TWI705497B

TWI705497B - 基板處理方法及基板處理裝置

Info

Publication number: TWI705497B
Application number: TW108104706A
Authority: TW
Inventors: 北川広明; 塙洋祐; 佐佐木悠太
Original assignee: 日商斯庫林集團股份有限公司
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-09-21
Also published as: WO2019187472A1; TW201941304A; JP7058156B2; JP2019169656A

Abstract

本發明係一種包含有於基板形成液膜並使其凝固，並且將其去除之工序之基板處理技術，即便使用純度相對較低之物質亦可良好地處理基板。該基板處理方法具備：第1製程，其係於基板之被處理面形成液膜；第2製程，其係於溫度高於液體之凝固點之環境下，使基板繞鉛直軸旋轉，並對與被處理面相反之側之面供給冷媒，使基板冷卻而使液膜凝固；及第3製程，其係對液膜凝固而成之凝固膜，供給溫度高於凝固點之熔解液而使凝固膜熔解並將其自被處理面去除，或者供給使凝固膜溶解之溶解液而使凝固膜溶解並將其自被處理面去除。於第2製程中，於以第1流量供給第1溫度之冷媒特定時間之後，使冷媒之溫度下降。第1溫度低於凝固點且高於第2溫度，該第2溫度係可藉由以第1流量持續地供給至基板而使液膜整體凝固之冷媒之溫度之最高值。

Description

基板處理方法及基板處理裝置

本發明係關於一種包含有於基板之上表面形成液膜並使其凝固之後，將凝固膜去除之工序之基板處理方法及基板處理裝置。

對基板供給液體而進行濕式處理之基板處理技術存在包含有於水平姿勢之基板之上表面形成由液體形成之液膜並使其凝固之後，將凝固膜去除之工序者。此種工序之目的在於例如藉由將附著於基板之上表面之顆粒等引入至凝固膜並去除，而將基板之上表面洗淨。即，該處理係以基板之上表面作為被處理面，作為用以將其洗淨之處理而進行者。由於此種洗淨處理伴隨液相與固相之間之處理液之相變，故而有時被稱為「固化洗淨」或「相變洗淨」等。

作為此種技術之一例，例如存在日本專利特開2008-028008號公報(專利文獻1)中所記載者。該技術包含一面使上表面形成有液膜之基板以水平姿勢旋轉，一面藉由對基板之下表面中央部供給冷媒而使液膜凝固之工序。液膜係由去離子水(DIW)形成。因此，作為用以使液膜凝固之冷媒，必須為被冷卻至溫度低於攝氏0度之液體。

近年來，作為形成液膜之材料，研究了使用於更接近常溫之溫度下凝固之物質代替DIW。其目的在於節約減少處理所需要之消耗能量並且降低處理成本。使用此種物質之情形時之問題方面存在如下者。第一，若為凝固點接近常溫之物質，則自液相向固相之相變、及自固相向液相之相變容易受基板或周圍環境之溫度影響。因此，難以穩定地獲得良好之處理結果。第二，對於用於基板處理之處理液要求極高之純度，但此種高純度且具有接近常溫之凝固點之物質種類有限，且供應成本非常高。

由於該等問題，故而期望無需此種高純度之材料，而且能夠獲得良好之處理結果之處理工序。然而，迄今為止未確定此種技術。

本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種包含有於基板形成液膜並使其凝固，並且將其去除之工序之基板處理技術，其係即便使用純度相對較低之物質亦能良好地處理基板之技術。

本發明之基板處理方法之一態樣為了達成上述目的，具備：第1製程，其係於被保持為被處理面朝上之水平姿勢之基板之上述被處理面形成由液體形成之液膜；第2製程，其係於溫度高於上述液體之凝固點之環境下，使上述基板繞鉛直軸旋轉，並對與上述被處理面相反之側之面供給冷媒，使上述基板冷卻而使上述液膜凝固；及第3製程，其係對上述液膜凝固而成之凝固膜供給溫度高於上述凝固點之熔解液，而使上述凝固膜熔解，並將其自上述被處理面去除，或者供給使上述凝固膜溶解之溶解液，使上述凝固膜溶解，並將其自上述被處理面去除。

又，本發明之基板處理裝置之一態樣為了達成上述目的，具備：基板保持部，其使被處理面朝上地將基板保持為水平姿勢，並使之繞鉛直軸旋轉；液膜形成部，其對上述基板之上述被處理面供給液體，形成由該液體形成之液膜；冷媒供給部，其對旋轉之上述基板之與上述被處理面相反之側之面供給冷媒，使上述基板冷卻而使上述液膜凝固；熔解液供給部，其對上述液膜凝固而成之凝固膜供給溫度高於上述液體之凝固點之熔解液；及處理腔室，其將保持於上述基板保持部之上述基板收容於溫度高於上述凝固點之環境內。

於該等發明中，於以第1流量供給第1溫度之上述冷媒特定時間之後，使上述冷媒之溫度下降，而且，上述第1溫度低於上述凝固點且高於第2溫度，該第2溫度係可藉由以上述第1流量持續地供給至上述基板而使上述液膜整體凝固之上述冷媒之溫度之最高值。

於以此方式構成之發明中，供給至基板之上表面即被處理面之液體係於溫度高於凝固點之環境中形成液膜，並藉由供給至基板之下表面側之冷媒而隔著基板被冷卻。此處，以第1溫度供給至基板之冷媒不具有使液膜整體凝固之程度之冷卻能力。因此，該階段中之液膜之凝固為局部性之凝固，更具體而言，於相接於與在基板下表面側被供給冷媒之位置對應之基板上表面(被處理面)之部分，開始自液相向固相之相變。

液體、尤其是於凝固時結晶化之液體具有一面排斥內部所包含之雜質，一面凝固之性質(偏析)。於自基板之下表面側經由基板而被冷卻之液膜中，產生了於與基板相接之下表面側溫度變為最低，於露出於周圍環境之上表面側溫度變高之溫度梯度。因此，藉由液體依序凝固而產生之液相與固相之交界於液膜中朝向上方及沿著基板上表面之方向逐漸行進。此時，液體中所包含之雜質、及附著於基板上表面(被處理面)之雜質 (顆粒等)中之任一者均藉由偏析現象朝遠離被處理面之方向被搬送。藉此，於被處理面之附近形成雜質已被排斥之凝固膜。

若如先前技術般，自最初起對基板供給具有如能夠使液膜整體凝固般之較高之冷卻能力之冷媒，則於雜質之排斥未進行之期間內液膜便凝固。相對於此，於本發明中，藉由持續特定時間地供給不具有使液膜急速凝固之程度之冷卻能力之第1溫度之冷媒而使基板冷卻。因此，液膜之凝固更緩慢地進行，故而雜質之排斥效果進一步變高。其後，藉由使冷媒之溫度進一步下降，而液相與固相之交界進一步行進，最終液膜整體凝固。

