特許 7344726 塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-06

(45)【発行日】2023-09-14

(54)【発明の名称】塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20230907BHJP

   B05D 1/40 20060101ALI20230907BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20230907BHJP

   B05C 11/08 20060101ALI20230907BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 564D

B05D1/40 A

B05D3/00 D

B05D3/00 E

B05C11/08

B05C11/10

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019167457

(22)【出願日】2019-09-13

(65)【公開番号】P2021044500

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】橋本 祐作

(72)【発明者】

【氏名】川北 直史

(72)【発明者】

【氏名】柴田 大樹

【審査官】今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１５１２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３８８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２３２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６４０４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０

Ｂ０５Ｃ ７／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面の中心に成膜液を供給しながら、第１回転速度にて前記基板を回転させ、前記基板の表面に供給された成膜液が前記基板の外周に到達する前に前記成膜液の供給を停止させることと、
前記成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて前記基板の回転を継続させることと、
前記成膜液の供給が停止した後、前記第２回転速度による前記基板の回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、冷却ガスと有機溶剤との気液混合の冷却流体を前記基板の裏面の外周部分に供給することと、
少なくとも前記冷却流体を前記基板の裏面の外周部分に供給する際に、前記基板の収容空間の気体を前記基板の裏面より下方の排気口から排出することと、を含み、
前記排気口からの前記気体の排気量に比較して小さい流量にて前記冷却流体を前記基板の裏面の外周部分に供給する、塗布処理方法。

【請求項2】

前記冷却流体の供給を、前記成膜液の供給が停止した後に開始させる、請求項１記載の塗布処理方法。

【請求項3】

前記冷却流体の供給を、前記基板の回転が停止する前に停止させる、請求項１又は２記載の塗布処理方法。

【請求項4】

前記有機溶剤はイソプロピルアルコールである、請求項１～３のいずれか一項記載の塗布処理方法。

【請求項5】

前記基板の裏面に近付くにつれて前記基板の外周に近付くように傾斜したラインに沿って、前記基板の裏面の外周部分に前記冷却流体を供給する、請求項１～４のいずれか一項記載の塗布処理方法。

【請求項6】

前記基板の表面の中心に前記成膜液を供給することは、前記基板の表面の中心に向かって開口したノズルに対し、前記成膜液の供給源から、絞り部と、バルブとを順に経て前記成膜液を供給することを含む、請求項１～５のいずれか一項記載の塗布処理方法。

【請求項7】

サンプル基板の表面の中心に前記成膜液を供給しながら第１回転速度にて前記サンプル基板を回転させ、前記サンプル基板の表面に供給された前記成膜液が前記サンプル基板の外周に到達する前に前記成膜液の供給を停止させることと、前記成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて前記サンプル基板の回転を継続させることと、前記供給期間において前記冷却流体を前記サンプル基板の裏面の外周部分に供給することと、を含むサンプル作成と、前記サンプル作成により前記サンプル基板の表面に形成された被膜の膜厚を測定するサンプル測定とを、前記第１回転速度及び前記供給期間の組み合わせを変更しながら、前記サンプル基板における前記膜厚のばらつきが所定レベル以下となるまで繰り返すことを更に含む、請求項１～６のいずれか一項記載の塗布処理方法。

【請求項8】

前記サンプル作成と前記サンプル測定とを繰り返すことは、前記供給期間を所定値として前記第１回転速度を変更して、前記サンプル基板における前記膜厚のばらつきを縮小させることを含む、請求項７記載の塗布処理方法。

【請求項9】

前記サンプル作成と前記サンプル測定とを繰り返すことは、前記第１回転速度を所定値として前記供給期間を変更して、前記サンプル基板における前記膜厚のばらつきを縮小させることを含む、請求項７又は８記載の塗布処理方法。

【請求項10】

前記第１回転速度を所定値として前記供給期間を変更して、前記サンプル基板における前記膜厚のばらつきを縮小させることは、前記第１回転速度を所定値として前記供給期間を変更して、前記サンプル基板における前記膜厚の分布を４次以上の偶数次の関数に近付けることを含む、請求項９記載の塗布処理方法。

【請求項11】

サンプル基板の表面の中心に前記成膜液を供給しながら第１回転速度にて前記サンプル基板を回転させ、前記サンプル基板の表面に供給された前記成膜液が前記サンプル基板の外周に到達する前に前記成膜液の供給を停止させることと、前記成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて前記サンプル基板の回転を継続させることと、前記供給期間において前記冷却流体を前記サンプル基板の裏面の外周部分に供給することとを、前記第１回転速度及び前記供給期間の組み合わせを変更しながら繰り返して複数の前記サンプル基板を作成することと、
前記複数のサンプル基板のそれぞれにおいて、前記表面に形成された被膜の膜厚を測定することと、
前記複数のサンプル基板のそれぞれにおける前記膜厚のばらつきに基づいて、前記膜厚のばらつきを縮小するように前記第１回転速度及び前記供給期間を設定することと、を含む、請求項１～６のいずれか一項記載の塗布処理方法。

【請求項12】

サンプル基板の表面の中心に成膜液を供給しながら、第１回転速度にて前記サンプル基板を回転させ、前記サンプル基板の表面に供給された前記成膜液が前記サンプル基板の外周に到達する前に前記成膜液の供給を停止させることと、
前記成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて前記サンプル基板の回転を継続させることと、
前記成膜液の供給が停止した後、前記第２回転速度による前記基板の回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、気液混合の冷却流体を前記サンプル基板の裏面の外周部分に供給することと、
を含むサンプル作成と、
前記サンプル作成により前記サンプル基板の表面に形成された被膜の膜厚を測定するサンプル測定と、
前記第１回転速度を所定値として前記供給期間を変更することと、
を前記サンプル基板における前記膜厚の分布を４次以上の偶数次の関数に近付けるように繰り返して前記供給期間を設定することと、
前記サンプル作成と、
前記サンプル測定と、
前記供給期間を設定済みの値として前記第１回転速度を変更することと、
を前記サンプル基板における前記膜厚のばらつきが所定レベル以下となるまで繰り返して前記第１回転速度を設定することと、
基板の表面の中心に前記成膜液を供給しながら、設定済みの前記第１回転速度にて前記基板を回転させ、前記基板の表面に供給された成膜液が前記基板の外周に到達する前に前記成膜液の供給を停止させることと、
前記成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて前記基板の回転を継続させることと、
設定済みの前記供給期間において前記冷却流体を前記基板の裏面の外周部分に供給することと、を含む塗布処理方法。

【請求項13】

基板を保持して回転させる回転保持部と、
前記回転保持部に保持された前記基板の表面の中心に成膜液を供給する液供給部と、
冷却ガスと有機溶剤との気液混合の冷却流体を前記基板の裏面の外周部分に供給する冷却流体供給部と、
少なくとも前記冷却流体が前記基板の裏面の外周部分に供給される際に、前記基板の収容空間の気体を前記基板の裏面より下方の排気口から排出する排気部と、
前記液供給部により前記基板の表面の中心に前記成膜液を供給させながら第１回転速度にて前記回転保持部により前記基板を回転させ、前記基板の表面に供給された前記成膜液が前記基板の外周に到達する前に、前記液供給部により前記成膜液の供給を停止させる第１塗布制御部と、
前記液供給部による前記成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて前記回転保持部により前記基板の回転を継続させる第２塗布制御部と、
前記液供給部による前記成膜液の供給が停止した後、前記第２回転速度による前記基板の回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、前記排気口からの前記気体の排気量に比較して小さい流量にて、前記冷却流体供給部により前記冷却流体を前記基板の裏面の外周部分に供給させる冷却制御部と、を備える塗布処理装置。

【請求項14】

請求項１～１２のいずれか一項記載の塗布処理方法を塗布処理装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、塗布処理方法、塗布処理装置及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板を回転させる回転部と、基板保持部に保持された基板の表面に塗布液を供給する供給部と、基板保持部に保持された基板の上方の所定位置に設けられており、回転部により回転する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、を有する塗布処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２３８８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板に形成される被膜の膜厚の面内均一性向上に有効な塗布処理方法及び塗布処理装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る塗布処理方法は、基板の表面の中心に成膜液を供給しながら、第１回転速度にて基板を回転させ、基板の表面に供給された成膜液が基板の外周に到達する前に成膜液の供給を停止させることと、成膜液の供給が停止した後、第２回転速度にて基板の回転を継続させることと、成膜液の供給が停止した後、第２回転速度による基板の回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、気液混合の冷却流体を基板の裏面の外周部分に供給することと、を含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板に形成される被膜の膜厚の面内均一性向上に有効な塗布処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】基板液処理システムの概略構成を例示する模式図である。

【図2】塗布ユニットの概略構成を例示する模式図である。

【図3】制御部の機能的な構成を例示するブロック図である。

【図4】制御部のハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図5】塗布処理手順を例示するフローチャートである。

