(57)【要約】【課題】液膜が乾燥するのを防止しながら液膜を確実に凍結させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】ガス導入配管３３が冷却ガス吐出ノズル３に接続され、ガス導入配管３３から冷却ガス吐出ノズル３の内部に設けられた流通空間Ｓ１に冷却ガスを導入可能となっている。基板表面Ｗｆの面内での表面方向における流通空間Ｓ１の断面ＣＳ１の面積はガス導入配管３３の流路断面ＣＳ２の面積よりも大きくなっている。このため、流通空間Ｓ１に導入され、該流通空間Ｓ１を流通する冷却ガスの流速は、ガス導入配管３３の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。これにより、ガス導入配管３３の内部を流通する冷却ガスの流速を高めた場合であっても、ノズル内部で冷却ガスの流速を減速させることができる。【選択図】図４
2008159728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に形成された液膜を凍結させる凍結処理に適した基板処理装置において、
基板表面に液膜が形成された状態で基板を保持する基板保持手段と、
その内部に前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを流通させる流通空間を有し、前記流通空間内の冷却ガスを前記液膜に向けて吐出させる冷却ガス吐出ノズルと、
前記冷却ガス吐出ノズルに接続され、前記流通空間に冷却ガスを導入するガス導入配管と
を備え、
前記基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における前記流通空間の断面積が前記ガス導入配管の流路断面積よりも大きいことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記流通空間内に前記冷却ガス吐出ノズルと前記ガス導入配管との接続位置において開口された開口部にその表面が対向して配置された板状部材をさらに備え、
前記ガス導入配管は前記開口部から前記流通空間に冷却ガスを導入して前記板状部材の表面に冷却ガスを衝突させ整流するとともに、前記冷却ガス吐出ノズルは整流された冷却ガスを吐出させる請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記板状部材の表面は前記基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面に略平行となるように配置される請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ガス導入配管は前記流通空間に冷却ガスを導入して前記冷却ガス吐出ノズルの内壁面に冷却ガスを衝突させ整流するとともに、前記冷却ガス吐出ノズルは整流された冷却ガスを吐出させる請求項１記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ガス導入配管は前記流通空間に前記基板表面の面内での表面方向に略平行な方向から冷却ガスを導入する請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記冷却ガス吐出ノズルを前記基板表面に沿って前記基板に対して相対移動させる駆動機構をさらに備え、
前記冷却ガス吐出ノズルから前記冷却ガスを前記基板表面に向けて局部的に吐出させながら前記駆動機構により前記冷却ガス吐出ノズルを前記基板に対して相対移動させることで前記液膜の全体を凍結させる請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板表面に形成された液膜を凍結させる凍結処理に適した基板処理方法において、
基板表面に液膜が形成された状態で基板を保持する基板保持工程と、
冷却ガス吐出ノズルの内部に設けられ、前記液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを流通させる流通空間に、前記冷却ガス吐出ノズルに接続されたガス導入配管から冷却ガスを導入するガス導入工程と、
前記流通空間に導入された冷却ガスを前記冷却ガス吐出ノズルから前記液膜に向けて吐出させるガス吐出工程と
を備え、
前記基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における前記流通空間の断面積が前記ガス導入配管の流路断面積よりも大きい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】
この発明は、半導体ウエハ、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などの各種基板（以下、単に「基板」という）の表面に形成された液膜を凍結させる凍結処理に適した基板処理装置および基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板に対する処理のひとつとして基板表面に液膜を付着させた状態で基板を冷却することにより液膜を凍結させる技術が用いられている。特に、このような凍結技術は基板に対する洗浄処理の一環として用いられている。すなわち、半導体装置に代表されるデバイスの微細化、高機能化、高精度化に伴って基板表面に形成されたパターンを倒壊させずに基板表面に付着しているパーティクル等の微小な汚染物質を除去することが益々困難になっている。そこで、上記した凍結技術を用いて次のようにして基板表面に付着している汚染物質を除去している。
【０００３】
先ず、基板表面に液体を供給して基板表面に液膜を形成する。続いて、基板を冷却することにより液膜を凍結させる。これにより、汚染物質が付着している基板表面に凍結膜が形成される。そして、最後に基板表面から凍結膜を除去することにより基板表面から汚染物質を凍結膜とともに除去している。
【０００４】
