JP7285741B2

JP7285741B2 - 基板処理方法および基板処理装置

Info

Publication number: JP7285741B2
Application number: JP2019158265A
Authority: JP
Inventors: ポーリンテン; 弘晃石井; 誠 ▲高▼岡; 勤大須賀; 哲也江本
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: JP2021039959A

Description

本願は、基板処理方法および基板処理装置に関する。

従来から、略円板状の基板の表面に形成された薄膜を、その基板の周縁部において除去する基板処理装置が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、回転している基板の周縁部に、第１混合比でフッ酸および硝酸を含有する第１処理液を供給して薄膜（除去対象膜）をエッチングする第１処理工程と、基板に第１処理液を供給した後に、回転している基板の周縁部に第１処理液よりもフッ酸の含有比が低く硝酸の含有比が高い第２混合比でフッ酸および硝酸を含有する第２処理液を供給して除去対象膜をエッチングする第２処理工程とが実行される。

これにより、ＳｉＧｅ、アモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる除去対象膜をウエットエッチングにより除去するにあたって、除去対象膜の下に存在するＳｉＯ２等の下地膜を適切に残すことができる。

特開２００４－７９９０８号公報

基板の表面に多層膜が形成される場合があり、この多層膜の周縁部のエッチング除去が望まれる場合がある。この場合、多層膜をエッチング可能な処理液（エッチング液）を採用すれば、特許文献１の技術でも、基板の周縁部における多層膜を除去することは可能である。

しかしながら、周縁部上の所定の着液位置にエッチング液を供給し続けると、以下に説明するように、多層膜の上層が剥離することがあった。

エッチング液を当該着液位置に着液させると、その着液位置において多層膜が部分的に除去されて溝が形成される。基板は回転しているので、当該溝は円環状に形成される。当該溝はエッチングの進行に応じて深くなり、いずれ当該溝の底部において多層膜の直下の層（基板または下地層）の表面が露出する。

以後、エッチング液は溝の底部において当該層の表面に着液して当該表面上で広がる。この着液に際してエッチング液は基板の内側にも広がり、多層膜のうち最下層の側面に接触する。これにより、最下層の側面がその上層よりも径方向内側（つまり、基板の中心側）にエッチングされ得る。このように最下層がその上層よりも内側にエッチングされると、上層は最下層によって部分的に支持されなくなり、剥離してしまうことがあった。

そこで、本願は、多層膜のうち下層がその上層よりも内側にエッチングされることを抑制できる技術を提供することを目的とする。

基板処理方法の第１の態様は、第１層と、前記第１層よりも上層の第２層とを含む多層膜が形成された基板の周縁部に対して、前記多層膜をエッチングするエッチング処理を行う基板処理方法であって、前記基板を保持する第１工程と、鉛直方向に沿う回転軸線のまわりに前記基板の回転を開始する第２工程と、前記多層膜をエッチングするエッチング液をノズルから吐出して、前記基板の周縁よりも所定幅だけ内側の位置に着液させる第３工程と、前記第１層、または、前記多層膜の直下の第３層が露出したか否かを判断する第４工程と、前記第１層、または、前記第３層が露出したと判断したときに、前記エッチング液の着液位置を前記基板の周縁側に移動させる第５工程とを備える。

基板処理方法の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理方法であって、前記第５工程において、前記エッチング液が前記第３層の上面に着液する範囲内で、前記着液位置を時間の経過に応じて前記基板の周縁側に移動させる。

基板処理方法の第３の態様は、第２の態様にかかる基板処理方法であって、前記第５工程において、前記着液位置を所定時間ごとに所定移動量だけ前記基板の周縁側に移動させ、前記所定時間は前記着液位置が前記周縁側にあるほど短く設定され、または、前記所定移動量は前記着液位置が周縁側にあるほど大きく設定される。

基板処理方法の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第４工程において、前記第３工程の開始からの経過時間が所定の基準時間以上であると判断したときに、前記第１層、または、前記第３層が露出したと判断する。

基板処理方法の第５の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第４工程において、イメージセンサによって前記基板からの反射光を受光し、受光した前記反射光に基づいて、前記第１層、または、前記第３層が露出したか否かを判断する。

基板処理方法の第６の態様は、第５の態様にかかる基板処理方法であって、前記第４工程おいて、回転中の前記基板の前記着液位置でのエッチングにより前記基板に形成された溝の第１色と、前記溝とは異なる領域の第２色とを、前記イメージセンサによって取得された画像に基づいて取得し、前記第１色と前記第２色との差異に基づいて、前記第１層または前記第３層が露出したか否かを判断する。

基板処理方法の第７の態様は、第６の態様にかかる基板処理方法であって、前記溝とは異なる前記領域は、前記溝よりも前記回転軸線側の領域である。

基板処理方法の第８の態様は、第５から第７のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第４工程において、回転中の前記基板の前記着液位置でのエッチングにより前記基板に形成された溝の幅を、前記イメージセンサによって取得された画像に基づいて求め、前記溝の幅に基づいて、前記第１層または前記第３層が露出したか否かを判断する。

基板処理方法の第９の態様は、第５から第８のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第３工程および前記第５工程において、前記着液位置よりも前記基板の回転方向の上流側の供給位置に不活性ガスを供給して、前記エッチング液を前記基板の周縁部から吹き飛ばし、前記イメージセンサは、前記基板の周縁部のうち、前記着液位置よりも上流かつ前記供給位置よりも下流側の領域で反射した反射光を受光する。

基板処理方法の第１０の態様は、第１から第９のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記エッチング液による前記第２層のエッチングレートは、前記エッチング液による前記第１層のエッチングレートよりも高く、前記第２層は、前記第１層よりも厚い。

基板処理方法の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記多層膜は、チタン層と、前記チタン層の上に設けられる窒化チタン層と、前記窒化チタン層の上に設けられるタングステン層とを含む。

基板処理方法の第１２の態様は、第１から第１１のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記ノズルの吐出方向は、下側に向かうにしたがって前記基板の周縁に向かう斜め方向である。

基板処理方法の第１３の態様は、第１から第１２のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記エッチング液は、水酸化アンモニウム、過酸化水素水および純水を含み、前記水酸化アンモニウムおよび過酸化水素水の組と純水との比は６：１から１１：１０の範囲内に設定されている。

基板処理方法の第１４の態様は、第１から第１３のいずれか一つの態様にかかる基板処理方法であって、前記第５工程において、前記着液位置を前記基板の周縁に向かう一方向のみに移動させる。

基板処理装置の態様は、第１層と、前記第１層よりも上層の第２層とを含む多層膜が形成された基板の周縁部に対して、前記多層膜をエッチングするエッチング処理を行う基板処理装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部によって保持された前記基板を、鉛直方向に沿う回転軸線のまわりに回転させる回転機構と、前記多層膜をエッチングするエッチング液を吐出して、前記基板の周縁よりも所定幅だけ内側の位置に着液させるノズルと、前記第１層、または、前記多層膜の直下の第３層が露出したときに、前記エッチング液の着液位置を前記基板の周縁側に移動させるノズル移動機構とを備える。

基板処理方法の第１、第１０、第１１、第１３および第１４の態様ならびに基板処理装置の態様によれば、回転中の基板にエッチング液を着液させる。この着液位置におけるエッチングにより、当該着液位置を径方向位置とする略円形状の溝が基板に形成される。着液位置におけるエッチングが進行すると当該溝は深くなり、その底部で第１層が露出する。さらにエッチングが進行すると当該溝がさらに深くなり、その底部で第３層が露出する。第４工程によれば、第１層または第３層が露出したときに、着液位置が基板の周縁側に移動する。つまり、着液位置は、当該溝よりも内側の第１層（以下、内側第１層と呼ぶ）の側面から径方向外側（基板の周縁側）に遠ざかる。よって、エッチング液はこの内側第１層の側面に接触しにくくなる。したがって、内側第１層の側面が不要にエッチングされることを抑制できる。これにより、内側第１層の側面が内側第２層の側面よりも径方向内側に退くことによる内側第２層の部分的な剥離を抑制できる。

基板処理方法の第２の態様によれば、着液位置を溝よりも径方向外側の多層膜の側面に近づけることができるので、より高い清浄度でエッチング液を当該側面に作用させることができる。よって、径方向外側の多層膜の側面のエッチングを促進することができる。

基板処理方法の第３の態様によれば、時間が経過するほど、ノズルを移動させる時間ピッチ（所定時間）を短くし、または、ノズルを移動させる移動ピッチ（所定移動量）を長くするので、スループットを向上できる。

基板処理方法の第４の態様によれば、ノズルを移動させるタイミングを簡単に判断することができる。

基板処理方法の第５の態様によれば、イメージセンサで基板のエッチング状態を確認できるので、より適切なタイミングで着液位置を移動させることができる。

基板処理方法の第６の態様によれば、エッチングによって基板の表面に形成される溝と、それ以外の領域との色の差を用いて判断を行っている。よって、第１層または第３層が露出したか否かの判断に対する、照明環境等の影響を抑制することができる。つまり、より高い精度で判断を行うことができる。

基板処理方法の第７の態様によれば、エッチングされない領域を採用できる。当該領域の色はエッチングの進行に応じて変化しにくい。よって、第１層または第３層が露出したか否かの判断をより高い精度で行うことができる。

基板処理方法の第８の態様によれば、エッチングが進行するほど溝の幅が広くなるところ、その溝の幅に基づいて判断を行っているので、適切なタイミングで着液位置を移動させることができる。

基板処理方法の第９の態様によれば、イメージセンサはエッチング液が吹き飛ばされた領域の反射光を受光する。よって、画像にエッチング液が含まれることによる判断精度の低下を抑制できる。

基板処理方法の第１２の態様によれば、エッチング液が基板の中央側の非処理領域に進入することを抑制できる。

基板処理システムの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置の構成の一例を概略的に示す平面図である。基板処理装置の構成の一例を概略的に示す斜視図である。基板の周縁部の断面構成の一例を概略的に示す図である。着液位置および供給位置の一例を概略的に示す上面図である。着液位置および供給位置の一例を概略的に示す側面図である。基板処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。エッチングの様子の一例を模式的に示す図である。エッチングの様子の一例を模式的に示す図である。エッチングの様子の一例を模式的に示す図である。エッチングの様子の一例を模式的に示す図である。エッチングの様子の一例を模式的に示す図である。着液位置の時間変化の一例を示すグラフである。基板処理装置の構成の他の一例を概略的に示す平面図である。イメージセンサによって取得された画像の一例を模式的に示す図である。下地層の露出についての判断処理の具体的な一例を示すフローチャートである。下地層の露出についての判断処理の具体的な他の一例を示すフローチャートである。着液位置の時間変化の他の一例を示すグラフである。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、図面に示される構成の大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

＜第１の実施形態＞
＜基板処理システムの概略構成＞
図１は、基板処理システム１００の構成の一例を概略的に示す図である。基板処理システム１００は、薬液またはリンス液などの処理液によって半導体ウエハ等の略円形の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理システムである。基板処理システム１００は、インデクサブロック１１０と、インデクサブロック１１０に結合された処理ブロック１２０と、基板処理システム１００に設けられた装置の動作およびバルブの開閉を制御する制御部１３０とを含んでいる。