如此，於本發明中，存在於液體中或被處理面上之雜質於自被處理面被拉離之狀態下被引入至凝固膜中。因此，其後，藉由將內包雜質之凝固膜去除，而基板之被處理面變為無雜質之清潔狀態。不僅可將附著於基板之雜質去除，而且亦可防止液體中所包含之雜質殘留於被處理面。如此，根據本發明，即便於在液膜之形成中使用純度相對較低之物質之情形時，亦能夠良好地處理基板。

如上所述，於本發明中，可一面使附著於基板之雜質及液膜中所包含之雜質排斥，一面使液膜凝固。因此，即便於在液膜之形成中使用純度相對較低之物質之情形時，亦能夠良好地處理基板。

關於本發明之上述以及其他目的及新穎之特徵，若一面參照隨附圖式，一面解讀以下詳細之說明，則應可更完全地理解。但是，圖式僅用於解說，並非限定本發明之範圍。

1:基板處理裝置

10:基板保持部

11:旋轉夾盤

12:冷媒噴出部

20:防濺板

21:防護件

22:液體接收部

30:處理液噴出部

31:旋動軸

32:臂

33:噴嘴

40:處理液噴出部

41:旋動軸

42:臂

43:噴嘴

50:處理液供給單元

51:第1供給部

52:第2供給部

53:第3供給部

55:配管

70:腔室

80:控制單元

81:CPU

82:記憶體

83:臂驅動部

84:閥控制部

85:溫度管理部

86:防護件升降部

87:夾盤驅動部

88:顯示部

101:外殼

103:夾盤旋轉機構

111:旋轉基座

112:旋轉支軸

114:夾盤銷

121:對向構件

122:供給管

123:下表面噴嘴

511:處理液送出部

512:配管

513:控制閥

521:配管

522:配管

523:冷卻器

524:配管

525:控制閥

526:控制閥

527:混合器

528:配管

531:配管

532:加熱器

533:配管

534:控制閥

A1:點

A2:點

A3:點

AX:旋轉軸

B1:點

B2:點

B3:點

F:冷媒

F(T1、F1):冷媒

F(Ta、F1):冷媒

F1:第1流量

L1:處理液

L2:熔解液

LF:液膜

mp:凝固點

P1:顆粒

P2:污染物質

RT:室溫

SF:凝固膜

T0:溫度

T1:第1溫度

T2:溫度

T3:溫度

T4:溫度

Ta:第2溫度

t0:時刻

t1:時刻

t2:時刻

t3:時刻

t4:時刻

t5:時刻

t6:時刻

ta:時刻

tb:時刻

tc:時刻

W:基板

Wa:基板之上表面(被處理面)

Wb:基板之下表面

圖1係表示作為本發明之一實施形態之基板處理裝置之概略構成之圖。

圖2係表示該實施形態之基板處理裝置之動作之流程圖。

圖3A係模式性地表示該動作中之各部之狀態之第1圖。

圖3B係模式性地表示該動作中之各部之狀態之第2圖。

圖3C係模式性地表示該動作中之各部之狀態之第3圖。

圖3D係模式性地表示該動作中之各部之狀態之第4圖。

圖4(a)~(e)係例示凝固過程中之液膜中之溫度分佈之圖。

圖5A係模式性地表示凝固之進行情況之第1圖。

圖5B係模式性地表示凝固之進行情況之第2圖。

圖6(a)~(d)係表示冷媒及各部之溫度變化之圖。

圖7A係表示冷媒之溫度與液膜之溫度分佈之關係之第1圖。

圖7B係表示冷媒之溫度與液膜之溫度分佈之關係之第2圖。

圖8A係冷媒之溫度變化曲線之變化例之第1圖。

圖8B係冷媒之溫度變化曲線之變化例之第2圖。

以下，對可應用本發明之基板處理裝置之概要進行說明。以下，所謂基板係指半導體基板、光罩用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示用基板、電漿顯示用玻璃基板、FED(Field Emission Display，場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等各種基板。以下，主要採用用於半導體基板之處理之基板處理系統為例，參照圖式進行說明，但亦可將本發明應用於以上所例示之各種基板之處理。

圖1係表示作為本發明之一實施形態之基板處理裝置之概略構成之圖。基板處理裝置1係對半導體晶圓等圓盤狀之基板W實施利用處理液所進行之洗淨或蝕刻處理等濕式處理之濕式處理裝置。作為濕式處理，可應用各種公知技術。尤其是，適於包含使形成於基板上表面之液膜凝固並將其去除之工序之本發明之基板處理。基板處理裝置1具備設置於腔室70內之基板保持部10、防濺板20、處理液噴出部30、40、處理液供給單元50、及控制該等各部之控制單元80。

基板保持部10係以使基板正面朝向上方之狀態將基板W保持為大致水平姿勢並使之旋轉。該基板保持部10具有一體地結合有旋轉基座111及旋轉支軸112之旋轉夾盤11。旋轉基座111於俯視時具有大致圓形形狀，於其中心部固定有沿大致鉛直方向延伸之中空狀之旋轉支軸112。旋轉支軸112連結於包含馬達之夾盤旋轉機構103之旋轉軸。夾盤旋轉機構103收容於圓筒狀之外殼101內。旋轉支軸112係藉由外殼101而繞鉛直方向之旋轉軸旋轉自如地被支持。

夾盤旋轉機構103係藉由來自控制單元80之夾盤驅動部87之驅動而使旋轉支軸112繞旋轉軸旋轉。藉此，安裝於旋轉支軸112之上端部之旋轉基座111繞鉛直軸旋轉。控制單元80可經由夾盤驅動部87而控制夾盤旋轉機構103，從而調整旋轉基座111之旋轉速度。

於旋轉基座111之周緣部附近，豎立設置有用以抓持基板W之周端部之複數個夾盤銷114。夾盤銷114為了確實地保持圓形之基板W只要設置3個以上即可(該例中為6個)，且沿旋轉基座111之周緣部以等角度間隔配置。夾盤銷114之各者構成為能夠於按壓基板W之外周端面之按壓狀態、與自基板W之外周端面離開之解除狀態之間進行切換。

於基板W被交付至旋轉基座111時，將複數個夾盤銷114之各者設為解除狀態。另一方面，於使基板W旋轉並進行特定之處理時，將複數個夾盤銷114之各者設為按壓狀態。藉由以此方式設為按壓狀態，夾盤銷114能夠抓持基板W之周端部並將該基板W自旋轉基座111隔開特定間隔地保持為大致水平姿勢。藉此，基板W以其正面朝向上方，背面朝向下方之狀態被支持。再者，作為夾盤銷114，並不限於上述，可使用各種公知之構成。

