JP7797882B2 - 塗布膜形成方法、塗布膜形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、塗布膜形成方法、塗布膜形成装置及びプログラムに関する。

半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して例えばレジストなどの各種の塗布液が供給されて、塗布膜が形成される。
特許文献１には、基板の裏面の中心部に重なって固定する回転テーブルと、固定された基板の下方に設けられるノズルと、を備えたレジスト塗布装置について記載されており、回転テーブルに重なっていない基板の周縁部全体にノズルから加熱された高圧ガスが吹き付けられるように示されている。そして、その基板の表面に供給されるレジストについて、上記の高圧ガスの作用によって当該基板の裏面の周縁部への付着が防止されるものとして記載されている。

特開平１０－２６１５７９号公報

本開示は、基板に塗布液を供給して塗布膜を形成するにあたり、基板の面内における塗布膜の膜厚の制御性を高くする技術を提供する。

本開示の塗布膜形成方法は、基板の表面の中心部に塗布液を供給し、前記塗布液を当該基板の周縁部へ広げて塗布膜を形成するために、前記基板を回転させる塗布工程と、
前記塗布液が供給された前記基板よりも温度が高い高温ガスを、回転する当該基板の裏面の露出した領域の一部に供給する高温ガス供給工程と、
第１の回転数で前記基板を回転させて前記基板の面内における前記塗布膜の膜厚分布を調整する膜厚分布調整工程と、
前記膜厚分布調整工程の後、当該基板を前記第１の回転数とは異なる第２の回転数で回転させて前記基板の面内全体における当該塗布膜の膜厚を調整して乾燥させる乾燥工程と、を備え、
前記基板に供給された塗布液が当該基板の回転によって前記基板の表面全体を被覆する前に、前記高温ガスの当該基板への供給が開始され、
前記膜厚分布調整工程を行う期間または前記乾燥工程を行う期間において、前記基板への前記高温ガスの供給が停止される。

本開示は、基板に塗布液を供給して塗布膜を形成するにあたり、基板の面内における塗布膜の膜厚の制御性を高くすることができる。

本開示の塗布膜形成装置の平面図である。 前記塗布膜形成装置の効果を説明するためのグラフ図である。 前記塗布膜形成装置に含まれる処理部の縦断側面図である。 前記処理部に含まれるガスノズル及び洗浄ノズルからの高温ガス及び洗浄液の吐出状態を示す平面図である。 前記ガスノズル及び洗浄ノズルの側面図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記塗布膜形成装置における処理を示す工程図である。 前記ガスノズルからの高温ガスの吐出状態と、装置で処理されるウエハの回転数の変化とを示すチャート図である。 前記ガスノズルからの前記高温ガスの吐出期間とウエハの搬送間隔とを示すチャート図である。 前記ガスノズルからの前記高温ガスの吐出期間とウエハの搬送間隔とを示すチャート図である。 前記塗布膜形成装置の変形例を示す平面図である。 前記塗布膜形成装置の他の変形例を示す平面図である。 前記塗布膜形成装置のさらに他の変形例を示す平面図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。

本開示の塗布膜形成装置の一実施形態である塗布膜形成装置１について説明する。図１の平面図を参照して塗布膜形成装置１の概略について述べる。塗布膜形成装置１は、塗布液としてレジストを例えば直径が３００ｍｍの円形基板であるウエハＷの表面の中心部に供給し、ウエハＷを回転させることで遠心力によって当該レジストをウエハＷの周端部へと広げることでレジスト膜Ｒを形成する。つまり、塗布膜であるレジスト膜Ｒをスピンコートによって形成する。本例で用いられるレジストの粘度は比較的高く、例えば常温で１０ｃＰ以上である。なお、塗布膜形成装置１については、レジストの供給前にシンナーをレジストと同様にスピンコートする前処理（プリウエット）が行われるように構成されている。このプリウエットは、ウエハＷ表面におけるレジストの濡れ性を向上させる処理である。

そして塗布膜形成装置１は、回転するウエハＷの裏面の周縁部における径方向の局所領域に、ノズルから当該ウエハＷの温度よりも高い高温ガスを吐出できるように構成されている。この高温ガスの役割について説明するために、仮に当該高温ガスのウエハＷへの供給が行われない装置構成であるものとして述べる。半導体デバイスの製造工程において、１枚あたりのウエハＷの処理に使用するレジストの量の低減が望まれている。しかしウエハＷに供給するレジストの量が少ない場合、上記のシンナーをウエハＷの中心部に供給してスピンコートを行い、続いて上記したレジストのスピンコートを行うとすると、ウエハＷの面内におけるレジスト膜Ｒの膜厚の均一性を十分に高くできない場合が有る。

図２のグラフを参照してさらに具体的に説明する。なお、当該グラフの横軸はウエハＷの直径における各位置をウエハＷの中心からの距離（単位：ｍｍ）として表しており、ウエハＷの一端側の位置、ウエハＷの他端側の位置について、夫々＋の符号を付した距離、－の符号を付した距離として示している。そしてグラフの縦軸はレジスト膜Ｒの膜厚（単位：ｎｍ）を表しており、ａｎｍからｂｎｍ上昇する毎に目盛りを付して示している。ａ、ｂは所定の正数値である。高温ガスの供給を行わずにレジスト膜Ｒを形成すると、グラフ中に鎖線で示すような膜厚分布となるおそれが有る。具体的に述べると、ウエハＷの周縁部における当該ウエハＷの周に沿った環状領域についての膜厚が、他の領域の膜厚に比べて小さくなる膜厚分布となる場合が有る。その環状領域について、以降は環状低膜厚領域と記載する場合が有る。後に評価試験として示すが、プリウエットの際のシンナーの供給位置を調整することで、環状低膜厚領域の形成を防ぎ、ウエハＷの面内における膜厚のばらつきを緩和することができる。しかし、その場合はレジスト膜ＲによるウエハＷ表面の被覆性が低下してしまう。

そこで塗布膜形成装置１では、十分なレジスト膜Ｒの被覆性を担保しつつ、環状低膜厚領域の形成が防止されるように、上記した高温ガスを回転するウエハＷの裏面に吐出する構成とされている。この高温ガスは、高温ガスの吐出を行わないとした場合に形成される環状低膜厚領域の裏面側に吐出され、当該高温ガスが吐出される環状領域の温度を上昇させる。

その加熱によって上記の環状領域におけるレジストの乾燥が促進されてレジスト中の固形成分が溜り、当該環状領域の膜厚を他の領域の膜厚と同等にすることで、ウエハＷの面内におけるレジスト膜の膜厚の均一性を高め、図２中に実線で表されるような膜厚分布となるようにする。ただし、ウエハＷの処理中に高温ガスの供給を続けると、この環状領域における膜厚が大きくなりすぎることで、ウエハＷの面内の膜厚分布の均一性が低下するおそれが有る。それを防止するため、高温ガスの供給はウエハＷの処理の途中で停止させる。

図１に戻って、塗布膜形成装置１の構成について詳しく説明する。塗布膜形成装置１は２つの処理部２と、主処理機構４と、２つのＥＢＲ（Edge Bead Removal）機構５と、を備えている。２つの処理部２は互いに同様に構成されており、ウエハＷを処理するために格納する円形のカップ２１を各々含む。主処理機構４は、上記のシンナー、レジストを各々吐出するノズルと、各ノズルの移動機構とを含み、２つの処理部２に共用される。ＥＢＲ機構５は処理部２毎に設けられ、ウエハＷの周縁部にシンナーを供給して不要なレジスト膜Ｒを除去するＥＢＲを各々行うための機構である。２つのＥＢＲ機構５は、互いに同様に構成されている。

上記のようにカップ２１は２つ設けられ、同じ高さに位置する。これらのカップ２１が並ぶ方向を左右方向として説明する。各カップ２１に対して、ウエハＷは後方から搬送機構によって搬送される。左右の処理部２を互いに区別するために、前方から後方に向って見て、右側の処理部２を２Ａ、左側の処理部２を２Ｂとして表記する場合が有る。また、処理部２Ａのカップ２１、処理部２Ｂのカップ２１について、夫々２１Ａ、２１Ｂとして夫々表記する場合が有る。

以降、処理部２について図３の縦断側面図も参照して説明する。処理部２は、上記したカップ２１の他に、スピンチャック２２、回転機構２４、ガスノズル３１及び洗浄ノズル３４を備えている。スピンチャック２２はウエハＷを載置する円形のステージをなしており、ウエハＷの裏面の中心部に重なると共に当該中心部を吸着することで当該ウエハＷを水平に保持する。スピンチャック２２は鉛直方向に伸びる回転軸２３を介して回転機構２４に接続されている。モーターを含む回転機構２４によってスピンチャック２２が鉛直軸回りに回転し、それに伴ってスピンチャック２２に吸着されたウエハＷも回転する。なお、スピンチャック２２及びカップ２１の各中心軸は互いに揃っており、ウエハＷの中心はこの中心軸に重なるようにスピンチャック２２に保持され、この中心軸回りに回転する。ウエハＷの回転方向は、平面視時計回りである。

