(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に液体を吐出する第１ノズルと、
前記第１ノズルに接続された第１供給配管と、
前記第１供給配管の少なくとも一部区間において前記第１供給配管と並列に設けられ、かつ前記第１供給配管の流量よりも低流量に設定される副配管と、
前記第１供給配管および前記副配管を通じて前記第１ノズルに第１の液体を供給する第１液体供給源と、
前記第１供給配管または前記副配管に付設された引き戻し機構と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１供給配管には主開閉弁が介挿され、前記副配管には副開閉弁が介挿され、
前記主開閉弁および前記副開閉弁を制御する制御部がさらに設けられ、
前記制御部は、前記第１ノズルからの液の吐出を停止する際に、前記主開閉弁を先に閉止し、前記副開閉弁を前記主開閉弁が閉止するよりも遅れて閉止するように制御することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記副配管は前記第１供給配管よりも流路の断面積が小さく構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１供給配管と前記副配管の少なくとも一方には流量調節弁が介挿され、当該流量調節弁は前記副配管の流量が前記第１供給配管の流量よりも低流量になるよう設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
基板に凍結膜形成用の液体を供給する凍結液供給機構と、
基板に供給された前記凍結膜形成用の液体に冷却用流体を吐出して凍結させる第２ノズルと、
前記第２ノズルに前記冷却用流体を供給して凍結させる冷却用流体供給源と、
前記第１ノズルと前記第２ノズルとを前記基板の表面に沿って移動させる移動機構とをさらに備え、
前記第１液体供給源が供給する液体が、前記凍結液が基板面で凍結した凍結膜を解凍するための高温液である
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
第１供給配管に接続され、基板に液体を吐出する第１ノズルから、第１の時間当たり流量で液体を吐出する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記第１供給配管の少なくとも一部区間において前記第１供給配管と並列に設けられた副配管を経由して、前記第１ノズルから、第１の時間当たり流量よりも少ない第２の時間当たり流量で液体を吐出する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記第１ノズルから液体を引き戻す第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記第１ノズルから液体を基板に供給する第４の工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程においては、シリコン等の半導体基板（以下、単に「基板」という。）に対して、基板処理装置を用いて様々な処理が施される。例えば、基板の表面に洗浄液を供給することにより、基板の表面上に付着したパーティクル等を除去する洗浄処理が行われる。
【０００３】
特許文献１では、基板の表面に脱イオン水（ＤＩＷ：De Ionized Water）等の液膜を形成し、当該液膜を冷却ガスにより冷却して凍結させた後、リンス液で解凍除去することにより、基板表面のパーティクルを除去する技術が開示されている。また、特許文献２では、上述の凍結洗浄において、凍結させた液膜に対して常温よりも高温（例えば８０℃）の解凍用液体である加熱液を供給して凍結膜を除去する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２に記載の装置では、基板の表面に脱イオン水を供給するノズルと、冷却ガスを供給するノズルと、解凍用液体を供給するノズルとをそれぞれ別々のアームに取り付けたものが図示されている。