ここで、基板表面に形成された液膜を凍結させる基板処理方法としては次のようなものがある。例えば特許文献１に記載の装置においては、処理チャンバー内に基板を収容し、該基板をペデスタル（台座）上に支持している。そして、基板表面にスチームまたは超純度水蒸気等の除去流体を供給している。これにより、基板表面上に除去流体による液膜が形成される。続いて、除去流体の凍結温度を下回る温度を有する冷却ガスを処理チャンバー内に射出し、該冷却ガスを処理チャンバー内で循環させている。そうすると、基板表面に形成された液膜が凍結する。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１４５１３０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の装置では、処理チャンバー内に冷却ガスを射出するとともに該冷却ガスを処理チャンバー内で循環させて基板表面に形成された液膜を凍結している。このため、基板のみならず、ペデスタル等の基板保持手段を含む、基板の周辺に位置する周辺部材（以下、単に「基板周辺部材」という）も冷却ガスによって凍結温度以下あるいはその近辺の温度にまで冷却されてしまう。その結果、基板周辺部材が冷熱によりダメージを受け、基板周辺部材の耐久性が劣化してしまうという問題が発生していた。
【０００７】
そこで、処理チャンバー内で冷却ガスを循環させるのではなく、基板表面に形成された液膜に直接に冷却ガスを供給することが考えられる。すなわち、基板表面の上方にノズルを配置して、ノズルから冷却ガスを吐出させながら該ノズルを基板表面に沿って基板に対して相対移動させることが考えられる。これにより、基板表面に形成された液膜が局部的に凍結しながら、基板表面の表面領域のうち液膜が凍結した領域（凍結領域）が広げられ、液膜全体が凍結する。このため、冷却ガスの供給部位を基板表面上の一部領域に限定することができ、基板周辺部材の温度低下を必要最小限に止めることができる。
【０００８】
しかしながら、上記のようにノズルから冷却ガスを吐出して液膜を凍結させる場合には以下の点を考慮する必要がある。すなわち、ノズルと該ノズルに冷却ガスを供給する冷却ガス供給源とは、装置の構成上、近接して配置することが難しい。このため、冷却ガス供給源からの冷却ガスをノズルに導入するための配管（ガス導入配管）が必要となるとともに、当該配管の長さは比較的長くなってしまう。その結果、冷却ガス供給源からの冷却ガスをノズルに導入するまでの間に、冷却ガスが配管を介して外部雰囲気からの熱を吸収し、冷却ガスの温度が上昇してしまう。その結果、液膜を凍結させることが困難となる場合がある。
【０００９】
そこで、冷却ガスへの外部雰囲気からの吸熱を抑制するために、冷却ガス供給源からノズルに向けて供給する冷却ガスの流速を高めることが考えられる。しかしながら、この場合には、冷却ガスの温度上昇を抑制することはできても、次のような新たな問題が発生するおそれがある。すなわち、冷却ガスの流速を高めると、ノズルから吐出された冷却ガスによって液膜が凍結する前に液膜が乾燥してしまうおそれがある。
【００１０】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、液膜が乾燥するのを防止しながら液膜を確実に凍結させることができる基板処理装置および基板処理方法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】
【００１１】
本願発明者は、ノズルから冷却ガスを吐出して液膜を凍結させる際に、ノズル内部を冷却ガスが流通する流通空間（以下、単に「流通空間」という）の流路断面積と、ノズルに接続された配管の流路断面積とに関して次のように考察した。すなわち、単に冷却ガス供給源からの冷却ガスを配管を介してノズルに導入し、該ノズルから吐出させることのみを考えると、配管の流路断面積と流通空間の断面積とを同一の大きさに設定することができる。しかしながら、このような寸法関係を採用した場合には、配管内を流通する冷却ガスの流速と、配管から流通空間に導入され、該流通空間を流通する冷却ガスの流速とは、ほぼ同一となってしまう。このため、上述したように冷却ガスへの外部雰囲気からの吸熱を抑制するために配管内を流通する冷却ガスの流速を高めた場合には、このように流速が高められた状態で流通空間を冷却ガスが流通し、ノズルから吐出される。その結果、液膜が乾燥してしまうおそれがある。
【００１２】
そこで、本願にかかる基板処理装置および基板処理方法は、液膜の乾燥を防止する観点から次のように構成されている。
【００１３】
この発明は、基板表面に形成された液膜を凍結させる凍結処理に適した基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板表面に液膜が形成された状態で基板を保持する基板保持手段と、その内部に液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを流通させる流通空間を有し、流通空間内の冷却ガスを液膜に向けて吐出させる冷却ガス吐出ノズルと、冷却ガス吐出ノズルに接続され、流通空間に冷却ガスを導入するガス導入配管とを備え、基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における流通空間の断面積がガス導入配管の流路断面積よりも大きいことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明は、基板表面に形成された液膜を凍結させる凍結処理に適した基板処理方法であって、上記目的を達成するため、基板表面に液膜が形成された状態で基板を保持する基板保持工程と、冷却ガス吐出ノズルの内部に設けられ、液膜を構成する液体の凝固点より低い温度を有する冷却ガスを流通させる流通空間に、冷却ガス吐出ノズルに接続されたガス導入配管から冷却ガスを導入するガス導入工程と、流通空間に導入された冷却ガスを冷却ガス吐出ノズルから液膜に向けて吐出させるガス吐出工程とを備え、基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における流通空間の断面積がガス導入配管の流路断面積よりも大きいことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された発明（基板処理装置および基板処理方法）では、流路断面積が比較的小さなガス導入配管から、基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における断面積が比較的大きなノズル内部の流通空間に冷却ガスが導入される。