インデクサブロック１１０は、キャリア保持部１１１と、インデクサロボットＩＲと、ＩＲ移動機構１１２とを含んでいる。キャリア保持部１１１は、複数枚の基板Ｗを収容できるキャリアＣを保持する。複数のキャリアＣは、水平なキャリア配列方向Ｄに配列された状態でキャリア保持部１１１に保持される。ＩＲ移動機構１１２は、キャリア配列方向ＤにインデクサロボットＩＲを移動させる。インデクサロボットＩＲは、キャリア保持部１１１に保持されたキャリアＣに基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板ＷをキャリアＣから搬出する搬出動作を行う。基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって水平姿勢で搬送される。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う状態をいう。

一方、処理ブロック１２０は、基板Ｗを処理する複数（たとえば、４つ以上）の処理ユニット１２１と、センターロボットＣＲとを含んでいる。複数の処理ユニット１２１は、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット１２１は、基板Ｗに薬液を供給する薬液供給ユニット１２１ａと、基板Ｗと薬液との反応を進行させる反応ユニット１２１ｂと、基板Ｗに供給された薬液を洗い流すリンスユニット１２１ｃとを含む。センターロボットＣＲは、処理ユニット１２１に基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板Ｗを処理ユニット１２１から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボットＣＲは、複数の処理ユニット１２１間で基板Ｗを搬送する。基板Ｗは、センターロボットＣＲによって水平姿勢で搬送される。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから基板Ｗを受け取るとともに、インデクサロボットＩＲに基板Ｗを渡す。

＜基板処理装置１の構成＞
処理ユニット１２１の一例である基板処理装置１の構成について、図２～図４を参照しながら説明する。図２～図４は、基板処理装置１の構成の一例を概略的に示す図である。図２および図３は、それぞれ、基板処理装置１の側面模式図および上面模式図である。図４は、基板処理装置１を斜め上方からみた概略斜視図である。

この基板処理装置１は、基板Ｗに対してベベルエッチング処理（後述）を行う装置である。基板Ｗは例えば半導体基板であり、略円板形状を有している。基板Ｗの半径は例えば１５０ｍｍである。

図５は、基板Ｗの周縁部の構成の一例を概略的に示す断面図である。図５は、基板Ｗの直径に沿う断面を示している。図５に例示するように、基板Ｗの上面には、多層膜９が形成されている。図５の例では、多層膜９は下層９ａと中間層９ｂと上層９ｃとを含んでいる。下層９ａは例えばチタン層である。中間層９ｂは例えば窒化チタン層であり、下層９ａの上面に形成されている。上層９ｃは例えばタングステン層であり、中間層９ｂの上面に形成されている。また、図５の例では、基板Ｗの表面には下地層９１が形成されており、多層膜９はその下地層９１の上面に形成されている。下地層９１は例えば酸化シリコン層である。基板Ｗの鉛直上方に着目すれば、下地層９１、下層９ａ、中間層９ｂおよび上層９ｃが基板Ｗの上面からこの順に積層されている。

下層９ａおよび中間層９ｂは例えば同じオーダーの厚みを有しており、上層９ｃは例えば下層９ａおよび中間層９ｂのいずれよりも厚い。上層９ｃは、例えば、下層９ａよりも１０倍以上厚く、また、中間層９ｂよりも１０倍以上厚い。

このような多層膜９は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＮＡＮＤ（Not AND）型のフラッシュメモリなどの半導体デバイスにおいて採用される。

基板処理装置１は、基板Ｗの周縁側の処理領域Ｒ１（図５参照）において多層膜９をエッチングして除去する（いわゆるベベルエッチング処理）。処理領域Ｒ１は、基板Ｗの周縁から幅Ｄ１の環状部分である。処理領域Ｒ１の幅Ｄ１は、例えば、１ｍｍ～５ｍｍ程度である。

図２を参照して、基板処理装置１は、回転保持機構２、カップ部３、ガス供給部４、処理液供給部５、ノズル移動機構６、および制御部１３０を含んでいる。これらの各部２～６は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０からの指示に応じて動作する。制御部１３０としては、例えば、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１３０は電子回路であって、例えばデータ処理装置および記憶媒体を有していてもよい。データ処理装置は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶媒体は非一時的な記憶媒体（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）および一時的な記憶媒体（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））を有していてもよい。非一時的な記憶媒体には、例えば制御部１３０が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。処理装置がこのプログラムを実行することにより、制御部１３０が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部１３０が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。

＜回転保持機構２＞
回転保持機構２は、基板Ｗを、その一方の主面（具体的には、多層膜９が形成された上面）を上方に向けた状態で、略水平姿勢に保持しつつ回転可能な機構である。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う状態をいう。回転保持機構２は、基板Ｗを、その主面の中心部ｃ１を通る鉛直な回転軸線ａ１のまわりに回転させる。理想的には、回転軸線ａ１は基板Ｗの中心を通る。

回転保持機構２は、基板Ｗを保持するスピンチャック２１を含む。スピンチャック２１は「保持部材」または「基板保持部」とも呼ばれる。スピンチャック２１は例えば略円板形状を有している。スピンチャック２１は、その上面が略水平となり、その中心軸が回転軸線ａ１に略一致するように設けられている。図２の例では、スピンチャック２１の径は基板Ｗの径よりも小さい。スピンチャック２１の下面には、略円筒状の回転軸部２２が連結されている。回転軸部２２はいわゆるシャフトである。回転軸部２２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。回転軸部２２の軸線は、回転軸線ａ１と略一致する。また、回転軸部２２には、回転駆動部（例えば、モータ）２３が接続される。回転駆動部２３は、回転軸部２２をその軸線まわりに回転駆動する。この回転駆動により、スピンチャック２１は回転軸部２２とともに回転軸線ａ１のまわりに回転する。回転駆動部２３と回転軸部２２とは、スピンチャック２１を、回転軸線ａ１のまわりに回転させる回転機構２３１である。回転軸部２２の下側の一部および回転駆動部２３は、筒状のケーシング２４内に収容されている。

スピンチャック２１の上面には、図示省略の吸引口が設けられており、回転軸部２２の内部空間と連通している。内部空間は、図示省略の配管および開閉弁を介して図示省略のポンプに接続されている。当該ポンプおよび当該開閉弁は、制御部１３０に電気的に接続されている。制御部１３０は、当該ポンプおよび当該開閉弁の動作を制御する。当該ポンプは、制御部１３０の制御にしたがって、負圧と正圧とを選択的に供給可能である。基板Ｗがスピンチャック２１の上面に略水平姿勢で置かれた状態でポンプが負圧を供給すると、スピンチャック２１は、基板Ｗを下方から吸着保持する。ポンプが正圧を供給すると、基板Ｗは、スピンチャック２１の上面から取り外し可能となる。

この構成において、スピンチャック２１が基板Ｗを吸着保持した状態で、回転駆動部２３が回転軸部２２を回転させると、スピンチャック２１が鉛直方向に沿った軸線まわりに回転される。これによって、スピンチャック２１によって保持された基板Ｗが、その面内の中心部ｃ１を通る鉛直な回転軸線ａ１を中心に回転方向ＡＲ１に回転する。

なお、上述の例では、スピンチャック２１は基板Ｗを吸着保持しているものの、必ずしもこれに限らない。例えば、スピンチャック２１が、その上面の周縁部付近に適当な間隔をおいて設けられた複数個（例えば６個）のチャックピンを含み、当該複数のチャックピンによって基板Ｗを保持してもよい。この場合のスピンチャック２１は、例えば、基板Ｗより若干大きい円板状である。当該複数のチャックピンは、基板Ｗがスピンチャック２１の上面より僅かに高い位置で略水平姿勢となるように基板Ｗを着脱自在に保持する。各チャックピンは、制御部１３０と電気的に接続されたモータ等によって、基板Ｗの周縁に当接して基板Ｗを保持する状態と、基板Ｗの周縁から離れて基板Ｗを開放する状態とに選択的に切り替えられる。

＜処理液供給部５＞
処理液供給部５は、スピンチャック２１によって保持された基板Ｗの処理領域Ｒ１に処理液を供給する。具体的には、処理液供給部５は、スピンチャック２１によって保持されて回転している基板Ｗの上面（処理面）の処理領域Ｒ１内に処理液が着液するように、当該処理液を吐出する。図２および図４では、吐出された処理液の液流Ｌ１が模式的に示されている。液流Ｌ１は、例えば液柱状である。処理液は処理領域Ｒ１内における着液位置ＰＬ１に着液するように吐出される。この着液位置ＰＬ１は、基板Ｗが回転軸線ａ１のまわりに回転することによって、基板Ｗの処理領域Ｒ１の上を相対的に周回する。

なお、ここでいう「処理液」には、薬液処理に用いられる「薬液」と、薬液をすすぎ流すリンス処理に用いられる「リンス液（「洗浄液」とも称される）」と、が含まれる。

図２から図４の例では、処理液供給部５は、ノズルヘッド５０を含む。ノズルヘッド５０は、ノズル移動機構６が備える長尺のアーム６３の先端に取り付けられている。アーム６３は、水平面に沿って延在する。ノズル移動機構６は、アーム６３を移動させることによって、ノズルヘッド５０をその処理位置と退避位置との間で移動させる。なお、図３および図４では、図の煩雑を避けるためにノズル移動機構６の図示を省略している。

図２から図４では、ノズルヘッド５０がそれぞれの処理位置に位置する状態で、基板Ｗがスピンチャック２１によって回転軸線ａ１のまわりに所定の回転方向ＡＲ１に回転している状態が示されている。図３の例では、処理位置に位置するノズルヘッド５０が実線で示され、退避位置に位置するノズルヘッド５０が仮想線で示されている。後述のノズルヘッド４８、４９についても同様に図示されている。

ノズルヘッド５０は、ノズル５１ａ～５１ｃと、これらを保持する保持部材とを含む。図示の例では、ノズルヘッド５０はノズル５１ｄも含んでいるものの、ノズル５１ｄについては後に詳述する。保持部材は、例えば、水平面に沿って延在する板状部材と、当該板状部材の一端から上方に突出する突出部材とが接合されて形成されており、Ｌ字形の断面形状を有している。当該突出部材の先端は、アーム６３の先端に取り付けられており、当該板状部材は、アーム６３の先端に対してアーム６３の基端とは反対側に突き出ている。ノズル５１ａ～５１ｃは、当該板状部材の先端側から順にアーム６３の延在方向に沿って一列に並んで配置されている。ノズル５１ａ～５１ｃは当該板状部材を鉛直方向に貫通した状態で、当該板状部材によって保持されている。ノズル５１ａ～５１ｃの先端部（下端部）は、当該板状部材の下面から下方に突出しており先端に吐出口を有する。ノズル５１ａ～５１ｃの基端部（上端部）は、当該板状部材の上面から上方に突出している。

ノズル５１ａ～５１ｃには、これらに処理液を供給する配管系８３が接続されている。具体的には、ノズル５１ａ～５１ｃの上端には、配管系８３の配管８３２ａ～８３２ｃの一端がそれぞれ接続されている。ノズル５１ａ～５１ｃは、配管系８３からそれぞれ供給された処理液を先端の吐出口から吐出する。処理液供給部５は、ノズル５１ａ～５１ｃのうち制御部１３０に設定された制御情報によって定まる１つのノズルから、制御部１３０の制御にしたがって処理液を吐出する。

