(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022178694
(43)【公開日】2022-12-02
(54)【発明の名称】塗布処理方法および塗布処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20221125BHJP
B05C 11/08 20060101ALI20221125BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 564D
H01L21/30 564C
B05C11/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021085657
(22)【出願日】2021-05-20
(71)【出願人】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100108523
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 雅博
(74)【代理人】
【識別番号】100125704
【弁理士】
【氏名又は名称】坂根 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100187931
【弁理士】
【氏名又は名称】澤村 英幸
(72)【発明者】
【氏名】松 泰司
(72)【発明者】
【氏名】小椋 浩之
(72)【発明者】
【氏名】和田 卓也
(72)【発明者】
【氏名】馬渕 康史
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 優史
(72)【発明者】
【氏名】古川 正晃
【テーマコード（参考）】
4F042
5F146
【Ｆターム（参考）】
4F042AA06
4F042AB00
4F042EB09
4F042EB13
4F042EB17
5F146JA09
5F146JA24
(57)【要約】
【課題】塗布膜の厚みによらず膜厚分布を低コストで均一化することが可能な塗布処理方法および塗布処理装置を提供する。
【解決手段】基板の下面中央部が回転保持部により水平姿勢で保持される。保持された基板が鉛直軸の周りで回転する。回転する基板の上面に塗布液が供給される。基板が回転する状態で、塗布液の供給が終了した第１の時点ｔ４の経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点ｔ８までの液流動期間のうち第２の時点ｔ８よりも前の液供給期間ｐ２中に、回転する基板の下面のうち下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液が供給される。
【選択図】図５
【解決手段】基板の下面中央部が回転保持部により水平姿勢で保持される。保持された基板が鉛直軸の周りで回転する。回転する基板の上面に塗布液が供給される。基板が回転する状態で、塗布液の供給が終了した第１の時点ｔ４の経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点ｔ８までの液流動期間のうち第２の時点ｔ８よりも前の液供給期間ｐ２中に、回転する基板の下面のうち下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液が供給される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転保持部により基板の下面中央部が吸着された基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させるステップと、
前記回転保持部により回転される基板の上面に塗布液を供給するステップと、
前記回転保持部により保持された基板が回転する状態で、塗布液の供給が終了した第１の時点経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点までの液流動期間のうち前記第２の時点よりも前の液供給期間中に、前記回転保持部により回転される基板の下面のうち前記下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液を供給するステップとを含む、塗布処理方法。
前記回転保持部により回転される基板の上面に塗布液を供給するステップと、
前記回転保持部により保持された基板が回転する状態で、塗布液の供給が終了した第１の時点経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点までの液流動期間のうち前記第２の時点よりも前の液供給期間中に、前記回転保持部により回転される基板の下面のうち前記下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液を供給するステップとを含む、塗布処理方法。
【請求項2】
前記第２の時点は、前記第１の時点経過後基板の前記上面に供給された塗布液の表面に発生する干渉縞が消滅する時点である、請求項１記載の塗布処理方法。
【請求項3】
前記液供給期間の長さは、１０秒以下である、請求項１または２記載の塗布処理方法。
【請求項4】
前記回転させるステップは、前記第１の時点の経過後前記第２の時点よりも前の第３の時点にかけて基板の前記上面に供給された塗布液が基板の前記上面全体を覆うように基板を回転させることを含み、
前記液供給期間の開始時点は、前記第３の時点から５秒経過するまでの時間内に定められる、請求項１～３のいずれか一項に記載の塗布処理方法。
前記液供給期間の開始時点は、前記第３の時点から５秒経過するまでの時間内に定められる、請求項１～３のいずれか一項に記載の塗布処理方法。
【請求項5】
前記下面環状部は、前記回転保持部により回転される基板の前記下面のうち基板の外周端部を含む環状の下面周縁部と前記下面中央部との間に位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載の塗布処理方法。
【請求項6】
基板の下面中央部を吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、
前記回転保持部により回転される基板の上面に塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記回転保持部により回転される基板の下面のうち前記下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液を供給するリンス液供給部と、
前記回転保持部により保持された基板が回転する状態で、基板の前記上面に塗布液が供給され、塗布液の供給が終了した第１の時点経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点までの液流動期間のうち前記第２の時点よりも前の液供給期間中にリンス液が基板の前記下面環状部に供給されるように前記回転保持部、前記塗布液供給部および前記リンス液供給部を制御する制御部とを備える、塗布処理装置。
前記回転保持部により回転される基板の上面に塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記回転保持部により回転される基板の下面のうち前記下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液を供給するリンス液供給部と、
前記回転保持部により保持された基板が回転する状態で、基板の前記上面に塗布液が供給され、塗布液の供給が終了した第１の時点経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点までの液流動期間のうち前記第２の時点よりも前の液供給期間中にリンス液が基板の前記下面環状部に供給されるように前記回転保持部、前記塗布液供給部および前記リンス液供給部を制御する制御部とを備える、塗布処理装置。
【請求項7】
前記第２の時点は、前記第１の時点経過後基板の前記上面に供給された塗布液の表面に発生する干渉縞が消滅する時点である、請求項６記載の塗布処理装置。
【請求項8】
前記液供給期間の長さは、１０秒以下である、請求項６または７記載の塗布処理装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記第１の時点の経過後前記第２の時点よりも前の第３の時点にかけて基板の前記上面に供給された塗布液が基板の前記上面全体を覆うように前記回転保持部を制御し、