藉由於在旋轉夾盤11保持有基板W之狀態、更具體而言由設置於旋轉基座111之夾盤銷114保持基板W之周緣部之狀態下使夾盤旋轉機構103作動，而基板W繞鉛直方向之旋轉軸AX旋轉。以下，對以此方式旋轉之基板W之上表面及下表面分別標註符號Wa、Wb。

於藉由旋轉夾盤11被支持為水平姿勢之基板W之下方，設置有冷媒噴出部12。如下所述，冷媒噴出部12具有朝向於基板W之上表面Wa形成有液膜之基板W之下表面Wb，噴出溫度低於構成液膜之液體之凝固點之冷媒，而使液膜凝固之功能。冷媒噴出部12具有略小於基板W之圓盤狀之外形，且具備：對向構件121，其使水平之上表面與基板下表面Wb對向地配置；及供給管122，其安裝於對向構件121之中心部且沿鉛直方向朝下延伸。供給管122插通於旋轉支軸112之中空部，但不與旋轉支軸112連接。因此，於旋轉夾盤11旋轉時，冷媒噴出部12亦不旋轉。

供給管122為中空之管，其上端部於對向構件121之中心部朝上開口。供給管122連接於下述處理液供給單元50，並朝向基板下表面Wb噴出自處理液供給單元50輸出之處理液中之冷媒。藉此，對基板下表面Wb與對向構件121之上表面之間之間隙空間供給冷媒。即，供給管122之上端作為具有朝向基板W之下表面側旋轉中心開口之噴出口之噴嘴而發揮功能。因此，以下視需要，將該部分稱為「下表面噴嘴」，並標註符號123。如此，冷媒噴出部12藉由使噴出之冷媒接觸基板下表面Wb而將基板W冷卻，而使基板上表面Wa所擔載之液膜凝固。

又，於外殼101之周圍，以包圍呈水平姿勢保持於旋轉夾盤11之基板W之周圍之方式，沿旋轉夾盤11之旋轉軸升降自如地設置有防濺板20。該防濺板20具有相對於旋轉軸大致旋轉對稱之形狀。防濺板20具備分別與旋轉夾盤11同心圓狀地配置且接住自基板W飛濺之處理液之複數層(於該例中為2層)防護件21、及接住自防護件21流下之處理液之液體接收部22。而且，藉由設置於控制部80之防護件升降部86使防護件21階段性地升降，能夠分別回收自旋轉之基板W飛濺之藥液或沖洗液等處理液。

於防濺板20之周圍，至少設置有1個用以對基板W供給蝕刻液等藥液、沖洗液、溶劑、純水、DIW(De-ionized Water，去離子水)等各種處理液之液體供給部。於該例中，如圖1所示，設置有2組處理液噴出部30、40。處理液噴出部30具備：旋動軸31，其構成為藉由控制部80之臂驅動部83驅動且能夠繞鉛直軸旋動；臂32，其自該旋動軸31沿水平方向延伸設置；及噴嘴33，其朝下安裝於臂32之前端。藉由利用臂驅動部83使旋動軸31旋動驅動，而臂32繞鉛直軸擺動。藉此，噴嘴33於較防濺板20更靠外側之退避位置(圖1中以實線表示之位置)與基板W之旋轉中心之上方位置(圖1中以虛線表示之位置)之間移動。噴嘴33係於定位於基板W之上方之狀態下，噴出自處理液供給單元50供給之特定之處理液，而對基板W之正面供給處理液。

同樣地，處理液噴出部40具備：旋動軸41，其藉由臂驅動部83而旋動驅動；臂42，其連結於旋動軸41；及噴嘴43，其設置於臂42之前端，噴出自處理液供給單元50供給之處理液。再者，處理液噴出部之個數並不限定於此，亦可視需要增減。

於藉由旋轉夾盤11之旋轉使基板W以特定之旋轉速度旋轉之狀態下，該等處理液噴出部30、40依序使噴嘴33、43位於基板W之上方並對基板W供給處理液。藉此，對基板W執行濕式處理。根據處理之目的，可自各噴嘴33、43噴出互不相同之處理液，亦可噴出相同之處理液。又，亦可自1個噴嘴噴出2種以上之處理液。被供給至基板W之旋轉中心附近之處理液藉由伴隨基板W之旋轉之離心力而朝外側擴散，最終自基板W之周緣部朝側方被甩掉。自基板W飛濺之處理液由防濺板20之防護件21接住，並由液體接收部22回收。

處理液供給單元50具有對冷媒噴出部12、處理液噴出部30及處理液噴出部40，根據處理工序之進行而供給各種處理液之功能。處理液供給單元50之具體構成可根據處理之目的而取多種構成。此處，作為其一例，主要對為了實施本發明之基板處理方法所需要之構成進行說明。

於該情形時，處理液供給單元50向處理液噴出部30供給用以於基板W之上表面Wa形成液膜之處理液，向冷媒噴出部12供給用以使液膜凝固之冷媒，向處理液噴出部40供給用以使液膜凝固所成之凝固膜溶解之溶解液。具體而言，處理液供給單元50具備將處理液供給至處理液噴出部30之第1供給部51、向冷媒噴出部12供給冷媒之第2供給部52、及將熔解液供給至處理液噴出部40之第3供給部53。

第1供給部51具有：處理液送出部511，其送出用以於基板W形成液膜之處理液；配管512，其連接處理液送出部511與處理液噴出部30；及控制閥513，其插介於該配管512。處理液送出部511可具有將處理液貯存於內部之功能，又，亦可僅具有將自外部供給之處理液送出至配管512之功能。控制閥513根據來自設置於控制單元80之閥控制部84之控制指令而作動，調節自處理液送出部511經由配管512而供給至處理液噴出部30之處理液之流量。

自第1供給部51供給至處理液噴出部30之處理液係於基板W形成液膜並凝固，其後被熔解去除者。可用作此種處理液之物質理想為於常溫下為液體，於雖低於常溫但相對較高之溫度下凝固，且不包含如會成為基板W之污染物質般之雜質者。尤其是，若為凝固點高於攝氏0度之物質，則如下所述般可使用冷水作為冷媒，而無需特殊之冷媒或大規模之冷卻裝置。因此，處理所需要之能量之節約減少及成本降低之效果明顯。再者，作為處理液，亦可為複數種物質之混合物。作為滿足如上所述之要求之物質，例如可使用第三丁醇水(凝固點：攝氏20度)、碳酸乙二酯水(凝固點：攝氏20度)等。若被用作處理液之物質之凝固點為低於常溫之溫度，則無須消耗能量以將其保持為液狀。

第2供給部52具有如下所述之構成。從自外部引入常溫之去離子水(De-ionized Water；DIW)之配管55，分支出配管521、522。配管521經由控制閥525而連接於混合器527。另一方面，配管522連接於冷卻器523。冷卻器523將常溫之DIW冷卻至攝氏0度以上之特定溫度(例如攝氏2度)，並作為低溫DIW輸出至配管524。於配管524插介有控制閥526。