カップ２１はベース２５と本体部２６とにより構成されている。本体部２６はウエハＷのステージであるスピンチャック２２、及び当該スピンチャック２２に保持されるウエハＷを囲むカップ２１の側壁をなす。そのカップ２１の側壁の下端は、カップ２１の中心側へ延出され、さらに上方へと延出されることでスピンチャック２２の回転方向に沿って形成された環状凹部２７を形成する。環状凹部２７には排液口と、カップ２１内を排気するための排気管とが設けられるが、図示は省略している。環状凹部２７の内周側の上端はカップ２１の中心側へ延出されてフランジをなす。

ベース２５は水平な円板形状に構成されており、カップ２１の底部を形成する。ベース２５の周縁は、上方に向けて突出すると共に上記の本体部２６のフランジの周に沿って形成される接続部をなし、当該接続部と当該フランジとが互いに接続されている。スピンチャック２２はベース２５の上方に、回転機構２４はベース２５の下方に夫々配置され、回転軸２３はベース２５を貫通している。なお図３中、２８は回転機構２４上にベース２５を支持する支持部材である。

また、ベース２５を貫通するように縦長のブロック状に構成されたガスノズル３１が設けられており、ベース２５よりも上方に位置するガスノズル３１の上端部にはガス吐出口３２が形成されている。第１吐出口であるガス吐出口３２は、既述した高温ガスを回転するウエハＷの裏面の局所位置に吐出する。より具体的には、ウエハＷの裏面において周縁部はスピンチャック２２に被覆されずに、露出している。この露出した周縁部におけるウエハＷの径方向に沿った一部の領域に向けて、高温ガスが吐出される。この高温ガスは、後述のようにウエハＷに吐出された際に当該ウエハＷを加熱することができるように、この高温ガスはガス吐出口３２において例えば５０℃程度である。なお、ガスノズル３１の下端は回転機構２４の上方に位置する。また、平面視でガスノズル３１は、スピンチャック２２に対して前方側に配置されている。

また、ガスノズル３１に対してベース２５の周方向にずれた位置に洗浄ノズル３４が設けられている。洗浄ノズル３４についてもガスノズル３１と同様に縦長のブロック状に構成されている。そして、ベース２５よりも上方に位置する洗浄ノズル３４の上端部には第２吐出口である洗浄液吐出口３５が形成されている。洗浄ノズル３４は、図示しない流路を介して洗浄液供給源から供給された洗浄液を回転するウエハＷの裏面の局所位置に吐出し、ウエハＷの裏面を洗浄する。つまり、洗浄液についてもスピンチャック２２に被覆されずに露出した領域に吐出される。そのように洗浄ノズル３４から吐出される洗浄液の温度は、ガスノズル３１から吐出される高温ガスの温度よりも低く、常温（具体的には例えば２０℃～３０℃）である。この洗浄液は、例えばシンナーである。ガスノズル３１及び洗浄ノズル３４については、後にさらに詳しく説明する。

また図３では表示を省略しているが、図１に示すようにカップ２１内には鉛直方向に伸びるピン３６が３つ設けられており、ベース２５を各々貫通している。ピン３６は昇降機構によって昇降し、搬送機構とスピンチャック２２との間でウエハＷを受け渡す。これらの昇降機構及び搬送機構の図示は省略している。

次に主処理機構４について説明する。主処理機構４は、先端側が後方へ向うアーム４１と、アーム４１の先端側に各々設けられたレジスト吐出ノズル４２及びプリウエット用のシンナー吐出ノズル４３と、移動機構４４と、を備えている。移動機構４４はカップ２１の前方側に位置し、アーム４１の基端側が当該移動機構４４に接続されている。移動機構４４はアーム４１を伴って左右に移動可能であり、且つ当該アーム４１を昇降させることができる。当該移動機構４４により、レジスト吐出ノズル４２及びシンナー吐出ノズル４３の夫々が、カップ２１の外側の待機領域（不図示）とウエハＷの中心部上の吐出位置との間で移動可能である。レジスト吐出ノズル４２、シンナー吐出ノズル４３は、その吐出位置にて、図示しないレジスト供給源、シンナー供給源から夫々供給されたレジスト、シンナーをウエハＷの中心部に吐出する。なおレジスト吐出ノズル４２は、塗布液供給部を構成する。

続いてＥＢＲ機構５について説明する。ＥＢＲ機構５は、先端側が後方へ向うアーム５１と、アーム５１の先端側に設けられたＥＢＲ用のシンナー吐出ノズル５２と、移動機構５３と、を備えている。移動機構５３は２つのカップ２１のうち、当該移動機構５３を含むＥＢＲ機構５によって処理を行うカップ２１の前方側付近に位置し、アーム５１の基端側が当該移動機構５３に接続されている。移動機構５３は例えばアーム５１を伴って左右に移動可能であると共に、当該アーム５１を昇降させることができる。そのような移動機構５３により、シンナー吐出ノズル５２は、カップ２１の外側の待機領域（不図示）と、カップ２１内における吐出位置との間で移動可能である。シンナー吐出ノズル５２は、その吐出位置で図示しないシンナー供給源から供給されたシンナーを下方のウエハＷの周縁部に向けて吐出する。

ところで例えばカップ２１Ａの後方に、ヒーターを備えた加熱機構６１が設けられている。カップ２１Ａ内でのウエハＷの処理への影響を与えないように、加熱機構６１は当該カップ２１Ａから離れて位置する。空気供給源６２から図示しないフィルタを介して清浄化された空気が加熱機構６１に供給され、当該加熱機構６１にて加熱される。そしてこの空気が、上記した高温ガスとして配管がなす流路を介して処理部２Ａ、２Ｂの各ガスノズル３１に供給される。この配管の平面視でのレイアウトの一例について、以下に説明する。

加熱機構６１から配管６３の下流側が後方へ向って伸び、カップ２１Ａの右側を通過して、カップ２１Ａよりも前方側の位置にて屈曲され、当該カップ２１Ａの後方側を左方へ向かって伸びる。この左方へ伸びる配管６３は例えばカップ２１Ａ、２１Ｂ間で２つに分岐し、左方に向けて伸びる配管６４Ａ、６４Ｂを形成する。配管６４Ａの下流側は、右側に向うようにカップ２１Ａ、２１Ｂ間にて折返されてカップ２１Ａに重なる領域に進入した後、前方に向うように屈曲されている。その前方へ向うように屈曲された部位は、回転軸２３や支持部２７との干渉を避けるためにこれらの部材を迂回するように、ベース２５と回転機構２４との間を伸び（図３参照）、ベース２５の下方においてガスノズル３１の下端部に接続されている。配管６４Ｂの下流側は、カップ２１Ｂに重なる領域に進入した後、前方に向うように屈曲される。そして、その前方へ向うように屈曲された部位は、配管６４Ａの同部位と同じく、回転軸２３や支持部２７を迂回するように、ベース２５と回転機構２４との間を伸びて、ガスノズル３１の下端部に接続されている。

配管６４Ａ、６４Ｂにはバルブ６５Ａ、６５Ｂが夫々、カップ２１Ａ、２１Ｂ付近に介設されている。バルブ６５Ａ、６５Ｂは、カップ２１Ａ、２１Ｂよりも下方の高さで、平面視でカップ２１Ａ及び２１Ｂの外側に配置されている。そして配管６４Ａにおけるバルブ６５Ａの上流側には、配管６６Ａの上流端が接続されており、この配管６６Ａの接続位置は、バルブ６５Ａの近傍であって例えば平面視でカップ２１Ａの外側である。その配管６６Ａの下流側は、カップ２１Ａの後方側を右方へ向うように伸びた後、前方へ向うように屈曲され、カップ２１Ａの右側方を通過するように伸びる。また配管６４Ｂにおけるバルブ６５Ｂの上流側には、配管６６Ｂの上流端が接続されており、この配管６４Ｂの接続位置は、バルブ６５Ｂの近傍であって例えば平面視でカップ２１Ｂの外側である。その配管６６Ｂの下流側は、カップ２１Ｂの後方側を右方へ向うように伸びた後、前方に向うように屈曲され、カップ２１Ａの右側方を通過するように伸びる。

配管６６Ａ、６６Ｂの下流端は夫々バルブ６７Ａ、６７Ｂを介して、カップ２１Ａ、２１Ｂの排気管の下流側が接続される排気路に接続されている。従って、本実施形態では配管６６Ａ、６６Ｂは高温ガスを排気するための排気管である。なお、上記したように配管６４Ａ、６４Ｂにおける回転機構１２とベース２５との間を引き回される部位を除き、既述の各配管６３、６４Ａ、６４Ｂ、６６Ａ、６６Ｂは、カップ２１Ａ、２１Ｂよりも下方の領域を引き回されている。