前記液供給期間の開始時点は、前記第３の時点から５秒経過するまでの時間内に定められる、請求項６～８のいずれか一項に記載の塗布処理装置。
前記液供給期間の開始時点は、前記第３の時点から５秒経過するまでの時間内に定められる、請求項６～８のいずれか一項に記載の塗布処理装置。
【請求項10】
前記下面環状部は、前記回転保持部により回転される基板の前記下面のうち基板の外周端部を含む環状の下面周縁部と前記下面中央部との間に位置する、請求項６～９のいずれか一項に記載の塗布処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に塗布膜を形成する塗布処理方法および塗布処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられる。
【0003】
基板処理装置の一例として、基板の上面にレジスト膜または反射防止膜等の塗布膜を形成する塗布処理装置がある。塗布処理装置においては、例えば一枚の基板がスピンチャックにより水平姿勢で保持される。また、スピンチャックにより保持された基板が回転する。回転する基板の上面に対して、形成されるべき塗布膜の種類に応じた塗布液が供給される。基板上に供給された塗布液は、遠心力により基板の上面全体に広がる。基板上の塗布液が乾燥することにより塗布膜が形成される。
【0004】
塗布処理装置において基板上に形成される塗布膜の厚みは、基板の全体にわたって均一であることが好ましい。基板上に塗布膜が形成される過程で基板上に広がる塗布液の温度分布に大きなばらつきがあると、膜厚分布を均一化することは難しい。そこで、基板の上面への塗布液の供給時または供給後に、基板の下面に温度調整用の液体（温調液）を供給することにより、基板および基板上の塗布液の温度を調整する塗布処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、温度調整用の液体としてシンナー等の溶剤を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０００－１１４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
近年、デバイスの高密度化および高集積化に伴い、基板上に形成される塗布膜の厚みをより大きくすることが求められている。大きい厚みを有する塗布膜を形成するために、高粘度の塗布液が用いられる。このような高粘度の塗布液は、低粘度の塗布液に比べて基板上で広がりにくい。また、大きい厚みを有する塗布膜の形成時には、小さい厚みを有する塗布膜の形成時に比べて、乾燥に要する時間が長くなる。
【0007】
そのため、高粘度の塗布液を用いて大きな厚みを有する塗布膜を形成する塗布処理においては、長時間に渡って基板および基板上の塗布液の温度を調整する必要がある。しかしながら、基板の下面に長時間に渡って継続して温度調整用の液体を供給すると、塗布処理のコストが高くなる。
【0008】
本発明の目的は、塗布膜の厚みによらず膜厚分布を低コストで均一化することが可能な塗布処理方法および塗布処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）第１の発明に係る塗布処理方法は、回転保持部により基板の下面中央部が吸着された基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させるステップと、回転保持部により回転される基板の上面に塗布液を供給するステップと、回転保持部により保持された基板が回転する状態で、塗布液の供給が終了した第１の時点経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点までの液流動期間のうち第２の時点よりも前の液供給期間中に、回転保持部により回転される基板の下面のうち下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液を供給するステップとを含む。
【0010】
その塗布処理方法においては、回転する基板の上面に塗布液が供給される。基板の上面に供給された塗布液は、遠心力により基板の上面を流れる。液供給期間中に基板の下面環状部にリンス液が供給される。液供給期間中に基板に供給されたリンス液の少なくとも一部は、液供給期間の経過後第２の時点が経過するまでの間に気化する。この場合、基板の下面環状部の温度が、リンス液の気化に伴って発生する気化熱により高い効率で調整される。
【0011】
基板の下面環状部の温度が適切に調整されることにより、基板の半径方向に流れる塗布液の移動状態に局所的な変化が生じることを抑制することができる。それにより、基板上に形成される塗布膜の厚みを均一化することができる。したがって、塗布膜の厚みを均一化するために、液流動期間中継続して温度調整用の液体を基板に供給する必要がない。その結果、塗布膜の厚みによらず膜厚分布を低コストで均一化することが可能になる。
【0012】
（２）第２の時点は、第１の時点経過後基板の上面に供給された塗布液の表面に発生する干渉縞が消滅する時点であってもよい。この場合、干渉縞の発生および消滅の状態を予め確認しておくことにより、液供給期間を容易かつ適切に設定することができる。
【0013】
（３）液供給期間の長さは、１０秒以下であってもよい。これにより、リンス液の消費量をさらに低減することができる。また、基板の温度をより適切に調整することができる。
【0014】
（４）回転させるステップは、第１の時点の経過後第２の時点よりも前の第３の時点にかけて基板の上面に供給された塗布液が基板の上面全体を覆うように基板を回転させることを含み、液供給期間の開始時点は、第３の時点から５秒経過するまでの時間内に定められてもよい。これにより、基板の温度をより適切に調整することができる。
【0015】
（５）下面環状部は、回転保持部により回転される基板の下面のうち基板の外周端部を含む環状の下面周縁部と下面中央部との間に位置してもよい。これにより、基板の下面中央部の周辺に位置する部分の温度をより適切に調整することができる。
【0016】
（６）第２の発明に係る塗布処理装置は、基板の下面中央部を吸着することにより基板を水平姿勢で保持しつつ鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、回転保持部により回転される基板の上面に塗布液を供給する塗布液供給部と、回転保持部により回転される基板の下面のうち下面中央部を取り囲む下面環状部の少なくとも一部に揮発性のリンス液を供給するリンス液供給部と、回転保持部により保持された基板が回転する状態で、基板の上面に塗布液が供給され、塗布液の供給が終了した第１の時点経過後基板上の塗布液の流動性がなくなる第２の時点までの液流動期間のうち第２の時点よりも前の液供給期間中にリンス液が基板の下面環状部に供給されるように回転保持部、塗布液供給部およびリンス液供給部を制御する制御部とを備える。
【0017】
その塗布処理装置においては、回転する基板の上面に塗布液が供給される。基板の上面に供給された塗布液は、遠心力により基板の上面を流れる。その後、液供給期間中に基板の下面環状部にリンス液が供給される。液供給期間中に基板に供給されたリンス液の少なくとも一部は、液供給期間の経過後第２の時点が経過するまでの間に気化する。この場合、基板の下面環状部の温度が、リンス液の気化に伴って発生する気化熱により高い効率で調整される。
【0018】
基板の下面環状部の温度が適切に調整されることにより、基板の半径方向に流れる塗布液の移動状態に局所的な変化が生じることを抑制することができる。それにより、基板上に形成される塗布膜の厚みを均一化することができる。したがって、塗布膜の厚みを均一化するために、液流動期間中継続して温度調整用の液体を基板に供給する必要がない。その結果、塗布膜の厚みによらず膜厚分布を低コストで均一化することが可能になる。
【0019】
（７）第２の時点は、第１の時点経過後基板の上面に供給された塗布液の表面に発生する干渉縞が消滅する時点であってもよい。この場合、干渉縞の発生および消滅の状態を予め確認しておくことにより、液供給期間を容易かつ適切に設定することができる。
【0020】
（８）液供給期間の長さは、１０秒以下であってもよい。これにより、リンス液の消費量をさらに低減することができる。また、基板の温度をより適切に調整することができる。
【0021】