於配管521中流通之常溫DIW與於配管524中流通之低溫DIW係藉由混合器527而混合。混合而成之液體經由配管528而作為冷媒被供給至冷媒噴出部12。控制閥525、526之開閉係藉由控制單元80之閥控制部84而控制。藉由使控制閥525、526以與來自閥控制部84之控制指令對應之開度作動，而調節常溫DIW與低溫DIW之混合比。藉此，可將攝氏0度左右至常溫為止之任意溫度且任意流量之DIW用作冷媒。關於自冷卻器523輸出之低溫DIW之溫度及與常溫DIW混合後之冷媒之溫度，藉由設置於控制單元80之溫度管理部85進行管理。

於第3供給部53中，自配管55分支出之配管531連接於加熱器532。加熱器532對自外部供給之常溫DIW進行加熱使之升溫至特定之溫度(例如攝氏50度)。藉由加熱而產生之高溫DIW作為熔解液被輸出至連接於處理液噴出部40之配管533。於配管533插介有控制閥534。控制閥534根據來自設置於控制單元80之閥控制部84之控制指令而作動。藉此，調節自加熱器532經由配管533而供給至處理液噴出部40之熔解液之流量。自加熱器532輸出之高溫DIW之溫度係由溫度管理部85進行管理。

除上述以外，於該基板處理裝置1之控制單元80中設置有：CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)81，其執行預先規定之處理程式而控制各部之動作；記憶體82，其係用以記憶保存藉由CPU81執行之處理程式或處理中產生之資料等；及顯示部88，其係用以將處理之進行狀況或異常之發生等視需要報告給使用者。

其次，對如上所述般構成之基板處理裝置1之動作進行說明。上述基板處理裝置1可應用於各種處理。此處，對用以在對基板W執行適當之濕式處理之後，於基板W之上表面Wa形成由處理液形成之液膜，並使其凝固之處理進行說明。此種處理例如應用於使基板正面Wa之附著物游離並引入至凝固膜中，將其與凝固膜一起去除之洗淨處理(相變洗淨處理)。由於此種處理之原理為公知，故而此處省略說明。

圖2係表示該實施形態之基板處理裝置之動作之流程圖。又，圖3A至圖3D係模式性地表示該動作中之各部之狀態之圖。以下進行說明之基板處理裝置1之動作係藉由使CPU81執行預先記憶於記憶體82之控制程式而使裝置各部執行特定之動作來實現。最初，將被搬入至裝置之基板W設為工件，進行適當之濕式處理(步驟S101)。作為濕式處理，已知有多種公知技術，於本實施形態中亦可應用該等處理。因此，此處省略詳細之說明。又，腔室70內之環境被保持為高於下述處理液L1之凝固點之溫度。

濕式處理結束後，藉由來自夾盤驅動部87之驅動，而夾盤旋轉機構103作動，旋轉夾盤11以液膜形成用速度旋轉。藉此，濕式處理後之基板W以液膜形成用速度旋轉(步驟S102)。然後，將處理液噴出部30之噴嘴33定位於基板W之旋轉中心之上方，自噴嘴33噴出液膜形成用之處理液(步驟S103)。如圖3A所示，當自噴嘴33噴出之處理液L1被供給至旋轉之基板W之中央部時，處理液L1藉由離心力之作用朝向基板W之外周部擴散。藉由適當地設定處理液L1之供給量及基板W之旋轉速度，而形成覆蓋基板W之上表面Wa之整體之液膜LF。基板W之旋轉速度被設定為相對較低、例如300rpm以下以使所供給之處理液不會被甩掉。再者，可藉由基板W之旋轉速度控制液膜LF之厚度。

若將處理液L1供給至基板W特定時間而形成液膜LF(步驟S104)，則噴嘴33停止處理液之噴出，移動至基板W側方之退避位置(步驟 S105)。藉由使基板W以液膜形成用速度或其以下之旋轉速度即凝固用旋轉速度持續旋轉(步驟S106)，而維持圖3B所示般基板W之上表面Wa由特定厚度之液膜LF覆蓋之狀態。

繼而，處理液供給單元50之第2供給部52朝向冷媒噴出部12送出冷媒。藉此，自冷媒噴出部12之下表面噴嘴123噴出特定溫度T1及特定流量F1之冷媒，供給至基板下表面Wb之旋轉中心附近(步驟S107)。於該例中，冷媒為溫度被調節至低於處理液L1之凝固點之DIW。藉由將比熱相對較大之液體用作冷媒，能夠高效率地冷卻液膜LF。關於此時之冷媒F之溫度T1、流量F1之設定，於下文進行說明。

如圖3C所示，藉由使基板下表面Wb接觸冷媒F而將基板W冷卻，形成於基板上表面Wa之液膜LF凝固而轉換為凝固膜SF。於冷媒F之供給持續特定時間(步驟S108)，而液膜LF之整體被轉換為凝固膜SF之後，停止自下表面噴嘴123之冷媒F之噴出(步驟S109)。

其次，進行以此方式形成之凝固膜SF之去除。即，將基板W之旋轉速度設定為特定之沖洗處理用旋轉速度(步驟S110)。由於基板W變為上表面Wa之整體由凝固膜SF覆蓋之狀態，故而可將沖洗處理用旋轉速度設為較凝固用旋轉速度更高之速度。然後，將處理液噴出部40之噴嘴43定位於基板W之旋轉中心之上方，自噴嘴43噴出作為熔解液之高溫DIW(步驟S111)。如圖3D所示，藉由對覆蓋基板W之凝固膜SF供給高溫之熔解液L2，而凝固膜SF熔解，最終藉由基板W之旋轉而與熔解液一起自基板W被甩掉。藉由將沖洗處理用旋轉速度設為相對高速，能夠抑制凝固膜SF中之污染物質再次附著於基板W。於熔解液之供給持續特定時間之後(步驟S112)，噴嘴43停止熔解液之噴出，向特定之退避位置(圖1所示之位置)移動(步驟S113)。

繼而，執行旋轉乾燥處理(步驟S114)。旋轉乾燥處理係公知之技術，係藉由使基板W高速地旋轉，而將殘留於基板W之正面之液體甩掉從而使基板正面乾燥之處理。於基板W乾燥之後，將基板W自基板處理裝置1搬出至外部(步驟S115)，該基板處理裝置1中之處理完成。

其次，對為了使液膜LF凝固而供給至基板W之下表面Wb之冷媒F之溫度管理進行說明。如上所述，於該實施形態之基板處理中，宏觀上經過了於使形成於基板W之上表面(被處理面)Wa之液膜LF之整體凝固之後，將凝固膜SF去除之工序。此處，於更微觀地觀察液膜凝固之過程時，以產生如下所述之現象之方式，進行步驟S107中噴出之冷媒F之溫度管理。