しかしながら、この種の装置においては装置を小型化するため、あるいはコストを低減するために、これらのノズルのうちの複数を一つのアームにまとめて取り付けることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７１８７５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３８０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、例えば冷却ガスを供給するノズルと、解凍用液体を供給するノズルとを一つのアームに取り付けた場合、以下のような不都合が生じる。すなわち、解凍用液体を供給するノズルは、凍結した基板上の液膜を速やかに解凍する要求から、十分な流量を供給する必要があり、ノズルにつながる液体供給装置の配管も大径のものが使用され、かつその流量も比較的高く設定される。また、かかる解凍用液体の供給装置は液体を高温のまま吐出することが好ましいが、チャンバ内のノズルや配管は通常、常温の環境下におかれるため冷めて温度低下が生じやすく、吐出前にはプリディスペンスを行うことが望ましい。プリディスペンスでは解凍用液体をノズルから吐出した後にその吐出を停止するが、配管系内を流れる解凍用液体の流量が大きく、流速が速く、液の勢いが強いため、解凍用液体がノズルの先端できれいに停止せず、図３に示すようにノズル１００の配管系内の液体１０１が、ノズル１００の先端１００ａ部分で過剰にノズルから出てしまう。そのためノズルの先端まで流路の液密を保つことができず、流路内に液滴１０１ａと空気が混じった状態になってしまう。
【０００７】
このような状態になると、その後にサックバック（配管中の液の引き戻し）動作を行ってもノズルの先端の液滴を除去することができなくなる。そしてその後に冷却ガスを基板に供給して基板上の液膜を凍結させるプロセスを実行する際に、アームを基板上にスキャンさせたときにその振動で液滴１０１ａが基板上に落下し、基板を良好に凍結させることができなくなり、洗浄効果が低下し、パーティクルの除去不良が発生する虞がある。これは図３に示すようにノズル１００の先端１００ａ部分が鉛直方向の流路を有する場合に顕著であった。
【０００８】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、配管系の流路の先端まで液密状態を保ち、サックバックの効果が低下することがない基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、基板に液体を吐出する第１ノズルと、前記第１ノズルに接続された第１供給配管と、前記第１供給配管の少なくとも一部区間において前記第１供給配管と並列に設けられ、かつ前記第１供給配管の流量よりも低流量に設定される副配管と、前記第１供給配管および前記副配管を通じて前記第１ノズルに第１の液体を供給する第１液体供給源と、前記第１供給配管または前記副配管に付設された引き戻し機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記第１供給配管には主開閉弁が介挿され、前記副配管には副開閉弁が介挿され、前記主開閉弁および前記副開閉弁を制御する制御部がさらに設けられ、前記制御部は、前記第１ノズルからの液の吐出を停止する際に、前記主開閉弁を先に閉止し、前記副開閉弁を前記主開閉弁が閉止するよりも遅れて閉止するように制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の基板処理装置において、前記副配管は前記第１供給配管よりも流路の断面積が小さく構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第１供給配管と前記副配管の少なくとも一方には流量調節弁が介挿され、当該流量調節弁は前記副配管の流量が前記第１供給配管の流量よりも低流量になるよう設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置であって、基板に凍結膜形成用の液体を供給する凍結液供給機構と、基板に供給された前記凍結膜形成用の液体に冷却用流体を吐出して凍結させる第２ノズルと、前記第２ノズルに前記冷却用流体を供給して凍結させる冷却用流体供給源と、前記第１ノズルと前記第２ノズルとを