CN101145502A - 基板处理装置、液膜冻结方法以及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时，在整个基板表面生成冻结膜的基板处理装置、液膜冻结方法以及使用该液膜冻结方法的基板处理方法。从冷却气体排放喷嘴向形成了液膜的基板表面局部的排放冷却气体。然后，在旋转基板的同时，使冷却气体排放喷嘴沿着移动轨迹从基板的旋转中心位置向基板的端缘位置摇动。由此，在基板表面的表面区域中，冻结了液膜的区域(冻结区域)从基板表面的中央部向周缘部扩散。因此，冷却气体的供给部位被限定在基板表面上的一部分区域，从而能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时，在整个基板表面生成冻结膜。

Description

基板处理装置、液膜冻结方法以及基板处理方法
技术领域
本发明涉及冻结液膜的基板处理装置、液膜冻结方法以及使用该液膜冻结方法的基板处理方法，该液膜是指形成在半导体晶片、光掩模用玻璃基板、液晶显示用玻璃基板、等离子显示用玻璃基板、FED(Field Emission Display：场致发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板等各种基板(以下简称为“基板”)的表面上的液膜。
背景技术
到目前为止，作为对基板处理的方法之一，使用这种技术：在使液膜附着在基板表面的状态下冷却基板，从而冻结液膜。特别是这种技术用于对基板进行清洗处理的一环。即，随着以半导体器件为代表的设备的细微化、高功能化、高精度化，越来越难于不破坏形成在基板表面上的图案而除去附着在基板表面的颗粒等微小的污染物质。因此，使用上述的冻结技术如下述那样除去附着在基板表面的颗粒。
首先，向基板表面供给液体而在基板表面形成液膜。接着，通过冷却基板来冻结液膜。由此，在附着有颗粒的基板表面生成冻结膜。然后，最后通过从基板表面除去冻结膜，从而从基板表面将颗粒与冻结膜一同除去。
这里，作为冻结形成在基板表面的液膜的液膜冻结方法，有下述这种方法。例如，在专利文献1所述的装置中，将基板收纳在处理腔室内，并将该基板支撑在支座(台座)上。然后，对基板表面供给蒸汽或超纯度水蒸气等除去流体。由此，在基板表面上形成由除去流体构成的液膜。接着，向处理腔室内排放温度比除去流体的冻结温度低的冷却气体，并使该冷却气体在处理腔室内循环。这样一来，基板表面上的液膜被冻结，在整个基板表面生成冻结层(冻结膜)。
专利文献1：JP特开平3-145130号公报(图1)。
然而，在专利文献1所述的装置中，向处理腔室内排放冷却气体的同时使该冷却气体在处理腔室内循环，从而在基板表面生成冻结层。因此，不止基板，包括支座等基板保持装置、位于基板周边的周边构件(以下简称为“基板周边构件”)也被冷却气体冷却到冻结温度以下或其接近其冻结温度。其结果，会产生这样的问题：基板周边构件因热能而受损，使基板周边构件的耐久性劣化。特别在同一处理腔室内对基板实施液膜冻结处理和使用药液的药液处理时，为了防止药液腐蚀基板周边构件而需要用具有耐药性的材料来构成基板周边构件。因为这种理由，大多以具有耐药性的树脂材料为中心来形成基板周边构件。但是，在用这种树脂材料形成基板周边构件时，难以确保基板周边构件的耐热能性，对应于液膜冻结的处理次数或处理时间，基板周边构件的耐久性有可能有显著劣化。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而发明的，其目的在于，提供一种能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时，在整个基板表面生成冻结膜的基板处理装置、液膜冻结方法以及使用该液膜冻结方法的基板处理方法。
本发明提供一种基板处理装置，具有冻结形成在基板表面上的液膜的功能，为了达上述成目的，其特征在于，具有：基板保持装置，其以使形成了液膜的基板表面朝向上方的状态将基板保持为大致水平形态；冷却气体排放装置，其向由基板保持装置保持的基板的表面，局部地排放冷却气体，该冷却气体的温度比构成液膜的液体的凝固点的温度低；相对移动机构，其使冷却气体排放装置沿着基板表面而相对于基板移动，在从冷却气体排放装置排放冷却气体的同时，通过上述相对移动机构使冷却气体排放装置相对于基板移动，从而在整个基板表面生成冻结膜。
另外，本发明提供一种液膜冻结方法，用于冻结形成在基板表面上的液膜，为了达上述成目的，其特征在于，包括：冷却气体排放工序，在该工序中，以使形成了液膜的基板表面朝向上方的状态将基板保持为大致水平形态，同时从冷却气体排放装置向基板的表面，局部的排放冷却气体，该冷却气体的温度比构成液膜的液体的凝固点的温度低；相对移动工序，该工序与冷却气体排放工序一并进行，在该工序中，使冷却气体排放装置沿着基板表面而相对于基板移动，从而在整个基板表面生成冻结膜。
在这样构成的发明(基板处理装置以及液膜冻结方法)中，从冷却气体排放装置向基板的表面局部的排放冷却气体，该冷却气体的温度比构成在基板表面上所形成的液膜的液体的凝固点低。然后，在从冷却气体排放装置排放冷却气体的同时，使该冷却气体排放装置沿基板表面而相对于基板移动。由此，在基板表面的表面区域中，冻结了液膜的区域(冻结区域)扩散，进而在整个基板表面生成冻结膜。这样，冷却气体的供给部位被限定在基板表面上的一部分区域，从而能够将基板保持装置等基板周边构件的温度下降程度抑制到最小限度。因此，能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时，在整个基板表面生成冻结膜。
这里，作为用于使冷却气体排放装置相对于基板移动的结构的例子，也可以采用如下所示的结构。即能够采用这样的结构：还设置有旋转装置，该旋转装置使由基板保持装置保持的基板旋转，相对移动机构具有驱动装置，该驱动装置一边使其与上述基板表面相对一边驱动冷却气体排放装置，并使其在基板的旋转中心位置和基板的端缘位置之间移动。根据该结构，尽管能够将冷却气体的供给部位限定在基板表面上的微小区域，但是可以在整个基板表面生成冻结膜。
还有，提供一种基板处理装置，具有在基板表面形成液膜的功能，优选还具有第一液膜形成装置，该第一液膜形成装置对由旋转装置旋转的基板的表面供给液体，从而在基板表面形成液膜。在这样构成的装置中，由于与基板的旋转相伴的离心力作用到供给于基板表面的液体上，该液体向基板的径向外侧均匀的扩散。由此，能够均匀控制整个基板表面上的液膜的厚度而形成液膜。