塗布膜形成装置１の稼働中、空気供給源６２から加熱機構６１を介した配管６３への高温ガスの供給は常時行われる。そして、カップ２１Ａのガスノズル３１に接続される配管６４Ａのバルブ６５Ａ、排気路に接続される配管６６Ａのバルブ６７Ａについては、いずれか一方が開かれた状態で、他方が閉じられた状態となる。同様に、カップ２１Ｂのガスノズル３１に接続される配管６４Ｂのバルブ６５Ｂ、排気路に接続される配管６６Ｂのバルブ６７Ｂについては、いずれか一方が開かれた状態で、他方が閉じられた状態となる。従って、カップ２１Ａのガスノズル３１から高温ガスが吐出される期間以外の期間において、高温ガスは配管６６Ａに供給されて、排気路に排出される。そして、カップ２１Ｂのガスノズル３１から高温ガスが吐出される期間以外の期間において、高温ガスは配管６６Ｂに供給されて、排気路に排出される。

それ故に、加熱機構６１からバルブ６５Ａ、６５Ｂに至るまでの流路が、ガスノズル３１から高温ガスの吐出を行わない期間においても高温ガスによって加熱される。バルブ６５Ａ、６５Ｂは上記したようにカップ２１Ａ、２１Ｂの近傍、即ちガスノズル３１に比較的近い位置に設けられるので、加熱機構６１からガスノズル３１に至るまでの流路のうちの比較的広い範囲が加熱されることになる。従って、ガスノズル３１から吐出される高温ガスについて、吐出開始直後の温度とそれ以外の期間の温度との差が抑えられ、所望の温度の高温ガスを速やかにウエハＷに供給することができるので、装置のスループットの向上を図ることができる。また、複数のウエハＷを順次処理するためにガスノズル３１からの高温ガスの吐出、吐出停止を繰り返すにあたり、吐出開始直後の高温ガスの温度のばらつきを抑えることができるので、ウエハＷ間での処理のばらつき（即ち、レジスト膜Ｒの膜厚のばらつき）を抑制することができる。

このように流路の温度を調整して吐出される高温ガスの温度のばらつきを抑える観点からは、バルブ６５Ａ、６５Ｂとガスノズル３１との距離が近いことが好ましい。しかし、当該距離が近すぎると、バルブ６５Ａ、６５Ｂの夫々の閉鎖時に、バルブ６５Ａ、６５Ｂに向けて供給される高温ガスにより、カップ２１内に位置するベース２５及びスピンチャック２２が加熱されてしまう。その場合は、そのように加熱された各部材からのウエハＷへの熱伝導や輻射熱に起因して、ウエハＷの面内及びウエハＷ毎の処理のばらつきが発生するおそれが有る。そのような不具合が防止されるように、本実施形態ではバルブ６５Ａ、６５Ｂはカップ２１よりも下方の高さ、且つ平面視でカップ２１の外側位置に設けられている。なお、そのようにバルブ６５Ａ、６５Ｂとガスノズル３１との距離が近くなることを防止すればよいので、カップ２１よりも下方の高さであること、平面視でカップ２１の外側位置に設けられていることのうち、いずれか一方のみの条件に適合するようにバルブ６５Ａ、６５Ｂが配置されていてもよい。

なお、バルブ６７Ａ、６７Ｂと、上記のバルブ４５Ａ、６５Ｂとは、高温ガスの供給先を切り替えるための切替え部をなす。配管６３、６４Ａ、６４Ｂによって形成される高温ガスの流路はガス供給路をなす。配管６６Ａ、６６Ｂによって形成される高温ガスの流路は分岐路をなす。

続いて、同じカップ２１内に設けられるガスノズル３１及び洗浄ノズル３４について、図４の平面図及び図５の側面図を参照して説明する。ガスノズル３１のガス吐出口３２について、高温ガスの吐出方向に向けたウエハＷの裏面への投影領域をＰ１として示している。第１投影領域である投影領域Ｐ１は、図２で説明したように高温ガスの吐出を行わないとした場合にレジスト膜の膜厚が小さくなる環状低膜厚領域に重なるように設定される。使用するレジストの種類や処理条件によって環状低膜厚領域の位置は変移するので、当該領域の位置に合わせてウエハＷの径方向における投影領域Ｐ１の位置を設定すればよい。

投影領域Ｐ１に吐出された高温ガスがウエハＷの回転による遠心力の作用に逆らわずにウエハＷの周端に流れてカップ２１内から排出され、乱流となることが防止されるようにするために、ガス吐出口３２はウエハＷの中心部側から周縁部側に向かうように、斜め上方に向かって開口している。ところで平面視において、ガス吐出口３２から高温ガスの吐出方向に沿って引いた直線をＬ１とする。そして、その直線Ｌ１とウエハＷの周端との交点Ｑ１を通過するウエハＷの接線Ｌ２を引くとすると、平面視において接線Ｌ２に対して直線Ｌ１は直交せずに傾いている。

仮に接線Ｌ２と直線Ｌ１とが直交しているとすると、直線Ｌ１に沿った投影領域Ｐ１からウエハＷの周端までの距離が比較的短くなるので、高温ガスはウエハＷの周端から外側へと比較的大きな流速で流れる。そうなると、ウエハＷの裏面側におけるシンナー及び／またはレジストのミストがカップ２１の外側へ流出してしまうおそれが有る。そのミストの流出を防止するために、接線Ｌ２と直線Ｌ１とが直交しないように高温ガスの吐出方向が設定されている。そのミストの流出防止の効果を十分に得るために、接線Ｌ２と直線Ｌ１とのなす角θ１は例えば９０°未満とすることが好ましく、具体的には例えば７０°とする。

また平面視においてウエハＷの回転方向に倣う方向、即ちウエハＷの回転に逆らわない方向へと、ガス吐出口３２から高温ガスが吐出される。さらに詳しく述べると、投影領域Ｐ１におけるウエハＷの裏面の点は、ウエハＷの回転により等速円運動している。平面視にて当該円運動する点を基点とする速度ベクトル（Ｌ３として図示している）の向きと、高温ガスの吐出方向に沿って伸びる直線Ｌ１と、のなす角θ２が鈍角をなす場合、ウエハＷの回転方向に倣って高温ガスが吐出されていることになる。このように高温ガスが吐出されることで、ウエハＷの裏面に向かう当該高温ガスがウエハＷの回転によってウエハＷの裏面から弾かれるように飛散することが防止される。つまり、吐出された高温ガスはウエハＷの回転に沿って流れてウエハＷと比較的長く接触することになるので、ウエハＷを効率良く加熱することができる。

洗浄ノズル３４について説明する。洗浄ノズル３４の洗浄液吐出口３５について、洗浄液の吐出方向に向けたウエハＷの裏面への投影領域をＰ２として示している。洗浄ノズル３４は、ウエハＷの中心部側から周縁部側に向けて斜め上方に洗浄液を吐出する。そしてウエハＷの回転の遠心力による洗浄液の広がりにより、当該ウエハＷの裏面において第２投影領域である投影領域Ｐ２からウエハＷの周縁に至る領域が洗浄される。

なお上記したように洗浄ノズル３４から吐出される洗浄液の温度は、ガスノズル３１から吐出される高温ガスの温度よりも低い。そして、ウエハＷへの高温ガスの吐出を終了するタイミングよりも、ウエハＷへの洗浄液の吐出を終了するタイミングの方が遅い。従って、ウエハＷを同じカップ２１内で順次処理するにあたり、高温ガスの吐出により加熱された当該カップ２１内が、ウエハＷへの洗浄液の吐出及びウエハＷからの洗浄液の飛散によって冷却されるため、カップ２１内での蓄熱に起因した、各ウエハＷの処理中におけるカップ２１内の温度のばらつきが抑えられる。従って洗浄液は、ウエハＷ間での処理の均一性を高める役割も有する。

洗浄ノズル３４については、ガスノズル３１と同様に洗浄液を平面視でウエハＷの回転方向に倣う方向へと吐出することで、ウエハＷの回転による洗浄液の飛散が抑制されるように構成されている。ところでガスノズル３１の投影領域Ｐ１と洗浄ノズル３４の投影領域Ｐ２とはウエハＷの回転方向に互いに離れており、当該回転方向について見ると、ガスノズル３１の投影領域Ｐ１は、洗浄ノズル３４の投影領域Ｐ２の下流側に位置している。なお、ウエハＷの回転方向に沿って見た場合、投影領域Ｐ１と投影領域のＰ２との間には２つの円弧領域が存在することになるが、ここでの下流側とは、その２つのうちの長さが短い方の円弧領域において見た場合の下流側を意味する。

仮に上記の回転方向における投影領域Ｐ１、Ｐ２の位置が逆であり、且つウエハＷへの高温ガスの吐出期間の終了からウエハＷへの洗浄液の吐出期間の終了までの間隔が比較的短かったり、高温ガスの吐出期間と洗浄液の吐出期間とが重なったりする場合を考える。その場合、ウエハＷの裏面において高温ガスが供給された領域が当該高温ガスと共にウエハＷの回転によって、わずかな時間経過後に洗浄液が供給される位置付近へ移動することになる。つまりウエハＷの裏面において高温ガスが比較的多く残留する領域に洗浄液が供給されることになる。そうなると、高温ガスと洗浄液とが互いに干渉して、各々ウエハＷの裏面から飛散し、高温ガスのウエハＷの裏面への接触時間としては比較的短いものとなることで、高温ガスの効果が低下することが考えられる。また、飛散した洗浄液がパーティクルとなってウエハＷに付着するおそれが有る。

