WO2018008325A1 - 塗布方法 - Google Patents

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WO2018008325A1
WO2018008325A1 PCT/JP2017/021353 JP2017021353W WO2018008325A1 WO 2018008325 A1 WO2018008325 A1 WO 2018008325A1 JP 2017021353 W JP2017021353 W JP 2017021353W WO 2018008325 A1 WO2018008325 A1 WO 2018008325A1
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WO
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chemical
substrate
nozzle
circular substrate
film
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/021353
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English (en)
French (fr)
Inventor
省吾 吉田
小椋　浩之
隆一 吉田
保夫 ▲高▼橋
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating

Definitions

  • the present invention relates to a coating method for applying a high-viscosity chemical solution to a substrate such as a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a photomask, or an optical disk substrate.
  • the coating apparatus includes a holding rotation unit that holds and rotates a circular substrate, and a nozzle that discharges a chemical solution to the circular substrate from above the substrate held by the holding rotation unit (for example, Patent Document 1, Patent Document 1). 2).
  • the coating apparatus forms a chemical film by a method called spin coating. First, the circular substrate is rotated at a low speed. Next, the chemical solution is discharged from the nozzle. Then, after stopping the discharge of the chemical solution, the circular substrate is rotated at a high speed so that the chemical solution on the circular substrate has a desired film thickness.
  • Patent Documents 1 and 2 when the chemical solution is discharged from the nozzle, the nozzle is moved so as to cross the center of rotation of the circular substrate.
  • such a conventional example has the following problems. That is, even if spin coating is performed using a high-viscosity chemical solution, there is a problem that the chemical solution does not spread evenly, the chemical solution film rises at the center of the circular substrate, or the chemical solution does not spread well. For example, a pattern such as an integrated circuit is formed on the surface (main surface) of the circular substrate, whereby the surface of the circular substrate has irregularities.
  • a high-viscosity chemical solution of, for example, 300 cP (centipoise) or more is discharged onto the uneven surface of the circular substrate and spin-coated at a high-speed rotation of, for example, 1000 rpm or more.
  • the unevenness causes a film break (unpainted) on which the chemical liquid film CF is not placed, as indicated by the symbol M in FIG. 16A, or the unevenness, as indicated by the symbol N in FIG. Is reflected.
  • the film thickness uniformity locally 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 film thickness uniform when forming a highly viscous chemical film on a circular substrate. To do.
  • the coating method according to the present invention is a coating method in which a high viscosity chemical solution of 300 cP or more is supplied onto a circular substrate to form a chemical film on the circular substrate, and the circular substrate is rotated at a first rotational speed. And a chemical solution film is formed by discharging the chemical solution from the chemical solution nozzle onto the circular substrate while moving the chemical solution nozzle located above the circular substrate in the radial direction of the circular substrate.
  • the spiral chemical liquid film is formed before forming the liquid reservoir of the chemical liquid on the circular substrate.
  • the liquid chemical in the liquid reservoir blends well with the spiral chemical film. Therefore, when the circular substrate is rotated to spread the liquid chemical in the liquid reservoir and cover the spiral chemical liquid film, the liquid chemical in the liquid reservoir spreads well. Further, when the chemical solution in the liquid pool spreads, the bumps on the surface of the spiral chemical solution film are made flat. By these, film
  • the chemical liquid nozzle when the spiral chemical liquid film is formed, the chemical liquid nozzle is moved in the radial direction of the circular substrate from the peripheral portion of the circular substrate toward the central portion of the circular substrate. It is preferable. After forming the spiral chemical film, the chemical nozzle is located above the center of the circular substrate. Therefore, the chemical nozzle can operate as it is to form a liquid reservoir. That is, the liquid reservoir for the chemical solution can be formed efficiently.
  • the circular substrate is rotated at the first rotational speed, and the movement of the chemical solution nozzle is stopped, and the chemical solution nozzle located above the peripheral portion of the circular substrate is used. It is preferable that the method further includes a step of forming a ring-shaped chemical liquid film along the peripheral edge of the circular substrate by discharging the chemical liquid onto the circular substrate.
  • the solvent film is formed on the circular substrate by rotating the circular substrate and discharging the solvent from the solvent nozzle onto the circular substrate before discharging the chemical solution from the chemical solution nozzle. It is preferable to further include a step of performing a pre-wet process that is a process to be formed.
  • a spiral chemical solution film is formed without pre-wetting treatment, the discharged chemical solution may be agglomerated in the vicinity of the discharge port of the chemical solution nozzle, making it difficult to attach the chemical solution to the circular substrate.
  • the pre-wetting treatment can easily cause the chemical solution to adhere to the circular substrate.
  • the chemical solution easily flows in the portion where the solvent film exists on the substrate.
  • an example of the pre-wet treatment is a state in which a solvent enters a concave portion formed on the circular substrate. Since the solvent has entered the recess, replacement with a chemical solution is easy. Therefore, insufficient embedding of the chemical in the recess can be prevented.
  • the chemical liquid film on each circumference of the spiral chemical liquid film does not have a gap with the chemical film on the adjacent circumference in the radial direction. If there is a gap between the chemical film on each circumference and the chemical film on the adjacent circumference, avoid the gap or recess even if the circular substrate is rotated at the second rotational speed (high speed) to spread the chemical in the liquid pool. May flow. Therefore, the chemical
  • the chemical nozzle when the spiral chemical liquid film is formed, when the chemical liquid nozzle is located closer to the center of the circular substrate than the position of the peripheral edge of the circular substrate, the chemical nozzle It is preferable that the clearance between the front end surface of the substrate and the surface of the circular substrate is larger than the clearance at the position on the peripheral edge side.
  • the relative rotation speed of the circular substrate with respect to the chemical nozzle is faster at the position on the peripheral edge side than the position on the center side of the circular substrate. For this reason, when the chemical solution is deposited on the circular substrate, the action of the force in the rotation direction applied to the chemical solution is large, and the chemical solution is easily broken due to tearing.
  • the liquid can be prevented from running out by reducing the clearance. Further, when the chemical liquid nozzle is located at the center, a liquid reservoir for the chemical liquid is formed. By increasing the clearance, it is possible to prevent the chemical liquid from adhering to the chemical nozzle.
  • the rotation speed is higher than the rotation speed when the rotation speed is positioned on the peripheral edge side.
  • the relative rotation speed of the circular substrate with respect to the chemical nozzle is faster at the position on the peripheral edge side than the position on the center side of the circular substrate.
  • the spiral chemical liquid film is formed before forming the liquid reservoir of the chemical liquid on the circular substrate.
  • the liquid chemical in the liquid reservoir blends well with the spiral chemical film. Therefore, when the circular substrate is rotated to spread the liquid chemical in the liquid reservoir and cover the spiral chemical liquid film, the liquid chemical in the liquid reservoir spreads well. Further, when the chemical solution in the liquid pool spreads, the bumps on the surface of the spiral chemical solution film are made flat. By these, film
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the coating device which concerns on an Example.
  • A) is a longitudinal cross-sectional view of a chemical
  • (b) is a figure which shows the shape of the discharge outlet of a chemical
  • (A)-(c) is a side view for demonstrating the pre-wet process which concerns on an Example. It is a side view for demonstrating formation of a chemical
  • A), (b) is a top view for demonstrating formation of a ring-shaped chemical
  • (A) is a figure which shows a mode that the chemical
  • (b) is a figure which shows the chemical
  • (A) is a figure which shows film
  • (b) is a figure which shows a mode that the unevenness
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coating apparatus according to an embodiment.
  • Fig.2 (a) is a longitudinal cross-sectional view of a chemical
  • FIG. 2B is a diagram illustrating the shape of the discharge port of the chemical liquid nozzle as viewed from A of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the solvent nozzle moving mechanism and the chemical nozzle moving mechanism.
  • the coating device 1 includes a holding rotation unit 2, a solvent nozzle 3, and a chemical solution nozzle 4.
  • the holding rotation unit 2 holds and rotates a circular substrate (hereinafter referred to as “substrate”) W in a substantially horizontal posture.
  • the holding rotation unit 2 includes a spin chuck 7 and a rotation drive unit 8.
  • the spin chuck 7 is provided to be rotatable around the rotation axis AX1 and holds the substrate W.
  • the spin chuck 7 is configured to hold the substrate W by vacuum-sucking the back surface of the substrate W.
  • the rotation driving unit 8 performs driving for rotating the spin chuck 7 around the rotation axis AX1.
  • the rotation drive unit 8 is configured by, for example, an electric motor.
  • the rotation axis AX1 substantially coincides with the center portion CT of the substrate W.
  • the solvent nozzle 3 discharges the solvent onto the substrate W held by the holding rotation unit 2.
  • the solvent for example, thinner or PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) is used.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • the chemical solution nozzle 4 discharges the chemical solution onto the substrate W held by the holding rotation unit 2.
  • a resin such as polyimide is used as the high-viscosity chemical solution.
  • the resin is used as a protective film for the substrate W on which the pattern is formed or an interlayer insulating film between the substrates W.
  • the viscosity of the chemical solution is 300 cP or more and 10,000 cP or less.
  • the discharge port 4a of the chemical nozzle 4 is rectangular as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). When the discharge port 4a of the chemical liquid nozzle 4 is rectangular, the area to be applied in one rotation can be increased as compared with a circular or square discharge port 4a. In addition, this makes it possible to reduce the discharge time and perform a coating operation with the liquid column being stabilized with low rotation.
  • reference numeral 4b denotes an internal flow path of the chemical liquid nozzle 4, and is connected to a chemical liquid pipe 19 to be described later.
  • Reference numeral 4 c is a tip surface of the chemical nozzle 4.
  • the coating device 1 includes a cup 9 and a standby pot 10 as shown in FIG.
  • the cup 9 surrounds the side of the substrate W and the holding rotating unit 2.
  • the cup 9 is configured to move in the vertical direction by a drive unit (not shown).
  • the standby pot 10 waits for an unused chemical nozzle 4.
  • the standby pot 10 may include a solvent storage tank for immersing and cleaning the tip of the chemical nozzle 4 in a solvent, or may wrap the tip of the chemical nozzle 4 in a solvent atmosphere. Note that a standby pot for waiting the solvent nozzle 3 may be provided.
