基板處理裝置、液膜凍結方法以及基板處理方法

2024-03-08 23:09:15 1

專利名稱：基板處理裝置、液膜凍結方法以及基板處理方法
技術領域：
本發明涉及凍結液膜的基板處理裝置、液膜凍結方法以及使用該液膜凍 結方法的基板處理方法，該液膜是指形成在半導體晶片、光掩模用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、等離子顯示用玻璃基板、FED (Field Emission Display: 場致發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板等各種 基板(以下簡稱為"基板")的表面上的液膜。
背景技術：
到目前為止，作為對基板處理的方法之一，使用這種技術在使液膜附 著在基板表面的狀態下冷卻基板，從而凍結液膜。特別是這種技術用於對基 板進行清洗處理的一環。即，隨著以半導體器件為代表的設備的細微化、高 功能化、高精度化，越來越難於不破壞形成在基板表面上的圖案而除去附著 在基板表面的顆粒等微小的汙染物質。因此，使用上述的凍結技術如下述那 樣除去附著在基板表面的顆粒。首先，向基板表面供給液體而在基板表面形成液膜。接著，通過冷卻基 板來凍結液膜。由此，在附著有顆粒的基板表面生成凍結膜。然後，最後通 過從基板表面除去凍結膜，從而從基板表面將顆粒與凍結膜一同除去。這裡，作為凍結形成在基板表面的液膜的液膜凍結方法，有下述這種方 法。例如，在專利文獻l所述的裝置中，將基板收納在處理腔室內，並將該 基板支撐在支座(臺座)上。然後，對基板表面供給蒸汽或超純度水蒸氣等 除去流體。由此，在基板表面上形成由除去流體構成的液膜。接著，向處理 腔室內排放溫度比除去流體的凍結溫度低的冷卻氣體，並使該冷卻氣體在處 理腔室內循環。這樣一來，基板表面上的液膜被凍結，在整個基板表面生成 凍結層(凍結膜)。專利文獻l: JP特開平3-145130號公報(圖l)。然而，在專利文獻l所述的裝置中，向處理腔室內排放冷卻氣體的同時
使該冷卻氣體在處理腔室內循環，從而在基板表面生成凍結層。因此，不止 基板，包括支座等基板保持裝置、位於基板周邊的周邊構件(以下簡稱為"基 板周邊構件")也被冷卻氣體冷卻到凍結溫度以下或其接近其凍結溫度。其 結果，會產生這樣的問題基板周邊構件因熱能而受損，使基板周邊構件的 耐久性劣化。特別在同一處理腔室內對基板實施液膜凍結處理和使用藥液的 藥液處理時，為了防止藥液腐蝕基板周邊構件而需要用具有耐藥性的材料來 構成基板周邊構件。因為這種理由，大多以具有耐藥性的樹脂材料為中心來 形成基板周邊構件。但是，在用這種樹脂材料形成基板周邊構件時，難以確 保基板周邊構件的耐熱能性，對應於液膜凍結的處理次數或處理時間，基板 周邊構件的耐久性有可能有顯著劣化。發明內容本發明是鑑於上述問題而發明的，其目的在於，提供一種能夠在抑制基 板周邊構件的耐久性劣化的同時，在整個基板表面生成凍結膜的基板處理裝 置、液膜凍結方法以及使用該液膜凍結方法的基板處理方法。本發明提供一種基板處理裝置，具有凍結形成在基板表面上的液膜的功 能，為了達上述成目的，其特徵在於，具有基板保持裝置，其以使形成了 液膜的基板表面朝向上方的狀態將基板保持為大致水平形態；冷卻氣體排放裝置，其向由基板保持裝置保持的基板的表面，局部地排放冷卻氣體，該冷卻氣體的溫度比構成液膜的液體的凝固點的溫度低；相對移動機構，其使冷 卻氣體排放裝置沿著基板表面而相對於基板移動，在從冷卻氣體排放裝置排 放冷卻氣體的同時，通過上述相對移動機構使冷卻氣體排放裝置相對於基板 移動，從而在整個基板表面生成凍結膜。另外，本發明提供一種液膜凍結方法，用於凍結形成在基板表面上的液 膜，為了達上述成目的，其特徵在於，包括冷卻氣體排放工序，在該工序 中，以使形成了液膜的基板表面朝向上方的狀態將基板保持為大致水平形 態，同時從冷卻氣體排放裝置向基板的表面，局部的排放冷卻氣體，該冷卻 氣體的溫度比構成液膜的液體的凝固點的溫度低；相對移動工序，該工序與 冷卻氣體排放工序一併進行，在該工序中，使冷卻氣體排放裝置沿著基板表 面而相對於基板移動，從而在整個基板表面生成凍結膜。 在這樣構成的發明(基板處理裝置以及液膜凍結方法)中，從冷卻氣體 排放裝置向基板的表面局部的排放冷卻氣體，該冷卻氣體的溫度比構成在基 板表面上所形成的液膜的液體的凝固點低。然後，在從冷卻氣體排放裝置排 放冷卻氣體的同時，使該冷卻氣體排放裝置沿基板表面而相對於基板移動。 由此，在基板表面的表面區域中，凍結了液膜的區域(凍結區域)擴散，進 而在整個基板表面生成凍結膜。這樣，冷卻氣體的供給部位被限定在基板表 面上的一部分區域，從而能夠將基板保持裝置等基板周邊構件的溫度下降程 度抑制到最小限度。因此，能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的同時， 在整個基板表面生成凍結膜。這裡，作為用於使冷卻氣體排放裝置相對於基板移動的結構的例子，也 可以採用如下所示的結構。即能夠採用這樣的結構還設置有旋轉裝置，該 旋轉裝置使由基板保持裝置保持的基板旋轉，相對移動機構具有驅動裝置， 該驅動裝置一邊使其與上述基板表面相對一邊驅動冷卻氣體排放裝置，並使 其在基板的旋轉中心位置和基板的端緣位置之間移動。根據該結構，儘管能 夠將冷卻氣體的供給部位限定在基板表面上的微小區域，但是可以在整個基 板表面生成凍結膜。還有，提供一種基板處理裝置，具有在基板表面形成液膜的功能，優選 還具有第一液膜形成裝置，該第一液膜形成裝置對由旋轉裝置旋轉的基板的 表面供給液體，從而在基板表面形成液膜。在這樣構成的裝置中，由於與基 板的旋轉相伴的離心力作用到供給於基板表面的液體上，該液體向基板的徑 向外側均勻的擴散。由此，能夠均勻控制整個基板表面上的液膜的厚度而形 成液膜。還有，作為用於使冷卻氣體排放裝置相對於基板移動的結構的其他例 子，也可以採用如下所示的結構將冷卻氣體排放裝置的排放口以在第一方 向延伸的方式形成為狹縫狀，在從冷卻氣體排放口以帶狀的方式排放冷卻氣 體的狀態下，使冷卻氣體排放裝置與基板表面相對，並大致與第一方向垂直， 並且在與上述基板表面大致平行延伸的第二方向上相對於基板移動。這裡， 冷卻氣體排放裝置的排放口在第一方向上的長度大於或等於基板表面的平 面尺寸。根據該結構，不旋轉基板就能夠以簡單的結構在整個基板表面生成 凍結膜。還有，通過如下述那樣構成裝置，可以同時執行液膜的形成處理與