（９）制御部は、第１の時点の経過後第２の時点よりも前の第３の時点にかけて基板の上面に供給された塗布液が基板の上面全体を覆うように回転保持部を制御し、液供給期間の開始時点は、第３の時点から５秒経過するまでの時間内に定められてもよい。これにより、基板の温度をより適切に調整することができる。
【0022】
（１０）下面環状部は、回転保持部により回転される基板の下面のうち基板の外周端部を含む環状の下面周縁部と下面中央部との間に位置してもよい。これにより、基板の下面中央部の周辺に位置する部分の温度をより適切に調整することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、塗布膜の厚みによらず膜厚分布を低コストで均一化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の一実施の形態に係る塗布処理装置の模式的断面図である。
【図3】膜厚分布にばらつきが生じたレジスト膜の一例を示す平面図である。
【図5】本発明の一実施の形態に係る塗布処理の具体例を説明するための図である。
【図6】好ましいリンス開始時点を確認するための塗布処理が施された３つの基板のレジスト膜の膜厚分布を示す図である。
【図7】好ましい液供給期間の長さを確認するための塗布処理が施された６つの基板のレジスト膜の膜厚分布を示す図である。
【図8】好ましい液供給期間の長さを確認するために塗布処理が施された６つの基板のレジスト膜の膜厚分布の均一性を示す図である。
【図9】基板の外側環状部分へのリンス液の供給によりレジスト膜の膜厚を調整することが可能であるか否かを確認するための塗布処理が施された８つの基板のレジスト膜の膜厚分布を示す図である。
【図10】他の実施の形態に係る塗布処理装置の一構成例を示す模式的断面図である。
【図11】他の実施の形態に係る塗布処理装置の他の構成例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の一実施の形態に係る塗布処理方法および塗布処理装置について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、基板とは、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。また、本実施の形態では、基板の上面が回路形成面（表面）であり、基板の下面が回路形成面と反対側の面（裏面）である。さらに、本実施の形態では、基板は、平面視でノッチの形成部分を除いて円形状を有する。
【0026】
［１］塗布処理装置の全体構成
図１は本発明の一実施の形態に係る塗布処理装置の模式的断面図であり、図２は図１の塗布処理装置１の模式的平面図である。図２では、図１の塗布処理装置１の複数の構成要素のうち一部の構成要素の図示が省略されている。また、図２では、図１の基板Ｗが一点鎖線で示される。
図１は本発明の一実施の形態に係る塗布処理装置の模式的断面図であり、図２は図１の塗布処理装置１の模式的平面図である。図２では、図１の塗布処理装置１の複数の構成要素のうち一部の構成要素の図示が省略されている。また、図２では、図１の基板Ｗが一点鎖線で示される。
【0027】
図１に示すように、本実施の形態に係る塗布処理装置１は、主として回転保持装置１０、液供給装置２０および制御部３０を備える。回転保持装置１０は、基板Ｗの下面中央部を吸着保持しつつ回転させることが可能に構成される。
【0028】
液供給装置２０は、レジストノズル２１および塗布液供給系２２を含む。塗布液供給系２２は、レジストノズル２１に塗布液としてレジスト液を供給する。レジストノズル２１は、回転保持装置１０により保持される基板Ｗの側方の位置と基板Ｗの上方の位置との間を移動可能に設けられる。レジストノズル２１は、回転保持装置１０により吸着保持されて回転する基板Ｗの上方の位置にある状態で、塗布液供給系２２から供給されたレジスト液を基板Ｗの上面に吐出する。制御部３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、回転保持装置１０および液供給装置２０の動作を制御する。
【0029】
回転保持装置１０の具体的な構成について説明する。回転保持装置１０は、吸着保持部１１、回転軸１２、回転駆動部１３、吸引装置１４、カップ１５、排液案内管１６、複数の下面ノズル１７およびリンス液供給系１８を含む。
【0030】
吸着保持部１１は、基板Ｗの下面中央部を吸着保持する円形の上面１１ｕを有し、上下方向に延びる回転軸１２の上端部に取り付けられている。吸着保持部１１の上面１１ｕには、多数の吸引孔ｈ（図２）が形成されている。回転駆動部１３は、回転軸１２をその軸心の周りで回転させる。
【0031】
図１に太い点線で示すように、吸着保持部１１および回転軸１２の内部には、吸気経路ｖｐが形成されている。吸気経路ｖｐは、吸引装置１４に接続されている。吸引装置１４は、例えばアスピレータ等の吸引機構を含み、吸気経路ｖｐおよび多数の吸引孔ｈを通して吸着保持部１１の上面１１ｕ上の空間の雰囲気を吸引し、塗布処理装置１の外部に排出する。
【0032】
図２に示すように、カップ１５は、平面視で吸着保持部１１の周囲を取り囲むように設けられるとともに、図示しない昇降機構により上下方向における複数の位置に移動可能に構成される。図１に示すように、カップ１５は、底部１５ｘおよび外周壁部１５ｙを含む。底部１５ｘは、略円環形状を有する。底部１５ｘの内周端部は所定高さ分上方に向かって屈曲している。外周壁部１５ｙは、底部１５ｘの外周端部から所定高さ分上方に延び、屈曲し、さらに吸着保持部１１に向かって斜め上方に延びるように形成されている。
【0033】
カップ１５の底部１５ｘには、ドレイン１５ｄが形成されている。底部１５ｘにおけるドレイン１５ｄの形成部分には、排液案内管１６が取り付けられている。排液案内管１６の下端部は図示しない排液系に接続されている。
【0034】
図２に示すように、平面視でカップ１５の外周壁部１５ｙの内周端部と吸着保持部１１の外周端部との間には、複数の下面ノズル１７が設けられている。本例では、４つの下面ノズル１７が設けられている。複数の下面ノズル１７は、平面視で吸着保持部１１を取り囲むように吸着保持部１１の中心を基準として等角度間隔で配置されている。各下面ノズル１７の上端部には、上方に向く液吐出口１７ｂが設けられている。
【0035】
図１に示すように、各下面ノズル１７の液吐出口１７ｂは、吸着保持部１１の外周端部近傍の位置で、吸着保持部１１により吸着保持される基板Ｗの下面に対向する。より具体的には、各下面ノズル１７は、平面視で、吸着保持部１１の半径方向において吸着保持部１１の外周端部から５ｍｍ～８０ｍｍ程度離間した位置に設けられる。なお、塗布処理装置１は、図示しない筐体内に回転保持装置１０および液供給装置２０が収容された構成を有する。下面ノズル１７は、例えば塗布処理装置１の筐体に固定される。下面ノズル１７は、リンス液供給系１８から供給されるリンス液を、液吐出口１７ｂから基板Ｗの下面に吐出する。本実施の形態では、リンス液としては、後述するレジスト膜を溶解可能な揮発性の溶剤（シンナー等）が用いられる。
【0036】
上記の構成を有する塗布処理装置１について、塗布処理時の動作の概要を説明する。基板Ｗの塗布処理が開始される際には、まず吸着保持部１１により基板Ｗが水平姿勢で保持される。さらに、基板Ｗが回転される。このとき、吸着保持部１１および基板Ｗの温度は、室温（例えば２３℃）である。
【0037】
また、水平方向において外周壁部１５ｙの内周面が基板Ｗの外周端部に対向するように、カップ１５が上下方向に位置決めされる。この状態で、レジストノズル２１が図示しないノズル移動装置により基板Ｗの上方に移動する。また、レジストノズル２１から基板Ｗの上面に所定量のレジスト液が吐出される。それにより、回転する基板Ｗの上面にレジスト液が塗布される。このとき、レジストノズル２１から基板Ｗに供給されるレジスト液の温度は、室温（例えば２３℃）である。また、基板Ｗ上に塗布されるレジスト液の粘度は、室温（例えば２３℃）で１ｃＰ以上２００００ｃＰ以下である。
【0038】
回転する基板Ｗから外方に飛散するレジスト液は、カップ１５の外周壁部１５ｙの内周面により受け止められる。受け止められたレジスト液は、カップ１５の底部１５ｘに収集され、ドレイン１５ｄから排液案内管１６を通して図示しない排液系に導かれる。上記のように、基板Ｗの塗布処理のうち基板Ｗの上面全体にレジスト液を塗布する工程、すなわち基板Ｗの上面全体にレジスト液の液膜を形成する工程を液膜形成工程と呼ぶ。
【0039】