  • the coating apparatus 1 includes a solvent supply source 13, a solvent pipe 15, a pump P1, and an on-off valve V1.
  • the solvent supply source 13 is constituted by a bottle, for example.
  • the solvent from the solvent supply source 13 is supplied to the solvent nozzle 3 through the solvent pipe 15.
  • the solvent pipe 15 is provided with a pump P1 and an on-off valve V1.
  • the pump P1 sends a solvent to the solvent nozzle 3, and the on-off valve V1 supplies and stops the solvent.
  • the coating apparatus 1 includes a chemical solution supply source 17, a chemical solution pipe 19, a pump P2, and an on-off valve V2.
  • the chemical solution supply source 17 is constituted by a bottle, for example.
  • the chemical solution from the chemical solution supply source 17 is supplied to the chemical solution nozzle 4 through the chemical solution pipe 19.
  • the chemical solution pipe 19 is provided with a pump P2, an on-off valve V2, and the like.
  • the pump P2 sends a chemical solution to the chemical solution nozzle 4, and the on-off valve V2 supplies and stops the chemical solution.
  • the coating apparatus 1 includes a solvent nozzle moving mechanism 21 and a chemical nozzle moving mechanism 23 (see FIG. 3).
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 rotates (moves) the solvent nozzle 3 around the rotation axis AX2.
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 includes an arm 25, a shaft 27, and a rotation drive unit 29.
  • the arm 25 supports the solvent nozzle 3, and the shaft 27 supports the arm 25. That is, the solvent nozzle 3 is connected to one end of the rod-shaped arm 25, and the shaft 27 is connected to the other end of the arm 25.
  • the rotation drive unit 29 rotates the solvent nozzle 3 and the arm 25 around the rotation axis AX2 by rotating the shaft 27 around the rotation axis AX2.
  • the rotation drive unit 29 is configured by an electric motor or the like.
  • the chemical nozzle moving mechanism 23 moves the chemical nozzle 4 in the vertical direction (Z direction) and a predetermined first direction (X direction) along the surface of the substrate W.
  • the chemical nozzle moving mechanism 23 includes an arm 31, a vertical moving unit 33, and a plane moving unit 35.
  • the arm 31 supports the chemical liquid nozzle 4.
  • the vertical movement unit 33 moves the chemical nozzle 4 and the arm 31 in the vertical direction.
  • the plane moving unit 35 moves the chemical nozzle 4, the arm 31, and the vertical moving unit 33 in the first direction (X direction).
  • the chemical nozzle 4 is arranged so that the longitudinal direction of the discharge port 4a coincides with the first direction (X direction).
  • the up-and-down moving unit 33 and the plane moving unit 35 are configured by, for example, an electric motor, a screw shaft, a guide rail, and the like.
  • the plane moving unit 35 may be configured not only to move the chemical nozzle 4 and the like in the first direction but also to move in the second direction (Y direction) orthogonal to the first direction.
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 may move the solvent nozzle 3 in the vertical direction (Z direction), like the chemical nozzle moving mechanism 23, or the solvent nozzle 3 may be moved in at least one of the first direction and the second direction. It may be moved to.
  • the chemical liquid nozzle moving mechanism 23 may rotate the chemical liquid nozzle 4 around the rotation axis arranged on the side of the cup 9 like the solvent nozzle moving mechanism 21.
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 and the chemical liquid nozzle moving mechanism 23 may be configured by articulated arms.
  • the 1 includes a control unit 37 and an operation unit 39.
  • the control unit 37 is composed of a central processing unit (CPU) and the like.
  • the control unit 37 controls each component of the coating apparatus 1.
  • the control part 37 may be comprised with two or more.
  • the operation unit 39 includes a display unit, a storage unit, an input unit, and the like.
  • the display unit is composed of, for example, a liquid crystal monitor.
  • the storage unit includes at least one of, for example, a ROM (Read-Only Memory), a RAM (Random-Access Memory), and a hard disk.
  • the input unit includes at least one of a keyboard, a mouse, various buttons, and the like.
  • the storage unit stores various conditions of the coating process and operation programs necessary for controlling the coating apparatus 1.
  • a transport mechanism (not shown) transports the substrate W onto the holding rotation unit 2.
  • the spin chuck 7 of the holding rotation unit 2 holds the substrate W by vacuum-sucking the back surface of the substrate W.
  • Step S01 Pre-wet treatment
  • the control unit 37 rotates the substrate W before discharging the chemical solution from the chemical nozzle 4, and discharges the solvent from the solvent nozzle 3 onto the substrate W, whereby the surface of the substrate W
  • a pre-wet process which is a process of forming a solvent film SF on the surface of the substrate W other than the recesses H, is made in a state where almost all the recesses H (see FIG. 5A) are filled with the solvent.
  • the recess H is, for example, a contact hole, a via, a space, or a trench.
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 shown in FIG. 3 moves the solvent nozzle 3 from the standby position on the side of the holding rotating unit 2 to above the center portion CT of the substrate W as shown in FIG.
  • the solvent is discharged from the solvent nozzle 3 to the substantially central portion CT of the substrate W while the substrate W is rotated at a rotational speed of several tens of rpm (the on-off valve V1 is turned on). ).
  • the discharge of the solvent is performed until almost all the recesses H formed on the surface of the substrate W are filled with the solvent as shown in the enlarged view surrounded by the broken line in FIG.
  • the operating condition for determining whether or not the recess H is filled with a solvent is set in advance by experiments or the like.
  • the concave portion H After filling the concave portion H with the solvent, the discharge of the solvent from the solvent nozzle 3 is stopped (the on-off valve V1 is turned OFF). After stopping the solvent discharge, the solvent nozzle moving mechanism 21 moves the solvent nozzle 3 from above the central portion CT of the substrate W to a standby position outside the substrate W. Further, after stopping the solvent discharge, the rotation speed of the substrate W is increased, the substrate W is rotated at a rotation speed of several hundred rpm, and excess solvent on the substrate W is discharged out of the substrate W (FIG. 5C )reference). Thereafter, the rotation of the substrate W is stopped. At this time, as shown in the enlarged view of FIG. 6, the concave portion H is in a state where a solvent is contained, that is, a state where the solvent (solvent film SF) remains. Further, a solvent film SF is formed on the surface of the substrate W other than the recesses H.
  • Step S02 Formation of a ring-shaped chemical film along the peripheral edge (first round)
  • the control unit 37 rotates the substrate W at the first rotation speed and stops the movement of the chemical nozzle 4 from the chemical nozzle 4 located above the peripheral edge E of the substrate W onto the substrate W. Is discharged.
  • a ring-shaped chemical film CF is formed along the peripheral edge E of the substrate W.
  • the chemical nozzle moving mechanism 21 moves the chemical nozzle 4 from the standby pot 10 (standby position) outside the substrate W to above the peripheral edge E of the substrate W (see FIG. 6).
  • the chemical solution nozzle 4 is moved during the discharge of the solvent from the solvent nozzle 3 in step S01, and is kept on standby above the substrate W.
  • the chemical nozzle 4 is lowered, and the clearance CL between the tip surface 4c of the chemical nozzle 4 and the surface of the substrate W is set to 1.0 mm or less (for example, 0.5 mm).
  • the clearance CL increases, the chemical liquid is discharged from the chemical nozzle 4 when the substrate W rotates, and the liquid column of the chemical liquid formed between the chemical nozzle 4 and the surface of the substrate W becomes unstable. Further, there is a possibility that “liquid running out” is generated, in which the liquid column is broken and divided.
  • a ring-shaped chemical film CF is formed along the peripheral edge (edge) E of the substrate W as shown in FIG.
  • the substrate W is rotated once at a first rotational speed of several tens of rpm, and the chemical solution nozzle 4 is stopped without moving in the radial direction of the substrate W.
  • the chemical solution is discharged from the chemical solution nozzle 4 located above the peripheral edge E of the substrate W.
  • a ring-shaped chemical liquid film CF is formed along the peripheral edge E of the substrate W.
  • an arrow G in FIG. 7B when the chemical film CF is formed in a spiral shape near the peripheral edge E of the substrate W, a region where the chemical film CF is not formed is generated.
  • the chemical liquid film CF is formed in a ring shape along the peripheral edge E of the substrate W, a region where the chemical liquid film CF is not formed (see arrow G) can be eliminated. Therefore, film breakage or the like can be prevented in the vicinity of the peripheral edge E of the substrate W, and the film thickness can be made uniform when the high-viscosity chemical film CF is finally formed on the substrate W.
  • the method is a method of forming the chemical film CF on the peripheral edge E of the substrate W by moving the chemical solution nozzle 4 above the substrate W while discharging the chemical solution from the chemical nozzle 4 outside the substrate W.
  • the liquid column of the chemical liquid discharged from the chemical liquid nozzle 4 becomes unstable, and thereafter, the spiral chemical liquid film CF is formed.
  • the chemical solution adheres to the side surface of the substrate W and causes dirt or the like.
  • medical solution will be wasted.
  • the chemical film CF is formed in a ring shape along the peripheral edge E, these can be prevented.
  • the first rotation speed of the substrate W in steps S02 to S04 is set so that the chemical solution does not spill from the peripheral edge E of the substrate W. Further, the first rotation speed is variable.
  • Step S03 Formation of a spiral chemical film (after the second round)
  • the chemical nozzle 4 was stopped without moving, and the chemical liquid film CF was formed along the peripheral edge E.
  • the chemical liquid nozzle 4 is moved to form the chemical liquid film CF in a spiral shape. That is, the control unit 37 rotates the substrate W at the first rotation speed, and moves the chemical nozzle 4 positioned above the substrate W from the peripheral edge E of the substrate W toward the center portion CT of the substrate W. Move in the radial direction. While performing these, the chemical solution is discharged from the chemical solution nozzle 4 onto the substrate W.
  • a spiral chemical liquid film CF is formed (see FIG. 8).
  • the continuous line of the spiral of FIG. 8 shows the locus
  • the one-dot chain line in FIG. 8 indicates the locus of the chemical nozzle 4 in step S02.