その結果、ガス導入配管から流通空間に導入された冷却ガスは流通空間内で広がり、冷却ガス吐出ノズルから吐出される。このため、流通空間に導入され、該流通空間を流通する冷却ガスの流速は、ガス導入配管の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。つまり、冷却ガスの流速をノズル内部で減速させることができる。これにより、冷却ガスへの外部雰囲気からの吸熱を抑制するためにガス導入配管の内部を流通する冷却ガスの流速を高めた場合であっても、ノズル内部で冷却ガスの流速を減速させることができる。したがって、液膜が乾燥するのを防止しながら液膜を確実に凍結させることができる。
【００１６】
ここで、流通空間内に冷却ガス吐出ノズルとガス導入配管との接続位置において開口された開口部にその表面が対向して配置された板状部材をさらに備え、ガス導入配管は開口部から流通空間に冷却ガスを導入して板状部材の表面に冷却ガスを衝突させ整流するとともに、冷却ガス吐出ノズルは整流された冷却ガスを吐出させるように構成してもよい。この構成によれば、冷却ガスの流速をノズル内部で２段階にわたって減速させることができる。すなわち、開口部から流通空間に導入された冷却ガスは流通空間内で広がることで、流通空間に導入された冷却ガスの流速は、ガス導入配管の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。さらに、流通空間に導入された冷却ガスはガス導入配管の開口部に対向して配置された板状部材の表面に衝突し、整流される。このため、液膜に向けて供給される冷却ガスの流速をさらに小さくすることができる。したがって、液膜の乾燥を確実に防止することができる。
【００１７】
ここで、板状部材の表面を基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面に略平行となるように配置するのが好ましい。この構成によれば、流通空間に導入された冷却ガスは板状部材に衝突し、基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する方向に整流される。このため、基板表面に向けて吐出される冷却ガスの流速を効果的に減速させることができ、液膜の乾燥防止に有効である。
【００１８】
また、ガス導入配管は流通空間に冷却ガスを導入して冷却ガス吐出ノズルの内壁面に冷却ガスを衝突させ整流するとともに、冷却ガス吐出ノズルは整流された冷却ガスを吐出させるように構成してもよい。この構成によれば、流通空間に導入された冷却ガスは流通空間内で広がることで、冷却ガスの流速が減速する。さらに、流通空間に導入された冷却ガスは冷却ガス吐出ノズルの内壁面に衝突し、整流される。このため、液膜に向けて供給される冷却ガスの流速をさらに減速させることができ、液膜の乾燥を確実に防止することができる。また、この構成によれば、流通空間に導入された冷却ガスを整流させるための部材を別途追加して設ける必要がないため、装置の構成を簡素化することができる。
【００１９】
ここで、ガス導入配管は流通空間に基板表面の面内での表面方向に略平行な方向から冷却ガスを導入するのが好ましい。この構成によれば、流通空間に導入された冷却ガスは内壁面に対して基板表面の面内での表面方向に略平行な方向から入射して内壁面に衝突し、整流される。このため、基板表面の面内での表面方向に略直交する方向に向かう冷却ガスの流速を効果的に減速させることができ、液膜の乾燥防止に有効である。
【００２０】
また、冷却ガス吐出ノズルを基板表面に沿って基板に対して相対移動させる駆動機構をさらに設けて、冷却ガス吐出ノズルから冷却ガスを基板表面に向けて局部的に吐出させながら駆動機構により冷却ガス吐出ノズルを基板に対して相対移動させることで液膜の全体を凍結させるようにしてもよい。この構成によれば、冷却ガスを吐出しながら冷却ガス吐出ノズルが基板表面に沿って基板に対して相対移動されることで、基板表面の表面領域のうち液膜が凍結した領域（凍結領域）が広げられて液膜の全体が凍結する。しかも、この発明によれば、ガス導入配管から流通空間に導入された冷却ガスは流通空間内で広がって冷却ガス吐出ノズルから吐出される。このため、ガス導入配管の流路断面積と同一の断面積の開口（吐出口）を有するノズルから冷却ガスを吐出させる場合に比較して液膜に対する冷却ガスの供給範囲が広くなっている。したがって、ノズル開口の断面積がガス導入配管の流路断面積と同一である場合に比較して、液膜全体を速やかに凍結させることができる。その結果、液膜の凍結処理に要する装置のスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、冷却ガス吐出ノズルの内部に設けられた流通空間の基板表面に向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における断面積が冷却ガス吐出ノズルに接続されたガス導入配管の流路断面積よりも大きくなっている。このため、流通空間に導入され、該流通空間を流通する冷却ガスの流速は、ガス導入配管の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。これにより、冷却ガスへの外部雰囲気からの吸熱を抑制するためにガス導入配管の内部を流通する冷却ガスの流速を高めた場合であっても、ノズル内部で冷却ガスの流速を減速させることができる。したがって、液膜が乾燥するのを防止しながら液膜を確実に凍結させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１はこの発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。この装置は半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆに付着しているパーティクル等の汚染物質を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、微細パターンが形成された基板表面Ｗｆに液膜を形成した後、該液膜を凍結させてから凍結後の液膜（凍結膜）を基板表面Ｗｆから除去することにより、基板Ｗに対して一連の洗浄処理（液膜形成＋液膜凍結＋膜除去）を施す装置である。
