JP6238741B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、表面に凹部がある基板を処理する技術に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission 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、太陽電池用基板、等が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置等の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板等の基板から異物を除去する洗浄工程が行われる。例えば、トランジスタやキャパシタ等のデバイスが作り込まれた半導体ウエハの表面に多層配線を形成するバックエンドプロセス（ＢＥＯＬ：Back End of the Line）では、ドライエッチングやアッシングによって発生したポリマー残渣を除去するポリマー除去工程が行われる。例えば特許文献１，２には、回転される基板にポリマー除去液を供給して、基板のポリマー残渣を除去する技術が開示されている。

特開２００７−８１４１９号公報 特開２０１３−１２３００１号公報

ところで、基板（表面に配線溝やヴィアホール等の凹部が形成されている基板）を回転しつつ、これにポリマー除去液等の処理液を供給すると、基板の表面が処理液の液膜で覆われた状態となり、凹部内が処理液で満たされる。これによって、凹部内のポリマー残渣が、処理液で溶かし出されて剥離される。ここからさらに、凹部内を満たしている処理液をポリマー残渣とともに凹部から排出して、凹部内を次々と新鮮な処理液に置換していくことによって、ポリマー残渣が基板から除去されていく。

ところが、凹部内を満たしている処理液を凹部内から排出することは、容易なことではない。従来は、例えば、基板を一定の回転速度で定められた方向に回転し、凹部内の処理液に遠心力を作用させることによって、処理液を凹部内から排出しようとしていた。しかしながら、この態様では、凹部内の処理液には一方向に偏った力しかはたらかないので、凹部内の処理液の流動性が十分に高まらず、凹部内の処理液の大部分が、排出されずに凹部内に滞留してしまう。つまり、凹部内の処理液が、新鮮な処理液に十分に置換されていかない。こうなると、ポリマー残渣が凹部内から十分に除去されず、凹部内にポリマー残渣が残存するおそれがある。ポリマー残渣の残存は、デバイスの電気的特性の低下、歩留りの低下等の原因となり得る。

ポリマー残渣の除去率を高めるためには、例えば、処理時間の延長や、使用する処理液の増量等が考えられるが、処理時間の延長はスループットの低下につながり、処理液の増量はコストアップにつながってしまう。

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、表面に凹部がある基板を効率的に処理できる技術を提供することを目的とする。

第１の態様は、表面に凹部がある基板を処理する基板処理方法であって、ａ）水平姿勢で保持されて水平面内で回転される前記基板の前記表面に、処理液を供給して、前記表面を覆う前記処理液の液膜を形成する工程と、ｂ）前記ａ）工程と並行して、前記表面を覆う前記処理液の液膜を維持しつつ、前記基板の回転速度を、第１回転速度と第２回転速度との間で、２回以上、切り替える工程と、を備え、前記ａ）工程において、前記処理液の着液位置を移動させつつ、前記表面に前記処理液を供給し、前記基板の回転中心を含み、かつ、前記基板の周縁部を含まない領域内で、前記着液位置を移動させ、前記領域の外周縁の位置が、前記表面内の各位置における前記凹部内の前記処理液の速度に基づいて規定される。

第２の態様は、第１の態様に係る基板処理方法であって、前記領域の前記外周縁の位置は、前記基板の前記凹部内の前記処理液の速度の上向きの成分が、前記周縁部の前記凹部内の前記処理液の速度の上向きの成分の半分となる位置に規定される。

第３の態様は、第１または第２の態様に係る基板処理方法であって、前記第１回転速度で回転される前記基板の回転方向と、前記第２回転速度で回転される前記基板の回転方向とが、同じ方向である。

第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る基板処理方法であって、前記第１回転速度と前記第２回転速度との間の切り替えが、間欠的に行われる。

第５の態様は、第１から第４のいずれかの態様に係る基板処理方法であって、前記処理液が、前記表面のポリマーを除去するとともに、前記表面に形成されている薄膜を除去する薬液である。

第６の態様は、第１から第４のいずれかの態様に係る基板処理方法であって、前記処理液が、薬液をすすぎ流すリンス液である。

第７の態様は、表面に凹部がある基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を水平姿勢に保持しつつ、前記基板を鉛直な回転軸のまわりで回転させる回転保持部と、前記回転保持部に保持される前記基板の前記表面に処理液を供給する吐出部と、前記吐出部に前記表面に前記処理液を供給させて、前記表面を覆う前記処理液の液膜を形成させつつ、これと並行して、前記表面を覆う前記処理液の液膜を維持しつつ、前記回転保持部に、前記基板の回転速度を第１回転速度と第２回転速度との間で２回以上切り替えさせる、制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板の回転中心を含み、かつ、前記基板の周縁部を含まない領域内で、前記処理液の着液位置を移動させつつ、前記表面に前記処理液を供給し、前記領域の外周縁の位置が、前記表面内の各位置における前記凹部内の前記処理液の速度に基づいて規定される。

第１、第７の態様によると、基板に処理液を供給しつつ、基板の回転速度を、第１回転速度と第２回転速度との間で２回以上切り替える。この構成によると、基板上の処理液が大きく揺さぶられる。これによって、基板の表面における処理液の流動性が高まり、基板を効率的に処理できる。

しかも、処理液の着液位置を移動させつつ、基板の表面に処理液を供給する。基板の表面における、処理液の着液位置が移動されつつ処理液が供給される領域では、各凹部の真上から処理液が着液するので、凹部内での処理液の流動性が高まり、凹部内に処理液が特に滞留しにくくなる。つまり、処理液の着液位置を移動しつつ、基板の表面に処理液を供給することによって、基板の表面における処理液の流動性を特に高めることができる。

しかも、基板の回転中心を含み、かつ、基板の周縁部を含まない領域内で、着液位置を移動させる。すなわち、ここでは、遠心力が比較的小さいために処理液の流動性が低くなりがちな基板の回転中心付近の領域において、基板の回転速度の切り替えに加えて、着液位置の移動によっても、処理液の流動性が高められる。この構成によると、基板の表面の全域にわたって、処理液の流動性を十分に高めることができる。また、この構成によると、基板の回転中心付近に着液した処理液が、遠心力によって基板の周縁部に広がって、基板の表面内の広い領域に有効に作用する。これによって、処理液の使用量を削減できるとともに、基板の表面の全域にわたる処理の均一性を高めることができる。

第３の態様によると、第１回転速度で回転される基板の回転方向と第２回転速度で回転される基板の回転方向とが、同じ方向である。この構成によると、基板の回転速度がゼロになる瞬間が生じない。したがって、基板上の処理液には、常に、基板の回転中心から離れる方向の遠心力がはたらき、基板上の余分な処理液は、基板の周縁から勢いよく振り切られる。このため、基板上の余分な処理液が、基板の周縁から滴り落ちて回収され損なってしまう、といった事態が生じにくい。

第４の態様によると、第１回転速度と第２回転速度との間の切り替えが、間欠的に行われる。この構成によると、基板が等速回転される時間帯が発生し、この時間帯において、基板の表面を覆う処理液の液膜が、新鮮な処理液にスムーズに置換される。

基板処理装置の模式的な側面図である。 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 処理対象となる基板の表層付近の様子を模式的に示す側断面図である。 基板処理装置において行われる処理の一例を説明するための図である。 スキャン外周縁を説明するための図である。 基板の回転速度の切り替え態様の一例を示す図である。 基板上の処理液が受ける力の向きを説明するための図である。 基板の回転速度の切り替え態様の一例を示す図である。 基板の回転速度の切り替え態様の一例を示す図である。 基板の回転速度の切り替え態様の一例を示す図である。 別の実施の形態に係る基板処理装置の模式的な側面図である。

以下、図面を参照しながら、実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

＜１．基板処理装置１００の構成＞
基板処理装置１００は、例えば半導体ウエハ等の円板状の基板９を、１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１００の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、基板処理装置１００の模式的な側面図である。図２は、基板処理装置１００の電気的構成を示すブロック図である。

基板処理装置１００は、スピンチャック１と、飛散防止部２と、第１処理液供給部３と、第２処理液供給部４と、制御部５と、を備える。

＜スピンチャック１＞
スピンチャック１は、基板９を、略水平姿勢に保持しつつ、当該基板９を、その主面の中心を通る鉛直な回転軸のまわりで回転させる回転保持部である。

スピンチャック１は、基板９より若干大きい円板状の部材であるスピンベース１１を備える。スピンベース１１の下面中央部には、回転軸部１２が連結されている。回転軸部１２は、その軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢で配置される。また、回転軸部１２には、これをその軸線まわりに回転駆動する回転駆動部（例えば、モータ）１３が接続される。回転軸部１２および回転駆動部１３は、筒状のケーシング１４内に収容されている。また、スピンベース１１の上面の周縁部付近には、適当な間隔をおいて複数個（例えば６個）の保持部材１５が設けられている。保持部材１５は、基板９の端面と当接して基板９の水平方向の位置決めを行うとともに、スピンベース１１の上面より僅かに高い位置で（すなわち、スピンベース１１の上面から定められた間隔を隔てて）、基板９を略水平姿勢で保持する。