圖4係例示凝固過程中之液膜中之溫度分佈之圖。於液膜LF開始凝固之前，如圖4之(a)左圖所示，以覆蓋基板W之上表面Wa之方式形成有液膜LF。此時，於被處理面即基板W之上表面Wa附著有顆粒P1(圖中以白圈表示)，處理之目的在於去除該顆粒P1。另一方面，存在液膜LF中包含構成液膜LF之液體中原本包含之雜質等微量之污染物質P2(圖中以白四邊形表示)之情況。要求處理後之基板W上不殘留此種顆粒P1或污染物質P2。

於對基板下表面Wb開始供給溫度T1之冷媒F後即刻，如圖4之(a)右圖所示，基板下表面Wb之溫度下降，另一方面，液膜LF之上表面保持周圍環境之溫度、即室溫RT左右之溫度。因此，於液膜LF之上表面與基板下表面Wb之間於鉛直方向上產生如圖示般之溫度梯度。圖中，符號mp表示構成液膜LF之物質之凝固點。

再者，此處，為了容易理解，將基板W內及液膜LF內之溫度梯度設為近似線性。又，一般而言，基板W之熱導率高於液膜LF。因此，液膜LF之上表面與基板下表面Wb之間之溫度梯度可如圖示般由摺線表示。

藉由冷媒之持續供給，整體之溫度逐漸下降。如圖4之(b)所示，當與液膜LF相接之基板W之上表面Wa之溫度達到凝固點mp時，自液膜LF之中與基板W之上表面Wa相接之下部起開始凝固。即，如圖4之(c)所示，於液膜LF之中接近基板上表面Wa且其溫度低於凝固點mp之部分，構成液膜LF之液體凝固，形成較薄之凝固膜SF。然後，隨著時間進一步經過，如圖4之(d)所示，液膜LF與凝固膜SF之交界朝上行進而凝固膜SF之厚度逐漸增加。最終，如圖4之(e)所示，直至液膜之上表面被冷卻至凝固點mp以下，從而液膜整體凝固。

於該過程中，因液體凝固時產生偏析現象，而如圖4之(c)至(e)所示，基板上表面Wa及液膜LF中之顆粒P1或污染物質P2(以下，統稱為「污染物質等」)自基板上表面Wa被排斥。其結果，於液膜LF之上部，污染物質等之濃度變高，但凝固膜SF內之污染物質等被排除。利用該現象，能夠去除附著於基板上表面Wa之顆粒P1，並且防止液膜LF中所包含之污染物質P2附著於基板上表面Wa。

為了有效地產生因上述偏析現象所引起之污染物質等之排斥，理想為使凝固儘可能緩慢地進行。為了該目的，於本實施形態中，將冷媒之溫度T1設為略低於凝固點mp之溫度。藉由如此，可抑制冷媒所具有之冷卻能力，而液膜LF之凝固不會急遽地進行。作為此種冷媒之溫度T1，例如可設為與凝固點mp之溫度差為攝氏5度以內之溫度。但是，根據基板W之厚度或周圍溫度、液膜LF之凝固點mp等條件，而液膜中之溫度分佈不同。因此，關於冷媒溫度T1之最佳值，理想為根據處理條件以實驗方式決定。

於先前之相變洗淨技術中，為了縮短液膜之凝固所需之時間而謀求處理之高速化，採用了自最初起將冷卻能力較高、亦即溫度相對於液膜之凝固點足夠低之冷媒供給至基板之方法。於該情形時，由於液膜於短時間內凝固，故而未能確保對於使污染物質等遠離基板而言充分之時間。又，例如，亦存在使低溫氣體接觸液膜而使其凝固之技術，但於該情形時總體而言凝固自液膜之上表面側起進行，因此無法獲得如上所述之因偏析所引起之污染物質等之排斥效果。於該等技術中，對於形成液膜之液體而言必需極高之純度，而有處理液之成本變高之傾向。

相對於此，於本實施形態中，由於液膜LF之凝固自基板上表面Wa側起緩慢地進行，故而能夠一面排斥液膜LF中所包含之污染物質等，一面形成凝固膜SF。因此，能夠將純度相對較低之物質用作液膜材料，能夠謀求處理成本之降低。

圖5A及圖5B係模式性地表示凝固之進行情況之圖。圖5A表示理想之進行狀態。如該圖所示，液膜LF之凝固理想為於接觸於基板上表面Wa之下部均勻地開始，並朝上徐徐地進行，最終液膜整體轉換為凝固膜SF。藉由如此，可使基板上表面Wa或液膜LF中之污染物質等移動至凝固膜SF之上部，而遠離基板W。

然而，供給至基板下表面Wb之中央部之冷媒伴隨基板W之旋轉而沿其徑向逐漸擴散。因此，實際上，如圖5B所示，液膜LF之中於中央部分之下部最先開始凝固，凝固膜SF朝上及朝徑向外側逐漸擴散。於此種情形時，亦為只要凝固之進行速度足夠低，則於液膜LF內之各位置微觀上凝固自下部朝向上部進行。為了實現該情況，將冷媒之溫度設為略低於液膜LF之凝固點mp之溫度較為有效。

隨著冷媒逐漸擴散至基板W之徑向外側，而冷媒之冷卻能力朝向徑向外側逐漸下降。其理由有周圍溫度高於冷媒之溫度、及冷媒之熱能移動至基板W及液膜LF而冷媒之溫度上升等。因此，若為與凝固點mp之溫度差較小之冷媒，則不會充分地冷卻至基板W之周緣部，而無法使液膜整體凝固。

換言之，冷媒之溫度T1及其流量F1必須選定為即便將該溫度之冷媒以該流量持續地被供給至基板W亦不會達到使液膜整體凝固般之值。藉由使用此種冷媒，避免了液膜立刻凝固，能夠使凝固之進行延遲。以可使液膜整體凝固般之溫度及流量供給冷媒會引起液膜中央部分處之急速凝固，故而欠佳。

為了去除附著於基板W之顆粒P1，最終必須使液膜整體凝固。又，已知於相變洗淨處理中，即將去除之前之凝固膜SF之最終到達溫度越低，則顆粒去除效果越佳。由於該等原因，必須於供給固定時間之溫度T1之冷媒之後，提高冷媒之冷卻能力而進一步對基板W進行冷卻。為了使基板W之最終到達溫度下降，使冷媒之溫度下降有效。

因此，於該實施形態中，如以下進行說明般，於以特定流量供給溫度T1之冷媒固定時間之後，使冷媒之溫度階段性地下降。最終，使冷媒之溫度下降至可使液膜LF之整體凝固之溫度。藉此，液膜LF之整體轉換為凝固膜SF，且亦能夠充分地降低凝固膜SF之最終到達溫度。

