JP5789546B2 - 塗布処理装置、塗布現像処理システム、並びに塗布処理方法及びその塗布処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、塗布処理装置、塗布現像処理システム、並びに塗布処理方法及びその塗布処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、基板上、すなわち例えば半導体ウェハ等のウェハ上に、塗布処理、露光処理、及び現像処理などを順次行うことによって、所定のレジストパターンが形成される。塗布処理では、レジスト液を塗布し、塗布したレジスト液を熱処理することによってレジスト膜を形成する。露光処理では、形成されたレジスト膜を所定のパターンに露光する。現像処理では、露光されたレジスト膜を現像する。

上述の塗布処理では、回転されているウェハの表面の中心にノズルからレジスト液を供給し、遠心力によりウェハの外周側へレジスト液を拡散することによってウェハの表面にレジスト液を塗布する、いわゆるスピン塗布法が多く用いられている（例えば特許文献１、２参照。）。

特開２００９−７８２５０号公報 特許第３８９００２６号公報

ところが、上述したようなスピン塗布法を用いた塗布処理によりウェハの表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する場合、次のような問題がある。

ウェハの回転速度、ウェハ温度、レジスト液等の各制御パラメータを変更することによって、レジスト膜の膜厚を変化させることは可能である。しかし、例えば、ウェハの回転速度の増加又はウェハ温度の上昇に伴って、外周部よりも中心部の膜厚が厚い凸状の膜厚分布から、中心部よりも外周部の膜厚が厚い凹状の膜厚分布に変化することがある。従って、上記した各制御パラメータを変更しただけでは、ウェハ面内の膜厚分布が変化してしまい、膜厚分布を精密に制御することはできない。

更に、昨今では、省材料及び省コストの観点により、１枚のウェハに塗布するレジスト液の供給量をできるだけ削減することが要求される。例えば、直径３００ｍｍφのウェハの全面を塗布するのに必要なレジスト液の供給量を０．５ｍｌ以下に要求される場合がある。このようにレジスト液の供給量が少ないと、供給量が多いときに比べ、溶媒が揮発して粘度が上がりやすくなるため、ウェハの回転速度を増加させる方向又はウェハ温度を上昇させる方向に変更することができない。従って、外周部よりも中心部の膜厚が厚い凸状の膜厚分布を、中心部と外周部とで膜厚が均一になるように制御することが難しくなる。

特許文献２に示すように、矩形形状を有する基板の周縁に沿って気流調整部材を設けることにより、基板上の膜厚分布を均一にする方法もある。しかし、基板の周縁に気流調整部材を設けるだけでは、円形形状を含めた各種形状の基板の面内における膜厚分布を均一にすることは困難である。

また、上記した問題は、レジスト液以外の各種の塗布液をスピン塗布法によりウェハ表面上に塗布する場合にも共通する課題である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、塗布液をスピン塗布法により塗布して膜を形成する際に、基板面内の任意の位置の膜厚を制御できるとともに、基板面内の膜厚ばらつきを低減することができる塗布処理装置及び塗布処理方法を提供する。

本発明の一実施例によれば、回転する基板の表面に塗布液を供給し、供給した塗布液を前記基板の外周側に拡散させることによって、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理装置において、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる回転部と、前記基板保持部に保持された前記基板の表面に塗布液を供給する供給部と、前記基板保持部に保持された前記基板の上方の所定位置に設けられており、前記回転部により回転する前記基板の上方の気流を任意の位置で局所的に変化させる気流制御板と、前記所定位置と、前記基板保持部により保持された前記基板に対して側方に離れた待機位置との間で前記気流制御板を移動させる駆動部と、前記回転部の動作と前記供給部の動作とを制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記基板に前記供給部により塗布液を供給している間、又は、前記基板に前記供給部により塗布液を供給した後に、前記基板を前記回転部により回転させた状態で、前記気流制御板を前記待機位置から前記所定位置に移動し、前記所定位置に設けられた前記気流制御板により、回転する前記基板の上方の気流を局所的に変化させるように制御するものである、塗布処理装置が提供される。

また、本発明の他の一実施例によれば、回転する基板の表面に塗布液を供給し、供給された塗布液を前記基板の外周側に拡散させることによって、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理方法において、前記基板を第１の回転速度で回転させた状態で、前記基板の表面に塗布液を供給する第１の工程と、前記第１の工程の後、前記基板を、前記第１の回転速度よりも低い第２の回転速度に減速する時点又は前記第２の回転速度で回転させた状態で塗布液の供給を停止する第２の工程と、前記第２の工程の後、前記基板を、前記第２の回転速度よりも高い第３の回転速度で回転させる第３の工程とを有し、前記基板の表面への塗布液の供給を停止した後、前記基板の上方の所定位置と、前記基板に対して側方に離れた待機位置との間を移動可能に設けられた気流制御板を、前記基板が回転している状態で、駆動部により前記待機位置から前記所定位置に移動させることによって、回転する前記基板の上方の気流を局所的に変化させる、塗布処理方法が提供される。

本発明によれば、塗布液をスピン塗布法により塗布して膜を形成する際に、基板面内の任意の位置の膜厚を制御できるとともに、基板面内の膜厚ばらつきを低減することができる。

第１の実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す平面図である。 第１の実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す概略斜視図である。 第１の実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す側面図である。 第３のブロックの構成を示す斜視図である。 塗布モジュールの構成の概略を示す縦断面図である。 塗布モジュールの構成の概略を示す横断面図である。 第１の実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転速度を示すグラフである。 第１の実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの表面の状態を示す図である。 第１の実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスにより得られたレジスト膜の膜厚分布（実施例１）を、気流制御板を用いないレジスト塗布処理プロセスにより得られたレジスト膜の膜厚分布（比較例１）と比較して模式的に示すグラフである。 実施例１、比較例１を行って得られたレジスト膜の膜厚分布の実測値を示すグラフである。 気流制御板とウェハＷとの位置関係を模式的に示す平面図及び側面図である。 気流制御板のＸ方向の長さ寸法ＬＸを変えた場合に、最大膜厚差ΔＭａｘを測定した結果を示すグラフである。 気流制御板のＹ方向の幅寸法ＷＹ１を変えた場合に、最大膜厚差ΔＭａｘを測定した結果を示すグラフである。 気流制御板及びウェハの周辺における気流及び膜厚分布を模式的に示す断面図である。 気流制御板のウェハ表面からの高さを低くした場合の、気流制御板及びウェハの周辺における気流及び膜厚分布を模式的に示す断面図である。 第２の実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転速度を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態による塗布モジュールの要部を示す斜視図である。 図１７の塗布モジュールにおける動作を説明する模式図である。 図１７の塗布モジュールにおける他の動作を説明する模式図である。 本発明の実施形態による塗布モジュールにおける気流制御板の変形例を示す図である。 本発明の実施形態による塗布モジュールにおける気流制御板の他の変形例を示す図である。 変形例の気流制御板による効果を確認するために行った実験の結果を示すグラフである。

（第１の実施の形態）
始めに、本発明の第１の実施の形態に係る塗布現像処理システム、およびこの塗布現像処理システムにおいて行われる塗布処理方法について説明する。この塗布現像処理システムは、本発明の実施の形態に係る塗布モジュール（塗布処理装置）を含んでいる。

先ず、図１から図４を参照し、本発明の実施の形態に係る塗布現像処理システムに露光装置を接続したレジストパターン形成装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す平面図である。図２は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す概略斜視図である。図３は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す側面図である。図４は、第３のブロックＢ３の構成を示す斜視図である。

レジストパターン形成装置は、図１及び図２に示すように、キャリアブロックＳＴ１、処理ブロックＳＴ２、インターフェイスブロックＳＴ３を有する。また、レジストパターン形成装置のインターフェイスブロックＳＴ３側に、露光装置ＳＴ４が設けられている。処理ブロックＳＴ２は、キャリアブロックＳＴ１に隣接するように設けられている。インターフェイスブロックＳＴ３は、処理ブロックＳＴ２のキャリアブロックＳＴ１側と反対側に、処理ブロックＳＴ２に隣接するように設けられている。露光装置ＳＴ４は、インターフェイスブロックＳＴ３の処理ブロックＳＴ２側と反対側に、インターフェイスブロックＳＴ３に隣接するように設けられている。

キャリアブロックＳＴ１は、キャリア２０、載置台２１及び受け渡し手段Ｃを有する。キャリア２０は、載置台２１上に載置されている。受け渡し手段Ｃは、キャリア２０からウェハＷを取り出し、処理ブロックＳＴ２に受け渡すとともに、処理ブロックＳＴ２において処理された処理済みのウェハＷを受け取り、キャリア２０に戻すためのものである。