配管系８３は、具体的には、酸性薬液供給源８３１ａ、リンス液供給源８３１ｂ、ＳＣ－１供給源８３１ｃ、複数の配管８３２ａ、８３２ｂ、８３２ｃ、および、複数の開閉弁８３３ａ、８３３ｂ、８３３ｃを、組み合わせて構成されている。

酸性薬液供給源８３１ａは、酸性薬液を供給する供給源である。酸性薬液は特に限定されないものの、例えば、フッ酸を含む薬液である。酸性薬液供給源８３１ａは、開閉弁８３３ａが介挿された配管８３２ａを介して、ノズル５１ａに接続されている。したがって、開閉弁８３３ａが開放されると、酸性薬液供給源８３１ａから供給される酸性薬液が、ノズル５１ａから吐出される。

リンス液供給源８３１ｂは、リンス液を供給する供給源である。リンス液は、例えば、純水（ＤＩＷ：DE-IONIZED WATER）、温水、オゾン水、磁気水、還元水（水素水）、各種の有機溶剤（イオン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）および機能水（ＣＯ_２水など））の少なくともいずれか一つを含む。リンス液供給源８３１ｂは、開閉弁８３３ｂが介挿された配管８３２ｂを介して、ノズル５１ｂに接続されている。したがって、開閉弁８３３ｂが開放されると、リンス液供給源８３１ｂから供給されるリンス液が、ノズル５１ｂから吐出される。

ＳＣ－１供給源８３１ｃは、ＳＣ－１を供給する供給源である。ＳＣ－１は、水酸化アンモニウムと過酸化水素水と純水とを含む薬液である。水酸化アンモニウムと過酸化水素水との一組と、純水との比（当該一組：純水）は、６：１から１１：１０の範囲内に設定される。例えば、水酸化アンモニウムと過酸化水素水と純水との比を、１：５：１から１：１０：１０の範囲内に設定する。ＳＣ－１供給源８３１ｃは、開閉弁８３３ｃが介挿された配管８３２ｃを介して、ノズル５１ｃに接続されている。したがって、開閉弁８３３ｃが開放されると、ＳＣ－１供給源８３１ｃから供給されるＳＣ－１が、ノズル５１ｃから吐出される。ＳＣ－１は多層膜９をエッチングすることができるので、以下では、ＳＣ－１をエッチング液とも呼ぶ。ＳＣ－１による上層９ｃのエッチングレートは中間層９ｂおよび下層９ａのエッチングレートよりも高い。

図３の例では、ノズル５１ａ～５１ｃは基板Ｗの回転方向ＡＲ１の下流側から上流側に向かってこの順で配置されている。つまり、ノズル５１ａが最も下流側に配置される。

処理液供給部５は、酸性薬液、リンス液およびＳＣ－１を選択的に供給する。処理液（酸性薬液、リンス液およびＳＣ－１）がノズル５１ａ～５１ｃのうち対応するノズルに供給されると、回転している基板Ｗの上面の周縁部の処理領域Ｒ１内の位置に着液するように、当該ノズルは当該処理液を吐出する。開閉弁８３３ａ～８３３ｃの各々は、制御部１３０の制御下で開閉される。つまり、ノズルヘッド５０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および吐出流量等）は、制御部１３０によって制御される。基板Ｗに着液した処理液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力を受けて基板Ｗの周縁から外側に飛散する。

図５には、ノズル５１ｃの一例が模式的に示されている。図５の例では、ノズル５１ｃは処理液（エッチング液）を、次に説明する吐出方向に沿って吐出する。すなわち、ノズル５１ｃは、吐出口から下側に向かうにしたがって基板Ｗの周縁に近づく斜め方向（吐出方向）に処理液を吐出する。つまり、ノズル５１ｃは、下側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜した斜め方向に処理液を吐出する。この吐出方向が水平面に対してなす角度は例えば４５度程度である。ノズル５１ｃの吐出方向は、例えば、ノズル５１ｃ内に形成される内部流路の延在方向によって規定される。具体的には、ノズル５１ｃの内部流路はその吐出側において上記斜め方向に延在して吐出口に至る。これにより、ノズル５１ｃはその吐出口から処理液を上記斜め方向に吐出できる。

このように処理液が上記斜め方向に吐出されると、基板Ｗの上面の着液位置ＰＬ１に着液した処理液は、基板Ｗの周縁部を径方向外側、つまり基板Ｗの周縁側に向かって流れやすい。したがって、処理液が径方向内側の非処理領域（「デバイス領域」）Ｒ２に進入することを抑制できる。非処理領域Ｒ２は、基板Ｗの上面のうち処理領域Ｒ１以外の領域である。他のノズル５１ａ、５１ｂについても同様である。

ノズル５１ｃが基板Ｗの回転中にエッチング液を吐出することにより、基板Ｗの処理領域Ｒ１の多層膜９がエッチングされて除去される。本実施の形態では、後述のノズル移動機構６はエッチングの進行に応じてノズル５１ｃを空間的に動かして、エッチング液の着液位置ＰＬ１を基板Ｗの周縁側に移動させる。これにより、多層膜９を適切に除去する。この点については後に詳述する。

＜カップ部３＞
カップ部３は、スピンチャック２１とともに回転する基板Ｗから飛散する処理液等を受け止める。なお、図３および図４では、図の煩雑を避けるため、カップ部３の図示を省略している。

カップ部３は、スプラッシュガード３１を含む。スプラッシュガード３１は、上端が開放された筒形状の部材であり、回転保持機構２を取り囲むように設けられる。この実施の形態では、スプラッシュガード３１は、例えば、底部材３１１、内部材（「内側ガード」とも、単に「ガード」とも称する）３１２、および、外部材（「外側ガード」とも称する）３１３の３個の部材を含んで構成されている。外部材３１３が設けられていなくてもよいし、逆に、外部材３１３の外側に、回転保持機構２を取り囲むようにガードがさらに設けられてもよい。

底部材３１１は、上端が開放された筒形状の部材であり、円環状の底部と、底部の内側縁部から上方に延びる円筒状の内側壁部と、底部の外側縁部から上方に延びる円筒状の外側壁部と、を含む。内側壁部の少なくとも先端付近は、回転保持機構２のケーシング２４に設けられた鍔状部材２４１の内側空間に収容される。

底部には、内側壁部と外側壁部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、内側壁部と外側壁部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。内側壁部と外側壁部との間の空間は、基板Ｗ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。

内部材３１２は、上端が開放された筒形状の部材であり、内部材３１２の上部（「上端側部分」、「上端部分」）は内側上方に向かって延びている。すなわち、当該上部は、回転軸線ａ１に向かって斜め上方に延びている。内部材３１２の下部には、上部の内周面に沿って下方に延びる筒状の内周壁部と、上部の外周面に沿って下方に延びる筒状の外周壁部とが形成される。底部材３１１と内部材３１２とが近接する状態において、底部材３１１の外側壁部は、内部材３１２の内周壁部と外周壁部との間に収容される。内部材３１２の上部が受けた処理液等は、底部材３１１を介して排出される。

外部材３１３は、上端が開放された筒形状の部材であり、内部材３１２の外側に設けられている。外部材３１３の上部（「上端側部分」、「上端部分」）は内側上方に向かって延びている。すなわち、当該上部は、回転軸線ａ１に向かって斜め上方に延びている。下部は、内部材３１２の外周壁部に沿って下方に延びている。外部材３１３の上部が受けた処理液等は、内部材３１２の外周壁部と外部材３１３の下部との隙間から排出される。

スプラッシュガード３１には、これを昇降移動させるガード駆動機構（「昇降駆動部」）３２が配設されている。ガード駆動機構３２は、例えば、ステッピングモータにより構成される。この実施の形態では、ガード駆動機構３２は、スプラッシュガード３１が備える３個の部材３１１、３１２、３１３を、独立して昇降させる。

内部材３１２、および、外部材３１３の各々は、ガード駆動機構３２の駆動を受けて、各々の上方位置と下方位置との間で移動する。ここで、各部材３１２、３１３の上方位置は、当該部材３１２、３１３の上端縁部が、スピンチャック２１によって保持された基板Ｗの側方、かつ、上方に配置される位置である。一方、各部材３１２、３１３の下方位置は、当該部材３１２、３１３の上端縁部が、スピンチャック２１の上面よりも下方に配置される位置である。外部材３１３の上方位置（下方位置）は、内部材３１２の上方位置（下方位置）よりも若干上方に位置する。内部材３１２と外部材３１３とは、互いにぶつからないように同時に、若しくは順次に昇降する。底部材３１１は、その内側壁部が、ケーシング２４に設けられた鍔状部材２４１の内側空間に収容される位置と、その下方の位置との間でガード駆動機構３２によって移動する。ただし、ガード駆動機構３２は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０の制御下で動作する。つまり、スプラッシュガード３１の位置（具体的には、底部材３１１、内部材３１２、および、外部材３１３各々の位置）は、制御部１３０によって制御される。

＜ガス供給部４＞
ガス供給部４は、スピンチャック２１によって保持されて回転している基板Ｗの上面の周縁部に当たるように不活性ガスを吐出するガス吐出機構（「周縁部用ガス吐出機構」とも、「ガス吐出部」とも称される）４４１、４４５を含む。「不活性ガス」は、基板Ｗの材質およびその表面に形成された薄膜との反応性に乏しいガスである。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスの少なくともいずれか一つを含む。ガス吐出機構４４１は不活性ガスを吐出して、基板Ｗの上面の周縁部付近に、例えばガス柱状のガス流Ｇ１を形成する。ガス吐出機構４４５は、ガス吐出機構４４１とは異なる周方向位置で不活性ガスを吐出して、基板Ｗの上面の周縁部付近に、例えばガス柱状のガス流Ｇ５を形成する。これらのガス流Ｇ１、Ｇ５は、後に詳述するように、基板Ｗの処理領域Ｒ１上のエッチング液を径方向外側に吹き飛ばすことができる。

ガス供給部４は、スピンチャック２１によって保持されて回転している基板Ｗの上面の中央付近に対して不活性ガスを吐出するガス吐出機構（「中央部用ガス吐出機構」とも、「他のガス吐出部」とも称される）４４３をさらに含む。図２の例では、ガス吐出機構４４３から吐出された不活性ガスによって形成されるガス流Ｇ３が模式的に示されている。ガス供給部４は、ガス吐出機構４４１、４４３、４４５から基板Ｗの上面に向かう不活性ガスのガス流Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を形成することによって、処理液が基板Ｗの上面の非処理領域Ｒ２（図５参照）に流れることを抑制する。

ガス吐出機構４４５はノズル５１ｄを含む。ノズル５１ｄは、処理液供給部５のノズルヘッド５０に取り付けられる（図２～図４参照）。ノズル５１ｄは、ノズル５１ａ～５１ｃと同様に、ノズルヘッド５０の板状部材に取り付けられる。図３の例では、ノズル５１ｄは、ノズル５１ａ～５１ｃと一列に配列されており、ノズル５１ａ～５１ｃのいずれよりも回転方向ＡＲ１の上流側に配置されている。