前記基板の表面に沿って移動させる移動機構とをさらに備え、前記第１液体供給源が供給する液体が、前記凍結液が基板面で凍結した凍結膜を解凍するための高温液であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、第１供給配管に接続され、基板に液体を吐出する第１ノズルから、第１の時間当たり流量で液体を吐出する第１の工程と、前記第１の工程の後に、前記第１供給配管の少なくとも一部区間において前記第１供給配管と並列に設けられた副配管を経由して、前記第１ノズルから、第１の時間当たり流量よりも少ない第２の時間当たり流量で液体を吐出する第２の工程と、前記第２の工程の後に、前記第１ノズルから液体を引き戻す第３の工程と、前記第３の工程の後に、前記第１ノズルから液体を基板に供給する第４の工程と、を備えたことを特徴とする基板処理方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至６に係る発明によれば、配管系の流路の先端まで液密状態を保ち、サックバックの効果が低下することがない基板処理装置を提供できる。
加熱処理後の基板を炉壁に近接させることで冷却することができ、かつ構造が簡単で安価な熱処理装置を提供できる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、基板に供給した液膜を第２ノズルから凍結膜形成用の流体を供給して凍結させた後に、第１ノズルから高温液を供給して解凍する凍結洗浄処理を行う場合に、第１ノズルの配管系の流路の先端まで液密状態を保ち、サックバックの効果が低下することがなく、第１ノズルと第２ノズルとを同じ移動機構で移動させる場合であっても、第１ノズルから高温液が基板に不所望に落下することが防止または抑制できる。
【００１７】
請求項６に係る発明によれば、配管系の流路の先端まで液密状態を保ち、サックバックの効果が低下することがない基板処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態の一例の基板処理装置の全体の構成を模式的に示す概略側面図である。
【図２】図１に示した基板処理装置が実行する処理を示す処理フロー図である。
【図３】ノズルの先端部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜＜基板処理装置の概略構成＞＞
図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の全体の概略構成を示す図である。図１に示すように、基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１では、基板９上に凍結膜を形成し、当該凍結膜を除去することにより、基板９上からパーティクル等を除去する凍結洗浄処理が行われる。
【００２０】
基板処理装置１は、主要な構成として、基板保持部２と、基板回転機構５と、カップ部２１と、チャンバ７と、薬液供給機構１０と、常温純水供給機構１１と、低温純水供給機構１２と、冷却ガス供給機構１３と、高温液供給機構１４と、制御部８とを備える。
【００２１】
基板保持部２は、チャンバ７内において基板９の一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を上側に向けた状態で基板９を保持する。基板９の上面９１には、半導体素子の回路パターン等が形成されている。カップ部２１は、チャンバ７内において基板９および基板保持部２の周囲を囲む。基板回転機構５は、基板保持部２に保持された基板９の中心を通るとともに基板９の上面９１に垂直な回転軸を中心として、基板９を基板保持部２と共に水平面内にて回転する。
【００２２】
制御部８はいわゆるマイクロコンピュータよりなり、基板保持部２、基板回転機構５、カップ部２１、薬液供給機構１０、常温純水供給機構１１、低温純水供給機構１２、冷却ガス供給機構１３、高温液供給機構１４等、基板処理装置１の各部の構成の動作を制御する。
＜＜配管系とその周辺の構成＞＞
【００２３】
薬液供給機構１０は、基板洗浄用の薬液、具体的にはＳＣ−１を供給する薬液供給源１０ａと、その薬液供給源１０ａから配管１０ｂおよびバルブ１０ｃを介して供給される薬液を基板保持部２に保持された基板９の上面９１に吐出する薬液ノズル１０ｄとからなる。