【図6】塗布処理手順を例示するフローチャートである。

【図7】塗布処理手順を例示するフローチャートである。

【図8】プリウェット液の塗布におけるウェハの状態を示す模式図である。

【図9】レジスト液の供給中におけるウェハの状態を示す模式図である。

【図10】レジスト液の供給停止及び塗広げにおけるウェハの状態を示す模式図である。

【図11】塗布条件の設定手順を例示するフローチャートである。

【図12】第１塗布速度と供給期間との自動調節手順を例示するフローチャートである。

【図13】第１塗布速度の最適化手順を例示するフローチャートである。

【図14】第１塗布速度の最適化手順を例示するフローチャートである。

【図15】第１塗布速度と供給期間との自動調節手順の変形例を例示するフローチャートである。

【図16】第１塗布速度の仮決め手順を例示するフローチャートである。

【図17】第１塗布速度と供給期間との自動調節手順の変形例を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0009】

〔基板処理システム〕
図１に示すように、基板処理システム１は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハＷである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。基板処理システム１は、塗布・現像装置２と露光装置３とを備える。露光装置３は、ウェハＷ（基板）上に形成されたレジスト膜（感光性被膜）の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウェハＷ（基板）の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。

【0010】

〔塗布処理装置〕
以下、塗布処理装置の一例として、塗布・現像装置２の構成を説明する。塗布・現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インタフェースブロック６と、制御部１００とを備える。

【0011】

キャリアブロック４は、塗布・現像装置２内へのウェハＷの導入及び塗布・現像装置２内からのウェハＷの導出を行う。例えばキャリアブロック４は、ウェハＷ用の複数のキャリアＣを支持可能であり、受け渡しアームＡ１を内蔵している。キャリアＣは、例えば円形の複数枚のウェハＷを収容する。受け渡しアームＡ１は、キャリアＣからウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリアＣ内に戻す。

【0012】

処理ブロック５は、複数の処理モジュール１１，１２，１３，１４を有する。処理モジュール１１，１２，１３は、塗布ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。

【0013】

処理モジュール１１は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウェハＷの表面上に下層膜を形成する。処理モジュール１１の塗布ユニットＵ１は、下層膜形成用の成膜液をウェハＷ上に塗布する。処理モジュール１１の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0014】

処理モジュール１２は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。処理モジュール１２の塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の成膜液（以下、「レジスト液」という。）を下層膜の上に塗布する。処理モジュール１２の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0015】

処理モジュール１２は、基板冷却部９１と、表面検査部９２とを更に有してもよい。基板冷却部９１は、塗布ユニットＵ１がウェハＷにレジスト液を塗布する前に、当該ウェハＷを冷却する。表面検査部９２は、ウェハＷの表面Ｗａに形成されたレジスト膜の膜厚に関する情報（以下、「膜厚情報」という。）を取得する。例えば表面検査部９２は、膜厚情報の一例として、ウェハＷの表面Ｗａの撮像画像における画素値を取得する。画素値とは、画像を構成する画素それぞれの状態を示す数値である。例えば画素値は、画素の色彩の濃淡レベル（例えば白黒画像におけるグレイレベル）を示す数値である。表面Ｗａの撮像画像において、画素値は、画素に対応する撮像対象部分の高さに相関する。すなわち、画素値は、当該撮像対象部分におけるレジスト膜の厚さにも相関する。

【0016】

処理モジュール１３は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりレジスト膜上に上層膜を形成する。処理モジュール１３の塗布ユニットＵ１は、上層膜形成用の成膜液をレジスト膜の上に塗布する。処理モジュール１３の熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

【0017】

処理モジュール１４は、現像ユニットＵ３と、熱処理ユニットＵ４と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。処理モジュール１４は、現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４により、露光後のレジスト膜の現像処理を行う。現像ユニットＵ３は、露光済みのウェハＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液により洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットＵ４は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Ｐｏｓｔ Ｂａｋｅ）等が挙げられる。

【0018】

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウェハＷを昇降させる。

【0019】

処理ブロック５内におけるインタフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

【0020】

インタフェースブロック６は、露光装置３との間でウェハＷの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１に配置されたウェハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

【0021】

制御部１００は、例えば以下の手順で塗布・現像処理を実行するように塗布・現像装置２を制御する。まず制御部１００は、キャリアＣ内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送するように受け渡しアームＡ１を制御し、このウェハＷを処理モジュール１１用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0022】

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１１内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの表面上に下層膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、下層膜が形成されたウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１２用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0023】

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１２内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの下層膜上にレジスト膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１３用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

【0024】

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１３内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜上に上層膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１１に搬送するように搬送アームＡ３を制御する。

【0025】

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを露光装置に送り出すように受け渡しアームＡ８を制御する。その後制御部１００は、露光処理が施されたウェハＷを露光装置から受け入れて、棚ユニットＵ１１における処理モジュール１４用のセルに配置するように受け渡しアームＡ８を制御する。

【0026】

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを処理モジュール１４内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜に現像処理を施すように現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷをキャリアＣ内に戻すように昇降アームＡ７及び受け渡しアームＡ１を制御する。以上で塗布・現像処理が完了する。

【0027】

なお、基板処理装置の具体的な構成は、以上に例示した塗布・現像装置２の構成に限られない。基板処理装置は、塗布ユニットＵ１と、これを制御可能な制御部１００とを備えていればどのようなものであってもよい。

【0028】

〔塗布ユニット〕
続いて、処理モジュール１２の塗布ユニットＵ１の構成を具体的に説明する。図２に示すように、塗布ユニットＵ１は、回転保持部２０と、液供給部３０，４０と、ノズル搬送部５０，６０と、カップ７０と、冷却流体供給部８０とを有する。

【0029】

回転保持部２０は、ウェハＷを裏面Ｗｂ側から保持して回転させる。例えば回転保持部２０は、保持部２１と回転駆動部２２とを有する。保持部２１は、表面Ｗａを上にして水平に配置されたウェハＷの中心部（中心を含む部分）を裏面Ｗｂ側から支持し、当該ウェハＷを例えば真空吸着等により保持する。回転駆動部２２は、例えば電動モータ等を動力源として、ウェハＷの中心を通る鉛直な軸線まわりに保持部２１を回転させる。これによりウェハＷも回転する。

【0030】

液供給部３０は、回転保持部２０に保持されたウェハＷの表面Ｗａの中心にレジスト液を供給する。例えば液供給部３０は、粘度が５ｃＰ以下のレジスト液をウェハＷの表面Ｗａに供給する。例えば液供給部３０は、ノズル３１と、液源３２と、バルブ３３とを含む。

【0031】

ノズル３１は、下方にレジスト液を吐出する。液源３２（成膜液の供給源）は、ノズル３１にレジスト液を供給する。例えば液源３２は、レジスト液を貯留するタンク及びレジスト液を圧送するポンプ等を含む。液源３２は、ポンプ等によって、レジスト液の送液圧力を調節し得るように構成されていてもよい。バルブ３３は、液源３２からノズル３１へのレジスト液の流路を開閉する。

【0032】

液供給部３０は、液冷却部３４と、絞り部３５とを更に含んでもよい。液冷却部３４は、液源３２がノズル３１に供給するレジスト液を冷却する。例えば液冷却部３４は、液源３２において上記タンクに貯留されたレジスト液を冷却する。液冷却部３４の具体例としては、空冷式、水冷式、又はヒートポンプ式等の冷却装置が挙げられる。

【0033】

絞り部３５は、液源３２からノズル３１へのレジスト液の送液管路において、液源３２とバルブ３３との間に設けられている。液供給部３０が絞り部３５を有する場合、液供給部３０によってウェハＷの表面Ｗａの中心に成膜液を供給することは、液源３２からノズル３１、絞り部３５と、バルブ３３とを順に経て成膜液を供給することを含む。

【0034】

絞り部３５は、レジスト液の流路を狭めることによって、上記送液圧力の変化に伴うレジスト液の供給量（単位時間当たりの供給量）の変化を縮小する。以下、送液圧力の変化に伴う供給量の変化の大きさを「供給量の調節分解能」という。絞り部３５は、絞り部３５を設けた場合の供給量の調節分解能が、絞り部３５を設けない場合の供給量の調節分解能に比較して、１／２以下となるように構成されていてもよく、１／３以下となるように構成されていてもよく、１／４以下となるように構成されていてもよい。

【0035】

例えば絞り部３５は、上記送液管路の内径に比較して小さい内径の流路を有する。送液管路の内径に対する絞り部３５の流路の内径の比率は、例えば５．０～２５．０％であり、６．０～２０．０％であってもよく、７．５～１８．０％であってもよい。絞り部３５の具体例としては、オリフィス形の絞りが挙げられるがこれに限られない。絞り部３５は、上記供給量の調節分解能を縮小し得る限り、いかなる形状・構造を有していてもよい。