  • the formation of the chemical film CF in steps S02 and S03 may be performed under the following conditions with the application range divided into zones. That is, when moving the chemical nozzle 4 from the peripheral edge E to the central portion CT of the substrate W, for example, the clearance CL between the tip surface 4c of the chemical nozzle 4 and the surface of the substrate W, the moving speed of the chemical nozzle 4, Further, the chemical solution is discharged while changing the rotation speed of the substrate W. Thereby, a chemical
  • FIG. 9 shows the zone of the coating range on the substrate W.
  • the zones are determined based on the position of the chemical nozzle 4 from the central portion CT of the substrate W, and are divided into the first zone Z1 to the fifth zone Z5 and the sixth zone (core) Z6 from the peripheral edge E side of the substrate W. It is done.
  • the first zone Z1 to the sixth zone Z6 in FIG. 9 show rough ranges for the sake of illustration.
  • FIG. 10 is a diagram showing the coating conditions for the zones Z1 to Z6.
  • the item “nozzle movement distance” in FIG. 10 indicates the distance (mm) from the center portion CT of the substrate W. Assume that the substrate W has a diameter of 300 mm.
  • the first zone Z1 indicates the formation of the link-like chemical film CF in step S02.
  • the clearance CL between the tip surface 4c of the chemical nozzle 4 and the substrate W will be described with reference to FIG.
  • the chemical nozzle 4 is positioned closer to the center CT side of the substrate W than the position on the peripheral edge E side (for example, symbol PS1) of the substrate W (for example, symbol PS2).
  • the clearance CL is made larger than the clearance CL at the position on the peripheral edge E side (reference character PS1). That is, the clearance CL is increased as the chemical nozzle 4 is located closer to the central portion CT than the peripheral edge E of the substrate W.
  • the clearance CL is set to 0.5 mm, for example.
  • the clearance CL is set to, for example, 3.0 mm.
  • the relative rotation speed of the substrate W with respect to the chemical solution nozzle 4 becomes faster at the position on the peripheral edge E side than the position on the center CT side of the substrate W. For this reason, when the chemical solution is deposited on the substrate W, the action of the force applied to the chemical solution in the rotation direction is large, and the chemical solution is easily broken due to tearing.
  • the chemical nozzle 4 is positioned on the peripheral edge E side, the liquid CL can be prevented from running out by reducing the clearance CL. Further, when the chemical liquid nozzle 4 is positioned at the center portion CT, a chemical liquid reservoir PD is formed. By increasing the clearance CL, it is possible to suppress the chemical solution from adhering to the chemical nozzle 4.
  • the rotation speed (first rotation speed) of the substrate W will be described.
  • the chemical liquid nozzle 4 is positioned closer to the center CT side of the substrate W than the position on the peripheral edge E side of the substrate W (for example, symbol PS1 in FIG. 11) (for example, Suppose that there is a time PS2 in FIG.
  • the rotational speed of the substrate W with respect to the chemical nozzle 4 is made faster than the rotational speed when the substrate W is positioned on the peripheral edge E side (reference character PS1). That is, the rotational speed is increased as the chemical nozzle 4 is positioned closer to the center CT side than the peripheral edge E of the substrate W.
  • the rotation speed is set to 13 rpm, for example. Along with the movement of the chemical nozzle 4, the rotation speed is increased. In the central portion CT (sixth zone Z6) of the substrate W, the rotation speed is set to 40 rpm, for example.
  • the relative rotation speed of the substrate W with respect to the chemical solution nozzle 4 becomes faster at the position on the peripheral edge E side than the position on the center CT side of the substrate W. For this reason, when the chemical solution is deposited on the substrate W, the action of the force applied to the chemical solution in the rotation direction is large, and the chemical solution is easily broken due to tearing.
  • the rotation speed of the substrate W is decreased. As a result, it is possible to prevent the liquid from being cut off from the chemical liquid discharged from the chemical liquid nozzle 4. Further, when the chemical nozzle 4 is positioned on the center CT side, the rotation speed of the substrate W is increased. Thereby, it is prevented that a lot of chemical liquid is discharged.
  • discharge speed discharge rate, unit: ml / s
  • discharge rate discharge rate, unit: ml / s
  • the chemical solution can be further saved.
  • the moving speed of the chemical nozzle 4 will be described.
  • the coating range is wide on the peripheral edge E side of the substrate W
  • the discharge time of the chemical liquid becomes long.
  • the application range is narrow on the center CT side
  • the discharge time of the chemical solution is shortened. Therefore, when forming the spiral chemical liquid film CF, the chemical liquid nozzle 4 is positioned closer to the center CT side of the substrate W than the position on the peripheral edge E side of the substrate W (for example, symbol PS1 in FIG. 11) (for example, FIG. 11 code PS2).
  • the moving speed of the chemical nozzle 4 with respect to the substrate W is made faster than the moving speed of the chemical nozzle 4 when it is positioned on the peripheral edge E side (reference numeral PS1). That is, the moving speed of the chemical nozzle 4 is increased as the chemical nozzle 4 is positioned closer to the center portion CT than the peripheral edge E of the substrate W.
  • a spiral chemical liquid film CF can be efficiently formed.
  • the chemical film CF (including the first ring-shaped chemical liquid film CF) on each circumference of the spiral chemical liquid film CF has a gap with the adjacent peripheral chemical liquid film CF in the radial direction on the substrate W. Preferably, they do not occur and overlap each other.
  • FIG. 12A is a preferred example.
  • the n-1 th chemical film CF and the nth chemical film CF overlap each other.
  • FIG. 12B is an undesirable example.
  • the chemical film CF on the n-1st round is separated from the chemical liquid film CF on the nth round, and a gap is generated.
  • the flow may flow while avoiding the gap or the recess H present in the gap. Therefore, since the gap is not generated, the chemical liquid in the liquid pool PD can be spread well. Furthermore, if they overlap each other, the chemical liquid in the liquid pool PD can be spread more reliably.
  • Step S04 Formation of Liquid Reservoir of Chemical Solution It is assumed that the center of the chemical solution nozzle 4 reaches above the central portion CT while forming the chemical solution film CF in a spiral shape. Thereafter, that is, after the spiral chemical liquid film CF is formed, the control unit 37 further discharges the chemical liquid from the chemical liquid nozzle 4 to the substantially central portion CT of the substrate W. Thereby, a liquid pool (paddle) PD of the chemical solution is formed in the center portion CT of the substrate W (see FIG. 13). The discharge of the chemical liquid for forming the liquid pool PD is performed in a state where the movement of the chemical liquid nozzle 4 is stopped above the central portion of the substrate W. The liquid reservoir PD is formed while rotating the substrate W.
  • the liquid reservoir PD of the chemical liquid is formed higher than the spiral chemical liquid film CF.
  • the liquid reservoir PD is formed on the spiral chemical liquid film CF. Note that the thickness of the chemical film CF after step S05 described later can be adjusted by changing the height or amount of the liquid reservoir PD.
  • the discharge of the chemical liquid is stopped. Thereafter, after the chemical nozzle 4 is raised, the chemical nozzle 4 is moved horizontally and retracted to the standby pot 10. Also at this time, the substrate W is rotating at the first rotation speed set in advance.
  • Step S05 High-Speed Rotation of Substrate After the chemical liquid pool PD is formed and the chemical nozzle 4 is raised or returned to the standby pot 10, the control unit 37 forms a first chemical liquid film CF in a spiral shape.
  • the substrate W is rotated at a second rotation speed higher than the one rotation speed.
  • the chemical liquid in the liquid pool PD is spread to cover the ring-shaped and spiral chemical liquid film CF.
  • the liquid chemical in the liquid pool PD spreads evenly along the spiral chemical liquid film CF.
  • the irregularities on the surface of the ring-shaped and spiral-shaped chemical liquid film CF are flattened with the chemical liquid in the liquid reservoir PD, and the film thickness can be made uniform.
  • the solvent in the recess H is replaced with the chemical solution by the rotation of the substrate W at the second rotation speed (high-speed rotation) (see the enlarged view in FIG. 14B).
  • the second rotation speed is set in advance and is, for example, 750 rpm or more.
  • the holding rotation unit 2 rotates the substrate W at the second rotation speed to cover the chemical film CF such as a spiral shape with the chemical liquid in the liquid pool PD, and then rotates the substrate W by adjusting the second rotation speed up and down.
  • the film thickness is adjusted. Accordingly, the chemical film CF having a uniform film thickness and a target film thickness as shown in FIG. 14B can be formed as shown in FIG. it can.
  • a solvent is discharged from a nozzle (not shown) to remove the chemical film CF formed on the peripheral edge E of the substrate W (also referred to as edge rinse treatment).
  • a back rinse process for discharging the cleaning liquid to clean the back surface of the substrate W.
  • the holding rotating unit 2 releases the holding of the substrate W while the rotation of the substrate W is stopped.
  • a substrate transport mechanism (not shown) unloads the substrate W from the holding rotation unit 2.
  • the spiral chemical liquid film CF is formed before the chemical liquid reservoir PD is formed on the substrate W.
  • the chemical liquid in the liquid reservoir PD is well compatible with the spiral chemical liquid film CF. Therefore, when the substrate W is rotated to spread the chemical liquid in the liquid pool PD and cover the spiral chemical liquid film CF, the chemical liquid in the liquid pool PD spreads well. Further, when the chemical liquid in the liquid pool PD spreads, the bumps on the surface of the spiral chemical liquid film are flattened. Accordingly, the film break M in FIG. 16A and the dent N in FIG. 16B can be prevented, and the film thickness can be made uniform when the high-viscosity chemical film CF is formed on the substrate W.
  • the spiral liquid chemical film CF is formed after the liquid pool PD is formed at the center of the substrate W, the liquid chemical in the liquid pool PD is dried.
  • the liquid pool PD does not spread well, and the chemical film CF rises at the central portion CT rather than the peripheral edge E of the circular substrate.
  • the liquid pool PD can be expanded well without drying the chemical liquid in the liquid pool PD. Since the chemical liquid can be spread well, there is no need to discharge the chemical liquid excessively for spreading. Therefore, the chemical solution can be saved.
