユニットに搬送される。
　本実施例によれば、保持回転部２により、例えば５００ｒｐｍ以下の回転速度で、基板Ｗを回転させて基板Ｗ上に塗布液ＲＳの液膜を形成するとともに、余剰の塗布液ＲＳの少なくとも一部を基板Ｗの回転に伴う遠心力により基板Ｗの周縁部Ｅに向けて押しやって基板Ｗの周縁部Ｅに沿って余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる。更に、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付けて、周縁部Ｅに盛り上がる余剰の塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出する。ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付けることで、表面張力によって基板Ｗ外に排出されずに留まって盛り上がる塗布液ＲＳの均衡状態を崩すことができる。そのため、回転により、塗布液ＲＳの液膜を厚く形成しつつ、その液膜の厚みを均一にできる。
　また、ガスＧＳの吹き付けの際に、基板Ｗの回転により基板Ｗ上の塗布液ＲＳの乾燥が終了する前でかつ、塗布液ＲＳの吐出終了後に、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付ける。基板Ｗ上に塗布液ＲＳを吐出している途中でガスＧＳを吹き付けると、塗布液ＲＳ吐出とガス吹き付けの両方を制御しなければならない。しかしながら、塗布液ＲＳの吐出終了後にガスＧＳを吹き付けるので、塗布液ＲＳ吐出とガス吹き付けの一方を制御すればよいので、制御を簡単にすることができる。
　また、塗布装置１は、ガス吹き付け工程において、ガスノズル４により、基板Ｗの周縁部Ｅに、かつ基板Ｗの内側から外側に向けて、ガスＧＳを吹き付けることである。これにより、基板Ｗの周縁部Ｅに溜まる塗布液ＲＳを基板Ｗ外へ効果的に排出させることができる。
　また、塗布装置１は、回転により基板Ｗ上の塗布液膜ＲＳが乾燥した後に、基板Ｗの周縁部Ｅの塗布液膜ＲＳに対してエッジリンスを行う。比較的厚みが付きやすい基板Ｗの周縁部Ｅの塗布液膜ＲＳをエッジリンスで取り除くことで、より平坦な塗布液膜ＲＳを形成させることができる。また、上述のように、ガスＧＳを吹き付けて基板Ｗの周縁部Ｅに盛り上がる余剰の塗布液ＲＳを排出することで、均一な厚膜を形成できる。これにより、エッジリンスを実行する幅を抑えることができるので、基板Ｗの周縁部Ｅの近くまでパターン形成することができる。
　本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
　（１）上述した実施例では、ガス吹き付けの際に、ガスノズル４の位置は、固定されている。これにより、ガスノズル４の制御を簡単にすることができる。しかしながら、ガス吹き付けの際に、ガスノズル４は、図１０のように、基板Ｗの半径方向ＲＤでかつ基板Ｗの周縁部Ｅの予め設定された幅ＷＤで移動可能であってもよい。すなわち、ガスを吹き付けながらガスノズル４をスキャン（往復または片道移動）させる。
　これにより、基板Ｗの周縁部Ｅに向けたガスＧＳの吹き付け位置を変化させることができ、基板Ｗの周縁部Ｅに溜まった塗布液ＲＳの排出を促進させることができる。幅ＷＤは、図１０のように、例えば、周縁部Ｅに溜まる塗布液ＲＳのリング状の盛上り部分（斜線のハッチングで示す）の内側と外側との間の長さであってもよい。また、それよりも狭い範囲であってもよい。また、移動は、１回だけでなく複数回行ってもよい。
　（２）上述した実施例および変形例（１）において、ガス吹き付けの際に、ガスノズル４により、予め設定された時間でガスＧＳを吹き付けてもよい。これにより、ガスＧＳを吹き付けた時間に対応して、基板Ｗの周縁部Ｅに盛り上がる余剰の塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出することができる。予め設定された時間として、例えば、図２の時間ｔ７から時間ｔ１０までの時間が挙げられる。
　（３）上述した実施例および各変形例において、ガス吹き付けの際に、ガスノズル４により、予め設定された圧力でガスＧＳを吹き付けてもよい。吹き付けるガスＧＳの圧力に対応して、基板Ｗの周縁部Ｅに盛り上がる余剰の塗布液ＲＳを基板Ｗ外に排出することができる。例えば、圧力は、吹き付けた部分の基板Ｗ上の塗布液ＲＳをほぼ全て吹き飛ばす程度の圧力ではなく、表面張力によって周縁部Ｅで留まって盛り上がった塗布液ＲＳの均衡状態が崩せる程度の圧力であればよい。
　（４）上述した実施例および各変形例において、図２のように、ガスノズル４により、周縁部Ｅに向けてガスＧＳを１回吹き付けていた。この点、ガス吹き付けの際に、ガスノズル４により、予め設定された複数回でガスＧＳを吹き付けてもよい。例えば、予め設定された単位時間でガス吹き付けの回数を制御することで、基板Ｗ外に排出する余剰の塗布液ＲＳの量を制御することができる。また、間欠的にガスＧＳを吹き付けることで、ガスＧＳの吹き付けに変化を与えることができる。
　（５）上述した実施例および各変形例では、図５（ｂ）のように、ガスノズル４により、周縁部ＥにガスＧＳを吹き付けていた。この点、周縁部Ｅ近傍であってもよい。例えば、図５（ｂ）の矢印ＡＲのように、周縁部Ｅに溜まる塗布液ＲＳの内側部分（山すそ）であってもよい。
　（６）上述した実施例および各変形例では、基板Ｗの上方に設けられたガスノズル４により、ガスＧＳを吹き付けている。この点、周縁部Ｅに溜まる塗布液ＲＳの表面張力の均衡を崩せるのであれば、上方以外の例えば基板Ｗの下方に設けられたガスノズル４からガスを吹き付けてもよい。
　（７）上述した実施例および各変形例では、ガスノズル４により、基板Ｗの内側から外側に向けて、ガスＧＳを吹き付けている。この点、周縁部Ｅに溜まる塗布液ＲＳの表面張力の均衡状態を崩せるのであれば、基板Ｗの内側から外側に向けた方向以外の例えば鉛直下方向でガスＧＳを吹き付けてもよい。
　（８）上述した実施例および各変形例では、図２の時間ｔ７において、ガスの吹き付けを開始していた。これにより、周縁部Ｅに押しやられる塗布液ＲＳを順次、基板Ｗ外に排出することができる。これに対し、ガス吹き付けは、例えば、図２の時間ｔ８ａのように、余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる回転速度Ｒ４に回転した後の一定の安定した状態であってもよい。すなわち、ガス吹き付けの際に、基板Ｗの回転により基板Ｗ上の塗布液ＲＳの乾燥が終了する前でかつ、余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる回転速度Ｒ４に基板Ｗを回転した後、ガスノズル４により基板Ｗの周縁部Ｅに向けてガスＧＳを吹き付ける。余剰の塗布液ＲＳを盛り上げる回転速度Ｒ４に基板Ｗを回転した後の一定の安定した状態において、ガスＧＳを吹き付けるので、ガス吹き付けの制御を簡単にできる。
　（９）上述した実施例および各変形例では、図２の時間ｔ７において、ガスＧＳの吹き付けを開始していた。この点、例えば、塗布液ＲＳの吐出開始時（時間ｔ３）であってもよく、塗布液ＲＳの吐出終了時（時間ｔ６）であってもよい。また、回転速度Ｒ３から回転速度Ｒ４に上げる時間ｔ８であってもよい。また、時間ｔ３後に、回転により塗布液ＲＳが周縁部Ｅの一部または全部に到達した時であってもよい。すなわち、塗布液ＲＳの乾燥が終了する前の塗布液ＲＳが流動する間に吹き付けを開始する。
　（１０）上述した実施例および各変形例では、図２に塗布動作の一例を示した。しかしながら、図２の塗布動作に限定されない。例えば、回転速度Ｒ２～Ｒ４は、互いに大小関係が入れ替わってもよく、同じ大きさであってもよい。
　１　　　　…　塗布装置
　２　　　　…　保持回転部
　３　　　　…　塗布ノズル
　４　　　　…　ガスノズル
　４ａ　　　…　吹き付け口
　６　　　　…　エッジリンスノズル
　Ｅ　　　　…　周縁部
　ＰＷ　　　…　プリウェット液（プリウェット液膜）
　ＲＳ　　　…　塗布液（塗布液膜）