次に、レジストノズル２１から基板Ｗへのレジスト液の吐出が停止された状態で、基板Ｗの回転が継続されることにより、基板Ｗの上面に塗布されたレジスト液のうち余分なレジスト液が振り切られる。また、基板Ｗ上に残留するレジスト液の液膜が乾燥する。それにより、基板Ｗの上面にレジスト膜が形成される。本実施の形態で基板Ｗ上に形成されるレジスト膜の厚みは、２０ｎｍ以上２００００ｎｍ以下である。上記のように、基板Ｗの塗布処理のうち基板Ｗの上面に塗布されたレジスト液の液膜を乾燥させる工程を液膜乾燥工程と呼ぶ。液膜乾燥工程では、特定の期間中に複数の下面ノズル１７から基板Ｗの下面にリンス液が吐出される。この理由については後述する。
【0040】
基板Ｗの上面にレジスト膜が形成された後、基板Ｗの下面に付着したレジスト液またはレジスト膜を除去するために、複数の下面ノズル１７から基板Ｗの下面に向けてリンス液が吐出される。各下面ノズル１７から基板Ｗに供給されるリンス液の温度は、吸着保持部１１の温度（本例では室温）以上である。
【0041】
その後、各下面ノズル１７から基板Ｗへのリンス液の吐出が停止される。この状態で、基板Ｗの回転が継続されることにより、基板Ｗの下面に塗布されたリンス液が乾燥する。それにより、基板Ｗの下面に付着したレジスト液またはレジストの固形物が除去される。塗布処理装置１の上記の一連の動作によりレジスト膜が形成された基板Ｗは、塗布処理装置１から搬出され、図示しない露光装置により露光処理が施される。
【0042】
［２］塗布処理において発生するレジスト膜の膜厚分布のばらつき
塗布処理中の液膜乾燥工程では、基板Ｗの温度分布および基板Ｗを取り囲む空間に発生する気流の強さに起因して、基板Ｗ上のレジスト液の乾燥状態にばらつきが生じる。それにより、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜の膜厚分布にばらつきが生じる。図３は、膜厚分布にばらつきが生じたレジスト膜の一例を示す平面図である。図３では、基板Ｗのうち吸着保持部１１により吸着保持される部分（以下、接触部分と呼ぶ。）の外縁が太い点線で示される。図３の平面図においては、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２が、そのレジスト膜Ｒ２の厚みに応じた濃度のドットパターンで示される。ドットパターンの濃度が高い部分はレジスト膜Ｒ２の厚みが大きいことを表し、ドットパターンの濃度が低い部分はレジスト膜Ｒ２の厚みが小さいことを表す。
塗布処理中の液膜乾燥工程では、基板Ｗの温度分布および基板Ｗを取り囲む空間に発生する気流の強さに起因して、基板Ｗ上のレジスト液の乾燥状態にばらつきが生じる。それにより、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜の膜厚分布にばらつきが生じる。図３は、膜厚分布にばらつきが生じたレジスト膜の一例を示す平面図である。図３では、基板Ｗのうち吸着保持部１１により吸着保持される部分（以下、接触部分と呼ぶ。）の外縁が太い点線で示される。図３の平面図においては、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２が、そのレジスト膜Ｒ２の厚みに応じた濃度のドットパターンで示される。ドットパターンの濃度が高い部分はレジスト膜Ｒ２の厚みが大きいことを表し、ドットパターンの濃度が低い部分はレジスト膜Ｒ２の厚みが小さいことを表す。
【0043】
図４は、図３の膜厚分布のばらつきの発生について推定されるメカニズムを説明するための断面図である。図４では、上下に２つの断面図が示される。それらの断面図においては、図３のレジスト膜Ｒ２の例と同様に、基板Ｗ上に形成されるレジスト液Ｒ１の液膜およびレジスト膜Ｒ２が、それらの厚みに応じた濃度のドットパターンで示される。
【0044】
塗布処理装置１は、基本的にクリーンルーム内に収容される。塗布処理装置１を取り囲む空間には、所定温度（例えば２３℃）に維持された清浄な空気の下降気流（ダウンフロー）が形成される。それにより、図４の上段に白抜きの矢印で示すように、塗布処理中の基板Ｗには上方から継続して空気が吹き付けられる。
【0045】
液膜乾燥工程において、基板Ｗ上に塗布されたレジスト液Ｒ１の一部（レジスト液Ｒ１の液膜の上層部分）は、基板Ｗの中心から外周端部に向かって広がり、基板Ｗの外方に飛散する。ここで、本例のレジスト液は、揮発性の溶剤を含む。そのため、図４の上段に太い実線の矢印で示すように、基板Ｗ上に塗り広げられたレジスト液ＲＬの溶剤は気化する。このとき、上方の位置から基板Ｗに向かう下降気流は、レジスト液Ｒ１の溶剤の気化、すなわちレジスト液Ｒ１の液膜の乾燥を促進する。
【0046】
基板Ｗのうち吸着保持部１１に接触しない部分（以下、非接触部分と呼ぶ。）の熱容量は、接触部分の熱容量よりも小さい。そのため、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の溶剤の気化が促進されると、気化熱の影響により、接触部分に比べて非接触部分の温度が低下する。
【0047】
レジスト液は、温度が低いほど乾燥（硬化）に要する時間が長くなる。そのため、非接触部分上に塗り広げられるレジスト液Ｒ１は、基板Ｗが回転することにより比較的流動しやすい状態にある。しかしながら、実際には、非接触部分であっても、基板Ｗの外周端部およびその近傍の部分では、周囲の空間に強い気流が発生することによりレジスト液Ｒ１の溶剤の気化が促進され、レジスト液Ｒ１が硬化しやすい。
【0048】
したがって、最終的には、図４の下段に示すように、基板Ｗの非接触部分のうち接触部分の近傍に形成されるレジスト膜Ｒ２の厚みが、接触部分に形成される液膜の厚みよりも小さくなる。また、基板Ｗの非接触部分のうち基板Ｗの外周端部の近傍に形成されるレジスト膜の厚みが、基板Ｗの接触部分に形成されるレジスト膜の厚みと同じかまたはそれよりも大きくなる。
【0049】
図３および図４の膜厚分布のばらつきの発生を抑制するために、本実施の形態では、液膜乾燥工程における特定の期間中に複数の下面ノズル１７から基板Ｗの非接触部分の下面に揮発性のリンス液が連続的に供給される。そのリンス液は、基板Ｗに接触する時点で吸着保持部１１の温度（本例では室温）以上の温度を有する。以下の説明では、この特定の期間を液供給期間と呼ぶ。液供給期間は、液膜乾燥工程の開始時点以降で基板Ｗ上のレジスト液の流動性がなくなる時点までの期間内に設定される。
【0050】
［３］塗布処理装置１による塗布処理の具体例
図５は、本発明の一実施の形態に係る塗布処理の具体例を説明するための図である。図５では、図１の塗布処理装置１による塗布処理中の基板Ｗの回転速度の変化がグラフによって示される。図５のグラフにおいて、縦軸は基板Ｗの回転速度を表し、横軸は時間を表す。
図５は、本発明の一実施の形態に係る塗布処理の具体例を説明するための図である。図５では、図１の塗布処理装置１による塗布処理中の基板Ｗの回転速度の変化がグラフによって示される。図５のグラフにおいて、縦軸は基板Ｗの回転速度を表し、横軸は時間を表す。
【0051】
なお、基板Ｗの回転速度は、制御部３０が図１の回転駆動部１３を制御することにより調整される。また、基板Ｗの上面Ｓ１に対するレジスト液Ｒ１の供給および停止は、制御部３０が図１の塗布液供給系２２を制御することにより行われる。さらに、基板Ｗの下面に対するリンス液の供給および停止は、制御部３０が図１のリンス液供給系１８を制御することにより行われる。
【0052】
塗布処理装置１による塗布処理の初期状態においては、未処理の基板Ｗが、図１の吸着保持部１１により水平姿勢で吸着保持される。このとき、基板Ｗの回転速度は０に維持される。さらに、カップ１５の外周壁部１５ｙの内周面が基板Ｗの外周端部に対向するように、カップ１５が上下方向に位置決めされる。
【0053】
図５に示すように、塗布処理が開始されると、まず基板Ｗの回転速度が０からｓ１まで上昇する。また、基板Ｗの回転速度がｓ１で維持される。回転速度ｓ１は、例えば０ｒｐｍ以上２０００ｒｐｍ以下の範囲内に設定される。その後、時点ｔ１から液膜形成工程が開始される。なお、塗布処理の開始時点から時点ｔ１までの期間には、基板Ｗの上面を改質させるために基板Ｗの上面上に溶剤が供給されてもよい。この処理は、いわゆるプリウェットである。
【0054】