还有，作为用于使冷却气体排放装置相对于基板移动的结构的其他例子，也可以采用如下所示的结构：将冷却气体排放装置的排放口以在第一方向延伸的方式形成为狭缝状，在从冷却气体排放口以带状的方式排放冷却气体的状态下，使冷却气体排放装置与基板表面相对，并大致与第一方向垂直，并且在与上述基板表面大致平行延伸的第二方向上相对于基板移动。这里，冷却气体排放装置的排放口在第一方向上的长度大于或等于基板表面的平面尺寸。根据该结构，不旋转基板就能够以简单的结构在整个基板表面生成冻结膜。还有，通过如下述那样构成装置，可以同时执行液膜的形成处理与液膜的冻结处理(生成冻结膜)。即，配置第二液膜形成装置，其可相对于基板而沿着第二方向自由移动，并且相对于冷却气体排放装置而配置在第二方向的下游侧，从该第二液膜形成装置沿着第一方向以带状的方式向基板表面供给液体，同时使第二液膜形成装置相对于基板移动。由此，利用来自冷却气体排放装置的冷却气体，能够使得在由来自第二液膜形成装置的液体形成在基板表面的液膜冻结。因此，能够提高液膜形成处理以及液膜冻结处理的处理效率。这样，为了同时执行液膜的形成处理与液膜的冻结处理，例如可以使第二液膜形成装置和冷却气体排放装置保持一定的间距而整体地移动。在这样构成时，由于在保持规定的间隔距离的状态下执行液膜形成处理和液膜冻结处理，因此能够力求处理相互稳定。此外，可以通过单一的驱动装置来驱动第二液膜形成装置和冷却气体排放装置，从而能够简化驱动结构。
还有，还设有背面侧液膜形成装置，其在由基板保持装置保持的基板的背面形成背面侧液膜，在从冷却气体排放装置排放冷却气体的同时，使冷却气体排放装置相对于基板移动，从而在冻结形成在基板表面侧的液膜同时，冻结背面侧液膜而生成背面侧冻结膜。根据该结构，供给到基板表面侧的冷却气体具有的热能，通过基板而传导到背面侧液膜。由此，在基板背面的表面区域中，冻结了液膜(背面侧液膜)的区域(冻结区域)扩大，进而在整个基板背面生成冻结膜(背面侧液膜)。其结果，能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时在基板的表面背面同时生成冻结膜。
另外，可以在液膜冻结后(液膜冻结工序后)从基板表面除去冻结膜(执行膜除去工序)。由此，例如即使是基板表面附着有颗粒的情况下，也能够从基板表面有效地除去颗粒而良好地清洗基板。即，由于使形成在基板表面的液膜冻结，致使液膜体积膨胀，使得基板表面与附着在该基板表面的颗粒间的附着力减弱，或者使颗粒从基板表面脱离。由此，通过在液膜冻结后从基板表面除去冻结膜，能够容易的从基板表面除去颗粒。同样，在基板背面生成有冻结膜(背面侧冻结膜)时，也可以通过从基板背面除去该冻结膜，从而容易的从基板背面除去颗粒。
另外，优选在冻结膜尚未溶解时开始执行膜除去工序。以这样的时机开始执行膜除去工序，能够避免在液膜冻结工序中从基板表面脱离的颗粒在冻结膜溶解的同时再次附着在基板表面。其结果，能够通过执行膜除去工序而高效的将冻结膜和颗粒一起从基板表面除去，从而在提高颗粒的除去率方面是十分有利的。
另外，在对基板表面供给处理液而除去冻结膜时，可以重复执行规定次数的液膜冻结工序和膜除去工序。根据该结构，如下所述，能够可靠的除去附着在基板表面的颗粒。即，在膜除去工序后基板表面残存附着有处理液。因此，当在膜除去工序后执行液膜冻结工序时，附着在基板表面的处理液被冻结，从而在基板表面生成由处理液构成的冻结膜。接着，通过在膜除去工序中除去冻结膜，从而从基板表面一起除去冻结膜和附着在基板表面的颗粒。如此，通过重复执行规定次数的膜除去工序和液膜冻结工序，颗粒被逐渐从基板表面除去。因此，对于仅执行一次液膜冻结工序和膜除去工序而无法从基板表面除净的颗粒，也能够可靠的将其从基板表面除去。
这里，可以将冷却气体排放装置与膜除去装置收纳在同一处理腔室内。根据该结构，可以不输送基板而连续的执行液膜的冻结处理(液膜冻结工序)和冻结膜的除去处理(膜除去工序)，从而能够提高装置的处理量。并且，根据本发明，由于局部的冷却基板，因此与在处理腔室内循环冷却气体来冷却基板的这种现有技术相比，能够缩短除去冻结膜所需的时间。即，根据现有技术，在冷却基板时，包括基板保持装置的基板周边构件会蓄积热能，在除去冻结膜时还需要提升基板周边构件的温度。与此相对，根据本发明，基板周边构件不会蓄积多余的热能，就能够在比较短的时间内除去冻结膜。
根据本发明，从冷却气体排放装置向基板表面局部的排放冷却气体，该冷却气体的温度比构成形成在基板表面上的液膜的液体的凝固点低，同时使该冷却气体排放装置沿着基板表面而相对于基板移动，从而在整个基板表面生成冻结膜。因此，能够将基板周边构件的温度下降程度抑制到最小限度。因此，能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时，在整个基板表面生成冻结膜。
附图说明
图1是表示本发明的基板处理装置的一个实施方式的图。
图2是表示图1的基板处理装置的控制结构的框图。
图3A、图3B是表示图1的基板处理装置具有的冷却气体排放喷嘴的动作的图。
图4是表示二流体喷嘴的结构的图。
图5是表示图1的基板处理装置的动作的流程图。
图6是表示图1的基板处理装置的膜除去处理的动作的示意图。
图7A～图7C是表示本发明的基板处理装置的第二实施方式的图。
图8A、图8B是表示本发明的基板处理装置的第三实施方式的图。
图9A、图9B是表示本发明的基板处理装置的第四实施方式的图。
图10是表示本发明的基板处理装置的变形实施方式的图。
具体实施方式
第一实施方式
图1是表示本发明的基板处理装置的一个实施方式的图。另外，图2是表示图1的基板处理装置的控制结构的框图。该基板处理装置是在清洗处理中使用的单张式的基板处理装置，上述清洗处理用于除去附着在半导体晶片等基板W的表面Wf上的颗粒等污染物质。更为具体的说，是这样的装置：在形成有细微图案的基板表面Wf上形成了液膜之后，通过冻结该液膜然后从基板表面Wf除去冻结后的液膜(冻结膜)，从而对基板W实施一系列的清洗处理(液膜形成+液膜冻结+膜除去)。
该基板处理装置具有处理腔室1，该处理腔室1在其内部具有对基板W实施清洗处理的处理空间，并且在处理腔室1内设有：旋转卡盘2(相当于本发明的“基板保持装置”)，其以使基板表面Wf朝向上方的状态将基板W保持为大致水平形态；冷却气体排放喷嘴3(相当于本发明的“冷却气体排放装置”)，其向由旋转卡盘2保持的基板W的表面Wf排放用于冻结液膜的冷却气体；二流体喷嘴5，其向基板表面Wf供给处理液的液滴；药液排放喷嘴6，其向由旋转卡盘2保持的基板W的表面Wf排放药液；隔断构件9，其与由旋转卡盘2保持的基板W的表面Wf的相对置配置。作为处理液，可以使用药液或纯水或DIW(deionized Water：去离子水)等冲洗液等。