液膜的凍結處理(生成凍結膜)。即，配置第二液膜形成裝置，其可相對於 基板而沿著第二方向自由移動，並且相對於冷卻氣體排放裝置而配置在第二 方向的下遊側，從該第二液膜形成裝置沿著第一方向以帶狀的方式向基板表 面供給液體，同時使第二液膜形成裝置相對於基板移動。由此，利用來自冷 卻氣體排放裝置的冷卻氣體，能夠使得在由來自第二液膜形成裝置的液體形 成在基板表面的液膜凍結。因此，能夠提高液膜形成處理以及液膜凍結處理 的處理效率。這樣，為了同時執行液膜的形成處理與液膜的凍結處理，例如 可以使第二液膜形成裝置和冷卻氣體排放裝置保持一定的間距而整體地移 動。在這樣構成時，由於在保持規定的間隔距離的狀態下執行液膜形成處理 和液膜凍結處理，因此能夠力求處理相互穩定。此外，可以通過單一的驅動 裝置來驅動第二液膜形成裝置和冷卻氣體排放裝置，從而能夠簡化驅動結 構。還有，還設有背面側液膜形成裝置，其在由基板保持裝置保持的基板的 背面形成背面側液膜，在從冷卻氣體排放裝置排放冷卻氣體的同時，使冷卻 氣體排放裝置相對於基板移動，從而在凍結形成在基板表面側的液膜同時， 凍結背面側液膜而生成背面側凍結膜。根據該結構，供給到基板表面側的冷 卻氣體具有的熱能，通過基板而傳導到背面側液膜。由此，在基板背面的表 面區域中，凍結了液膜(背面側液膜)的區域(凍結區域)擴大，進而在整 個基板背面生成凍結膜(背面側液膜)。其結果，能夠在抑制基板周邊構件 的耐久性劣化的同時在基板的表面背面同時生成凍結膜。另外，可以在液膜凍結後(液膜凍結工序後)從基板表面除去凍結膜(執 行膜除去工序)。由此，例如即使是基板表面附著有顆粒的情況下，也能夠 從基板表面有效地除去顆粒而良好地清洗基板。即，由於使形成在基板表面 的液膜凍結，致使液膜體積膨脹，使得基板表面與附著在該基板表面的顆粒 間的附著力減弱，或者使顆粒從基板表面脫離。由此，通過在液膜凍結後從 基板表面除去凍結膜，能夠容易的從基板表面除去顆粒。同樣，在基板背面 生成有凍結膜(背面側凍結膜)時，也可以通過從基板背面除去該凍結膜， 從而容易的從基板背面除去顆粒。另外，優選在凍結膜尚未溶解時開始執行膜除去工序。以這樣的時機開 始執行膜除去工序，能夠避免在液膜凍結工序中從基板表面脫離的顆粒在凍
結膜溶解的同時再次附著在基板表面。其結果，能夠通過執行膜除去工序而 高效的將凍結膜和顆粒一起從基板表面除去，從而在提高顆粒的除去率方面 是十分有利的。另外，在對基板表面供給處理液而除去凍結膜時，可以重複執行規定次 數的液膜凍結工序和膜除去工序。根據該結構，如下所述，能夠可靠的除去 附著在基板表面的顆粒。即，在膜除去工序後基板表面殘存附著有處理液。 因此，當在膜除去工序後執行液膜凍結工序時，附著在基板表面的處理液被 凍結，從而在基板表面生成由處理液構成的凍結膜。接著，通過在膜除去工 序中除去凍結膜，從而從基板表面一起除去凍結膜和附著在基板表面的顆 粒。如此，通過重複執行規定次數的膜除去工序和液膜凍結工序，顆粒被逐 漸從基板表面除去。因此，對於僅執行一次液膜凍結工序和膜除去工序而無 法從基板表面除淨的顆粒，也能夠可靠的將其從基板表面除去。這裡，可以將冷卻氣體排放裝置與膜除去裝置收納在同一處理腔室內。 根據該結構，可以不輸送基板而連續的執行液膜的凍結處理(液膜凍結工序) 和凍結膜的除去處理(膜除去工序)，從而能夠提高裝置的處理量。並且， 根據本發明，由於局部的冷卻基板，因此與在處理腔室內循環冷卻氣體來冷 卻基板的這種現有技術相比，能夠縮短除去凍結膜所需的時間。即，根據現 有技術，在冷卻基板時，包括基板保持裝置的基板周邊構件會蓄積熱能，在 除去凍結膜時還需要提升基板周邊構件的溫度。與此相對，根據本發明，基 板周邊構件不會蓄積多餘的熱能，就能夠在比較短的時間內除去凍結膜。根據本發明，從冷卻氣體排放裝置向基板表面局部的排放冷卻氣體，該 冷卻氣體的溫度比構成形成在基板表面上的液膜的液體的凝固點低，同時使 該冷卻氣體排放裝置沿著基板表面而相對於基板移動，從而在整個基板表面 生成凍結膜。因此，能夠將基板周邊構件的溫度下降程度抑制到最小限度。 因此，能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的同時，在整個基板表面生成 凍結膜。


圖1是表示本發明的基板處理裝置的一個實施方式的圖。圖2是表示圖1的基板處理裝置的控制結構的框圖。
圖3A、圖3B是表示圖1的基板處理裝置具有的冷卻氣體排放噴嘴的動 作的圖。圖4是表示二流體噴嘴的結構的圖。圖5是表示圖1的基板處理裝置的動作的流程圖。 圖6是表示圖1的基板處理裝置的膜除去處理的動作的示意圖。 圖7A 圖7C是表示本發明的基板處理裝置的第二實施方式的圖。 圖8A、圖8B是表示本發明的基板處理裝置的第三實施方式的圖。 圖9A、圖9B是表示本發明的基板處理裝置的第四實施方式的圖。 圖IO是表示本發明的基板處理裝置的變形實施方式的圖。
具體實施方式
第一實施方式圖l是表示本發明的基板處理裝置的一個實施方式的圖。另外，圖2是 表示圖1的基板處理裝置的控制結構的框圖。該基板處理裝置是在清洗處理 中使用的單張式的基板處理裝置，上述清洗處理用於除去附著在半導體晶片等基板W的表面Wf上的顆粒等汙染物質。更為具體的說，是這樣的裝置在形成有細微圖案的基板表面Wf上形成了液膜之後，通過凍結該液膜然後 從基板表面Wf除去凍結後的液膜(凍結膜)，從而對基板W實施一系列的 清洗處理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)。該基板處理裝置具有處理腔室1，該處理腔室1在其內部具有對基板W實施清洗處理的處理空間，並且在處理腔室l內設有旋轉卡盤2(相當於本發明的"基板保持裝置")，其以使基板表面Wf朝向上方的狀態將基板W保持為大致水平形態；冷卻氣體排放噴嘴3 (相當於本發明的"冷卻氣體排放裝置")，其向由旋轉卡盤2保持的基板W的表面Wf排放用於凍結液 膜的冷卻氣體；二流體噴嘴5，其向基板表面Wf供給處理液的液滴；藥液 排放噴嘴6，其向由旋轉卡盤2保持的基板W的表面Wf排放藥液；隔斷構 件9，其與由旋轉卡盤2保持的基板W的表面Wf的相對置配置。作為處理 液，可以使用藥液或純水或DIW (deionized Water:去離子水)等衝洗液等。 旋轉卡盤2這樣構成旋轉支軸21與含有馬達的卡盤旋轉機構22的旋 轉軸相連接，通過驅動卡盤旋轉機構22，能夠以旋轉中心AO為中心旋轉。部，由螺釘等緊固部件整體地連接有圓盤狀的旋轉基座23。因此，能夠根據來自控制整個裝置的控制單元4 (圖2)的動作指令 來驅動卡盤旋轉機構22，從而使旋轉基座23以旋轉中心A0為中心旋轉。 