【0036】

液供給部４０は、保持部２１が保持するウェハＷの表面Ｗａにプリウェット液を供給する。例えば液供給部４０は、シンナー等の有機溶剤をウェハＷの表面Ｗａに供給する。例えば液供給部４０は、ノズル４１と、液源４２と、バルブ４３とを含む。

【0037】

ノズル４１は、下方にプリウェット液を吐出する。液源４２は、ノズル４１にプリウェット液を供給する。例えば液源４２は、プリウェット液を貯留するタンク及びプリウェット液を圧送するポンプ等を含む。バルブ４３は、液源４２からノズル４１へのプリウェット液の流路を開閉する。バルブ４３は、プリウェット液の流路の開度を調節できるように構成されていてもよい。これにより、ノズル４１からのプリウェット液の吐出量を調節することが可能となる。

【0038】

ノズル搬送部５０は、液供給部３０のノズル３１を搬送する。例えばノズル搬送部５０は、水平搬送部５１と、昇降部５２とを有する。水平搬送部５１は、例えば電動モータ等を動力源としてノズル３１を水平な搬送ラインに沿って搬送する。昇降部５２は、例えば電動モータ等を動力源としてノズル３１を昇降させる。

【0039】

ノズル搬送部６０は、液供給部４０のノズル４１を搬送する。例えばノズル搬送部６０は、水平搬送部６１と、昇降部６２とを有する。水平搬送部６１は、例えば電動モータ等を動力源としてノズル４１を水平な搬送ラインに沿って搬送する。昇降部６２は、例えば電動モータ等を動力源としてノズル４１を昇降させる。

【0040】

カップ７０は、ウェハＷを保持部２１と共に収容し、ウェハＷから振り切られた各種処理液（例えばレジスト液及びプリウェット液）を回収する。カップ７０は、傘部７２と、排液部７３と、排気部７４とを有する。傘部７２は、保持部２１の下に設けられており、ウェハＷから振り切られた各種処理液をカップ７０内の外周側の排液領域７０ａまで導く。排液部７３は、傘部７２より下方（すなわちウェハＷの裏面Ｗｂより下方）にてカップ７０内（ウェハＷの収容空間）に開口した排液口７３ａを有し、排液口７３ａからカップ７０外に処理液を排出する。例えば排液口７３ａは、排液領域７０ａにおいて傘部７２よりも下方に設けられている。このため、傘部７２により排液領域７０ａに導かれた処理液が排液口７３ａからカップ７０外に排出される。

【0041】

排気部７４は、保持部２１より下方（すなわちウェハＷの裏面Ｗｂより下方）にてカップ７０内に開口した排気口７４ａを有し、カップ７０内のガス（ウェハＷの収容空間の気体）を排気口７４ａからカップ７０外に排出する。例えば排気口７４ａは、排液領域７０ａよりも内側の排気領域７０ｂにおいて傘部７２よりも下方に設けられている。このため、排液領域７０ａから排気領域７０ｂに流入したガスが排気口７４ａからカップ７０外に排出される。

【0042】

冷却流体供給部８０は、気液混合の冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給する。これにより、裏面ＷｂのうちウェハＷの外周Ｗｃに沿った環状領域が冷却される。例えば、冷却流体供給部８０は、ミスト状の冷却液を含む冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給する。例えば冷却流体供給部８０は、噴霧ノズル８１と、冷却液供給部８２と、冷却ガス供給部８３とを有する。

【0043】

噴霧ノズル８１は、冷却液に冷却ガスを吹き付けることによって冷却液のミストを吐出する。噴霧ノズル８１が冷却液をミストとして供給することにより、冷却液が揮発に至るまでウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に留まり易いので、当該外周部分をより効率的に冷却することができる。

【0044】

噴霧ノズル８１は、ウェハＷの裏面Ｗｂに近付くにつれてウェハＷの外周Ｗｃに近付くように傾斜したラインに沿って、ウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に冷却流体を供給するように、裏面Ｗｂよりも下方に配置されている。例えば上記ラインに沿った冷却流体の供給方向のベクトルが、鉛直上方に向かうベクトルに対して０～９０°の角度をなすように外周Ｗｃ側に傾斜していてもよい。上記ラインは、ウェハＷの裏面Ｗｂに近付くにつれてウェハＷの外周Ｗｃの移動方向に向かうように更に傾斜していてもよい。例えば上記ラインに沿った冷却流体の供給方向のベクトルが、鉛直上方から見て、ウェハＷの中心から外方に向かうベクトルに対して０～９０°の角度をなすように、ウェハＷの回転方向と同じ方向に傾斜していてもよい。これらの傾きによって、冷却流体の付着箇所をよりウェハＷの外周部分に集中させることができる。これにより、ウェハＷの中心部分の想定外の冷却が抑制される。

【0045】

冷却液供給部８２は、噴霧ノズル８１に上記冷却液を供給する。冷却液は、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、シンナー又はアセトン等の揮発性の溶剤である。特にＩＰＡによれば、その高い揮発性によって、ウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分をより効率的に冷却することができる。例えば冷却液供給部８２は、液源８４と、バルブ８５とを有する。液源８４は、冷却液を貯留するタンク及び冷却液を圧送するポンプ等を含む。バルブ８５は、液源８４から噴霧ノズル８１への冷却液の流路を開閉する。バルブ８５は、冷却液の流路の開度を調節できるように構成されていてもよい。これにより、噴霧ノズル８１への冷却液の供給量を調節することが可能となる。

【0046】

冷却ガス供給部８３は、噴霧ノズル８１に上記冷却ガスを供給する。冷却ガスは、例えば窒素ガス等の不活性ガスである。例えば冷却ガス供給部８３は、ガス源８６と、バルブ８７とを有する。ガス源８６は、圧縮された冷却ガスを貯留するタンク等を含む。バルブ８７は、ガス源８６から噴霧ノズル８１への冷却ガスの流路を開閉する。バルブ８７は、冷却ガスの流路の開度を調節できるように構成されていてもよい。これにより、噴霧ノズル８１への冷却ガスの供給量を調節することが可能となる。

【0047】

このように構成された塗布ユニットＵ１は、制御部１００により制御される。制御部１００は、液供給部３０によりウェハＷの表面Ｗａの中心にレジスト液を供給させながら第１回転速度にて回転保持部２０によりウェハＷを回転させ、表面Ｗａに供給されたレジスト液がウェハＷの外周Ｗｃに到達する前に、液供給部３０によりレジスト液の供給を停止させることと、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後、第２回転速度にて回転保持部２０によりウェハＷの回転を継続させることと、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後、第２回転速度によるウェハＷの回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、冷却流体供給部８０により冷却流体を裏面Ｗｂの外周部分に供給させることと、を含む塗布制御を実行するように構成されている。

【0048】

図３に例示するように、制御部１００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、塗布制御部１１０と、塗布条件記憶部１２１と、搬送制御部１２２とを有する。塗布制御部１１０は、上記塗布制御を行う。例えば塗布制御部１１０は、より細分化された機能モジュールとして、プリウェット制御部１１３と、第１塗布制御部１１４と、ノズル搬送制御部１１１，１１２と、第２塗布制御部１１５と、冷却制御部１１６とを含む。

【0049】

プリウェット制御部１１３は、ウェハＷの表面Ｗａにプリウェット液を塗布するように液供給部４０と回転保持部２０とを制御する。例えばプリウェット制御部１１３は、回転保持部２０によりウェハＷを所定の回転速度（以下、「第１プリウェット速度」という。）で回転させながら、液供給部４０によりウェハＷの表面Ｗａの中心にプリウェット液を供給させ、所定量のプリウェット液を供給した後に液供給部４０によるプリウェット液の供給を停止させる。

【0050】

その後プリウェット制御部１１３は、ウェハＷを第１プリウェット速度より高い所定の回転速度（以下、「第２プリウェット速度」という。）で回転させることで、プリウェット液をウェハＷの外周Ｗｃ側に広げさせる。プリウェット制御部１１３は、余分なプリウェット液が表面Ｗａ上から振り切られるまで、第２プリウェット速度でのウェハＷの回転を回転保持部２０に継続させる。第１プリウェット速度は、例えば０～１００ｒｐｍである。第２プリウェット速度は、例えば１０００～３０００ｒｐｍである。

【0051】

第１塗布制御部１１４は、ウェハＷの表面Ｗａのうち外周Ｗｃよりも内側の領域にレジスト液を塗布するように液供給部３０及び回転保持部２０を制御する。第１塗布制御部１１４は、液供給部３０により表面Ｗａの中心にレジスト液を供給させながら上記第１回転速度（以下、「第１塗布速度」という。）にて回転保持部２０によりウェハＷを回転させ、表面Ｗａに供給されたレジスト液が外周Ｗｃに到達する前に、液供給部３０によりレジスト液の供給を停止させる。