旋转卡盘2这样构成：旋转支轴21与含有马达的卡盘旋转机构22的旋转轴相连接，通过驱动卡盘旋转机构22，能够以旋转中心A0为中心旋转。在旋转支轴21的上端部，由螺钉等紧固部件整体地连接有圆盘状的旋转基座23。因此，能够根据来自控制整个装置的控制单元4(图2)的动作指令来驱动卡盘旋转机构22，从而使旋转基座23以旋转中心A0为中心旋转。这样一来，在本实施方式中，卡盘旋转机构22发挥本发明的“旋转装置”的功能。
在旋转基座23的周缘部附近，直立设置有多个用于把持基板W的周缘部的卡盘销24。卡盘销24为了可靠把持圆形的基板W只要设置三个以上即可，并沿着旋转基座23的周缘部以等角度间隔配置。各个卡盘销24具备：基板支撑部，其从下方支撑基板W的周缘部；基板保持部，其对由基板支撑部支撑的基板W的外端面进行按压，从而保持基板W。各卡盘销24可以在以下这两种状态间切换：按压状态，即基板保持部按压基板W的外周端面的状态；释放状态，即基板保持部从基板W的外周端面离开的状态。
并且，在向对旋转基座23交接基板W时，将多个卡盘销24置为释放状态，在对基板W进行清洗处理时，将多个卡盘销24置为按压状态。通过置为按压状态，使得多个卡盘销24把持基板W的周缘部，从而能够使基板W距离旋转基座23为规定间隔，并将该基板W保持为水平形态。由此，基板W被保持为这种状态，即，其表面(图案形成面)Wf朝向上方，背面Wb朝向下方。
在旋转卡盘2的外侧设有发挥本发明的“驱动装置”的功能的第一转动马达31。在第一转动马达31上，连接有第一旋转轴33。还有，在第一旋转轴33上，以向水平方向延伸的方式连接有第一机械臂35，在第一机械臂35的前端安装有冷却气体排放喷嘴3。而且，根据来自控制单元4的动作指令而驱动第一转动马达31，从而能够使第一机械臂35围绕第一旋转轴33摇动。
图3A、图3B是表示图1的基板处理装置所具有的冷却气体排放喷嘴的动作的图。这里，该图3A是侧视图，该图3B是俯视图。当驱动第一转动马达31而使第一机械臂35摇动时，冷却气体排放喷嘴3在与基板表面Wf相对的状态下，沿着该图3B的移动轨迹T移动，即，沿从基板W的旋转中心位置Pc向基板W的端缘位置Pe的轨迹T移动。这里，旋转中心位置Pc与基板表面Wf相对，并位于基板W的旋转中心A0上。另外，冷却气体排放喷嘴3能够移动到待机位置Ps，该待机位置Ps就是退避到基板W的侧方的位置。这样一来，在本实施方式中，第一转动马达31发挥“相对移动机构”的功能，即，使冷却气体排放喷嘴3沿着基板表面Wf而相对基板W移动。
冷却气体排放喷嘴3与冷却气体供给部64(图2)相连接，从而根据来自控制单元4的动作指令而从冷却气体供给部64向冷却气体排放喷嘴3供给冷却气体。从而，当冷却气体排放喷嘴3与基板表面Wf相对配置时，可以从冷却气体排放喷嘴3向基板表面Wf的一部分排放冷却气体。因此，通过在从冷却气体排放喷嘴3排放出冷却气体的状态下，控制单元4在使基板W旋转的同时，使该冷却气体排放喷嘴3沿着移动轨迹T移动，从而能够对整个基板表面Wf供给冷却气体。由此，当如后述那样在基板表面Wf形成液膜11f时，能够使该液膜11f全部冻结，从而能够在整个基板表面Wf生成冻结膜13f。
冷却气体排放喷嘴3距离基板表面Wf的高度因冷却气体的供给量而不同，例如在50mm以下，优选设定为几mm的程度。对于这种冷却气体排放喷嘴3距离基板表面Wf的高度以及冷却气体的供给量，可以根据以下观点而实验性的决定：(1)使冷却气体与液膜11f高效的发生热传导，(2)稳定地冻结液膜，由此不会因冷却气体而破坏液膜的液面。
作为冷却气体，可以使用温度比构成形成在基板表面Wf的液膜11f的液体的凝固点低的气体，例如氮气、氧气以及洁净的空气等。利用这种冷却气体，可以在向基板表面Wf供给气体前使用过滤器等来除去冷却气体所含的污染物质。因此，能够防止在冻结液膜11f时基板表面Wf受到污染。在该实施方式中，如后所述，在基板表面Wf以DIW形成液膜11f，在该状态下，从冷却气体排放喷嘴3向基板表面Wf排放冷却气体，从而冻结液膜11f。因此，对于冷却气体，可以将温度调整为比构成液膜11f的DIW的凝固点(冰点)低的温度。
另外，在旋转卡盘2的外侧设有第二转动马达51。在第二转动马达51上连接有第二旋转轴53，在第二旋转轴53上连接有第二机械臂55。另外，在第二机械臂55的前端，安装有二流体喷嘴5。并且，根据来自控制单元4的动作指令而驱动第二转动马达51，从而能够使二流体喷嘴5围绕第二旋转轴53摇动。二流体喷嘴5排放处理液的液滴，该处理液是为了清洗基板表面Wf而将处理液和气体混合而生成的。
图4是表示二流体喷嘴的结构的图。该二流体喷嘴是所谓的外部混合型的二流体喷嘴，即，使DIW与氮气(N2)在空中(喷嘴外部)碰撞而生成DIW的液滴，从而将其作为处理液。二流体喷嘴5的壳体部501的内部插通着具有处理液喷出口521的处理液排放喷嘴502。该处理液喷出口521配置在二流体喷嘴5的伞部511的上表面部512。因此，当向处理液排放喷嘴502供给DIW时，从处理液喷出口521向基板W排放DIW。
另外，气体排放喷嘴503以接近处理液排放喷嘴502的方式而设置，并对包围该处理液排放喷嘴502的环状的气体通路进行限定。气体排放喷嘴503的前端部做成前端变细的锥状，并且该喷嘴开口朝向基板W的表面。因此，当向气体排放喷嘴503供给氮气时，从气体排放喷嘴503的气体喷出口531向基板W排放氮气。
这样所排放出的氮气的排放轨迹与从处理液喷出口521排放DIW的排放轨迹相交。即，来自处理液喷出口521的液体(DIW)流在混合区域内的碰撞部位G与气体(氮气)流相碰撞。气体流以向该碰撞部位G会聚的方式排放。该混合区域是壳体部501的下端部的空间。因此，在来自处理液喷出口521的DIW的排放方向附近，DIW因与其碰撞的氮气而迅速液滴化。从而，生成清洗用液滴。
回到图1继续进行说明。旋转卡盘2的旋转支轴21由中空轴构成。在旋转支轴21的内部，插通有用于向基板W的背面Wb供给处理液的处理液供给管25。处理液供给管25延伸到接近保持在旋转卡盘2上的基板W的下表面(背面Wb)的位置，在其前端设有向基板W的下表面中部排放处理液的处理液喷嘴27。处理液供给管25与药液供给部61以及冲洗液供给部62相连接，从而有选择的从药液供给部61供给SCI溶液(氨水和双氧水的混合水溶液)等药液，或从冲洗液供给部62供给DIW等冲洗液。
旋转支轴21的内壁面与处理液供给管25的外壁面的间隙形成有圆筒状的气体供给路径29。该气体供给路径29与干燥气体供给部65相连接，能给向形成于旋转基座23和基板背面Wb之间的空间供给氮气而作为干燥气体。此外，在本实施方式中，虽然从干燥气体供给部65供给氮气而作为干燥气体，但也可以排放空气或其他惰性气体等。