この構成において、保持部材１５がスピンベース１１の上方で基板９を保持した状態で、回転駆動部１３が回転軸部１２を回転すると、スピンベース１１が鉛直方向に沿った軸心周りで回転され、これによって、スピンベース１１上に保持された基板９が、その面内の中心を通る鉛直な回転軸のまわりで、回転される。

回転駆動部１３および保持部材１５は、制御部５と電気的に接続されており、制御部５の制御下で動作する（図２参照）。つまり、スピンベース１１上に基板９を保持するタイミング、保持された基板９を開放するタイミング、および、スピンベース１１の回転態様（すなわち、基板９の回転態様）（具体的には、回転開始タイミング、回転終了タイミング、回転数（すなわち、回転速度）、等）は、制御部５によって制御される。

＜飛散防止部２＞
飛散防止部２は、スピンベース１１に保持されて回転される基板９から飛散する処理液等を受け止める。

飛散防止部２は、カップ２１を備える。カップ２１は、上端が開放された筒形状の部材であり、スピンチャック１を取り囲むように設けられる。カップ２１は、例えば、内部材２１１、中部材２１２、および、外部材２１３を、備える。

内部材２１１は、上端が開放された筒形状の部材であり、円環状の底部材２１１ａと、底部材２１１ａの内側縁部から上方に延びる円筒状の内壁部材２１１ｂと、底部材２１１ａの外側縁部から上方に延びる円筒状の外壁部材２１１ｃと、内壁部材２１１ｂと外壁部材２１１ｃとの間に立設された円筒状の案内壁２１１ｄと、を備える。案内壁２１１ｄは、底部材２１１ａから上方に延び、上端部付近が内側上方に向かって湾曲している。内壁部材２１１ｂの少なくとも先端付近は、スピンチャック１のケーシング１４に設けられた鍔状部材１４１の内側空間に収容される。

底部材２１１ａには、内壁部材２１１ｂと案内壁２１１ｄとの間の空間と連通する排液溝（図示省略）が形成される。この排液溝は、工場の排液ラインと接続される。また、この排液溝には、溝内を強制的に排気して、内壁部材２１１ｂと案内壁２１１ｄとの間の空間を負圧状態とする排気液機構が接続されている。内壁部材２１１ｂと案内壁２１１ｄとの間の空間は、基板９の処理に使用された処理液を集めて排液するための空間であり、この空間に集められた処理液は、排液溝から排液される。

また、底部材２１１ａには、案内壁２１１ｄと外壁部材２１１ｃとの間の空間と連通する第１の回収溝（図示省略）が形成される。第１の回収溝は、第１の回収タンクと接続される。また、この第１の回収溝には、溝内を強制的に排気して、案内壁２１１ｄと外壁部材２１１ｃとの間の空間を負圧状態とする排気液機構が接続されている。案内壁２１１ｄと外壁部材２１１ｃとの間の空間は、基板９の処理に使用された処理液を集めて回収するための空間であり、この空間に集められた処理液は、第１の回収溝を介して、第１の回収タンクに回収される。

中部材２１２は、上端が開放された筒形状の部材であり、内部材２１１の案内壁２１１ｄの外側に設けられている。中部材２１２の上部は内側上方に向かって湾曲しており、その上端縁部は案内壁２１１ｄの上端縁部に沿って折曲されている。

中部材２１２の下部には、内周面に沿って下方に延びる内周壁部材２１２ａと、外周面に沿って下方に延びる外周壁部材２１２ｂとが形成される。内周壁部材２１２ａは、内部材２１１と中部材２１２とが近接する状態（図１に示される状態）において、内部材２１１の案内壁２１１ｄと外壁部材２１１ｃとの間に収容される。また、外周壁部材２１２ｂの下端は、円環状の底部材２１２ｃの内側縁部に着設される。底部材２１２ｃの外側縁部からは、上方に延びる円筒状の外壁部材２１２ｄが立設される。

底部材２１２ｃには、外周壁部材２１２ｂと外壁部材２１２ｄとの間の空間と連通する第２の回収溝（図示省略）が形成される。第２の回収溝は、第２の回収タンクと接続される。また、この第２の回収溝には、溝内を強制的に排気して、外周壁部材２１２ｂと外壁部材２１２ｄとの間の空間を負圧状態とする排気液機構が接続されている。外周壁部材２１２ｂと外壁部材２１２ｄとの間の空間は、基板９の処理に使用された処理液を集めて回収するための空間であり、この空間に集められた処理液は、第２の回収溝を介して、第２の回収タンクに回収される。

外部材２１３は、上端が開放された筒形状の部材であり、中部材２１２の外側に設けられている。外部材２１３の上部は内側上方に向かって湾曲しており、その上端縁部２０１は、中部材２１２の上端縁部および内部材２１１の上端縁部より僅かに内方で下方に折曲されている。内部材２１１、中部材２１２、および、外部材２１３が近接する状態（図１に示される状態）において、中部材２１２の上端縁部および内部材２１１の上端縁部が、外部材２１３の折曲された部分によって、覆われる。

外部材２１３の下部には、内周面に沿って下方に延びるように内周壁部材２１３ａが形成される。内周壁部材２１３ａは、中部材２１２と外部材２１３とが近接する状態（図１に示される状態）において、中部材２１２の外周壁部材２１２ｂと外壁部材２１２ｄとの間に収容される。

カップ２１には、これを昇降移動させるカップ駆動機構２２が配設されている。カップ駆動機構２２は、例えば、ステッピングモータにより構成される。カップ駆動機構２２は、カップ２１が備える３個の部材２１１，２１２，２１３を、独立して昇降させる。

内部材２１１、中部材２１２、および、外部材２１３の各々は、カップ駆動機構２２の駆動を受けて、上方位置と下方位置との間で移動される。ここで、各部材２１１，２１２，２１３の上方位置は、当該部材２１１，２１２，２１３の上端縁部が、スピンベース１１上に保持された基板９の側方に配置される位置である。一方、各部材２１１，２１２，２１３の下方位置は、当該部材２１１，２１２，２１３の上端縁部が、スピンベース１１の上面よりも下方に配置される位置である。ただし、カップ駆動機構２２は、制御部５と電気的に接続されており、制御部５の制御下で動作する（図２参照）。つまり、カップ２１の位置（具体的には、内部材２１１、中部材２１２、および、外部材２１３各々の位置）は、制御部５によって制御される。

外部材２１３が下方位置に配置されている状態（すなわち、内部材２１１、中部材２１２、および、外部材２１３の全てが、下方位置に配置されている状態）を指して、以下「カップ２１が待避位置にある」という。スピンベース１１に対する基板９の搬出入が行われる間は、カップ２１は、待避位置に配置される。

一方、外部材２１３が上方位置に配置されている状態を指して、以下「カップ２１が処理位置にある」という。ただし、「カップ２１が処理位置にある」状態には、以下の３つの状態が含まれる。第１の状態は、内部材２１１、中部材２１２、および、外部材２１３の全てが、上方位置に配置された状態である（図１に示される状態）。この状態では、スピンチャック１に保持されている基板９から飛散した処理液は、内部材２１１の内壁部材２１１ｂと案内壁２１１ｄとの間の空間に集められて、排液溝から排液される。第２の状態は、内部材２１１が下方位置に配置されるとともに、中部材２１２および外部材２１３が上方位置に配置された状態である。この状態では、スピンチャック１に保持されている基板９から飛散した処理液は、内部材２１１の案内壁２１１ｄと外壁部材２１１ｃとの間の空間に集められて、第１の回収タンクに回収される。第３の状態は、内部材２１１および中部材２１２が下方位置に配置されるとともに、外部材２１３が上方位置に配置された状態である。この状態では、スピンチャック１に保持されている基板９から飛散した処理液は、中部材２１２の外周壁部材２１２ｂと外壁部材２１２ｄとの間の空間に集められて、第２の回収タンクに回収される。

＜第１処理液供給部３＞
第１処理液供給部３は、スピンチャック１に保持されている基板９に処理液を供給する。第１処理液供給部３は、処理液を吐出する第１ノズル（スキャンノズル）３１と、これに処理液を供給する配管系である第１処理液供給系３２と、を備える。