【0052】

第１塗布制御部１１４は、液供給部３０により表面Ｗａの中心にレジスト液を供給させる際に、粘度が５ｃＰ以下であるレジスト液を毎秒０．２ｃｃ以下の流量でノズル３１から吐出させるように液供給部３０を制御してもよい。第１塗布速度は、例えば１０００～３０００ｒｐｍである。

【0053】

第１塗布制御部１１４が液供給部３０によりレジスト液の吐出を停止させるタイミングは、当該タイミングにおいてレジスト液が到達する位置がウェハＷの中心からウェハＷの半径の０．４～１．０倍（０．４～０．９倍であってもよく、０．４～０．８倍であってもよい。）の位置となるように設定されていてもよい。第１塗布制御部１１４が液供給部３０によりレジスト液の吐出を停止させるタイミングは、当該タイミングにおいてレジスト液が上記環状領域（上記冷却流体が供給される領域）に達するように設定されていてもよい。

【0054】

第１塗布制御部１１４は、液供給部３０によりレジスト液の吐出を停止させるタイミングに合わせて、回転保持部２０によるウェハＷの回転速度を第１塗布速度より低い所定の回転速度（以下、「リフロー速度」という。）まで低下させてもよい。例えば第１塗布制御部１１４は、レジスト液の吐出停止に先立って回転保持部２０によるウェハＷの回転速度をリフロー速度まで低下させる。第１塗布制御部１１４は、レジスト液の吐出停止と同時に回転保持部２０によるウェハＷの回転速度をリフロー速度まで低下させてもよい。また、第１塗布制御部１１４は、レジスト液の吐出停止の後に回転保持部２０によるウェハＷの回転速度をリフロー速度まで低下させてもよい。リフロー速度は、例えば５～２００ｒｐｍである。

【0055】

ノズル搬送制御部１１１は、ノズル４１からウェハＷの表面Ｗａへのプリウェット液の供給前に、水平搬送部６１によりノズル４１をウェハＷの中心の上方に配置するようにノズル搬送部６０を制御する。その後ノズル搬送制御部１１１は、昇降部６２によりノズル４１を表面Ｗａに近付けるようにノズル搬送部６０を制御する。

【0056】

ノズル搬送制御部１１１は、ノズル４１からウェハＷの表面Ｗａへのプリウェット液の供給後に、昇降部６２によりノズル４１を表面Ｗａから遠ざけるようにノズル搬送部６０を制御する。その後ノズル搬送制御部１１１は、水平搬送部６１によりウェハＷの上方からノズル４１を退避させるようにノズル搬送部６０を制御する。

【0057】

ノズル搬送制御部１１２は、ウェハＷの表面Ｗａへのプリウェット液の塗布後、表面Ｗａへのレジスト液の供給前に、水平搬送部５１によりノズル３１をウェハＷの中心の上方に配置するようにノズル搬送部５０を制御する。その後ノズル搬送制御部１１２は、表面Ｗａとノズル３１との間隔が所定の塗布用間隔となるまで、昇降部５２によりノズル３１を表面Ｗａに近付けるようにノズル搬送部５０を制御する。塗布用間隔は、ノズル３１からのレジスト液の吐出を停止させればノズル３１と表面Ｗａとの間にレジスト液を保持し得るように設定されていてもよい。例えば塗布用間隔は、ノズル３１の内径の３倍以下であってもよいし、ノズル３１の内径の２倍以下であってもよい。

【0058】

ノズル搬送制御部１１２は、ノズル３１からウェハＷの表面Ｗａへのレジスト液の供給後に、昇降部５２によりノズル３１を表面Ｗａから遠ざけるようにノズル搬送部５０を制御する。その後ノズル搬送制御部１１２は、水平搬送部５１によりウェハＷの上方からノズル３１を退避させるようにノズル搬送部５０を制御する。例えばノズル搬送制御部１１２は、ウェハＷが上記リフロー速度で回転している期間中に、ノズル搬送部５０によりノズル３１を表面Ｗａから遠ざける。

【0059】

第２塗布制御部１１５は、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後、上記第２回転速度（以下、「第２塗布速度」という。）にて回転保持部２０によりウェハＷの回転を継続させる。第２塗布速度はリフロー速度よりも高い。例えば第２塗布制御部１１５は、上記リフロー速度でのウェハＷの回転が所定期間継続した後に、回転保持部２０によるウェハＷの回転速度をリフロー速度から第２塗布速度まで上昇させ、その後第２塗布速度でのウェハＷの回転を回転保持部２０により所定期間継続させる。第２塗布速度は、第１塗布速度より低くてもよい。第２塗布速度は、例えば５００～２５００ｒｐｍである。

【0060】

冷却制御部１１６は、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後、第２塗布速度によるウェハＷの回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、冷却流体供給部８０により冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給させる。冷却制御部１１６は、冷却流体供給部８０による冷却流体の供給を、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後に開始させてもよい。

【0061】

冷却制御部１１６は、冷却流体供給部８０による冷却流体の供給を、第２塗布速度でのウェハＷの回転が停止する前に停止させてもよい。冷却制御部１１６は、第２塗布速度でのウェハＷの回転期間（以下、「第２塗布期間」という。）の半分が経過する前に冷却流体供給部８０による冷却流体の供給を停止させてもよい。冷却制御部１１６は、第２塗布期間の１／４が経過する前に冷却流体供給部８０による冷却流体の供給を停止させてもよいし、第２塗布期間の１／８が経過する前に冷却流体供給部８０による冷却流体の供給を停止させてもよい。

【0062】

冷却制御部１１６は、排気口７４ａからの気体の排気量（単位時間あたりの排気体積）に比較して小さい流量（単位時間あたりの供給体積）にて冷却流体を裏面Ｗｂの外周部分に供給してもよい。なお、冷却流体の流量は、上記冷却液と上記冷却ガスとの合計流量を意味する。

【0063】

塗布条件記憶部１２１は、塗布制御部１１０による上記塗布制御の実行条件（以下、「塗布条件」という。）を記憶する。塗布条件の具体例としては、上述した第１プリウェット速度、第２プリウェット速度、第１塗布速度、リフロー速度、第２塗布速度、及び供給期間等が挙げられる。搬送制御部１２２は、レジスト液の塗布対象のウェハＷを搬送するように搬送アームＡ３を制御する。搬送制御部１２２は、塗布ユニットＵ１へのウェハＷの搬入に先立って、当該ウェハＷを基板冷却部９１に搬入するように搬送アームＡ３を制御してもよい。これにより、塗布ユニットＵ１による処理に先立ってウェハＷが冷却される。搬送制御部１２２は、塗布ユニットＵ１から搬出されたウェハＷを表面検査部９２に搬入するように搬送アームＡ３を制御してもよい。

【0064】

制御部１００は、塗布条件記憶部１２１が記憶する塗布条件の少なくとも一部を自動設定するように構成されていてもよい。例えば制御部１００は、機能モジュールとして、膜厚データ取得部１２３と、基本条件記憶部１２４と、条件設定部１２５とを更に有する。

【0065】

膜厚データ取得部１２３は、上記膜厚情報を表面検査部９２から取得する。基本条件記憶部１２４は、レジスト液の種類ごとに予め設定された複数種類の塗布条件を記憶する。条件設定部１２５は、レジスト液の種類に対応する塗布条件を塗布条件記憶部１２１が記憶する複数の塗布条件から選択し、選択した塗布条件（以下、「基本条件」という。）の少なくとも一部を自動調節する。例えば条件設定部１２５は、基本条件のうち、少なくとも第１塗布速度と供給期間とを自動調節する。

【0066】

一例として、条件設定部１２５は、条件出し用のウェハＷ（サンプル基板）の表面Ｗａの中心にレジスト液を供給しながら第１塗布速度にてウェハＷを回転させ、サンプル基板の表面Ｗａに供給されたレジスト液がサンプル基板の外周Ｗｃに到達する前にレジスト液の供給を停止させることと、レジスト液の供給が停止した後、第２塗布速度にてサンプル基板の回転を継続させることと、上記供給期間において冷却流体をサンプル基板の裏面Ｗｂの外周部分に供給することと、を含むサンプル作成と、サンプル作成によりサンプル基板の表面Ｗａに形成された被膜の膜厚を測定するサンプル測定とを、第１塗布速度及び供給期間の組み合わせを変更しながら、サンプル基板における膜厚のばらつきが所定レベル以下となるまで繰り返す。