液膜形成工程においては、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間ｐ１で、回転する基板Ｗの上面に所定量のレジスト液が供給される。このとき、時点ｔ１から時点ｔ３およびｔ４よりも前の時点ｔ２にかけて基板Ｗの回転速度がｓ１よりも高いｓ２まで上昇する。回転速度ｓ２は、例えば１０００ｒｐｍ以上４５００ｒｐｍ以下の範囲内に設定される。それにより、基板Ｗの上面の中央部に一定の広がりを有するレジスト液Ｒ１のコア（塊）が形成される。また、時点ｔ２から一定期間の経過後、基板Ｗの回転速度がｓ１に戻され、時点ｔ３から時点ｔ４までの間、基板Ｗの回転速度がｓ１で維持される。それにより、時点ｔ３から時点ｔ４にかけてレジスト液Ｒ１のコアが整形される。
【0055】
次に、基板Ｗへのレジスト液Ｒ１の供給が停止された状態で、時点ｔ４から時点ｔ５にかけて基板Ｗの回転速度がｓ１からｓ２まで上昇する。また、時点ｔ５から一定期間の経過後、時点ｔ６にかけて基板Ｗの回転速度がｓ１よりも高くｓ２よりも低いｓ３まで下降する。回転速度ｓ３は、例えば４００ｒｐｍ以上２５００ｒｐｍ以下の範囲内に設定される。
【0056】
上記の時点ｔ４から時点ｔ６にかけて基板Ｗの中心から外周端部に向けてレジスト液Ｒ１が広がる。それにより、時点ｔ６では、基板Ｗの上面全体にレジスト液Ｒ１の液膜が形成され、液膜形成工程が終了する。
【0057】
次に、液膜乾燥工程が開始される。液膜乾燥工程では、時点ｔ６から時点ｔ９にかけて基板Ｗの回転速度がｓ３で維持される。ここで、時点ｔ９においては、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１全体が乾燥することにより液膜乾燥工程が終了するものとする。
【0058】
液膜乾燥工程の初期の段階では、基板Ｗ上に供給されたレジスト液Ｒ１の一部（レジスト液Ｒ１の液膜の上層部分）は、基板Ｗの中心から外周端部に向かって広がり、基板Ｗの外方に飛散する。その後、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の溶剤成分の一部が気化することによりレジスト液Ｒ１の流動性がなくなると、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の液膜の厚みがレジスト膜Ｒ２の厚みとしてほぼ決定される。そのため、基板Ｗ上のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を均一化するためには、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の流動性がなくなる時点よりも前に、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２の厚みを調整するための処理を行う必要がある。
【0059】
そこで、図５の例では、時点ｔ６の経過後で基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の流動性がなくなる時点を時点ｔ８と定義した上で、時点ｔ６から時点ｔ８よりも前の時点ｔ７までの期間ｐ２において、基板Ｗの下面の非接触部分にリンス液が連続的に供給される。この期間ｐ２は、上記の液供給期間に相当する。以下の説明では、レジスト液Ｒ１の流動性がなくなる時点ｔ８を、適宜膜厚プロファイル決定時点と呼ぶ。
【0060】
上記のように、リンス液は、吸着保持部１１の温度（本例では室温）以上の温度を有する。そのため、液供給期間（期間ｐ２）においては、基板Ｗの非接触部分の温度が一時的に上昇する。基板Ｗの温度が上昇する部分では、レジスト液Ｒ１の温度が上昇してレジスト液Ｒ１の流動性が低下することにより、レジスト膜Ｒ２が厚くなる傾向がある。それにより、基板Ｗの非接触部分のうち接触部分の近傍に形成されるレジスト膜Ｒ２の厚みが接触部分に形成されるレジスト膜Ｒ２に比べて小さくなることが抑制される。
【0061】
また、液膜乾燥工程においては、液供給期間（期間ｐ２）の経過後膜厚プロファイル決定時点（時点ｔ８）よりも前に、基板Ｗの下面に供給されたリンス液が気化する。それにより、一時的に上昇した基板Ｗの非接触部分の温度が、リンス液の気化熱により調整される。このようにして、基板Ｗの非接触部分の温度が、時点ｔ６から時点ｔ８にかけて局所的に調整される。その結果、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１が流動しなくなる膜厚プロファイル決定時点（時点ｔ８）が経過するまでの間に、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の膜厚分布を均一にすることができる。
【0062】
なお、室温（例えば２３℃）で６０ｃＰ程度の粘度を有するレジスト液Ｒ１を用いて基板Ｗ上に４．５μｍ程度の厚みを有するレジスト膜Ｒ２を形成する場合を考える。この場合、時点ｔ６から時点ｔ９までの液膜乾燥工程の期間の長さは、例えば３０秒以上９０秒以下に設定される。また、時点ｔ６から時点ｔ７までの液供給期間（期間ｐ２）の長さは、例えば１秒以上５秒以下に設定される。
【0063】
液膜乾燥工程のうち時点ｔ８から時点ｔ９までの期間においては、基板Ｗ上で流動しないレジスト液Ｒ１の溶剤成分の気化が継続して促進される。それにより、液膜形成工程の終了時点で基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１が乾燥する。すなわち、基板Ｗ上にレジスト膜Ｒ２が形成される。
【0064】
次に、時点ｔ９から時点ｔ１１にかけて、基板Ｗの下面の被接触部分に再度リンス液が供給される。このとき、時点ｔ９から時点ｔ１１よりも前の時点ｔ１０にかけて基板Ｗの回転速度がｓ３よりも低いｓ４まで低下し、一定期間維持される。さらにその後、基板Ｗへの溶剤の供給が停止され、基板Ｗの回転速度がｓ４よりも高くｓ３よりも低いｓ５に変更され、一定期間維持される。
【0065】
上記の時点ｔ９から時点ｔ１１にかけての処理は、いわゆるバックリンスである。バックリンスによれば、基板Ｗの下面に付着したレジスト液Ｒ１またはレジストの固形物が溶剤により除去される。
【0066】
最後に、時点ｔ１１から時点ｔ１２にかけて、基板Ｗに処理液（リンス液およびレジスト液等）が供給されない状態で基板Ｗの回転速度が段階的に調整される。それにより、基板Ｗの全体が乾燥し、塗布処理が終了する。
【0067】
［４］液供給期間（期間ｐ２）の終了時点
上記のように、液供給期間（期間ｐ２）の終了時点（時点ｔ７）は、膜厚プロファイル決定時点（時点ｔ８）よりも前に定められる。ここで、例えば図５の例において、液膜乾燥工程の間、基板Ｗの回転速度をｓ３で一定に維持する場合には、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の全体の流動性がなくなる前に、液膜の上層部分を流動するレジスト液Ｒ１により干渉縞が発生する。この干渉縞は、基板Ｗの回転速度およびレジスト液Ｒ１の種類によって視認することが可能である。
上記のように、液供給期間（期間ｐ２）の終了時点（時点ｔ７）は、膜厚プロファイル決定時点（時点ｔ８）よりも前に定められる。ここで、例えば図５の例において、液膜乾燥工程の間、基板Ｗの回転速度をｓ３で一定に維持する場合には、基板Ｗ上のレジスト液Ｒ１の全体の流動性がなくなる前に、液膜の上層部分を流動するレジスト液Ｒ１により干渉縞が発生する。この干渉縞は、基板Ｗの回転速度およびレジスト液Ｒ１の種類によって視認することが可能である。
【0068】
そのため、基板Ｗ上に発生する干渉縞が消滅する時点は、膜厚プロファイル決定時点とみなすことができる。したがって、上記の干渉縞を確認することが可能である場合、液供給期間（期間ｐ２）の終了時点は、液膜乾燥工程が開始された後、基板Ｗ上に発生する干渉縞が消滅するよりも前の時点となるように定めることが好ましい。
【0069】
［５］液膜乾燥工程におけるリンス液の供給開始時点
本発明者らは、液膜乾燥工程におけるリンス液の供給開始時点として好ましい時点が存在するか否かを確認するために、３つの塗布処理方法で３枚の基板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３にレジスト膜Ｒ２を形成した。３つの塗布処理方法は、液膜乾燥工程におけるリンス液の供給開始時点が互いに異なる点を除いて、基本的に図５の塗布処理方法と同じである。以下の説明では、液膜乾燥工程において基板Ｗにリンス液を供給する開始時点をリンス開始時点と呼ぶ。