第１処理液供給系３２は、具体的には、例えば、第１処理液供給源３２１、配管３２２、および、第１バルブ３２３を備え、第１処理液供給源３２１が、第１バルブ３２３が介挿された配管３２２を介して、スキャンノズル３１に接続された構成となっている。ただし、第１処理液供給源３２１は、第１処理液を供給する供給源である。第１処理液は、例えば、薬液（ここでは、基板９の表面のポリマーを除去するとともに、基板９の表面に形成されているハードマスク９０８を除去する薬液であり、具体的には、例えば、有機溶剤を含むポリマー除去液）である。

この構成において、第１バルブ３２３が開放されると、第１処理液供給源３２１から供給される第１処理液が、スキャンノズル３１から吐出される。ただし、第１バルブ３２３は、制御部５と電気的に接続されており、制御部５の制御下で開閉される（図２参照）。つまり、スキャンノズル３１からの処理液の吐出態様（具体的には、吐出開始タイミング、吐出終了タイミング、吐出流量、等）は、制御部５によって制御される。

スキャンノズル３１は、水平に延在するアーム３３の先端部に取り付けられている。アーム３３の基端部は、軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢で配置された昇降軸３４の上端に連結されている。昇降軸３４は、ノズル基台３５に配設されている。

ノズル基台３５には、スキャンノズル３１を駆動するノズル駆動部３６が配設されている。ノズル駆動部３６は、例えば、昇降軸３４をその軸線まわりに回転させる回転駆動部（例えば、サーボモータ）と、昇降軸３４をその軸線に沿って伸縮させる昇降駆動部（例えば、ステッピングモータ）と、を含んで構成される。ノズル駆動部３６が昇降軸３４を回動させると、スキャンノズル３１が、水平面内の円弧軌道に沿って移動し、ノズル駆動部３６が昇降軸３４を伸縮させると、スキャンノズル３１が、スピンチャック１に保持されている基板９の上面と近接離間する方向に移動する。

ただし、ノズル駆動部３６は、制御部５と電気的に接続されており、制御部５の制御下で動作する。つまり、スキャンノズル３１の位置は、制御部５によって制御される。なお、制御部５は、スキャンノズル３１からの処理液の吐出が行われない間は、スキャンノズル３１を、基板９の搬送経路と干渉しない位置（待避位置）に配置する。

＜第２処理液供給部４＞
第２処理液供給部４は、スピンチャック１に保持されている基板９に処理液を供給する。第２処理液供給部４は、処理液を吐出する第２ノズル（固定ノズル）４１と、これに処理液を供給する配管系である第２処理液供給系４２と、を備える。

第２処理液供給系４２は、具体的には、例えば、第２処理液供給源４２１、配管４２２、および、第２バルブ４２３を備え、第２処理液供給源４２１が、第２バルブ４２３が介挿された配管４２２を介して、固定ノズル４１に接続された構成となっている。ただし、第２処理液供給源４２１は、第２処理液を供給する供給源である。第２処理液は、例えば、薬液をすすぎ流すリンス液（具体的には、例えば、純水）である。

この構成において、第２バルブ４２３が開放されると、第２処理液供給源４２１から供給される第２処理液が、固定ノズル４１から吐出される。ただし、第２バルブ４２３は、制御部５と電気的に接続されており、制御部５の制御下で開閉される（図２参照）。つまり、固定ノズル４１からの処理液の吐出態様（具体的には、吐出開始タイミング、吐出終了タイミング、吐出流量、等）は、制御部５によって制御される。

固定ノズル４１は、支持軸４３を介してノズル基台４４に配設されている。固定ノズル４１は、少なくともこれから処理液が吐出されている間は、定められた位置（具体的には、固定ノズル４１から吐出された処理液がスピンチャック１に保持されている基板９の上面の中央部（回転中心）に着液するような位置）に、固定的に支持される。もっとも、固定ノズル４１には、これを、上記の定められた位置と、基板９の搬送経路と干渉しない位置（待避位置）との間で移動させるための駆動部が配設されていてもよい。

＜制御部５＞
制御部５は、基板処理装置１００内の各部を動作制御する装置である。制御部５のハードウエアとしての構成は、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。すなわち、制御部５は、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ、制御用ソフトウェアやデータ等を記憶しておく磁気ディスク、等を備えている。制御部５において、プログラムに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵが演算処理を行うことにより、基板処理装置１００の各部を制御する各種の機能部が実現される。もっとも、制御部５において実現される一部あるいは全部の機能部は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。また、制御部５のメモリあるいはハードディスクには、基板処理装置１００で実行するべき処理の内容を定めた処理レシピが記憶されている。

制御部５は、図２に示されるように、回転駆動部１３、保持部材１５、カップ駆動機構２２、第１バルブ３２３、第２バルブ４２３、ノズル駆動部３６、等と電気的に接続されている。制御部５が、処理レシピに従って、これらの各部を動作させることにより、基板９に対する一連の処理が進行する。

＜２．基板９＞
次に、基板処理装置１００で処理対象とされる基板９の表層付近の様子について、図３を参照しながら説明する。図３は、当該基板９の表層付近の様子を模式的に示す側断面図である。

基板処理装置１００で処理対象とされる基板９は、例えば、金属パターンが露出した半導体ウエハである。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜は、例えば、銅膜と、この銅膜上に積層されたＣｏＷＰ(cobalt-tungsten-phosphorus)膜とを含む積層膜であってもよい。ＣｏＷＰ膜は、拡散防止のためのキャップ膜の一例である。

基板９の表面上には、例えば、層間絶縁膜９０１が形成されている。層間絶縁膜９０１には、その上面から掘り下げて、下配線溝９０２が形成されている。下配線溝９０２には、銅配線９０３が埋設されている。層間絶縁膜９０１上には、エッチストッパ膜９０４を介して、被加工膜の一例としての低誘電率絶縁膜９０５が積層されている。低誘電率絶縁膜９０５には、その上面から掘り下げて、上配線溝９０６が形成されている。さらに、低誘電率絶縁膜９０５には、上配線溝９０６の底面から銅配線９０３の表面に達するヴィアホール９０７が形成されている。上配線溝９０６およびヴィアホール９０７には、銅が一括して埋め込まれることになる。

上配線溝９０６およびヴィアホール９０７は、低誘電率絶縁膜９０５上にハードマスク９０８が形成された後、ドライエッチング処理が行われて、低誘電率絶縁膜９０５におけるハードマスク９０８から露出した部分が除去されることにより、形成される。上配線溝９０６、ヴィアホール９０７等が形成されることによって、基板９の表面には凹んだ部分（凹部９０）が形成されることになる。

ところで、ドライエッチング時には、ハードマスク９０８の表面、上配線溝９０６およびヴィアホール９０７の内面、等に、低誘電率絶縁膜９０５の成分を含む反応生成物（ポリマー残渣）９００が、付着する。つまり、ドライエッチング後の基板９の表面（特に、凹部９０内）には、ポリマー残渣９００が付着している可能性が高い。

基板処理装置１００は、例えば、このようなドライエッチング後の基板９を処理対象として、当該基板９に対して、例えば、ハードマスク９０８の除去およびポリマー残渣９００の除去を、同時に進行させる処理を行う。具体的には、当該基板９に対して、ハードマスク９０８をウエットエッチングによって剥離するとともに、ポリマー残渣（ドライエッチング時に生じた反応生成物（低誘電率絶縁膜９０５の成分を含む反応生成物）、および、ウエットエッチング時に生じる反応生成物（ハードマスク９０８の成分を含む反応生成物））を除去する処理を、施すことができる。

＜３．基板処理装置１００の動作＞
基板処理装置１００にて行われる処理の流れの一例について、図１および図４を参照しながら説明する。図４は、基板処理装置１００において行われる処理の流れの一例を示す図である。基板処理装置１００においては、制御部５の制御下で、以下に説明する一連の処理が実行される。

まず、カップ２１およびスキャンノズル３１が、各々の待避位置に配置されている状態において、搬送ロボット（図示省略）が、基板９を基板処理装置１００に搬入し、基板９を、その表面（上配線溝９０６およびヴィアホール９０７が形成されている側の主面）が上を向く姿勢で、スピンベース１１上に配置する（ステップＳ１）。スピンベース１１上に配置された基板９は、一群の保持部材１５によって保持される。これによって、スピンベース１１上に、基板９が、略水平姿勢で保持された状態となる。

スピンベース１１上に基板９が保持されると、カップ２１が処理位置に配置された上で、スピンベース１１の回転が開始される。これによって、スピンベース１１上に水平姿勢で保持される基板９が、水平面内で（すなわち、鉛直な回転軸のまわりで）回転開始される（ステップＳ２）。