圖6係表示該實施形態中之冷媒及各部之溫度變化之曲線。更具體而言，圖6之(a)係表示各部之位置之定義之圖。如該圖所示，接近基板W之旋轉軸AX之位置處之、基板下表面Wb之一點以符號A1表示，基板上表面Wa之一點以符號A2表示，液膜LF上部之一點以符號A3表示。又，遠離基板W之旋轉軸AX且接近基板W之周緣部之位置處之、基板下表面Wb之一點以符號B1表示，基板上表面Wa之一點以符號B2表示，液膜LF上部之一點以符號B3表示。

圖6之(b)係表示自冷媒噴出部12噴出之冷媒F之溫度之時間變化之曲線。如該圖所示，於時刻t0，噴出溫度T1之冷媒F，且該狀態持續固定時間。於時刻ta，冷媒F之溫度變更為更低之T2。進而，冷媒F之溫度階段性地於時刻tb下降至溫度T3，於時刻tc下降至溫度T4。即，冷媒F最初以略低於液膜LF之凝固點mp之溫度T1被供給至基板下表面Wb之後，階段性地使溫度下降，最終以溫度T4被供給。

可藉由於第2供給部52中使常溫DIW與低溫DIW之混合比變化，而實現此種冷媒F之各種溫度變化曲線。冷媒F之最終溫度T4為略高於攝氏0度之溫度。該溫度T4係相對於液膜LF之凝固點mp足夠低，且能夠於使液膜LF整體凝固之後進一步進行冷卻之溫度。並且，該溫度係能夠使作為冷媒之DIW不冷凍而保持液狀之溫度。例如可藉由將自冷卻器523輸出之低溫DIW直接、亦即不與常溫DIW混合地供給至冷媒噴出部12，而實現此種溫度。由於在處理工序中無需低於攝氏0度之冷媒，故而可使用水、DIW等低成本者作為冷媒。

雖然冷媒之流量亦可無關於溫度而設為固定，但亦可以伴隨溫度下降而流量增大之方式構成。其原因在於，如上所述，理想為於液膜LF轉換為凝固膜SF之過程中凝固緩慢地進行，相對於此，於完全凝固之後即便進行急冷亦無問題。藉由以此方式逐漸提高冷媒之冷卻能力，能夠使液膜整體確實地凝固，而且降低其到達溫度。

此時之各部之溫度變化如下所述。於圖6之(c)中表示接近基板W之旋轉軸AX之中央部分之各點A1、A2、A3之概略之溫度變化。於開始供給冷媒F之時刻t0，各點A1、A2、A3之溫度大致為室溫RT。當自冷媒噴出部12開始噴出冷媒F時，各點之溫度亦逐漸下降。其間接觸到剛噴出後之冷媒F之基板下表面Wb之點A1呈現與冷媒F之溫度變化基本相同之溫度變化，立刻被冷卻至凝固點mp以下。

於基板上表面Wa之點A2，溫度變化有稍微之時間延遲，於時刻t1達到凝固點mp。圖4之(b)表示該時刻t1之鉛直方向之溫度梯度。當超過時刻t1時，液膜LF之中與基板上表面Wa相接之部分被冷卻至凝固點mp以下而開始凝固。圖4之(c)或(d)表示例如與時刻t2對應之溫度梯度。

液膜LF之上部之點A3處之溫度變化產生更大之時間延遲，於時刻t3到達至凝固點mp。圖4之(e)表示此時之溫度梯度，連液膜LF之上表面都被冷卻至凝固點mp以下而凝固。

另一方面，圖6之(d)表示接近基板W之周緣部之點B1、B2、B3處之概略之溫度變化。冷媒F之溫度於到達至基板W之周緣部之過程中上升，故而其冷卻能力大幅度下降。因此，點B1、B2、B3處之溫度變化呈現更大之時間延遲。又，到達溫度亦不會充分地變低。若使冷媒F之溫度階段性地下降，則基板W之周緣部之各點B1、B2、B3之溫度亦逐漸下降。於該情形時，亦具有如液膜LF之溫度於與基板上表面Wa相接之側變為最低，於液膜上表面變為最高般之溫度梯度。因此，自與基板上表面Wa相接之部分起液膜LF之凝固開始，伴隨冷媒溫度之下降而凝固膜SF之厚度增加，最終連上表面都凝固。

於該情形時，亦為圖4之(b)對應於基板下表面Wb之點B1之溫度到達凝固點mp之時刻t4之溫度梯度。又，圖4之(c)或(d)對應於基板上表面Wa之點B2之溫度到達凝固點mp之時刻t5之溫度梯度。又，圖4之(e)對應於液膜LF上表面之點B3之溫度到達凝固點mp之時刻t6之溫度梯度。於連液膜之上表面都凝固之後，冷媒之溫度進一步下降有助於使凝固膜之到達溫度下降。

如此，於形成於基板W上之液膜LF之各位置，藉由自基板W側起依序進行冷卻，而凝固自與基板W相接之部分朝向上方進行。藉此，於基板上表面Wa之各位置，於液膜之凝固過程中污染物質等自基板W被拉離，並被引入至凝固膜SF中。藉由利用熔解液去除引入有污染物質等之凝固膜SF，可將處理後之基板上表面Wa設為無污染物質等之附著之清潔狀態。即，上述處理係以基板上表面Wa作為被處理面之洗淨處理。

於液膜LF凝固之過程中，不僅可將附著於基板W之被處理面Wa之顆粒，而且亦可將最初起液膜中所包含之雜質等於自基板W拉離之狀態下引入至凝固膜中。因此，可使對構成液膜之物質所要求之純度之程度變得相對較低。藉此，可用作形成液膜之物質之材料之自由度變高，能夠謀求處理成本之降低。

此處，對供給至基板下表面Wb之冷媒之溫度T1之較佳範圍進行說明。如上所述，關於溫度T1，定性而言為了使液膜LF之凝固緩慢地進行，較佳為相對於其凝固點mp「略」低之溫度。關於其較佳之具體之溫度範圍，可以如下方式進行考慮。

圖7A及圖7B係表示冷媒之溫度與徑向上之液膜之溫度分佈之關係之圖。如圖7A所示，考慮將略低於液膜LF之凝固點mp之溫度T1之冷媒F以流量F1持續足夠長之時間地供給至基板W之穩定狀態。穩定狀態可謂藉由冷媒F所供給之冷熱能與被基板W、液膜LF及周圍環境奪走之冷熱能平衡之狀態。符號F(T1、F1)意指溫度T1、流量F1之冷媒F。

於該情形時，於在下表面側被直接供給冷媒F之基板W中央部，液膜LF被冷卻至接近冷媒F之溫度T1之溫度。另一方面，隨著朝向基板W之徑向外側，液膜LF之溫度變高(此處呈現為線性之溫度分佈)，於周緣部變為高於凝固點mp之溫度。亦即，即便長時間地施加固定溫度T1、固定流量F1之冷媒F(T1、F1)，亦無法使液膜整體凝固。