しかし、上記したように投影領域Ｐ１が投影領域Ｐ２の下流側に位置することで、ウエハＷの裏面に高温ガスが供給された領域は、比較的長い時間をかけて洗浄液が吐出される位置付近へ移動するので、それまでに高温ガスは回転の遠心力でウエハＷの外部へと流れる。従って、上記した高温ガスと洗浄液との干渉がより確実に抑制され、高温ガスによるウエハＷの加熱効果を十分に得られると共に、洗浄液のパーティクル化も抑制することができる。また洗浄液の飛散が防止されることで、洗浄液は比較的長くカップ２１内に留まることになるので、既述した洗浄液による冷却効果を十分に得ることができる。

なお、このように高温ガスと洗浄液との干渉が投影領域Ｐ１、Ｐ２の位置関係を適正に設定することで防止されるものとして述べてきたが、後に述べる塗布膜形成装置１によるウエハＷの処理例では、ウエハＷへの高温ガスの吐出停止後、しばらく後にウエハＷへの洗浄液の吐出が開始される。つまり高温ガスの吐出期間と洗浄液の吐出期間とがずれることで、上記の干渉が起こり難い構成となっている。

ところで、塗布膜形成装置１は制御部１０を備えている（図１参照）。この制御部１０はコンピュータにより構成されており、プログラムを備えている。プログラムには、塗布膜形成装置１における一連の動作を実施することができるようにステップ群が組み込まれている。そして、当該プログラムによって制御部１０は塗布膜形成装置１の各部に制御信号を出力し、当該各部の動作が制御される。具体的に移動機構４４、５３による各ノズルの移動、バルブ６５Ａ、６５Ｂ、６７Ａ、６７Ｂの開閉、レジスト吐出ノズル４２、シンナー吐出ノズル４３、５２からのレジスト、シンナーの吐出、回転機構２４によるウエハＷの回転などの動作が制御される。上記のプログラムは、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納されて、制御部１０にインストールされる。

続いて塗布膜形成装置１によるウエハＷの処理について、図６～図７の工程図を参照して説明する。また、ウエハＷの回転数（単位：ｒｐｍ）の変化と、ガスノズル３１からウエハＷへの高温ガスの吐出期間との関係を示す図８のチャートも適宜参照する。なお、以下の説明では処理部２Ａ、２Ｂのうち、処理部２ＡでウエハＷが処理されるものとする。

先ず、搬送機構により処理部２Ａのカップ２１Ａ上にウエハＷが搬送される。このとき、バルブ６５Ａが閉じると共にバルブ６７Ａが開いた状態であり、処理部２Ａのガスノズル３１からの高温ガスの吐出は停止し、配管６６Ａに高温ガスが供給されて排気される状態となっている。そして、ピン３６を介してスピンチャック２２に当該ウエハＷが保持され、ウエハＷが回転を開始すると、バルブ６７Ａが閉じられると共に、バルブ６５Ａが開く。それにより、配管６６Ａによる高温ガスの排気が停止すると共に、ガスノズル３１から当該高温ガスが吐出されて、ウエハＷの加熱が開始される（図６Ａ）。なお、この高温ガスの吐出は高温ガス供給工程に相当する。

続いて、シンナー吐出ノズル４３からウエハＷの中心部にシンナーが吐出され、所定量のシンナーが吐出されると、当該吐出が停止する。ウエハＷの回転の遠心力によって、当該シンナーはウエハＷの周縁部へと広がり、上記したプリウエットが行われる。その後、レジスト吐出ノズル４２からウエハＷの中心部に所定量のレジストが吐出され（時刻ｔ１）吐出が停止すると、ウエハＷの回転数が上昇して（時刻ｔ２）、比較的高い回転数ｄ１となる。そしてウエハＷの回転の遠心力によって、当該レジストがウエハＷの周縁部へ向けて広がる（図６Ｂ）。ウエハＷへのレジストの供給前から、高温ガスの吐出が行われているためウエハＷは十分に加熱されており、高温ガスが吐出される位置の表面側である既述の環状低膜厚領域におけるレジストの乾燥が促進され、レジスト中の固形成分の堆積が進行する。

その後、レジストがウエハＷの表面全体に行き渡ることでレジスト膜Ｒが形成された後（図６Ｃ）、ウエハＷの回転数が低下し（時刻ｔ３）、第１の回転数である回転数ｄ２となる。この回転数の変化と、レジスト膜Ｒを構成するレジストに残る流動性とにより、ウエハＷの面内での膜厚分布が調整される。具体的に、回転数ｄ１での回転によってウエハＷの周縁側に寄っていたレジストの一部が、ウエハＷの回転数の低下による遠心力の低下でウエハＷの中心部側に寄り、ウエハＷの面内においてレジスト膜の膜厚の均一化が進行するように膜厚分布が変化する（図６Ｄ）。その一方でウエハＷの裏面への高温ガスの吐出が続けられ、環状領域における乾燥が進行する。この回転数ｄ２は例えば５０ｒｐｍ～５００ｒｐｍであり、より具体的には例えば１００ｒｐｍである。この回転数ｄ２でウエハＷを回転させる工程は、膜厚分布調整工程に相当する。

その後、ウエハＷの回転数が上昇し（時刻ｔ４）、回転数ｄ２よりも高く、且つ回転数ｄ１よりも低い回転数ｄ３となる。第２の回転数であるこの回転数ｄ３でウエハＷを回転させる期間が、ウエハＷの面内全体における膜厚を変化させて所望の膜厚とするための期間である。そして、この回転数ｄ３へ回転数が変更された後、バルブ６５Ａが閉じると共にバルブ６７Ａが開かれることで、ガスノズル３１からの高温ガスの吐出が停止すると共に、配管６６Ａによる高温ガスの排気が再開される（時刻ｔ５）。

例えば回転数ｄ３への変更直後は、レジスト膜Ｒ中に残留するレジストの溶剤により、ウエハＷの面内全体の膜厚のみならず、ウエハＷの面内の膜厚分布についても変動するが、レジスト膜Ｒの乾燥が進行してこの面内の膜厚分布の変動は停止する（図７Ａ）。その際に、既述したように環状低膜厚領域での乾燥が促進されたことで、当該領域の膜厚と他の領域との膜厚とのばらつきは抑えられ、ウエハＷの径方向の各部において当該膜厚が揃っている。

以降は、回転数ｄ３での回転が続けられて、ウエハＷの面内全体でレジスト膜Ｒの膜厚が低下する。この回転数ｄ３は例えば７００ｒｐｍ～２０００ｒｐｍであり、より具体的には例えば１０００ｒｐｍである。回転数ｄ３でウエハＷを回転させてウエハＷの面内全体の膜厚を変更する工程は、乾燥工程に相当する。上記したように回転数ｄ３での回転中にウエハＷへの高温ガスの吐出を停止させるので、乾燥工程を行う期間は高温ガスの吐出が停止される期間に重なり、ウエハＷの面内の局所領域が過度に乾燥してしまうことが防止されつつ、ウエハＷの面内全体で乾燥が進行する。つまり、ウエハＷの径方向における各部で均一性高く乾燥が進行することで、レジスト膜Ｒの膜厚についてのばらつきの発生及び拡大について防止されつつ、ウエハＷの面内全体で当該膜厚が低下する（図７Ｂ）。

そしてレジスト膜Ｒの膜厚が所望の大きさとなると、ウエハＷの回転数が上昇して（時刻ｔ６）、回転数ｄ３よりも高く且つ例えば回転数ｄ１よりも低い回転数ｄ４となる。そして、シンナー吐出ノズル５２からウエハＷの表面の周縁部へシンナーが吐出され、ウエハＷの周縁部のレジスト膜Ｒが除去されるＥＢＲが行われる。また、この表面の周縁部へのシンナーの吐出に並行して、洗浄ノズル３４からウエハＷの裏面への洗浄液であるシンナーの吐出が行われ、ウエハＷの裏面に付着した異物が除去される（図７Ｃ）。なお、上記したように高温ガスによって温度が上昇したカップ２１Ａ内は、洗浄液の吐出によって冷却される。然る後、シンナー吐出ノズル５２及び洗浄ノズル３４からのシンナーの吐出が停止し、当該シンナーが振り切られた後にウエハＷの回転が停止する（図７Ｄ）。そして、ウエハＷは搬入時とは逆の手順で塗布膜形成装置１から搬出される。

なお、処理部２Ａ、２Ｂのうち、代表して処理部２ＡでのウエハＷの処理を説明したが、処理部２ＢでウエハＷを処理する場合は、処理部２Ａで処理を行う場合と同様に装置の各部が動作する。ただし、上記の説明中のバルブ６５Ａ、６７Ａの動作は、バルブ６５Ｂ、６７Ｂの動作として読み替えるものとする。