這樣一來，在本施方式中，卡盤旋轉機構22發揮本發明的"旋轉裝置" 的功能。在旋轉基座23的周緣部附近，直立設置有多個用於把持基板W的周緣 部的卡盤銷24。卡盤銷24為了可靠把持圓形的基板W只要設置三個以上即 可，並沿著旋轉基座23的周緣部以等角度間隔配置。各個卡盤銷24具備 基板支撐部，其從下方支撐基板W的周緣部；基板保持部，其對由基板支 撐部支撐的基板W的外端面進行按壓，從而保持基板W。各卡盤銷24可以 在以下這兩種狀態間切換按壓狀態，即基板保持部按壓基板W的外周端 面的狀態；釋放狀態，即基板保持部從基板W的外周端面離開的狀態。並且，在向對旋轉基座23交接基板W時，將多個卡盤銷24置為釋放 狀態，在對基板W進行清洗處理時，將多個卡盤銷24置為按壓狀態。通過 置為按壓狀態，使得多個卡盤銷24把持基板W的周緣部，從而能夠使基板 W距離旋轉基座23為規定間隔，並將該基板W保持為水平形態。由此，基 板W被保持為這種狀態，§卩，其表面(圖案形成面)Wf朝向上方，背面 Wb朝向下方。在旋轉卡盤2的外側設有發揮本發明的"驅動裝置"的功能的第一轉動 馬達31。在第一轉動馬達31上，連接有第一旋轉軸33。還有，在第一旋轉 軸33上，以向水平方向延伸的方式連接有第一機械臂35，在第一機械臂35 的前端安裝有冷卻氣體排放噴嘴3。而且，根據來自控制單元4的動作指令 而驅動第一轉動馬達31，從而能夠使第一機械臂35圍繞第一旋轉軸33搖動。圖3A、圖3B是表示圖1的基板處理裝置所具有的冷卻氣體排放噴嘴的 動作的圖。這裡，該圖3A是側視圖，該圖3B是俯視圖。當驅動第一轉動馬 達31而使第一機械臂35搖動時，冷卻氣體排放噴嘴3在與基板表面Wf相 對的狀態下，沿著該圖3B的移動軌跡T移動，S口，沿從基板W的旋轉中心 位置Pc向基板W的端緣位置Pe的軌跡T移動。這裡，旋轉中心位置Pc與 基板表面Wf相對，並位於基板W的旋轉中心AO上。另外，冷卻氣體排放 噴嘴3能夠移動到待機位置Ps，該待機位置Ps就是退避到基板W的側方的 位置。這樣一來，在本實施方式中，第一轉動馬達31發揮"相對移動機構" 的功能，即，使冷卻氣體排放噴嘴3沿著基板表面Wf而相對基板W移動。冷卻氣體排放噴嘴3與冷卻氣體供給部64 (圖2)相連接，從而根據來 自控制單元4的動作指令而從冷卻氣體供給部64向冷卻氣體排放噴嘴3供 給冷卻氣體。從而，當冷卻氣體排放噴嘴3與基板表面Wf相對配置時，可 以從冷卻氣體排放噴嘴3向基板表面Wf的一部分排放冷卻氣體。因此，通 過在從冷卻氣體排放噴嘴3排放出冷卻氣體的狀態下，控制單元4在使基板 W旋轉的同時，使該冷卻氣體排放噴嘴3沿著移動軌跡T移動，從而能夠對 整個基板表面Wf供給冷卻氣體。由此，當如後述那樣在基板表面Wf形成 液膜llf時，能夠使該液膜llf全部凍結，從而能夠在整個基板表面Wf生 成凍結膜13f。冷卻氣體排放噴嘴3距離基板表面Wf的高度因冷卻氣體的供給量而不 同，例如在50mm以下，優選設定為幾mm的程度。對於這種冷卻氣體排放 噴嘴3距離基板表面Wf的高度以及冷卻氣體的供給量，可以根據以下觀點 而實驗性的決定(1)使冷卻氣體與液膜llf高效的發生熱傳導，(2)穩 定地凍結液膜，由此不會因冷卻氣體而破壞液膜的液面。作為冷卻氣體，可以使用溫度比構成形成在基板表面Wf的液膜llf的 液體的凝固點低的氣體，例如氮氣、氧氣以及潔淨的空氣等。利用這種冷卻 氣體，可以在向基板表面Wf供給氣體前使用過濾器等來除去冷卻氣體所含 的汙染物質。因此，能夠防止在凍結液膜llf時基板表面Wf受到汙染。在 該實施方式中，如後所述，在基板表面Wf以DIW形成液膜llf，在該狀態 下，從冷卻氣體排放噴嘴3向基板表面Wf排放冷卻氣體，從而凍結液膜1 lf。 因此，對於冷卻氣體，可以將溫度調整為比構成液膜1If的DIW的凝固點(冰 點)低的溫度。另外，在旋轉卡盤2的外側設有第二轉動馬達51。在第二轉動馬達51 上連接有第二旋轉軸53，在第二旋轉軸53上連接有第二機械臂55。另外， 在第二機械臂55的前端，安裝有二流體噴嘴5。並且，根據來自控制單元4 的動作指令而驅動第二轉動馬達51，從而能夠使二流體噴嘴5圍繞第二旋轉 軸53搖動。二流體噴嘴5排放處理液的液滴，該處理液是為了清洗基板表 面Wf而將處理液和氣體混合而生成的。
圖4是表示二流體噴嘴的結構的圖。該二流體噴嘴是所謂的外部混合型 的二流體噴嘴，即，使DIW與氮氣(N2)在空中(噴嘴外部)碰撞而生成DIW的液滴，從而將其作為處理液。二流體噴嘴5的殼體部501的內部插通 著具有處理液噴出口 521的處理液排放噴嘴502。該處理液噴出口 521配置 在二流體噴嘴5的傘部511的上表面部512。因此，當向處理液排放噴嘴502 供給DIW時，從處理液噴出口 521向基板W排放DIW。另外，氣體排放噴嘴503以接近處理液排放噴嘴502的方式而設置，並 對包圍該處理液排放噴嘴502的環狀的氣體通路進行限定。氣體排放噴嘴503 的前端部做成前端變細的錐狀，並且該噴嘴開口朝向基板W的表面。因此， 當向氣體排放噴嘴503供給氮氣時，從氣體排放噴嘴503的氣體噴出口 531 向基板W排放氮氣。這樣所排放出的氮氣的排放軌跡與從處理液噴出口 521排放DIW的排 放軌跡相交。即，來自處理液噴出口 521的液體(DIW)流在混合區域內的 碰撞部位G與氣體(氮氣)流相碰撞。氣體流以向該碰撞部位G會聚的方 式排放。該混合區域是殼體部501的下端部的空間。因此，在來自處理液噴 出口 521的DIW的排放方向附近，DIW因與其碰撞的氮氣而迅速液滴化。 從而，生成清洗用液滴。回到圖1繼續進行說明。旋轉卡盤2的旋轉支軸21由中空軸構成。在 旋轉支軸21的內部，插通有用於向基板W的背面Wb供給處理液的處理液 供給管25。處理液供給管25延伸到接近保持在旋轉卡盤2上的基板W的下 表面(背面Wb)的位置，在其前端設有向基板W的下表面中部排放處理液 的處理液噴嘴27。處理液供給管25與藥液供給部61以及衝洗液供給部62 相連接，從而有選擇的從藥液供給部61供給SCI溶液(氨水和雙氧水的混 合水溶液)等藥液，或從衝洗液供給部62供給DIW等衝洗液。旋轉支軸21的內壁面與處理液供給管25的外壁面的間隙形成有圓筒狀 的氣體供給路徑29。該氣體供給路徑29與乾燥氣體供給部65相連接，能給 向形成於旋轉基座23和基板背面Wb之間的空間供給氮氣而作為乾燥氣體。 此外，在本實施方式中，雖然從乾燥氣體供給部65供給氮氣而作為乾燥氣 體，但也可以排放空氣或其他惰性氣體等。另外，在旋轉卡盤2的外側設有第三轉動馬達67。在第三轉動馬達67