ガス吐出機構４４１は、ノズルヘッド４８を含む。ガス吐出機構４４３は、ノズルヘッド４９を含む。ノズルヘッド４８、４９は、後述するノズル移動機構６に設けられた長尺のアーム６１、６２の先端にそれぞれ取り付けられている。アーム６１、６２は、水平面に沿って延在する。ノズル移動機構６は、アーム６１、６２を移動させることによって、ノズルヘッド４８、４９をそれぞれの処理位置と退避位置との間で移動させる。

ノズルヘッド４８は、ノズル（「処理面用ガス吐出ノズル」）４１と、これを保持する保持部材とを含む。保持部材は、例えば、水平面に沿って延在する板状部材と、当該板状部材の一端から上方に突出する突出部材とが接合されて形成されており、Ｌ字形の断面形状を有している。当該突出部材の先端は、アーム６１の先端に取り付けられており、当該板状部材は、アーム６１の先端に対してアーム６１の基端とは反対側に突き出ている。ノズル４１は、当該板状部材を鉛直方向に貫通した状態で、当該板状部材によって保持されている。ノズル４１の先端部（下端部）は、当該板状部材の下面から下方に突出し、上端部は上面から上方に突出している。ノズル４１の上端には、配管４７１の一端が接続されている。配管４７１の他端は、ガス供給源４５１に接続している。配管４７１の経路途中には、ガス供給源４５１側から順に流量制御器４８１および開閉弁４６１が設けられている。

ここで、ノズル移動機構６がノズルヘッド４８を、その処理位置に移動させると、ノズル４１の吐出口は、基板Ｗの上面の周縁部に対向する。

ノズルヘッド４８が処理位置に位置した状態において、ノズル４１には、ガス供給源４５１から不活性ガス（図示の例では、窒素（Ｎ_２）ガス）が供給される。ノズル４１は、供給された不活性ガスを基板Ｗの上面の周縁部の供給位置Ｐ１に当たるように上方から吐出する。基板Ｗは回転軸線ａ１のまわりに回転するので、供給位置Ｐ１も着液位置ＰＬ１と同様に、基板Ｗの周縁部の上を相対的に周回する。

図６および図７は、それぞれ、基板処理装置１が吐出する処理液の液流Ｌ１と、不活性ガスのガス流Ｇ１、Ｇ５とが基板Ｗの周縁部に当たる各位置の位置関係の一例を示す基板Ｗの上面模式図と側面模式図である。

ノズル４１は、吐出した不活性ガスが供給位置Ｐ１に達した後、供給位置Ｐ１から基板Ｗの周縁に向かって流れるように、不活性ガスを吐出口から定められた方向に吐出する。

処理液供給部５のノズルヘッド５０から吐出される処理液の液流Ｌ１は、基板Ｗの上面の周縁部における着液位置ＰＬ１に着液する。液流Ｌ１の基板Ｗの径方向の幅は、例えば、０．５ｍｍ～２．５ｍｍである。ノズルヘッド５０は、複数のノズル５１ａ～５１ｃのそれぞれから選択的に処理液を吐出することができる。ノズル５１ａ～５１ｃから吐出される処理液の着液位置ＰＬ１は互いに相違する。ガス流Ｇ１が当たる供給位置Ｐ１は、ノズル５１ａ～５１ｃのいずれに対応する着液位置ＰＬ１に対しても、基板Ｗの回転方向ＡＲ１の上流側に位置する。ここでいう着液位置ＰＬ１よりも上流側の位置とは、着液位置ＰＬ１から回転方向ＡＲ１の反対側の半周内の位置をいう。

すなわち、ガス吐出機構４４１は、基板Ｗの上面の周縁部のうち処理液供給部５から吐出される処理液が着液する着液位置ＰＬ１よりも、基板Ｗの回転方向ＡＲ１の上流側の供給位置Ｐ１に向けて上方から不活性ガスを吐出する。ガス吐出機構４４１によって吐出された不活性ガスが形成するガス流Ｇ１は、供給位置Ｐ１で基板Ｗの上面に当たる。ガス吐出機構４４１は、ガス流Ｇ１が供給位置Ｐ１から基板Ｗの周縁に向かうように不活性ガスを定められた吐出方向に吐出する。

さて、着液位置ＰＬ１に着液された処理液は基板Ｗの回転によって回転方向ＡＲ１に移動する。この基板Ｗ上の処理液が供給位置Ｐ１に到達すると、その多くがガス流Ｇ１によって基板Ｗの外側に吹き飛ばされる。つまり、１回転前の古い処理液の多くがガス流Ｇ１によって基板Ｗの外側に吹き飛ばされる。これによれば、着液位置ＰＬ１に到達する古い処理液の量を低減できる。言い換えれば、着液位置ＰＬ１に着液した新しい処理液に混入する古い処理液の量を低減できる。

ノズル５１ｄの上端には、配管４７５の一端が接続されている。配管４７５の他端は、ガス供給源４５５に接続している（図２も参照）。配管４７５の経路途中には、ガス供給源４５５側から順に流量制御器４８５、開閉弁４６５が設けられている。ノズル５１ｄの下端は、開口している。当該開口は、ノズル５１ｄの吐出口である。

ノズル移動機構６がノズルヘッド５０を、その処理位置に移動させると、ノズル５１ｄの吐出口は基板Ｗの上面の周縁部に対向する。ノズルヘッド５０が処理位置に位置する状態において、ノズル５１ｄには、ガス供給源４５５から不活性ガス（図示の例では、窒素（Ｎ_２）ガス）が供給される。ノズル５１ｄは、供給された不活性ガスを基板Ｗの上面の周縁部上の供給位置Ｐ５に当たるように上方から吐出して、ガス流Ｇ５を形成する。この供給位置Ｐ５は、回転軸線ａ１についての周方向において、供給位置Ｐ１と着液位置ＰＬ１との間に位置する。つまり、供給位置Ｐ５は供給位置Ｐ１よりも回転方向ＡＲ１の下流側かつ着液位置ＰＬ１よりも回転方向ＡＲ１の上流側に位置する。供給位置Ｐ５も供給位置Ｐ１および着液位置ＰＬ１と同様に、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周縁部上を相対的に周回する。

ノズル５１ｄは、ガス流Ｇ５が供給位置Ｐ５に達した後、供給位置Ｐ５から基板Ｗの周縁に向かって流れるように、不活性ガスを吐出口から定められた吐出方向に吐出する。このガス流Ｇ５によって、供給位置Ｐ５における処理液の多くは基板Ｗの外側に吹き飛ばされる。つまり、ガス流Ｇ１による供給位置Ｐ１での吹き飛ばしによってもなお基板Ｗの周縁部上に残留する処理液を、供給位置Ｐ５でのガス流Ｇ５によって吹き飛ばす。

ガス吐出機構４４３のノズルヘッド４９は、アーム６２の先端部の下面に取り付けられた円柱部材９３と、円柱部材９３の下面に取り付けられた円板状の遮断板９０と、円筒状のノズル４３とを含んでいる。円柱部材９３の軸線と遮断板９０の軸線とは、略一致しており、それぞれ鉛直方向に沿う。遮断板９０の下面は、水平面に沿う。ノズル４３は、その軸線が遮断板９０、円柱部材９３の軸線と略一致するように、円柱部材９３および遮断板９０を鉛直方向に貫通している。ノズル４３の上端部は、さらにアーム６２の先端部も貫通して、アーム６２の上面に開口する。ノズル４３の上端部には、配管４７３の一端が接続されている。配管４７３の他端は、ガス供給源４５３に接続している。配管４７３の経路途中には、ガス供給源４５３側から順に流量制御器４８３および開閉弁４６３が設けられている。ノズル４３の下端は、遮断板９０の下面に開口している。当該開口は、ノズル４３の吐出口である。

ノズル移動機構６がノズルヘッド４９をその処理位置に移動させると、ノズル４３の吐出口は、基板Ｗの上面の中心付近に対向する。この状態において、ノズル４３には、配管４７３を介してガス供給源４５３から不活性ガス（図示の例では、窒素（Ｎ_２）ガス）を供給される。ノズル４３は、供給された不活性ガスを基板Ｗの上面の中心付近に向けて不活性ガスを吐出して、ガス流Ｇ３を形成する。ガス流Ｇ３は、基板Ｗの中央部分の上方から基板Ｗの周縁に向かって放射状に広がる。すなわち、ガス吐出機構４４３は、基板Ｗの上面の中央部分の上方から不活性ガスを吐出して、当該中央部分の上方から基板Ｗの周縁に向かって広がるガス流Ｇ３を生成させる。ガス流Ｇ３は、基板Ｗの処理領域Ｒ１を流れる処理液に対して径方向外側への風圧を与えることができるので、処理液が非処理領域Ｒ２に進入することを抑制できる。

流量制御器４８１、４８３、４８５は、例えば、それぞれが設けられている配管４７１、４７３、４７５に流れるガスの流量を検出する流量計と、弁の開閉量に応じて当該ガスの流量を調節可能な可変バルブとを備えて構成されている。制御部１３０は、流量制御器４８１、４８３、４８５のそれぞれについて、流量計が検出する流量が目標流量になるように、図示省略のバルブ制御機構を介して流量制御器４８１、４８３、４８５の可変バルブの開閉量を制御する。制御部１３０は、予め設定された設定情報にしたがって所定の範囲内で目標流量を設定することによって、流量制御器４８１、４８３、４８５を通過する各ガスの流量を所定の範囲内で自在に制御することができる。また、制御部１３０は、当該バルブ制御機構を介して開閉弁４６１、４６３、４６５を開状態または閉状態に制御する。したがって、ノズル４１、４３、５１ｄからの不活性ガスの吐出態様（具体的には、吐出開始タイミング、吐出終了タイミングおよび吐出流量等）は、制御部１３０によって制御される。

＜ノズル移動機構６＞
ノズル移動機構６は、ノズルヘッド４８～５０をそれぞれの処理位置と退避位置との間で移動させる機構である。

ノズル移動機構６は、水平に延在するアーム６１～６３、ノズル基台６４～６６、駆動部６７～６９を含む。ノズルヘッド４８～５０は、アーム６１～６３の先端部分にそれぞれ取り付けられている。

アーム６１～６３の基端部は、ノズル基台６４～６６の上端部分にそれぞれ連結されている。ノズル基台６４～６６は、その軸線を鉛直方向に沿わすような姿勢でケーシング２４のまわりに分散して配置されている。ノズル基台６４～６６は、その軸線に沿って鉛直方向に延在している。ノズル基台６４～６６は、それぞれの軸線まわりに回転可能である。ノズル基台６４～６６には、それぞれの軸線のまわりに回転させる駆動部６７～６９が設けられている。駆動部６７～６９は、例えば、ステッピングモータなどのモータをそれぞれ含んでいる。

駆動部６７～６９は、ノズル基台６４～６６の回転軸を介してノズル基台６４～６６の上端部分をそれぞれ回転させる。各上端部分の回転に伴って、ノズルヘッド４８～５０もノズル基台６４～６６の軸線まわりに回転する。これにより、駆動部６７～６９は、ノズルヘッド４８～５０をそれぞれの処理位置と、退避位置との間で水平に移動させる。