【００２３】
この基板処理装置は、基板Ｗに対して洗浄処理を施す処理空間をその内部に有する処理チャンバー１を備え、処理チャンバー１内に基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック２（本発明の「基板保持手段」に相当）と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに向けて液膜を凍結させるための冷却ガスを吐出する冷却ガス吐出ノズル３と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに対向配置された遮断部材５が設けられている。
【００２４】
スピンチャック２は、回転支軸２１がモータを含むチャック回転機構２２の回転軸に連結されており、チャック回転機構２２の駆動により回転中心Ａ０を中心に回転可能となっている。回転支軸２１の上端部には、円盤状のスピンベース２３が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４（図２）からの動作指令に応じてチャック回転機構２２を駆動させることによりスピンベース２３が回転中心Ａ０を中心に回転する。
【００２５】
スピンベース２３の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン２４が立設されている。チャックピン２４は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース２３の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン２４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン２４は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【００２６】
そして、スピンベース２３に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン２４を解放状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理を行う際には、複数個のチャックピン２４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン２４は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース２３から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面（パターン形成面）Ｗｆを上方に向け、裏面Ｗｂを下方に向けた状態で保持される。
【００２７】
冷却ガス吐出ノズル３には、ノズル移動機構３１が接続されている。そして、制御ユニット４からの動作指令に応じてノズル移動機構３１が作動することで冷却ガス吐出ノズル３が所定の回動軸回りに揺動する。これにより、冷却ガス吐出ノズル３を基板表面Ｗｆと対向させながら基板表面Ｗｆに沿って移動させることができる。
【００２８】
図３は図１の基板処理装置に装備された冷却ガス吐出ノズルの動作を示す図である。ここで、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図である。ノズル移動機構３１を作動させると、冷却ガス吐出ノズル３は基板表面Ｗｆに対向しながら同図（ｂ）の移動軌跡Ｔ、つまり基板Ｗの回転中心位置Ｐｃから基板Ｗの端縁位置Ｐｅに向かう軌跡Ｔに沿って移動する。ここで、基板Ｗの回転中心位置Ｐｃは基板表面Ｗｆの上方で、かつ基板Ｗの回転中心Ａ０上に設定されている。また、冷却ガス吐出ノズル３は基板Ｗの側方に退避した待機位置Ｐｓに移動可能となっている。このように、この実施形態では、ノズル移動機構３１が冷却ガス吐出ノズル３を基板表面Ｗｆに沿って基板Ｗに対して相対移動させる「駆動機構」として機能する。
【００２９】
冷却ガス吐出ノズル３はガス導入配管３３と接続され、ガス導入配管３３を介して冷却ガス供給部１５（図２）と連通している。このため、制御ユニット４からの動作指令に応じて冷却ガス供給部１５から冷却ガスが圧送されると、ガス導入配管３３から冷却ガス吐出ノズル３に冷却ガスが導入される。その結果、冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスが吐出される。そして、制御ユニット４からの動作指令に応じて冷却ガス吐出ノズル３が基板表面Ｗｆに近接して対向配置されるとともに冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスが吐出されると、基板表面Ｗｆに向けて冷却ガスが局部的に供給される。ここで、基板表面Ｗｆと冷却ガス吐出ノズル３との間の距離は、例えば６〜７ｍｍに設定される。したがって、冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスを吐出させた状態で、制御ユニット４が基板Ｗを回転させながら該冷却ガス吐出ノズル３を移動軌跡Ｔに沿って移動させることで、冷却ガスを基板表面Ｗｆの全面にわたって供給することができる。これにより、後述するように基板表面Ｗｆに液膜１１ｆが形成されていると、該液膜１１ｆの全体を凍結させて基板表面Ｗｆの全面に凍結膜１３ｆを形成可能となっている。
【００３０】
冷却ガス供給部１５は、例えば冷却用のガスの温度を液体窒素などの冷却源により冷却することで調整する。このような冷却ガス供給部１５は、装置の構成上、冷却ガス吐出ノズル３と近接して配置することが困難なため、ガス導入配管３３はその長さ（配管長）が比較的長いものが必要とされる。なお、ガス導入配管３３としては、例えば内径がφ１０ｍｍのものが使用される。