上連接有第三旋轉軸68。還有，在第三旋轉軸68上以向水平方向延伸的方式連接有第三機械臂69，在第三機械臂69的前端安裝有藥液排放噴嘴6。 並且，根據來自控制單元4的動作指令而驅動第三轉動馬達67，由此能夠使 藥液排放噴嘴6在以下兩個位置之間往復移動，S卩，基板W的旋轉中心AO 的上方的排放位置、和從排放位置退避到側方的待機位置。藥液排放噴嘴6 與藥液供給部61相連接，根據來自控制單元4的動作指令而將SCI溶液等 藥液壓送到藥液排放噴嘴6。另外，在旋轉卡盤2的上方，設有在中心部具有開口的圓盤狀的隔斷構 件9。隔斷構件9的下表面(底面)是與基板表面W大致平行相對的基板相 對面，其平面尺寸形成為與基板W的直徑相等或其以上的大小。隔斷構件9 大致水平的安裝在具有大致圓筒形狀的支撐軸91的下端部，支撐軸91由在 水平方向延伸的機械臂92保持，並被保持為可圍繞通過基板W的中心的鉛 直軸旋轉的狀態。另外，在機械臂92上連接有隔斷構件旋轉機構93和隔斷 構件升降機構94。隔斷構件旋轉機構93根據來自控制單元4的動作指令而使支撐軸91圍 繞通過基板W的中心的鉛直軸旋轉。另外，隔斷構件旋轉機構93對應於保 持在旋轉卡盤2上的基板W的旋轉，而使隔斷構件9以與基板W相同的旋 轉方向並且大致相同的速度旋轉。另外，隔斷構件升降機構94能夠根據來自控制單元4的動作指令，使 隔斷構件9向旋轉基座23接近相對，或反之使隔斷構件9遠離旋轉基座23。 具體地說，控制單元4通過使隔斷構件升降機構94工作，在對基板處理裝 置搬入搬出基板W時，使隔斷構件9上升至旋轉卡盤2的上方的間隔位置 (圖1所示的位置)。另一方面，對基板W實施規定的處理時，使隔斷構 件9下降到設定在與保持在旋轉卡盤2上的基板W的表面Wf最接近的相對 位置。支撐軸91被做成中空的，從而可以在其內部插通氣體供給路徑95，該 氣體供給路徑95連通到隔斷構件9的開口 。氣體供給路徑95與乾燥氣體供 給部65相連接，接收從乾燥氣體供給部65供給來的氮氣。在本實施方式中， 對基板W進行了清洗處理之後進行乾燥處理時，從氣體供給路徑95向形成 在隔斷構件9與基板表面Wf之間的空間供給氮氣。另外，在氣體供給路徑95的內部，插通有與隔斷構件9的開口連通的液體供給管96，液體供給管 96的下端結合有噴嘴97。液體供給管96連接至衝洗液供給部62，通過衝洗 液供給部62供給衝洗液，從而能夠從噴嘴97向基板表面Wf排放衝洗液。接著，參照圖5，針對如上述構成的基板處理裝置的清洗處理動作進行 說明。圖5是表示圖1的基板處理裝置的動作的流程圖。在該裝置中，當未 處理的基板W被搬入裝置內時，控制單元4控制裝置各部件，對該基板W 執行一系列的清洗處理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)。這裡，在基板表面 Wf有時會形成微細的圖案。即，基板表面Wf成為圖案形成面。因此，在該 實施方式中，將基板W以基板表面Wf朝上的狀態搬入處理腔室l內，並保 持在旋轉卡盤2上(步驟S1)。此外，隔斷構件9處於間隔位置，從而防止 與基板W相干涉。當未處理的基板W被保持在旋轉卡盤2上時，隔斷構件9被下降到相 對位置，與基板表面Wf接近而配置。由此，基板表面Wf以接近隔斷構件9 的基板相對面的狀態被覆蓋，從而將基板W與周邊環境相隔斷。然後，控 制單元4驅動卡盤旋轉機構22，使旋轉卡盤2旋轉，同時從噴嘴97向基板 表面Wf供給DIW。由於與基板W的旋轉相伴的離心力的作用，供給到基 板表面的DIW向基板W的徑方向外側均勻的擴散，並且其一部分被甩脫到 基板外。由此，從而均勻調節整個基板表面Wf上的液膜的厚度，在整個基 板表面Wf上形成具有規定厚度的液膜(水膜)(步驟S2:液膜形成工序)。 此外，在液膜形成時，並不一定需要如上述那樣將供給到基板表面Wf的DIW 的一部分甩脫。例如，可以在停止旋轉基板W的狀態或以比較低的速度旋 轉基板W的狀態下，不會從基板W甩脫DIW的在基板表面Wf形成液膜。 這樣一來，在本實施方式中，噴嘴97發揮本發明的"第一液膜形成裝置" 的功能。如此，當液膜形成工序結束時，控制單元4將隔斷構件9配置在間隔位 置，同時將冷卻氣體排放噴嘴3從待機位置Ps移動到氣體供給開始位置， 即旋轉中心位置Pc。然後，從冷卻氣體排放噴嘴3向旋轉的基板W的表面 Wf排放冷卻氣體，並使冷卻氣體排放噴嘴3緩緩向基板W的端緣位置Pe 移動。由此，如圖3A、 3B所示，在基板表面Wf的表面區域中，液膜llf 凍結了的區域(凍結區域)從基板表面Wf的中央部向周緣部擴散，進而在整個基板表面Wf生成凍結膜13f (步驟S3:液膜凍結工序)。此外，在移 動冷卻氣體排放噴嘴3的同時旋轉基板W，由此能夠抑制在液膜厚度的分布上產生偏差，並能夠在整個基板表面Wf生成凍結膜13f，但在使基板W高 速旋轉時，基板W旋轉所產生的氣流會使從冷卻氣體排放噴嘴3噴出的冷卻氣體擴散，導致液膜凍結效率變差，因此，液膜凍結工序時的基板w的旋轉速度例如設定為1 300rpm。另外，也可以考慮冷卻氣體排放噴嘴3的 移動速度、排放氣體的溫度以及流量、液膜的厚度，來設定基板W的旋轉 速度。當這樣執行液膜凍結工序時，進入到基板表面Wf與顆粒之間的液膜體 積增加(當(TC的水成為(TC的冰時，其體積增加為約l.l倍)，從而顆粒 僅從基板表面Wf離開微小距離。其結果，基板表面Wf與顆粒間的附著力 被降低，進而顆粒從基板表面Wf脫離。此時，即使是在基板表面Wf形成 了微細圖案的情況下，因液膜的體積膨脹而施加在圖案上的各方向的力也都 相等，即，施加在圖案上的力相互抵消。因此，不會剝離或破壞圖案，而能 夠從基板表面Wf有選擇的只優先除去顆粒。當凍結完液膜時，控制單元4將冷卻氣體排放噴嘴3移動到待機位置Ps， 同時將隔斷構件9配置在相對位置。然後，在凍結膜13f尚未溶解時，從噴 嘴97以及處理液噴嘴27分別向基板W的表面背面Wf、 Wb供給DIW來作 為衝洗液。由此，通過DIW來解凍基板表面Wf的凍結膜。並且，基板W 旋轉而產生的離心力作用到凍結膜13f和基板表面Wf。其結果，含有顆粒的 凍結膜13被從基板表面Wf除去，並排出到基板外(步驟S4:膜除去工序)。 並且，對於基板背面Wb， DIW也會因基板W的旋轉而擴散到整個背面，從 而對基板背面Wb實施衝洗處理。這樣一來，在本實施方式中，噴嘴97以 及處理液噴嘴27起到本發明的"膜除去裝置"的功能。此外，在該膜除去 工序中，優選在旋轉基板W的同時旋轉隔斷構件9。