另外，在旋转卡盘2的外侧设有第三转动马达67。在第三转动马达67上连接有第三旋转轴68。还有，在第三旋转轴68上以向水平方向延伸的方式连接有第三机械臂69，在第三机械臂69的前端安装有药液排放喷嘴6。并且，根据来自控制单元4的动作指令而驱动第三转动马达67，由此能够使药液排放喷嘴6在以下两个位置之间往复移动，即，基板W的旋转中心A0的上方的排放位置、和从排放位置退避到侧方的待机位置。药液排放喷嘴6与药液供给部61相连接，根据来自控制单元4的动作指令而将SCI溶液等药液压送到药液排放喷嘴6。
另外，在旋转卡盘2的上方，设有在中心部具有开口的圆盘状的隔断构件9。隔断构件9的下表面(底面)是与基板表面W大致平行相对的基板相对面，其平面尺寸形成为与基板W的直径相等或其以上的大小。隔断构件9大致水平的安装在具有大致圆筒形状的支撑轴91的下端部，支撑轴91由在水平方向延伸的机械臂92保持，并被保持为可围绕通过基板W的中心的铅直轴旋转的状态。另外，在机械臂92上连接有隔断构件旋转机构93和隔断构件升降机构94。
隔断构件旋转机构93根据来自控制单元4的动作指令而使支撑轴91围绕通过基板W的中心的铅直轴旋转。另外，隔断构件旋转机构93对应于保持在旋转卡盘2上的基板W的旋转，而使隔断构件9以与基板W相同的旋转方向并且大致相同的速度旋转。
另外，隔断构件升降机构94能够根据来自控制单元4的动作指令，使隔断构件9向旋转基座23接近相对，或反之使隔断构件9远离旋转基座23。具体地说，控制单元4通过使隔断构件升降机构94工作，在对基板处理装置搬入搬出基板W时，使隔断构件9上升至旋转卡盘2的上方的间隔位置(图1所示的位置)。另一方面，对基板W实施规定的处理时，使隔断构件9下降到设定在与保持在旋转卡盘2上的基板W的表面Wf最接近的相对位置。
支撑轴91被做成中空的，从而可以在其内部插通气体供给路径95，该气体供给路径95连通到隔断构件9的开口。气体供给路径95与干燥气体供给部65相连接，接收从干燥气体供给部65供给来的氮气。在本实施方式中，对基板W进行了清洗处理之后进行干燥处理时，从气体供给路径95向形成在隔断构件9与基板表面Wf之间的空间供给氮气。另外，在气体供给路径95的内部，插通有与隔断构件9的开口连通的液体供给管96，液体供给管96的下端结合有喷嘴97。液体供给管96连接至冲洗液供给部62，通过冲洗液供给部62供给冲洗液，从而能够从喷嘴97向基板表面Wf排放冲洗液。
接着，参照图5，针对如上述构成的基板处理装置的清洗处理动作进行说明。图5是表示图1的基板处理装置的动作的流程图。在该装置中，当未处理的基板W被搬入装置内时，控制单元4控制装置各部件，对该基板W执行一系列的清洗处理(液膜形成+液膜冻结+膜除去)。这里，在基板表面Wf有时会形成微细的图案。即，基板表面Wf成为图案形成面。因此，在该实施方式中，将基板W以基板表面Wf朝上的状态搬入处理腔室1内，并保持在旋转卡盘2上(步骤S1)。此外，隔断构件9处于间隔位置，从而防止与基板W相干涉。
当未处理的基板W被保持在旋转卡盘2上时，隔断构件9被下降到相对位置，与基板表面Wf接近而配置。由此，基板表面Wf以接近隔断构件9的基板相对面的状态被覆盖，从而将基板W与周边环境相隔断。然后，控制单元4驱动卡盘旋转机构22，使旋转卡盘2旋转，同时从喷嘴97向基板表面Wf供给DIW。由于与基板W的旋转相伴的离心力的作用，供给到基板表面的DIW向基板W的径方向外侧均匀的扩散，并且其一部分被甩脱到基板外。由此，从而均匀调节整个基板表面Wf上的液膜的厚度，在整个基板表面Wf上形成具有规定厚度的液膜(水膜)(步骤S2：液膜形成工序)。此外，在液膜形成时，并不一定需要如上述那样将供给到基板表面Wf的DIW的一部分甩脱。例如，可以在停止旋转基板W的状态或以比较低的速度旋转基板W的状态下，不会从基板W甩脱DIW的在基板表面Wf形成液膜。这样一来，在本实施方式中，喷嘴97发挥本发明的“第一液膜形成装置”的功能。
如此，当液膜形成工序结束时，控制单元4将隔断构件9配置在间隔位置，同时将冷却气体排放喷嘴3从待机位置Ps移动到气体供给开始位置，即旋转中心位置Pc。然后，从冷却气体排放喷嘴3向旋转的基板W的表面Wf排放冷却气体，并使冷却气体排放喷嘴3缓缓向基板W的端缘位置Pe移动。由此，如图3A、3B所示，在基板表面Wf的表面区域中，液膜11f冻结了的区域(冻结区域)从基板表面Wf的中央部向周缘部扩散，进而在整个基板表面Wf生成冻结膜13f(步骤S3：液膜冻结工序)。此外，在移动冷却气体排放喷嘴3的同时旋转基板W，由此能够抑制在液膜厚度的分布上产生偏差，并能够在整个基板表面Wf生成冻结膜13f，但在使基板W高速旋转时，基板W旋转所产生的气流会使从冷却气体排放喷嘴3喷出的冷却气体扩散，导致液膜冻结效率变差，因此，液膜冻结工序时的基板W的旋转速度例如设定为1～300rpm。另外，也可以考虑冷却气体排放喷嘴3的移动速度、排放气体的温度以及流量、液膜的厚度，来设定基板W的旋转速度。
当这样执行液膜冻结工序时，进入到基板表面Wf与颗粒之间的液膜体积增加(当0℃的水成为0℃的冰时，其体积增加为约1.1倍)，从而颗粒仅从基板表面Wf离开微小距离。其结果，基板表面Wf与颗粒间的附着力被降低，进而颗粒从基板表面Wf脱离。此时，即使是在基板表面Wf形成了微细图案的情况下，因液膜的体积膨胀而施加在图案上的各方向的力也都相等，即，施加在图案上的力相互抵消。因此，不会剥离或破坏图案，而能够从基板表面Wf有选择的只优先除去颗粒。
当冻结完液膜时，控制单元4将冷却气体排放喷嘴3移动到待机位置Ps，同时将隔断构件9配置在相对位置。然后，在冻结膜13f尚未溶解时，从喷嘴97以及处理液喷嘴27分别向基板W的表面背面Wf、Wb供给DIW来作为冲洗液。由此，通过DIW来解冻基板表面Wf的冻结膜。并且，基板W旋转而产生的离心力作用到冻结膜13f和基板表面Wf。其结果，含有颗粒的冻结膜13被从基板表面Wf除去，并排出到基板外(步骤S4：膜除去工序)。并且，对于基板背面Wb，DIW也会因基板W的旋转而扩散到整个背面，从而对基板背面Wb实施冲洗处理。这样一来，在本实施方式中，喷嘴97以及处理液喷嘴27起到本发明的“膜除去装置”的功能。此外，在该膜除去工序中，优选在旋转基板W的同时旋转隔断构件9。由此，能够甩脱附着在隔断构件9上的液体成分，并且能够防止雾状的处理液侵入到隔断构件9与基板表面Wf之间所形成的空间中。
另外，在膜除去工序中，可以如下述那样解冻并除去冻结膜。即，在液膜冻结后，控制单元4在将隔断构件9配置在间隔位置的状态下，使二流体喷嘴5在基板W的上方摇动，同时对基板表面Wf供给DIW的液滴。由此，液滴与附着在基板表面Wf的颗粒相碰撞，由液滴所具有的动能来物理性的除去(物理清洗)颗粒。因此，使得从基板表面Wf除去颗粒变得容易，并能够良好的清洗基板表面Wf。此时，二流体喷嘴5发挥本发明的“膜除去装置”的功能。