本発明者らは、液膜乾燥工程におけるリンス液の供給開始時点として好ましい時点が存在するか否かを確認するために、３つの塗布処理方法で３枚の基板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３にレジスト膜Ｒ２を形成した。３つの塗布処理方法は、液膜乾燥工程におけるリンス液の供給開始時点が互いに異なる点を除いて、基本的に図５の塗布処理方法と同じである。以下の説明では、液膜乾燥工程において基板Ｗにリンス液を供給する開始時点をリンス開始時点と呼ぶ。
【0070】
具体的には、本発明者らは、基板Ｗ１について液膜乾燥工程の開始時点（図５の時点ｔ６）から３秒後の時点をリンス開始時点として塗布処理を行った。また、本発明者らは、基板Ｗ２について液膜乾燥工程の開始時点から６秒後の時点をリンス開始時点として塗布処理を行った。さらに、本発明者らは、基板Ｗ３について液膜乾燥工程の開始時点から９秒後の時点をリンス開始時点として塗布処理を行った。基板Ｗ１～Ｗ３は共通の外形を有する。なお、これらの基板Ｗ１～Ｗ３の塗布処理においては、液供給期間の長さを６秒とした。
【0071】
その後、本発明者らは、塗布処理後の基板Ｗ１～Ｗ３について、各基板の中心を通る直線上のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を測定した。図６は、好ましいリンス開始時点を確認するための塗布処理が施された３つの基板Ｗ１～Ｗ３のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を示す図である。
【0072】
図６では、基板Ｗ１～Ｗ３のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布がグラフによって示される。図６のグラフにおいては、縦軸がレジスト膜Ｒ２の膜厚を表し、横軸が各基板Ｗ１～Ｗ３の中心を通る直線上の位置を表す。なお、横軸においては、「０」は基板Ｗ１～Ｗ３の中心を表す。また、「１５０」は基板Ｗ１～Ｗ３の表面上で基板Ｗ１～Ｗ３の中心を通る直線の一端部を表し、「－１５０」は基板Ｗ１～Ｗ３の表面上で基板Ｗ１～Ｗ３の中心を通る直線の他端部を表す。
【0073】
さらに、図６のグラフにおいては、実線が基板Ｗ１に対応する膜厚分布を示し、一点鎖線が基板Ｗ２に対応する膜厚分布を示し、点線が基板Ｗ３に対応する膜厚分布を示す。また、図６のグラフにおいては、横軸に「６０」および「－６０」の数値が付されている。図６の横軸における「６０」から「－６０」までの範囲ＣＡは、吸着保持部１１により保持される基板Ｗ１～Ｗ３の部分（接触部分）を表す。
【0074】
図６に示すように、基板Ｗ１～Ｗ３のレジスト膜Ｒ２の厚みは、非接触部分における接触部分の両端部近傍で局所的に大きくなっている。ここで、接触部分の両端部近傍のレジスト膜Ｒ２の厚みについて基板Ｗ１～Ｗ３を比較すると、基板Ｗ１のレジスト膜Ｒ２の厚みは、基板Ｗ２，Ｗ３のレジスト膜Ｒ２の厚みに比べて基板中央部の厚みに近い。一方、基板Ｗ２，Ｗ３のレジスト膜Ｒ２の厚みは、互いにほぼ等しい。
【0075】
これらの結果によれば、リンス開始時点が液膜乾燥工程の開始時点から６秒以上後に設定されている場合には、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２の膜厚分布が均一化されにくいことがわかる。したがって、リンス開始時点は、液膜乾燥工程の開始時点から５秒経過するまでの時間内に設定されることが好ましく、液膜乾燥工程の開始時点から３秒経過するまでの時間内に設定されることがより好ましいことが確認された。それにより、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２の厚みをより均一化することができる。
【0076】
［６］液供給期間の長さ
本発明者らは、液供給期間の長さとして好ましい時間が存在するか否かを確認するために、６つの塗布処理方法で６枚の基板Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６にレジスト膜Ｒ２を形成した。６つの塗布処理方法は、液膜乾燥工程における液供給期間が互いに異なる点を除いて、基本的に図５の塗布処理方法と同じである。
本発明者らは、液供給期間の長さとして好ましい時間が存在するか否かを確認するために、６つの塗布処理方法で６枚の基板Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６にレジスト膜Ｒ２を形成した。６つの塗布処理方法は、液膜乾燥工程における液供給期間が互いに異なる点を除いて、基本的に図５の塗布処理方法と同じである。
【0077】
具体的には、本発明者らは、基板Ｗ１１について液供給期間（図５の期間ｐ２）の長さを３秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ１２について液供給期間の長さを４秒に設定して塗布処理を行った。また、本発明者らは、基板Ｗ１３について液供給期間の長さを５秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ１４について液供給期間の長さを６秒に設定して塗布処理を行った。また、本発明者らは、基板Ｗ１５について液供給期間の長さを９秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ１６について液供給期間の長さを１２秒に設定して塗布処理を行った。なお、これらの基板Ｗ１１～Ｗ１６の塗布処理においては、リンス開始時点は液膜乾燥工程の開始時点（図５の時点ｔ６）から３秒後とした。
【0078】
その後、本発明者らは、塗布処理後の基板Ｗ１１～Ｗ１６について、各基板の中心を通る直線上のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を測定した。図７は、好ましい液供給期間の長さを確認するための塗布処理が施された６つの基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を示す図である。
【0079】
図７では、基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布がグラフによって示される。図７のグラフにおいては、図６の例と同様に、縦軸がレジスト膜Ｒ２の膜厚を表し、横軸が各基板Ｗ１１～Ｗ１６の中心を通る直線上の位置を表す。また、図７においては、点線が基板Ｗ１１に対応する膜厚分布を示し、二点鎖線が基板Ｗ１２に対応する膜厚分布を示し、太い実線がＷ１３に対応する膜厚分布を示す。さらに、太い一点鎖線が基板Ｗ１４に対応する膜厚分布を示し、一点鎖線が基板Ｗ１５に対応する膜厚分布を示し、実線が基板Ｗ１６に対応する膜厚分布を示す。また、図７のグラフにおいては、さらに図６の例と同様に、横軸における「６０」から「－６０」までの範囲ＣＡが、吸着保持部１１により保持される基板Ｗ１１～Ｗ１６の部分（接触部分）を表す。
【0080】
図７に示すように、基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の厚みは、基板中央部でほぼ等しく、非接触部分における接触部分の両端部近傍で大きく異なる。図７の例によれば、接触部分の両端部近傍のレジスト膜Ｒ２の厚みは、液供給期間の長さが短い塗布処理が施された基板ほど小さい。一方、接触部分の両端部近傍のレジスト膜Ｒ２の厚みは、液供給期間の長さが長い塗布処理が施された基板ほど大きい。それにより、基板Ｗ１１～Ｗ１６の間では、レジスト膜Ｒ２の膜厚分布に大きなばらつきが確認された。
【0081】
図８は、好ましい液供給期間の長さを確認するために塗布処理が施された６つの基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布の均一性を示す図である。図８では、基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布の均一性がグラフによって示される。
【0082】
図８のグラフにおいては、縦軸が均一性を表し、横軸が基板の種類（基板Ｗ１１～Ｗ１６）を表す。また、図８のグラフにおいては、基板Ｗ１１～Ｗ１６の各々について測定されたレジスト膜Ｒ２の複数の部分の厚みに基づいて、均一性として算出されたレンジおよび３σがハッチングおよびドットパターンの帯（bar）によってそれぞれ示される。図８に示されるレンジおよび３σは、値が小さいほどレジスト膜Ｒ２の膜厚分布が均一であり、値が大きい程レジスト膜Ｒ２の膜厚分布のばらつきが大きいことを表す。
【0083】