【００３１】
冷却ガスとしては、基板表面Ｗｆに形成された液膜１１を構成する液体の凝固点より低い温度に調整されたガス、例えば窒素ガス、酸素ガスおよび清浄なエア等を用いることができる。この実施形態では、後述するように基板表面Ｗｆに形成される液膜１１はＤＩＷ（deionized Water）で構成されることから、冷却ガスの温度をＤＩＷの凝固点（氷点）よりも低い温度に調整することができる。また、このように冷却ガスを用いた場合には次の作用効果を得ることができる。すなわち、冷媒としてガスを用いる場合、基板表面Ｗｆへのガス供給前にフィルタ等を介挿することで冷却ガスに含まれる汚染物質を容易に、高効率で除去することができる。そして、こうして清浄化された冷却ガスを用いることで凍結処理において基板表面Ｗｆに汚染物質が付着するのを確実に防止することができる。
【００３２】
図４は図１の基板処理装置に装備された冷却ガス吐出ノズルの構成を示す透視図である。冷却ガス吐出ノズル３は、有蓋円筒形状に形成され、その内底面が下方に向けられている。冷却ガス吐出ノズル３は、その下面が有蓋円筒体の内底面となっている略円盤状の蓋部３０１と、蓋部３０１の端縁部に下方に向けて延設された円筒状の側壁部３０２とを備えている。冷却ガス吐出ノズル３はその内部に冷却ガスを流通させることが可能な流通空間Ｓ１を有している。この流通空間Ｓ１は、蓋部３０１と側壁部３０２とに囲まれた円筒状の内部空間を構成する。冷却ガス吐出ノズル３の先端部（下端部）には、流通空間Ｓ１を流通する冷却ガスを吐出する吐出口３０３が鉛直方向下向きに開口している。
【００３３】
また、蓋部３０１の略中央部はガス導入配管３３と接続されており、ガス導入配管３３から流通空間Ｓ１に鉛直方向下向きに冷却ガスを導入可能となっている。すなわち、冷却ガス吐出ノズル３（蓋部３０１の略中央部）とガス導入配管３３との接続位置において開口部３０４が開口しており、開口部３０４を介してガス導入配管３３を流通する冷却ガスが流通空間Ｓ１に鉛直方向下向きに導入される。ここで、基板表面Ｗｆの面内での表面方向（水平方向）における流通空間Ｓ１の断面ＣＳ１の面積がガス導入配管３３の流路断面ＣＳ２の面積よりも大きくなっている。この実施形態では、例えば流通空間Ｓ１の断面ＣＳ１の面積がガス導入配管３３の流路断面ＣＳ２の面積に対して１５〜２０倍の大きさとなるように設定されている。したがって、ガス導入配管３３から流通空間Ｓ１に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ１内で広がり、吐出口３０３から吐出される。
【００３４】
図１に戻って説明を続ける。スピンチャック２の回転支軸２１は中空軸からなる。回転支軸２１の内部には、基板Ｗの裏面ＷｂにＤＩＷを供給するための処理液供給管２５が挿通されている。処理液供給管２５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）に近接する位置まで延びており、その先端には基板Ｗの下面中央部に向けてＤＩＷを吐出する処理液ノズル２７が設けられている。処理液供給管２５はＤＩＷ供給部１６（図２）と接続されており、ＤＩＷ供給部１６からＤＩＷが供給される。
【００３５】
回転支軸２１の内壁面と処理液供給管２５の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路２９を形成している。このガス供給路２９は乾燥ガス供給部１７（図２）と接続されており、スピンベース２３と基板裏面Ｗｂとの間に形成される空間に乾燥ガスとして窒素ガスを供給することができる。なお、この実施形態では、乾燥ガス供給部１７から乾燥ガスとして窒素ガスを供給しているが、窒素ガスに替えて空気や他の不活性ガスなどを吐出してもよい。
【００３６】
また、スピンチャック２の上方には、中心部に開口を有する円盤状の遮断部材５が設けられている。遮断部材５は、その下面（底面）が基板表面Ｗｆと略平行に対向する基板対向面となっており、その平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されている。遮断部材５は略円筒形状を有する支持軸５１の下端部に略水平に取り付けられ、支持軸５１は水平方向に延びるアーム５２により基板Ｗの中心を通る鉛直軸回りに回転可能に保持されている。また、アーム５２には、遮断部材回転機構５３と遮断部材昇降機構５４が接続されている。
【００３７】
遮断部材回転機構５３は、制御ユニット４からの動作指令に応じて支持軸５１を基板Ｗの中心を通る鉛直軸回りに回転させる。また、遮断部材回転機構５３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材５を回転させるように構成されている。また、遮断部材昇降機構５４は、制御ユニット４からの動作指令に応じて、遮断部材５をスピンベース２３に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断部材昇降機構５４を作動させることで、装置に対して基板Ｗを搬入出させる際には、スピンチャック２の上方の離間位置（図１に示す位置）に遮断部材５を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対して所定の処理を施す際には、スピンチャック２に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定された対向位置まで遮断部材５を下降させる。
【００３８】
支持軸５１は中空に仕上げられ、その内部に遮断部材５の開口に連通したガス供給路５５が挿通されている。ガス供給路５５は、乾燥ガス供給部１７と接続されており、乾燥ガス供給部１７から窒素ガスが供給される。この実施形態では、基板Ｗに対する洗浄処理後の乾燥処理時に、ガス供給路５５から遮断部材５と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間に窒素ガスを供給する。また、ガス供給路５５の内部には、遮断部材５の開口に連通した液供給管５６が挿通されており、液供給管５６の下端にノズル５７が結合されている。液供給管５６はＤＩＷ供給部１６に接続されており、ＤＩＷ供給部１６からＤＩＷが供給されることで、ノズル５７からＤＩＷを基板表面Ｗｆに向けて吐出可能となっている。