続いて、薬液処理が行われる（ステップＳ３）。薬液処理においては、第１バルブ３２３が開放されて、スキャンノズル３１から、回転される基板９の表面（上側を向いている主面であり、凹部９０が形成されている側の面）に向けて、薬液が吐出される。ただし、ここでは、薬液の吐出と並行して、ノズル駆動部３６が、スキャンノズル３１を、スピンベース１１上の基板９の表面と非接触状態で近接する水平面内において、基板９の中央部と対向する第１位置（すなわち、スキャンノズル３１から吐出された薬液が、基板９の表面中央部Ｐ１に着液する位置）と、基板９の表面に規定されている仮想円の円周（ただし、この仮想円は、基板９の回転中心と同心であり、かつ、直径が基板９の直径よりも小さい円であり、以下この仮想円の円周を「スキャン外周縁Ｅ」ともいう）と対向する第２位置（すなわち、スキャンノズル３１から吐出された薬液が、スキャン外周縁Ｅ上の位置Ｐ２に着液する位置）とを結ぶ円弧軌道に沿って、往復移動させる（図５参照）。

ここで、スキャン外周縁Ｅについて、図５を参照しながら具体的に説明する。図５は、スキャン外周縁Ｅを説明するための図である。

回転される基板９に処理液が供給されたとき、基板９の表面内の各位置における、処理液の水平方向の速度成分の大きさは、当該処理液にはたらく力（基板９の回転速度に応じた遠心力、基板９の角加速度に応じた慣性力、等）の大きさ等から規定されるところ、処理液にはたらく力の大きさは、基板９の中心から周縁部に近づくにつれて大きくなる。つまり、水平方向の速度成分の大きさは、基板９の中心から周縁部に近づくにつれて、大きくなる。

ところで、上述したとおり、基板処理装置１００で処理対象となる基板９の表面には凹部９０が存在している。この凹部９０内における処理液の上向きの速度成分（すなわち、凹部９０内からの処理液の排出に寄与する速度成分であり、以下、単に「上向き速度成分」ともいう）の大きさは、基板９の上面を流れる処理液の水平方向の速度成分が大きいほど、大きくなる。つまり、上向き速度成分の大きさも、基板９の中心から周縁部に近づくにつれて、大きくなる。理論的には、この上向き速度成分は、図５に示されるように、基板９の中央から周縁部に近づくにつれて、上に凸の二次関数的に増大することがわかっている。

スキャン外周縁Ｅの位置は、例えば、基板９の表面内の各位置における凹部９０内の処理液の速度（具体的には、例えば、上向き速度成分の大きさ）に基づいて、規定される。具体的には、例えば、基板９の周縁部における凹部９０内の処理液の上向き速度成分を「Ｖｅ」として、凹部９０内の処理液の上向き速度成分が「Ｖｅ」の半分となる位置（すなわち、上向き速度成分が「Ｖｅ／２」となる位置）が、スキャン外周縁Ｅとされる。直径が３００ｍｍの基板９の場合、基板９の中心とスキャン外周縁Ｅとの離間距離は、例えば、５０ｍｍである。スキャン外周縁Ｅで囲まれる領域は、基板９の回転中心を含み、かつ、基板９の周縁部を含まない領域であり、以下、この領域を「中央領域Ｃ」ともいう。

基板９が回転している状態で、ノズル駆動部３６がスキャンノズル３１を第１位置と第２位置との間を往復移動させると、スキャンノズル３１から吐出される薬液の着液位置が、中央領域Ｃ内を移動（走査（スキャン））し、中央領域Ｃ内の全ての位置に、薬液が着液する。中央領域Ｃに供給された薬液は、基板９の回転による遠心力によって、基板９の周縁に向けて広がる。これにより、基板９の表面の全域に、薬液が行き渡って、基板９の表面の全域を覆う薬液の液膜が形成される。当然のことながら、凹部９０内も薬液で満たされる。基板９の表面を覆う薬液の液膜が形成されることによって、基板９の表面に形成されているハードマスク９０８が薬液と反応してエッチングされるとともに、基板９の表面（平坦部分、および、凹部９０内）のポリマー残渣が薬液と反応して除去される。ただし、基板９には、次々と新鮮な薬液が供給されていくので、基板９の表面の全域を覆う薬液の液膜は、次々と新鮮な薬液の液膜に置換されていく。新たに供給された薬液によって押し流された古い薬液は、基板９の回転による遠心力によって、基板９の周縁から外部に振り切られる。基板９から飛散した薬液は、カップ２１で受け止められて、回収される。

基板９に対して薬液の供給が行われる間（すなわち、基板９に対する薬液の供給と並行して）、基板９の表面の全域を覆う薬液の液膜を維持しつつ、スピンベース１１の回転速度（すなわち、基板９の回転速度）が、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で、２回以上、切り替えられる（図６参照）。この点については、後に詳細に説明する。後に明らかになるように、基板９の回転速度が切り替えられることによって、基板９上の薬液（特に、凹部９０内の薬液）の流動性が高まる。その結果、ポリマー残渣が凹部９０内から十分に除去される。

ただし、基板９の表面の処理を最適に行うためには、基板９の回転速さ（回転速度の大きさ）が、処理条件（処理液の供給量、処理液の種類）等から規定される上下限許容速さを超えないように、制御すればよい。たとえば、基板９への処理液の供給量が１．０L／ｍｉｎである場合、基板９の回転数が２５０ｒｐｍよりも下回らなければ回収カップ２１に薬液を回収することができ、また、基板９の回転数が１０００ｒｐｍを超えなければ、基板９の表面の外周部の液温を下げることなく、また、回収カップ２１から跳ね返ることにより発生する異物の発生を抑制することができる。つまり、この場合、基板９の表面を最適に処理するためには、第１回転速度Ｖ１に相当する回転数を２５０ｒｐｍ以上とし、および、第２回転速度Ｖ２に相当する回転数を１０００ｒｐｍ以下としておけばよい。これによって、基板９上に形成されているパターン上に異物が発生することが回避される。

第１バルブ３２３が開放されてから定められた時間が経過すると、第１バルブ３２３が閉鎖されて、スキャンノズル３１からの薬液の吐出が停止されるとともに、スキャンノズル３１が待避位置まで移動される。以上で薬液処理が終了する。

続いて、リンス処理が行われる（ステップＳ４）。リンス処理においては、第２バルブ４２３が開放されて、固定ノズル４１から、回転される基板９の中央部に向けて、リンス液が吐出される。つまり、リンス処理では、リンス液の着液位置が、基板９の中央部（回転中心）に固定された状態で、基板９の表面にリンス液が供給される。固定ノズル４１から吐出されるリンス液は、基板９の中央部に着液した後、基板９の回転による遠心力によって、基板９の周縁に向けて広がる。これにより、基板９の表面の全域に、リンス液が行き渡って、基板９の表面の全域を覆うリンス液の液膜が形成される。基板９の表面を覆うリンス液の液膜が形成されることによって、基板９に残存している、ポリマー残渣を含む薬液が、すすぎ流される。ただし、基板９には、次々と新鮮なリンス液が供給されていくので、基板９の表面の全域を覆うリンス液の液膜は、次々と新鮮なリンス液の液膜に置換されていく。新たに供給されたリンス液によって押し流された古いリンス液は、基板９の回転による遠心力によって、ポリマー残渣を含む薬液とともに、基板９の周縁から外部に振り切られる。基板９から飛散したリンス液は、カップ２１で受け止められて、回収される。

基板９に対してリンス液の供給が行われる間（すなわち、基板９に対するリンス液の供給と並行して）、基板９の表面の全域を覆うリンス液の液膜を維持しつつ、スピンベース１１の回転速度（すなわち、基板９の回転速度）が、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で、２回以上、切り替えられる（図６参照）。この点については、後に詳細に説明する。後に明らかになるように、基板９の回転速度が切り替えられることによって、基板９上のリンス液（特に、凹部９０内のリンス液）の流動性が高まる。その結果、ポリマー残渣が凹部９０内から十分に除去される。

第２バルブ４２３が開放されてから定められた時間が経過すると、第２バルブ４２３が閉鎖されて、固定ノズル４１からのリンス液の吐出が停止される。

続いて、乾燥処理が行われる（ステップＳ５）。具体的には、基板９に向けての処理液の吐出が停止された状態で、スピンベース１１の回転速度が、高速の回転速度（例えば、第１回転速度Ｖ１および第２回転速度Ｖ２よりも高速の回転速度）に上昇される。これによって、スピンベース１１上の基板９に残存している処理液が振り切られて基板９から除去され、基板９が乾燥される（所謂、スピンドライ）。

スピンベース１１が高速の回転速度で回転され始めてから定められた時間が経過すると、スピンベース１１の回転が停止される。

続いて、カップ２１が待避位置に移動されるとともに、保持部材１５が基板９を開放し、搬送ロボット（図示省略）が、当該基板９を基板処理装置１００から搬出する（ステップＳ６）。以上で、当該基板９に対する一連の処理が終了する。