図７および図８の結果によれば、基板Ｗ１４のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布は、複数の基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布のうち最も高い均一性を有する（ばらつきが少ない）ことが確認された。すなわち、液供給期間の長さを６秒に設定して塗布処理を行うことにより、レジスト膜Ｒ２の膜厚分布を最も均一にすることが可能であることが確認された。一方、基板Ｗ１１のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布は、複数の基板Ｗ１１～Ｗ１６のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布のうち最も低い均一性を有する（ばらつきが大きい）ことが確認された。
【0084】
上記のように、基板上に形成されるレジスト膜Ｒ２の膜厚分布は、塗布処理時に設定された液供給期間の長さに応じて大きく異なることがわかる。したがって、液供給期間の長さは、シミュレーションまたは実験等に基づいて、レジスト膜Ｒ２の膜厚分布がより均一となるように、より適切に定めることが好ましい。
【0085】
［７］リンス液の供給位置
図１の塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７の各々は、平面視で吸着保持部１１の外周端部近傍に配置されている。そのため、各下面ノズル１７から吐出されるリンス液は、基板Ｗの非接触部分のうち吸着保持部１１の外周端部に近くかつ基板Ｗの外周端部から遠い部分に供給される。
図１の塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７の各々は、平面視で吸着保持部１１の外周端部近傍に配置されている。そのため、各下面ノズル１７から吐出されるリンス液は、基板Ｗの非接触部分のうち吸着保持部１１の外周端部に近くかつ基板Ｗの外周端部から遠い部分に供給される。
【0086】
以下の説明では、基板Ｗの非接触部分のうち吸着保持部１１の外周端部から遠くかつ基板Ｗの外周端部に近い部分を外側環状部分と呼ぶ。なお、外側環状部分は、基板Ｗが３００ｍｍの直径を有する場合に、基板Ｗの外周端部から例えば５０ｍｍ程度内側に位置する。
【0087】
本発明者らは、外側環状部分にリンス液が供給される場合に、レジスト膜Ｒ２の膜厚を調整することが可能であるか否かを確認するために、図１の塗布処理装置１の複数の下面ノズル１７の位置を変更した。具体的には、本発明者らは、複数の下面ノズル１７から吐出されるリンス液が基板Ｗの外側環状部分に供給されるように、各下面ノズル１７を、平面視で吸着保持部１１の外周端部よりもカップ１５の内周端部に近い位置に配置した。また、本発明者らは、複数の下面ノズル１７の位置が変更された塗布処理装置１を用いて、８つの塗布処理方法で８枚の基板Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４，Ｗ２５，Ｗ２６，Ｗ２７，Ｗ２８にレジスト膜Ｒ２を形成した。８つの塗布処理方法は、液膜乾燥工程における液供給期間が互いに異なる点を除いて、基本的に図５の塗布処理方法と同じである。
【0088】
具体的には、本発明者らは、基板Ｗ２１について液供給期間（図５の期間ｐ２）の長さを１秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ２２について液供給期間の長さを２秒に設定して塗布処理を行った。また、本発明者らは、基板Ｗ２３について液供給期間の長さを３秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ２４について液供給期間の長さを４秒に設定して塗布処理を行った。また、本発明者らは、基板Ｗ２５について液供給期間の長さを５秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ２６について液供給期間の長さを６秒に設定して塗布処理を行った。さらに、本発明者らは、基板Ｗ２７について液供給期間の長さを９秒に設定して塗布処理を行い、基板Ｗ２８について液供給期間の長さを１２秒に設定して塗布処理を行った。なお、これらの基板Ｗ２１～Ｗ２８の塗布処理においては、リンス開始時点は液膜乾燥工程の開始時点（図５の時点ｔ６）から３秒後とした。
【0089】
その後、本発明者らは、塗布処理後の基板Ｗ２１～Ｗ２８について、各基板の中心を通る直線上のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を測定した。図９は、基板Ｗの外側環状部分へのリンス液の供給によりレジスト膜Ｒ２の膜厚を調整することが可能であるか否かを確認するための塗布処理が施された８つの基板Ｗ２１～Ｗ２８のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布を示す図である。
【0090】
図９では、基板Ｗ２１～Ｗ２８のレジスト膜Ｒ２の膜厚分布がグラフによって示される。図９のグラフにおいては、図６の例と同様に、縦軸がレジスト膜Ｒ２の膜厚を表し、横軸が各基板Ｗ２１～Ｗ２８の中心を通る直線上の位置を表す。また、図９においては、点線が基板Ｗ２１に対応する膜厚分布を示し、二点鎖線が基板Ｗ２２に対応する膜厚分布を示し、一点鎖線がＷ２３に対応する膜厚分布を示し、実線が基板Ｗ２４に対応する膜厚分布を示す。さらに、太い点線が基板Ｗ２５に対応する膜厚分布を示し、太い二点鎖線が基板Ｗ２６に対応する膜厚分布を示し、太い一点鎖線が基板Ｗ２７に対応する膜厚分布を示し、太い実線が基板Ｗ２８に対応する膜厚分布を示す。また、図９のグラフにおいては、さらに図６の例と同様に、横軸における「６０」から「－６０」までの範囲ＣＡが、吸着保持部１１により保持される基板Ｗ２１～Ｗ２８の部分（接触部分）を表す。
【0091】
図９に示すように、基板Ｗ２１～Ｗ２８の非接触部分に形成されたレジスト膜Ｒ２の厚みは互いに異なる。具体的には、図９のグラフによれば、非接触部分のレジスト膜Ｒ２の厚みは、液供給期間の長さが短い塗布処理が施された基板ほど小さく、液供給期間の長さが長い塗布処理が施された基板ほど大きい。さらに、これらの厚みの差は、基板Ｗの外周端部に近づくにつれて大きくなっている。これにより、基板Ｗの外側環状部分へリンス液を供給する場合でも、液供給期間の長さを適宜調整することにより、基板Ｗの非接触部分に形成されるレジスト膜Ｒ２の膜厚を調整することが可能であることが確認された。
【0092】
［８］効果
（１）本実施の形態に係る塗布処理装置１においては、塗布処理時に、回転する基板Ｗの上面にレジスト液が供給される。基板Ｗの上面に供給されたレジスト液Ｒ１は、遠心力により基板Ｗの上面を流れる。液供給期間中に基板Ｗの非接触部分にリンス液が供給される。液供給期間中に基板Ｗに供給されたリンス液の少なくとも一部は、膜厚プロファイル決定時点が経過するまでの間に気化する。この場合、基板Ｗの非接触部分の温度が、リンス液の気化に伴って発生する気化熱により高い効率で調整される。
（１）本実施の形態に係る塗布処理装置１においては、塗布処理時に、回転する基板Ｗの上面にレジスト液が供給される。基板Ｗの上面に供給されたレジスト液Ｒ１は、遠心力により基板Ｗの上面を流れる。液供給期間中に基板Ｗの非接触部分にリンス液が供給される。液供給期間中に基板Ｗに供給されたリンス液の少なくとも一部は、膜厚プロファイル決定時点が経過するまでの間に気化する。この場合、基板Ｗの非接触部分の温度が、リンス液の気化に伴って発生する気化熱により高い効率で調整される。
【0093】
基板Ｗの非接触部分の温度が適切に調整されることにより、基板Ｗの半径方向に流れるレジスト液の移動状態に局所的な変化が生じることを抑制することができる。それにより、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２の厚みを均一化することができる。液供給期間は、基板Ｗへのレジスト液Ｒ１の供給が停止されてから膜厚プロファイル決定時点までの間の期間に比べて短い。したがって、レジスト膜Ｒ２の厚みを均一化するために、基板Ｗ上をレジスト液Ｒ１が流動する期間中継続してリンス液を基板Ｗに供給する必要がない。その結果、レジスト膜Ｒ２の厚みによらず膜厚分布を低コストで均一化することが可能になる。
【0094】
（２）上記のように、基板Ｗ上に発生する干渉縞が消滅する時点は、膜厚プロファイル決定時点とみなすことができる。したがって、干渉縞の発生および消滅の状態を予め確認しておくことにより、液供給期間を容易かつ適切に設定することができる。