処理ブロックＳＴ２は、図１および図２に示すように、棚ユニットＵ１、棚ユニットＵ２、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を有する。第１のブロックＢ１では現像処理が行われる。第２のブロックＢ２では、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜が形成される。第３のブロックＢ３では、反射防止膜上にレジスト液が塗布される。第４のブロックＢ４では、レジスト膜上に反射防止膜が形成される。

棚ユニットＵ１は、各種のモジュールが積層されて構成されている。棚ユニットＵ１は、図３に示すように、例えば下から順に積層された、受け渡しモジュールＴＲＳ１、ＴＲＳ１、ＣＰＬ１１、ＣＰＬ２、ＢＦ２、ＣＰＬ３、ＢＦ３、ＣＰＬ４、ＴＲＳ４を有する。また、図１に示すように、棚ユニットＵ１の近傍には、昇降自在な受け渡しアームＤが設けられている。棚ユニットＵ１の各処理モジュール同士の間では、受け渡しアームＤによりウェハＷが搬送される。

棚ユニットＵ２は、各種の処理モジュールが積層されて構成されている。棚ユニットＵ２は、図３に示すように、例えば下から順に積層された、受け渡しモジュールＴＲＳ６、ＴＲＳ６、ＣＰＬ１２を有する。

なお、図３において、ＣＰＬが付されている受け渡しモジュールは、温調用の冷却モジュールを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しモジュールは、複数枚のウェハＷを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。

第１のブロックＢ１は、図１及び図３に示すように、現像モジュール２２、搬送アームＡ１及びシャトルアームＥを有する。現像モジュール２２は、１つの第１のブロックＢ１内に、上下２段に積層されている。搬送アームＡ１は、２段の現像モジュール２２にウェハＷを搬送するためのものである。すなわち、搬送アームＡ１は、２段の現像モジュール２２にウェハＷを搬送する搬送アームが共通化されているものである。シャトルアームＥは、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＣＰＬ１１から棚ユニットＵ２の受け渡しモジュールＣＰＬ１２にウェハＷを直接搬送するためのものである。

第２のブロックＢ２、第３のブロックＢ３、及び第４のブロックＢ４は、各々塗布モジュール、加熱・冷却系の処理モジュール群、及び搬送アームＡ２、Ａ３、Ａ４を有する。処理モジュール群は、塗布モジュールにおいて行われる処理の前処理及び後処理を行うためのものである。搬送アームＡ２、Ａ３、Ａ４は、塗布モジュールと処理モジュール群との間に設けられており、塗布モジュール及び処理モジュール群の各処理モジュールの間でウェハＷの受け渡しを行う。

第２のブロックＢ２から第４のブロックＢ４の各ブロックは、第２のブロックＢ２及び第４のブロックＢ４における薬液が反射防止膜用の薬液であり、第３のブロックＢ３における薬液がレジスト液であることを除き、同様の構成を有する。

ここで、図４を参照し、第２のブロックＢ２、第３のブロックＢ３、及び第４のブロックＢ４を代表し、第３のブロックＢ３の構成を説明する。

第３のブロックＢ３は、塗布モジュール２３（塗布処理装置）、棚ユニットＵ３及び搬送アームＡ３を有する。棚ユニットＵ３は、加熱モジュール、冷却モジュール等の熱処理モジュール群を構成するように積層された、複数の処理モジュールを有する。棚ユニットＵ３は、塗布モジュール２３と対向するように配列されている。

搬送アームＡ３は、塗布モジュール２３と棚ユニットＵ３との間に設けられている。図４中の参照符号２４は、各処理モジュールと搬送アームＡ３との間でウェハＷの受け渡しを行うための搬送口である。

搬送アームＡ３は、２枚のフォーク３（３Ａ、３Ｂ）、基台２５、回転機構２６、及び昇降台２７を有する。

２枚のフォーク３Ａ、３Ｂは、上下に重なるように設けられている。基台２５は、回転機構２６により、鉛直軸周りに回転自在に設けられている。また、フォーク３Ａ、３Ｂは、図示しない進退機構により、基台２５から、例えば、後述する塗布モジュール２３のスピンチャック３１に進退自在に設けられている。

昇降台２７は、図４に示すように、回転機構２６の下方側に設けられている。昇降台２７は、上下方向（図４中Ｚ軸方向）に直線状に延びる図示しないＺ軸ガイドレールに沿って、昇降機構により昇降自在に設けられている。昇降機構としては、ボールネジ機構やタイミングベルトを用いた機構等、周知の構成を用いることができる。この例ではＺ軸ガイドレール及び昇降機構は夫々カバー体２８により覆われており、例えば上部側において接続されて一体となっている。またカバー体２８は、Ｙ軸方向に直線状に伸びるＹ軸ガイドレール２９に沿って摺動移動するように構成されている。

インターフェイスブロックＳＴ３は、図１に示すように、インターフェイスアームＦを有する。インターフェイスアームＦは、処理ブロックＳＴ２の棚ユニットＵ２の近傍に設けられている。棚ユニットＵ２の各処理モジュール同士の間及び露光装置ＳＴ４との間で、インターフェイスアームＦによりウェハＷが搬送される。

キャリアブロックＳＴ１からのウェハＷは、棚ユニットＵ１の一つの受け渡しモジュール、例えば第２のブロックＢ２に対応する受け渡しモジュールＣＰＬ２に、受け渡し手段Ｃにより、順次搬送される。受け渡しモジュールＣＰＬ２に搬送されたウェハＷは、第２のブロックＢ２の搬送アームＡ２に受け渡され、搬送アームＡ２を介して各処理モジュール（塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール）に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハＷに反射防止膜が形成される。

反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ２、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＢＦ２、受け渡しアームＤ、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＣＰＬ３を介し、第３のブロックＢ３の搬送アームＡ３に受け渡される。そして、ウェハＷは、搬送アームＡ３を介して各処理モジュール（塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール）に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハＷにレジスト膜が形成される。

レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ３を介し、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＢＦ３に受け渡される。

また、レジスト膜が形成されたウェハＷは、第４のブロックＢ４において更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウェハＷは受け渡しモジュールＣＰＬ４を介し、第４のブロックＢ４の搬送アームＡ４に受け渡され、搬送アームＡ４を介して各処理モジュール（塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール）に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハＷに反射防止膜が形成される。そして、反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ４を介し、棚ユニットＵ１の受け渡しモジュールＴＲＳ４に受け渡される。

レジスト膜が形成されたウェハＷ又はレジスト膜の上に更に反射防止膜が形成されたウェハＷは、受け渡しアームＤ、受け渡しモジュールＢＦ３又はＴＲＳ４を介して受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡される。受け渡しモジュールＣＰＬ１１に受け渡されたウェハＷは、シャトルアームＥにより棚ユニットＵ２の受け渡しモジュールＣＰＬ１２に直接搬送された後、インターフェイスブロックＳＴ３のインターフェイスアームＦに受け渡される。

インターフェイスアームＦに受け渡されたウェハＷは、露光装置ＳＴ４に搬送され、所定の露光処理が行われる。所定の露光処理が行われたウェハＷは、インターフェイスアームＦを介し、棚ユニットＵ２の受け渡しモジュールＴＲＳ６に載置され、処理ブロックＳＴ２に戻される。処理ブロックＳＴ２に戻されたウェハＷは、第１のブロックＢ１において現像処理が行われる。現像処理が行われたウェハＷは、搬送アームＡ１、棚ユニットＵ１のいずれかの受け渡しモジュールＴＲＳ１、受け渡し手段Ｃを介し、キャリア２０に戻される。

次に、図５及び図６を参照し、本実施の形態に係る塗布モジュール２３の構成について説明する。図５は、塗布モジュール２３の構成の概略を示す縦断面図である。図６は、塗布モジュール２３の構成の概略を示す横断面図である。

塗布モジュール２３は、例えば図５に示すようにケーシング３０を有し、そのケーシング３０内の中央部には、ウェハＷを保持するスピンチャック３１（基板保持部）が設けられている。スピンチャック３１は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック３１上に吸着保持できる。

スピンチャック３１は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構３２を有し、そのチャック駆動機構３２（回転部）により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構３２には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック３１は上下動可能である。