＜４．基板９の回転速度の切り替え態様＞
上述したとおり、薬液処理（ステップＳ３）、および、リンス処理（ステップＳ４）の各々が行われる間（つまり、基板９に対する処理液の供給が行われる間）、基板９の表面の全域を覆う処理液（薬液、あるいは、リンス液）の液膜を維持しつつ、スピンベース１１の回転速度（すなわち、基板９の回転速度）が、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で、２回以上、切り替えられる。ただし、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２とは、異なる回転速度である。

基板９の回転速度の切り替えについて、図６、図７を参照しながら説明する。図６は、基板９の回転速度の切り替え態様の一例を示す図である。図７は、基板９の回転速度が、図６に例示される態様で切り替えられる場合において、各時間帯で凹部９０内の処理液Ｑが受ける力の向きを説明するための図である。ただし、以下の説明では、便宜上、図７における反時計回りの回転方向を正方向とし、第１回転速度Ｖ１が第２回転速度Ｖ２よりも大きいとする。なお、図７では、図をわかりやすくするために、１個の凹部９０のみが示されているが、一般に、基板９上には複数の凹部９０が存在する。

基板９が回転している間（すなわち、基板９の回転速度がゼロ（「０」）でない時間帯）は、凹部９０内の処理液Ｑには、基板９の回転中心９１０から離れる方向の力（遠心力）がかかる。この遠心力は、基板９の回転速さが大きいほど大きくなる。また、基板９の回転速度が変化している間（すなわち、基板９の回転方向の加速度（角加速度）がゼロでない間）は、凹部９０内の処理液Ｑには、遠心力に加えて、基板９の回転方向の力（慣性力）がかかる。この慣性力は、基板９の角加速度と逆向きであり、当該角加速度の絶対値が大きいほど、大きくなる。

基板９が、比較的高速の第１回転速度Ｖ１で回転されている時間帯（つまり、基板９が高速で等速回転されている時間帯であり、以下「第１等速時間帯」ともいう）Ｔ１は、凹部９０内の処理液Ｑにかかる慣性力はゼロであるので、凹部９０内の処理液Ｑには、比較的大きな遠心力Ｆ１だけがかかる。したがって、第１等速時間帯Ｔ１では、凹部９０内の処理液Ｑは、遠心力Ｆ１の方向（図７における３時方向）に、流動する。

基板９の回転速度が、第１回転速度Ｖ１から第２回転速度Ｖ２に切り替えられている時間帯（つまり、基板９の回転速度が減速されている時間帯であり、以下「減速時間帯」ともいう）Ｔ２は、凹部９０内の処理液Ｑには正の回転方向の慣性力Ｋ１がかかり、その一方で、当該処理液Ｑにかかる遠心力の大きさが時間とともに小さくなる。つまり、減速時間帯Ｔ２では、時間がたつにつれて、処理液Ｑが受ける力の向きが、正の回転方向に回転していく（Ｆ２（１），Ｆ２（２），・・・，Ｆ２（ｎ））。したがって、この時間帯Ｔ２では、凹部９０内の処理液Ｑが流動する方向が、図７における３時方向と１２時方向との間で、時間とともに変化していく。

基板９が、比較的低速の第２回転速度Ｖ２で回転されている時間帯（つまり、基板９が低速で等速回転されている時間帯であり、以下「第２等速時間帯」ともいう）Ｔ３は、凹部９０内の処理液Ｑにかかる慣性力はゼロであるので、凹部９０内の処理液Ｑには、比較的小さな遠心力Ｆ３だけがかかる。したがって、第２等速時間帯Ｔ３では、凹部９０内の処理液Ｑは、遠心力Ｆ３の方向（図７における３時方向）に、流動する。

基板９の回転速度が、第２回転速度Ｖ２から第１回転速度Ｖ１に切り替えられている時間帯（つまり、基板９の回転速度が加速されている時間帯であり、以下「加速時間帯」ともいう）Ｔ４は、凹部９０内の処理液Ｑには負の回転方向の慣性力Ｋ２がかかり、その一方で、当該処理液Ｑにかかる遠心力の大きさが時間とともに大きくなる。つまり、加速時間帯Ｔ４では、時間がたつにつれて、処理液Ｑが受ける力の向きが、正の回転方向に回転していく（Ｆ４（１），Ｆ４（２），・・・，Ｆ４（ｎ））。したがって、この時間帯Ｔ４では、凹部９０内の処理液Ｑが流動する方向が、図７における６時方向と３時方向との間で、時間とともに変化していく。

このように、スピンベース１１の回転速度が第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で、２回以上、切り替えられることによって、凹部９０内の処理液Ｑが流動する方向が時間とともに大きく変化し、凹部９０内の処理液Ｑが大きく揺さぶられる。ただし、「２回以上」、とは、加速と減速とを、１回ずつ行うことを意味する。つまり、凹部９０内の処理液Ｑの流動性が高まる。その結果、処理液Ｑが凹部内に滞留しにくくなり、処理液Ｑが凹部内から十分に排出される。上述したとおり、基板９の表面を覆う処理液の液膜は、次々と新鮮な処理液に置換されている。このため、凹部内においても、古い処理液がポリマー残渣とともに凹部から排出される一方で、新鮮な処理液が凹部内に流入して、凹部内が次々と新鮮な処理液に置換されていく。これによって、凹部内のポリマー残渣が、凹部内から十分に掻き出され、ポリマー残渣が凹部内から十分に除去される。

例えば、図６に例示される態様で基板９の回転速度が変化される場合、一例として、第１回転速度Ｖ１に相当する回転数を１０００ｒｐｍとし、第２回転速度Ｖ２に相当する回転数を４００ｒｐｍとし、第１等速時間帯Ｔ１を５秒間とし、減速時間帯Ｔ２を１秒間とし、第２等速時間帯Ｔ３を５秒間とし、加速時間帯Ｔ４を１秒間とすればよい。この場合、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間の切り替えは、１分間に１０回行われることになる。

もっとも、基板９の回転速度の切り替え態様は、図６に例示されるものに限らない。図８〜図１０の各々には、基板９の回転速度の切り替え態様の別の例が、示されている。

例えば、基板９が第１回転速度Ｖ１で等速回転される第１等速時間帯Ｔ１と、基板９が第２回転速度Ｖ２で等速回転される第２等速時間帯Ｔ３とは、図６に示されるように、同じ長さであってもよいし、図８に示されるように、第１等速時間帯Ｔ１と第２等速時間帯Ｔ３のうちの一方の時間帯が他方の時間帯よりも長くてもよい。

また例えば、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間の切り替えは、図６に示されるように、間欠的に行われてもよいし、図９に示されるように、連続的に行われてもよい。ただし、切り替えを間欠的に行うとは、具体的には、基板９の回転速度が第１回転速度Ｖ１に到達してから定められた時間を置いた後で、基板９の回転速度の減速を開始し、基板９の回転速度が第２回転速度Ｖ２に到達してから定められた時間を置いた後で、回転速度の加速を開始することを意味する。また、切り替えを連続的に行うとは、具体的には、基板９の回転速度が第１回転速度Ｖ１に到達した時点で、基板９の回転速度の減速を開始し、基板９の回転速度が第２回転速度Ｖ２に到達した時点で、回転速度の加速を開始することを意味する。

切り替えを間欠的に行う場合、基板９が等速回転される等速時間帯Ｔ１，Ｔ３が存在する。基板９が等速回転される等速時間帯Ｔ１，Ｔ３は、基板９に供給された処理液が、基板９の周縁に向けて速やかに広がる時間帯（つまりは、新たに供給された薬液によって古い処理液が基板９の周縁に速やかに押し流される時間帯）であり、第１等速時間帯Ｔ１および第２等速時間帯Ｔ３のうちの少なくとも一方が確保されることによって、基板９の表面の全域を覆う処理液の液膜が、新鮮な処理液にスムーズに（速やかに）置換されるという利点が得られる。一方、切り替えを連続的に行う場合、等速時間帯Ｔ１，Ｔ３は存在しない。この態様によると、回転速度の切り替え回数を増やすことができるので、凹部内の処理液の流動性を特に高めることができる。なお、例えば、比較的小さな回転速度で等速回転される第２等速時間帯Ｔ３をゼロとし、比較的大きな回転速度で等速回転される第１等速時間帯Ｔ１をゼロより大きくしてもよい。この場合、基板９の表面の全域を覆う処理液の液膜の置換を促進しつつ、切り替え回数の増加による凹部内の処理液の流動性の向上効果も得られる。

また例えば、第１回転速度Ｖ１で回転される基板９の回転方向と、第２回転速度Ｖ２で回転される基板９の回転方向とは、図６に示されるように、同じ方向であってもよいし（すなわち、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２とが同じ符号であってもよいし）、図１０に示されるように、逆方向であってもよい（すなわち、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２とが逆符号であってもよい）。