【００３９】
次に、上記のように構成された基板処理装置における洗浄処理動作について図５を参照しつつ説明する。図５は図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この装置では、未処理の基板Ｗが処理チャンバー１内に搬入されると、制御ユニット４が装置各部を制御して基板Ｗの表面Ｗｆに対して一連の洗浄処理（液膜形成＋液膜凍結＋膜除去）を実行する。ここで、基板表面Ｗfに微細パターンが形成されることがある。つまり、基板表面Ｗfがパターン形成面になっている。そこで、この実施形態では、基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗが処理チャンバー１内に搬入され、スピンチャック２に保持される（ステップＳ１）。なお、遮断部材５は離間位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。
【００４０】
スピンチャック２に未処理の基板Ｗが保持されると、遮断部材５が対向位置まで降下され、基板表面Ｗｆに近接配置される。これにより、基板表面Ｗｆが遮断部材５の基板対向面に近接した状態で覆われ、基板Ｗの周辺雰囲気から遮断される。そして、制御ユニット４はチャック回転機構２２を駆動させてスピンチャック２を回転させるとともに、ノズル５７からＤＩＷを基板表面Ｗｆに供給する。そして、基板Ｗを所定の回転速度で回転させることで基板表面に供給されたＤＩＷを基板Ｗの径方向外向きに均一に広げるとともに、その一部を基板外に振り切る。これによって、基板表面Ｗｆの全面にわたって液膜の厚みを均一にコントロールして、基板表面Ｗｆの全体に所定の厚みを有する液膜（水膜）１１ｆが形成される（ステップＳ２）。
【００４１】
液膜形成処理が終了すると、基板表面Ｗｆに液膜１１ｆが形成された状態でスピンチャック２に保持された基板Ｗに対して凍結処理を実行する。すなわち、制御ユニット４は遮断部材５を離間位置に配置させるとともに、冷却ガス吐出ノズル３を待機位置Ｐｓから冷却ガス供給開始位置、つまり基板Ｗの回転中心位置Ｐｃに移動させる。続いて、回転駆動されている基板Ｗの表面Ｗｆに向けて冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスを吐出させる。これにより、基板表面Ｗｆに形成された液膜１１ｆが局部的に凍結する。そして、冷却ガスを吐出させながら冷却ガス吐出ノズル３を徐々に基板Ｗの端縁位置Ｐｅに向けて移動させていく。これにより、図３に示すように基板表面Ｗｆの表面領域のうち液膜１１ｆが凍結した領域（凍結領域）が基板表面Ｗｆの中央部から周縁部へと広げられる。その結果、基板表面Ｗｆに形成された液膜１１ｆの全体が凍結し、基板表面Ｗｆの全面に凍結膜（氷膜）１３ｆが形成される（ステップＳ３）。
【００４２】
ここで、冷却ガス供給部１５からの冷却ガスは、ガス導入配管３３を介して冷却ガス吐出ノズル３に供給される。このため、冷却ガスがガス導入配管３３を流通している間に外部雰囲気からの熱を吸収し、冷却ガスの温度が上昇してしまう。その結果、液膜１１ｆを凍結させることが困難な場合がある。そこで、この実施形態では、基板Ｗに到達する冷却ガスの温度が液膜１１ｆの凍結に必要な温度（少なくとも氷点以下）にまで低下するのを防止するために、冷却ガス供給部１５から冷却ガス吐出ノズル３に向けて供給する冷却ガスの流速を高めている。
【００４３】
ここで、仮にガス導入配管の流路断面積と流通空間の流路断面積とを同一の大きさに設定した場合には、ガス導入配管から流通空間に導入され、該流通空間を流通する冷却ガスの流速とは、ほぼ同一となってしまう。その結果、ガス導入配管内を流通する冷却ガスの流速を高めた場合には、流速が高められた状態で冷却ガスがノズルから吐出され、液膜が乾燥してしまうおそれがある。
【００４４】
これに対して、この実施形態によれば、ガス導入配管３３の流路断面ＣＳ２の面積に対して基板表面Ｗｆの面内での表面方向（水平方向）における流通空間Ｓ１の断面ＣＳ１の面積が大きくなるように設定されている。その結果、ガス導入配管３３から流通空間Ｓ１に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ１内で広がり、液膜１１ｆに向けて吐出口３０３から吐出される。このため、流通空間Ｓ１に導入され、該流通空間Ｓ１を流通する冷却ガスの流速は、ガス導入配管３３の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。これにより、ガス導入配管３３の内部を流通する冷却ガスの流速を高めても、ノズル内部で冷却ガスの流速を減速させることができる。したがって、液膜１１ｆが乾燥するのを防止しながら液膜１１ｆを確実に凍結させることができる。
【００４５】
このようにして液膜凍結処理が実行されると、基板表面Ｗｆと該基板表面Ｗｆに付着する汚染物質の間に入り込んでいる液膜の体積が増加し、汚染物質が微小距離だけ基板表面Ｗｆから離れる。その結果、基板表面Ｗｆと汚染物質との間の付着力が低下し、さらには汚染物質が基板表面Ｗｆから脱離することとなる。
【００４６】
液膜凍結処理が終了すると、制御ユニット４は冷却ガス吐出ノズル３を待機位置Ｐｓに移動させる。続いて、基板Ｗに対して膜除去処理を実行する。すなわち、遮断部材５を対向位置に配置させるとともに、スピンチャック２とともに遮断部材５を回転させる。また、基板Ｗとスピンベース２３および基板Ｗと遮断部材５との間の空間に窒素ガスを供給する。そして、基板Ｗの周辺雰囲気を不活性ガス雰囲気にした後、ノズル５７および処理液ノズル２７から膜除去液としてＤＩＷをそれぞれ、回転駆動されている基板Ｗの表裏面Ｗｆ，Ｗｂに供給する。これにより、回転駆動されている基板Ｗの表裏面Ｗｆ，ＷｂへのＤＩＷの供給が開始され、ＤＩＷによる膜除去処理が実行される。その結果、汚染物質を含む凍結膜１３ｆが融解されるとともに基板表面Ｗｆから除去される（ステップＳ４）。つまり、汚染物質は基板表面Ｗｆに対する付着力が低下した状態あるいは基板表面Ｗｆから脱離した状態にあることから凍結膜１３ｆを基板表面Ｗｆから除去することによって基板表面Ｗｆから汚染物質が容易に除去される。