以上に述べたように塗布膜形成装置１における処理では、図２で述べた環状低膜厚領域の形成を防止し、ウエハＷの面内において均一性高い膜厚でレジスト膜Ｒを形成することができる。また、後に評価試験として説明するがこのような処理によれば、ウエハＷに供給されるレジストの量が少なくても、ウエハＷの表面に高い被覆性をもってレジスト膜Ｒを形成することができる。なお、既述した特許文献１の装置は、回転テーブルに被覆されていない基板（ウエハＷ）の周縁部全体に加熱されたガスが供給される構成である。当構成では、その周縁部の径方向における各部位が均一に加熱されることになる。そのため、径方向における局所的な膜厚の制御を行うことができないので、上記した環状低膜厚領域の形成を防ぐことが困難である。

ところで塗布膜形成装置１は、例えばウエハＷの搬送機構を備えたシステムに組み込まれ、当該システムにおいてロット毎に搬送されるウエハＷを順次処理する。より詳しく述べると、処理部２Ａ、２Ｂの各々について、一のロットに属する複数のウエハＷが順に搬送された後、他のロットに属する複数のウエハＷが順に搬送される。処理部２Ａ、２Ｂは搬送されたウエハＷを順次処理するので、処理部２Ａ、２Ｂの各々で一のロットのウエハＷ、他のロットのウエハＷの順で処理が行われる。システムへのロットの搬送間隔やシステム中の各装置の処理事情で、処理部２Ａ、２Ｂの各々において一のロットの最後のウエハＷの処理を終了してから、他のロットの最初のウエハＷの処理を開始するまでに、比較的長い期間を要する場合が有る。

以降、処理部２ＡにロットＡ、Ｂが順に搬送されるものとして説明する。上記のように各ロットの搬送が行われることは、同じロット内での２枚目以降の各ウエハＷの搬送間隔より、ロットＡの最後のウエハＷとロットＢの最初のウエハＷとの搬送間隔（ロットＡ、Ｂ間の搬送間隔）の方が長くなる場合が有るということである。そして、そのロットＡ、Ｂ間の搬送間隔が長くなりすぎると、配管６４Ａのバルブ６５Ａの下流側からガスノズル３１に至るまでの流路に高温ガスが長い時間供給されないことによって、ロットＢの最初のウエハＷを処理するまでに当該流路が冷えてしまい、当該ロットＢの最初のウエハＷを十分に加熱できないおそれが有る。

そのような不具合が防止されるように、ロットの最初のウエハＷを処理するにあたっての高温ガスの吐出を開始するタイミングは、同じロット内の他のウエハＷを処理するにあたっての高温ガスの吐出を開始するタイミングよりも早めるようにしてもよい。つまり、ウエハＷに対して加熱ガスを吐出するタイミングを、当該ウエハＷとそのウエハＷの直前にスピンチャック２２に載置されたウエハＷとのスピンチャック２２への搬送間隔に応じて異なったものとする。

図９のタイミングチャートを参照してさらに具体的に説明する。この図９では、処理部２Ａのスピンチャック２２にロットＡの最後のウエハＷ（ＡＸとして表示）、ロットＢの最初のウエハＷ（Ｂ１として表示）、２枚目のウエハＷ（Ｂ２として表示）が夫々載置される期間、各ウエハＷを処理するために高温ガスが吐出される期間を夫々白抜きの矢印で示している。つまり、ウエハＡＸ、Ｂ１、Ｂ２はスピンチャック２２に続いて搬送されるウエハＷであり、ウエハＡＸを一の基板とすると次の基板はウエハＢ１、ウエハＢ１を一の基板とすると次の基板はウエハＢ２である。

チャート中、各ウエハＷがスピンチャック２２に載置される時点を載置開始時点ｓ１、スピンチャック２２による載置が終了する時点（スピンチャック２２から離れる時点）を載置終了時点ｓ４として示している。上記したようにロットＡ、Ｂ間の搬送間隔Ｅ１（ウエハＡＸの載置終了時点ｓ４からウエハＢ１の載置開始時点ｓ１までの時間）は、ウエハＢ１、Ｂ２間の搬送間隔（ウエハＢ１の載置終了時点ｓ４からウエハＢ２の載置開始時点ｓ１までの時間）よりも長い。

ウエハＢ２を処理するにあたっては、当該ウエハＢ２の載置開始時点ｓ１から予め設定された時間Ｅ３が経過して時点ｓ２になると、高温ガスの吐出が開始される。そして図６～図７で述べた手順で処理が行われ、載置開始時点ｓ１から所定の時間が経過した時点ｓ３で高温ガスの吐出が停止する。この時点ｓ３は、図８のチャート中の時刻ｔ５である。ロットＢの３枚目以降の各ウエハＷも、ここで述べたウエハＢ２と同様に処理される。

一方、ウエハＢ１を処理するにあたっては、当該ウエハＷ２がスピンチャック２２に載置される載置開始時点ｓ１から予め設定された時間Ｅ３′が経過して時点ｓ２′になると高温ガスの吐出が開始される。時間Ｅ３′は時間Ｅ３より短く、従って載置開始時点ｓ１から見て、ウエハＢ２の処理時よりも早いタイミングで高温ガスの吐出が開始される。そして、載置開始時点ｓ１から所定の時間が経過した時点ｓ３で高温ガスの吐出が停止する。従って、Ｅ３とＥ３′との時間差の分、ウエハＢ１の処理時にはウエハＢ２の処理時よりも高温ガスが吐出される期間が長くなる。

このようにウエハＷのスピンチャック２２への搬送間隔（装置がウエハＷに処理を行わずに待機する時間でもある）に応じたタイミングで、ガスノズル３１からの高温ガスの吐出が開始される。その結果、載置開始時点ｓ１から見た高温ガスの吐出開始のタイミングがウエハＢ１とウエハＢ２とで異なり、ウエハＢ１の方がウエハＢ２よりも当該タイミングについて早い。そのように高温ガスの吐出開始のタイミングが調整されることによって、上記した高温ガスの流路の冷却による処理の不具合をより確実に防止することができるので好ましい。また、このようにウエハＢ１の処理のための吐出開始のタイミングを、ウエハＢ２の処理のための吐出開始のタイミングよりも早めるにあたり、ウエハＡＸの載置終了時点ｓ４よりも後で、ウエハＢ１の載置開始時点ｓ１よりも前における期間中の時点を吐出開始のタイミングとしてもよい。即ち、スピンチャック２２にウエハＢ１が載置されていない時点から、当該ウエハＢ１を処理するための高温ガスの吐出が開始されてもよい。

また、高温ガスの吐出開始後に、時点ｓ３まで継続して吐出し続けることには限られない。図１０に示す例では、ウエハＡＸの載置終了時点ｓ４よりも後、且つウエハＢ１の載置開始時点ｓ１よりも前における期間中の時点ｓ４０で高温ガスの吐出を開始し、当該期間中の時点ｓ１０で高温ガスの吐出を停止している。高温ガスの流路の冷却が防止されるに十分な時間だけ当該高温ガスの吐出がなされればよいので、例えば時点ｓ４０～時点ｓ１０の時間は、載置開始時点ｓ１以降の加熱ガスの吐出期間である時点ｓ２～時点ｓ３の時間よりも短い。なお、この図１０に示す例では図９に示した例とは異なり、ウエハＢ１についてもウエハＢ２と同様に載置開始時点ｓ１以降においては、時点ｓ２から高温ガスの吐出を開始している。

なお、ロットの最初のウエハＷであれば同じロット内の他のウエハＷに対して無条件で高温ガスの吐出開始のタイミングを早めるように説明してきたが、そのようにすることには限られない。具体的には例えば搬送間隔Ｅ１の長さについて、予め決められた設定時間の長さと比較する。比較した結果、搬送間隔Ｅ１が当該設定時間よりも短い場合にはウエハＢ１はウエハＢ２と同様に処理をする。つまりウエハＢ１を処理するにあたって、ウエハＢ２と同様に時点ｓ２から高温ガスの吐出を開始してウエハＷを処理し、図１０に示したウエハＡＸの載置終了時点ｓ４からウエハＢ１の載置開始時点ｓ１における高温ガスの吐出も行わないようにする。そして、比較した結果、搬送間隔Ｅ１が当該設定時間よりも短い場合にはウエハＢ１を処理するにあたり、搬送間隔Ｅ１が当該設定時間よりも短い場合よりも高温ガスの吐出開始時点を早める。従って、図９で示したように時点ｓ２よりも早い時点ｓ２′から吐出を開始したり、図１０で示したように時点ｓ４０～時点ｓ１０での吐出を行ったりすればよい。