由此，能夠甩脫附著在 隔斷構件9上的液體成分，並且能夠防止霧狀的處理液侵入到隔斷構件9與 基板表面Wf之間所形成的空間中。另外，在膜除去工序中，可以如下述那樣解凍並除去凍結膜。即，在液 膜凍結後，控制單元4在將隔斷構件9配置在間隔位置的狀態下，使二流體 噴嘴5在基板W的上方搖動，同時對基板表面Wf供給DIW的液滴。由此， 液滴與附著在基板表面Wf的顆粒相碰撞，由液滴所具有的動能來物理性的 除去(物理清洗)顆粒。因此，使得從基板表面Wf除去顆粒變得容易，並 能夠良好的清洗基板表面Wf。此時，二流體噴嘴5發揮本發明的"膜除去 裝置"的功能。如此，如果膜除去工序結束而完成了基板W的清洗處理(液膜形成+液膜凍結+膜除去)(在步驟S5中為"是"')，接著執行基板W的乾燥處理。 另一方面，有時由於作為被處理面的基板表面Wf的表面狀態或作為除去對 象的顆粒的粒徑、種類，在一次清洗處理中不能從基板表面Wf充分的除淨 顆粒。此時(在步驟S5中為"否")，在膜除去工序結束後要重複執行液 膜凍結工序和膜除去工序。即，在膜除去工序後，基板表面Wf會殘留附著 有衝洗液(DIW)。因此，即使不重新在基板表面Wf形成液膜，衝洗液生 成的液膜也會覆蓋基板表面Wf。因此，當在膜除去工序後執行液膜凍結工 序時，會生成由衝洗液構成的凍結膜。然後，通過在膜除去工序中除去凍結 膜，從而從基板表面Wf—起除去凍結膜和附著在基板表面Wf的顆粒。如 此，通過僅重複執行規定次數的膜除去工序和液膜凍結工序，顆粒被逐漸從 基板表面Wf除去。此外，可以預先作為一種處理方法來規定這種往復執行 次數，由適當選擇的處理方法來規定執行次數，從而僅重複執行該規定的次 數的液膜凍結工序和液膜凍結工序。當基板W的清洗結束時，控制單元4提高卡盤旋轉機構22以及隔斷構 件旋轉機構93的馬達的旋轉速度，使基板W以及隔斷構件9高速旋轉。由 此，執行基板的乾燥處理(旋轉脫水)(步驟S6)。進而，在該乾燥處理中， 通過從氣體供給路徑95、 29供給氮氣，使隔斷構件9與基板表面Wf之間所 夾的空間以及旋轉基座23和基板背面Wb之間所夾的空間為氮氣環境。由 此，能夠促進基板W的乾燥，並能夠縮短乾燥時間。在乾燥處理後停止旋 轉基板W，並從處理腔室l中搬出處理過的基板W (步驟S7)。如上所述，根據本實施方式，從冷卻氣體排放噴嘴3向基板表面Wf局 部的排放冷卻氣體，並且該冷卻氣體的溫度比構成基板表面Wf上所形成的 液膜llf的液體的凝固點低。然後，在旋轉基板W的同時使冷卻氣體排放噴 嘴3在基板W的旋轉中心位置Pc和基板W的端緣位置Pe之間移動，從而 在整個基板表面Wf生成凍結膜13f。因此，冷卻氣體的供給部位被限定在基
板表面Wf上的微小區域，從而能夠將旋轉卡盤2等基板周邊構件的溫度下 降程度抑制到最小限度。因此，能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的同 時，在整個基板表面Wf生成凍結膜13f。其結果，即使用難以確保耐熱能性 的樹脂材料(具有耐藥性的樹脂材料)來形成基板周邊構件，也能夠抑制因 熱能引起的基板周邊構件的劣化。另外，根據本實施方式，在向基板表面Wf局部的排放冷卻氣體的同時 凍結液膜llf，從而容易得到可應對處理腔室1內產生的霜的方法。g卩，由於產生霜的場所由冷卻氣體排放噴嘴3及其周邊部來限定，所以與在處理腔室1內循環冷卻氣體的情況相比，更能夠抑制霜的產生。例如，通過用隔熱材料覆蓋冷卻氣體排放噴嘴3的噴嘴側面，就能夠較為簡單的抑制霜的產生。 另外，將冷卻氣體排放噴嘴3做成二重管結構，在內側(中心部)流通冷卻氣體，在外側(周緣部)流通氣體，這樣也能夠簡單的抑制霜的產生。另外，根據本實施方式，由於在同一處理腔室1內連續執行液膜凍結工 序以及膜除去工序，因此能夠提高裝置的處理量。並且，根據本實施方式，由於局部的冷卻基板W，因此與在處理腔室內循環冷卻氣體來冷卻基板W 的這種現有技術相比，能夠縮短除去凍結膜所需的時間。即，根據現有技術， 在冷卻基板W時，需要包括基板保持裝置的基板周邊構件會蓄積熱能，在 除去凍結膜時還需要提升基板周邊構件的溫度。與此相對，根據本發明，基 板周邊構件不會蓄積多餘的熱能，而能夠在比較短的時間內從基板W除去 凍結膜。並且，根據本實施方式，由於在同一處理腔室1內執行液膜形成工 序，因此能夠整體而高效地對基板W實施一系列的清洗處理(液膜形成+液 膜凍結+膜除去)。另外，這樣一來，不輸送基板W，就能夠實現一系列的 清洗處理從而不需要管理基板輸送程序。另外，根據本實施方式，能夠在同一處理腔室1內重複執行規定次數的 液膜凍結工序和膜除去工序。因此，對於僅執行一次液膜凍結工序和膜除去 工序而無法從基板表面Wf除淨的顆粒，也能夠可靠的將其從基板表面Wf 除去。另外，根據本實施方式，在凍結膜尚未溶解時開始執行膜除去工序。因 此，能夠避免在液膜凍結工序中從基板表面Wf脫離的顆粒在凍結膜溶解的 同時再次附著在基板表面Wf。其結果，能夠通過執行膜除去工序而高效的 將凍結膜和顆粒一起從基板表面Wf除去，從而在提高顆粒的除去率方面是 十分有利的。此外，在上述實施方式中，雖然對基板表面Wf供給DIW來除去凍結膜，但也可以如圖6所示那樣對基板表面Wf實施化學清洗而除去凍結膜。艮口， 在凍結了液膜之後，控制單元4將藥液排放噴嘴6配置在排放位置，同時將 SCI溶液壓送到藥液排放噴嘴6。由此，從藥液排放噴嘴6向基板表面Wf 供給SCI溶液。因此，由於SCI溶液中的固體表面的；(Zata)電位(界面動 電電位)的值比較大，基板表面Wf和該基板表面Wf上的顆粒之間會充滿 SCI溶液，從而大的反作用力作用在基板表面Wf與顆粒之間。因此，使得 顆粒更加容易從基板表面Wf脫離，從而能夠有效地從基板表面Wf除去顆 粒。此時，藥液排放噴嘴6發揮本發明的"膜除去裝置"的功能。另外，也可以在向基板表面Wf供給SCI溶液的同時，從處理液噴嘴27 向基板背面Wb供給SCI溶液。由此，即使是基板背面Wb上也附著有汙染 物質的情況下，也能夠通過SCI溶液的化學清洗作用而有效地將汙染物質從 基板W除去。此外，在使用SCI溶液進行清洗之後，向基板W的表面背面 Wf、 Wb供給DIW，從而使用DIW進行衝洗處理。第二實施方式圖7A 圖7C是表示本發明的基板處理裝置的第二實施方式的圖。該第 二實施方式的基板處理裝置與第一實施方式最大的不同點在於，不僅在基板 表面Wf，在基板背面Wb也生成凍結膜(背面側凍結膜)。此外，其他結 構以及動作基本上與第一實施方式相同。這裡，附以同一符號而省略說明。在本實施方式中，在基板表面Wf形成液膜的同時，在基板背面Wb形 成液膜(背面側液膜)lib (圖7A)。