  • the circular substrate is rotated at the second rotational speed (high speed rotation) without forming the chemical liquid reservoir PD, a spiral pattern of the spiral chemical liquid film CF remains. After the spiral chemical liquid film CF is formed, the chemical liquid reservoir PD is formed to spread the chemical liquid in the liquid reservoir PD. Therefore, the film thickness can be made uniform without leaving a spiral pattern.
  • the chemical nozzle 4 when forming the spiral chemical liquid film CF, the chemical nozzle 4 is moved in the radial direction of the substrate W from the peripheral edge E of the substrate W toward the central portion CT of the substrate W. After the spiral chemical liquid film CF is formed, the chemical nozzle 4 is located above the center portion CT of the substrate W. Therefore, the chemical solution nozzle 4 can operate to form the liquid pool PD as it is. That is, the chemical liquid reservoir PD can be formed efficiently.
  • the pre-wet process is a process of forming the solvent film SF on the substrate W by rotating the substrate W and discharging the solvent from the solvent nozzle 3 onto the substrate W before discharging the chemical solution from the chemical solution nozzle 4. Execute the process.
  • the discharged chemical liquid may become a mass near the discharge port 4a of the chemical nozzle 4 and the chemical liquid may be difficult to adhere to the substrate W.
  • the chemical liquid can be easily attached to the substrate W.
  • the chemical liquid easily flows in the portion where the solvent film SF exists on the substrate W.
  • the pre-wet process is such that the solvent enters the recess H formed on the substrate W. Since the solvent has entered the recess H, replacement with a chemical solution is easy. For this reason, insufficient embedding of the chemical into the recess H (see FIG. 15) can be prevented.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the discharge port 4a of the chemical nozzle 4 was rectangular. Thereby, the area applied by one rotation can be increased. Therefore, it is possible to perform a coating operation in a state in which the liquid column is stabilized with a shortened discharge time and a low rotation.
  • the discharge port 4a is not limited to a rectangle.
  • the discharge port 4a may be a polygon, a regular polygon such as a square, an ellipse, and a circle.
  • the chemical nozzle 4 moves from the peripheral edge E of the substrate W toward the center CT of the substrate W. It was moved in the radial direction. However, it may be moved in the reverse direction. In other words, the chemical nozzle 4 may be moved in the radial direction of the substrate W from the central portion CT of the substrate W toward the peripheral edge E of the substrate W.
  • a ring-shaped chemical film CF is formed along the peripheral edge E (final circumference).
  • the chemical nozzle 4 is moved above the center portion CT of the substrate W to form a liquid pool PD on the center portion CT of the substrate W.
  • a (second) chemical liquid nozzle (not shown) separate from the chemical nozzle 4 may be prepared.
  • the substrate W After the formation of the liquid reservoir PD, the substrate W is rotated at a high speed to spread the chemical liquid in the liquid reservoir PD and cover the spiral and ring-shaped chemical liquid films CF.
  • conditions such as the clearance CL, the rotation speed of the substrate W, and the movement speed of the chemical nozzle 4 are the same as those in the above-described embodiment.
  • a resin was used as the high-viscosity chemical solution.
  • a resist such as a photoresist, an adhesive, or a planarizing film forming chemical such as SOG (Spin (onSGlass) may be used.
  • the holding rotating unit 2 rotates the substrate W.
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 may rotate the solvent nozzle 3 around the rotation axis AX1 with respect to the substrate W.
  • the chemical nozzle moving mechanism 23 may rotate the chemical nozzle 4 around the rotation axis AX1 with respect to the substrate W.
  • the solvent nozzle moving mechanism 21 moves the solvent nozzle 3 and the chemical nozzle moving mechanism 23 moves the chemical nozzle 4.
  • the holding rotation unit 2 may move the substrate W with respect to the solvent nozzle 3 or the chemical solution nozzle 4.
  • the liquid reservoir PD was formed on the spiral chemical film CF.
  • the spiral liquid chemical film CF may be stopped before the central portion CT, and the liquid reservoir PD may be formed by discharging the chemical solution from the chemical nozzle 4 moved above the central portion CT. That is, the liquid reservoir PD is not formed on the spiral chemical film CF, but may be formed directly on the substrate W.

