[发明专利]基板处理装置、液膜冻结方法以及基板处理方法

说明书

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。