如此，如果膜除去工序结束而完成了基板W的清洗处理(液膜形成+液膜冻结+膜除去)(在步骤S5中为“是”、)，接着执行基板W的干燥处理。另一方面，有时由于作为被处理面的基板表面Wf的表面状态或作为除去对象的颗粒的粒径、种类，在一次清洗处理中不能从基板表面Wf充分的除净颗粒。此时(在步骤S5中为“否”)，在膜除去工序结束后要重复执行液膜冻结工序和膜除去工序。即，在膜除去工序后，基板表面Wf会残留附着有冲洗液(DIW)。因此，即使不重新在基板表面Wf形成液膜，冲洗液生成的液膜也会覆盖基板表面Wf。因此，当在膜除去工序后执行液膜冻结工序时，会生成由冲洗液构成的冻结膜。然后，通过在膜除去工序中除去冻结膜，从而从基板表面Wf一起除去冻结膜和附着在基板表面Wf的颗粒。如此，通过仅重复执行规定次数的膜除去工序和液膜冻结工序，颗粒被逐渐从基板表面Wf除去。此外，可以预先作为一种处理方法来规定这种往复执行次数，由适当选择的处理方法来规定执行次数，从而仅重复执行该规定的次数的液膜冻结工序和液膜冻结工序。
当基板W的清洗结束时，控制单元4提高卡盘旋转机构22以及隔断构件旋转机构93的马达的旋转速度，使基板W以及隔断构件9高速旋转。由此，执行基板的干燥处理(旋转脱水)(步骤S6)。进而，在该干燥处理中，通过从气体供给路径95、29供给氮气，使隔断构件9与基板表面Wf之间所夹的空间以及旋转基座23和基板背面Wb之间所夹的空间为氮气环境。由此，能够促进基板W的干燥，并能够缩短干燥时间。在干燥处理后停止旋转基板W，并从处理腔室1中搬出处理过的基板W(步骤S7)。
如上所述，根据本实施方式，从冷却气体排放喷嘴3向基板表面Wf局部的排放冷却气体，并且该冷却气体的温度比构成基板表面Wf上所形成的液膜11f的液体的凝固点低。然后，在旋转基板W的同时使冷却气体排放喷嘴3在基板W的旋转中心位置Pc和基板W的端缘位置Pe之间移动，从而在整个基板表面Wf生成冻结膜13f。因此，冷却气体的供给部位被限定在基板表面Wf上的微小区域，从而能够将旋转卡盘2等基板周边构件的温度下降程度抑制到最小限度。因此，能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的同时，在整个基板表面Wf生成冻结膜13f。其结果，即使用难以确保耐热能性的树脂材料(具有耐药性的树脂材料)来形成基板周边构件，也能够抑制因热能引起的基板周边构件的劣化。
另外，根据本实施方式，在向基板表面Wf局部的排放冷却气体的同时冻结液膜11f，从而容易得到可应对处理腔室1内产生的霜的方法。即，由于产生霜的场所由冷却气体排放喷嘴3及其周边部来限定，所以与在处理腔室1内循环冷却气体的情况相比，更能够抑制霜的产生。例如，通过用隔热材料覆盖冷却气体排放喷嘴3的喷嘴侧面，就能够较为简单的抑制霜的产生。另外，将冷却气体排放喷嘴3做成二重管结构，在内侧(中心部)流通冷却气体，在外侧(周缘部)流通气体，这样也能够简单的抑制霜的产生。
另外，根据本实施方式，由于在同一处理腔室1内连续执行液膜冻结工序以及膜除去工序，因此能够提高装置的处理量。并且，根据本实施方式，由于局部的冷却基板W，因此与在处理腔室内循环冷却气体来冷却基板W的这种现有技术相比，能够缩短除去冻结膜所需的时间。即，根据现有技术，在冷却基板W时，需要包括基板保持装置的基板周边构件会蓄积热能，在除去冻结膜时还需要提升基板周边构件的温度。与此相对，根据本发明，基板周边构件不会蓄积多余的热能，而能够在比较短的时间内从基板W除去冻结膜。并且，根据本实施方式，由于在同一处理腔室1内执行液膜形成工序，因此能够整体而高效地对基板W实施一系列的清洗处理(液膜形成+液膜冻结+膜除去)。另外，这样一来，不输送基板W，就能够实现一系列的清洗处理从而不需要管理基板输送程序。
另外，根据本实施方式，能够在同一处理腔室1内重复执行规定次数的液膜冻结工序和膜除去工序。因此，对于仅执行一次液膜冻结工序和膜除去工序而无法从基板表面Wf除净的颗粒，也能够可靠的将其从基板表面Wf除去。
另外，根据本实施方式，在冻结膜尚未溶解时开始执行膜除去工序。因此，能够避免在液膜冻结工序中从基板表面Wf脱离的颗粒在冻结膜溶解的同时再次附着在基板表面Wf。其结果，能够通过执行膜除去工序而高效的将冻结膜和颗粒一起从基板表面Wf除去，从而在提高颗粒的除去率方面是十分有利的。
此外，在上述实施方式中，虽然对基板表面Wf供给DIW来除去冻结膜，但也可以如图6所示那样对基板表面Wf实施化学清洗而除去冻结膜。即，在冻结了液膜之后，控制单元4将药液排放喷嘴6配置在排放位置，同时将SCI溶液压送到药液排放喷嘴6。由此，从药液排放喷嘴6向基板表面Wf供给SCI溶液。因此，由于SCI溶液中的固体表面的ζ(Zata)电位(界面动电电位)的值比较大，基板表面Wf和该基板表面Wf上的颗粒之间会充满SCI溶液，从而大的反作用力作用在基板表面Wf与颗粒之间。因此，使得颗粒更加容易从基板表面Wf脱离，从而能够有效地从基板表面Wf除去颗粒。此时，药液排放喷嘴6发挥本发明的“膜除去装置”的功能。
另外，也可以在向基板表面Wf供给SCI溶液的同时，从处理液喷嘴27向基板背面Wb供给SCI溶液。由此，即使是基板背面Wb上也附着有污染物质的情况下，也能够通过SCI溶液的化学清洗作用而有效地将污染物质从基板W除去。此外，在使用SCI溶液进行清洗之后，向基板W的表面背面Wf、Wb供给DIW，从而使用DIW进行冲洗处理。
第二实施方式
图7A～图7C是表示本发明的基板处理装置的第二实施方式的图。该第二实施方式的基板处理装置与第一实施方式最大的不同点在于，不仅在基板表面Wf，在基板背面Wb也生成冻结膜(背面侧冻结膜)。此外，其他结构以及动作基本上与第一实施方式相同。这里，附以同一符号而省略说明。
在本实施方式中，在基板表面Wf形成液膜的同时，在基板背面Wb形成液膜(背面侧液膜)11b(图7A)。具体的说，在旋转基板W的同时从喷嘴97向基板表面Wf供给DIW，同时从处理液喷嘴27向基板背面Wb供给DIW。由此，在整个基板W的表面背面Wf、Wb形成具有规定厚度的液膜(水膜)11f、11b。这样，在本实施方式中，处理液喷嘴27发挥本发明的“背面侧液膜形成装置”的功能。
接着，与第一实施方式同样的，从冷却气体排放喷嘴3向基板表面Wf局部的排放冷却气体。然后，在旋转基板W的同时，使冷却气体排放喷嘴3从基板W的旋转中心位置Pc缓缓移动到基板W的端缘位置Pe。此时，供给到基板表面Wf侧的冷却气体具有的热能，通过基板W而传导到背面侧液膜11b。特别由于硅基板的热传导率比较大，因此热能可以通过基板W而高效的传导到背面侧液膜11b。由此，在基板背面Wb的表面区域中，冻结了背面侧液膜11b的区域(冻结区域)与基板表面Wf侧的冻结区域同时扩大，进而在整个基板背面Wb生成冻结膜(背面侧液膜)13b(图7B)。其结果，整个基板W的表面背面Wf、Wb分别被表面侧冻结膜13f、背面侧液膜13b所覆盖。因此，不仅基板表面Wf，对于基板背面Wb来说，基板W与颗粒之间的附着力也被减弱了。