【００２４】
常温純水供給機構１１は、薬液洗浄後のリンス用に常温の純水を供給する薬液供給源１１ａと、その純水供給源１１ａから配管１１ｂおよびバルブ１１ｃを介して供給される薬液を基板保持部２に保持された基板９の上面９１に吐出する常温純水ノズル１１ｄとからなる。カップ部２１の側方（図１中の左側方）には図示しない駆動源により回転軸１５を中心として水平に旋回回動するアーム１６が設けられる。薬液ノズル１０ｄと常温純水ノズル１１ｄとは、アーム１６の先端に取り付けられ、吐出する薬液や純水が基板保持部２に保持された基板９の中心を通る旋回経路上に吐出可能となっている。
【００２５】
低温純水供給機構１２は、純水供給源１１ａから供給される純水を所定の低温、例えば純水の凝固点である０℃よりも若干高い０．５℃に冷却して貯留する冷却部１２ａと、その冷却部１２ａから配管１２ｂおよびバルブ１２ｃを介して供給される低温の純水を基板保持部２に保持された基板９の上面９１に吐出する低温純水ノズル１２ｄとからなる。低温純水ノズル１２ｄはカップ部２１の側方に立設されて吐出する低温の純水が基板保持部２に保持された基板９の中心に供給されるように固定的に設けられている（図１では一部を省略して記載している）。低温純水供給機構１２はさらに、冷却部１２ａから配管１２ｂおよびバルブ１２ｅを介して供給される低温の純水を基板保持部２に保持された基板９の他方の主面９２（以下、「下面９２」という。）の中央部に向けて吐出する下面低温純水ノズル１２ｆを備える。下面低温純水ノズル１２ｆは基板保持部２の中央を貫通して設けられる。
【００２６】
冷却ガス供給機構１３は、低温純水供給機構１２から基板９に供給される純水の凝固点である０℃よりも低い温度まで冷却された冷却ガスを貯留する冷却ガス供給源１３ａと、その冷却ガス供給源１３ａから配管１３ｂおよびバルブ１３ｃを介して供給される冷却ガスを基板９の上面９１に向けて供給する冷却ガスノズル１３ｄとよりなる。冷却ガスとしては、冷却された窒素（Ｎ２）ガスが用いられる。冷却ガスの温度は、できるだけ低温であることが好ましく、本実施の形態では、−１６５℃である。カップ部２１の側方（図１中の右側方）には図示しない駆動源により回転軸１７を中心として水平に旋回回動するアーム１８が設けられる。冷却ガスノズル１３ｄは、後述する高温液ノズル１４ｄとともにアーム１８の先端に取り付けられ、吐出する冷却ガスや高温水が基板保持部２に保持された基板９の中心を通る旋回経路上に吐出可能となっている。
【００２７】
高温液供給機構１４は、所定の液体を加熱して高温にした高温液を貯留する高温液供給源１４ａと、その高温液供給源１４ａから供給配管１４ｂを介して供給される高温液を基板９の上面９１に供給する高温液ノズル１４ｄを備える。高温液としては、常温よりも高く、また低温純水供給機構１２から基板９に供給される純水の凝固点である０℃よりも十分に高い温度まで加熱された純水が用いられる。高温液の温度は、できるだけ高温であることが好ましく、本実施の形態では、約８０℃である。
【００２８】
高温液供給機構１４についてさらに詳細に説明する。高温液ノズル１４ｄはその先端部分が鉛直方向下向きの流路（図３参照）を有する。高温液供給源１４ａと高温液ノズル１４ｄを結ぶ供給配管１４ｂは内径６ｍｍである。供給配管１４ｂはその途中部分において、主開閉弁１４ｃおよび主流量調節弁１４ｇが介挿される。またその主開閉弁１４ｃおよび主流量調節弁１４ｇが介挿された区間の供給配管１４ｂに対して、副配管１４ｈが並列的に設けられる。副配管１４ｈは供給配管１４ｂと比べて細い内径４ｍｍであり、副開閉弁１４ｉおよび副流量調節弁１４ｊが介挿される。図１において供給配管６ｃと比べて細い線で描いている部分が副配管６０である。この供給配管６ｃと副配管６０との並列区間は、高温液ノズル１４ｄからみて約２ｍの位置から始まり、並列区間の長さは数１０ｃｍ〜数ｍ程度である。主流量調節弁６ｅは流量が毎分５リットルに設定され、副流量調節弁６０ｅは流量が毎分１リットルに設定される。
【００２９】