【００４７】
こうして、膜除去処理が終了して基板Ｗの洗浄処理（液膜形成＋液膜凍結＋膜除去）が完了すれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、続いて基板Ｗの乾燥処理が実行される。その一方で、被処理面である基板表面Ｗｆの表面状態あるいは除去対象である汚染物質のサイズ、種類によっては、一度の洗浄処理では基板表面Ｗｆから十分に汚染物質を除去しきれない場合がある。この場合（ステップＳ５でＮＯ）には、膜除去処理が終了した後に液膜凍結処理と膜除去処理とが繰り返し実行される。すなわち、膜除去処理後には基板表面ＷｆにＤＩＷが残留付着している。このため、新たに基板表面Ｗｆに液膜を形成しなくとも、残留付着している液膜で基板表面Ｗｆが覆われている。したがって、膜除去処理後に液膜凍結処理が実行されると、ＤＩＷで構成された凍結膜が形成される。そして、膜除去処理において凍結膜が除去されることによって基板表面Ｗｆに付着する汚染物質が凍結膜とともに基板表面Ｗｆから除去される。こうして、膜除去処理と液膜凍結処理とが所定回数だけ繰り返し実行されることにより、基板表面Ｗｆから汚染物質が除去されていく。
【００４８】
基板Ｗの洗浄が完了すると、制御ユニット４はチャック回転機構２２および遮断部材回転機構５３のモータの回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断部材５を高速回転させる。これにより、基板Ｗの乾燥処理（スピンドライ）が実行される（ステップＳ６）。基板Ｗの乾燥処理後は基板Ｗおよび遮断部材５の回転を停止するとともに基板Ｗへの窒素ガスの供給を停止する。その後、処理チャンバー１から処理済の基板Ｗが搬出される（ステップＳ７）。
【００４９】
以上のように、この実施形態によれば、基板表面に形成された液膜を凍結させる際に、流路断面積（流路断面ＣＳ２の面積）が小さなガス導入配管３３から基板表面Ｗｆの面内での表面方向における断面積（断面ＣＳ１の面積）が大きなノズル内部の流通空間Ｓ１に冷却ガスを導入している。その結果、ガス導入配管３３から流通空間Ｓ１に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ１内で広がって吐出口３０３から吐出される。このため、ガス導入配管３３を流通する冷却ガスの流速に対して流通空間Ｓ１を流通する冷却ガスの流速を小さくすることができる。これにより、冷却ガスへの外部雰囲気からの吸熱を抑制するためにガス導入配管３３の内部を流通する冷却ガスの流速を高めた場合であっても、ノズル内部で冷却ガスの流速を減速させることができる。したがって、液膜が乾燥するのを防止しながら液膜を確実に凍結させることができる。
【００５０】
また、この実施形態によれば、冷却ガス吐出ノズル３から冷却ガスを基板表面Ｗｆに向けて局部的に吐出させながら冷却ガス吐出ノズル３を基板表面Ｗｆに沿って基板Ｗに対して相対移動させている。このため、冷却ガスの供給部位を基板表面上の一部領域に限定しながらも基板表面Ｗｆに形成された液膜１１ｆの全体を凍結させることができ、冷却ガスの消費量を抑制することができる。しかも、この実施形態によれば、ガス導入配管３３から流通空間Ｓ１に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ１内で広がって吐出口３０３から吐出される。このため、ガス導入配管の流路断面積と同一の断面積の開口（吐出口）を有するノズルから冷却ガスを吐出させる場合に比較して液膜１１ｆに対する冷却ガスの供給範囲が広くなっている。したがって、ノズル開口の断面積がガス導入配管の流路断面積と同一である場合に比較して、液膜全体を速やかに凍結させることができる。その結果、液膜凍結処理に要する処理時間を短縮して装置のスループットを向上させることができる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
図６はこの発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。具体的には、同図（ａ）は基板処理装置の部分側面図であり、同図（ｂ）はその平面図である。この第２実施形態にかかる基板処理装置が第１実施形態と大きく相違する点は、冷却ガス吐出ノズルとガス導入配管との接続位置における開口部に対向して整流板７（本発明の「板状部材」に相当）がノズル内部に配設されている点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第１実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
この実施形態では、冷却ガス吐出ノズル３Ａは角板状の蓋部３１１と、蓋部３１１の端縁部に下方に向けて延設された角形状の側壁部３１２とを備えている。蓋部３１１の略中央部はガス導入配管３５と接続されており、ガス導入配管３５から冷却ガス吐出ノズル３Ａの内部に設けられた流通空間Ｓ２に冷却ガスを導入可能となっている。すなわち、冷却ガス吐出ノズル３Ａ（蓋部３１１の略中央部）とガス導入配管３５との接続位置において開口部３１４が形成されており、開口部３１４を介してガス導入配管３５を流通する冷却ガスが流通空間Ｓ２に導入される。ここで、基板表面Ｗｆの面内での表面方向における流通空間Ｓ２の断面積がガス導入配管３５の流路断面積よりも大きくなっている。
【００５３】
整流板７は、その表面７ａが開口部３１４と対向しながら水平姿勢で流通空間Ｓ２に配置されている。つまり、整流板７の表面７ａは基板表面Ｗｆの面内での表面方向に略平行となるように配置されている。整流板７の表面７ａの平面サイズは開口部３１４の開口面積（ガス導入配管３５の流路断面積）と同等または若干大きめに構成されている。また、整流板７は開口部３１４と近接して配置されており、整流板７と開口部３１４の間の距離Ｇは例えば５ｍｍ程度に設定される。