【0095】
（３）本実施の形態に係る塗布処理装置１による塗布処理においては、液供給期間の長さは、１０秒以下であることが好ましい。これにより、リンス液の消費量をさらに低減することができる。したがって、レジスト膜Ｒ２の膜厚分布をより低コストで均一化することが可能になる。
【0096】
（４）上記のように、リンス開始時点は、液膜形成工程の開始時点から５秒以内となるように定められることが好ましい。この場合、基板Ｗの温度をより適切に調整することが可能になる。それにより、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２の膜厚分布をより均一化することができる。
【0097】
（５）図１の塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７の各々から吐出されるリンス液は、基板Ｗの非接触部分のうち吸着保持部１１の外周端部に近くかつ基板Ｗの外周端部から遠い位置に供給される。すなわち、リンス液は、基板Ｗの下面のうち基板Ｗの接触部分と外周部との間の領域に供給される。これにより、基板Ｗの非接触部分のうち接触部分の近傍に位置する部分の温度をより適切に調整することができる。
【0098】
［９］他の実施の形態
（１）上記実施の形態に係る塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７は塗布処理装置１の筐体に固定されているが、本発明はこれに限定されない。図１０は、他の実施の形態に係る塗布処理装置１の一構成例を示す模式的断面図である。図１０の塗布処理装置１は、当該塗布処理装置１が下面ノズル駆動部８１を備える点を除いて図１の塗布処理装置１と同じ構成を有する。
（１）上記実施の形態に係る塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７は塗布処理装置１の筐体に固定されているが、本発明はこれに限定されない。図１０は、他の実施の形態に係る塗布処理装置１の一構成例を示す模式的断面図である。図１０の塗布処理装置１は、当該塗布処理装置１が下面ノズル駆動部８１を備える点を除いて図１の塗布処理装置１と同じ構成を有する。
【0099】
図１０に太い矢印で示すように、下面ノズル駆動部８１は、複数の下面ノズル１７の各々を基板Ｗの半径方向に移動させることが可能に構成され、制御部３０により制御される。この構成によれば、基板Ｗの種類およびレジスト液の種類等の各種条件に応じて、基板Ｗの下面におけるリンス液の供給位置を調整することができる。また、液供給期間中にリンス液の供給位置を移動させることもできる。したがって、基板Ｗの温度調整の自由度が向上する。
【0100】
（２）上記実施の形態に係る塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７から基板Ｗに供給されるリンス液の温度は吸着保持部１１の温度以上であるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗに供給されるリンス液の温度は吸着保持部１１の温度よりも低くてもよい。
【0101】
また、塗布処理装置１は、基板Ｗに供給されるリンス液の温度を調整可能に構成されてもよい。図１１は、他の実施の形態に係る塗布処理装置１の他の構成例を示す模式的断面図である。図１１の塗布処理装置１は、当該塗布処理装置１が温度調整部８２を備える点を除いて図１の塗布処理装置１と同じ構成を有する。
【0102】
図１１に示すように、温度調整部８２は、リンス液供給系１８から下面ノズル１７に供給されるリンス液の温度を予め設定された温度に調整可能に構成され、制御部３０により制御される。この構成によれば、基板Ｗの種類およびレジスト液の種類等の各種条件に応じて、基板Ｗの下面に供給されるリンス液の温度を適切に調整することができる。
【0103】
（３）上記実施の形態に係る塗布処理においては、液供給期間中、基板Ｗの下面にリンス液が連続的に供給されるが本発明はこれに限定されない。基板Ｗの下面へのリンス液の供給は、液供給期間中断続的に行われてもよい。
【0104】
（４）上記実施の形態に係る塗布処理においては、基板Ｗの非接触部分の温度を調整するためにリンス液として溶剤が用いられるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの非接触部分の温度を調整するためのリンス液として、溶剤に代えてレジスト膜Ｒ２を溶解不可能な純水が用いられてもよい。
【0105】
（５）上記実施の形態に係る塗布処理装置１においては、基板Ｗの下面にリンス液を供給するために４つの下面ノズル１７が設けられるが、本発明はこれに限定されない。基板Ｗの下面にリンス液を供給する下面ノズル１７は、１つであってもよいし、２つであってもよいし、３つであってもよい。あるいは、下面ノズル１７の数は５以上であってもよい。
【0106】
（６）上記実施の形態に係る塗布処理装置１においては、塗布液として基板Ｗにレジスト液Ｒ１が供給されるが、本発明はこれに限定されない。塗布処理装置１においては、反射防止膜用の塗布液が基板Ｗに供給されてもよい。あるいは、塗布処理装置１においては、ＳＯＣ（Spin On Glass）膜、ＳＯＧ（Spin On Glass）膜またはＳｉＡＲＣ（Si-rich Anti Reflective Coating）膜用の塗布液が基板Ｗに供給されてもよい。
【0107】
（７）上記実施の形態に係る塗布処理装置１においては、複数の下面ノズル１７がバックリンスのためのリンス液の供給装置として用いられるが、本発明はこれに限定されない。塗布処理装置１は、上記の複数の下面ノズル１７に加えて、バックリンス専用の１または複数のノズルを有してもよい。この場合、複数の下面ノズル１７を、基板Ｗの温度を調整するためにより適した位置に設けることができる。また、バックリンス専用の１または複数のノズルを、基板Ｗの下面に付着するレジスト液Ｒ１またはレジスト膜Ｒ２を除去するためにより適した位置に設けることができる。その結果、基板Ｗ上に形成されるレジスト膜Ｒ２の膜厚の均一性を向上させることができるとともに、基板Ｗの下面をより清浄に保つことが可能になる。
【0108】
［１０］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明する。上記実施の形態では、基板Ｗの接触部分が基板の下面中央部の例であり、回転保持装置１０が回転保持部の例であり、液供給装置２０が塗布液供給部の例であり、基板Ｗの非接触部分が基板の下面環状部の例であり、複数の下面ノズル１７およびリンス液供給系１８がリンス液供給部の例である。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明する。上記実施の形態では、基板Ｗの接触部分が基板の下面中央部の例であり、回転保持装置１０が回転保持部の例であり、液供給装置２０が塗布液供給部の例であり、基板Ｗの非接触部分が基板の下面環状部の例であり、複数の下面ノズル１７およびリンス液供給系１８がリンス液供給部の例である。
【0109】
また、液膜形成工程においてレジスト液Ｒ１の供給が停止される時点（図５の時点ｔ４）が第１の時点の例であり、膜厚プロファイル決定時点（図５の時点ｔ８）が第２の時点の例であり、制御部３０が制御部の例であり、塗布処理装置１が塗布処理装置の例であり、液膜形成工程の終了時点でありかつ液膜乾燥工程の開始時点である時点（図５の時点ｔ６）が第３の時点の例である。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【符号の説明】
【0110】
１…塗布処理装置，１０…回転保持装置，１１…吸着保持部，１１ｕ…上面，１２…回転軸，１３…回転駆動部，１４…吸引装置，１５…カップ，１５ｄ…ドレイン，１５ｘ…底部，１５ｙ…外周壁部，１６…排液案内管，１７…下面ノズル，１７ｂ…液吐出口，１８…リンス液供給系，２０…液供給装置，２１…レジストノズル，２２…塗布液供給系，３０…制御部，８１…下面ノズル駆動部，８２…温度調整部，ＣＡ…範囲，ｈ…吸引孔，ｐ１，ｐ２…期間，Ｒ１…レジスト液，Ｒ２…レジスト膜，ｖｐ…吸気経路，Ｗ，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４，Ｗ２５，Ｗ２６，Ｗ２７，Ｗ２８…基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】