这样冻结完液膜11f、11b时，向基板W的表面背面Wf、Wb供给DIW而作为冲洗液，并将冻结膜13f、13b和颗粒一起从基板W的表面背面Wf、Wb上除去(图7C)。此外，可以通过使用来自二流体喷嘴5的液滴进行的物理清洗或者使用SCI溶液进行的化学清洗来除去冻结膜13f、13b。
如上所述，根据本实施方式，冷却气体的供给部位被限定在基板表面Wf上的一部分区域，因此，能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的状态下，在基板W的表面背面Wf、Wb生成冻结膜13f、13b。并且，由于在基板W的表面背面Wf、Wb同时生成冻结膜13f、13b，因此与只在基板表面Wf生成冻结膜13f的情况相比，能够在大致相等的处理时间内在基板W的两面生成冻结膜13f、13b。
另外，根据本实施方式，在从基板表面Wf除去表面侧冻结膜13f的同时，从基板背面Wb除去背面侧液膜13b。因此，即使是在基板背面Wb附着有颗粒的情况下，也能够与基板表面Wf同样从基板背面Wb有效地除去颗粒。由此，从基板W的表面背面Wf、Wb有效地除去颗粒，从而能够对整个基板进行良好的清洗。并且，由于在冻结表面侧液膜11f同时冻结背面侧液膜11b，因此不会降低处理量而能够清洗基板W的表面背面Wf、Wb。即，不对基板W进行反转等，就能够不仅对基板表面Wf，还对基板背面Wb实施清洗处理，因此，能够在与基板表面Wf侧的清洗处理所需的时间大致相同的处理时间内，清洗基板W的表面背面Wf、Wb。
第三实施方式
在上述第一以及第二实施方式中，在旋转基板W的同时，使冷却气体排放喷嘴3在基板W的旋转中心位置Pc与基板W的端缘位置Pe之间移动，从而使冷却气体排放喷嘴3相对基板W移动，但用于使冷却气体排放喷嘴3相对基板W移动的结构并非仅限于此。例如图8A、图8B所示，也可以不旋转基板W，而使冷却气体排放喷嘴3相对基板W移动(第三实施方式)。
图8A、图8B是表示本发明的基板处理装置的第三实施方式的图。这里，图8A是侧视图，图8B是俯视图。在该装置中，由旋转卡盘2等基板保持装置以使基板表面Wf朝向上方的状态将基板W保持为大致水平形态。另外，冷却气体排放喷嘴30(相当于本发明的“冷却气体排放装置”)接近基板表面Wf并与基板表面Wf相对配置。冷却气体排放喷嘴30在其前端(下端)具有在X方向(相当于本发明的“第一方向”)延伸的狭缝状的排放口30a。冷却气体排放喷嘴30连接至冷却气体供给部(未图示)，从排放口30a以带状方式向基板表面Wf局部的排放来自冷却气体供给部的冷却气体。排放口30a在X方向上的长度大于或等于基板表面Wf的平面尺寸(基板直径)。
另外，冷却气体排放喷嘴30与X方向相垂直，并且配置为可沿着在基板表面Wf平行延伸的Y方向自由移动，通过喷嘴驱动机构37的驱动，能够使冷却气体排放喷嘴30沿着Y方向往复移动。在本实施方式中，通过使冷却气体排放喷嘴30在Y方向上向该图中的左手方向(-Y)移动，从而执行后述的液膜冻结处理，该(-Y)方向相当于本发明的“第二方向”。此外，作为喷嘴驱动机构37，可以采用这种进给丝杠等公知的机构：由马达驱动使冷却气体排放喷嘴30沿着在Y方向延伸设置的导轨以及滚珠螺栓移动。这样，在本实施方式中，喷嘴驱动机构37发挥本发明的“相对移动机构”的功能。
在相对于冷却气体排放喷嘴30的第二方向的下游侧(-Y)，为了在基板表面Wf形成液膜而与基板表面Wf相对的配置有DIW排放喷嘴7。DIW排放喷嘴7与DIW供给部(未图示)相连接，向基板表面Wf排放来自DIW供给部的DIW。DIW排放喷嘴7在其前端(下端)具有在X方向延伸的狭缝状的排放口7a，沿着X方向以带状的方式向基板表面Wf排放DIW。排放口7a在X方向上的长度大于或等于基板表面Wf的平面尺寸(基板直径)。
DIW排放喷嘴7能够与冷却气体排放喷嘴30同步的向(-Y)方向移动。即，DIW排放喷嘴7与冷却气体排放喷嘴30由连接机构(未图示)连接，通过喷嘴驱动机构37工作，使冷却气体排放喷嘴30与DIW排放喷嘴7整体地向(-Y)方向移动。由此，在冷却气体排放喷嘴30的移动中，将冷却气体排放喷嘴30与DIW排放喷嘴7的排放位置的间隔保持为预定的间隔距离。其结果，由于在保持规定的间隔距离的状态下执行后述的液膜形成处理和液膜冻结处理，因此能够力求处理相互稳定。此外，也可以在DIW排放喷嘴7上设置独立的驱动装置，从而使DIW排放喷嘴7与冷却气体排放喷嘴30连动而移动；也可以通过单一的驱动装置，使DIW排放喷嘴7和冷却气体排放喷嘴30整体地移动，从而能够简化驱动结构。
在这样构成的基板处理装置中，通过使喷嘴驱动机构37工作，使DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30以一定速度向(-Y)方向移动。另外，分别从DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30排放DIW以及冷却气体。由此，随着DIW排放喷嘴7的移动，在基板表面Wf上从第二方向的上游侧(+Y)向下游侧(-Y)涂敷DIW。其结果，在相对于冷却气体排放喷嘴30的第二方向的下游侧(-Y)，在基板表面Wf形成液膜11f。这样一来，在本实施方式中，DIW排放喷嘴7发挥本发明的“第二液膜形成装置”的作用。另外，随着喷嘴7、30的移动，从冷却气体排放喷嘴30向形成了液膜11f的基板表面Wf排放冷却气体，从而冻结该液膜11f。其结果，在基板表面Wf的表面区域中，冻结了液膜11f的区域(冻结区域)缓缓向(-Y)方向扩大，进而在整个基板表面Wf生成冻结膜13f。
如上所述，根据本实施方式，不旋转基板W而能够以简单的结构在整个基板表面Wf生成冻结膜13f。另外，由于同时执行液膜11f的形成处理与液膜11f的冻结处理(生成冻结膜13f)，因此能够提高液膜形成处理以及液膜冻结处理的处理效率。
另外，在液膜冻结后，通过与第一实施方式同样的执行膜除去处理，从而能够高效的对基板W实施一系列的清洗处理(液膜形成+液膜冻结+膜除去)。即，对保持在旋转卡盘2上基板W同时执行液膜形成处理以及液膜冻结处理之后，在旋转该基板W的同时对基板W供给处理液，从而从基板表面Wf除去冻结膜13f，由此，能够缩短清洗处理所需的处理时间。
第四实施方式