また、供給配管１４ｂにおいて、前述した副配管１４ｈとの並列区間の下流側からサックバック配管１９が分岐している。サックバック配管１９にはコンバム等からなる引き戻し機構２０が接続され、サックバックが行われる。サックバックにより引き戻された液は図示しないドレン配管に廃棄される。また、高温液ノズル１４ｄはアーム１８に取り付けられる。アーム１８がカップ部２１の側方の待機位置にあるとき、高温液ノズル１４ｄはカップ部２１の側方に設けられた待機ポット（図示せず）の上方に位置し、その位置で高温液ノズル１４ｄのプリディスペンス、すなわち高温液の予備吐出を行うことができる。このとき吐出された高温液は前記待機ポットに受けられて、その待機ポットからドレン配管に廃棄される。プリディスペンスおよびサックバックについては詳細を後述する。
＜＜基板処理装置の動作＞＞
【００３０】
図２は、基板処理装置１における基板９の凍結洗浄処理の流れを示す図である。基板処理装置１では、まず、基板９がチャンバ７内に搬入されて基板保持部２により保持され、制御部８の制御により、基板回転機構５による基板９の回転が開始される（ステップＳ１１）。基板９の回転数は、例えば、３００ｒｐｍ〜９００ｒｐｍであり、本実施の形態では４００ｒｐｍである。
【００３１】
続いて、制御部８によりアーム１６が駆動されて薬液ノズル１０ｄと常温純水ノズル１１ｄが基板９の中央上方に位置し、薬液供給機構１０のバルブ１０ｃが開かれ、基板９の上面９１にＳＣ−１が供給されて基板９上面９１の薬液洗浄が行われる（ステップＳ１２）。所定時間経過後、バルブ１０ｃが閉じられる。
【００３２】
次に常温純水供給機構１１のバルブ１１ｃが開かれ、常温純水ノズル１１ｄから基板９の上面に常温の純水が供給されて薬液洗浄後の純水リンスが行われ、薬液成分が除去される（ステップ１３）。所定時間経過後、バルブ１１ｃが閉じられ、アーム１６が駆動されて待機位置に戻る。なお、基板９の上面９１に供給されたＳＣ−１や純水は、基板９の回転により、基板９の中央部から外縁部に向かって上面９１の全面に亘って拡がり、基板９のエッジから外側へと飛散する。基板９から飛散した純水は、カップ部２１により受けられて回収される。
【００３３】
続いて、制御部８により低温純水供給機構１２のバルブ１２ｃおよびバルブ１２ｅが開かれる。これにより、低温純水ノズル１２ｄおよび下面低温純水ノズル１２ｆから基板の上面９１および下面９２に低温の純水が供給され、基板９の予備冷却が行われる（ステップＳ１４）。かかる予備冷却動作は所定の時間だけ継続され、基板９の温度が低温純水供給機構１２から供給される純水とほぼ同じ温度まで冷却される。本実施の形態では、予備冷却により、基板９全体が約０．５℃まで冷却される。
【００３４】
次に、制御部８により基板回転機構５による基板９の回転数が減少し、基板９の予備冷却時よりも小さい回転数に変更される。基板９の回転数は、例えば、５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍであり、本実施の形態では５０ｒｐｍである。それとともに低温純水供給機構１２のバルブ１２ｃが閉じられ、基板９の上面９１への純水の供給が停止される。これにより、基板処理装置１では、低速にて回転する基板９の上面９１において、上面９１上に残っている純水の一部が基板９の中央部からエッジへと向かい、基板９から外側へと飛散する。そして、基板９の上面９１上には、純水の薄い液膜が形成される液膜形成動作が行われる（ステップＳ１５）。液膜の厚さは、基板９の上面９１の全面に亘っておよそ均一であり、本実施の形態では、約５０μｍである。なお、液膜の厚さは必ずしも均一である必要はない。またこのとき、下面低温純水ノズル１２ｆから回転中の基板９の下面９２に低温の純水を供給する動作は継続され、基板９の冷却が継続される。所定の時間が経過して液膜の形成が終了すると、バルブ１２ｅが閉じられ、下面低温純水ノズル１２ｆからの純水の供給が停止される。
【００３５】