続いて、塗布膜形成装置１の変形例である塗布膜形成装置１Ａについて、図１１の平面図を参照して塗布膜形成装置１との差異点を中心に説明する。塗布膜形成装置１Ａの配管６６Ａは排気路には接続されず、当該配管６６Ａの下流端にはガスノズル７１Ａが設けられている。カップ温度調整ノズルであるガスノズル７１Ａは平面視でカップ２１Ａに対して後方且つ右端部付近に配置されている。そして、配管６６Ａに供給された高温ガスは当該配管６６Ａを通流中に自然冷却され、ガスノズル７１Ａから常温のガスとして吐出されるように配管６６Ａの長さが設定されている。

塗布膜形成装置１の説明で述べたように各配管が配置されることで、カップ２１Ａの後方側（即ち前後の一方側）には、配管６３の下流側、配管６４Ａ、６４Ｂにおけるバルブ６５Ａ、６５Ｂが夫々介設される位置の上流側、及び配管６６Ａ、６６Ｂの一部が、左右方向に伸びるように位置している。それによってこれらの配管の各部位は、カップ２１Ａに対して後方側に位置する。つまり、カップ２１Ａと当該各部位とは前後方向に並ぶ。当該各部位をまとめて配管部７２Ａとして図中に点線で囲って示している。そしてガスノズル７１Ａの吐出口は、配管部７２Ａとカップ２１Ａとの間の位置において左方に向かって開口している。カップ２１Ａのガスノズル３１から高温ガスが吐出されない期間において、平面視で配管部７２Ａとカップ２１Ａとの間に、当該配管部７２Ａをなす各配管の伸長方向に沿って常温ガスが左方に（即ち、左右の一方に）吐出される。

上記したように配管部７２Ａついては、配管６３及び配管６４Ａ、６４Ｂにおけるバルブ６５Ａ、６５Ｂの上流側を含むことから、カップ２１Ａのガスノズル３１から高温ガスの吐出を行わない間において高温ガスが通流する。その配管部７２Ａを通流する高温ガスの温度が比較的高いと、当該配管部７２Ａからの輻射熱が比較的大きくなる。仮にその輻射熱によりカップ２１Ａが加熱されると、当該カップ２１Ａに搬送されて処理されるウエハＷが当該カップ２１Ａによって加熱されることで、当該ウエハＷに形成されるレジスト膜Ｒの膜厚が設定値からずれることが懸念される。しかし、上記のようにガスノズル７１Ａから吐出される常温ガスによって、配管部７２Ａからカップ２１Ａへの熱輻射が遮られ、当該カップ２１Ａの温度上昇が抑制されるので、そのレジスト膜Ｒの膜厚のずれが抑制される。

見方を変えればこのようにガスノズル７１Ａから常温ガスを供給することは、ガスノズル３１から吐出する高温ガスの温度が比較的高い場合でも、配管部７２Ａをなす各配管をカップ２１Ａの直径方向に沿って引き回すと共にカップ２１Ａに並べ、当該カップ２１Ａに近接配置させることができることになる。つまり、塗布膜形成装置１Ａによれば、当該装置１Ａにおける専有床面積の増大を防ぐことができるという利点が有る。

なお図１１中、二点鎖線の矢印でガスノズル７１Ａから吐出される常温ガスを示している。図１１に示す例では平面視において、配管部７２Ａを構成する各配管の伸長方向に対して常温ガスの吐出方向は並行しているが、上記したように配管部７２Ａからのカップ２１Ａへの熱を遮断できればよいので、吐出方向は並行させることには限られない。例えば常温ガスが左方且つ前方に向けて吐出されるようにガスノズル７１Ａを配置し、配管部７２Ａをなす各配管の伸長方向に対して常温ガスの吐出方向が傾いていてもよい。以上のようにガスノズル７１Ａから吐出される常温ガスは、カップ２１Ａの温度を調整するカップ温度調整用ガスである。

続いて、塗布膜形成装置１の変形例である塗布膜形成装置１Ｂについて、図１２の平面図を参照して塗布膜形成装置１Ａとの差異点を中心に説明する。塗布膜形成装置１Ｂは塗布膜形成装置１Ａと同様にガスノズル７１Ａを備えているが、当該ガスノズル７１Ａに接続される配管６６Ａの長さは比較的短い。そのため、ガスノズル７１Ａからは例えば常温よりも高い温度のガスが吐出される。また、塗布膜形成装置１Ｂにおいて、配管６６Ｂの下流端は排気路に接続されておらず、当該下流端はガスノズル７１Ｂに接続されている。ガスノズル７１Ａと同様、ガスノズル７１Ｂからも常温よりも高い温度のガスが吐出されるように、配管６６Ｂの長さが調整されている。

ガスノズル７１Ｂは、カップ２１Ｂに対して平面視で後方且つ左端部付近に配置されている。カップ２１Ｂの後方側には、配管６４Ｂにおけるバルブ６５Ｂの上流側、配管６６Ｂの一部が左右方向に伸びるように配置されている。それによってこれらの配管の各部位は、平面視でカップ２１Ｂに並ぶと共にカップ２１Ｂの直径方向に伸長しており、当該各部位をまとめて配管部７２Ｂとして図中に点線で囲って示している。ガスノズル７１Ｂは、平面視で配管部７２Ｂをなす各配管とカップ２１Ｂとの間に、当該各配管の伸長方向に沿うように右方に向けてガスを吐出する。

ガスノズル７１Ａ、７１Ｂから夫々吐出されるガスにより、カップ２１Ａ、２１Ｂが夫々加熱される。それにより、カップ２１Ａ、２１Ｂ内にウエハＷが搬入された際に、当該ウエハＷも加熱される。そのように加熱されたウエハＷに対して供給されたレジストについてはウエハＷ上を広がる際に乾燥が促進されるので、ウエハＷから飛散する量が抑制される。そのため、レジスト膜Ｒの膜厚について、比較的大きい所望の膜厚となるように制御することができる。

ところで、ガスノズル７１Ａ、７１Ｂからのガスによりカップ２１Ａ、２１Ｂを加熱することだけを考えれば、ガスノズル７１Ａ、７１Ｂの吐出口は、夫々カップ２１Ａ、２１Ｂに向うようにしてもよい。ただし塗布膜形成装置１Ａについての説明でも述べたが、バルブ６５Ａの上流側の流路を含む配管部７２Ａについては温度が比較的高くなることで、カップ２１Ａへの輻射熱が比較的大きくなるおそれが有る。配管部７２Ｂについても同様の理由で、カップ２１Ｂへの輻射熱が大きくなるおそれが有る。図１２で示したカップ２１Ａ、２１Ｂと配管部７２Ａ、７２Ｂとの間にガスを吐出する構成とすることで、その輻射熱が当該ガスによって遮蔽されることから、カップ２１Ａ、２１Ｂの過度の温度上昇が抑制される。その一方で、ガスノズル７１Ａ、７１Ｂからのガスの有する熱によりカップ２１Ａ、２１Ｂを適正な温度に加熱することができる。つまり図１２の構成は、カップ２１Ａ、２１Ｂの加熱温度の制御性を高くすることができるという観点から好ましい。

続いて、塗布膜形成装置１の変形例である塗布膜形成装置１Ｃについて図１３の平面図を参照して、塗布膜形成装置１との差異点を中心に説明する。塗布膜形成装置１Ｃでは配管６６Ａ、６６Ｂのうち配管６６Ａのみが設けられており、この配管６６Ａの上流端は配管６４Ａに接続される代わりに配管６３に接続されている。なお、配管６４Ａに介設されるバルブ６７Ａは、例えば下流側への流量を調整できるものが用いられる。

例えばカップ２１Ａ、２１Ｂのいずれのカップのガスノズル３１からも高温ガスが吐出されない期間では、加熱機構６１から供給される高温ガスは全て配管６６Ａに供給されて排気されるように、バルブ６５Ａ、６５Ｂの両方が閉鎖されると共に、バルブ６７Ａの開度が第１の開度とされる。カップ２１Ａ、２１Ｂのうちの一方のカップのガスノズル３１から高温ガスが吐出される期間では、そのガスノズル３１への高温ガスの供給と、配管６６Ａへの高温ガスの供給とが行われるように各バルブ６５Ａ、６５Ｂの一方のみが開かれると共に、バルブ６５Ａの開度が第１の開度よりも小さい第２の開度となるように調整される。

カップ２１Ａ、２１Ｂの両方で高温ガスの吐出を行ってもよいが、一のガスノズル３１から十分な高温ガスを供給し、且つ各配管でのガスの流れを安定させるために、本例ではカップ２１Ａ、２１Ｂでの並行した高温ガスの供給は行われない。従って、塗布膜形成装置１Ｃでは、排気管である配管６６Ａに高温ガスが常時流通するように各バルブが動作する。この塗布膜形成装置１Ｃを例に挙げて述べたように排気管をなす配管は、これまでに述べた各例のようにカップ２１Ａ、２１Ｂ毎に設けられることには限られない。