また、チャック駆動機構３２が駆動するスピンチャック３１の回転速度は、後述する制御部７０により制御されている。

スピンチャック３１の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ３３が設けられている。カップ３３の下面には、回収した液体を排出する排出管３４と、カップ３３内の雰囲気を排気する排気管３５が接続されている。

図６に示すように、カップ３３のＸ方向負方向（図６の下方向）側には、Ｙ方向（図６の左右方向）に沿って延伸するレール４０が形成されている。レール４０は、例えばカップ３３のＹ方向負方向（図６の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図６の右方向）側の外方まで形成されている。レール４０には、例えば二本のアーム４１、４２が取り付けられている。

第１のアーム４１には、図５及び図６に示すように塗布液としてのレジスト液を吐出するレジスト液ノズル４３（供給部）が支持されている。第１のアーム４１は、図６に示すノズル駆動部４４により、レール４０上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル４３は、カップ３３のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部４５からカップ３３内のウェハＷの略中心上まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、第１のアーム４１は、ノズル駆動部４４によって昇降自在であり、レジスト液ノズル４３の高さを調整できる。

レジスト液ノズル４３には、図５に示すように、レジスト液供給源４６に連通する供給管４７が接続されている。本実施の形態におけるレジスト液供給源４６には、例えば薄いレジスト膜例えば１５０ｎｍ以下のレジスト膜を形成するための低粘度のレジスト液が貯留されている。また、供給管４７には、バルブ４８が設けられており、このバルブ４８を開くとレジスト液ノズル４３からレジスト液が吐出され、バルブ４８を閉めると、レジスト液の吐出が停止される。

第２のアーム４２には、レジスト液の溶剤を吐出する溶剤ノズル５０が支持されている。第２のアーム４２は、例えば図６に示すノズル駆動部５１によってレール４０上を移動自在であり、溶剤ノズル５０を、カップ３３のＹ方向負方向側の外方に設けられた待機部５２からカップ３３内のウェハＷの略中心上まで移動させることができる。また、ノズル駆動部５１によって、第２のアーム４２は昇降自在であり、溶剤ノズル５０の高さを調節できる。

溶剤ノズル５０には、図５に示すように溶剤供給源５３に連通する供給管５４が接続されている。なお、以上の構成では、レジスト液を吐出するレジスト液ノズル４３と溶剤を吐出する溶剤ノズル５０が別々のアームに支持されている。しかし、レジスト液ノズル４３と溶剤ノズル５０とを同じアームに支持されるように設けてもよく、そのアームの移動の制御により、レジスト液ノズル４３と溶剤ノズル５０の移動と吐出タイミングを制御してもよい。

第３のアーム６１には、図５及び図６に示すようにウェハＷの上方の気流を任意の位置で局所的に変化させる気流制御板６３が支持されている。第３のアーム６１は、図６に示す駆動部６４により、レール４０上を移動自在である。駆動部６４は、カップ３３内のウェハＷの上方の所定位置と、カップ３３内においてスピンチャック３１により保持されるウェハＷに対して側方に離れた待機位置との間で気流制御板６３を移動することができる。カップ３３のＹ方向負方向側の外方からカップ３３内のウェハＷの略中心上まで任意の位置に移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、第３のアーム６１は、駆動部６４によって昇降自在であり、気流制御板６３の高さを調整できる。

気流制御板６３は、矩形平板状に形成されているとともに、ウェハＷの上方であってウェハＷの回転軸ＲＡ（中心Ｃ１と同じ位置）から離れた所定位置に、ウェハＷに略平行になるように、移動可能に設けられている。また、気流制御板６３が、駆動部６４によりウェハＷの上方であってウェハＷの回転軸ＲＡ（中心Ｃ１と同じ位置）から離れた所定位置に配置されたときに、回転するウェハＷの上方の気流を任意の位置で局所的に変化させるものである。なお、矩形平板状に形成されている気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥは、ウェハＷの中心Ｃ１の上方の位置と外縁Ｅ１の上方の位置との間に位置されてよい。また、気流制御板６３は、例えばウェハＷが３００ｍｍの直径を有する場合、ウェハＷの中心から５０ｍｍから１００ｍｍの範囲の上方の任意の範囲に配置されると好ましく、また、ウェハＷが４５０ｍｍの直径を有する場合、ウェハＷの中心から１００ｍｍから１７５ｍｍの範囲の上方の任意の範囲に配置されると好ましい。また、気流制御板６３は、ウェハＷの中心からウェハＷの外周に向かって、ウェハＷの半径の約３０％から約８０％の範囲の上方の任意の範囲に配置されると好ましい。

チャック駆動機構３２によるスピンチャック３１の回転動作は、制御部７０により制御される。また、ノズル駆動部４４によるレジスト液ノズル４３の移動動作、バルブ４８によるレジスト液ノズル４３のレジスト液の吐出／停止も、制御部７０により制御される。また、ノズル駆動部５１による溶剤ノズル５０の移動動作、及び駆動部６４による気流制御板６３の移動動作などの駆動系の動作も、制御部７０により制御される。制御部７０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、塗布モジュール２３におけるレジスト塗布処理プロセスを実現できる。

制御部７０は、レジスト液ノズル４３によりレジスト液をウェハＷの表面に供給するように制御する。また、制御部７０は、ウェハＷにレジスト液を供給している間、又は、ウェハＷにレジスト液を供給した後に、ウェハＷをチャック駆動機構３２により回転させた状態で、所定位置に設けられた気流制御板６３により、回転するウェハＷの上方の気流を局所的に変化させるように、制御する。

なお、塗布モジュール２３におけるレジスト塗布処理プロセスを実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なＣＤなどの記録媒体に記録され、その記録媒体から制御部７０にインストールされ、制御部７０により実行される。

次に、塗布モジュール２３で行われるレジスト塗布処理プロセス（塗布処理方法）を説明する。

図７は、本実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスの各工程におけるウェハの回転速度を示すグラフである。図８は、本実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスの各工程におけるウェハＷの表面の状態を示す図である。

本実施の形態では、制御部７０によりウェハＷの回転速度（即ち、チャック駆動機構３２の回転速度）、溶剤ノズル５０からの溶剤の吐出及びレジスト液ノズル４３からのレジスト液の吐出を制御し、図７に示す、工程Ｓ０からＳ２、Ｓ４及びＳ５を実施する。また、図８（ａ）から図８（ｄ）のそれぞれは、図７に示す工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４及びＳ５におけるウェハＷ上のレジスト液ＰＲを模式的に示す。

始めに、搬送アームＡ３のフォーク３によって塗布モジュール２３のスピンチャック３１の真上までウェハＷが搬送される。そして、そのウェハＷは、チャック駆動機構３２に含まれる例えばエアシリンダよりなる図示しない昇降駆動手段により上昇してきたスピンチャック３１によって真空吸着される。搬送アームＡ３はウェハＷをスピンチャック３１に真空吸着させた後、フォーク３を塗布モジュール２３内から後退させ、塗布モジュール２３へのウェハＷの受け渡しを終了する。

次に、図７に示すプリウェット処理工程Ｓ０を行う。プリウェット処理工程Ｓ０では、レジスト液ＰＲの塗布に先立ってシンナー等の溶剤でウェハＷ表面の表面全体が濡らされる。具体的には、図７に示すように、ウェハＷを回転し始めて、回転数を０〜２０００ｒｐｍ、より好ましくは１０００ｒｐｍまで上げる。この回転速度（プリウェット回転速度Ｖ０）でウェハＷを回転させながら、例えば０．１秒間、溶剤ノズル５０からウェハＷの略中央にシンナーを供給してウェハＷの径方向外周側に拡散させ、ウェハＷの表面を溶剤で濡らす。これにより、レジスト液ＰＲがより拡散しやすくなり、結果としてより少量のレジスト液ＰＲの液量で均一なレジスト膜を形成することができ、より一層レジスト液ＰＲの消費量を削減することができる。

次に、図７の第１の工程Ｓ１を行う。第１の工程Ｓ１は、第１の回転速度Ｖ１で基板（ウェハＷ）を回転させ、回転するウェハＷの略中心上にレジスト液ＰＲを供給し、供給されたレジスト液ＰＲをウェハＷの中心側から外周側へ拡散させる工程である。具体的には、図７のＳ１に示すように、ウェハＷを２０００〜４０００ｒｐｍ、より好ましくは２５００ｒｐｍの回転速度（第１の回転速度Ｖ１）まで加速し、その回転速度Ｖ１で回転させる。そして、ウェハＷを回転させながら、例えば１．５秒間、レジスト液ノズル４３からウェハＷの略中心上にレジスト液を供給してウェハＷの径方向外周側に拡散させながら塗布する。また、図８（ａ）は、第１の工程Ｓ１が行われる際のウェハＷの状態を示す側面図である。