続いて、制御部８の制御により、冷却ガス供給機構１３のバルブ１３ｃを開き、またアーム１８が駆動されて冷却ガスノズル１３ｄの回動が開始される。これにより、チャンバ７の外部に設けられた冷却ガス供給源１３ａから冷却ガスノズル１３ｄへと冷却ガスが供給され、冷却ガスノズル１３ｄは回転中の基板９の上面９１に向けて冷却ガスを吐出しつつ、基板９の中央部とエッジとの間で冷却ガスノズル１３ｄが往復移動を繰り返す。そして、これにより、基板９の上面９１の全面に亘って冷却ガスが供給され、上面９１上の液膜が冷却されて凍結する（ステップＳ１６）。以下、凍結した液膜を「凍結膜」とも呼ぶ。なお、基板処理装置１では、基板９の中央部の上方にて停止した冷却ガスノズル１３ｄから冷却ガスの供給が行われ、基板９の回転により冷却ガスが基板９の中央部から外縁部へと拡がることにより凍結膜が形成されてもよい。
【００３６】
基板９上では、基板９の上面９１とその上面９１に付着した異物（パーティクル等）との間に浸入した純水が凍結（凝固）して体積が増加することにより、パーティクル等が基板９から微小距離だけ浮き上がる。その結果、パーティクル等と基板９との間の付着力が低減され、パーティクル等が基板９から脱離する。また、純水が凍結する際に、基板９の上面９１に平行な方向に体積が増加することによっても、基板９に付着しているパーティクル等が基板９から剥離する。
【００３７】
所定の時間が経過して凍結膜の形成が終了すると、制御部８の制御によりバルブ１３ｃが閉じられて冷却ガス供給機構１３からの冷却ガスの供給が停止される。そして、基板回転機構５による基板９の回転数が増加され、凍結膜の形成時よりも大きい回転数に変更される。基板９の回転数は、例えば、１５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍであり、本実施の形態では２０００ｒｐｍとされる。そして、制御部８により高温液供給機構１４が制御され、主開閉弁１４ｃが開かれ、供給配管１４ｂを通じて高温液ノズル１４ｄから基板９の上面９１に向けて高温液が供給される。高温液は、基板９の回転により、基板９の中央部から外縁部に向かって上面９１の全面に亘って拡がる。これにより、上面９１上の凍結膜が急速に解凍され（すなわち、液化され）、高温液と共に基板９のエッジから外側へと飛散する（ステップＳ１７）。基板９の上面９１に付着していたパーティクル等は、基板９上から飛散する液体と共に基板９上から除去される。基板９上から外側へと飛散した液体は、カップ部２１により受けられて回収される。基板処理装置１では、高温液供給機構１４は、基板９上の凍結膜に解凍用液体である高温液を供給して凍結膜を除去する役割を果たす。
【００３８】
凍結膜の解凍、除去が終了すると、制御部８によりアーム１６が駆動されるとともに常温純水供給機構１１のバルブ１１ｃが開かれ、常温純水ノズル１１ｄから基板９の上面９１上にリンス液（常温の純水）が供給され、基板９のリンス処理が行われる（ステップＳ１８）。リンス処理中の基板９の回転数は、好ましくは、３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍであり、本実施の形態では、８００ｒｐｍである。
【００３９】
その後、常温純水供給機構１１のバルブ１１ｃが閉じられ、常温純水ノズル１１ｄから基板９の上面９１へのリンス液の供給が停止され、基板９の回転数を１５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍ（本実施の形態では、２０００ｒｐｍ）に変更し、基板９の回転により、基板９上のリンス液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１９）。基板９の乾燥処理が終了すると、基板回転機構５による基板９の回転が停止されて（ステップＳ２０）、処理を終了する。
＜＜高温液供給機構１４のプリディスペンス及びサックバック動作＞＞
【００４０】
上述した一連の凍結洗浄処理の動作の中で、ステップＳ１７において高温液供給機構１４の高温液ノズル１４ｄから５０℃〜９０℃の高温の液体が基板９に供給される。ところで、基板処理装置１においてチャンバ７やその周辺は特に温度調節を行う構成は備えていないため常温である。そのため、高温液供給源１４ａから高温液ノズル１４ｄに至る供給配管１４ｂには断熱保温構造を施してあるが、それでもそれら供給配管１４ｂや高温液ノズル１４ｄ内に液がとどまる時間が長くなると、液の温度低下が避けられない。高温液の温度が低下すると、ステップＳ１７における凍結膜の解凍除去が速やかにできず、基板上の配線パターンにダメージが発生するなどの問題が生じる。そこで、本実施の形態では、ステップＳ１７よりも前の段階で、高温液ノズル１４ｄのプリディスペンス処理およびサックバック処理を行う。かかる動作について以下に説明する。