ところで、比較的膜厚が大きなレジスト膜Ｒを形成する目的で既に例示した範囲の粘度のレジストを用いると説明したが、そのような粘度が比較的高いレジストを用いることには限られず、粘度が比較的低いレジストを用いて薄膜を形成する場合にも本技術を適用することができる。なお、粘度が比較的高いレジストを用いて膜厚が比較的大きなレジスト膜Ｒを形成する場合は、そのように膜厚が大きい分、仮に膜厚にばらつきが生じるとすると、そのばらつきの幅（膜厚についての最大値－最小値）も比較的大きくなるおそれが有る。このように比較的大きなものと成り得る膜厚のばらつきを小さくできるという観点から、既述した範囲の比較的粘度が高いレジストを用いる場合に本技術を適用することが特に有効である。

図８で説明した乾燥工程を行うための回転数ｄ３は、所望の膜厚に応じて設定される回転数であり、そのように薄膜を形成する場合は、ＥＢＲ及び裏面洗浄を行う回転数ｄ４よりも大きくなるように設定してもよい。このように回転数ｄ３と回転数ｄ４との大小関係については任意に設定することができる。また、その図８で説明した例では、膜厚分布の変更は回転数ｄ２での回転中には終了せず、回転数ｄ３での回転中にも起こると述べたが、回転数ｄ２での回転中に当該膜厚分布の変更が終了してもよい。

ウエハＷへの高温ガスの吐出を開始するタイミングとしては既述した例に限られず、例えばウエハＷの回転によってウエハＷの表面全体がレジストにより被覆される前に行うようにしてもよい。ただし、上記の環状低膜厚領域でのレジストの乾燥が確実に促進されるようにするために、レジストの吐出前でプリウエット用のシンナーの吐出後にウエハＷへの高温ガスの吐出を開始することが好ましく、図６Ａで述べたように当該シンナーの吐出前に吐出を開始することがより好ましい。また、高温ガスについてはウエハＷに吐出された際に当該ウエハＷを加熱することで、既述したようにレジスト膜Ｒの膜厚分布に作用できる温度であればよいので、例示した温度であることには限られない。当該作用を得るために、高温ガスの温度はウエハＷへの吐出開始時における当該ウエハＷの温度よりも高い温度であればよい。

高温ガスの吐出を停止するタイミングについて、十分にウエハＷの面内での膜厚の均一性を高くすることができれば、上記した回転数ｄ３でのウエハＷの回転中とすることには限られず、例えばその前の回転数ｄ２での回転中に吐出を停止させてもよい。なお、高温ガスは断続的にウエハＷに吐出させてもよい。ここで述べている停止のタイミングとは、断続的な吐出とする場合におけるウエハＷへの一時的な高温ガスの吐出の停止のタイミングのことではなく、ウエハＷを処理するにあたって、それ以降は当該ウエハＷへの高温ガスの吐出が行われなくなるタイミングのことである。

高温ガスについて、ウエハＷの処理に影響を与えないものであれば任意の種類のガスを用いることができ、例えばＮ_２（窒素）ガスなどの不活性ガスを用いるようにしてもよい。また、ウエハＷに形成する塗布膜についてはレジスト膜であることに限られず、例えば反射防止膜、絶縁膜などであってもよい。そして塗布液としてはレジストの代わりに、基板に形成する膜に応じた塗布液を用いることができる。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更及び／または組み合わせがなされてもよい。

〔評価試験〕
本技術に関連する評価試験について説明する。評価試験ではウエハＷに吐出するレジストの量をｅｍＬ～ｅ＋４ｍＬ（ｅは正数）の範囲で変更して、ウエハＷにレジスト膜Ｒを形成する処理を行った。本評価試験ではレジストとして、粘度が６１０ＣＰであるものを用いた。実施例１－１として、図６～図７で説明した手順でウエハＷに対して処理を行い、レジスト膜Ｒを形成した。つまり、ウエハＷの裏面へ高温ガスを吐出してレジスト膜Ｒを形成した。ただし、ＥＢＲは行っていない。なお、レジストをウエハＷに広げる際の回転数（上記した回転数ｄ１）はウエハＷ毎に変更しており、ｆ１ｒｐｍ、ｆ２ｒｐｍ、ｆ３ｒｐｍのうちのいずれかの回転数に設定した。ｆ１～ｆ３は正数であり、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３である。

比較例１－１として、ウエハＷの裏面への高温ガスの吐出を行わず、且つプリウエットの際にシンナーをウエハＷの中心部から偏心した位置に吐出したことを除き、実施例１－１と同様に処理を行った。比較例１－２として、ウエハＷの裏面に高温ガスの吐出を行わないことを除き、実施例１－１と同様にウエハＷを処理した。つまり、比較例１－２ではプリウエットは、シンナーをウエハＷの中心部に吐出することで行っている。これらの実施例１－１、比較例１－１、１－２として処理された各ウエハＷについて、レジスト膜Ｒの被覆性を確認すると共に、レジスト膜Ｒの膜厚に関する最大値－最小値を測定した。なおこれ以降、膜厚の最大値－最小値は、膜厚レンジとして記載する。

表１は被覆性を比較した結果について示したものである。表中のＡは被覆性が良好であり、且つ膜に斑が無いことを示す。Ｂは被覆性が良好であるが、且つ膜に斑が有ったことを示す。Ｃは被覆性が不可であったことを示す。

表１に示すように比較例１－１よりも実施例１－１及び比較例１－２の方が良好であり、実施例１－１と比較例１－２との間では同等であった。より詳しく述べると、比較例１－１ではこの評価試験で設定したレジストの吐出量の範囲のうちで当該吐出量が比較的多い場合は、レジスト膜Ｒに斑が観察されたものの、十分な被覆性が得られていた。しかしレジストの吐出量が比較的少ない場合には、被覆性についても不十分となっていた。ウエハＷの回転数がｆ３ｒｐｍの場合は、ｆ２ｒｐｍ、ｆ１ｒｐｍの場合よりも少ない吐出量で被覆性が不十分となっていた。

そして、回転数がｆ１～ｆ３ｒｐｍのうちのいずれの場合であっても、実施例１－１及び比較例１－２に関しては、比較例１－１では被覆性が不十分となった吐出量以下の吐出量で十分な被覆性を得ることができた。実施例１－１と比較例１－２との間で比較すると、回転数及び吐出量が同じであれば、被覆性の十分、不十分について違いは無かった。なお実施例１－１、比較例１－２で十分な被覆性を有するレジスト膜Ｒについて、斑は観察されなかった。

膜厚レンジについての結果を図１４に棒グラフとして示している。グラフの縦軸のｇは正数を示しており、当該縦軸に所定の間隔で目盛りを付している。なお、吐出量をｅ＋１ｍＬに設定して行った試験については、図２と同様にウエハＷの径方向における膜厚分布を表すグラフを図１５に示している。

図１４に示すように、吐出量がいずれの値であっても比較例１－２よりも実施例１－１の方が膜厚レンジについて小さい。即ち、実施例１－１の方が、膜厚の均一性について高い。また、図１５のグラフに示されるように、比較例１－２では図２等で説明した環状低膜厚領域がウエハＷの中心部と周縁部との間に形成された。しかし、実施例１－１ではこの環状低膜厚領域が形成されておらず、膜厚の均一性が高い。即ち、上記した高温ガスを吐出する効果が示された。以上のようにこの評価試験からは、実施形態で説明した手法によって、ウエハＷにおいて被覆性が高く、且つウエハＷの面内で膜厚の均一性が高いレジスト膜Ｒを形成することができることが示された。

ｄ２、ｄ３ 回転数
Ｒ レジスト膜
Ｗ ウエハ

Claims (19)