ここで、第１の工程Ｓ１で供給するレジスト液ＰＲの供給量は、ウェハＷの径方向外周側に拡散させられるレジスト液ＰＲの外周が、上記の回転速度においてウェハＷの外周にまで到達する場合の供給量の半分程度の量である。具体的には、第１の工程Ｓ１で、ウェハＷの表面の中心側に供給されるレジスト液は、例えば０．５ｍｌであり、従来供給していた１．０ｍｌの半分である。そのため、図８（ａ）に示すように、第１の工程Ｓ１において、ウェハＷの径方向中心側から外周側に拡散するレジスト液ＰＲの外周は、ウェハＷの外周まで到達せず、例えばウェハＷの中心から外周までの距離の半分程度までしか到達しない。

次に、図７の第２の工程Ｓ２を行う。第２の工程Ｓ２は、第１の工程Ｓ１の後に、第１の回転速度Ｖ１よりも低い第２の回転速度Ｖ２でウェハＷを回転させ、拡散したレジスト液ＰＲの形状を整える工程である。具体的には、図７に示すように、ウェハＷを５０〜２０００ｒｐｍ、より好ましくは１００ｒｐｍの回転速度（第２の回転速度Ｖ２）に減速し、その回転速度Ｖ２で回転させる。第２の工程Ｓ２を行う時間としては、例えば１．０秒程度が好ましい。また、図８（ｂ）は、第２の工程Ｓ２が行われる際のウェハＷの状態を示す側面図である。

なお、第２の工程Ｓ２では、ウェハＷを、第１の回転速度Ｖ１から第２の回転速度Ｖ２に減速する時点又は第２の回転速度Ｖ２で回転させた状態でレジスト液ＰＲの供給を停止する。

図８（ｂ）に示すように、第１の工程Ｓ１において、ウェハＷの外周まで到達せず、例えばウェハＷの中心から外周までの距離の半分程度までしか到達していないレジスト液の外周は、第２の工程Ｓ２においても、第１の工程Ｓ１における場合と略同じ位置にある。また、後述するように、拡散したレジスト液ＰＲの外周では、レジスト液ＰＲが外周に溜まり厚さが増大することによって、レジスト液ＰＲの形状が整えられる。

次に、図７の第３の工程を行う。第３の工程Ｓ３は、第２の工程Ｓ２の後に、少なくとも開始時に第２の回転速度Ｖ２よりも高い第３の回転速度Ｖ３でウェハＷを回転させる工程である。第３の工程Ｓ３は、例えば第４の工程Ｓ４、第５の工程Ｓ５、及び第６の工程Ｓ６とを含む。

第４の工程Ｓ４は、第２の工程Ｓ２の後に、第２の回転速度Ｖ２よりも高い第３の回転速度Ｖ３でウェハＷを回転させ、形状が整えられたレジスト液ＰＲをウェハＷの径方向の更に外周側へ拡散させる工程である。具体的には、図７のＳ４に示すように、ウェハＷを１０００〜４０００ｒｐｍ、より好ましくは１８００ｒｐｍの回転速度（第３の回転速度Ｖ３）に加速し、その回転速度Ｖ３で回転させる。そして、ウェハＷを回転させながら、第１の工程Ｓ１でウェハＷの径方向中心から外周までの距離の半分程度まで拡散させたレジスト液を、ウェハＷの更に外周側へ拡散させる。第４の工程Ｓ４を行う時間としては、例えば４秒程度が好ましい。また、図８（ｃ）は、第４の工程Ｓ４が行われる際のウェハＷの状態を示す側面図である。

図８（ｃ）に示すように、第４の工程Ｓ４において、ウェハＷの径方向外周側に拡散するレジスト液の外周は、ウェハＷの略外周まで到達する。また、第４の工程Ｓ４を行う時間は、第４の工程Ｓ４において、レジスト液ＰＲが流動性を失わないように、５秒以下の短時間にすることが好ましい。

第５の工程Ｓ５は、第４の工程Ｓ４の後に、第３の回転速度Ｖ３よりも低い第４の回転速度Ｖ４でウェハＷを回転させる工程である。また、第５の工程Ｓ５では、ウェハＷを第４の回転速度Ｖ４で回転している間に駆動部６４によりウェハＷの上方の所定位置に気流制御板６３を配置することによって、ウェハＷの上方の気流を局所的に変化させる。第４の回転速度Ｖ４は、第２の回転速度Ｖ２と等しくてもよい。具体的には図７に示すように、ウェハＷを５０〜２０００ｒｐｍの回転速度、例えば１００ｒｐｍに減速し、その回転速度で回転させる。第５の工程Ｓ５を行う時間としては、例えば１．０秒程度が好ましい。また、図８（ｄ）は、第５の工程Ｓ５が行われる際のウェハＷの状態を示す側面図である。

なお、第４の回転速度Ｖ４は、５０〜１００ｒｐｍであることが好ましい。これにより、後述する気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの周辺領域とそれ以外との領域との間で、溶媒の揮発速度の差を大きくすることができる。

図８（ｄ）に示すように、駆動部６４（図６）により気流制御板６３を移動させることによって、矩形平板状を有する気流制御板６３は、ウェハＷの上方であってウェハＷの回転軸ＲＡから離れた所定位置に、ウェハＷに略平行になるように配置される。そして、気流制御板６３により回転するウェハＷの上方の気流を局所的に変化させることによって、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥ付近において、レジスト液ＰＲの膜厚を増加させることができる。また、気流制御板６３の位置は、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥがウェハＷの中心Ｃ１上の位置と外縁Ｅ１上の位置との間の任意の位置に配置されるように、調整が可能である。従って、ウェハＷの任意の位置の膜厚を制御できるとともに、ウェハＷの面内の膜厚ばらつきを低減することができる。

第６の工程Ｓ６は、第５の工程Ｓ５の後、第４の回転速度Ｖ４よりも高い第５の回転速度Ｖ５でウェハＷを回転させ、ウェハＷ上のレジスト液ＰＲを振り切り、乾燥させる工程である。第５の回転速度Ｖ５は、第３の回転速度Ｖ３と等しくてもよい。具体的には、図７のＳ５に示すように、ウェハＷを１０００〜４０００ｒｐｍ、より好ましくは１８００ｒｐｍの回転速度（第３の回転速度Ｖ３と等しい）に加速し、回転させながら、例えば３０秒間、レジスト液ＰＲの振り切り乾燥を行う。

次に、第５の工程Ｓ５において、ウェハＷの任意の位置の膜厚を制御できるとともに、ウェハＷの面内の膜厚ばらつきを低減することができることを、比較例と対比しながら説明する。

図９は、本実施の形態に係るレジスト塗布処理プロセスにより得られたレジスト膜の膜厚分布（実施例１）を、気流制御板６３を用いないレジスト塗布処理プロセスにより得られたレジスト膜の膜厚分布（比較例１）と比較して模式的に示すグラフである。

図９に示すように、ウェハの回転速度が低いとき又はウェハ温度が低いときは、外周部よりも中心部の膜厚が厚い凸状の膜厚分布を示すことがある。また、ウェハの回転速度が高いとき又はウェハ温度が高いときは、中心部よりも外周部の膜厚が厚い凹状の膜厚分布を示すことがある。そして、気流制御板６３を用いない場合（比較例１）には、ウェハ面内の膜厚分布ができるだけ均一になるようにウェハの回転速度及びウェハ温度を調整したときでも、ウェハの中心部と外周部との間の中間部における膜厚が、ウェハの中心部及び外周部における膜厚よりも薄くなることがある。

一方、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥがウェハＷの中心Ｃ１上の位置と外縁Ｅ１上の位置との中間に位置するように気流制御板６３を配置した場合（実施例１）には、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥ付近における膜厚を優先的に増加させることができる。その結果、ウェハＷの中心部、中間部及び外周部のいずれにおいても膜厚を等しくすることができ、ウェハＷの面内における膜厚を均一にすることができる。

図１０は、ウェハ温度を２３℃、第５の工程Ｓ５における回転速度を１００ｒｐｍとした条件で、実施例１、比較例１を行って得られたレジスト膜の膜厚分布の実測値を示すグラフである。