具體的說，在旋轉基板W的同時從噴 嘴97向基板表面Wf供給DIW，同時從處理液噴嘴27向基板背面Wb供給 DIW。由此，在整個基板W的表面背面Wf、 Wb形成具有規定厚度的液膜 (水膜)llf、 llb。這樣，在本實施方式中，處理液噴嘴27發揮本發明的"背 面側液膜形成裝置"的功能。接著，與第一實施方式同樣的，從冷卻氣體排放噴嘴3向基板表面Wf 局部的排放冷卻氣體。然後，在旋轉基板W的同時，使冷卻氣體排放噴嘴3 從基板W的旋轉中心位置Pc緩緩移動到基板W的端緣位置Pe。此時，供 給到基板表面Wf側的冷卻氣體具有的熱能，通過基板W而傳導到背面側液 膜llb。特別由於矽基板的熱傳導率比較大，因此熱能可以通過基板W而高 效的傳導到背面側液膜llb。由此，在基板背面Wb的表面區域中，凍結了 背面側液膜lib的區域(凍結區域)與基板表面Wf側的凍結區域同時擴大，進而在整個基板背面Wb生成凍結膜(背面側液膜)13b (圖7B)。其結果， 整個基板W的表面背面Wf、 Wb分別被表面側凍結膜13f、背面側液膜13b 所覆蓋。因此，不僅基板表面Wf，對於基板背面Wb來說，基板W與顆粒 之間的附著力也被減弱了。這樣凍結完液膜llf、 llb時，向基板W的表面背面Wf、 Wb供給DIW 而作為衝洗液，並將凍結膜13f、 13b和顆粒一起從基板W的表面背面Wf、 Wb上除去(圖7C)。此外，可以通過使用來自二流體噴嘴5的液滴進行的 物理清洗或者使用SCI溶液進行的化學清洗來除去凍結膜13f、 13b。如上所述，根據本實施方式，冷卻氣體的供給部位被限定在基板表面 Wf上的一部分區域，因此，能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的狀態 下，在基板W的表面背面Wf、 Wb生成凍結膜13f、 13b。並且，由於在基 板W的表面背面Wf、 Wb同時生成凍結膜13f、 13b，因此與只在基板表面 Wf生成凍結膜13f的情況相比，能夠在大致相等的處理時間內在基板W的 兩面生成凍結膜13f、 13b。另外，根據本實施方式，在從基板表面Wf除去表面側凍結膜13f的同 時，從基板背面Wb除去背面側液膜13b。因此，即使是在基板背面Wb附 著有顆粒的情況下，也能夠與基板表面Wf同樣從基板背面Wb有效地除去 顆粒。由此，從基板W的表面背面Wf、 Wb有效地除去顆粒，從而能夠對 整個基板進行良好的清洗。並且，由於在凍結表面側液膜llf同時凍結背面 側液膜llb，因此不會降低處理量而能夠清洗基板W的表面背面Wf、 Wb。 即，不對基板W進行反轉等，就能夠不僅對基板表面Wf,還對基板背面 Wb實施清洗處理，因此，能夠在與基板表面Wf側的清洗處理所需的時間 大致相同的處理時間內，清洗基板W的表面背面Wf、 Wb。第三實施方式在上述第一以及第二實施方式中，在旋轉基板W的同時，使冷卻氣體 排放噴嘴3在基板W的旋轉中心位置Pc與基板W的端緣位置Pe之間移動， 從而使冷卻氣體排放噴嘴3相對基板W移動，但用於使冷卻氣體排放噴嘴3相對基板W移動的結構並非僅限於此。例如圖8A、圖8B所示，也可以不 旋轉基板W，而使冷卻氣體排放噴嘴3相對基板W移動(第三實施方式)。圖8A、圖8B是表示本發明的基板處理裝置的第三實施方式的圖。這裡， 圖8A是側視圖，圖8B是俯視圖。在該裝置中，由旋轉卡盤2等基板保持裝 置以使基板表面Wf朝向上方的狀態將基板W保持為大致水平形態。另外， 冷卻氣體排放噴嘴30 (相當於本發明的"冷卻氣體排放裝置")接近基板表 面Wf並與基板表面Wf相對配置。冷卻氣體排放噴嘴30在其前端(下端) 具有在X方向(相當於本發明的"第一方向")延伸的狹縫狀的排放口 30a。 冷卻氣體排放噴嘴30連接至冷卻氣體供給部(未圖示)，從排放口 30a以 帶狀方式向基板表面Wf局部的排放來自冷卻氣體供給部的冷卻氣體。排放 口 30a在X方向上的長度大於或等於基板表面Wf的平面尺寸(基板直徑)。另外，冷卻氣體排放噴嘴30與X方向相垂直，並且配置為可沿著在基 板表面Wf平行延伸的Y方向自由移動，通過噴嘴驅動機構37的驅動，能 夠使冷卻氣體排放噴嘴30沿著Y方向往復移動。在本實施方式中，通過使 冷卻氣體排放噴嘴30在Y方向上向該圖中的左手方向(-Y)移動，從而執 行後述的液膜凍結處理，該(-Y)方向相當於本發明的"第二方向"。此外， 作為噴嘴驅動機構37，可以採用這種進給絲槓等公知的機構由馬達驅動使 冷卻氣體排放噴嘴30沿著在Y方向延伸設置的導軌以及滾珠螺栓移動。這 樣，在本實施方式中，噴嘴驅動機構37發揮本發明的"相對移動機構"的 功能。在相對於冷卻氣體排放噴嘴30的第二方向的下遊側(-Y)，為了在基 板表面Wf形成液膜而與基板表面Wf相對的配置有DIW排放噴嘴7。 DIW 排放噴嘴7與DIW供給部(未圖示)相連接，向基板表面Wf排放來自DIW 供給部的DIW。 DIW排放噴嘴7在其前端(下端)具有在X方向延伸的狹 縫狀的排放口 7a，沿著X方向以帶狀的方式向基板表面Wf排放DIW。排放 口 7a在X方向上的長度大於或等於基板表面Wf的平面尺寸(基板直徑)。DIW排放噴嘴7能夠與冷卻氣體排放噴嘴30同步的向(-Y)方向移動。 即，DIW排放噴嘴7與冷卻氣體排放噴嘴30由連接機構(未圖示)連接， 通過噴嘴驅動機構37工作，使冷卻氣體排放噴嘴30與DIW排放噴嘴7整 體地向(-Y)方向移動。由此，在冷卻氣體排放噴嘴30的移動中，將冷卻氣體排放噴嘴30與DIW排放噴嘴7的排放位置的間隔保持為預定的間隔距 離。其結果，由於在保持規定的間隔距離的狀態下執行後述的液膜形成處理 和液膜凍結處理，因此能夠力求處理相互穩定。此外，也可以在DIW排放 噴嘴7上設置獨立的驅動裝置，從而使DIW排放噴嘴7與冷卻氣體排放噴 嘴30連動而移動；也可以通過單一的驅動裝置，使DIW排放噴嘴7和冷卻 氣體排放噴嘴30整體地移動，從而能夠簡化驅動結構。在這樣構成的基板處理裝置中，通過使噴嘴驅動機構37工作，使DIW 排放噴嘴7以及冷卻氣體排放噴嘴30以一定速度向(-Y)方向移動。另外， 分別從DIW排放噴嘴7以及冷卻氣體排放噴嘴30排放DIW以及冷卻氣體。 由此，隨著DIW排放噴嘴7的移動，在基板表面Wf上從第二方向的上遊側 (+Y)向下遊側(-Y)塗敷DIW。其結果，在相對於冷卻氣體排放噴嘴30 的第二方向的下遊側(-Y)，在基板表面Wf形成液膜llf。這樣一來，在本 實施方式中，DIW排放噴嘴7發揮本發明的"第二液膜形成裝置"的作用。 