【0067】

サンプル作成において、条件設定部１２５は、サンプル基板に対する上記塗布制御を塗布制御部１１０に実行させる。サンプル測定において、条件設定部１２５は、表面検査部９２に搬入されたサンプル基板の膜厚情報を、膜厚データ取得部１２３により表面検査部９２から取得する。また、条件設定部１２５は、サンプル作成及びサンプル測定の対象となるサンプル基板を搬送するように、搬送制御部１２２により搬送アームＡ３を制御する。

【0068】

サンプル作成とサンプル測定とを繰り返すことは、供給期間を所定値として第１塗布速度を変更してサンプル基板における膜厚のばらつきを縮小することを含んでいてもよい。例えばサンプル作成とサンプル測定とを繰り返すことは、供給期間を所定値として第１塗布速度を変更しながらサンプル作成とサンプル測定とを繰り返して、サンプル基板における膜厚のばらつきを最小値に近付けることを含んでいてもよい。ここでの所定値は、サンプル作成の度に変更されてもよい。サンプル作成とサンプル測定とを繰り返すことは、第１塗布速度を所定値として供給時間を変更してサンプル基板における膜厚のばらつきを縮小することを含んでいてもよい。例えばサンプル作成とサンプル測定とを繰り返すことは、第１塗布速度を所定値として供給時間を変更してサンプル基板における膜厚のばらつきを４次以上の偶数次の関数に近付けることを含んでいてもよい。サンプル作成とサンプル測定とを繰り返すことは、第１塗布速度を所定値として供給期間を変更しながらサンプル作成とサンプル測定とを繰り返して、サンプル基板における膜厚の分布を４次関数に近付けることを含んでいてもよい。ここでの所定値は、サンプル作成の度に変更されてもよい。

【0069】

条件設定部１２５は、第１塗布速度及び供給期間の組み合わせを変更しながら上記サンプル作成を繰り返して複数のサンプル基板を作成することと、複数のサンプル基板のそれぞれにおいて、表面Ｗａに形成された被膜の膜厚を測定する（すなわち上記「サンプル測定」を実行する）ことと、複数のサンプル基板のそれぞれにおける膜厚のばらつきに基づいて、膜厚のばらつきを縮小するように第１塗布速度及び供給期間を設定することと、を実行してもよい。例えば条件設定部１２５は、複数のサンプル基板のそれぞれにおける膜厚のばらつきに基づいて、膜厚のばらつきと第１塗布速度及び供給期間との関係を関数化し、得られた関数に基づいて膜厚のばらつきを最小値に近付ける第１塗布速度及び供給期間を導出してもよい。

【0070】

図４は、制御部１００のハードウェア構成を示すブロック図である。制御部１００は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。図４に示すように、制御部１００は、回路１９０を有する。回路１９０は、少なくとも一つのプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、タイマ１９４と、入出力ポート１９５とを含む。ストレージ１９３は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ１９３は、液供給部３０によりウェハＷの表面Ｗａの中心にレジスト液を供給させながら第１塗布速度にて回転保持部２０によりウェハＷを回転させ、表面Ｗａに供給されたレジスト液がウェハＷの外周Ｗｃに到達する前に、液供給部３０によりレジスト液の供給を停止させることと、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後、第２塗布速度にて回転保持部２０によりウェハＷの回転を継続させることと、液供給部３０によるレジスト液の供給が停止した後、第２塗布速度によるウェハＷの回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、冷却流体供給部８０により冷却流体を裏面Ｗｂの外周部分に供給させることと、を制御部１００に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ１９３は、上述した制御部１００の各機能モジュールを制御部１００により構成するためのプログラムを記憶していてもよい。

【0071】

メモリ１９２は、ストレージ１９３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１９１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、メモリ１９２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。タイマ１９４は、例えば一定周期の基準パルスをカウントすることで経過時間を計測する。入出力ポート１９５は、プロセッサ１９１からの指令に従って、回転保持部２０、液供給部３０，４０、ノズル搬送部５０，６０、冷却流体供給部８０、表面検査部９２及び搬送アームＡ３との間で電気信号の入出力を行う。

【0072】

なお、制御部１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えば制御部１００の上記機能モジュールの少なくとも一部は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

【0073】

〔塗布処理手順〕
以下、塗布処理方法の一例として、処理モジュール１２において実行される塗布処理手順を説明する。この塗布処理手順は、ウェハＷの表面Ｗａの中心にレジスト液を供給しながら、第１塗布速度にてウェハＷを回転させ、表面Ｗａに供給されたレジスト液がウェハＷの外周Ｗｃに到達する前にレジスト液の供給を停止させることと、レジスト液の供給が停止した後、第２塗布速度にてウェハＷの回転を継続させることと、レジスト液の供給が停止した後、第２塗布速度によるウェハＷの回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、上記冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給することと、を含む。

【0074】

上述した塗布ユニットＵ１において、冷却流体供給部８０による冷却流体の供給は、カップ７０内のガスが排気部７４によりカップ７０外に排出されている状態で行われる。このため、塗布ユニットＵ１における塗布処理手順は、少なくとも冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給する際に、ウェハＷの収容空間の気体をウェハＷの裏面Ｗｂより下方の排気口７４ａから排出することを更に含む。

【0075】

また、上述した塗布ユニットＵ１において、レジスト液は、絞り部３５とバルブ３３とを順に経て液源３２からノズル３１に供給される。このため、ウェハＷの表面Ｗａの中心にレジスト液を供給することは、ノズル３１に対し、液源３２から、絞り部３５と、バルブ３３とを順に経て成膜液を供給することを含む。更に、上述した塗布ユニットＵ１においては、液源３２のタンクにおいてレジスト液が冷却される。このため、塗布ユニットＵ１における塗布処理手順は、ウェハＷに供給されるレジスト液を冷却することを含む。

【0076】

図５に示すように、制御部１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４，Ｓ０５，Ｓ０６，Ｓ０７，Ｓ０８，Ｓ０９，Ｓ１１を順に実行する。ステップＳ０１では、搬送制御部１２２が、ウェハＷを基板冷却部９１に搬入するように搬送アームＡ３を制御する。ステップＳ０２では、搬送制御部１２２が、ウェハＷを基板冷却部９１から搬出するように搬送アームＡ３を制御する。ステップＳ０３では、搬送制御部１２２が、基板冷却部９１から搬出したウェハＷを塗布ユニットＵ１に搬入し、保持部２１上に設置するように搬送アームＡ３を制御する。

【0077】

ステップＳ０４では、搬送制御部１２２が、搬送アームＡ３により保持部２１上に設置されたウェハＷを保持部２１により保持させるように回転保持部２０を制御する。ステップＳ０５では、ノズル搬送制御部１１１が、水平搬送部６１によりノズル４１をウェハＷの中心の上方に配置するようにノズル搬送部６０を制御する。その後ノズル搬送制御部１１１は、昇降部６２によりノズル４１を表面Ｗａに近付けるようにノズル搬送部６０を制御する（図８の（ａ）参照）。

【0078】

ステップＳ０６では、プリウェット制御部１１３が、回転保持部２０により、上記第１プリウェット速度ω１でのウェハＷの回転を開始させる。ステップＳ０７では、プリウェット制御部１１３が、液供給部４０によりウェハＷの表面Ｗａに所定量のプリウェット液を供給させる（図８の（ｂ）参照）。ステップＳ０８では、プリウェット制御部１１３が、回転保持部２０により、ウェハＷの回転速度を上記第１プリウェット速度ω１から第２プリウェット速度ω２に上昇させる。これにより、ノズル４１からウェハＷの表面Ｗａに供給されたプリウェット液が遠心力でウェハＷの外周Ｗｃ側に広がり、余分なプリウェット液がウェハＷの周囲に振り切られる（図８の（ｃ）参照）。

【0079】

ステップＳ０９では、ノズル搬送制御部１１１が、昇降部６２によりノズル４１を表面Ｗａから遠ざけ、水平搬送部６１によりウェハＷの上方からノズル４１を退避させるようにノズル搬送部６０を制御する。ステップＳ１１では、プリウェット制御部１１３が、ウェハＷが第２プリウェット速度ω２での回転を開始したタイミングを基準として所定時間が経過するのを待機する。所定時間は、余分なプリウェット液が十分に振り切られるように、事前の実機試験又はシミュレーション等により設定されている。

【0080】

次に、制御部１００は、図６に示すようにステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ２１を順に実行する。ステップＳ１２では、第１塗布制御部１１４が、回転保持部２０により、ウェハＷの回転速度を上記第２プリウェット速度ω２から第１塗布速度ω３に変更する。ステップＳ１３では、ノズル搬送制御部１１２が、水平搬送部５１によりノズル３１をウェハＷの中心の上方に配置するようにノズル搬送部５０を制御する（図９の（ａ）参照）。ステップＳ１４では、ノズル搬送制御部１１２が、表面Ｗａとノズル３１との間隔が上記塗布用間隔となるまで、昇降部５２によりノズル３１を表面Ｗａに近付けるようにノズル搬送部５０を制御する（図９の（ｂ）参照）。