図１０の比較例１では、ウェハＷの中心（ウェハ中心からの距離Ｙ＝０ｍｍ）付近の領域である中心部及びウェハＷの外縁（Ｙ＝−１５０ｍｍ、１５０ｍｍ）付近の領域である外周部では、膜厚が１０２ｎｍに略等しい。しかし、ウェハＷの中心と外縁との間の領域（−８０ｍｍ＜Ｙ＜−４０ｍｍ、４０ｍｍ＜Ｙ＜８０ｍｍ）である中間部では、膜厚が１０１ｎｍに近く、中心部及び外周部に比べ１ｎｍ程度膜厚が薄い。このときの膜厚の平均値は１０１．５ｎｍであり、膜厚のばらつき３σは１．１２ｎｍであった。

一方、図１０の実施例１では、ウェハＷの中心部、外周部及び中間部のいずれにおいても、膜厚が１０２ｎｍに略等しい。このときの膜厚の平均値は１０１．９ｎｍであり、膜厚のばらつき３σは０．６６ｎｍであった。

従って、図１０に示す実測値においても、図９と同様に、気流制御板６３を用いることにより、ウェハＷの中心部、中間部及び外周部のいずれにおいても膜厚を等しくすることができ、ウェハＷの面内における膜厚を均一にできることが理解される。

次に、気流制御板６３の寸法及び位置を調整することによって、レジスト膜の膜厚を自在に制御できることについて説明する。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、気流制御板６３とウェハＷとの位置関係をそれぞれ模式的に示す平面図及び側面図である。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、気流制御板６３のＸ方向の長さ寸法をＬＸとする。また、気流制御板６３のＹ方向の幅寸法をＷＹ１とする。また、気流制御板６３のＹ方向に沿ったウェハ外周側端部ＰＥ２と外縁Ｅ１との距離をＷＹ２とし、気流制御板６３のＹ方向に沿ったウェハ中心側端部ＰＥとウェハＷの外縁Ｅ１との距離をＷＹ３とする。また、気流制御板６３のＺ方向の厚さ寸法をＨＺ１とし、気流制御板６３の下面のウェハＷ表面からのＺ方向の高さ寸法をＨＺ２とする。

図１２は、気流制御板６３のＸ方向の長さ寸法ＬＸを変えた場合に、図９に示すように、気流制御板６３を用いたときと気流制御板６３を用いないときとのレジスト膜の膜厚の差が径方向に沿って最大となる最大膜厚差ΔＭａｘを測定した結果を示すグラフである。このとき、ＷＹ１を所定値５０ｍｍとし、ＷＹ２を所定値０ｍｍとしている。

図１２に示すように、ＬＸの増加に伴って、ΔＭａｘも増加する。すなわち、気流制御板６３が径方向に直交する方向に長くなると、気流制御板６３により膜厚を調整できる調整量が増加する。このように、気流制御板６３の径方向と直交する方向の長さを調整することによって、レジスト膜の膜厚を自在に調整できる。

図１３は、気流制御板６３のＹ方向の幅寸法ＷＹ１を変えた場合に、図９に示すように、気流制御板６３を用いたときと気流制御板６３を用いないときとのレジスト膜の膜厚の差が径方向に沿って最大となる最大膜厚差ΔＭａｘを測定した結果を示すグラフである。このとき、ＬＸを所定値２２３ｍｍとし、ＷＹ３を所定値９０ｍｍとしている。

図１３に示すように、ＷＹ１の増加に伴って、ΔＭａｘも増加する。すなわち、気流制御板６３が径方向に幅広くなると、気流制御板６３により膜厚を調整できる調整量が増加する。このように、気流制御板６３の径方向の幅を調整することによって、レジスト膜の膜厚を自在に調整できる。

ここで、気流制御板６３の寸法及び位置を調整することによって、レジスト膜の膜厚が制御される作用効果について説明する。

図１４は、気流制御板６３及びウェハＷの周辺における気流及び膜厚分布を模式的に示す断面図である。

ウェハＷの表面上の領域であって、ウェハＷの上方に気流制御板６３が配置される領域では、レジスト液から揮発した溶媒の拡散が抑えられ、溶媒の揮発速度が下がるため、レジスト液中の溶媒の濃度の低下が抑制される。特に、気流制御板６３のウェハ外周側端部ＰＥ２の付近では、高さ方向（Ｚ方向）における溶媒の濃度勾配が小さくなり、レジスト液からの溶媒の揮発速度が低下する。その結果、気流制御板６３に覆われた領域及びそれより外周側の領域では、レジスト液中の溶質（レジスト）の濃度は増加しにくく、レジスト液の粘度も比較的小さく維持される。

一方、ウェハＷの表面の上方であって、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの下方の領域では、中心側上方から気流制御板６３の下方に向かって斜め下向きの気流ＧＦが発生し、溶媒の濃度が所定濃度以上になる濃度境界層の厚さが、外周側の領域よりも薄くなっている。それに伴って、高さ方向（Ｚ方向）における溶媒の濃度勾配が大きくなり、溶媒の揮発速度が上昇する。その結果、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの下方の領域では、レジスト液中の溶質（レジスト）の濃度が増加し、レジスト液の粘度が大きくなる。

その結果、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥからウェハ中心側までの領域では、ウェハ中心側よりも気流制御板６３側の方がレジスト液の粘性が高くなり、ウェハ中心から気流制御板６３に向かって流れるレジスト液の流れが妨げられるため、ウェハ中心側から気流制御板６３側に向かって膜厚が増加する。また、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥからウェハ外周側までの領域では、ウェハ外周側よりも気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥ側の方がレジスト液の粘性が高くなり、レジスト液の外周側への流入量が低下するため、ウェハ中心側からウェハ外周側に向かって膜厚が減少する。その結果、径方向に沿ったレジスト膜の膜厚分布は、気流制御板６３を用いない場合のレジスト膜の膜厚分布に比べ、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの下方にピークを有するように変化するものと考えられる。

また、気流制御板６３を用いる場合と用いない場合との膜厚差が最大となる位置（ピーク位置）は、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの位置に対応して定まる。従って、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの位置（図１１（ａ）及び図１１（ｂ）におけるＷＹ３）を変えることによって、ピーク位置を制御することができる。

なお、前述したように、第４の回転速度Ｖ４は、５０〜１００ｒｐｍであることが好ましい。第４の回転速度Ｖ４が１００ｒｐｍを超える場合、回転速度が高くなることによって、回転によって生じる気流が支配的となり、気流制御板の効果が出にくくなるためである。また、第４の回転速度Ｖ４が５０ｒｐｍ未満の場合、気流制御板６３の下方に気流が入り易くなるために、却って中心側上方から気流制御板６３の下方に向かって斜め下向きの気流が発生しにくくなるからである。

また、気流制御板６３のウェハＷ表面からの高さの影響については、以下のように考えられる。

図１５は、気流制御板６３の下面のウェハＷ表面からの高さ（図１１（ｂ）におけるＨＺ２）を、図１４における高さよりも低くした場合の、気流制御板６３及びウェハＷの周辺における気流及び膜厚分布を模式的に示す断面図である。

高さＨＺ２が低くなると、ウェハ表面であって気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥの下方に位置する領域では、径方向中心側上方から気流制御板６３の下方に向かって発生する斜め下向きの気流が更に大きくなり、濃度境界層の厚さが更に薄くなる。ただし、径方向に沿って濃度境界層の厚さが薄くなる領域の径方向に沿った長さは、高さＨＺ２が高い場合に比べ、短くなる。すなわち、濃度境界層は比較的大きな度合いで薄くなるものの、濃度境界層が薄くなる範囲は狭くなる。例えば、気流制御板６３の高さが低くなると、気流制御板６３を用いる場合と用いない場合との膜厚差が最大となる位置（ピーク位置）はあまり変わらないが、ピークの範囲（ピーク幅）が狭くなり、ピーク位置における膜厚の変化量が大きくなる。すなわち、気流制御板６３のウェハ表面からの高さを減少させると、膜厚が変化する領域は狭くなるものの、ピーク付近における膜厚の変化量は大きくなる。逆に、気流制御板６３のウェハ表面からの高さを増加させると、膜厚が変化する領域は広くなるものの、ピーク付近における膜厚の変化量は小さくなる。

このように、気流制御板６３のウエハＷ表面からの高さを調整することによって、レジスト膜の膜厚を自在に調整できる。

なお、本実施の形態では、気流制御板６３を駆動部６４により移動させる例について説明した。しかし、予め寸法の異なる複数の種類の気流制御板を備えておき、制御前の膜厚分布に応じて気流制御板を使い分けるようにしてもよい。例えば、径方向の幅寸法ＷＹ１が例えば６０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍ幅の気流制御板を備えておき、例えば気流制御板を用いずに予備実験を行い、この予備実験から得られた膜厚分布に応じて気流制御板を選択してもよい。