另外，隨著噴嘴7、 30的移動，從冷卻氣體排放噴嘴30向形成了液膜llf 的基板表面Wf排放冷卻氣體，從而凍結該液膜llf。其結果，在基板表面 Wf的表面區域中，凍結了液膜llf的區域(凍結區域)緩緩向(-Y)方向擴 大，進而在整個基板表面Wf生成凍結膜13f。如上所述，根據本實施方式，不旋轉基板W而能夠以簡單的結構在整 個基板表面Wf生成凍結膜13f。另外，由於同時執行液膜llf的形成處理與 液膜llf的凍結處理(生成凍結膜13f)，因此能夠提高液膜形成處理以及 液膜凍結處理的處理效率。另外，在液膜凍結後，通過與第一實施方式同樣的執行膜除去處理，從 而能夠高效的對基板W實施一系列的清洗處理(液膜形成+液膜凍結+膜除 去)。即，對保持在旋轉卡盤2上基板W同時執行液膜形成處理以及液膜 凍結處理之後，在旋轉該基板W的同時對基板W供給處理液，從而從基板 表面Wf除去凍結膜13f，由此，能夠縮短清洗處理所需的處理時間。第四實施方式圖9A、圖9B是表示本發明的基板處理裝置的第四實施方式的圖。該第 四實施方式的基板處理裝置與第三實施方式最大的不同點在於，不僅在基板
表面Wf,在基板背面Wb也生成凍結膜(背面側凍結膜)。此外，其他結 構以及動作基本上與第三實施方式相同。這裡，附以同一符號而省略說明。 在該第四實施方式中，在基板表面Wf形成液膜之前，在基板背面Wb形成液膜(背面側液膜)lib (圖9A)。具體的說，將基板W保持在旋轉卡 盤2上，並使其圍繞旋轉中心AO旋轉。然後，當從處理液噴嘴27向基板背 面Wb供給DIW時，DIW擴散到整個背面，從而在基板背面Wb形成背面 側液膜llb。接著，與第三實施方式同樣的，分別從DIW排放噴嘴7以及冷卻氣體 排放噴嘴30排放DIW以及冷卻氣體，並使DIW排放噴嘴7以及冷卻氣體 排放噴嘴30向(-Y)方向掃描。由此，由來自DIW排放噴嘴7的DIW在 基板表面Wf形成液膜(表面側液膜)llf，同時通過來自冷卻氣體排放噴嘴 30的冷卻氣體來凍結表面側液膜llf。另外，供給到基板表面Wf側的冷卻 氣體具有的熱能，通過基板W而傳導到背面側液膜llb。由此，在基板背面 Wb的表面區域中，凍結了背面側液膜lib的區域(凍結區域)與基板表面 Wf側的凍結區域同時向(-Y)方向擴大(圖9B)。其結果，在整個基板W的 表面背面Wf、 Wb分別同時地生成表面側凍結膜13f、背面側液膜13b。如上所述，根據本實施方式，冷卻氣體的供給部位被限定在基板表面 Wf上的一部分區域，因此，能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的狀態 下，在基板W的表面背面Wf、 Wb生成凍結膜13f、 13b。並且，由於在基 板W的表面背面Wf、 Wb同時生成凍結膜13f、 13b，因此與只在基板表面 Wf生成凍結膜13f的情況相比，能夠在大致相等的處理時間內在基板W的 兩面生成凍結膜13f、 13b。並且，在本實施方式中，通過對基板W的表面背面Wf、 Wb執行膜除 去處理，能夠有效地從基板W的表面背面Wf、 Wb除去顆粒，從而良好的 清洗基板W的兩面。其他此外，本發明並不僅限於上述的實施方式，在不脫離其精神的範圍內， 可以進行上述以外的各種變更。例如在上述實施方式中，在處理腔室l內對 基板表面Wf供給液體(DIW)，從而在基板表面Wf形成液膜，但也可以 預先在基板表面Wf形成液膜，然後將基板W搬入處理腔室1。
另外，在上述實施方式中，由DIW來在基板W上形成液膜，但也可以用其他衝洗液形成液膜。例如可以使用碳酸水、含氫水、低濃度(例如lppm程度)的氨水、低濃度的鹽酸等來形成液膜。並且，除了衝洗液之外，也可 以使用藥液來形成液膜。例如，在重複執行液膜凍結工序和使用了藥液的膜 除去工序時，可以在液膜凍結工序中，凍結在膜除去工序中殘留附著在基板w上的藥液構成的液膜。另外，在上述實施方式中，在液膜凍結結束後立刻移至膜除去工序，但 也可以使移至膜除去工序的時間向後錯開而調整一個周期時間。此時，雖然使基板w在形成了凍結膜的狀態下在裝置內部待機，但凍結膜可以發揮保 護膜的作用。其結果，能夠可靠的防止基板表面Wf被汙染。另外，在上述實施方式中，對基板表面Wf主要使用SCI溶液執行清洗 (SCI清洗)，將其作為具有化學性清洗作用的化學清洗，但作為在本發明中執行的化學清洗，並不僅限於SCI清洗。例如可以舉出以下溼式清洗作為化學清洗，可以用SCI溶液以外的鹼性溶液、酸性溶液、有機溶劑、界面活 性劑等作為處理液，或者將這些溶液適當組合而用作處理液。另外，在上述實施方式中，對基板表面Wf主要通過使用二流體噴嘴的 液滴執行的清洗(液滴清洗)，將其作為具有物理性清洗作用的物理清洗，但 作為在本發明中執行的物理清洗，並不僅限於液滴清洗。例如可以舉出下述清洗方式等作為物理清洗擦洗清洗，其用刷子或海綿等接觸基板表面Wf 而對基板W進行清洗；超聲波清洗，其通過超聲波振動使附著在基板表面Wf上的顆粒振動脫離，或者使處理液中產生的氣蝕和氣泡作用於基板表面 Wf，從而清洗基板w。並且，也可以根據需要將物理清洗和化學清洗組合 為組合清洗，而對基板表面Wf實施組合清洗，從而從基板表面Wf除去凍結後的液膜。另外，在上述實施方式中，在使用二流體噴嘴排放的液滴進行物理清洗 時，使用所謂的外部混合型二流體噴嘴來執行液滴清洗，但也並不僅限於此， 也可以使用所謂的內部混合型二流體噴嘴來執行液滴清洗。即，在二流體噴 嘴的內部使處理液和氣體混合從而生成清洗用液滴的同時，從噴嘴的排放口向基板W排放。另外，在上述第一以及第二實施方式中，使冷卻氣體排放噴嘴3從基板W的旋轉中心位置PC向基板W的端緣位置Pe僅掃描一次，從而凍結液膜， 但並不僅限於此。例如，在液膜的厚度比較大時，可以使冷卻氣體排放噴嘴3在基板W的旋轉中心位置Pc與基板W的端緣位置Pe之間掃描多次，從 而凍結液膜。但是，為了均勻的凍結液膜，優選控制凍結區域緩緩擴散的方 式。另外，在上述第三實施方式中，在使基板靜止的狀態下驅動DIW排放 噴嘴7以及冷卻氣體排放噴嘴30，但也可以在固定配置DIW排放噴嘴7以 及冷卻氣體排放噴嘴30的狀態下輸送基板W。例如，如圖10所示，象液晶 顯示用玻璃基板等那樣在方形基板的整個基板表面Wf生成凍結膜時，可以 在輸送方向(+Y)上配置多個相當於本發明的"相對移動機構"的輸送輥 68，並且固定配置DIW排放噴嘴7以及冷卻氣體排放噴嘴30。在該基板處 理裝置中，由於在輸送方向(+Y)上輸送基板W，因此本發明的"第二方 向"相當於與輸送方向相反的方向(-Y)，但基本的動作與上述實施全部相 同，可以得到同樣的作用效果。