ノズルヘッド４８が処理位置まで移動すると、ノズル４１の吐出口は、スピンチャック２１によって保持された基板Ｗの周縁部の一部に対向する。

ノズルヘッド４９が処理位置まで移動すると、ノズル４３は、基板Ｗの中心部ｃ１の上方に位置し、ノズル４３の軸線は、スピンチャック２１の回転軸線ａ１に略一致する。ノズル４３の吐出口（下側の開口）は、基板Ｗの中心部ｃ１に対向する。また、遮断板９０の下面は、基板Ｗの上面と略平行に対向する。遮断板９０は、基板Ｗの上面と非接触状態で近接する。

ノズルヘッド５０が処理位置まで移動すると、ノズル５１ａ～５１ｄがそれぞれの処理位置まで移動する。より厳密には、例えば、ノズル５１ａ～５１ｄがアーム６３の延在方向に沿って１列に配置されている場合には、ノズル５１ａ～５１ｄと、円形の基板Ｗの周縁との各距離は、通常、相互に僅かに異なる。処理領域Ｒ１の幅が細い場合でも、ノズル５１ａ～５１ｃから選択的に吐出される処理液が処理領域Ｒ１に当たるように、駆動部６９は、ノズル５１ａ～ノズル５１ｃのうち処理液を吐出するノズルに応じて、ノズルヘッド５０の処理位置を制御部１３０の制御下で調節する。

基板Ｗの基板処理装置１への搬入搬出は、ノズルヘッド４８～５０等が退避位置で停止した状態で、センターロボットＣＲにより行われる。基板処理装置１に搬入された基板Ｗは、スピンチャック２１により着脱自在に保持される。つまり、ノズルヘッド４８～５０の各退避位置は、これらが基板Ｗの搬送経路と干渉せず、かつ、これらが相互に干渉しない各位置である。各退避位置は、例えば、スプラッシュガード３１の外側、かつ、上方の位置である。

駆動部６７～６９は、制御部１３０と電気的に接続されており、制御部１３０の制御下で動作する。制御部１３０は、ガス流Ｇ１、Ｇ５および液流Ｌ１が基板Ｗの上面の周縁部内の供給位置Ｐ１、Ｐ５および着液位置ＰＬ１にそれぞれ当たるように、処理位置へのノズルヘッド４８、５０の移動を予め設定された設定情報にしたがってノズル移動機構６に行わせる。供給位置Ｐ１、Ｐ５および着液位置ＰＬ１は、当該設定情報を変更することによって調節される。また、制御部１３０は、ガス流Ｇ３が基板Ｗの中心付近に当たるように、処理位置へのノズルヘッド４９の移動を当該設定情報にしたがってノズル移動機構６に行わせる。つまり、ノズルヘッド４８～５０の位置は、制御部１３０によって制御される。すなわち、ノズル４１、４３、５１ａ～５１ｄの位置は、制御部１３０によって制御される。

基板Ｗの上面の周縁部における着液位置ＰＬ１に吐出された処理液は、液膜となって処理領域Ｒ１に付着した状態で基板Ｗの周方向に移動する。処理液の液膜には、当該移動の過程で基板Ｗの回転による遠心力が作用し、処理液の一部は基板Ｗの周縁から外側に飛散する。このため、処理液の液膜の量は着液位置ＰＬ１から回転方向ＡＲ１に沿って離れるほど低下する。この低下の程度は、基板Ｗの回転速度および多層膜９の膜質、ならびに、吐出される処理液の液量および粘性等によって変動する。基板Ｗの上面の周縁部上の処理液が回転に伴って供給位置Ｐ１に到達すると、その多くがガス流Ｇ１によって基板Ｗの周縁よりも外側に吹き飛ばされる。続いて、ガス流Ｇ１によってもなお残留した処理液が供給位置Ｐ５に到達すると、ガス流Ｇ５によって基板Ｗの周縁よりも外側に吹き飛ばされる。

処理領域Ｒ１の幅Ｄ１、すなわちエッチング処理の対象となる領域の幅が２ｍｍであれば、処理液の液流Ｌ１は、基板Ｗの周縁から幅１．５ｍｍの範囲に着液するように吐出されることが好ましい。この場合に、非処理領域Ｒ２へ達する液跳ねを抑制しつつ、残留処理液を基板Ｗ上から効率良く除くためには、不活性ガスのガス流Ｇ１の断面の中心が、基板Ｗの周縁から例えば、４ｍｍ～８ｍｍの範囲に当たるように、ガス流Ｇ１を吐出することが好ましい。基板Ｗの周縁部上の残留処理液の液膜の幅は、通常、着液位置ＰＬ１に着液する処理液の液流Ｌ１の幅よりも広がる。したがって、上述のように、基板Ｗの周縁部に着液する処理液の液流Ｌ１の幅よりも、不活性ガスのガス流Ｇ１の幅の方が広いことがより好ましい。具体的には、不活性ガスのガス流Ｇ１の幅は、液流Ｌ１の幅の、例えば、３倍から５倍に設定されることが好ましい。これにより、基板Ｗの周縁部上の残留処理液をガス流Ｇ１によって効率良く基板Ｗの外部に排出できる。

＜基板処理装置の動作＞
図８は、基板処理装置１の動作の一例を示すフローチャートである。初期的には、ノズルヘッド４８～５０はそれぞれの退避位置で停止している。まず、センターロボットＣＲが基板Ｗを基板処理装置１に搬入し、スピンチャック２１がこの基板Ｗを保持する（ステップＳ１）。次に、回転機構２３１はスピンチャック２１を回転軸線ａ１のまわりに回転させ始める（ステップＳ２）。これにより、基板Ｗも回転軸線ａ１のまわりに回転し始める。

次に、ガス供給部４がガス流Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５の吐出を開始する（ステップＳ３）。具体的には、まずノズル移動機構６がノズルヘッド４８～５０をそれぞれの処理位置に移動させる。そして、制御部１３０が開閉弁４６１、４６３、４６５を開放させることにより、ノズル４１、４３、５１ｄからそれぞれ不活性ガスを吐出する。これにより、ガス流Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５が形成される。

次に、処理液供給部５はエッチング液の吐出を開始する（ステップＳ４）。つまり、処理液供給部５はノズル５１ｃからエッチング液を吐出して、当該エッチング液を基板Ｗ上の着液位置ＰＬ１に着液させる。この着液位置ＰＬ１（つまり、初期位置）は、基板Ｗの周縁から所定幅だけ内側の位置であり、例えば１．５ｍｍ程度である。具体的には、制御部１３０が開閉弁８３３ｃを開放させることにより、ノズル５１ｃからエッチング液を吐出させる。なお、処理液供給部５は、必要に応じて、他のノズル５１ａ、５１ｂからも処理液を吐出してもよい。これらの処理液の供給は順次に行われてもよく、あるいは、同時期に並行して行われてもよい。ここでいう同時期とは、ノズル５１ａ～５１ｃの少なくとも２つのノズルの吐出期間の少なくとも一部が時間軸上において互いに重なることをいう。ここでは、説明の簡単のために、ノズル５１ａ、５１ｂから処理液を吐出しないものとする。

着液位置ＰＬ１に着液されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴って周方向に移動するとともに、遠心力を受けて径方向外側に流れ、その一部は基板Ｗの周縁から外側に飛散する。基板Ｗの処理領域Ｒ１上に残留したエッチング液は基板Ｗの回転により供給位置Ｐ１に到達する。エッチング液はこの供給位置Ｐ１においてガス流Ｇ１によって基板Ｗよりも外側に吹き飛ばされ、供給位置Ｐ１において残留したエッチング液も供給位置Ｐ５においてガス流Ｇ５によって基板Ｗよりも外側に吹き飛ばされる。これによれば、着液位置ＰＬ１において新たに供給されたエッチング液に古いエッチング液が混入することを抑制できる。

エッチング液が着液位置ＰＬ１に向かって供給され続けると、基板Ｗの多層膜９は主としてその着液位置ＰＬ１においてエッチングされる。図９から図１３は、基板Ｗに対するエッチングの様子の一例を模式的に示す図である。図９に示すように、着液位置ＰＬ１における多層膜９のエッチングにより、着液位置ＰＬ１を径方向位置とする領域に溝９２が形成される。つまり、上層９ｃの上面のうち、着液位置ＰＬ１よりも径方向外側の領域が均等にエッチングされるのではなく、着液位置ＰＬ１を含む当該領域が主としてエッチングされる。この溝９２は初期的には、多層膜９の上層９ｃがエッチングにより除去されることによって形成される。基板Ｗは回転軸線ａ１のまわりに回転しているので、溝９２は平面視において、回転軸線ａ１を中心とした略円形状に形成される。

エッチングが進行すると、溝９２の幅が広がるとともに溝９２の深さが深くなる。このエッチングの進行により、溝９２の底部において中間層９ｂが露出する。さらなるエッチングの進行により、溝９２の底部において下層９ａが露出し、さらなるエッチングの進行により、溝９２の底部において下地層９１が露出する（図１０参照）。なお、図１０の例では、溝９２よりも径方向外側（紙面右側）において上層９ｃの厚みが低減している。これは、エッチング液が遠心力を受けて上層９ｃの上面を径方向外側に流れ、その際にエッチング液が上層９ｃの上面をエッチングするからである。

さて、下地層９１が露出すると、多層膜９は溝９２によって２つの多層膜９Ａ、９Ｂに分割される。多層膜９Ａは溝９２よりも径方向内側（つまり、回転軸線ａ１側：紙面左側）に位置し、多層膜９Ｂは溝９２よりも径方向外側（つまり、基板Ｗの周縁側）に位置している。以下では、多層膜９Ａに属する下層９ａ、中間層９ｂおよび上層９ｃをそれぞれ下層９ａＡ、中間層９ｂＡおよび上層９ｃＡとも呼び、多層膜９Ｂに属する下層９ａ、中間層９ｂおよび上層９ｃをそれぞれ下層９ａＢ、中間層９ｂＢおよび上層９ｃＢとも呼ぶ。

下地層９１が露出すると、エッチング液は下地層９１の上面に着液する。エッチング液は下地層９１をほとんどエッチングできないので、以後、着液位置ＰＬ１の高さ位置はあまり低下しない。エッチング液は着液の際に下地層９１の上面で広がるので、エッチング液の一部は下地層９１の上面を径方向内側に向かって流れる。

ここで、溝９２を形成する側面のうち径方向内側の側面に対するエッチングについて述べる。この溝９２の径方向内側の側面は、下層９ａＡの側面９ａ１、中間層９ｂＡの側面９ｂ１および上層９ｃＡの側面９ｃ１によって構成される。

エッチング液の一部は下地層９１の上面を径方向内側に向かって流れるので、この溝９２の径方向内側の側面に接触し得る。よって、側面９ａ１、９ｂ１、９ｃ１もエッチングされ得る。しかるに、このエッチングでは、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングが少なくとも上層９ｃＡの側面９ｃ１よりも進行する。これは、以下の理由によると考察される。