また、気流制御板６３によりレジスト膜の膜厚を変化させる変化量は、第５の工程Ｓ５を行う時間に依存する。従って、第５の工程Ｓ５を行う時間を、例えば３秒、４秒、５秒の３段階の設定時間から選択するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る塗布処理方法について説明する。
本実施の形態に係る塗布処理方法は、第５の工程Ｓ５がない点で、第１の実施の形態に係る塗布処理方法と相違する。また、本実施の形態に係る塗布処理方法は、第１の実施の形態で説明した塗布モジュールを用いて行うことができる。

図１６は、本実施の形態に係る塗布処理方法の各工程におけるウェハの回転速度を示すグラフである。

搬送アームＡ３による塗布モジュール２３内へのウェハＷの搬入、プリウェット処理工程Ｓ０、第１の工程Ｓ１は、第１の実施の形態におけるプリウェット処理工程Ｓ０、第１の工程Ｓ１と同様にすることができる。また、第１の工程Ｓ１が行われる際のウェハＷの状態は、図８（ａ）に示す状態と同様である。

次に、図１６のＳ２に示す第２の工程を行う。第２の工程Ｓ２は、第１の工程Ｓ１の後に、第１の回転速度Ｖ１よりも低い第２の回転速度Ｖ２でウェハＷを回転させ、拡散したレジスト液ＰＲの形状を整える工程であり、第２の回転速度Ｖ２で、第２の工程Ｓ２を行う時間は、第１の実施の形態と同様にすることができる。

ただし、本実施の形態では、第２の工程Ｓ２において、気流制御板６３をウェハＷの上方に配置することによって、回転するウェハＷの上方の気流を局所的に変化させるようにしてもよい。

第１の実施の形態において図８（ｂ）を用いて示したように、第１の工程Ｓ１において、例えばウェハＷの中心から外周までの距離の半分程度までしか到達していないレジスト液の外周は、第２の工程Ｓ２においても、第１の工程Ｓ１における場合と略同じ位置にある。

しかし、第２の工程Ｓ２において気流制御板６３をウェハＷの上方に配置することによって、気流制御板６３のウェハ中心側端部ＰＥ付近において、レジスト液の膜厚を増加させることができる。また、気流制御板６３の位置は任意の位置に配置することが可能である。従って、第２の工程Ｓ２において、レジスト液の膜厚の分布を制御することができる。

次に、図１６のＳ３に示す第３の工程を行う。第３の工程Ｓ３は、第２の工程Ｓ２の後に、第２の回転速度Ｖ２よりも高い第３の回転速度Ｖ３でウェハＷを回転させ、形状が整えられたレジスト液ＰＲをウェハＷの径方向の更に外周側へ拡散させるとともに、ウェハＷ上のレジスト液ＰＲを振り切り、乾燥させる工程である。第３の回転速度Ｖ３は、第１の実施の形態と同様にすることができる。第３の工程Ｓ３を行う時間は、例えば２５秒程度が好ましい。

なお、第３の工程Ｓ３においても、第２の工程Ｓ２に引き続いて気流制御板６３をウェハＷの上方に配置してもよい。

本実施の形態では、予め第２の工程Ｓ２において、レジスト液の膜厚の分布を制御することができる。そのため、第３の工程Ｓ３を行って形成されるレジスト膜について、ウェハＷの任意の位置の膜厚を制御できるとともに、ウェハＷの面内の膜厚ばらつきを低減することができる。

なお、本実施の形態では、第２の工程Ｓ２でウェハＷの上方に気流制御板６３を配置する例について説明した。しかし、気流制御板６３は、第１の工程Ｓ１のときから、ウェハＷの上方にあってもよく、所定位置に固定されていてもよい。すなわち、ウェハＷにレジスト液を供給している間に、ウェハＷをチャック駆動機構３２により回転させた状態で、所定位置に設けられた気流制御板６３により、回転するウェハＷの上方の気流を局所的に変化させてもよい。

また、本実施形態において、気流制御板は矩形であったが、後述するように平面視で丸形などの他の形状であってもよい。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態による塗布モジュールについて図１７を参照しながら説明する。この塗布モジュールは、第１の実施形態による塗布モジュール２３（図５及び図６）における気流制御板６３が、駆動部６４でなく、他の駆動機構により駆動される点で、塗布モジュール２３と相違し、その他の点でほぼ同一である。以下、相違を中心に本実施の形態による塗布モジュールを説明する。

図１７は、本実施の形態による塗布モジュールにおける気流制御板６３と、気流制御板６３を駆動する駆動部６３０とを示す概略斜視図である。図１７に示すように、気流制御板６３は第４のアーム６１０により保持されている。第４のアーム６１０は、リンク部６３Ｌ及び支持ロッド６３ａを有しており、これらは互いに約９０°の角度をなして結合されている。このため、Ｘ軸方向から見ると、第４のアーム６１０（リンク部６３Ｌ及び支持ロッド６３ａ）はほぼＬ字状の形状を有している。このため、リンク部６３Ｌの長手方向が水平方向と一致するとき、支持ロッド６３ａはほぼ鉛直方向に延びており、支持ロッド６３ａに取り付けられる気流制御板６３はほぼ直立している。ただし、リンク部６３Ｌと支持ロッド６３ａとのなす角は、約９０°に限定されることなく、適宜調整してよい。

駆動部６３０は、Ｙ軸方向に延びるレール４０に沿って移動可能なベース部６３ｂと、ベース部６３ｂ上に立設されるガイド部６３ｖと、ガイド部６３ｖに沿って上下動可能にガイド部６３ｖに対して設けられるモータ６３ｍとを有している。モータ６３ｍの回転シャフト（図示せず）は、第４のアーム６１０のリンク部６３Ｌの一端側に結合されている。これにより、モータ６３ｍにより、リンク部６３Ｌはモータ６３ｍの回転シャフトを中心に回動することができる。リンク部６３Ｌの回動に伴って、支持ロッド６３ａひいては気流制御板６３もまたモータ６３ｍの回転シャフトを中心に回動することとなる。

次に、図１８を参照しながら、駆動部６３０による気流制御板６３の動作を説明する。この動作は、図８（ｄ）を参照しながら説明した、第１の実施の形態による塗布処理方法の第５の工程Ｓ５において行われる。

図１８（ａ）に示すように、気流制御板６３は、始めに、駆動部６３０によって、カップ３３内でスピンチャック３１により保持されるウェハＷに対し、少なくとも側方に離れた待機位置に配置されている。また、本実施の形態では、気流制御板６３は待機位置において直立している。待機位置は、図７及び図８を参照しながら第１の実施の形態において説明した工程Ｓ１、Ｓ２、及びＳ４において、気流制御板６３によってウェハＷの上方の気流が乱されない程度にカップ３３から離間していることが好ましい。ただし、気流制御板６３とカップ３３との間の離間距離を不要に大きくすると、塗布モジュールが大型化することにもなるため、塗布モジュールが設けられるスペースをも考慮して、離間距離を決定することが好ましい。

次に、図１８（ｂ）に示すように、駆動部６３０のモータ６３ｍがガイド部６３ｖに沿って所定の位置まで上昇することにより、第４のアーム６１０（リンク部６３Ｌ及び支持ロッド６３ａ）が、待機位置より高い位置に配置される。次いで、図１８（ｃ）に示すように、モータ６３ｍが起動し、その回転シャフトを回転することにより、第４のアーム６１０（リンク部６３Ｌ及び支持ロッド６３ａ）が時計回りに回動し、気流制御板６３がウェハＷの上方にほぼ水平に配置される。さらに、図１８（ｄ）に示すように、レール４０に沿ってカップ３３に近づくように駆動部６３０（ベース部６３ｂ）が移動することにより、気流制御板６３は、ウェハＷの径方向に沿って移動し、所定位置に配置される。

ここで、気流制御板６３のウェハＷの表面からの高さ（図１１（ｂ）のＨＺ２を参照）は、モータ６３ｍがガイド部６３ｖに沿って上昇する上昇距離により調整することができる。また、気流制御板６３の水平方向（Ｙ軸方向）位置は、ベース部６３ｂがレール４０に沿って移動する移動距離により調整することができる。