【0081】

ステップＳ１５では、ウェハＷの表面Ｗａとノズル３１との間隔が上記塗布用間隔に保たれた状態で、第１塗布制御部１１４が、液供給部３０により、ノズル３１からウェハＷの表面Ｗａへのレジスト液の供給を開始させる（図９の（ｃ）参照）。ステップＳ１６では、ノズル３１からのレジスト液の吐出が開始したタイミングを基準として所定時間が経過するのを第１塗布制御部１１４が待機する。所定時間は、レジスト膜の膜厚を目標膜厚とするのに十分な量のレジスト液を供給し得るように、事前の実機試験又はシミュレーション等により設定されている。

【0082】

ステップＳ１７では、第１塗布制御部１１４が、回転保持部２０により、ウェハＷの回転速度を上記第１塗布速度ω３から上記リフロー速度ω４に低下させる。ステップＳ１８では、第１塗布制御部１１４が、液供給部３０により、ノズル３１からのレジスト液の吐出を停止させる。ステップＳ１９では、ノズル搬送制御部１１２が、昇降部５２によりノズル３１を表面Ｗａから遠ざけるようにノズル搬送部５０を制御する（図１０の（ａ）参照）。ステップＳ２１では、ノズル搬送制御部１１２が、水平搬送部５１によりウェハＷの上方からノズル３１を退避させるようにノズル搬送部５０を制御する。

【0083】

次に、制御部１００は、図７に示すようにステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９を実行する。ステップＳ２２では、第２塗布制御部１１５が、回転保持部２０により、ウェハＷの回転速度を上記リフロー速度ω４から第２塗布速度ω５に上昇させる。ステップＳ２３では、冷却制御部１１６が、冷却流体供給部８０による冷却流体の供給を開始させる（図１０の（ｂ）参照）。

【0084】

ステップＳ２４では、冷却制御部１１６が、ウェハＷが第２塗布速度ω５での回転を開始したタイミングを基準として所定時間が経過するのを待機する。所定時間は、レジスト膜の膜厚の均一性を向上させる観点で、事前の実機試験又はシミュレーション等により設定されている。ステップＳ２５では、冷却制御部１１６が、冷却流体供給部８０により、噴霧ノズル８１からウェハＷの裏面Ｗｂへの冷却流体の供給を停止させる。

【0085】

ステップＳ２６では、第２塗布制御部１１５が、ウェハＷが第２塗布速度での回転を開始したタイミングを基準として所定時間が経過するのを待機する。この間も、外周Ｗｃ側へのレジスト液の広がりが継続し、余分なレジスト液が表面Ｗａ上から振り切られる（図１０の（ｃ）参照）。所定時間は、レジスト膜の膜厚の均一性を向上させる観点で、事前の実機試験又はシミュレーション等により設定されている。ステップＳ２７では、第１塗布制御部１１４が、回転保持部２０によりウェハＷの回転を停止させる。

【0086】

ステップＳ２８では、搬送制御部１２２が、保持部２１によりウェハＷを解放させるように回転保持部２０を制御する。ステップＳ２９では、搬送制御部１２２が、ウェハＷを塗布ユニットＵ１から搬出するように搬送アームＡ３を制御する。その後搬送制御部１２２は、塗布ユニットＵ１から搬出したウェハＷを表面検査部９２に搬入するように搬送アームＡ３を制御してもよい。以上で塗布処理手順が完了する。

【0087】

〔塗布条件の設定手順〕
上述したように、制御部１００は、塗布条件記憶部１２１が記憶する塗布条件の少なくとも一部を自動設定するように構成されていてもよい。以下、塗布条件の設定手順を例示する。

【0088】

図１１に示すように、制御部１００は、ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３を順に実行する。ステップＳ３１では、条件設定部１２５が、レジスト液の種類を示す情報を取得する。レジスト液の種類を示す情報は、例えば操作者によって制御部１００に入力される。ステップＳ３２では、条件設定部１２５が、レジスト液の種類に対応する塗布条件（上記基本条件）を塗布条件記憶部１２１が記憶する複数の塗布条件から選択する。ステップＳ３３では、条件設定部１２５が、基本条件の少なくとも一部を自動調節する。例えば条件設定部１２５は、基本条件のうち、第１塗布速度と供給期間とを自動調節する。以上で塗布条件の設定手順が完了する。

【0089】

図１２は、ステップＳ３３における第１塗布速度と供給期間との自動調節手順を例示するフローチャートである。図１２に示すように、制御部１００は、まずステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３を実行する。ステップＳ４１では、条件設定部１２５が、基本条件における供給期間をゼロに設定する。ステップＳ４２では、条件設定部１２５が、サンプル基板における膜厚のばらつきを最小値に近付けるように第１塗布速度（第１回転速度）を設定する。以下、これを「第１塗布速度の最適化」という。第１塗布速度の最適化手順の具体例については後述する。ステップＳ４３では、ステップＳ４２において設定された第１塗布速度における膜厚のばらつきが許容最大値未満であるか否かを条件設定部１２５が確認する。

【0090】

ステップＳ４３において膜厚のばらつきが許容最大値以上であると判定した場合、制御部１００はステップＳ４４を実行する。ステップＳ４４では、条件設定部１２５が、基本条件における供給期間に、予め設定された１ピッチ分の調節値を加算する。その後、制御部１００は処理をステップＳ４２に戻す。以後、膜厚のばらつきが許容最大値未満となるまで、供給期間の変更と、変更後の供給期間に対する第１塗布速度の最適化とが繰り返される。ステップＳ４３において膜厚のばらつきが許容最大値未満であると判定した場合、第１塗布速度及び供給期間の自動調節が完了する。

【0091】

図１３は、第１塗布速度の最適化手順を例示するフローチャートである。図１３に示すように、制御部１００は、まずステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５７，Ｓ５８を実行する。ステップＳ５１では、条件設定部１２５が、上記サンプル基板を基板冷却部９１から塗布ユニットＵ１に順次搬送するように、搬送制御部１２２により搬送アームＡ３を制御し、当該サンプル基板に対する上記塗布制御を塗布制御部１１０に実行させる。

【0092】

ステップＳ５２では、条件設定部１２５が、塗布制御後のサンプル基板を表面検査部９２に搬送するように、搬送制御部１２２により搬送アームＡ３を制御し、表面検査部９２に搬入されたサンプル基板の膜厚情報を、膜厚データ取得部１２３により表面検査部９２から取得する。

【0093】

ステップＳ５３では、条件設定部１２５が、ステップＳ５２において取得した膜厚情報に基づいて、膜厚のばらつきを算出する。例えば条件設定部１２５は、サンプル基板の複数箇所における膜厚の標準偏差に基づいて、膜厚のばらつきを算出する。より具体的に、条件設定部１２５は、上記標準偏差の３倍を膜厚のばらつきを示す数値として算出する。

【0094】

ステップＳ５４では、条件設定部１２５が、第１塗布速度（第１回転速度）に、予め設定された１ピッチ分の調節値を加算する。ステップＳ５５，Ｓ５６，Ｓ５７では、条件設定部１２５が、次のサンプル基板に対して、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３と同様の処理を実行し、当該他のサンプル基板に対して膜厚のばらつきを算出する。ステップＳ５８では、ステップＳ５７において算出した膜厚のばらつきが、ステップＳ５３において算出した膜厚のばらつきに対して増加したか否かを条件設定部１２５が確認する。

【0095】

ステップＳ５８において、ステップＳ５７において算出した膜厚のばらつきがステップＳ５３において算出した膜厚のばらつきに対して増加したと判定した場合、制御部１００はステップＳ５９を実行する。ステップＳ５９では、条件設定部１２５が、上記調節値の加算による第１塗布速度の増減方向を変更する。例えば条件設定部１２５は、調節値の符号を反転させる。

【0096】

図１４に示すように、制御部１００は、次に、ステップＳ６１を実行する。ステップＳ５８において、ステップＳ５７において算出した膜厚のばらつきがステップＳ５３において算出した膜厚のばらつきに対して増加していないと判定した場合、制御部１００は、ステップＳ５９を実行することなくステップＳ６１を実行する。ステップＳ６１では、条件設定部１２５が、第１塗布速度に、予め設定された１ピッチ分の調節値を加算する。

【0097】

制御部１００は、次にステップＳ６２，Ｓ６３，Ｓ６４，Ｓ６５を実行する。ステップＳ６２，Ｓ６３，Ｓ６４では、条件設定部１２５が、次のサンプル基板に対して、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３と同様の処理を実行し、当該次のサンプル基板に対して膜厚のばらつきを算出する。ステップＳ６５では、次のサンプル基板の膜厚のばらつきが、前回算出した膜厚のばらつきに対して増加したか否かを条件設定部１２５が確認する。