第１に、中間層９ｂＡおよび上層９ｃＡは下層９ａＡよりも高い位置に形成されるので、下地層９１の上面で広がるエッチング液は、少なくとも上層９ｃＡの側面９ｃ１よりも、下層９ａＡの側面９ａ１に接触しやすい。これにより、下層９ａＡの側面９ａ１がエッチングされて、より径方向内側に退くのに対して、上層９ｃＡの側面９ｃ１はあまり径方向内側に退かない。また、この観点では、中間層９ｂＡの側面９ｂ１も下層９ａＡの側面９ａ１に比べれば、径方向内側に退かない。一方で、同様の理由により、中間層９ｂＡの側面９ｂ１は上層９ｃＡの側面９ｃ１よりも径方向内側に退きやすい。

第２に、上層９ｃＡの厚みは下層９ａＡの１０倍以上であるので、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングが上層９ｃＡの側面９ｃ１よりも進行する、とも考察される。また、上層９ｃＡの厚みは中間層９ｂＡの１０倍以上であるので、中間層９ｂＡの側面９ｂ１に対するエッチングも上層９ｃＡの側面９ｃ１より進行する、とも考察される。

そして、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングが上層９ｃＡの側面９ｃ１よりも進行すると、この上層９ｃＡのうち径方向外側の部分は下層９ａＡによって支持されなくなる。つまり、この上層９ｃＡが径方向外側に突出する。そして、多層膜９の異種材料同士の接合面における接合力は比較的に弱いので、その突出部分が剥離し得る。このような剥離が生じることは望ましくない。

そこで、本基板処理装置１は、下地層９１が露出したときに、ノズル５１ｃを空間的に動かしてエッチング液の着液位置ＰＬ１を径方向外側（つまり、基板Ｗの周縁）側に移動させる。以下、具体的に説明する。

図８を再び参照して、制御部１３０はエッチング液の吐出開始（ステップＳ４）後において、溝９２の底部において下地層９１が露出した否かを、例えば所定周期ごとに判断する（ステップＳ５）。制御部１３０は、例えば、エッチング液の吐出開始（ステップＳ４）からの経過時間に基づいて、この判断を行ってもよい。エッチングの進行状況と経過時間との対応関係は例えばシミュレーションまたは実験等により、予め決定することができる。そこで、制御部１３０は、エッチング液の吐出開始からの経過時間が基準時間以上であるか否かを判断する。この基準時間は、エッチング液の吐出開始から、溝９２の底部において下地層９１が露出するまでの時間であり、例えば予め設定される。

経過時間が基準時間未満であるときには、未だ下地層９１が溝９２の底部において露出していないので、制御部１３０は再びステップＳ５を実行する。経過時間が基準時間以上であるときには、下地層９１が溝９２の底部において露出しているので、ノズル移動機構６はノズル５１ｃ（ここではノズルヘッド５０）を空間的に動かして、エッチング液の着液位置ＰＬ１を所定移動量だけ、径方向外側に移動させる（ステップＳ６、図１１も参照）。具体的には、ノズル移動機構６はノズル５１ｃを所定移動量だけ径方向外側に移動させる。図１１の例では、移動前のノズル５１ｃの位置が仮想線で示されている。所定移動量は例えば数百μｍ程度に予め設定される。

これにより、エッチング液の着液位置ＰＬ１が下層９ａＡの側面９ａ１から径方向外側に遠ざかる。よって、エッチング液が着液の際に下地層９１の上面で広がっても、エッチング液は下層９ａＡの側面９ａ１に到達しにくい。言い換えれば、側面９ａ１に接触するエッチング液の量を低減することができる。これにより、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングを抑制することができる。したがって、上述の上層９ｃＡの剥離を抑制することができる。

次に、溝９２を形成する側面のうち径方向外側の側面に対するエッチングについて述べる。溝９２の径方向外側の側面は、下層９ａＢの側面９ａ２、中間層９ｂＢの側面９ｂ２および上層９ｃＢの側面９ｃ２によって構成される。

エッチング液は着液の際に下地層９１の上面で径方向外側にも広がりつつ、基板Ｗの回転による遠心力を受けてさらに径方向外側に流れる。よって、エッチング液は当然に溝９２の径方向外側の側面にも作用する。具体的には、エッチング液が下地層９１の上面を径方向外側に流れると、まず下層９ａＢの側面９ａ２に衝突する。そして、エッチング液は遠心力により、下層９ａＢの側面９ａ２、中間層９ｂＢの側面９ｂ２および上層９ｃＢの側面９ｃ２に沿って上方に流れて、上層９ｃＢの上面を径方向外側に流れる。

これにより、下層９ａＢの側面９ａ２、中間層９ｂＢの側面９ｂ２および上層９ｃＢの側面９ｃ２（さらには上面）はエッチングされる。よって、エッチング液が着液位置ＰＬ１へ供給され続ければ、多層膜９Ｂに対するエッチングが進行して側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２が径方向外側に徐々に退く。ここでは、エッチング液の上層９ｃに対するエッチングレートは、中間層９ｂおよび下層９ａに対するエッチングレートよりも高い。しかしながら、下層９ａＢの側面９ａ２に対するエッチングは少なくとも上層９ｃＢの側面９ｃ２よりも進行する。これは以下の理由によると考察される。

第１に、エッチング液は下地層９１の上面を径方向外側に流れて、下層９ａＢの側面９ａ２に対して衝突するのに対して、エッチング液は上層９ｃＢの側面９ｃ２に衝突せずに側面９ｃ２に沿って流れるからと考察される。これにより、エッチング液は上層９ｃＢの側面９ｃ２よりも下層９ａＢの側面９ａ２に対して強く作用する。

第２に、エッチング液はまず下層９ａＢの側面９ａ２をエッチングした後に、上層９ｃＢの側面９ｃ２をエッチングするからと考察される。つまり、下層９ａＢに対しては高い清浄度でエッチング液が作用するのに対して、上層９ｃＢに対しては低い清浄度でエッチング液が作用する。この観点でも、上層９ｃＢの側面９ｃ２よりも下層９ａＢの側面９ａ２におけるエッチングが進行すると考察される。

第３に、上層９ｃＢの厚みは下層９ａＢの１０倍以上であるので、下層９ａＢの側面９ｃ２に対するエッチングが上層９ｃＢの側面９ａ２よりも進行する、とも考察される。

また、上記と同様の理由により、中間層９ｂＢの側面９ｂ２に対するエッチングも上層９ｃＡの側面９ｃ１より進行し得る。

以上のように、多層膜９Ｂの下層９ａＢの側面９ａ２が少なくとも上層９ｃＢの側面９ｃ２よりも径方向外側に退きながら、多層膜９Ｂに対するエッチングが進行する。

第１の実施の形態では、基板処理装置１は、下地層９１が露出した以後において、着液位置ＰＬ１をエッチングの進行に応じて（つまり、時間の経過に応じて）、さらに径方向外側に移動させる。例えば、ノズル移動機構６は所定時間ごとにノズル５１ｃを移動させて、着液位置ＰＬ１を所定移動量ずつ径方向外側に移動させる（図１２も参照）。所定時間は例えば数百μ秒程度に予め設定され、所定移動量は例えば数百μｍ程度に予め設定される。ただし、着液位置ＰＬ１が下地層９１の上面に位置するように、所定時間および所定移動量が設定される。言い換えれば、ノズル移動機構６は、エッチング液が下地層９１の上面に着液する範囲内で（つまり、着液位置ＰＬ１が多層膜９Ｂの上面に位置しない程度に）、ノズル５１ｃを移動させる。

図１４は、着液位置ＰＬ１の時間変化の一例を概略的に示すグラフである。図１４の例では、縦軸が径方向における着液位置ＰＬ１を示しており、横軸が時間を示している。図１４では、縦軸は上方の位置ほど径方向外側の位置を示している。図１４の例では、ノズル移動機構６は着液位置ＰＬ１を径方向外側の一方向のみに移動させており、略一定時間ごとに略一定量だけ着液位置ＰＬ１を径方向外側に移動させている。

これにより、着液位置ＰＬ１を径方向内側の下層９ａＡの側面９ａ１からさらに遠ざけることができる。よって、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングをさらに抑制できる。

また、着液位置ＰＬ１と溝９２の径方向外側の側面（つまり、側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２）との間の距離を短縮することができる。これにより、エッチング液は着液位置ＰＬ１に着液してから、速やかに側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２に作用する。よって、より高い清浄度でエッチング液を側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２に作用させることができる。

エッチングが進行すると、図１２に例示するように、下層９ａＢの側面９ａ２に対するエッチングがさらに進行する。そして、下層９ａＢが除去されると、その下層９ａＢによって支持されていた上層９ｃＢおよび中間層９ｂＢが塊として基板Ｗの周縁から落下する（図１３参照）。これにより、処理領域Ｒ１における多層膜９を除去することができる。なお、下層９ａＢのみならず中間層９ｂＢもエッチングにより除去された場合には、上層９ｃＢのみが塊として基板Ｗの周縁から落下する。

処理領域Ｒ１における多層膜９を除去すると、処理液供給部５はエッチング液の吐出を停止する（ステップＳ７）。次に、回転機構２３１はスピンチャック２１の回転を停止する（ステップＳ８）。これにより、基板Ｗの回転も停止する。次に、ガス供給部４は不活性ガスの吐出を停止する（ステップＳ９）。

以上のように、基板処理装置１は処理領域Ｒ１において多層膜９を除去することができる。しかも、基板処理装置１の制御部１３０は、下地層９１が溝９２の底部において露出したか否かを判断し、下地層９１が露出したときに、ノズル移動機構６がノズル５１ｃ（ノズルヘッド５０）を空間的に動かして、着液位置ＰＬ１を径方向外側に移動させる。これにより、着液位置ＰＬ１を径方向内側の下層９ａＡの側面９ａ１から遠ざけることができる。よって、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングを抑制することができる。したがって、上層９ｃＡの剥離を抑制することができる。

また、上述の例では、ノズル移動機構６は下地層９１が露出した以後において、着液位置ＰＬ１を時間の経過にとともに径方向外側に徐々に移動させている。これにより、着液位置ＰＬ１を下層９ａＡの側面９ａ１からさらに遠ざけることができる。よって、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングをさらに抑制することができる。

また、上述の例では、ノズル移動機構６は下地層９１が露出した以後において、エッチング液が下地層９１の上面に着液するように、言い換えれば、エッチング液が多層膜９の上面に着液しないように、着液位置ＰＬ１を径方向外側に徐々に移動させている。これによれば、着液位置ＰＬ１を下層９ａＢの側面９ａ２に近づけることができる。よって、より高い清浄度でエッチング液を下層９ａＢの側面９ａ２に接触させることができる。したがって、下層９ａＢの側面９ａ２のエッチングを促進することができる。つまり、基板処理装置１のスループットを向上できる。

そして、下層９ａＢを上層９ｃＢよりも先に除去することにより、少なくとも上層９ｃＢを塊として基板Ｗから落下させることができる。ここで、比較のために、ノズル５１ｃを径方向に往復移動させて、着液位置ＰＬ１を径方向内側の所定位置と基板Ｗの周縁との間で往復移動させる場合を考慮する。この場合、まず処理領域Ｒ１における上層９ｃが全てエッチングにより除去され、続いて、処理領域Ｒ１における中間層９ｂが全てエッチングにより除去され、続いて、処理領域Ｒ１における下層９ａが全てエッチングにより除去される。この場合でも、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングを抑制することができる。なぜなら、エッチング液が、下層９ａＡの側面９ａ１に隣接した位置に着液する期間が短いからである。しかしながら、この場合、処理領域Ｒ１における下層９ａ、中間層９ｂおよび上層９ｃの全容積をエッチング作用により除去することになる。よって、処理領域Ｒ１の多層膜９の除去に要する時間が長くなる。