图9A、图9B是表示本发明的基板处理装置的第四实施方式的图。该第四实施方式的基板处理装置与第三实施方式最大的不同点在于，不仅在基板表面Wf，在基板背面Wb也生成冻结膜(背面侧冻结膜)。此外，其他结构以及动作基本上与第三实施方式相同。这里，附以同一符号而省略说明。
在该第四实施方式中，在基板表面Wf形成液膜之前，在基板背面Wb形成液膜(背面侧液膜)11b(图9A)。具体的说，将基板W保持在旋转卡盘2上，并使其围绕旋转中心A0旋转。然后，当从处理液喷嘴27向基板背面Wb供给DIW时，DIW扩散到整个背面，从而在基板背面Wb形成背面侧液膜11b。
接着，与第三实施方式同样的，分别从DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30排放DIW以及冷却气体，并使DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30向(-Y)方向扫描。由此，由来自DIW排放喷嘴7的DIW在基板表面Wf形成液膜(表面侧液膜)11f，同时通过来自冷却气体排放喷嘴30的冷却气体来冻结表面侧液膜11f。另外，供给到基板表面Wf侧的冷却气体具有的热能，通过基板W而传导到背面侧液膜11b。由此，在基板背面Wb的表面区域中，冻结了背面侧液膜11b的区域(冻结区域)与基板表面Wf侧的冻结区域同时向(-Y)方向扩大(图9B)。其结果，在整个基板W的表面背面Wf、Wb分别同时地生成表面侧冻结膜13f、背面侧液膜13b。
如上所述，根据本实施方式，冷却气体的供给部位被限定在基板表面Wf上的一部分区域，因此，能够在抑制基板周边构件的耐久性劣化的状态下，在基板W的表面背面Wf、Wb生成冻结膜13f、13b。并且，由于在基板W的表面背面Wf、Wb同时生成冻结膜13f、13b，因此与只在基板表面Wf生成冻结膜13f的情况相比，能够在大致相等的处理时间内在基板W的两面生成冻结膜13f、13b。
并且，在本实施方式中，通过对基板W的表面背面Wf、Wb执行膜除去处理，能够有效地从基板W的表面背面Wf、Wb除去颗粒，从而良好的清洗基板W的两面。
其他
此外，本发明并不仅限于上述的实施方式，在不脱离其精神的范围内，可以进行上述以外的各种变更。例如在上述实施方式中，在处理腔室1内对基板表面Wf供给液体(DIW)，从而在基板表面Wf形成液膜，但也可以预先在基板表面Wf形成液膜，然后将基板W搬入处理腔室1。
另外，在上述实施方式中，由DIW来在基板W上形成液膜，但也可以用其他冲洗液形成液膜。例如可以使用碳酸水、含氢水、低浓度(例如1ppm程度)的氨水、低浓度的盐酸等来形成液膜。并且，除了冲洗液之外，也可以使用药液来形成液膜。例如，在重复执行液膜冻结工序和使用了药液的膜除去工序时，可以在液膜冻结工序中，冻结在膜除去工序中残留附着在基板W上的药液构成的液膜。
另外，在上述实施方式中，在液膜冻结结束后立刻移至膜除去工序，但也可以使移至膜除去工序的时间向后错开而调整一个周期时间。此时，虽然使基板W在形成了冻结膜的状态下在装置内部待机，但冻结膜可以发挥保护膜的作用。其结果，能够可靠的防止基板表面Wf被污染。
另外，在上述实施方式中，对基板表面Wf主要使用SCI溶液执行清洗(SCI清洗)，将其作为具有化学性清洗作用的化学清洗，但作为在本发明中执行的化学清洗，并不仅限于SCI清洗。例如可以举出以下湿式清洗：作为化学清洗，可以用SCI溶液以外的碱性溶液、酸性溶液、有机溶剂、界面活性剂等作为处理液，或者将这些溶液适当组合而用作处理液。
另外，在上述实施方式中，对基板表面Wf主要通过使用二流体喷嘴的液滴执行的清洗(液滴清洗)，将其作为具有物理性清洗作用的物理清洗，但作为在本发明中执行的物理清洗，并不仅限于液滴清洗。例如可以举出下述清洗方式等作为物理清洗：擦洗清洗，其用刷子或海绵等接触基板表面Wf而对基板W进行清洗；超声波清洗，其通过超声波振动使附着在基板表面Wf上的颗粒振动脱离，或者使处理液中产生的气蚀和气泡作用于基板表面Wf，从而清洗基板W。并且，也可以根据需要将物理清洗和化学清洗组合为组合清洗，而对基板表面Wf实施组合清洗，从而从基板表面Wf除去冻结后的液膜。
另外，在上述实施方式中，在使用二流体喷嘴排放的液滴进行物理清洗时，使用所谓的外部混合型二流体喷嘴来执行液滴清洗，但也并不仅限于此，也可以使用所谓的内部混合型二流体喷嘴来执行液滴清洗。即，在二流体喷嘴的内部使处理液和气体混合从而生成清洗用液滴的同时，从喷嘴的排放口向基板W排放。
另外，在上述第一以及第二实施方式中，使冷却气体排放喷嘴3从基板W的旋转中心位置Pc向基板W的端缘位置Pe仅扫描一次，从而冻结液膜，但并不仅限于此。例如，在液膜的厚度比较大时，可以使冷却气体排放喷嘴3在基板W的旋转中心位置Pc与基板W的端缘位置Pe之间扫描多次，从而冻结液膜。但是，为了均匀的冻结液膜，优选控制冻结区域缓缓扩散的方式。
另外，在上述第三实施方式中，在使基板静止的状态下驱动DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30，但也可以在固定配置DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30的状态下输送基板W。例如，如图10所示，象液晶显示用玻璃基板等那样在方形基板的整个基板表面Wf生成冻结膜时，可以在输送方向(+Y)上配置多个相当于本发明的“相对移动机构”的输送辊68，并且固定配置DIW排放喷嘴7以及冷却气体排放喷嘴30。在该基板处理装置中，由于在输送方向(+Y)上输送基板W，因此本发明的“第二方向”相当于与输送方向相反的方向(-Y)，但基本的动作与上述实施全部相同，可以得到同样的作用效果。另外，可以在移动冷却气体排放喷嘴30和基板W两者的情况下使液膜冻结，也可以在移动DIW排放喷嘴7和基板W两者的情况下来形成液膜。
另外，在上述实施方式中，针对这种情况进行了说明，即，本发明的基板处理装置应用于除去附着在基板表面Wf上的颗粒等污染物质的清洗处理，该基板处理装置具有冻结形成在基板表面上的液膜的功能，但是，本发明的应用并不仅限于此。例如，可以将使用本发明的基板处理装置以及方法冻结的液膜(冻结膜)作为用于保护基板表面的保护膜来使用。即，在基板表面Wf形成液膜，通过冻结该液膜，使冻结膜对基板表面Wf起保护膜的作用，并能够保护基板表面Wf不受周围环境的污染。因此，将冻结膜作为保护膜，能够在防止污染基板表面Wf的同时保存基板W而待机。
本发明适用于冻结液膜的基板处理装置、液膜冻结方法以及使用该液膜冻结方法的基板处理方法，该液膜是指形成在包括半导体晶片、光掩模用玻璃基板、液晶显示用玻璃基板、等离子显示用玻璃基板、FED(Field EmissionDisplay：场致发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板等的整个基板的表面上的液膜。