ただし、第１回転速度Ｖ１で回転される基板９の回転方向と、第２回転速度Ｖ２で回転される基板９の回転方向とが同じ方向であれば、基板９の回転速度がゼロとなる瞬間（すなわち、基板９上の処理液にはたらく遠心力がゼロとなる瞬間）が、生じない。したがって、基板９上の余分な処理液が、常に、基板９の周縁から勢いよく振り切られ続けて、当該振り切られた処理液が、確実にカップ２１の内壁で受け止められる。つまり、第１回転速度Ｖ１で回転される基板９の回転方向と、第２回転速度Ｖ２で回転される基板９の回転方向とが同じ方向であれば、基板９上の余分な処理液が基板９の周縁から滴り落ちて、回収され損なってしまう、といった事態の発生を、未然に回避できる。

なお、基板９の周縁から振り切られた処理液をカップ２１の内壁で確実に受け止めるためには、基板９の回転速さ（回転速度の大きさ）が所定の下限許容速さを下回らないことが特に好ましく、基板９の周縁から振り切られた処理液がカップ２１の内壁で跳ね返って基板９に再付着することを抑制するためには、基板９の回転速さが所定の上限許容速さを上回らないことが好ましい。下限許容速さ、および、上限許容速さの具体的な値は、スピンベース１１上の基板９の周縁部とカップ２１との離間距離、処理液の種類等によって規定される。一例として、下限許容速さに相当する回転数は３００ｒｐｍであり、上限許容速さに相当する回転数は１０００ｒｐｍである。

図６、図８〜図１０に例示される回転態様のいずれにおいても、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との差ΔＶが大きいほど、基板９上の処理液の流動性が高まる。したがって、この差ΔＶは、十分に大きいこと（例えば、１００ｒｐｍ以上）が好ましい。また、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間での切り替えの際の加速度の大きさが大きいほど、基板９上の処理液の流動性が高まる。したがって、この加速度の大きさは、十分に大きいこと（例えば、２５０（ｒｐｍ／ｓ）以上）が好ましい。

＜５．効果＞
上記の実施の形態によると、基板９に処理液を供給しつつ、基板９の回転速度を、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で２回以上切り替える。この構成によると、基板９上の処理液（特に、凹部９０内の処理液Ｑ）が大きく揺さぶられる。これによって、基板９の表面における処理液の流動性（特に、凹部９０内の処理液Ｑの流動性）が高まり、基板９を効率的に処理できる。

また、上記の実施の形態によると、薬液処理において、処理液の着液位置を移動させつつ、基板９の表面に処理液を供給する。基板９の表面における、処理液の着液位置が移動されつつ処理液が供給される領域（すなわち、移動されるスキャンノズル３１から吐出される処理液が着液する領域であり、以下「スキャン領域」ともいう）では、各凹部９０の真上から処理液が着液するので、凹部９０内における処理液Ｑの上向き速度成分が大きくなる。これによって、凹部９０内での処理液Ｑの流動性が高まり、凹部９０内に処理液が特に滞留しにくくなる。つまり、処理液の着液位置を移動しつつ、基板９の表面に処理液を供給することによって、基板９の表面における処理液の流動性を特に高めることができる。

また、上記の実施の形態によると、中央領域Ｃ（すなわち、基板９の回転中心を含み、かつ、基板９の周縁部を含まない領域である中央領域Ｃ）内で、着液位置を移動させる。すなわち、ここでは、遠心力が比較的小さいために処理液の流動性が低くなりがちな中央領域Ｃが、スキャン領域とされており、この中央領域Ｃにおいては、基板９の回転速度の切り替えに加えて、着液位置の移動によっても、処理液の流動性が高められる。この構成によると、基板９の表面の全域にわたって、処理液の流動性を十分に高めることができる。

また、基板９の周縁部を含まない中央領域Ｃ内で着液位置が移動される構成、つまりは、スキャン領域が、基板９の周縁部を含まない領域に限定される構成によると、基板９の回転中心付近に着液した処理液が、遠心力によって基板９の周縁部に広がって、基板９の表面内の広い領域に有効に作用する。これによって、処理液の使用量を削減できるとともに、基板９の表面の全域にわたる処理の均一性を高めることができる。例えば、薬液処理でハードマスク９０８を剥離する処理（エッチング処理）を進行させる場合に、基板９の表面の全域にわたるエッチング量の均一性を高めることができる。

仮に、基板９の表面の全域がスキャン領域とされたとすると、基板９の周縁部付近に着液した処理液は、遠心力をうけてそのまますぐに基板９から振り切られてしまう。つまり、基板９の周縁部付近に着液した処理液は、基板９の表面内におけるごく狭い領域にしか作用していないうちに、基板９から振り切られてしまう。このように、基板９の表面の全域がスキャン領域とされたとすると、処理液を有効に使用できない時間帯が発生するために、処理液の総使用量が増加してしまう。また、基板９の周縁部付近に処理液が着液している時間帯は、基板９の中心部付近に新鮮な処理液が回らないために、中心部付近での処理が進行しにくい。その結果、基板９の中心部付近と周縁部付近との間で処理の不均一が生じやすい。例えば、ハードマスク９０８の剥離を行う場合に、基板９の表面の全域がスキャン領域とされてしまうと、基板９の中央付近のエッチング量が、基板９の周縁付近のエッチング量よりも、小さくなる傾向がある。このように、基板９の表面の全域がスキャン領域とされたとすると、処理液の使用量の増加、および、処理の均一性の低下を招くおそれがある。これに対し、上記の実施の形態では、スキャン領域が、基板９の周縁部を含まない中央領域Ｃに限定されることによって、処理液の使用量の増加を抑制できるとともに、基板９の表面の全域にわたる処理の均一性を高めることができる。

また、上記の実施の形態によると、リンス処理において、処理液の着液位置を基板９の回転中心に固定して、基板９の表面に処理液を供給する。この構成によると、基板９の回転中心に着液した処理液が、遠心力によって基板９の全体に広がって、基板９の表面の全域に有効に作用する。これによって、処理液の使用量が削減できるとともに、基板９の表面の全域にわたる処理の均一性を高めることができる。

また、上記の実施の形態において、第１回転速度Ｖ１で回転される基板９の回転方向と第２回転速度Ｖ２で回転される基板９の回転方向とが、同じ方向とされれば（図６、図８、図９参照）、基板９の回転速度がゼロになる瞬間が生じない。したがって、基板９上の処理液には、常に、基板９の回転中心から離れる方向の遠心力がはたらき、基板９上の余分な処理液は、基板９の周縁から勢いよく振り切られる。このため、基板９上の余分な処理液が、基板９の周縁から滴り落ちて回収され損なってしまう、といった事態が生じにくい。

また、上記の実施の形態において、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間の切り替えが、間欠的に行われれば（図６、図８、図１０参照）、基板９の角加速度がゼロの時間帯（すなわち、基板９が等速回転される等速時間帯）Ｔ１，Ｔ３が発生し、この時間帯Ｔ１，Ｔ３において、基板９の表面を覆う処理液の液膜が、新鮮な処理液にスムーズ（速やかに）に置換される。

＜６．別の実施の形態＞
＜６−１．基板処理装置１００ａの構成＞
別の実施の形態に係る基板処理装置１００ａについて、図１１を参照しながら説明する。図１１は、基板処理装置１００ａの構成を示す図である。

基板処理装置１００ａは、上記の実施の形態に係る基板処理装置１００と同様、基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置であって、チャンバ７１と、保持回転機構７２と、第１処理液供給系７３と、第２処理液供給系７４と、圧力調整部７５と、制御部７６と、を備える。

チャンバ７１は、略円板状のチャンバ底部７１１と、チャンバ底部７１１の外周に固定される略円筒状のチャンバ側壁部７１２と、チャンバ側壁部７１２の上部開口を閉塞する略円板状のチャンバ蓋部７１３と、を備える。チャンバ蓋部７１３が、チャンバ側壁部７１２の上部に付勢されることによって、チャンバ７１の内部空間７０が密閉空間とされる。チャンバ蓋部７１３は、上下方向に移動可能であり、チャンバ蓋部７１３が上方に移動してチャンバ側壁部７１２から離間した状態において、チャンバ７１内への基板９の搬出入が行われる。

チャンバ蓋部７１３の中央部には、これを貫通する配管（処理液吐出配管７０１、および、ガス吐出配管７０２）が設けられる。ガス吐出配管７０２は、例えば、断面が円環状であり、処理液吐出配管７０１の周囲を取り囲むように配置されている。また、チャンバ底部７１１の外周部には、チャンバ底部７１１を貫通する複数の配管（吸引配管７０３）が、周方向に例えば等ピッチで設けられる。