また、上述の第５の工程Ｓ５の終了後は、上記と反対の順番に従って、気流制御板６３は待機位置に戻ることができる。

以上のようにして所定位置に配置された気流制御板６３によって、第１の実施の形態において説明した効果と同様の効果が発揮される。また、本実施の形態による塗布モジュールにおいては、気流制御板６３が第４のアーム６１０により保持され、第４のアーム６１０が、互いに約９０°の角度をなして結合されているリンク部６３Ｌ及び支持ロッド６３ａにより構成されている。仮に、リンク部６３Ｌがなく、支持ロッド６３ａがモータ６３ｍに直接に取り付けられている場合には、モータ６３ｍ（並びに支持ロッド６３ａ及び気流制御板６３）がガイド部６３ｖに沿って上昇する距離を長くする必要が生じる。すなわち、リンク部６３Ｌが無い場合には、例えば、図１８（ｃ）に示すリンク部６３Ｌとほぼ同じ高さまでモータ６３ｍが移動しなければ、気流制御板６３を所定の高さ（ＨＺ２）に配置することができない。このため、気流制御板６３は、モータ６３ｍにより、リンク部６３Ｌがある場合よりも高い位置まで上昇させなければならず、そのため塗布モジュール２３のケーシング３０（図５）を高くする必要が生じる。すなわち、リンク部６３Ｌにより、塗布モジュール２３が小型化され得る。

なお、図１８を参照しながら、気流制御板６３が、順次、上昇し、回動し、水平方向に移動する例を説明したが、これに限定されることなく、例えば図１９に示すように、上昇、回動、及び水平移動を同時に行ってもよい。すなわち、図１９に示す例では、図１９（ａ）に示す待機位置から始まって、図１９（ｂ）から図１９（ｄ）に示すように、モータ６３ｍがガイド部６３ｖに沿って上昇しつつ、モータ６３ｍの回転シャフトが回転することにより第４のアーム６１０及び気流制御板６３が時計回りに回動しつつ、ベース部６３ｂがレール４０に沿って水平方向に移動することにより、気流制御板６３が所定位置に配置されてもよい。

また、図１８に示す例において、上昇及び水平移動の順番は変更してもよい。すなわち、ベース部６３ｂがレール４０に沿って右方向に移動し、所定の位置で停止してから、モータ６３ｍ、第４のアーム６１０、及び気流制御板６３が上昇し、第４のアーム６１０及び気流制御板６３を回動してもよい。

また、駆動部６３０は、Ｙ軸方向に延びるレール４０（図６参照）に沿って移動可能なベース部６３ｂと、ベース部６３ｂ上に立設されるガイド部６３ｖと、ガイド部６３ｖに沿った所定の高さ位置に固定されるモータ６３ｍとにより、構成されてもよい。これによれば、モータ６３ｍを上昇させることなく、モータ６３ｍによる回動と、ベース部６３ｂの水平方向移動とにより、気流制御板６３を所定位置に配置することが可能となる。しかも、モータ６３ｍを上下動させる駆動部が不要となるという利点がある。

また、駆動部６３０は、Ｙ軸方向に延びるレール４０（図６参照）の所定の位置に固定されるベース部６３ｂと、ベース部６３ｂ上に立設されるガイド部６３ｖと、ガイド部６３ｖに沿って上下動できるようガイド部６３ｖに対して設けられるモータ６３ｍとにより、構成されてもよい。これによれば、モータ６３ｍのガイド部６３ｖに沿って上下動と、モータ６３ｍによる回動とにより、気流制御板６３を所定位置に配置することが可能となる。したがって、モータ６３ｍを水平方向に移動する駆動部が不要となるという利点がある。

さらに、駆動部６３０は、Ｙ軸方向に延びるレール４０（図６参照）の所定の位置に固定されるベース部６３ｂと、ベース部６３ｂ上に立設されるガイド部６３ｖと、ガイド部６３ｖに沿った所定の高さ位置に固定されるモータ６３ｍとにより、構成されてもよい。これによれば、モータ６３ｍによる回動のみによって、気流制御板６３を所定位置に配置することが可能となる。

（変形例）
以上、第１の実施の形態及び第３の実施の形態による塗布モジュールを説明したが、これらの塗布モジュールにおける気流制御板６３は、以下のように変形することが可能である。

例えば、気流制御板６３は、矩形平板形状でなく、図２０（ａ）に示すようにＣ字状に湾曲した平板の形状（又は、円弧形状若しくは半円環平板形状）を有してよい。このような形状であっても、ウェハＷの上方空間における気流制御板６３の下方の領域と気流制御板６３が配置されていない領域とで、レジスト液中の溶媒濃度を通したレジスト膜の膜厚分布制御が可能となる。なお、気流制御板６３は、Ｃ字形状に限らず、台形や三角形などの形状を有してもよい。

また、図２０（ｂ）に示すように、気流制御板６３の下面を平坦でなく、下面と、スピンチャック３１により保持されるウェハＷの表面との間隔を変化させてもよい。図示の例では、ウェハＷの中心から外周に向かう方向に沿って、当該間隔が狭くなり、再び広くなるように気流制御板６３の下面が湾曲している。このような下面形状によれば、気流制御板６３の下面とウェハＷの表面との間の空間におけるウェハＷの外周側において、当該空間の気流の速度を大きくすることができるため、溶媒の揮発量の増大し、ウェハＷの外周側においてレジスト膜を厚くすることが可能となる。なお、気流制御板６３の下面が、湾曲面を有していることに限らず、例えば複数の傾斜平面を有することにより、下面とウェハＷの表面との間隔が変化してもよい。

さらに、図２０（ｃ）に示すように、気流制御板６３をウェハＷと平行ではなく、ウェハＷの表面に対して傾斜させてもよい。このような傾斜は、第１の実施の形態において第３のアーム６１に気流制御板６３を所定の角度で傾けて取り付けることにより実現してもよく、第３の実施の形態においてモータ６３ｍの回転シャフトの回転角度を調整することにより実現してもよい。

図２０（ｃ）に示すようにウェハＷの外周に向かう方向に沿って気流制御板６３の下面とウェハＷの表面との間隔が広くなる場合には、図２０（ｂ）を参照しながら説明したのと同様に、ウェハＷの外周側での溶媒の揮発量を増大することができ、よって、ウェハＷの外周側のレジスト膜を厚くすることができる。また、ウェハＷの外周に向かう方向に沿って気流制御板６３の下面とウェハＷの表面との間隔が狭くなるように気流制御板６３を傾けてもよい。これによれば、ウェハＷの内周側での溶媒の揮発量を増大することができ、よって、ウェハＷの内周側のレジスト膜を厚くすることができる。

また、例えば図２１（ａ）に示すように、気流制御板６３に加えて、追加の気流制御板１６３を設けてもよい。具体的には、気流制御板１６３は、気流制御板６３とほぼ同一のサイズを有しており、気流制御板６３に対してウェハ外周側に離間して設けられている。より具体的には、気流制御板６３は、これに限定されてないが例えば、気流制御板１６３は、ウェハ外周から内側に２０ｍｍの位置から外側に２０ｍｍの位置の上方の任意の位置に設けられると好ましい。このように配置される気流制御板１６３によれば、ウェハ最外周部におけるレジスト膜の膜厚を調整することが可能となる。

また、図２１（ｂ）に示すように、矩形平板形状を有し、ウェハＷの中心に対して対称に配置される気流制御板６３と追加の気流制御板１６４とを設けてもよい。さらに、図２１（ｃ）に示すように、矩形平板形状を有する気流制御板６３に加えて、Ｃ字状に湾曲した平板の形状（又は、円弧形状若しくは半円環平板形状）を有する気流制御板１６５を追加してもよい。

なお、気流制御板１６３〜１６５は、気流制御板６３と一体的に設け、気流制御板６３と一体となって動作しても良いし、気流制御板６３に対して設けられる駆動部６１（又は６１０）と同様の駆動部を別途設け、気流制御板６３と別個に動作してもよい。気流制御板１６３〜１６５に駆動部を別途設ける場合には、気流制御板１６３〜１６５は、例えば気流制御板６３が所定位置に配置される前に、ウェハＷの上方の所定の位置に配置されてよく、気流制御板６３が所定位置に配置された後に、ウェハＷの上方の所定の位置に配置されてもよい。例えば、気流制御板６３を所定位置に配置することにより、ウェハ中心側から気流制御板６３のウェハ外周側端部ＰＥ２の外側までの領域におけるレジスト膜の膜厚分布を調整し、次いで気流制御板１６３又は１６５を所定の位置に配置することにより、ウェハ最外周部におけるレジスト膜の膜厚分布を調整することが可能となる。