此種冷媒F之溫度T1之上限值為液膜LF之凝固點mp。另一方面，關於下限值，可以如下方式進行考慮。如圖7B所示，於將某一溫度Ta及流量F1之冷媒F(Ta、F1)持續地供給至基板W之穩定狀態下，於基板W之周緣部，液膜LF之溫度正好變為凝固點mp。該情況意指關於流量F1之冷媒F，若其溫度為Ta，則可藉由施加足夠長之時間而使液膜整體凝固。若進一步降低溫度，則能夠縮短其所需時間。另一方面，亦可謂若溫度高於Ta則無法使周緣部之液膜凝固。就該意義而言，可謂溫度Ta係流量F1時能夠使液膜LF整體凝固之冷媒F之溫度之最高值。

因此，於考慮了第2供給部52及冷媒噴出部12於其構成上能夠合理地供給至基板W之流量F1時，能夠將基板W周緣部之液膜LF冷卻至凝固點mp之冷媒溫度之最高值Ta可謂冷媒之溫度T1可取之下限值。再者，雖然可以此方式考慮溫度T1之下限值，但如上所述般，冷媒溫度 T1更佳為接近凝固點mp之溫度。就本案發明者之見解而言，已確認於凝固點mp與冷媒溫度T1之溫度差為攝氏5度或其以下時，能夠獲得尤其良好之洗淨結果。若為該程度之溫度差，則即便於基板W之中央部，液膜LF之凝固亦緩慢地進行，可期待由偏析現象帶來之污染物質等之排斥效果。

若凝固點mp與冷媒溫度T1之溫度差較小，則凝固之進行變慢，污染物質等之排斥效果變高，但液膜之冷卻所需之時間變長。只要根據所要求之基板之清潔度及所容許之處理時間，並基於例如預備實驗之結果，於上述範圍內適當設定溫度T1即可。

另一方面，由於即便持續供給冷媒F(T1、F1)亦無法使液膜整體凝固，故而必須依序使其溫度逐漸下降。為了使液膜整體凝固，只要將最終之冷媒F之到達溫度、亦即圖6之(b)所示之溫度T4設為低於Ta之溫度即可。藉由如此，能夠於基板W之整個面獲得污染物質等之去除效果。而且，若設為於液膜整體之凝固後亦進一步進行冷卻而降低凝固膜之到達溫度，則能夠進一步提高污染物質等之去除效果。就該意義而言，亦可設為溫度T2或溫度T3變為與溫度Ta相同程度。如此一來，溫度T4變為與溫度Ta相比足夠低之溫度。

如以上所說明般，於本實施形態中，基板W相當於本發明之「基板」，其上表面Wa相當於本發明之「被處理面」。又，於上述實施形態之基板處理裝置1中，第1供給部51及處理液噴出部30一體地作為本發明之「液膜形成部」發揮功能。又，第2供給部52及冷媒噴出部12一體地作為本發明之「冷媒供給部」發揮功能。又，第3供給部53及處理液噴出部40一體地作為本發明之「去除液供給部」發揮功能。

而且，腔室70及控制單元80分別作為本發明之「處理腔室」及「控制部」發揮功能。又，於上述實施形態中，溫度T1、溫度Ta、流量F1分別相當於本發明之「第1溫度」、「第2溫度」、「第1流量」。

再者，本發明並非限定於上述實施形態，只要不脫離其主旨，則除上述內容以外可進行各種變更。例如，於上述實施形態中，冷媒F之溫度為如階段性地下降般之溫度變化曲線。然而，冷媒溫度之變化態樣並不限定於此，例如亦可如下所述。

圖8A及圖8B係表示冷媒之溫度變化曲線之變化例之圖。於圖8A所示之變化例中，變為於供給略低於液膜之凝固點mp之溫度T1之冷媒固定時間之後，冷媒之溫度緩慢地單調下降之溫度變化曲線。於本發明之技術思想中，於液膜整體凝固之前使液膜自基板側緩慢地冷卻較為重要。只要可達成該目的，亦可為如此單調地下降之溫度變化曲線。又，於上述實施形態中，於液膜整體凝固之後亦為了使凝固膜進一步冷卻而使冷媒之溫度追加性地下降。然而，就僅使液膜凝固之目的而言，未必需要該追加性之冷卻。

又，於圖8B所示之變化例中，變為如於最初自冷媒噴出部12噴出高於液膜之凝固點mp之溫度T0之DIW之後，冷媒溫度下降至T1般之曲線。溫度T0之DIW不具有使液膜凝固之能力，並非作為「冷媒」而發揮功能。然而，亦可能存在藉由本實施形態之處理之前之濕式處理使基板W冷卻之情形。因此，藉由於冷媒供給之前以此方式對基板W供給溫度高於凝固點mp之液體，能夠使即將供給冷媒之前之基板W之溫度穩定，而將液膜LF確實地預先保持為液狀。藉此，能夠更確實地實現上述污染物質等之排斥效果。關於冷媒之溫度變更為T1之後之溫度變化曲線，可如圖8B中以實線及虛線表示般採用上述各種曲線。

又，例如，於上述實施形態中，藉由常溫DIW與利用冷卻器冷卻後之低溫DIW之混合比來調節冷媒之溫度，但並不限定於此。例如，亦可設為調節冷卻器之冷卻能力，而使自冷卻器輸出之低溫DIW之溫度本身變化。又，例如，亦可為並非藉由與常溫DIW之混合，而是自將DIW冷卻至互不相同之溫度之複數個冷卻器選擇性地輸出需要之溫度之冷媒的構成。

又，例如，於上述實施形態中，假定了使用水(DIW)作為能夠以低成本供應、產生之冷媒，冷媒之最終溫度被設為攝氏0度以上。然而，亦可將凝固點低於0度之物質用作冷媒，於該情形時，當然冷媒之最終到達溫度亦可低於0度。又，關於以水作為主體之冷媒，亦未必為DIW，亦可為純度更低之水、或於水中添加其他藥劑所得者。

又，例如，於上述實施形態中，對凝固膜供給溫度高於凝固點之熔解液而進行液膜之去除。然而，並不限定於此，例如亦可供給使凝固膜溶解之溶解液，使凝固膜溶解而將其自基板上表面Wa去除。於該情形時，基板處理裝置具備用以對基板W供給溶解液之溶解液供給部作為本發明之「去除液供給部」。再者，作為溶解液，可使用水(DIW)、SC1液(包含氫氧化銨NH₄OH及過氧化氫H₂O₂之混合液)等公知之洗淨液、IPA(isopropyl alcohol，異丙醇)等醇、及HFE(Hydrofluo-roetber，氫氟醚)等氟系溶劑。