保持回転機構７２は、チャンバ７１内において、基板９を略水平姿勢に保持しつつ、当該基板９を、その主面の中心を通る鉛直な回転軸のまわりで回転させる回転保持部である。保持回転機構７２は、具体的には、例えば、チャンバ側壁部７１２の内部において、周方向に配置されるステータ７２１と、チャンバ７１の内部空間７０においてステータ７２１の内側に配置される略円環状のロータ７２２と、ロータ７２２の内周面に設けられる保持部材７２３と、を備える。ロータ７２２は、ステータ７２１との間に働く磁力により、ステータ７２１およびチャンバ側壁部７１２に接触することなく支持され、上下方向に沿う中心軸を中心として回転する。保持部材７２３は、略円環板状の部材であり、ロータ７２２の内周面に固定されて、ロータ７２２とともにチャンバ７１の内部空間７０に収容される。基板９は、略水平姿勢で保持部材７２３上に載置されることによって、当該保持部材７２３に保持される。

この構成において、保持部材７２３が基板９を保持した状態で、ロータ７２２が回転されると、保持部材７２３に保持された基板９が、その面内の中心を通る鉛直な回転軸のまわりで、回転される。ロータ７２２およびステータ７２１は、制御部７６と電気的に接続されており、制御部７６の制御下で動作する。つまり、基板９の回転態様（具体的には、回転開始タイミング、回転終了タイミング、回転数（すなわち、回転速度）、等）は、制御部７６によって制御される。

第１処理液供給系７３は、例えば、第１処理液（例えば、薬液であり、具体的には、例えば、有機溶剤を含むポリマー除去液）を供給する第１処理液供給源７３１が、第１バルブ７３３が介挿された配管７３２を介して、処理液吐出配管７０１に接続された構成を備える。

第２処理液供給系７４は、例えば、第２処理液（例えば、リンス液であり、具体的には、例えば、純水）を供給する第２処理液供給源７４１が、第２バルブ７４３が介挿された配管７４２を介して、処理液吐出配管７０１に接続された構成を備える。

この構成において、第１バルブ７３３が開放されると、第１処理液供給源７３１から供給される第１処理液が、処理液吐出配管７０１から吐出される。また、第２バルブ７４３が開放されると、第２処理液供給源７４１から供給される第２処理液が、処理液吐出配管７０１から吐出される。ただし、第１バルブ７３３および第２バルブ７４３は、制御部７６と電気的に接続されており、制御部７６の制御下で開閉される。つまり、処理液吐出配管７０１からの処理液の吐出態様（具体的には、吐出される処理液の種類、吐出開始タイミング、吐出終了タイミング、吐出流量、等）は、制御部７６によって制御される。

圧力調整部７５は、ガス供給系７５１と吸引系７５２と、を備える。ガス供給系７５１は、例えば、ガス（例えば、窒素ガス）を供給するガス供給源７５１１が、ガスバルブ７５１３が介挿された配管７５１２を介して、ガス吐出配管７０２に、接続された構成を備える。また、吸引系７５２は、例えば、ガス等を吸引（排気）する吸引部７５２１が、吸引バルブ７５２３が介挿された配管７５２２を介して、吸引配管７０３に、接続された構成を備える。

この構成において、ガスバルブ７５１３が開放されると、ガス吐出配管７０２からガスが吐出され、チャンバ７１の内部空間７０が加圧される。一方、吸引バルブ７５２３が開放されると、内部空間７０内のガスが、吸引配管７０３を介して吸引され、チャンバ７１の内部空間７０が減圧される。また、吸引バルブ７５２３が開放されると、内部空間７０内の処理液が、吸引配管７０３を介して吸引されて、チャンバ７１外に排液される。ただし、ガスバルブ７５１３および吸引バルブ７５２３は、制御部７６と電気的に接続されており、制御部７６の制御下で開閉される。つまり、内部空間７０の圧力等は、制御部７６によって制御される。

制御部７６は、基板処理装置１００ａ内の各部を動作制御する装置である。制御部７６のハードウエアとしての構成は、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。制御部７６は、ロータ７２２、ステータ７２１、第１バルブ７３３、第２バルブ７４３、ガスバルブ７５１３、吸引バルブ７５２３、等と電気的に接続されている。制御部７６が、処理レシピに従って、これらの各部を動作させることにより、基板９に対する一連の処理が進行する。

＜６−２．処理の流れ＞
基板処理装置１００ａにて行われる処理の流れについて説明する。基板処理装置１００ａにて行われる処理の流れは、基板処理装置１００にて行われる処理の流れとほぼ同様であるので、ここでも、図４を参照しながら説明する。基板処理装置１００ａにおいては、制御部７６の制御下で、以下に説明する一連の処理が実行される。

まず、チャンバ蓋部７１３が上方に配置されている状態において、搬送ロボット（図示省略）が、基板９をチャンバ７１内に搬入し、基板９を、その表面（上配線溝９０６およびヴィアホール９０７が形成されている側の主面）が上を向く姿勢で、保持部材７２３上に配置する（ステップＳ１）。これによって、保持部材７２３上に、基板９が、略水平姿勢で保持された状態となる。基板９が搬入されると、チャンバ蓋部７１３が下降されて、チャンバ蓋部７１３によりチャンバ側壁部７１２の上部開口が閉塞された状態とされる。すなわち、チャンバ７１の内部空間７０が密閉空間とされる。なお、内部空間７０が密閉空間とされた後、以下に説明する一連の処理が行われる間の任意のタイミングで、圧力調整部７５が、内部空間７０の圧力を適宜調整する構成としてもよい。

チャンバ７１が密閉されると、続いて、ロータ７２２の回転が開始される。これによって、保持部材７２３上に水平姿勢で保持される基板９が、水平面内（すなわち、鉛直な回転軸のまわりで）で回転開始される（ステップＳ２）。

続いて、薬液処理が行われる（ステップＳ３）。薬液処理においては、第１バルブ７３３が開放される。すると、処理液吐出配管７０１から、回転される基板９の表面に向けて、薬液が吐出される。処理液吐出配管７０１から吐出された薬液は、基板９の中央部に着液した後、基板９の回転による遠心力によって、基板９の周縁に向けて広がる。これにより、基板９の表面の全域に、薬液が行き渡って、基板９の表面の全域を覆う薬液の液膜が形成される。基板９の表面を覆う薬液の液膜が形成されることによって、基板９の表面に形成されているハードマスク９０８が薬液と反応してエッチングされるとともに、基板９の表面（平坦部分、および、凹部９０内）のポリマー残渣が薬液と反応して除去される。ただし、基板９には、次々と新鮮な薬液が供給されていくので、基板９の表面の全域を覆う薬液の液膜は、次々と新鮮な薬液の液膜に置換されていく。新たに供給された薬液によって押し流された古い薬液は、基板９の回転による遠心力によって、基板９の周縁から外部に振り切られる。基板９から飛散した薬液は、吸引部７５２１の吸引力を受けて、チャンバ７１外に排出される。

基板９に対して薬液の供給が行われる間（すなわち、基板９に対する薬液の供給と並行して）、基板９の表面の全域を覆う薬液の液膜を維持しつつ、基板９の回転速度が、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で、２回以上、切り替えられる（例えば図６参照）。上述したとおり、基板９の回転速度が切り替えられることによって、基板９上の薬液（特に、凹部９０内の薬液）の流動性が高まる。その結果、ポリマー残渣が凹部９０内から十分に除去される。

第１バルブ７３３が開放されてから定められた時間が経過すると、第１バルブ７３３が閉鎖されて、処理液吐出配管７０１からの薬液の吐出が停止される。以上で薬液処理が終了する。ただし、薬液処理が終了してから後述するリンス処理が開始されるまでの間に基板９の表面が乾いてしまわないように、薬液の供給が停止された後、直ちに、リンス液の供給が開始される。

続いて、リンス処理が行われる（ステップＳ４）。リンス処理においては、第２バルブ７４３が開放される。すると、処理液吐出配管７０１から、回転される基板９の表面に向けて、リンス液が吐出される。処理液吐出配管７０１から吐出されたリンス液は、基板９の中央部に着液した後、基板９の回転による遠心力によって、基板９の周縁に向けて広がる。これにより、基板９の表面の全域に、リンス液が行き渡って、基板９の表面の全域を覆うリンス液の液膜が形成される。基板９の表面を覆うリンス液の液膜が形成されることによって、基板９に残存している、ポリマー残渣を含む薬液が、すすぎ流される。ただし、基板９には、次々と新鮮なリンス液が供給されていくので、基板９の表面の全域を覆うリンス液の液膜は、次々と新鮮なリンス液の液膜に置換されていく。新たに供給されたリンス液によって押し流された古いリンス液は、基板９の回転による遠心力によって、ポリマー残渣を含む薬液とともに、基板９の周縁から外部に振り切られる。基板９から飛散したリンス液は、吸引部７５２１の吸引力を受けて、チャンバ７１外に排出される。