Claims (12)

  1. 　塗布ノズルにより基板上に塗布液を吐出する工程と、
    　保持回転部により前記基板を回転させて前記基板上に前記塗布液の液膜を形成するとともに、余剰の塗布液の少なくとも一部を前記基板の回転に伴う遠心力により前記基板の周縁部に向けて押しやって前記基板の周縁部に沿って余剰の塗布液を盛り上げる工程と、
    　前記基板の回転により前記基板上の前記塗布液の乾燥が終了する前に、ガスノズルにより前記基板の周縁部に向けてガスを吹き付けて、前記周縁部に盛り上がる余剰の塗布液を前記基板外に排出するガス吹き付け工程と、
    　を備えることを特徴とする塗布方法。
  2. 　請求項１に記載の塗布方法において、
    　前記塗布液を盛り上げる工程において、前記余剰の塗布液を盛り上げる前記基板の回転速度は、５００ｒｐｍ以下であることを特徴とする塗布方法。
  3. 　請求項１または２に記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記基板の回転により前記基板上の前記塗布液の乾燥が終了する前でかつ前記塗布液の吐出終了後に、前記ガスノズルにより前記基板の周縁部に向けてガスを吹き付けることを特徴とする塗布方法。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記基板の回転により前記基板上の前記塗布液の乾燥が終了する前でかつ前記余剰の塗布液を盛り上げる回転速度に基板を回転した後に、前記ガスノズルにより前記基板の周縁部に向けてガスを吹き付けることを特徴とする塗布方法。
  5. 　請求項１から４のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、予め設定された時間でガスを吹き付けることを特徴とする塗布方法。
  6. 　請求項１から５のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、予め設定された圧力でガスを吹き付けることを特徴とする塗布方法。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、予め設定された複数回でガスを吹き付けることを特徴とする塗布方法。
  8. 　請求項１から７のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガスノズルの吹き付け口は、円形であることを特徴とする塗布方法。
  9. 　請求項１から８のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルにより、前記基板の周縁部に、かつ前記基板の内側から外側に向けて、前記ガスを吹き付けることを特徴とする塗布方法。
  10. 　請求項１から９のいずれかに記載の塗布方法において、
    　回転により前記基板上の前記塗布液の膜の乾燥が終了した後に、前記基板の周縁部の前記塗布液の膜に対してエッジリンスを行う工程を更に備えることを特徴とする塗布方法。
  11. 　請求項１から１０のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルの位置は、固定されていることを特徴とする塗布方法。
  12. 　請求項１から１０のいずれかに記載の塗布方法において、
    　前記ガス吹き付け工程において、前記ガスノズルは、前記基板の半径方向でかつ前記基板の周縁部の予め設定された幅で移動可能であることを特徴とする塗布方法。
     
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