また、気流制御板１６３〜１６５は、気流制御板６３のウェハ表面からの高さと同じ高さに配置されて良く、異なる高さに配置されてもよい。また、図２０（ｂ）を参照しながら気流制御板６３について説明したように、気流制御板１６３〜１６５の下面とウェハＷの表面との間隔は変化してもよい。さらに、図２０（ｃ）を参照しながら気流制御板６３について説明したように、気流制御板１６３〜１６５がウェハＷの表面に対して傾斜することにより、気流制御板１６３〜１６５の下面とウェハＷの表面との間隔が変化してもよい。また、気流制御板１６３〜１６５の形状は、例えば予備実験により求めたレジスト膜の膜厚分布に基づいて決定することが好ましい。

次に、図２１（ａ）に示す気流制御板６３及び１６３による膜厚均一性の改善結果について説明する。
図２２（ａ）は、固形成分（レジスト）濃度４．０％のレジスト液を用いて、３００ｍｍの直径を有するウェハにレジスト膜を形成したときのレジスト膜のウェハ面内膜厚分布を示すグラフである。横軸は、ウェハの直径方向に沿った位置を示し、縦軸は、膜厚を示している。グラフ中の点線は、比較のために気流制御板６３も気流制御板１６３も用いずに形成したレジスト膜の膜厚分布を示し、実線は、気流制御板６３及び１６３を用いて形成したレジスト膜の膜厚分布を示す。なお、ウェハ表面に供給したレジスト液の量は０．３４ミリリットル（ｍｌ）とした。

このグラフから分かるように、気流制御板６３も気流制御板１６３も用いなかった場合には、レジスト膜の膜厚は、ウェハの中心（０ｍｍ）から外周へ向かう方向に減少し、ウェハの中心から約６０〜７０ｍｍの位置にて最も薄くなった後、ウェハの外周に向かって増加している。これに対して、気流制御板６３及び１６３を用いた場合には、ウェハの中心から約６０〜７０ｍｍの位置における膜厚が増加し、ウェハの外周に近い位置（１２５〜１４０ｍｍの位置）において膜厚が減少している。この結果、膜厚均一性は、気流制御板６３も気流制御板１６３も用いなかった場合における１．２２ｎｍ（最大膜厚−最小膜厚）から、気流制御板６３及び１６３を用いた場合には０．６２ｎｍに改善されている。

なお、気流制御板６３及び１６３を用いた場合、気流制御板６３によりウェハの中心から約６０〜７０ｍｍの位置において膜厚が増加し、気流制御板１６３によりウェハの外周に近い位置において膜厚が減少したと考えることができる。

図２２（ｂ）は、固形成分（レジスト）濃度３．５％のレジスト液を用いて、３００ｍｍの直径を有するウェハにレジスト膜を形成したときのレジスト膜のウェハ面内膜厚分布を、図２２（ａ）と同様に示すグラフである。ウェハ表面に供給したレジスト液の量は０．３３ミリリットル（ｍｌ）とした。

図２２（ｂ）に示す結果では、気流制御板６３及び１６３を使用した場合も使用しない場合も、ウェハの中心から約１１０〜１３５ｍｍまでの位置においてレジスト膜の膜厚が増加している。しかし、ウェハの中心から約７５ｍｍまでの範囲においては、気流制御板６３及び１６３を用いることにより膜厚が増加し、膜厚均一性が改善され得ることがわかる。また、ウェハの中心から約１１０〜１３５ｍｍまでの位置においては、図２２（ａ）に示す結果とは異なり、気流制御板１６３によっても膜厚は減少していないが、少なくとも大幅な増加は認められない。気流制御板１６３に代わり、図２１（ｃ）に示す気流制御板１６５を用いれば、ウェハの中心から約１１０〜１３５ｍｍまでの位置において、より広範囲に気流を制御できるため、膜厚分布の改善が期待される。

以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、気流制御板６３の待機位置は、スピンチャック３１により保持されるウェハＷに対して側方に離れている限りにおいて、スピンチャック３１により保持されるウェハＷの上方の所定位置と同じ高さであってもよく（第１の実施の形態）、その高さよりも高くても低くても良い。また、待機位置は、カップ３３（又はスピンチャック３１により保持されるウェハＷの上面）と同じ高さでもよく、低くてもよい。このような位置は、第３の実施の形態における駆動部６３０により実現でき、また、第１の実施の形態における駆動部６４に対して昇降機構を設けることによっても実現できる。また、待機位置においては気流制御板６３は水平に（第１の実施の形態）又は鉛直に（第３の実施の形態）配置されるに限らず、水平方向に対して所定の角度で傾斜してよい。

また、上記の実施の形態では、被処理基板として半導体ウェハが用いられたが、これに限らず他の基板、例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板について本発明を適用することもできる。

２３ 塗布モジュール
３１ スピンチャック
３２ チャック駆動機構
４３ レジスト液ノズル
６３ 気流制御板
６４、６３０ 駆動部
７０ 制御部

Claims (9)

1. 回転する基板の表面に塗布液を供給し、供給した塗布液を前記基板の外周側に拡散させることによって、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理装置において、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された前記基板を回転させる回転部と、
   前記基板保持部に保持された前記基板の表面に塗布液を供給する供給部と、
   前記基板保持部に保持された前記基板の上方の所定位置に設けられており、前記回転部により回転する前記基板の上方の気流を任意の位置で局所的に変化させる気流制御板と、
   前記所定位置と、前記基板保持部により保持された前記基板に対して側方に離れた待機位置との間で前記気流制御板を移動させる駆動部と、
   前記回転部の動作と前記供給部の動作とを制御する制御部と
   を有し、
   前記制御部は、前記基板に前記供給部により塗布液を供給している間、又は、前記基板に前記供給部により塗布液を供給した後に、前記基板を前記回転部により回転させた状態で、前記気流制御板を前記待機位置から前記所定位置に移動し、前記所定位置に設けられた前記気流制御板により、回転する前記基板の上方の気流を局所的に変化させるように制御するものである、
   塗布処理装置。
2. 前記気流制御板は、前記基板の上方であって前記基板の回転軸から離れた前記所定位置に、前記基板に略平行になるように、設けられたものである、請求項１に記載の塗布処理装置。
3. 前記気流制御板を前記所定位置に配置しているときの前記基板の回転速度が５０〜１００ｒｐｍである、請求項１又は２に記載の塗布処理装置。
4. 前記気流制御板は、矩形平板状に形成されたものである、請求項１から３のいずれかに記載の塗布処理装置。
5. 前記基板保持部に保持された前記基板の上方において前記気流制御板から離間して設けられ、前記回転部により回転する前記基板の上方の気流を任意の位置で局所的に変化させる追加の気流制御板を更に備える、請求項１から４のいずれかに記載の塗布処理装置。
6. 基板上にレジスト膜を含む塗布膜を形成する塗布装置であって、請求項１から５のいずれかに記載される塗布処理装置と、
   前記塗布処理装置により形成された前記塗布膜を、当該塗布膜が露光された後に、現像する現像装置と
   を備えた塗布現像処理システム。
7. 回転する基板の表面に塗布液を供給し、供給された塗布液を前記基板の外周側に拡散させることによって、前記基板の表面に塗布液を塗布する塗布処理方法において、
   前記基板を第１の回転速度で回転させた状態で、前記基板の表面に塗布液を供給する第１の工程と、
   前記第１の工程の後、前記基板を、前記第１の回転速度よりも低い第２の回転速度に減速する時点又は前記第２の回転速度で回転させた状態で塗布液の供給を停止する第２の工程と、
   前記第２の工程の後、前記基板を、前記第２の回転速度よりも高い第３の回転速度で回転させる第３の工程と
   を有し、
   前記基板の表面への塗布液の供給を停止した後、前記基板の上方の所定位置と、前記基板に対して側方に離れた待機位置との間を移動可能に設けられた気流制御板を、前記基板が回転している状態で、駆動部により前記待機位置から前記所定位置に移動させることによって、回転する前記基板の上方の気流を局所的に変化させる、塗布処理方法。
8. 前記第３の工程は、
   前記第３の回転速度で前記基板を回転させる第４の工程と、
   前記第４の工程の後、前記基板を前記第３の回転速度よりも低い第４の回転速度で回転させる第５の工程と
   を含み、
   前記第５の工程において、前記第４の回転速度で基板を回転している間に前記駆動部により前記気流制御板を前記所定位置に配置することにより、回転する前記基板の上方の気流を局所的に変化させる、請求項７に記載の塗布処理方法。
9. 請求項７又は８に記載の塗布処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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