基板９に対してリンス液の供給が行われる間（すなわち、基板９に対するリンス液の供給と並行して）、基板９の表面の全域を覆うリンス液の液膜を維持しつつ、基板９の回転速度が、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で、２回以上、切り替えられる（例えば図６参照）。上述したとおり、基板９の回転速度が切り替えられることによって、基板９上のリンス液（特に、凹部９０内のリンス液）の流動性が高まる。その結果、ポリマー残渣が凹部９０内から十分に除去される。

第２バルブ７４３が開放されてから定められた時間が経過すると、第２バルブ７４３が閉鎖されて、処理液吐出配管７０１からのリンス液の吐出が停止される。

続いて、乾燥処理が行われる（ステップＳ５）。具体的には、基板９に向けての処理液の吐出が停止された状態で、基板９の回転速度が、高速の回転速度（例えば、第１回転速度Ｖ１および第２回転速度Ｖ２よりも高速の回転速度）に上昇される。これによって、基板９に残存している処理液が振り切られて基板９から除去され、基板９が乾燥される。

基板９が高速の回転速度で回転され始めてから定められた時間が経過すると、基板９の回転が停止される。

続いて、チャンバ蓋部７１３が上昇されて、チャンバ側壁部７１２の上部開口が開口した状態とされ、搬送ロボット（図示省略）が、基板９をチャンバ７１から搬出する（ステップＳ６）。以上で、当該基板９に対する一連の処理が終了する。

＜６−３．効果＞
この実施の形態においても、先に説明した実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、この実施の形態によると、密閉されたチャンバ７１内で基板９に対する処理が進行するので、薬液処理およびリンス処理の少なくとも一方において、基板９の回転速度がゼロとなる瞬間（あるいは、下限許容速さを下回る瞬間）が生じて、基板９上の余分な処理液が基板９の周縁から滴り落ちたとしても、当該滴り落ちた処理液を問題なく回収できる。つまり、この実施の形態に係る基板処理装置１００ａが採用される場合は、例えば、第１回転速度Ｖ１で回転される基板９の回転方向と第２回転速度Ｖ２で回転される基板９の回転方向とが逆方向であっても、問題は生じない（図１０参照）。

＜７．その他の実施の形態＞
上記の各実施の形態に係る基板処理装置１００，１００ａでは、ドライエッチング後の基板９に対して、ハードマスク９０８の剥離とポリマー残渣の除去とを同時に進行させていたが、基板処理装置１００，１００ａは、例えば、ハードマスク９０８を剥離した後の基板９（例えば、ドライエッチング後、さらに、ハードマスク９０８を除去するアッシングが施された基板９）を処理対象として、当該基板９に対して、ポリマー残渣（ドライエッチング時に生じた反応生成物（低誘電率絶縁膜９０５の成分を含む反応生成物）、および、アッシング時に生じた反応生成物（ハードマスク９０８の成分を含む反応生成物））を除去する処理を行ってもよい。また、基板処理装置１００，１００ａは、例えば、ハードマスク上のレジストパターンを除去する処理を行ってもよい。

また、上記の実施の形態においては、中央領域Ｃがスキャン領域とされていたが、基板９の表面の全域が、スキャン領域とされてもよい。例えば、ハードマスク９０８を剥離した後の基板９を処理対象として、当該基板９に対してポリマー残渣を除去する処理を行う場合等は、エッチング量の均一性に配慮する必要がない。そこで、例えばこのような場合には、基板９の表面の全域をスキャン領域としてもよい。

また、上記の実施の形態では、薬液処理において、スキャンノズル３１が移動しながら基板９に向けて薬液を吐出し、薬液の着液位置が、例えば中央領域Ｃを、走査（スキャン）する構成であるとしたが、薬液処理において、薬液の着液位置が、基板９の回転中心に固定されてもよい。具体的には、薬液処理において、固定ノズル４１から、基板９の回転中心に向けて薬液を吐出する構成としてもよい。

また、上記の実施の形態では、リンス処理において、固定ノズル４１が、基板９の中心に向けてリンス液を吐出し、リンス液の着液位置が、基板９の回転中心に固定される構成であるとしたが、リンス処理において、リンス液の着液位置が、例えば、中央領域Ｃ（あるいは、基板９の全域）を走査してもよい。具体的には、リンス処理において、スキャンノズル３１が、移動しながら、基板９に向けてリンス液を吐出してもよい。

また、上記の実施の形態では、薬液処理とリンス処理との両方において、基板９の回転速度が、第１回転速度Ｖ１と第２回転速度Ｖ２との間で２回以上切り替えられていたが、一方の処理（例えば、リンス処理）においては、基板９は一定の回転速度で回転されてもよい。また、薬液処理とリンス処理とのうちの少なくとも一方において、基板９の回転速度が、３個以上の回転速度の間で、２回以上切り替えられてもよい。

また、上記の実施の形態において、スキャンノズル３１および固定ノズル４１のうちの少なくとも一方を、二流体ノズル（すなわち、処理液とガスとを混合して処理液の液滴を生成し、この処理液の液滴を基板９に向けて噴射する二流体ノズル）により構成してもよい。

また、上記の実施の形態においては、スピンチャック１は、基板９を水平方向に挟む挟持式のチャックであるとしたが、スピンチャックは、基板９の下面を吸着するバキューム式のチャックであってもよい。

また、上記の実施の形態において、基板９は、半導体ウエハであるとしたが、基板９は、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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、フォトマスク用ガラス基板、太陽電池用基板、等であってもよい。

以上のとおり、本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００，１００ａ 基板処理装置
１ スピンチャック
１１ スピンベース
１３ 回転駆動部
２ 飛散防止部
２１ カップ
３ 第１処理液供給部
３１ スキャンノズル
４ 第２処理液供給部
４１ 固定ノズル
５，７６ 制御部
７１ チャンバ
７２ 保持回転機構
７３ 第１処理液供給系
７４ 第２処理液供給系
７５ 圧力調整部
７０１ 処理液吐出配管
９ 基板
９０ 凹部

Claims (7)

1. 表面に凹部がある基板を処理する基板処理方法であって、
   ａ）水平姿勢で保持されて水平面内で回転される前記基板の前記表面に、処理液を供給して、前記表面を覆う前記処理液の液膜を形成する工程と、
   ｂ）前記ａ）工程と並行して、前記表面を覆う前記処理液の液膜を維持しつつ、前記基板の回転速度を、第１回転速度と第２回転速度との間で、２回以上、切り替える工程と、
   を備え、
   前記ａ）工程において、
   前記処理液の着液位置を移動させつつ、前記表面に前記処理液を供給し、
   前記基板の回転中心を含み、かつ、前記基板の周縁部を含まない領域内で、前記着液位置を移動させ、
   前記領域の外周縁の位置が、前記表面内の各位置における前記凹部内の前記処理液の速度に基づいて規定される、基板処理方法。
2. 請求項１に記載の基板処理方法であって、
   前記領域の前記外周縁の位置は、前記基板の前記凹部内の前記処理液の速度の上向きの成分が、前記周縁部の前記凹部内の前記処理液の速度の上向きの成分の半分となる位置に規定される、
   基板処理方法。
3. 請求項１または２に記載の基板処理方法であって、
   前記第１回転速度で回転される前記基板の回転方向と、前記第２回転速度で回転される前記基板の回転方向とが、同じ方向である、
   基板処理方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の基板処理方法であって、
   前記第１回転速度と前記第２回転速度との間の切り替えが、間欠的に行われる、
   基板処理方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基板処理方法であって、
   前記処理液が、前記表面のポリマーを除去するとともに、前記表面に形成されている薄膜を除去する薬液である、
   基板処理方法。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の基板処理方法であって、
   前記処理液が、薬液をすすぎ流すリンス液である、
   基板処理方法。
7. 表面に凹部がある基板を処理する基板処理装置であって、
   前記基板を水平姿勢に保持しつつ、前記基板を鉛直な回転軸のまわりで回転させる回転保持部と、
   前記回転保持部に保持される前記基板の前記表面に処理液を供給する吐出部と、
   前記吐出部に前記表面に前記処理液を供給させて、前記表面を覆う前記処理液の液膜を形成させつつ、これと並行して、前記表面を覆う前記処理液の液膜を維持しつつ、前記回転保持部に、前記基板の回転速度を第１回転速度と第２回転速度との間で２回以上切り替えさせる、制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記基板の回転中心を含み、かつ、前記基板の周縁部を含まない領域内で、前記処理液の着液位置を移動させつつ、前記表面に前記処理液を供給し、
   前記領域の外周縁の位置が、前記表面内の各位置における前記凹部内の前記処理液の速度に基づいて規定される、基板処理装置。

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