以上，如例示具體之實施形態而進行說明般，本發明之基板處理方法例如亦可以使冷媒之溫度最終下降至低於第2溫度之溫度之方式構成。第2溫度係可藉由以第1流量供給至基板而使液膜整體凝固之冷媒之最高溫度。因此，只要使冷媒之溫度最終下降至低於第2溫度之溫度，則能夠使液膜整體確實地凝固。

又，例如，冷媒亦可為以水作為主成分之液體。於液膜藉由具有攝氏0度以上之凝固點之物質形成之情形時，可藉由使用以水作為主成分者作為對其進行冷卻之冷媒，來降低冷媒之成本。於該情形時，冷媒之最終到達溫度亦可為攝氏0度以上。藉由如此，可將單質水用作冷媒，能夠進一步降低處理成本。

又，例如，第1溫度與凝固點之差亦可為攝氏5度以內。若冷媒之溫度與凝固點之差較大，則會發生液膜之急遽之凝固，而損害由偏析帶來之污染物質等之排斥效果。就本案發明者之見解而言，將該溫度差設為攝氏5度以下較為有效。

又，於本發明之基板處理裝置中，例如，亦可為冷媒供給部具有：冷卻器，其將常溫之水冷卻至較第2溫度更低之溫度；及混合器，其將利用冷卻器冷卻後之水與常溫之水混合並作為冷媒輸出；基板處理裝置進而具備控制混合器而調節要輸出之冷媒之溫度之控制部。根據此種構成，能夠藉由改變水之混合比而產生各種溫度之冷媒。

於該情形時，控制部亦可為多階段地變更設定冷媒之溫度者。根據此種構成，能夠更恰當地管理液膜中之各位置處之凝固之進行。

以上，按照特定之實施例對發明進行了說明，但並不意圖以限定之意義解釋本說明。若參照發明之說明，則與本發明之其他實施形態同樣地，精通該技術者當可明確所揭示之實施形態之各種變化例。因此，可認為隨附之申請專利範圍係於不脫離發明之真正之範圍的範圍內包含該變化例或實施形態者。

[產業上之可利用性]

本發明可應用於包含有在基板形成液膜並使其凝固之後將其去除之工序之基板處理技術全體。尤其是，可較佳地應用於將附著於基板之顆粒等去除之洗淨處理。

1‧‧‧基板處理裝置

10‧‧‧基板保持部

11‧‧‧旋轉夾盤

12‧‧‧冷媒噴出部

20‧‧‧防濺板

21‧‧‧防護件

22‧‧‧液體接收部

30‧‧‧處理液噴出部

31‧‧‧旋動軸

32‧‧‧臂

33‧‧‧噴嘴

40‧‧‧處理液噴出部

41‧‧‧旋動軸

42‧‧‧臂

43‧‧‧噴嘴

50‧‧‧處理液供給單元

51‧‧‧第1供給部

52‧‧‧第2供給部

53‧‧‧第3供給部

55‧‧‧配管

70‧‧‧腔室

80‧‧‧控制單元

81‧‧‧CPU

82‧‧‧記憶體

83‧‧‧臂驅動部

84‧‧‧閥控制部

85‧‧‧溫度管理部

86‧‧‧防護件升降部

87‧‧‧夾盤驅動部

88‧‧‧顯示部

101‧‧‧外殼

103‧‧‧夾盤旋轉機構

111‧‧‧旋轉基座

112‧‧‧旋轉支軸

114‧‧‧夾盤銷

121‧‧‧對向構件

122‧‧‧供給管

123‧‧‧下表面噴嘴

511‧‧‧處理液送出部

512‧‧‧配管

513‧‧‧控制閥

521‧‧‧配管

522‧‧‧配管

523‧‧‧冷卻器

524‧‧‧配管

525‧‧‧控制閥

526‧‧‧控制閥

527‧‧‧混合器

528‧‧‧配管

531‧‧‧配管

532‧‧‧加熱器

533‧‧‧配管

534‧‧‧控制閥

AX‧‧‧旋轉軸

W‧‧‧基板

Wa‧‧‧基板之上表面(被處理面)

Wb‧‧‧基板之下表面

Claims

一種基板處理方法，其具備：第1製程，其係於被保持為被處理面朝上之水平姿勢之基板之上述被處理面形成由液體形成之液膜；第2製程，其係於溫度高於上述液體之凝固點之環境下，使上述基板繞鉛直軸旋轉並對與上述被處理面相反之側之面供給冷媒，使上述基板冷卻而使上述液膜凝固；及第3製程，其係對上述液膜凝固而成凝固膜供給溫度高於上述凝固點之熔解液，而使上述凝固膜熔解並將其自上述被處理面去除，或者供給使上述凝固膜溶解之溶解液，而使上述凝固膜溶解並將其自上述被處理面去除；於上述第2製程中，於以第1流量供給第1溫度之上述冷媒特定時間之後，使上述冷媒之溫度下降，上述第1溫度低於上述凝固點且高於第2溫度，該第2溫度係可藉由以上述第1流量持續地供給至上述基板而使上述液膜整體凝固之上述冷媒之溫度之最高值。
如請求項1之基板處理方法，其使上述冷媒之溫度最終下降至低於上述第2溫度之溫度。
如請求項1或2之基板處理方法，其中上述第1溫度與上述凝固點之差為攝氏5度以內。
一種基板處理裝置，其具備：基板保持部，其使被處理面朝上地將基板保持為水平姿勢並使其繞鉛直軸旋轉；液膜形成部，其對上述基板之上述被處理面供給液體，形成由該液體形成之液膜；冷媒供給部，其對旋轉之上述基板之與上述被處理面相反之側之面供給冷媒，使上述基板冷卻而使上述液膜凝固；去除液供給部，其對上述液膜凝固而成之凝固膜供給溫度高於上述液體之凝固點之熔解液、或供給使上述凝固膜溶解之溶解液；及處理腔室，其將保持於上述基板保持部之上述基板收容於溫度高於上述凝固點之環境內；上述冷媒供給部於以第1流量供給第1溫度之上述冷媒特定時間之後，使上述冷媒之溫度下降，上述第1溫度低於上述凝固點且高於第2溫度，該第2溫度係可藉由以上述第1流量持續地供給至上述基板而使上述液膜整體凝固之上述冷媒之溫度之最高值。
如請求項4之基板處理裝置，其中上述冷媒供給部具有：冷卻器，其將常溫之水冷卻至低於上述第2溫度之溫度；及混合器，其將利用上述冷卻器冷卻後之水與常溫之水混合，並作為上述冷媒輸出；且該基板處理裝置進而具備控制上述混合器而調節要輸出之上述冷媒之溫度之控制部。
如請求項5之基板處理裝置，其中上述控制部多階段地變更設定上述冷媒之溫度。