これに対して、第１の実施の形態では、下層９ａＢを上層９ｃＢよりも先に除去することにより、少なくとも上層９ｃＢを塊として基板Ｗから落下させることができる。つまり、エッチング液は当該塊に対してはエッチングしないので、その分、多層膜９の除去に要する時間を短縮することができる。

また、上述の例では、制御部１３０は、エッチング液の供給開始からの経過時間に基づいて、下地層９１の露出の有無を判断している。これによれば、制御部１３０は、ノズル５１ｃを移動させるタイミングをより簡単に判断することができる。

なお、上述の例では、ノズル移動機構６によるノズル５１ｃの移動開始のトリガとして、溝９２の底部における下地層９１の露出を採用した。しかしながら、必ずしもこれに限らない。例えばノズル移動機構６は溝９２の底部において中間層９ｂまたは下層９ａが露出したときにノズル５１ｃを移動させてもよい。これによっても、下層９ａＡの側面９ａ１に対するエッチングを抑制できるからである。

＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、制御部１３０は、下地層９１が溝９２の底部において露出したか否かを、経過時間に基づいて判断した。しかしながら、多層膜９の厚みのばらつき、および、エッチング液の吐出流量のばらつき等の諸要因により、下地層９１が露出するタイミングは基板Ｗに対する処理毎に変化し得る。そこで、第２の実施の形態では、下地層９１が露出するタイミングをより高い精度で特定する。

図１５は、基板処理装置１Ａの構成の一例を概略的に示す平面図である。基板処理装置１Ａは、イメージセンサ７の有無を除いて、基板処理装置１と同様の構成を有している。イメージセンサ７は例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサである。イメージセンサ７に含まれる複数の受光素子は例えば２次元的に配列されており、より具体的な一例としてマトリクス状に配列されている。この場合、イメージセンサ７は２次元の画像データ（以下、単に画像と呼ぶ）を取得する。

イメージセンサ７は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの周縁部によって反射された光を受光する。具体的な一例として、イメージセンサ７は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの処理領域Ｒ１の一部を含む撮像領域を撮像する。

図１５の例では、平面視において、イメージセンサ７は、ノズル４１よりも回転方向ＡＲ１の下流側かつノズル５１ｃよりも回転方向ＡＲ１の上流側の領域に位置している。つまり、イメージセンサ７は、基板Ｗの処理領域Ｒ１のうち、供給位置Ｐ１よりも下流側かつ着液位置ＰＬ１よりも上流側の撮像領域を撮像する。さらに言い換えれば、イメージセンサ７は基板Ｗの周縁部のうち、供給位置Ｐ１よりも下流側かつ着液位置ＰＬ１よりも上流の領域で反射した反射光を受光する。

イメージセンサ７は撮像領域の直上に設けられてもよい。この場合、イメージセンサ７は撮像領域を真上から撮像する。あるいは、イメージセンサ７は撮像領域を斜め方向から撮像してもよい。例えば、イメージセンサ７は平面視において撮像領域よりも径方向内側に設けられてもよい。これによれば、処理領域Ｒ１を流れる処理液または当該処理液から蒸発した気体は、イメージセンサ７に付着しにくい。よって、処理液または気体によるイメージセンサ７の受光面の汚染または腐食を抑制できる。

イメージセンサ７が基板Ｗの搬出入の際にセンターロボットＣＲと物理的に干渉する可能性がある場合には、イメージセンサ７をその撮像位置と退避位置との間で移動させるセンサ移動機構が設けられるとよい。撮像位置は、イメージセンサ７が撮像領域を撮像するときの位置である。退避位置は、イメージセンサ７が基板Ｗと鉛直方向において対向しない位置である。

イメージセンサ７は制御部１３０によって制御され、取得した画像（画像データ）を制御部１３０に出力する。イメージセンサ７は、少なくとも、基板Ｗに対してエッチング液が供給される期間に亘って、画像を繰り返し取得する。

制御部１３０には、イメージセンサ７によって取得された画像が入力される。制御部１３０はこの画像に基づいて、多層膜９の直下の下地層９１が露出したか否かを判断する。

図１６は、イメージセンサ７によって取得された画像ＩＭ１の一例を模式的に示す図である。図１６の例では、画像ＩＭ１には、基板Ｗの周縁部のうち周方向の一部のみが含まれている。画像ＩＭ１には、溝９２が含まれている。この溝９２の色はエッチングの進行に応じて変化する。例えば、溝９２の色は、溝９２の底部で露出する層が変化することによっても変化するし、あるいは、溝９２の深さが変化することによっても変化し得る。一般的に、溝９２が深くなるほど、溝９２の色は暗くなる。溝９２の底部において下地層９１が露出したときの溝９２の色は、例えばシミュレーションまたは実験等により、予め知ることができる。

そこで、制御部１３０は、イメージセンサ７によって取得された画像ＩＭ１、つまり、イメージセンサ７によって受光された光に基づいて、下地層９１が露出したか否かを判断する。

図１７は、下地層９１の露出についての判断処理の具体的な動作の一例を示すフローチャートである。この一連の処理は図８のステップＳ５の具体的な処理の一例に相当する。まず、イメージセンサ７が画像ＩＭ１を取得し、これを制御部１３０に出力する（ステップＳ５１）。次に、制御部１３０は、溝９２の第１色情報を画像ＩＭ１から取得する（ステップＳ５２）。第１色情報は、溝９２を示す画素群のうち一つの画素の色情報であってもよく、溝９２を示す画素群のうち複数の画素の色情報の平均値であってもよい。溝９２が形成される位置は予め分かっているので、画像ＩＭ１のうち溝９２を示す複数の画素の位置は予め設定されていてもよい。あるいは、制御部１３０は画像ＩＭ１に対して画像処理を施すことにより、溝９２を示す複数の画素を特定してもよい。

次に、制御部１３０は、基板Ｗの上面（つまり、多層膜９の上面）のうち、溝９２とは異なる領域の第２色情報を画像ＩＭ１から取得する（ステップＳ５３）。当該領域としては、例えば、基板Ｗの上面のうち溝９２よりも径方向内側に位置する任意の領域を採用するとよい。第２色情報は、当該領域を示す画素群のうち一つの画素の色情報であってもよく、当該領域を示す画素群のうち複数の画素の色情報の平均値であってもよい。画像ＩＭ１のうち当該領域を示す複数の画素の位置は予め設定されていてもよい。

次に、制御部１３０は第１色情報と第２色情報との差異（色の差異）を求める（ステップＳ５４）。イメージセンサ７がカラーセンサである場合には、当該色の差異として、例えば色距離を採用することができる。あるいは、当該色の差異として、輝度値の差（または比）を採用してもよい。イメージセンサ７がグレースケールのセンサである場合には、当該色の差異として画素値の差（または比）を採用することができる。なお、グレースケールでは、画素値は輝度値を示していると把握することができる。ここでは、当該色の差異として、第１色情報の輝度値に対する第２色情報の輝度値との比（＝第２色情報／第１色情報）を採用する。この比は、コントラストを示す。

制御部１３０は、当該色の差異が色基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５５）。色基準値は、下地層９１が露出したときの当該色の差異であり、例えばシミュレーションまたは実験等により、予め設定される。当該色の差異が色基準値未満であるときには、未だ下地層９１が露出していないので、制御部１３０はステップＳ５１を再び実行する。当該色の差異が色基準値以上であるときには、制御部１３０は下地層９１が露出したと判断する（ステップＳ５６）。

以上のように、第２の実施の形態によれば、イメージセンサ７が基板Ｗの上面で反射された反射光を受光し、制御部１３０が当該反射光に基づいて、下地層９１が露出したか否かを判断する。よって、高い精度で下地層９１の露出タイミングを特定できる。言い換えれば、イメージセンサ７によって基板７のエッチング状態を確認できるので、より適切なタイミングで着液位置ＰＬ１を移動させることができる。

また、上述の例では、制御部１３０は、溝９２の第１色情報と、溝９２以外の領域の第２色情報との差異に基づいて、上記判断を行っている。比較のために、第１色情報のみを用いた場合について考慮する。溝９２の色は溝９２の深さによって相違するものの、その他の諸要因によっても変化する。例えば、基板Ｗの周囲が明るければ、溝９２の色は明るくなり、基板Ｗの周囲が暗い場合には、溝９２の色は暗くなる。よって、例えば基板Ｗを照らす照明が基板処理装置１に設けられていた場合に、その照明が経時劣化により暗くなると、溝９２は暗くなる。この場合、照明の明度が制御部１３０の下地層９１の露出の有無の判断に影響を与える。

これに対して、溝９２の第１色情報と溝９２以外の領域の第２色情報との差異を算出すれば、そのような照明の明度の影響を抑制することができる。つまり、第１色情報および第２色情報には、共通して照明の明度の影響分が含まれるものの、これらの差異においては、その影響分がほぼキャンセルされる。よって、制御部１３０は、周囲の照明環境によらず、高い精度で下地層９１の露出の有無を判断することができる。

また、上述の例では、第２色情報として、溝９２よりも径方向内側に位置する領域の色を採用している。比較のために、第２色情報として溝９２よりも径方向外側に位置する領域（以下、外側領域と呼ぶ）を採用した場合ついて説明する。この外側領域はエッチング液によりエッチングされるので、当該外側領域の色はエッチングの進行に応じて変化し得る。よって、第１色情報および第２色情報の差異は、溝９２の深さのみならず、外側領域に対するエッチング量にも依存して変化する。したがって、下地層９１の露出の判断精度が低下する。

これに対して、溝９２よりも径方向内側の領域（以下、内側領域と呼ぶ）はほとんどエッチングされない。よって、内側領域の色はエッチングの進行によらずほぼ一定である。したがって、この内側領域の色を第２色情報に採用すれば、下地層９１の露出の有無の判断精度を向上することができる。

また、上述の例では、イメージセンサ７は、平面視において、ノズル４１よりも回転方向ＡＲ１の下流側かつノズル５１ｃよりも回転方向ＡＲ１の上流側の領域を撮像している。つまり、イメージセンサ７は、基板Ｗの処理領域Ｒ１のうち、供給位置Ｐ１よりも下流側かつ着液位置ＰＬ１よりも上流側の領域を撮像する。この領域では、供給位置Ｐ１におけるガス流Ｇ１によってエッチング液の大部分が基板Ｗよりも外側に吹き飛ばされている。よって、画像ＩＭ１には、エッチング液があまり含まれていない。したがって、画像ＩＭ１の各画素の色情報は、エッチング液の影響をあまり受けない。これにより、画像にエッチング液が含まれることによる判断精度の低下を抑制できる。言い換えれば、制御部１３０は溝９２の色情報を高い精度で取得することができる。