【0098】

ステップＳ６５において、次のサンプル基板の膜厚のばらつきが、前回算出した膜厚のばらつきに対して増加していないと判定した場合、制御部１００は処理をステップＳ６１に戻す。以後、膜厚のばらつきが減少する限り、第１塗布速度に対する調節値の加算と、上記サンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が繰り返される。

【0099】

ステップＳ６５において次のサンプル基板の膜厚のばらつきが、前回算出した膜厚のばらつきに対して増加していると判定した場合、制御部１００はステップＳ６６を実行する。ステップＳ６６では、条件設定部１２５が、第１塗布速度から、１ピッチ分の調節値を減算する。以上で第１塗布速度の最適化手順が完了する。

【0100】

図１５は、ステップＳ３３における第１塗布速度と供給期間との自動調節手順の変形例を示すフローチャートである。図１５に示すように、制御部１００は、まずステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４，Ｓ７５，Ｓ７６，Ｓ７７を実行する。ステップＳ７１では、条件設定部１２５が、基本条件における供給期間をゼロに設定する。ステップＳ７２では、条件設定部１２５が、後述する供給期間の最適化を図り易くするように、第１塗布速度を仮決めする。第１塗布速度の仮決め手順については後述する。ステップＳ７３では、条件設定部１２５が、ステップＳ５１と同様にサンプル作成を行う。ステップＳ７４では、条件設定部１２５が、ステップＳ５２と同様にサンプル測定を行う。

【0101】

ステップＳ７５では、条件設定部１２５が、サンプル測定において得られた膜厚分布に対し、４次関数のフィッティングを行う。具体的には、条件設定部１２５は、ウェハＷの中心からの距離と膜厚との関係（以下、「膜厚プロファイル」という。）に最も近似する４次関数を導出する。ステップＳ７６では、条件設定部１２５が、膜厚プロファイルと４次関数との差分を導出する。

【0102】

ここで、ステップＳ７５においては、膜厚プロファイルの一部領域に対して４次関数のフィッティングを行い、ステップＳ７６においては、上記一部領域の範囲外において膜厚プロファイルと４次関数との差分を導出してもよい。例えば条件設定部１２５は、ステップＳ７５において、ウェハＷの中心から外周Ｗｃ近傍の所定位置までの範囲の膜厚プロファイルに最も近似する４次関数を導出する。この場合、条件設定部１２５は、ステップＳ７６において、上記所定位置よりも外側において膜厚プロファイルと４次関数との差分を導出する。条件設定部１２５は、膜厚プロファイルの全域に対して４次関数のフィッティングを行い、膜厚プロファイルと４次関数との全域における差分の二乗和または二乗和の平方根等を算出してもよい。

【0103】

ステップＳ７７では、膜厚プロファイルと４次関数との差分が、前回算出した差分に対して増加したか否かを条件設定部１２５が確認する。

【0104】

ステップＳ７７において膜厚プロファイルと４次関数との差分が、前回算出した差分に対して増加していないと判定した場合、制御部１００はステップＳ７８を実行する。ステップＳ７８では、条件設定部１２５が、供給期間に１ピッチ分の上記調節値を加算する。その後、制御部１００は処理をステップＳ７２に戻す。以後、膜厚プロファイルと４次関数との差分が減少する限り、供給期間に対する上記調節値の加算と、上記サンプル作成、サンプル測定、４次関数のフィッティング、及び差分の導出が繰り返される。

【0105】

ステップＳ７７において、膜厚プロファイルと４次関数との差分が、前回算出した差分に対して増加していると判定した場合、制御部１００はステップＳ７９を実行する。ステップＳ７９では、条件設定部１２５が、供給期間から、１ピッチ分の調節値を減算する。ステップＳ７１～Ｓ７９によって、膜厚プロファイルと４次関数との差分を最小値に近付けるように供給期間が設定される。以下、これを「供給期間の最適化」という。

【0106】

次に、制御部１００はステップＳ８１を実行する。ステップＳ８１では、条件設定部１２５が、上記供給期間の最適化により設定された供給期間に対する第１塗布速度を最適化する。第１塗布速度の最適化手順は、図１３及び図１４で例示した手順と同じである。以上で第１塗布速度及び供給期間の自動調節が完了する。

【0107】

図１６は、ステップＳ７２における第１塗布速度の仮決め手順を例示するフローチャートである。この手順は、第１塗布速度の複数の候補が予め定められた状態で実行される。図１６に示すように、制御部１００は、まずステップＳ９１，Ｓ９２，Ｓ９３，Ｓ９４，Ｓ９５を実行する。ステップＳ９１では、条件設定部１２５が、第１塗布速度を複数の候補における最小の候補に設定する。ステップＳ９２，ステップＳ９３，ステップＳ９４では、条件設定部１２５が、次のサンプル基板に対して、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３と同様の処理を実行し、当該次のサンプル基板に対して膜厚のばらつきを算出する。ステップＳ９５では、条件設定部１２５が、全候補について、サンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が完了したか否かを確認する。

【0108】

ステップＳ９５においてサンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が完了していない候補が残っていると判定した場合、制御部１００はステップＳ９６を実行する。ステップＳ９６では、条件設定部１２５が、第１塗布速度を複数の候補における次の候補に設定する。その後、制御部１００は処理をステップＳ９２に戻す。以後、全候補について膜厚のばらつきの算出が完了するまで、第１塗布速度の変更、サンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が繰り返される。

【0109】

ステップＳ９５において全候補についてサンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が完了したと判定した場合、制御部１００はステップＳ９７を実行する。条件設定部１２５は、第１塗布速度を、膜厚のばらつきが最小であった候補に仮決めする。以上で第１塗布速度の仮決め手順が完了する。

【0110】

図１７は、ステップＳ３３における第１塗布速度と供給期間との自動調節手順の変形例を示すフローチャートである。この手順は、第１塗布速度及び供給期間の複数の組み合わせが予め定められた状態で実行される。図１７に示すように、制御部１００はまずステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５を実行する。ステップＳ１０１では、条件設定部１２５が、複数の組み合わせから最初の組み合わせを選択する。ステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４では、条件設定部１２５が、次のサンプル基板に対して、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３と同様の処理を実行し、当該次のサンプル基板に対して膜厚のばらつきを算出する。ステップＳ１０５では、全組み合わせについて、サンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が完了したか否かを条件設定部１２５が確認する。

【0111】

ステップＳ１０５においてサンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの測定が完了していない組み合わせが残っていると判定した場合、制御部１００はステップＳ１０６を実行する。ステップＳ１０６では、条件設定部１２５が、複数の組み合わせから次の組み合わせを選択する。その後、制御部１００は処理をステップＳ１０２に戻す。以後、全組み合わせについて膜厚のばらつきの算出が完了するまで、次の組み合わせの選択、サンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの算出が繰り返される。

【0112】

ステップＳ１０５において全組み合わせについてサンプル作成、サンプル測定及び膜厚のばらつきの測定が完了したと判定した場合、制御部１００はステップＳ１０７を実行する。ステップＳ１０７では、条件設定部１２５が、複数の組み合わせのそれぞれにおける膜厚のばらつきに基づいて、膜厚のばらつきを縮小するように第１塗布速度及び供給期間を設定する。例えば条件設定部１２５は、複数の組み合わせのそれぞれにおける膜厚のばらつきに基づいて、膜厚のばらつきと第１塗布速度及び供給期間との関係を関数化し、得られた関数に基づいて膜厚のばらつきを最小値に近付ける第１塗布速度及び供給期間を導出する。以上で第１塗布速度及び供給期間の自動調節が完了する。

【0113】

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、塗布処理方法は、ウェハＷの表面Ｗａの中心に成膜液を供給しながら、第１塗布速度にてウェハＷを回転させ、ウェハＷの表面Ｗａに供給された成膜液がウェハＷの外周Ｗｃに到達する前に成膜液の供給を停止させることと、成膜液の供給が停止した後、第２塗布速度にてウェハＷの回転を継続させることと、成膜液の供給が停止した後、第２塗布速度によるウェハＷの回転が完了するまでの期間の少なくとも一部を含む供給期間において、気液混合の冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給することと、を含む。

【0114】

この塗布処理方法によれば、ウェハＷの表面Ｗａの中心に成膜液を供給しながら、第１塗布速度にてウェハＷを回転させ、ウェハＷの表面Ｗａに供給された成膜液がウェハＷの外周Ｗｃに到達する前に成膜液の供給を停止させることで、ウェハＷの外周Ｗｃよりも内側の領域に成膜液の液膜が形成される。その後、ウェハＷが第２塗布速度で回転することによって、液膜がウェハＷの外周Ｗｃまで広げられる。