【００４１】
ステップＳ１４の基板９の予備冷却動作およびステップＳ１５の液膜形成動作の間、アーム１８はカップ部２１の側方の待機位置にあり、高温液ノズル１４ｄはカップ部２１の側方に設けられた待機ポット（図示せず）の上方に位置している。そこで、本実施形態では、基板処理装置１がステップＳ１５を実行している間に平行して、プリディスペンス処理（ステップＳ１５Ａ１、Ｓ１５Ａ２）およびサックバック処理（ステップＳ１５Ｂ）を行う。すなわち、プリディスペンス処理においては、制御部８はまず約５秒間だけ主開閉弁１４ｃを開放し、供給配管１４ｂを介して高温液ノズル１４ｄから比較的大流量（毎分５リットルの流量）で高温液の吐出を行う（ステップＳ１５Ａ１）。これにより、高温液ノズル１４ｄの内部やそれに近い供給配管１４ｂ内の比較的温度低下が進んだ高温液は待機ポット内に吐出されて廃棄され、代わって新しい（比較的温度低下していない）高温液が高温液ノズル１４ｄの内部やそれに近い供給配管１４ｂ内に供給される。これによって、次に基板９に供給すべき高温液の温度を高く保つとともに高温液ノズル１４ｄや供給配管１４ｂ自体の温度も高く保つことができる。
【００４２】
続いて制御部８は主開閉弁１４ｃを閉じると同時に副開閉弁１４ｉを開放して、約１秒程度の間、副配管１４ｈを介して高温液ノズル１４ｄから比較的小流量（毎分１リットルの流量）で高温液の吐出を行う（ステップＳ１５Ａ２）。しかる後に制御部８は副開閉弁１４ｉを閉じてプリディスペンスを終了する。それと同時に制御部８は引き戻し機構２０を作動させ、高温液ノズル１４ｄ内の高温液を引き戻し機構２０側へ引き戻すサックバック動作を行う（ステップＳ１５Ｂ）。このサックバック動作の直前のプリディスペンス動作は副配管１４ｈを通じた比較的小流量の吐出であるので、高温液ノズル１４ｄからの高温液の吐出も比較的低速で緩やかな流れである。そのため、副開閉弁１４ｉを閉じて吐出を終了する際にも、高温液ノズル１４ｄ内の液が勢いで過剰に吐出されてしまい、高温液ノズル１４ｄ内に空気が入り込んでしまう図３に示すような状態が防止または抑制され、高温液ノズル１４ｄ内は液で満たされた状態が保たれる。したがって、それに引き続き行われるサックバック動作において、高温液ノズル１４ｄ内の液は先端から良好に引き戻され。高温液ノズル１４ｄの先端近くの流路の壁に液が液滴の状態で付着して残る、ということがなく、特に高温液ノズル１４ｄの先端１４ｄ１の鉛直方向に流路がある部分に付着した液滴が後の凍結処理時にアーム１８が駆動される振動などによって基板９の上面９１に落下してしまい、液膜の状態を乱したり凍結を阻害するなどの現象を発生させることがない。
【００４３】
なお、プリディスペンス動作の時間は、吐出して置換したい配管の長さや容量と流量を考慮して適当な時間だけ行えばよく、またサックバック動作の時間も、引き戻しを行いたい容量を考慮して適当な時間だけ行えばよい。本実施形態において、プリディスペンス動作時の流量は主開閉弁１４ｃ開放時には毎分５リットル（毎秒８３ｃｃ）であり、５秒程度のプリディスペンス動作を行えば、主開閉弁１４ｃよりも高温液ノズル１４ｄ側の供給配管１４ｂ内の高温液体を置換してそれらを加温するのに十分である。また、高温液供給機構１４のプリディスペンスを行うタイミングは、液やノズルの温度低下を考慮すると、実際の処理に高温液供給機構１４を使用するより前であってかつそれにもっとも接近したタイミングが望ましいが、ステップＳ１６の凍結処理の間はアーム１８を旋回駆動して冷却ガスノズル１３ｄを使用するために、待機ポットに対するプリディスペンス処理ができない。そのため本実施形態においてはステップＳ１５と同時に行った。もし、ステップＳ１５の間だけではプリディスペンスとサックバックの動作が完了しない場合にはステップＳ１４の間から始めてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態ではステップＳ１５Ａ１で主開閉弁１４ｃのみを開放し、ステップＳ１５Ａ２で主開放弁１４ｃを閉じると同時に副開閉弁１４ｉを開放していたが、例えば、ステップＳ１５Ａ１で主開閉弁１４ｃと副開閉弁１４ｉの両方を開放し、ステップＳ１５Ａ２で主開放弁１４ｃのみを閉じるようにしてもよい。