この観点では、イメージセンサ７は、平面視において、ノズル５１ｄよりも回転方向ＡＲ１の下流側かつノズル５１ｃよりも回転方向ＡＲ１の上流側の領域を撮像してもよい。つまり、イメージセンサ７は、基板Ｗの処理領域Ｒ１のうち、供給位置Ｐ５よりも下流側かつ着液位置ＰＬ１よりも上流側の領域を撮像してもよい。供給位置Ｐ５におけるガス流Ｇ５によって、基板Ｗの処理領域Ｒ１上のエッチング液がさらに吹き飛ばされるので、この領域に残留するエッチング液はさらに少ない。よって、画像ＩＭ１に含まれるエッチング液をさらに低減できる。したがって、制御部１３０は溝９２の色情報をさらに高い精度で取得することができる。

なお上述の例では、制御部１３０は溝９２の色（具体的には、溝９２と内側領域の色の差異）に基づいて、下地層９１の露出の有無を判断した。しかるに、必ずしもこれに限らない。上述のように、溝９２よりも外側の外側領域の色はエッチングの進行に応じて変化し得る。この場合、制御部１３０は外側領域の色（例えば外側領域および内側領域の色の差異）に基づいて、下地層９１の露出の有無を判断してもよい。

＜溝の幅＞
溝９２の径方向の幅はエッチングの進行に応じて広がる。そして、溝９２の底部において下地層９１が露出したときの溝９２の幅は、例えばシミュレーションまたは実験等により、予め知ることができる。

そこで、制御部１３０は、イメージセンサ７が取得した画像ＩＭ１に基づいて溝９２の幅を求め、その溝９２の幅に基づいて下地層９１の露出の有無の判断を行ってもよい。図１８は、下地層９１の露出についての判断処理の当該動作の一例を示すフローチャートである。この一連の処理も、図８のステップＳ５の処理の一例に相当する。

まず、ステップＳ５１と同様に、イメージセンサ７は画像ＩＭ１を取得し、この画像ＩＭ１を制御部１３０に出力する（ステップＳ５０１）。

次に、制御部１３０は画像ＩＭ１に基づいて溝９２の幅を求める（ステップＳ５０２）。例えば、制御部１３０は画像ＩＭ１に対して、キャニー法等のエッジ抽出処理を行うことにより、エッジ抽出画像を取得する。このエッジ抽出画像には、溝９２の輪郭がエッジとして含まれている。制御部１３０はエッジ抽出画像から溝９２の輪郭以外のエッジを削除すべく、適宜にマスク処理を行ってもよい。画像ＩＭ１内において径方向は予め決まっているので、制御部１３０は溝９２の輪郭に基づいて溝９２の幅を算出する。

次に、制御部１３０は溝９２の幅が所定の幅基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５０３）。当該幅基準値は、下地層９１が露出したときの溝９２の幅であり、シミュレーションまたは実験等により、予め設定することができる。溝９２の幅が幅基準値未満であるときには、未だ下地層９１が露出していないので、制御部１３０は再びステップＳ５０１を実行する。溝９２の幅が幅基準値以上であるときには、制御部１３０は下地層９１が露出したと判断する（ステップＳ５０４）。

以上のように、制御部１３０は、下地層９１が露出したか否かを溝９２の幅に基づいて判断する。これによっても、高い精度で下地層９１の露出の有無を判断できる。

なお、上述の例では、制御部１３０は下地層９１の露出の有無を判断しているものの、同様にして中間層９ｂまたは下層９ａの露出の有無を判断し、その判断に応じて、ノズル移動機構６が着液位置ＰＬ１を径方向外側に移動させてもよい。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態にかかる基板処理装置１の構成は、第１および第２の実施の形態と同様である。第３の実施の形態でも、ノズル移動機構６は、下地層９１（あるいは、中間層９ｂ若しくは下層９ａ）が露出した以後において、ノズル５１ｃを時間の経過とともに徐々に径方向外側に移動させる。つまり、ノズル移動機構６は所定時間ごとに所定移動量だけノズル５１ｃを径方向外側に移動させる。ただし、第３の実施の形態では、所定時間は着液位置ＰＬ１が径方向外側にあるほど短く設定される。図１９は、着液位置ＰＬ１の時間変化の一例を模式的に示すグラフである。図１９の例では、着液位置ＰＬ１は階段状に変化しており、着液位置ＰＬ１が基板Ｗの周縁に近づくほど、所定時間Ｔが短く設定されている。

さて、基板Ｗの多層膜９Ｂはエッチングが進行するほど薄くなる。そして、多層膜９Ｂが薄くなるほど、多層膜９Ｂの側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２はエッチングにより、速く径方向外側に退避する。第３の実施の形態では、エッチングの進行に応じて、より短い時間間隔で着液位置ＰＬ１を径方向外側に移動させる。したがって、側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２の径方向外側への移動（退避）により適切に追随するように、着液位置ＰＬ１を移動させることができる。よって、より高い清浄度でエッチング液を多層膜９Ｂの側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２に接触させることができる。したがって、スループットをさらに向上できる。

なお、上述の例では、着液位置ＰＬ１が基板Ｗの周縁に近づくほど、所定時間（つまり時間ピッチ）を短く設定しているものの、着液位置ＰＬ１が基板Ｗに近づくほど、所定の移動量（つまり、移動ピッチ）を大きく設定してもよい。これによっても、側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２の径方向外側への移動（退避）により適切に追随するように、着液位置ＰＬ１を移動させることができる。よって、より高い清浄度でエッチング液を多層膜９Ｂの側面９ａ２、９ｂ２、９ｃ２に接触させることができる。

以上、実施の形態が説明されたが、この基板処理装置１および基板処理方法はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。本実施の形態は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

例えば、上述の例では、多層膜９において上層９ｃに対するエッチングレートは、下層９ａおよび中間層９ｂよりも大きいものの、必ずしもこれに限らない。また、例えば、基板処理装置１に、基板Ｗを加熱するための加熱機構が設けられていてもよい。また、例えば基板Ｗの下面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部が設けられてもよい。

また、上述の例では、ノズル移動機構６はノズル５１ｃを水平方向に移動させて着液位置ＰＬ１を移動させた。しかしながら、ノズル５１ｃが昇降可能に設けられている場合には、ノズル５１ｃを上昇させてもよい。ノズル５１ｃの吐出方向は径方向外側に傾斜しているので、ノズル５１ｃが上昇すると、着液位置ＰＬ１は径方向外側に移動する。あるいは、ノズル５１ｃの姿勢が変更可能に設けられている場合もあり得る。例えばノズル５１ｃが回転可能に取り付けられている場合、ノズル５１ｃのわずかな回転によってノズル５１ｃを傾斜させることができる。これにより、ノズル５１ｃの吐出方向が変化する。例えばノズル５１ｃの先端（吐出口）がその上端に対して径方向外側に位置するように、ノズル５１ｃを傾斜させると、その吐出方向がより径方向外側に傾斜する。これによっても、着液位置ＰＬ１を径方向外側に移動させることができる。

６ノズル移動機構
７イメージセンサ
９多層膜
９ａ第１層（下層）
９ｃ第２層（上層）
２１基板保持部（スピンチャック）
２３１回転機構
５１ｃノズル
９１第３層（下地層）
１３０制御部
Ｗ基板

Claims

第１層と、前記第１層よりも上層の第２層とを含む多層膜が形成された基板の周縁部に対して、前記多層膜をエッチングするエッチング処理を行う基板処理方法であって、
前記基板を保持する第１工程と、
鉛直方向に沿う回転軸線のまわりに前記基板の回転を開始する第２工程と、
前記多層膜をエッチングするエッチング液をノズルから吐出して、前記基板の周縁よりも所定幅だけ内側の位置に着液させる第３工程と、
前記第１層、または、前記多層膜の直下の第３層が露出したか否かを判断する第４工程と、
前記第１層、または、前記第３層が露出したと判断したときに、前記エッチング液の着液位置を前記基板の周縁側に移動させる第５工程と
を備える、基板処理方法。
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記第５工程において、前記エッチング液が前記第３層の上面に着液する範囲内で、前記着液位置を時間の経過に応じて前記基板の周縁側に移動させる、基板処理方法。
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記第５工程において、前記着液位置を所定時間ごとに所定移動量だけ前記基板の周縁側に移動させ、
前記所定時間は前記着液位置が前記周縁側にあるほど短く設定され、または、前記所定移動量は前記着液位置が周縁側にあるほど大きく設定される、基板処理方法。
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第４工程において、前記第３工程の開始からの経過時間が所定の基準時間以上であると判断したときに、前記第１層、または、前記第３層が露出したと判断する、基板処理方法。
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第４工程において、イメージセンサによって前記基板からの反射光を受光し、受光した前記反射光に基づいて、前記第１層、または、前記第３層が露出したか否かを判断する、基板処理方法。
請求項５に記載の基板処理方法であって、
前記第４工程おいて、回転中の前記基板の前記着液位置でのエッチングにより前記基板に形成された溝の第１色と、前記溝とは異なる領域の第２色とを、前記イメージセンサによって取得された画像に基づいて取得し、前記第１色と前記第２色との差異に基づいて、前記第１層または前記第３層が露出したか否かを判断する、基板処理方法。
請求項６に記載の基板処理方法であって、
前記溝とは異なる前記領域は、前記溝よりも前記回転軸線側の領域である、基板処理方法。
請求項５から請求項７のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第４工程において、回転中の前記基板の前記着液位置でのエッチングにより前記基板に形成された溝の幅を、前記イメージセンサによって取得された画像に基づいて求め、前記溝の幅に基づいて、前記第１層または前記第３層が露出したか否かを判断する、基板処理方法。
請求項５から請求項８のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第３工程および前記第５工程において、前記着液位置よりも前記基板の回転方向の上流側の供給位置に不活性ガスを供給して、前記エッチング液を前記基板の周縁部から吹き飛ばし、
前記イメージセンサは、前記基板の周縁部のうち、前記着液位置よりも上流かつ前記供給位置よりも下流側の領域で反射した反射光を受光する、基板処理方法。
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記エッチング液による前記第２層のエッチングレートは、前記エッチング液による前記第１層のエッチングレートよりも高く、
前記第２層は、前記第１層よりも厚い、基板処理方法。
請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記多層膜は、チタン層と、前記チタン層の上に設けられる窒化チタン層と、前記窒化チタン層の上に設けられるタングステン層とを含む、基板処理方法。
請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記ノズルの吐出方向は、下側に向かうにしたがって前記基板の周縁に向かう斜め方向である、基板処理方法。
請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記エッチング液は、水酸化アンモニウム、過酸化水素水および純水を含み、
前記水酸化アンモニウムおよび過酸化水素水の組と純水との比は６：１から１１：１０の範囲内に設定されている、基板処理方法。
請求項１から請求項１３のいずれか一つに記載の基板処理方法であって、
前記第５工程において、前記着液位置を前記基板の周縁に向かう一方向のみに移動させる、基板処理方法。
第１層と、前記第１層よりも上層の第２層とを含む多層膜が形成された基板の周縁部に対して、前記多層膜をエッチングするエッチング処理を行う基板処理装置であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された前記基板を、鉛直方向に沿う回転軸線のまわりに回転させる回転機構と、
前記多層膜をエッチングするエッチング液を吐出して、前記基板の周縁よりも所定幅だけ内側の位置に着液させるノズルと、
前記第１層、または、前記多層膜の直下の第３層が露出したときに、前記エッチング液の着液位置を前記基板の周縁側に移動させるノズル移動機構と
を備える、基板処理装置。