【0115】

ウェハＷが回転すると、液膜の外周部分は、液膜の中心部分に比較して高速で移動する。このため、液膜の中心部分に比較して液膜の外周部分においては成膜液の乾燥が進行し易く、液膜の流動性が低下し易い。液膜の中心部分に比較して外周部分の流動性が低下すると、液膜中の成膜液が外周部分に偏り、これにより膜厚の面内均一性が低下する場合がある。特に、成膜液の供給が停止した後においては、外周部分における流動性の低下と、これに起因する膜厚の面内均一性の低下が生じ易い。

【0116】

これに対し、本塗布処理方法によれば、成膜液の供給が停止した後、第２塗布速度によるウェハＷの回転が完了するまでの期間の少なくとも一部の期間において、気液混合の冷却流体がウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給される。これにより、ウェハＷの外周部分が効率よく冷却されるので、成膜液の供給が停止した後においても、外周部分における流動性の低下が抑制される。従って、膜厚の面内均一性向上に有効である。

【0117】

本実施形態の効果を確認すべく、以下２つのサンプルを作成し、膜厚のばらつきを比較した。
サンプル１）上述したステップＳ０１～Ｓ２９の手順に従って、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト膜を形成した。レジスト液の流量を、毎秒０．２ｃｃとした。第１塗布速度及び供給期間については、膜厚のばらつきを最小値に近付けるように予め設定された値とした。
サンプル２）ウェハＷの冷却、液源３２におけるレジスト液の冷却、及びウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に対する冷却流体の供給を行わず、その他はステップＳ０１～Ｓ２９と同じ手順に従って、ウェハＷの表面Ｗａにレジスト膜を形成した。レジスト液の流量を、毎秒０．２ｃｃとした。第１塗布速度については、膜厚のばらつきを最小値に近付けるように予め設定された値とした。

【0118】

サンプル１における膜厚のばらつきと、サンプル２における膜厚のばらつきとを測定した結果、サンプル１における膜厚のばらつきは、サンプル２における膜厚のばらつきの約１５％であった。この結果から、ウェハＷの冷却、液源３２におけるレジスト液の冷却、及びウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に対する冷却流体の供給によって、膜厚のばらつきが大幅に低減されていることが確認された。

【0119】

冷却流体の供給を、成膜液の供給が停止した後に開始させてもよい。この場合、成膜液の供給が停止するまでの間に、液膜の外周部分における成膜液の乾燥を適度に進行させることで、より多くの成膜液をウェハＷ上に留めることができる。これにより、液膜の膜厚が過小となることが抑制される。

【0120】

冷却流体の供給を、ウェハＷの回転が停止する前に停止させてもよい。冷却流体の供給によれば、ウェハＷの外周部分における成膜液の流動性低下が抑制される反面で、成膜液の乾燥は遅延する。これに対し、ウェハＷの回転が停止する前に冷却流体の供給を停止することによって、膜厚の均一性と、成膜液の乾燥効率との両立を図ることができる。

【0121】

冷却流体は有機溶剤を含んでいてもよい。この場合、ウェハＷの外周部分をより効果的に冷却することができる。従って、膜厚の面内均一性向上に更に有効である。

【0122】

ウェハＷの裏面Ｗｂに近付くにつれてウェハＷの外周Ｗｃに近付くように傾斜したラインに沿って、ウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に冷却流体を供給してもよい。この場合、冷却流体による冷却作用をウェハＷの外周部分に更に集中させることができる。従って、膜厚の面内均一性向上に更に有効である。

【0123】

塗布処理方法は、少なくとも冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給する際に、ウェハＷの収容空間の気体をウェハＷの裏面Ｗｂより下方の排気口７４ａから排出することを更に含み、排気口７４ａからの気体の排気量に比較して小さい流量にて冷却流体をウェハＷの裏面Ｗｂの外周部分に供給してもよい。この場合、ウェハＷの表面Ｗａ側に回り込んだ冷却流体によって液膜が変質することを抑制することができる。

【0124】

ウェハＷの表面Ｗａの中心に成膜液を供給することは、ウェハＷの表面Ｗａの中心に向かって開口したノズル３１に対し、液源３２から、絞り部３５と、バルブ３３とを順に経て成膜液を供給することを含んでいてもよい。ノズル３１から吐出される成膜液の量（以下、「吐出量」という。）は、液源３２からの成膜液の供給圧力のばらつきに応じてばらつく。吐出量のばらつきは、膜厚の面内均一性に影響する。これに対し、絞り部３５を介して成膜液を供給することによって、供給圧力のばらつきに応じた吐出量のばらつきが抑制される。また、絞り部３５がバルブ３３よりも上流（液源３２側）に配置されることによって、バルブ３３の開閉時における吐出量のオーバーシュートも抑制される。従って、膜厚の面内均一性向上に更に有効である。

【0125】

塗布処理方法は、サンプル基板の表面の中心に成膜液を供給しながら第１塗布速度にてサンプル基板を回転させ、サンプル基板の表面に供給された成膜液がサンプル基板の外周に到達する前に成膜液の供給を停止させることと、成膜液の供給が停止した後、第２塗布速度にてサンプル基板の回転を継続させることと、供給期間において冷却流体をサンプル基板の裏面の外周部分に供給することと、を含むサンプル作成と、サンプル作成によりサンプル基板の表面に形成された被膜の膜厚を測定するサンプル測定とを、第１塗布速度及び供給期間の組み合わせを変更しながら、サンプル基板における膜厚のばらつきが所定レベル以下となるまで繰り返すことを更に含んでいてもよい。膜厚の面内均一性には、第１塗布速度及び供給期間が大きく影響する。これに対し、上記サンプル作成とサンプル測定とを、サンプル基板における膜厚のばらつきが所定レベル以下となるまで繰り返すことにより、第１塗布速度と供給期間を適切に設定することができる。従って、膜厚の面内均一性の向上に更に有効である。

【0126】

サンプル作成とサンプル測定とを繰り返すことは、供給期間を所定値として第１塗布速度を変更して、サンプル基板における膜厚のばらつきを最小値に近付けることを含んでいてもよく、第１塗布速度を所定値として供給期間を変更して、サンプル基板における膜厚のばらつきを縮小させることを含んでいてもよい。この場合、第１塗布速度と供給期間とをより効率的に設定することができる。

【0127】

第１塗布速度を所定値として供給期間を変更して、サンプル基板における膜厚のばらつきを縮小させることは、第１塗布速度を所定値として供給期間を変更して、サンプル基板における膜厚の分布を４次以上の偶数次の関数に近付けることを含んでいてもよい。第１塗布速度が最適化される前の段階における膜厚プロファイルは、ウェハＷの中心からある距離の位置まで膜厚が徐々に厚くなり、当該位置から外周Ｗｃまで膜厚が徐々に小さくなるプロファイルとなる傾向がある。そして、当該プロファイルを４次以上の偶数次の関数（特に４次関数）に近付けておくことにより、第１塗布速度の最適化後の膜厚ばらつきが小さくなる傾向がある。従って、第１塗布速度を所定値として供給期間を変更しながらサンプル作成とサンプル測定とを繰り返す際に、膜厚の分布を４次以上の偶数次の関数に近付けておくことで、第１塗布速度と供給期間とをより効率的に設定することができる。

【0128】

塗布処理方法は、サンプル基板の表面の中心に成膜液を供給しながら第１塗布速度にてサンプル基板を回転させ、サンプル基板の表面に供給された成膜液がサンプル基板の外周に到達する前に成膜液の供給を停止させることと、成膜液の供給が停止した後、第２塗布速度にてサンプル基板の回転を継続させることと、供給期間において冷却流体をサンプル基板の裏面の外周部分に供給することとを、第１塗布速度及び供給期間の組み合わせを変更しながら繰り返して複数のサンプル基板を作成することと、複数のサンプル基板のそれぞれにおいて、表面に形成された被膜の膜厚を測定することと、複数のサンプル基板のそれぞれにおける膜厚のばらつきに基づいて、膜厚のばらつきを縮小するように第１塗布速度及び供給期間を設定することと、を含んでいてもよい。この場合、第１塗布速度及び供給期間と、膜厚のばらつきとの関係を示すデータに基づくことで、第１塗布速度と供給期間を適切に設定することができる。従って、膜厚の面内均一性の向上に更に有効である。

【0129】

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。処理対象の基板は、半導体ウェハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等であってもよい。上述した塗布処理方法は、レジスト膜以外（例えば上述した下層膜及び上層膜）の成膜にも適用可能である。

【符号の説明】

【0130】

２…塗布・現像装置（塗布処理装置）、２０…回転保持部、３０…液供給部、３１…ノズル、３２…液源（成膜液の供給源）、３３…バルブ、３５…絞り部、７４ａ…排気口、８０…冷却流体供給部、１１４…第１塗布制御部、１１５…第２塗布制御部、１１６…冷却制御部、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…表面、Ｗｂ…裏面、Ｗｃ…外周。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】