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Abstract

円形基板（Ｗ）上に薬液の液溜まり（ＰＤ）を形成する前に、渦巻き状の薬液膜（ＣＦ）を形成する。液溜まり（ＰＤ）の薬液は、渦巻き状の薬液膜（ＣＦ）とよくなじむ。そのため、円形基板Ｗを回転させて液溜まり（ＰＤ）の薬液を広げて渦巻き状の薬液膜（ＣＦ）を覆う際に、液溜まり（ＰＤ）の薬液が良好に広がる。また、液溜まり（ＰＤ）の薬液が広がる際に、渦巻き状の薬液膜（ＣＦ）の表面のでこぼこが平らにされる。これらにより、膜切れ等を防止し、円形基板（Ｗ）上に高粘度の薬液膜（ＣＦ）を形成する際に膜厚を均一にすることができる。

Description

塗布方法
　本発明は、半導体基板、液晶表示器用ガラス基板、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、高粘度の薬液を塗布する塗布方法に関する。
　塗布装置は、円形基板を保持して回転させる保持回転部と、保持回転部で保持された基板の上方から円形基板に対して薬液を吐出するノズルとを備えている（例えば、特許文献１，２参照）。塗布装置は、スピン塗布と呼ばれる方法で薬液膜を形成する。まず、円形基板を低速で回転させる。次に、ノズルから薬液を吐出させる。そして、薬液の吐出を停止した後、円形基板上の薬液が所望の膜厚になるように、円形基板を高速で回転させる。特許文献１，２では、ノズルから薬液を吐出させる際に、円形基板の回転中心を横切るようにノズルを移動させている。
日本国：特開昭６０－２１７６２７号公報 日本国：特許３９７０６９５号公報
　しかしながら、このような従来例は、次のような問題がある。すなわち、高粘度の薬液を用いてスピン塗布を行っても、薬液が均等に広がらなかったり、円形基板の中心部で薬液膜が盛り上がってしまったり、薬液がうまく広がらない問題がある。例えば、円形基板の表面（主面）には、集積回路などのパターンが形成されており、それにより、円形基板の表面は、凹凸を有している。
　その円形基板の凹凸の表面上に、例えば３００ｃＰ（centipoise）以上の高粘度の薬液を吐出し、例えば１０００ｒｐｍ以上の高速回転でスピン塗布したとする。この場合、凹凸によって、図１６（ａ）の符号Ｍで示すような、薬液膜ＣＦが載らない膜切れ（塗り残し）が生じ、あるいは、図１６（ｂ）の符号Ｎで示すように、凹凸が反映される。これにより、局所的に膜厚均一性が悪化する。
　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、円形基板上に高粘度の薬液膜を形成する際に膜厚を均一にすることが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、３００ｃＰ以上の高粘度薬液を円形基板上に供給して前記円形基板上に薬液膜を形成する塗布方法であって、前記円形基板を第１回転速度で回転させ、かつ、前記円形基板の上方に位置する薬液ノズルを前記円形基板の半径方向に移動させながら、前記薬液ノズルから前記円形基板上に薬液を吐出することで、渦巻き状の薬液膜を形成する工程と、前記渦巻き状の薬液膜を形成した後に、前記薬液ノズルから前記円形基板の中心部に薬液を吐出することで、前記円形基板の中心部に薬液の液溜まりを形成する工程と、前記薬液の液溜まりを形成した後に、前記第１回転速度よりも速い第２回転速度で前記円形基板を回転させることで、前記液溜まりの薬液を広げて前記渦巻き状の薬液膜を覆う工程と、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、円形基板上に薬液の液溜まりを形成する前に、渦巻き状の薬液膜を形成する。液溜まりの薬液は、渦巻き状の薬液膜とよくなじむ。そのため、円形基板を回転させて液溜まりの薬液を広げて渦巻き状の薬液膜を覆う際に、液溜まりの薬液が良好に広がる。また、液溜まりの薬液が広がる際に、渦巻き状の薬液膜の表面のでこぼこが平らにされる。これらにより、膜切れ等を防止し、円形基板上に高粘度の薬液膜を形成する際に膜厚を均一にすることができる。
　また、円形基板の中心部に液溜まりを形成した後に、渦巻き状の薬液膜を形成すると、液溜まりの薬液が乾燥する。この場合、第２回転速度（高速）で円形基板を回転させた際に、液溜まりが良好に広がらず、円形基板の周縁部よりも中心部で薬液膜が盛り上がってしまう。しかしながら、渦巻き状の薬液膜を形成した後に液溜まりを形成するので、液溜まりの薬液を乾燥させずに、液溜まりを良好に広げることができる。また、薬液を良好に広げることができるので、広げるために余計に薬液を吐出することがない。そのため、薬液を節約することができる。
　また、上述の塗布方法において、前記渦巻き状の薬液膜を形成する際に、前記薬液ノズルは、前記円形基板の周縁部から前記円形基板の中心部に向けて前記円形基板の半径方向に移動させることが好ましい。渦巻き状の薬液膜を形成した後、薬液ノズルは、円形基板の中心部の上方に位置する。そのため、薬液ノズルは、そのまま、液溜まりを形成する動作ができる。すなわち、薬液の液溜まりを効率よく形成できる。
　また、上述の塗布方法は、前記円形基板を前記第１回転速度で回転させ、かつ、前記薬液ノズルの移動を停止させた状態で、前記円形基板の周縁部の上方に位置する前記薬液ノズルから前記円形基板上に薬液を吐出することで、前記円形基板の周縁部に沿ってリング状の薬液膜を形成する工程を更に備えていることが好ましい。
　円形基板の周縁部付近において渦巻き状に薬液膜を形成する場合、薬液膜が形成されない領域が生じる。しかしながら、円形基板の周縁部に沿ってリング状に薬液膜を形成するので、薬液膜が形成されない領域を解消することができる。そのため、円形基板の周縁部付近において、膜切れ等を防止し、円形基板上に高粘度の薬液膜を形成する際に膜厚を均一にすることができる。また、円形基板の周縁部の内外の境界を横切ると、例えば、薬液ノズルから吐出した薬液の液柱が不安定になり、この後、渦巻き状の薬液膜を良好に形成できないおそれがある。しかしながら、これを防止できる。
　また、上述の塗布方法は、前記薬液ノズルから薬液を吐出する前に、前記円形基板を回転させ、かつ溶剤ノズルから前記円形基板上に溶剤を吐出することで、前記円形基板上に溶剤膜を形成する処理であるプリウェット処理を実行する工程を更に備えていることが好ましい。プリウェット処理無しで渦巻き状の薬液膜を形成しようする際に、吐出した薬液が薬液ノズルの吐出口付近で塊となって、円形基板に対して薬液を付着させにくい場合がある。しかしながら、プリウェット処理により、円形基板に対して薬液を付着させやすくできる。また、基板上の溶剤膜が存在する部分で薬液が流れやすくなる。
　また、上述の塗布方法において、前記プリウェット処理の一例は、前記円形基板に形成された凹部に溶剤が入り込んだ状態にすることである。凹部に溶剤が入り込んでいるので、薬液との置換が容易である。そのため、凹部への薬液の埋め込み不足を防止できる。
　また、上述の塗布方法において、前記渦巻き状の薬液膜のうちの各周の薬液膜は、半径方向において、隣の周の前記薬液膜と隙間が生じていないことが好ましい。各周の薬液膜が隣の周の薬液膜と隙間が生じていると、第２回転速度（高速）で円形基板を回転させて液溜まりの薬液を広げても、その隙間あるいは凹部を避けて流れる場合がある。そのため、その隙間が生じていないことで、液溜まりの薬液を良好に広げることができる。
　また、上述の塗布方法において、前記渦巻き状の薬液膜を形成する際に、前記円形基板の周縁部側の位置よりも前記円形基板の中心部側に前記薬液ノズルが位置するとき、前記薬液ノズルの先端面と前記円形基板の表面との間のクリアランスを前記周縁部側の位置における前記クリアランスよりも大きくすることが好ましい。円形基板の中心部側の位置よりも周縁部側の位置で薬液ノズルに対する円形基板の相対的な回転速度が速くなる。そのため、円形基板に薬液が着液する際に、薬液に加わる回転方向への力の作用が大きく、薬液がちぎれて分断される液切れを起こしやすい。薬液ノズルが周縁部側に位置する際に、クリアランスを小さくすることで、液切れを防止できる。また、薬液ノズルが中心部に位置する際に、薬液の液溜まりを形成する。クリアランスを大きくすることで、薬液ノズルに薬液が付着することを抑制できる。
　また、上述の塗布方法において、前記渦巻き状の薬液膜を形成する際に、前記円形基板の周縁部側の位置よりも前記円形基板の中心部側に前記薬液ノズルが位置するとき、前記円形基板の回転速度を前記周縁部側に位置するときの前記回転速度よりも速くすることが好ましい。円形基板の中心部側の位置よりも周縁部側の位置で薬液ノズルに対する円形基板の相対的な回転速度が速くなる。そのため、円形基板に薬液が着液する際に、薬液に加わる回転方向への力の作用が大きく、薬液がちぎれて分断される液切れを起こしやすい。薬液ノズルが周縁部側に位置する際には、円形基板の回転速度を遅くする。これにより、薬液ノズルから吐出された薬液が分断される液切れを防止することができる。また、薬液ノズルが中心部側に位置する際には、円形基板の回転速度を速くする。これにより、薬液を多く吐出し過ぎることを防止する。
　本発明に係る塗布方法によれば、円形基板上に薬液の液溜まりを形成する前に、渦巻き状の薬液膜を形成する。液溜まりの薬液は、渦巻き状の薬液膜とよくなじむ。そのため、円形基板を回転させて液溜まりの薬液を広げて渦巻き状の薬液膜を覆う際に、液溜まりの薬液が良好に広がる。また、液溜まりの薬液が広がる際に、渦巻き状の薬液膜の表面のでこぼこが平らにされる。これらにより、膜切れ等を防止し、円形基板上に高粘度の薬液膜を形成する際に膜厚を均一にすることができる。
実施例に係る塗布装置の概略構成図である。 （ａ）は、薬液ノズルの縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡから見た、薬液ノズルの吐出口の形状を示す図である。 溶剤ノズル移動機構および薬液ノズル移動機構の平面図である。 塗布装置の動作を示すフローチャートである。 （ａ）～（ｃ）は、実施例に係るプリウェット処理を説明するための側面図である。 薬液膜の形成を説明するための側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、リング状の薬液膜の形成を説明するための平面図である。 渦巻き状の薬液膜の形成を説明するための平面図である。 円形基板における塗布範囲のゾーンを示す平面図である。 各ゾーンの塗布条件を示す図である。 薬液ノズルの先端面と円形基板の表面との間のクリアランスを説明するための側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、リング状および渦巻き状の薬液膜の形成を説明するための側面図である。 薬液の液溜まりの形成を説明するための側面図である。 （ａ）は、高速回転により液溜まりの薬液を広げる様子を示す図であり、（ｂ）は、高速回転後の薬液膜を示す図である。 凹部への薬液の埋め込み不足を示す図である。 （ａ）は、膜切れを示す図であり、（ｂ）は、凹凸が反映された様子を示す図である。