1. 基板の表面の中心部に塗布液を供給し、前記塗布液を当該基板の周縁部へ広げて塗布膜を形成するために、前記基板を回転させる塗布工程と、
   前記塗布液が供給された前記基板よりも温度が高い高温ガスを、回転する当該基板の裏面の露出した領域の一部に供給する高温ガス供給工程と、
   第１の回転数で前記基板を回転させて前記基板の面内における前記塗布膜の膜厚分布を調整する膜厚分布調整工程と、
   前記膜厚分布調整工程の後、当該基板を前記第１の回転数とは異なる第２の回転数で回転させて前記基板の面内全体における当該塗布膜の膜厚を調整して乾燥させる乾燥工程と、を備え、
   前記基板に供給された塗布液が当該基板の回転によって前記基板の表面全体を被覆する前に、前記高温ガスの当該基板への供給が開始され、
   前記膜厚分布調整工程を行う期間または前記乾燥工程を行う期間において、前記基板への前記高温ガスの供給が停止される塗布膜形成方法。
2. 前記乾燥工程の後に、回転する前記基板の裏面の露出した領域に洗浄液を供給する裏面洗浄工程を備える請求項１記載の塗布膜形成方法。
3. 前記高温ガス供給工程は、前記高温ガスをガスノズルに設けられる第１吐出口から吐出する工程を含み、
   前記裏面洗浄工程は、前記洗浄液を洗浄ノズルに設けられる第２吐出口から吐出する工程を含み、
   前記第１吐出口の前記高温ガスの吐出方向に向けた前記基板の裏面への第１投影領域は、
   前記第２吐出口の当該洗浄液の吐出方向に向けた前記基板の裏面への第２投影領域に対して、前記基板の回転方向の下流側に位置する請求項２記載の塗布膜形成方法。
4. 前記高温ガス供給工程は、前記高温ガスをガスノズルから前記基板の裏面の露出した領域に吐出する工程を含み、
   前記高温ガスの吐出方向は、前記基板の回転方向に倣う請求項１ないし３のいずれか一つに記載の塗布膜形成方法。
5. 前記基板への前記高温ガスの供給は、前記基板への塗布液の供給前に開始される請求項１ないし４のいずれか一つに記載の塗布膜形成方法。
6. 前記高温ガス供給工程は、前記高温ガスをガスノズルから前記基板の裏面の露出した領域に吐出する工程を含み、
   前記塗布工程、前記高温ガス供給工程、前記膜厚分布調整工程及び前記乾燥工程は、ステージに載置された前記基板に対して行われる工程であり、複数の前記基板を当該ステージに順次搬送する工程と、
   前記ステージに続いて搬送される一の基板と次の基板との搬送間隔に応じたタイミングで、前記次の基板を処理するための前記ガスノズルからの前記高温ガスの吐出を開始する工程と、
   を含む請求項１ないし５のいずれか一つに記載の塗布膜形成方法。
7. 前記高温ガス供給工程は、前記高温ガスをガスノズルから前記基板の裏面の露出した領域に吐出する工程を含み、
   下流端が前記ガスノズルに接続されるガス供給路と、当該ガス供給路から分岐する分岐路と、前記高温ガスの供給先を前記ガスノズルと前記分岐路との間で切り替える切替え部と、が設けられ、
   前記高温ガス供給工程は、前記切替え部によって前記分岐路に前記高温ガスが供給される状態から前記ガスノズルへ前記高温ガスが供給される状態へ切り替える工程を含む請求項１ないし６のいずれか一つに記載の塗布膜形成方法。
8. 前記塗布工程、前記高温ガス供給工程、前記膜厚分布調整工程及び前記乾燥工程は、ステージに載置されると共にカップに囲まれた前記基板に対して行われる工程であり、
   前記切替え部は、前記カップよりも下方の高さに設けられる請求項７記載の塗布膜形成方法。
9. 前記塗布工程、前記高温ガス供給工程、前記乾燥工程は、ステージに載置されると共にカップに囲まれた前記基板に対して行われる工程であり、
   前記ガス供給路は、前記切替え部が設けられる位置の上流側において左右方向に伸びると共に前記カップに対して前後の一方に並んで設けられる部位を備え、
   前記分岐路に供給された前記高温ガスを、当該分岐路の下流端に接続されるカップ温度調整ノズルから、前記部位と前記カップとの間における左右の一方へ、当該カップの温度調整用ガスとして吐出する工程を含む請求項７または８記載の塗布膜形成方法。
10. 基板を回転させる回転機構と、
    塗布膜を形成するために前記基板の表面の中心部に塗布液を供給する塗布液供給部と、
    回転する前記基板の裏面の一部に前記基板よりも温度が高い高温ガスを供給するガスノズルと、
    前記塗布膜を形成するために、前記基板への前記塗布液の供給と、前記基板の回転による当該塗布膜の乾燥と、を実施し、前記実施の期間の途中において前記高温ガスの供給を停止するように制御信号を出力する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記塗布液の供給を行い前記基板を回転させて前記塗布液を前記基板表面の周縁部に向けて広げる塗布ステップと、前記塗布液が供給された前記基板よりも温度が高い高温ガスを、回転する当該基板の裏面の露出した領域の一部に供給する高温ガス供給ステップと、第１の回転数で前記基板を回転させて前記基板の面内における前記塗布膜の膜厚分布を調整する膜厚分布調整ステップと、前記膜厚分布調整ステップの後、前記基板の面内全体における当該塗布膜の膜厚が変化するように当該基板を前記第１の回転数とは異なる第２の回転数で回転させて乾燥させる乾燥ステップと、を実施し、
    前記基板に供給された塗布液が当該基板の回転によって前記基板の表面全体を被覆する前に、前記高温ガスの当該基板への供給が開始され、前記膜厚分布調整ステップを行う期間または前記乾燥ステップを行う期間において、前記基板への当該高温ガスの供給が停止されるように制御信号を出力する塗布膜形成装置。
11. 前記塗布膜の乾燥を実施した後に、回転する前記基板の裏面の露出した領域へ洗浄液を供給する洗浄ノズルを備える請求項１０記載の塗布膜形成装置。
12. 前記ガスノズルは第１吐出口を備え、
    前記洗浄ノズルは第２吐出口を備え、
    前記第１吐出口の前記高温ガスの吐出方向に向けた前記基板の裏面への第１投影領域は、
    前記第２吐出口の当該洗浄液の吐出方向に向けた前記基板の裏面への第２投影領域に対して、前記基板の回転方向の下流側に位置する請求項１１記載の塗布膜形成装置。
13. 前記ガスノズルからの前記高温ガスの吐出方向は、前記基板の回転方向に倣う請求項１０ないし１２のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
14. 前記基板への前記高温ガスの供給は、前記基板への塗布液の供給前に開始される請求項１０ないし１３のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
15. 前記塗布液の供給を行い前記基板を回転させて前記塗布液を前記基板表面の周縁部に向けて広げる塗布ステップと、前記塗布液が供給された前記基板よりも温度が高い高温ガスを、回転する当該基板の裏面の露出した領域の一部に供給する高温ガス供給ステップと、第１の回転数で前記基板を回転させて前記基板の面内における前記塗布膜の膜厚分布を調整する膜厚分布調整ステップと、前記膜厚分布調整ステップの後、前記基板の面内全体における当該塗布膜の膜厚が変化するように当該基板を前記第１の回転数とは異なる第２の回転数で回転させて乾燥させる乾燥ステップと、を実施し、前記乾燥ステップを行う期間は、前記基板への前記高温ガスの供給を停止する期間を含むように制御信号を出力する制御部が設けられ、
    前記塗布ステップ、前記高温ガス供給ステップ、前記膜厚分布調整ステップ及び前記乾燥ステップは、ステージに載置された前記基板に対して行われ、
    前記ステージには複数の前記基板が順次搬送され、
    前記制御部は、
    前記ステージに続いて搬送される一の基板と次の基板との搬送間隔に応じたタイミングで、前記次の基板を処理するための前記ガスノズルからの前記高温ガスの吐出を開始するステップが実施されるように制御信号を出力する請求項１０ないし１４のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
16. 下流端が前記ガスノズルに接続されるガス供給路と、
    当該ガス供給路から分岐する分岐路と、
    前記高温ガスの供給先を前記ガスノズルと前記分岐路との間で切り替える切替え部と、が設けられ、
    前記基板への高温ガスの供給は、前記切替え部によって前記分岐路に前記高温ガスが供給される状態から前記ガスノズルへ前記高温ガスが供給される状態へ切り替えられることで行われる請求項１０ないし１５のいずれか一つに記載の塗布膜形成装置。
17. 前記基板を回転させるために載置するステージと、
    前記ステージに載置された前記基板を囲むカップと、を備え、
    前記切替え部は、前記カップよりも下方の高さに設けられる請求項１６記載の塗布膜形成装置。
18. 前記基板を回転させるために載置するステージと、
    前記ステージに載置された前記基板を囲むカップと、
    前記ガス供給路における前記切替え部が設けられる位置の上流側で、左右方向に伸びると共に前記カップに対して前後の一方に並んで設けられる部位と、
    前記分岐路の下流端に接続され、前記分岐路に供給された前記高温ガスを前記部位と前記カップとの間における左右の一方へ、当該カップの温度調整用のガスとして吐出するカップ温度調整ノズルと、
    を備える請求項１６または１７記載の塗布膜形成装置。
19. 基板を回転させる回転機構と、前記基板の表面の中心部に塗布液を供給する塗布液供給部と、前記基板の裏面に高温ガスを供給するガスノズルと、を備える液処理装置に用いられるプログラムにおいて、
    基板の表面の中心部に塗布液を供給し、前記塗布液を当該基板の周縁部へ広げて塗布膜を形成するために、前記基板を回転させる塗布ステップと、
    前記塗布液が供給された前記基板よりも温度が高い高温ガスを、回転する当該基板の裏面の露出した領域の一部に供給する高温ガス供給ステップと、
    第１の回転数で前記基板を回転させて前記基板の面内における前記塗布膜の膜厚分布を調整する膜厚分布調整ステップと、
    前記膜厚分布調整ステップの後、前記基板の面内全体における当該塗布膜の膜厚が変化するように当該基板を前記第１の回転数とは異なる第２の回転数で回転させて乾燥させる乾燥ステップと、を実行するように構成され、
    前記基板に供給された塗布液が当該基板の回転によって前記基板の表面全体を被覆する前に、前記高温ガスの当該基板への供給が開始されるように前記高温ガス供給ステップが実施され、
    前記膜厚分布調整ステップを行う期間または前記乾燥ステップを行う期間において、前記基板への前記高温ガスの供給が停止されるプログラム。