【００４５】
この実施形態では、副配管１４ｈは供給配管１４ｂよりも断面積が小さいものを使用したが、必ずしもこれに限らず、例えば断面積が同じ配管を用いてもよい。また供給配管１４ｂと副配管１４ｈとの両方にそれぞれ主流量調節弁１４ｇおよび副流量調節弁１４ｊを設けたが、これに限らず、たとえばどちらか一方のみに流量調節弁を設けてもよいし、流量調節弁を設けずに配管の断面積を異ならせることによって流量を調節してもよい。また、副配管１４ｈを設けることなく、供給配管１４ｂの主流量調節弁１４ｇに対して当初の流量を多くしその後流量を減少させるような制御を行ってもよい。
＜＜その他の変形例等＞＞
【００４６】
基板処理装置１では、低温純水供給機構１２の下面低温純水ノズル１２ｆから供給される低温の純水によって冷却される予備冷却処理は、冷却ガス供給機構１３による基板９への冷却ガスの供給が開始される直前まで行われることが好ましい。これにより、基板９および液膜の温度を低く維持した状態で液膜の凍結を開始することができる。
【００４７】
基板処理装置１では、凍結させるための液膜を形成するための液体は、必ずしも、予め冷却された純水である必要はなく、例えば、常温の純水が基板９の上面９１に供給され、当該純水により液膜が形成されてもよい。また、純水以外の液体（炭酸水、水素水、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水）、ターシャリーブタノール（ＴＢＡ）等）が供給され、当該液体により液膜が形成されてもよい。
【００４８】
冷却ガス供給機構１３による液膜の凍結は、液膜を形成する液体の凝固点よりも低温の窒素以外の冷却ガス（例えば、酸素、空気、オゾン、アルゴン）が、基板９の上面９１に供給されることにより行われてもよい。液膜の凍結は、液膜を形成する液体の凝固点よりも低温の冷却ガスや液体が、基板９の下面９２に供給されることにより行われてもよい。また、高温液供給機構１４では、純水以外の様々な液体が、解凍用液体として常温よりも高い温度まで加熱され、基板９の上面９１に供給されてもよい。
【００４９】
基板処理装置１により処理される基板は、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等であってもよい。上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【００５０】
なお、以上の実施形態において、高温液ノズル１４ｄが第１ノズルに、供給配管１４ｂが第１供給配管に、副配管１４ｈが副配管に、高温液供給源１４ａが第１液体供給源に、引き戻し機構２０が引き戻し機構に、低温純水供給機構１２が凍結膜形成用の液体を供給する凍結液供給機構に、冷却ガスが冷却用流体に、冷却ガスノズル１３ｄが第２ノズルに、冷却ガス供給源１３ａが冷却用流体供給源に、回転軸１７とその駆動源及びアーム１８が移動機構に、それぞれ相当し、ステップＳ１５Ａ１が第１の工程に、ステップＳ１５Ａ２が第２の工程に、ステップＳ１５Ｂが第３の工程に、ステップＳ１７が第４の工程に、それぞれ相当する。
【符号の説明】
【００５１】
９    基板
１０    薬液供給機構
１１    常温純水供給機構
１２    低温純水供給機構（凍結液供給機構）
１３    冷却ガス供給機構
１３ａ  冷却ガス供給源（冷却用流体供給源）
１３ｄ  冷却ガスノズル（第２ノズル）
１４    高温液供給機構
１４ａ  高温液供給源（第１液体供給源）
１４ｂ  供給配管（第１供給配管）
１４ｃ  主開閉弁
１４ｄ  高温液ノズル（第１ノズル）
１４ｇ  主流量調節弁
１４ｈ  副配管
１４ｉ  副開閉弁
１４ｊ  副流量調節弁
１７    回転軸
１８    アーム
１９    サックバック配管
２０    引き戻し機構
Ｓ１５Ａ１、Ｓ１５Ａ２、Ｓ１５Ｂ    ステップ
【図１】
0006625385.tif 000002
【図２】
0006625385.tif 000003
【図３】
0006625385.tif 000004