　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概略構成図である。図２（ａ）は、薬液ノズルの縦断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡから見た、薬液ノズルの吐出口の形状を示す図である。図３は、溶剤ノズル移動機構および薬液ノズル移動機構の平面図である。
　＜塗布装置１の構成＞
　図１を参照する。塗布装置１は、保持回転部２、溶剤ノズル３および薬液ノズル４を備えている。
　保持回転部２は、円形基板（以下、「基板」と呼ぶ）Ｗを略水平姿勢で保持して回転させる。保持回転部２は、スピンチャック７と回転駆動部８とを備えている。スピンチャック７は、回転軸ＡＸ１周りに回転可能に設けられ、基板Ｗを保持する。スピンチャック７は、例えば、基板Ｗの裏面を真空吸着することにより基板Ｗを保持するように構成される。回転駆動部８は、スピンチャック７を回転軸ＡＸ１周りに回転させる駆動を行う。回転駆動部８は、例えば電動モータで構成されている。なお、回転軸ＡＸ１は、基板Ｗの中心部ＣＴと略一致する。
　溶剤ノズル３は、保持回転部２で保持された基板Ｗ上に溶剤を吐出するものである。溶剤として、例えばシンナーや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）が用いられる。基板Ｗ上に溶剤を吐出してプリウェット処理することで、薬液ノズル４から吐出される薬液を基板Ｗ上に付着しやすくする。また、基板Ｗ上で薬液を広げやすくする。しかしながら、溶剤だけでは、薬液を良好に広げることができない。
　薬液ノズル４は、保持回転部２で保持された基板Ｗ上に薬液を吐出するものである。高粘度の薬液として、ポリイミドなどの樹脂が用いられる。樹脂は、パターンが形成された基板Ｗの保護膜、または基板Ｗ間の層間絶縁膜として使用される。薬液の粘度は、３００ｃＰ以上１００００ｃＰ以下である。薬液ノズル４の吐出口４ａは、図２（ａ）、図２（ｂ）のように、長方形である。薬液ノズル４の吐出口４ａが長方形であると、吐出口４ａが円形や正方形と比べて、１回転で塗布する面積を増加させることができる。また、これにより、吐出時間の短縮および低回転で液柱を安定させたままの塗布動作が可能となる。
　なお、図２（ａ）において、符号４ｂは、薬液ノズル４の内部流路であり、後述する薬液配管１９と連通接続する。符号４ｃは、薬液ノズル４の先端面である。また、１回転で塗布する面積を増加させるために、長方形の吐出口４ａの長手方向の長さを長くし過ぎると（例えば半径程度の長さ）、後述する液溜まりＰＤが中心部ＣＴに良好に形成できなくなる場合がある。
　また、塗布装置１は、図１のように、カップ９と待機ポット１０とを備えている。カップ９は、基板Ｗおよび保持回転部２の側方を囲うものである。カップ９は、図示しない駆動部により、上下方向に移動するように構成されている。一方、待機ポット１０は、不使用の薬液ノズル４を待機させるものである。待機ポット１０は、薬液ノズル４の先端部を溶剤に浸して洗浄するために溶剤貯留槽を備えていてもよいし、薬液ノズル４の先端部を溶剤雰囲気で包み込んでもよい。なお、溶剤ノズル３を待機させる待機ポットが設けられてもよい。
　また、塗布装置１は、溶剤供給源１３、溶剤配管１５、ポンプＰ１および開閉弁Ｖ１を備えている。溶剤供給源１３は、例えばボトルで構成されている。溶剤供給源１３からの溶剤は、溶剤配管１５を通じて溶剤ノズル３に供給される。溶剤配管１５には、ポンプＰ１および開閉弁Ｖ１等が設けられている。ポンプＰ１は、溶剤ノズル３に溶剤を送り、開閉弁Ｖ１は、溶剤の供給およびその停止を行う。
　また、塗布装置１は、薬液供給源１７、薬液配管１９、ポンプＰ２および開閉弁Ｖ２を備えている。薬液供給源１７は、例えばボトルで構成されている。薬液供給源１７からの薬液は、薬液配管１９を通じて薬液ノズル４に供給される。薬液配管１９には、ポンプＰ２および開閉弁Ｖ２等が設けられている。ポンプＰ２は、薬液ノズル４に薬液を送り、開閉弁Ｖ２は、薬液の供給およびその停止を行う。
　また、塗布装置１は、溶剤ノズル移動機構２１と薬液ノズル移動機構２３とを備えている（図３参照）。
　溶剤ノズル移動機構２１は、回転軸ＡＸ２周りに溶剤ノズル３を回転（移動）させる。溶剤ノズル移動機構２１は、アーム２５、シャフト２７および回転駆動部２９を備えている。アーム２５は、溶剤ノズル３を支持し、シャフト２７は、アーム２５を支持する。すなわち、棒状のアーム２５の一端には、溶剤ノズル３が接続され、アーム２５の他端には、シャフト２７が接続されている。回転駆動部２９は、シャフト２７を回転軸ＡＸ２周りに回転させることで、回転軸ＡＸ２周りに溶剤ノズル３およびアーム２５を回転させる。回転駆動部２９は、電動モータ等で構成されている。
　一方、薬液ノズル移動機構２３は、上下方向（Ｚ方向）および、基板Ｗの表面に沿った所定の第１方向（Ｘ方向）に、薬液ノズル４を移動させる。薬液ノズル移動機構２３は、アーム３１、上下移動部３３および平面移動部３５を備えている。アーム３１は、薬液ノズル４を支持する。上下移動部３３は、薬液ノズル４およびアーム３１を上下方向に移動させる。平面移動部３５は、薬液ノズル４、アーム３１および上下移動部３３を第１方向（Ｘ方向）に移動させる。なお、薬液ノズル４は、その吐出口４ａの長手方向が第１方向（Ｘ方向）と一致するように配置されている。
　上下移動部３３および平面移動部３５は、例えば、電動モータ、ネジ軸およびガイドレール等で構成されている。なお、平面移動部３５は、薬液ノズル４等を第１方向に移動させるだけでなく、第１方向と直交する第２方向（Ｙ方向）に移動させるように構成されてもよい。
　なお、溶剤ノズル移動機構２１は、薬液ノズル移動機構２３のように、溶剤ノズル３を上下方向（Ｚ方向）に移動させてもよいし、溶剤ノズル３を第１方向および第２方向の少なくとも一方に移動させてもよい。一方、薬液ノズル移動機構２３は、溶剤ノズル移動機構２１のように、カップ９の側方に配置された回転軸周りに薬液ノズル４を回転させてもよい。また、溶剤ノズル移動機構２１および薬液ノズル移動機構２３は、多関節アームで構成されてもよい。
　図１に示す塗布装置１は、制御部３７と操作部３９とを備えている。制御部３７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等で構成されている。制御部３７は、塗布装置１の各構成を制御する。なお、制御部３７は、複数で構成されていてもよい。操作部３９は、表示部、記憶部および入力部等を備えている。表示部は、例えば液晶モニタで構成されている。記憶部は、例えば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、およびハードディスク等の少なくとも１つで構成されている。入力部は、キーボード、マウス、および各種ボタン等の少なくとも１つで構成されている。記憶部には、塗布処理の各種条件および塗布装置１の制御に必要な動作プログラム等が記憶されている。
　＜塗布装置１の動作＞
　次に、図４に示すフローチャートを参照して、塗布装置１の動作について説明する。まず、図１において、図示しない搬送機構は、保持回転部２上に基板Ｗを搬送する。保持回転部２のスピンチャック７は、基板Ｗの裏面を真空吸着して基板Ｗを保持する。
　〔ステップＳ０１〕プリウェット処理
　制御部３７は、薬液ノズル４から薬液を吐出する前に、基板Ｗを回転させ、かつ、溶剤ノズル３から基板Ｗ上に溶剤を吐出することで、基板Ｗの表面に形成された略全ての凹部Ｈ（図５（ａ）参照）に溶剤が入った状態にすると共に、その凹部Ｈ以外の基板Ｗの表面に溶剤膜ＳＦを形成する処理であるプリウェット処理を実行する。凹部Ｈは、例えばコンタクトホール、ビア（via）、スペースまたはトレンチである。
　図３に示す溶剤ノズル移動機構２１は、図５（ａ）のように、保持回転部２の側方の待機位置から基板Ｗの中心部ＣＴの上方に溶剤ノズル３を移動させる。移動後、図５（ｂ）のように、数十ｒｐｍの回転速度で基板Ｗを回転させながら、溶剤ノズル３から溶剤を基板Ｗの略中心部ＣＴに吐出する（開閉弁Ｖ１をＯＮにする）。この溶剤の吐出は、図５（ｂ）の破線で囲った拡大図のように、基板Ｗの表面に形成される略全ての凹部Ｈに溶剤を満たすまで行う。凹部Ｈに溶剤を満たしたか否かの動作条件は、実験等により予め設定される。
　凹部Ｈに溶剤を満たした後、溶剤ノズル３からの溶剤の吐出を停止する（開閉弁Ｖ１をＯＦＦにする）。なお、溶剤吐出の停止後、溶剤ノズル移動機構２１は、基板Ｗの中心部ＣＴの上方から基板Ｗ外の待機位置に溶剤ノズル３を移動させる。また、溶剤吐出の停止後、基板Ｗの回転速度を上げて、数百ｒｐｍの回転速度で基板Ｗを回転させて、基板Ｗ上の余分な溶剤を基板Ｗ外に排出する（図５（ｃ）参照）。この後、基板Ｗの回転を停止する。このとき、図６の拡大図のように、凹部Ｈには溶剤が入った状態、すなわち溶剤（溶剤膜ＳＦ）が残存する状態にする。また、凹部Ｈ以外の基板Ｗの表面には、溶剤膜ＳＦを形成する。
　〔ステップＳ０２〕周縁部に沿ったリング状の薬液膜の形成（１周目）
　制御部３７は、基板Ｗを第１回転速度で回転させ、かつ、薬液ノズル４の移動を停止させた状態で、基板Ｗの周縁部Ｅの上方に位置する薬液ノズル４から基板Ｗ上に薬液を吐出する。これにより、基板Ｗの周縁部Ｅに沿ってリング状の薬液膜ＣＦを形成する。
　薬液ノズル移動機構２１は、基板Ｗ外の待機ポット１０（待機位置）から基板Ｗの周縁部Ｅの上方に、薬液ノズル４を移動させる（図６参照）。この薬液ノズル４の移動は、ステップＳ０１の溶剤ノズル３からの溶剤の吐出中に移動させて、基板Ｗの上方で待機させておく。ステップＳ０１のプリウェット処理後、薬液ノズル４を下降させて、薬液ノズル４の先端面４ｃと基板Ｗの表面との間のクリアランスＣＬを１．０ｍｍ以下（例えば０．５ｍｍ）に設定する。なお、クリアランスＣＬが高くなると、基板Ｗの回転の際に、薬液ノズル４から薬液が吐出されて、薬液ノズル４と基板Ｗの表面との間に形成される薬液の液柱が不安定になり、液柱がちぎれて分断される「液切れ」が生じるおそれがある。
　１周目は、図７（ａ）のように、基板Ｗの周縁部（エッジ部）Ｅに沿ったリング状の薬液膜ＣＦを形成する。数十ｒｐｍの第１回転速度で基板Ｗを１回転させ、かつ、基板Ｗの半径方向に薬液ノズル４を移動させず停止させる。この状態で、基板Ｗの周縁部Ｅの上方に位置する薬液ノズル４から薬液を吐出する。これにより、基板Ｗの周縁部Ｅに沿ったリング状の薬液膜ＣＦを形成する。図７（ｂ）の矢印Ｇのように、基板Ｗの周縁部Ｅ付近において渦巻き状に薬液膜ＣＦを形成する場合、薬液膜ＣＦが形成されない領域が生じる。しかしながら、基板Ｗの周縁部Ｅに沿ってリング状に薬液膜ＣＦを形成するので、薬液膜ＣＦが形成されない領域（矢印Ｇ参照）を解消することができる。そのため、基板Ｗの周縁部Ｅ付近において、膜切れ等を防止し、最終的に、基板Ｗ上に高粘度の薬液膜ＣＦを形成する際に膜厚を均一にすることができる。