另外，可以在移動冷卻氣體排放噴嘴30和 基板W兩者的情況下使液膜凍結，也可以在移動DIW排放噴嘴7和基板W 兩者的情況下來形成液膜。另外，在上述實施方式中，針對這種情況進行了說明，即，本發明的基 板處理裝置應用於除去附著在基板表面Wf上的顆粒等汙染物質的清洗處 理，該基板處理裝置具有凍結形成在基板表面上的液膜的功能，但是，本發 明的應用並不僅限於此。例如，可以將使用本發明的基板處理裝置以及方法 凍結的液膜'(凍結膜)作為用於保護基板表面的保護膜來使用。g卩，在基板 表面Wf形成液膜，通過凍結該液膜，使凍結膜對基板表面Wf起保護膜的 作用，並能夠保護基板表面Wf不受周圍環境的汙染。因此，將凍結膜作為 保護膜，能夠在防止汙染基板表面Wf的同時保存基板W而待機。本發明適用於凍結液膜的基板處理裝置、液膜凍結方法以及使用該液膜 凍結方法的基板處理方法，該液膜是指形成在包括半導體晶片、光掩模用玻 璃基板、液晶顯示用玻璃基板、等離子顯示用玻璃基板、FED (Field Emission Display:場致發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基 板等的整個基板的表面上的液膜。
權利要求
1. 一種基板處理裝置，具有凍結形成在基板表面上的液膜的功能，其 特徵在於，具有-基板保持裝置，其以使形成了液膜的基板表面朝向上方的狀態，將基板 保持為大致水平形態，冷卻氣體排放裝置，其向在上述基板保持裝置上保持的上述基板的表 面，局部地排放冷卻氣體，該冷卻氣體的溫度比構成上述液膜的液體的凝固 點的溫度低，相對移動機構，其使上述冷卻氣體排放裝置沿著上述基板表面相對於上 述基板移動；在從上述冷卻氣體排放裝置排放上述冷卻氣體的同時，通過上述相對移 動機構使上述冷卻氣體排放裝置相對於上述基板移動，從而在整個上述基板 表面生成凍結膜。
2. 如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有旋轉裝置，該旋轉裝置使在上述基板保持裝置上保持的上述基板旋轉，上述相對移動機構具有驅動裝置，該驅動裝置一邊使其與上述基板表面 相對一邊驅動上述冷卻氣體排放裝置，並使其在上述基板的旋轉中心位置和 上述基板的端緣位置之間移動。
3. 如權利要求2所述的基板處理裝置，其特徵在於， 具有在上述基板表面形成上述液膜的功能，還具有第一液膜形成裝置，該第一液膜形成裝置對由上述旋轉裝置旋轉 的上述基板的表面供給上述液體，從而在上述基板表面形成上述液膜。
4. 如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 上述冷卻氣體排放裝置具有在第一方向延伸的狹縫狀的排放口，從該排放口以帶狀的方式排放上述冷卻氣體，上述排放口在上述第一方向上的長度大於或等於上述基板表面的平面 尺寸，上述相對移動機構一邊使上述冷卻氣體排放裝置與上述基板表面相對， 一邊使與上述第一方向大致垂直，並且在與上述基板表面大致平行延伸的第 二方向上相對於上述基板移動。
5. 如權利要求4所述的基板處理裝置，其特徵在於， 具有在上述基板表面形成上述液膜的功能，該基板處理裝置還具有第二液膜形成裝置，該第二液膜形成裝置可相對 上述基板沿著上述第二方向自由移動，並且相對上述冷卻氣體排放裝置配置 在上述第二方向的下遊側，沿著上述第一方向以帶狀的方式向上述基板表面 供給上述液體，從而在上述基板表面形成上述液膜，上述相對移動機構使上述第二液膜形成裝置沿著上述基板表面相對上 述基板移動。
6. 如權利要求5所述的基板處理裝置，其特徵在於，上述相對移動機構使上述第二液膜形成裝置和上述冷卻氣體排放裝置 僅保持一定的間距整體地移動。
7. 如權利要求1所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有背面側液膜形成裝置，其在上述基板保持裝置上保持的上述基板的背面形成背面側液膜，在從上述冷卻氣體排放裝置排放上述冷卻氣體的同時，通過上述相對移 動機構使上述冷卻氣體排放裝置相對於上述基板移動，從而在凍結形成在上 述基板表面側的上述液膜生成表面側凍結膜的同時，凍結上述背面側液膜生 成背面側凍結膜。
8. 如權利要求1 7中任意一項所述的基板處理裝置，其特徵在於， 還具有膜除去裝置，其從上述基板除去上述凍結膜。
9. 如權利要求8所述的基板處理裝置，其特徵在於， 將上述冷卻氣體排放裝置與上述膜除去裝置容納在同一處理腔室內。
10. —種液膜凍結方法，用於凍結形成在基板表面上的液膜，其特徵在 於，包括冷卻氣體排放工序，在該工序中，以使形成了液膜的基板表面朝向上方 的狀態將基板保持為大致水平形態，同時從冷卻氣體排放裝置向上述基板的 表面，局部的排放冷卻氣體，該冷卻氣體的溫度比構成上述液膜的液體的凝 固點的溫度低；相對移動工序，該工序與上述冷卻氣體排放工序一併進行，在該工序中， 使上述冷卻氣體排放裝置沿著上述基板表面相對於上述基板移動，從而在整 個上述基板表面生成凍結膜。
11. 一種基板處理方法，其特徵在於，包括液膜凍結工序，在該工序中，通過權利要求10所述的液膜凍結方法來 凍結上述液膜；膜除去工序，在上述液膜凍結工序之後，從上述基板表面除去上述凍結膜。
12. 如權利要求ll所述的基板處理方法，其特徵在於， 在上述凍結膜尚未溶解時開始執行上述膜除去工序。
13. 如權利要求11或12所述的基板處理方法，其特徵在於，上述膜除去工序對上述基板表面供給處理液，從而除去上述凍結膜， 重複執行規定次數的上述液膜凍結工序和上述膜除去工序。
全文摘要
本發明提供一種能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的同時，在整個基板表面生成凍結膜的基板處理裝置、液膜凍結方法以及使用該液膜凍結方法的基板處理方法。從冷卻氣體排放噴嘴向形成了液膜的基板表面局部的排放冷卻氣體。然後，在旋轉基板的同時，使冷卻氣體排放噴嘴沿著移動軌跡從基板的旋轉中心位置向基板的端緣位置搖動。由此，在基板表面的表面區域中，凍結了液膜的區域(凍結區域)從基板表面的中央部向周緣部擴散。因此，冷卻氣體的供給部位被限定在基板表面上的一部分區域，從而能夠在抑制基板周邊構件的耐久性劣化的同時，在整個基板表面生成凍結膜。
文檔編號H01L21/00GK101145502SQ200710127899
公開日2008年3月19日 申請日期2007年7月17日 優先權日2006年9月13日
發明者宮勝彥, 昭 泉, 藤原直澄 申請人:大日本網目版製造株式會社