Claims (13)

1.一种基板处理装置，具有冻结形成在基板表面上的液膜的功能，其特征在于，
具有：
基板保持装置，其以使形成了液膜的基板表面朝向上方的状态，将基板保持为大致水平形态，
冷却气体排放装置，其向在上述基板保持装置上保持的上述基板的表面，局部地排放冷却气体，该冷却气体的温度比构成上述液膜的液体的凝固点的温度低，
相对移动机构，其使上述冷却气体排放装置沿着上述基板表面相对于上述基板移动；
在从上述冷却气体排放装置排放上述冷却气体的同时，通过上述相对移动机构使上述冷却气体排放装置相对于上述基板移动，从而在整个上述基板表面生成冻结膜。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有旋转装置，该旋转装置使在上述基板保持装置上保持的上述基板旋转，
上述相对移动机构具有驱动装置，该驱动装置一边使其与上述基板表面相对一边驱动上述冷却气体排放装置，并使其在上述基板的旋转中心位置和上述基板的端缘位置之间移动。
3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
具有在上述基板表面形成上述液膜的功能，
还具有第一液膜形成装置，该第一液膜形成装置对由上述旋转装置旋转的上述基板的表面供给上述液体，从而在上述基板表面形成上述液膜。
4.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述冷却气体排放装置具有在第一方向延伸的狭缝状的排放口，从该排放口以带状的方式排放上述冷却气体，
上述排放口在上述第一方向上的长度大于或等于上述基板表面的平面尺寸，
上述相对移动机构一边使上述冷却气体排放装置与上述基板表面相对，一边使与上述第一方向大致垂直，并且在与上述基板表面大致平行延伸的第二方向上相对于上述基板移动。
5.如权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
具有在上述基板表面形成上述液膜的功能，
该基板处理装置还具有第二液膜形成装置，该第二液膜形成装置可相对上述基板沿着上述第二方向自由移动，并且相对上述冷却气体排放装置配置在上述第二方向的下游侧，沿着上述第一方向以带状的方式向上述基板表面供给上述液体，从而在上述基板表面形成上述液膜，
上述相对移动机构使上述第二液膜形成装置沿着上述基板表面相对上述基板移动。
6.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
上述相对移动机构使上述第二液膜形成装置和上述冷却气体排放装置仅保持一定的间距整体地移动。
7.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有背面侧液膜形成装置，其在上述基板保持装置上保持的上述基板的背面形成背面侧液膜，
在从上述冷却气体排放装置排放上述冷却气体的同时，通过上述相对移动机构使上述冷却气体排放装置相对于上述基板移动，从而在冻结形成在上述基板表面侧的上述液膜生成表面侧冻结膜的同时，冻结上述背面侧液膜生成背面侧冻结膜。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有膜除去装置，其从上述基板除去上述冻结膜。
9.如权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，
将上述冷却气体排放装置与上述膜除去装置容纳在同一处理腔室内。
10.一种液膜冻结方法，用于冻结形成在基板表面上的液膜，其特征在于，包括：
冷却气体排放工序，在该工序中，以使形成了液膜的基板表面朝向上方的状态将基板保持为大致水平形态，同时从冷却气体排放装置向上述基板的表面，局部的排放冷却气体，该冷却气体的温度比构成上述液膜的液体的凝固点的温度低；
相对移动工序，该工序与上述冷却气体排放工序一并进行，在该工序中，使上述冷却气体排放装置沿着上述基板表面相对于上述基板移动，从而在整个上述基板表面生成冻结膜。
11.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
液膜冻结工序，在该工序中，通过权利要求10所述的液膜冻结方法来冻结上述液膜；
膜除去工序，在上述液膜冻结工序之后，从上述基板表面除去上述冻结膜。
12.如权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述冻结膜尚未溶解时开始执行上述膜除去工序。
13.如权利要求11或12所述的基板处理方法，其特征在于，上述膜除去工序对上述基板表面供给处理液，从而除去上述冻结膜，
重复执行规定次数的上述液膜冻结工序和上述膜除去工序。
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Free format text: FORMER NAME: DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD.

Owner name: DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: DAINIPPON MESH PLATE MFR. CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Kyoto City, Kyoto, Japan

Patentee after: DAINIPPON SCREEN MFG Co.,Ltd.

Address before: Kyoto City, Kyoto, Japan

Patentee before: Dainippon Screen Mfg. Co.,Ltd.

Address after: Kyoto City, Kyoto, Japan

Patentee after: Skilling Group

Address before: Kyoto City, Kyoto, Japan

Patentee before: DAINIPPON SCREEN MFG Co.,Ltd.

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Granted publication date: 20090923

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