　なお、図７（ｂ）の矢印Ｇの薬液膜ＣＦが形成されない領域について次のような解消方法が考えられる。その方法とは、基板Ｗ外で薬液ノズル４から薬液を吐出しながら、基板Ｗの上方に薬液ノズル４を移動させて、基板Ｗの周縁部Ｅに薬液膜ＣＦを形成する方法である。しかしながら、この方法では、例えば、基板Ｗの周縁部Ｅの内外の境界を横切ると、例えば、薬液ノズル４から吐出した薬液の液柱が不安定になり、この後、渦巻き状の薬液膜ＣＦを良好に形成できないおそれがある。また、基板Ｗの側面に薬液を付着してしまい、汚れ等の原因となったりするおそれがある。また、基板Ｗ外に吐出すると、薬液を無駄にしてしまう。しかしながら、周縁部Ｅに沿ってリング状に薬液膜ＣＦを形成するので、これらを防止できる。
　ステップＳ０２～Ｓ０４における基板Ｗの第１回転速度は、基板Ｗの周縁部Ｅから薬液がこぼれない程度に設定されている。また、第１回転速度は可変である。
　〔ステップＳ０３〕渦巻き状の薬液膜の形成（２周目以降）
　ステップＳ０２の１周目では、薬液ノズル４を移動させず停止させて、周縁部Ｅに沿って薬液膜ＣＦを形成した。２周目以降は、薬液ノズル４を移動させて、渦巻き状に薬液膜ＣＦを形成する。すなわち、制御部３７は、基板Ｗを第１回転速度で回転させ、かつ、基板Ｗの上方に位置する薬液ノズル４を基板Ｗの周縁部Ｅから基板Ｗの中心部ＣＴに向けて基板Ｗの半径方向に移動させる。これらを行いながら、薬液ノズル４から基板Ｗ上に薬液を吐出する。これにより、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成する（図８参照）。なお、図８の渦巻きの実線は、本ステップの薬液ノズル４の軌跡を示す。図８の一点鎖線は、ステップＳ０２の薬液ノズル４の軌跡を示す。
　ステップＳ０２，Ｓ０３の薬液膜ＣＦの形成は、塗布範囲をゾーン分けして次のような条件で行ってもよい。すなわち、基板Ｗの周縁部Ｅから中心部ＣＴまで薬液ノズル４を移動させる際に、例えば、薬液ノズル４の先端面４ｃと基板Ｗの表面との間のクリアランスＣＬ、薬液ノズル４の移動速度、および基板Ｗの回転速度を変化させながら、薬液の吐出を実行する。これにより、効率よく凹部Ｈなどの凹凸に薬液を行き渡らせることができる。
　図９は、基板Ｗにおける塗布範囲のゾーンを示す。ゾーンは、基板Ｗの中心部ＣＴからの薬液ノズル４の位置に基づいて決定され、基板Ｗの周縁部Ｅ側から第１ゾーンＺ１～第５ゾーンＺ５、および第６ゾーン（コア）Ｚ６に分けられる。なお、図９の第１ゾーンＺ１～第６ゾーンＺ６は、図示の都合上、大まかな範囲を示している。図１０は、各ゾーンＺ１～Ｚ６の塗布条件を示す図である。図１０の項目「ノズル移動距離」は、基板Ｗの中心部ＣＴからの距離（ｍｍ）を示している。基板Ｗは、直径３００ｍｍのものが用いられているとする。例えば、第１ゾーンＺ１は、基板Ｗの中心部ＣＴからの距離が１４３ｍｍであり、薬液ノズル４の移動は行われない。すなわち、第１ゾーンＺ１は、ステップＳ０２のリンク状の薬液膜ＣＦの形成を示している。
　まず、図１１を参照して、薬液ノズル４の先端面４ｃと基板Ｗとの間のクリアランスＣＬについて説明する。渦巻き状およびリング状の薬液膜ＣＦを形成する際に、基板Ｗの周縁部Ｅ側の位置（例えば符号ＰＳ１）よりも基板Ｗの中心部ＣＴ側に薬液ノズル４が位置する（例えば符号ＰＳ２）ときがあるとする。この場合、クリアランスＣＬを周縁部Ｅ側の位置（符号ＰＳ１）におけるクリアランスＣＬよりも大きくする。すなわち、基板Ｗの周縁部Ｅより中心部ＣＴ側に薬液ノズル４が位置するほど、クリアランスＣＬを大きくする。
　基板Ｗの周縁部Ｅ（第１ゾーンＺ１および第２ゾーンＺ２）では、クリアランスＣＬを例えば０．５ｍｍとする。薬液ノズル４の移動と共に、すなわち薬液ノズル４が位置するゾーンＺ１～Ｚ６毎に、徐々にクリアランスＣＬを大きくする。基板Ｗの中心部ＣＴ（第６ゾーンＺ６）では、クリアランスＣＬを例えば３．０ｍｍとする。
　基板Ｗの中心部ＣＴ側の位置よりも周縁部Ｅ側の位置で薬液ノズル４に対する基板Ｗの相対的な回転速度が速くなる。そのため、基板Ｗに薬液が着液する際に、薬液に加わる回転方向への力の作用が大きく、薬液がちぎれて分断される液切れを起こしやすい。薬液ノズル４が周縁部Ｅ側に位置する際に、クリアランスＣＬを小さくすることで、液切れを防止できる。また、薬液ノズル４が中心部ＣＴに位置する際に、薬液の液溜まりＰＤを形成する。クリアランスＣＬを大きくすることで、薬液ノズル４に薬液が付着することを抑制できる。
　次に、基板Ｗの回転速度（第１回転速度）について説明する。渦巻き状およびリング状の薬液膜ＣＦを形成する際に、基板Ｗの周縁部Ｅ側の位置（例えば図１１の符号ＰＳ１）よりも基板Ｗの中心部ＣＴ側に薬液ノズル４が位置する（例えば図１１の符号ＰＳ２）ときがあるとする。この場合、薬液ノズル４に対する基板Ｗの回転速度を周縁部Ｅ側に位置（符号ＰＳ１）するときの回転速度よりも速くする。すなわち、基板Ｗの周縁部Ｅより中心部ＣＴ側に薬液ノズル４が位置するほど、回転速度を速くする。
　基板Ｗの周縁部Ｅ（第１ゾーンＺ１および第２ゾーンＺ２）では、回転速度を例えば１３ｒｐｍとする。薬液ノズル４の移動と共に、回転速度を大きくする。基板Ｗの中心部ＣＴ（第６ゾーンＺ６）では、回転速度を例えば４０ｒｐｍとする。
　基板Ｗの中心部ＣＴ側の位置よりも周縁部Ｅ側の位置で薬液ノズル４に対する基板Ｗの相対的な回転速度が速くなる。そのため、基板Ｗに薬液が着液する際に、薬液に加わる回転方向への力の作用が大きく、薬液がちぎれて分断される液切れを起こしやすい。薬液ノズル４が周縁部Ｅ側に位置する際には、基板Ｗの回転速度を遅くする。これにより、薬液ノズル４から吐出された薬液が分断される液切れを防止することができる。また、薬液ノズル４が中心部ＣＴ側に位置する際には、基板Ｗの回転速度を速くする。これにより、薬液を多く吐出し過ぎることを防止する。
　なお、薬液の吐出速度（吐出レート、単位：ｍｌ／ｓ）は、基板Ｗの回転速度に対して、液切れすることない（液切れに耐えることができる）最低の流速を用いる。このような吐出速度を用いることで、薬液をより節約することができる。
　次に、薬液ノズル４の移動速度について説明する。図９のように、基板Ｗの周縁部Ｅ側では塗布範囲が広いので、薬液の吐出時間が長くなる。一方、中心部ＣＴ側では塗布範囲が狭いので、薬液の吐出時間が短くなる。そこで、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成する際に、基板Ｗの周縁部Ｅ側の位置（例えば図１１の符号ＰＳ１）よりも基板Ｗの中心部ＣＴ側に薬液ノズル４が位置する（例えば図１１の符号ＰＳ２）ときがあるとする。この場合、基板Ｗに対する薬液ノズル４の移動速度を周縁部Ｅ側に位置（符号ＰＳ１）するときの薬液ノズル４の移動速度よりも速くする。すなわち、基板Ｗの周縁部Ｅより中心部ＣＴ側に薬液ノズル４が位置するほど、薬液ノズル４の移動速度を速くする。渦巻き状の薬液膜ＣＦを効率よく形成することができる。
　また、渦巻き状の薬液膜ＣＦのうちの各周の薬液膜ＣＦ（１周目のリング状の薬液膜ＣＦを含む）は、基板Ｗに半径方向において、隣の周の薬液膜ＣＦと隙間が生じておらず互いに重なり合っていることが好ましい。図１２（ａ）は、好ましい例である。例えばｎ－１周目の薬液膜ＣＦとｎ周目の薬液膜ＣＦとが互いに重なりあっている。一方、図１２（ｂ）は、好ましくない例である。例えばｎ―１周目の薬液膜ＣＦとｎ周目の薬液膜ＣＦとが離れており、隙間が生じている。各周の薬液膜ＣＦが隣の周の薬液膜ＣＦと互いに隙間が生じていると、後述するステップＳ０５において、基板Ｗを高速回転させて、後述する液溜まりＰＤの薬液を広げても、その隙間あるいは、その隙間に存在する凹部Ｈを避けて流れる場合がある。そのため、その隙間が生じていないことで、液溜まりＰＤの薬液を良好に広げることができる。更に、互いに重なり合っておれば、より確実に、液溜まりＰＤの薬液を良好に広げることができる。
　〔ステップＳ０４〕薬液の液溜まりの形成
　渦巻き状に薬液膜ＣＦを形成しつつ、薬液ノズル４の中心が中心部ＣＴの上方に到達したとする。この後、すなわち、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成した後、制御部３７は、更に、薬液ノズル４から基板Ｗの略中心部ＣＴに薬液を吐出する。これにより、基板Ｗの中心部ＣＴに薬液の液溜まり（パドル）ＰＤを形成する（図１３参照）。液溜まりＰＤを形成するための薬液の吐出は、基板Ｗの中心部の上方で薬液ノズル４の移動を停止させた状態で行われる。液溜まりＰＤは、基板Ｗを回転させながら形成される。薬液の液溜まりＰＤは、渦巻き状の薬液膜ＣＦよりも高く形成される。液溜まりＰＤは、渦巻き状の薬液膜ＣＦ上に形成される。なお、液溜まりＰＤの高さまたは量を変えることにより、後述するステップＳ０５の後の薬液膜ＣＦの厚みを調整できる。
　薬液の液溜まりＰＤを形成した後、薬液の吐出は停止される。その後、薬液ノズル４を上昇させた後、薬液ノズル４は水平移動させて待機ポット１０に退避される。このときも基板Ｗは、予め設定された第１回転速度で回転している。
　〔ステップＳ０５〕基板の高速回転
　薬液の液溜まりＰＤを形成し、かつ、薬液ノズル４を上昇若しくは待機ポット１０に戻した後、制御部３７は、渦巻き状に薬液膜ＣＦを形成するための第１回転速度よりも速い第２回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、図１４（ａ）の破線の矢印のように、液溜まりＰＤの薬液を広げてリング状および渦巻き状の薬液膜ＣＦを覆う。液溜まりＰＤの薬液は、渦巻き状の薬液膜ＣＦに沿って均等に広がる。また、リング状および渦巻き状の薬液膜ＣＦの表面のでこぼこは、液溜まりＰＤの薬液で平らにされ、膜厚を均一にすることができる。また、基板Ｗの第２回転速度の回転（高速回転）により、凹部Ｈの溶剤が薬液に置き換えられる（図１４（ｂ）に拡大図参照）。なお、第２回転速度は、予め設定され、例えば７５０ｒｐｍ以上である。
　保持回転部２は、第２回転速度で基板Ｗを回転させて液溜まりＰＤの薬液で渦巻き状等の薬液膜ＣＦを覆った後、第２回転速度を上下に調整して基板Ｗを回転させ、膜厚の調整を行う。これにより、凹部Ｈが形成さて凹凸を有する基板Ｗに膜切れがなく、図１４（ｂ）のような、膜厚が均一でかつ目標の膜厚に調整された薬液膜ＣＦを形成することができる。
　以上のステップによって薬液膜ＣＦを形成した後、図示しないノズルから溶剤を吐出して、基板Ｗの周縁部Ｅに形成された薬液膜ＣＦを取り除くＥＢＲ（Edge Bead Removal）処理（エッジリンス処理ともいう）を実行したり、洗浄液を吐出して基板Ｗの裏面を洗浄するバックリンス処理を実行したりする。この後、基板Ｗの回転が停止した状態で、保持回転部２は、基板Ｗの保持を解除する。図示しない基板搬送機構は、保持回転部２から基板Ｗを搬出する。
　本実施例によれば、基板Ｗ上に薬液の液溜まりＰＤを形成する前に、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成する。液溜まりＰＤの薬液は、渦巻き状の薬液膜ＣＦとよくなじむ。そのため、基板Ｗを回転させて液溜まりＰＤの薬液を広げて渦巻き状の薬液膜ＣＦを覆う際に、液溜まりＰＤの薬液が良好に広がる。また、液溜まりＰＤの薬液が広がる際に、渦巻き状の薬液膜の表面のでこぼこが平らにされる。これらにより、図１６（ａ）の膜切れＭと図１６（ｂ）の凹みＮを防止し、基板Ｗ上に高粘度の薬液膜ＣＦを形成する際に膜厚を均一にすることができる。
　また、基板Ｗの中心部に液溜まりＰＤを形成した後に、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成すると、液溜まりＰＤの薬液が乾燥する。この場合、第２回転速度（高速回転）で円形基板を回転させた際に、液溜まりＰＤが良好に広がらず、円形基板の周縁部Ｅよりも中心部ＣＴで薬液膜ＣＦが盛り上がってしまう。しかしながら、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成した後に液溜まりＰＤを形成するので、液溜まりＰＤの薬液を乾燥させずに、液溜まりＰＤを良好に広げることができる。薬液を良好に広げることができるので、広げるために余計に薬液を吐出することがない。そのため、薬液を節約することができる。
　なお、薬液の液溜まりＰＤを形成しないで、第２回転速度（高速回転）で円形基板を回転させると、渦巻き状の薬液膜ＣＦの渦巻き模様が残ってしまう。渦巻きの薬液膜ＣＦを形成した後、薬液の液溜まりＰＤを形成して、液溜まりＰＤの薬液を広げている。そのため、渦巻き模様を残さず膜厚を均一にすることができる。
　また、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成する際に、薬液ノズル４は、基板Ｗの周縁部Ｅから基板Ｗの中心部ＣＴに向けて基板Ｗの半径方向に移動させている。渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成した後、薬液ノズル４は、基板Ｗの中心部ＣＴの上方に位置する。そのため、薬液ノズル４は、そのまま、液溜まりＰＤを形成する動作ができる。すなわち、薬液の液溜まりＰＤを効率よく形成できる。
　また、薬液ノズル４から薬液を吐出する前に、基板Ｗを回転させ、かつ溶剤ノズル３から基板Ｗ上に溶剤を吐出することで、基板Ｗ上に溶剤膜ＳＦを形成する処理であるプリウェット処理を実行する。プリウェット処理無しで渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成しようする際に、吐出した薬液が薬液ノズル４の吐出口４ａ付近で塊となって、基板Ｗに対して薬液を付着させにくい場合がある。プリウェット処理により、基板Ｗに対して薬液を付着させやすくできる。また、基板Ｗ上の溶剤膜ＳＦが存在する部分で薬液が流れやすくなる。
　また、プリウェット処理は、基板Ｗに形成された凹部Ｈに溶剤が入り込んだ状態にしている。凹部Ｈに溶剤が入り込んでいるので、薬液との置換が容易である。そのため、凹部Ｈへの薬液の埋め込み不足（図１５参照）を防止できる。
　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、図２（ｂ）のように、薬液ノズル４の吐出口４ａは長方形であった。これにより、１回転で塗布する面積を増加させることができる。そのため、吐出時間の短縮および低回転で、液柱を安定化させた状態での塗布動作が可能である。しかしながら、吐出口４ａは、長方形に限定されない。例えば、吐出口４ａは、多角形、正方形などの正多角形、楕円および円形であってもよい。
　（２）上述した実施例および変形例（１）では、渦巻き状の薬液膜ＣＦを形成する際に、薬液ノズル４は、基板Ｗの周縁部Ｅから基板Ｗの中心部ＣＴに向けて基板Ｗの半径方向に移動させていた。しかしながら、逆方向に移動させてもよい。すなわち、薬液ノズル４は、基板Ｗの中心部ＣＴから基板Ｗの周縁部Ｅに向けて基板Ｗの半径方向に移動させてもよい。
　この場合、渦巻き状に薬液膜ＣＦを形成した後、周縁部Ｅに沿ってリング状の薬液膜ＣＦを形成する（最終周）。この後、薬液ノズル４を基板Ｗの中心部ＣＴの上方に移動させて、基板Ｗの中心部ＣＴ上に液溜まりＰＤを形成する。なお、液溜まりＰＤを形成するために、薬液ノズル４とは別（第２）の薬液ノズル（図示しない）を準備してもよい。これにより、渦巻き状およびリング状の薬液膜ＣＦを形成した後、中心部ＣＴの上方に予め移動させておいた、第２の薬液ノズルから薬液を吐出して、時間を空けず直ぐに液溜まりＰＤを形成することができる。
　液溜まりＰＤの形成後、基板Ｗを高速回転させることで、液溜まりＰＤの薬液を広げて渦巻き状およびリング状の薬液膜ＣＦを覆わせる。なお、本変形例の場合、クリアランスＣＬ、基板Ｗの回転速度、および薬液ノズル４の移動速度などの条件は、上述した実施例と同じである。
　（３）上述した実施例および各変形例では、薬液ノズル４の先端面４ｃと基板Ｗの表面との間のクリアランスＣＬ、基板Ｗの回転速度、および薬液ノズル４の移動速度などの条件を変化させて渦巻き状およびリング状の薬液膜ＣＦを形成させていた。しかしながら、必要に応じて、いずれかの条件を変化させなくてもよい。すなわち、クリアランスＣＬ、基板Ｗの回転速度、および薬液ノズル４の移動速度の少なくとも１つを、薬液ノズル４の移動に伴って変化させて、渦巻き状およびリング状の薬液膜ＣＦを形成させてもよい。
　（４）上述した実施例および各変形例では、高粘度の薬液として、樹脂を用いていた。しかしながら、フォトレジストなどのレジスト、接着剤、またはＳＯＧ（Spin on Glass）等の平坦化膜形成用薬液を用いてもよい。
　（５）上述した実施例および各変形例では、保持回転部２は、基板Ｗを回転させていた。しかしながら、溶剤ノズル移動機構２１は、基板Ｗに対して溶剤ノズル３を回転軸ＡＸ１周りに回転させてもよい。また、薬液ノズル移動機構２３は、基板Ｗに対して薬液ノズル４を回転軸ＡＸ１周りに回転させてもよい。
　（６）上述した実施例および各変形例では、溶剤ノズル移動機構２１は、溶剤ノズル３を移動させ、薬液ノズル移動機構２３は、薬液ノズル４を移動させていた。しかしながら、保持回転部２は、溶剤ノズル３または薬液ノズル４に対して基板Ｗを移動させてもよい。
　（７）上述した実施例および各変形例では、液溜まりＰＤは、渦巻き状の薬液膜ＣＦ上に形成された。しかしながら、中心部ＣＴの手前で渦巻き状の薬液膜ＣＦを止めて、中心部ＣＴの上方に移動された薬液ノズル４から薬液を吐出させて液溜まりＰＤを形成させてもよい。すなわち、液溜まりＰＤは、渦巻き状の薬液膜ＣＦ上に形成されておらず、直接に基板Ｗ上に形成させてもよい。
　１　　　　…　塗布装置
　２　　　　…　保持回転部
　３　　　　…　溶剤ノズル
　４　　　　…　薬液ノズル
　４ｃ　　　…　先端面
　２１　　　…　溶剤ノズル移動機構
　２３　　　…　薬液ノズル移動機構
　３７　　　…　制御部
　Ｗ　　　　…　円形基板
　Ｈ　　　　…　凹部
　ＣＴ　　　…　中心部
　Ｅ　　　　…　周縁部
　ＰＤ　　　…　液溜まり
　ＳＦ　　　…　溶剤膜
　ＣＦ　　　…　薬液膜
　ＣＬ　　　…　クリアランス

Claims (8)

  1. 　３００ｃＰ以上の高粘度薬液を円形基板上に供給して前記円形基板上に薬液膜を形成する塗布方法であって、
    　前記円形基板を第１回転速度で回転させ、かつ、前記円形基板の上方に位置する薬液ノズルを前記円形基板の半径方向に移動させながら、前記薬液ノズルから前記円形基板上に薬液を吐出することで、渦巻き状の薬液膜を形成する工程と、
    　前記渦巻き状の薬液膜を形成した後に、前記薬液ノズルから前記円形基板の中心部に薬液を吐出することで、前記円形基板の中心部に薬液の液溜まりを形成する工程と、
    　前記薬液の液溜まりを形成した後に、前記第１回転速度よりも速い第２回転速度で前記円形基板を回転させることで、前記液溜まりの薬液を広げて前記渦巻き状の薬液膜を覆う工程と、
    　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、
    　前記渦巻き状の薬液膜を形成する際に、前記薬液ノズルは、前記円形基板の周縁部から前記円形基板の中心部に向けて前記円形基板の半径方向に移動させ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、
    　前記円形基板を前記第１回転速度で回転させ、かつ、前記薬液ノズルの移動を停止させた状態で、前記円形基板の周縁部の上方に位置する前記薬液ノズルから前記円形基板上に薬液を吐出することで、前記円形基板の周縁部に沿ってリング状の薬液膜を形成する工程を更に備えてい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、
    　前記薬液ノズルから薬液を吐出する前に、前記円形基板を回転させ、かつ溶剤ノズルから前記円形基板上に溶剤を吐出することで、前記円形基板上に溶剤膜を形成する処理であるプリウェット処理を実行する工程を更に備えていることを特徴とする塗布方法。
  5. 　請求項４に記載の塗布方法において、
    　前記プリウェット処理は、前記円形基板に形成された凹部に溶剤が入り込んだ状態にす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、
    　前記渦巻き状の薬液膜のうちの各周の薬液膜は、半径方向において、隣の周の前記薬液膜と隙間が生じていない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、
    　前記渦巻き状の薬液膜を形成する際に、前記円形基板の周縁部側の位置よりも前記円形基板の中心部側に前記薬液ノズルが位置するとき、前記薬液ノズルの先端面と前記円形基板の表面との間のクリアランスを前記周縁部側の位置における前記クリアランスよりも大きくす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、
    　前記渦巻き状の薬液膜を形成する際に、前記円形基板の周縁部側の位置よりも前記円形基板の中心部側に前記薬液ノズルが位置するとき、前記円形基板の回転速度を前記周縁部側に位置するときの前記回転速度よりも速くすることを特徴とする塗布方法。
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