【００５４】
上記した構成によれば、流路断面積が小さなガス導入配管３５から開口部３１４を介して基板表面Ｗｆの面内での表面方向における断面積が大きなノズル内部の流通空間Ｓ２に鉛直方向下向きに冷却ガスが導入される。このため、開口部３１４から流通空間Ｓ２に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ２内で広がり、第１実施形態と同様にして流通空間Ｓ２に導入された冷却ガスの流速は、ガス導入配管３５の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。さらに、流通空間Ｓ２に導入された冷却ガスは開口部３１４に対向して配置された整流板７の表面７ａに衝突し、基板表面Ｗｆの表面方向に略平行な方向に整流される。このため、整流板７の側方に位置する流路３１５を介して基板表面Ｗｆの面内での表面方向に略直交する方向に向かう冷却ガスの流速を効果的に減速させることができる。
【００５５】
以上のように、この実施形態によれば、冷却ガスの流速を冷却ガス吐出ノズル３Ａのノズル内部で２段階にわたって減速させることができる。このため、液膜１１ｆに向けて供給される冷却ガスの流速をさらに小さくすることができ、液膜１１ｆの乾燥を確実に防止することができる。
【００５６】
＜第３実施形態＞
図７はこの発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態にかかる基板処理装置が第１および第２実施形態と大きく相違する点は、ガス導入配管から冷却ガス吐出ノズルの内部に導入した冷却ガスを冷却ガス吐出ノズルの内壁面に衝突させ整流している点である。なお、その他の構成および動作は基本的に第１および第２実施形態と同様であるため、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
この実施形態では、冷却ガス吐出ノズル３Ｂは、その下面が有蓋筒状体の内底面となっている蓋部３２１と、蓋部３２１の端縁部に下方（鉛直方向）に向けて延設された筒状の側壁部３２２とを備えている。そして、側壁部３２２の上部位置にガス導入配管３７が接続されており、ガス導入配管３７から冷却ガス吐出ノズル３Ｂの内部に設けられた流通空間Ｓ３に冷却ガスを導入可能となっている。ガス導入配管３７は基板表面Ｗｆの面内での表面方向に略平行な方向（水平方向）に延設されている。また、基板表面Ｗｆに向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における流通空間Ｓ３の断面積がガス導入配管３７の流路断面積よりも大きくなっている。
【００５８】
上記した構成によれば、ガス導入配管３７を通して基板表面Ｗｆの面内での表面方向に略平行な方向から流通空間Ｓ３に冷却ガスが導入される。そして、流通空間Ｓ３に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ３内で広がることで、冷却ガスの流速が減速する。さらに、流通空間Ｓ３に導入された冷却ガスは側壁部３２２の内壁面３２２ａに対して基板表面Ｗｆの面内での表面方向に略平行な方向から入射して３２２ａに衝突し、整流される。このため、基板表面Ｗｆの面内での表面方向に略直交する方向に向かう冷却ガスの流速を効果的に減速させることができる。
【００５９】
以上のように、この実施形態によれば、冷却ガスの流速を冷却ガス吐出ノズル３Ｂのノズル内部で２段階にわたって減速させることができる。このため、液膜１１ｆに向けて供給される冷却ガスの流速をさらに小さくすることができ、液膜１１ｆの乾燥を確実に防止することができる。また、この構成によれば、流通空間Ｓ３に導入された冷却ガスを整流させるための部材を別途追加して設ける必要がないため、装置の構成を簡素化することができる。
【００６０】
＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、基板表面Ｗｆに形成された液膜１１ｆに冷却ガスを供給して基板表面Ｗｆに凍結膜１３ｆを形成しているが、基板表面Ｗｆのみならず、基板裏面Ｗｂにも凍結膜（裏面側凍結膜）を形成してもよい（図８）。
【００６１】
図８はこの発明にかかる基板処理装置の変形形態を示す図である。この実施形態では、基板Ｗの表裏面Ｗｆ，Ｗｂに液膜１１ｆ，１１ｂが形成される。そして、第１実施形態と同様にして、基板Ｗを回転させながら冷却ガスを冷却ガス吐出ノズル３から基板表面Ｗｆに向けて局部的に吐出させるとともに冷却ガス吐出ノズル３を揺動させる。このとき、基板表面Ｗｆ側に供給された冷却ガスが有する冷熱が基板Ｗを介して裏面側液膜１１ｂに伝導する。これにより、基板裏面Ｗｂの表面領域のうち裏面側液膜１１ｂが凍結した領域（凍結領域）が、基板表面Ｗｆ側の凍結領域と同時に広げられて基板裏面Ｗｂの全面に凍結膜（裏面側凍結膜）１３ｂが形成される。しかも、この実施形態では、ガス導入配管３３から流通空間Ｓ１に導入された冷却ガスは流通空間Ｓ１内で広がって冷却ガス吐出ノズル３から吐出される。このため、基板Ｗの表裏面Ｗｆ，Ｗｂにそれぞれ表面側凍結膜１３ｆ、裏面側凍結膜１３ｂを速やかに形成することができる。その後、これら凍結膜１３ｆ、凍結膜１３ｂを基板Ｗから除去することにより、基板Ｗの反転等を行うことなく、基板Ｗの表裏面Ｗｆ，Ｗｂを洗浄することができる。
【００６２】
また、上記第１および第２実施形態では、流通空間Ｓ１，Ｓ２に基板表面Ｗｆの面内での表面方向に直交する方向（基板表面Ｗｆの法線方向）に沿って冷却ガスを導入しているが、流通空間Ｓ１，Ｓ２への冷却ガスの導入方向はこれに限定されない。例えば冷却ガス吐出ノズル３，３Ａを基板表面Ｗｆの法線方向に対して傾斜した姿勢で配置することで、ガス導入配管３３，３５からの冷却ガスを基板表面Ｗｆの法線方向に対して傾斜した方向から流通空間Ｓ１，Ｓ２に導入するようにしてもよい。この場合であっても、基板表面Ｗｆに向けて吐出される冷却ガス流に対して直交する面内における流通空間Ｓ１，Ｓ２の断面積がガス導入配管３３，３５の流路断面積よりも大きくなっていることから、流通空間Ｓ１，Ｓ２に導入され、該流通空間Ｓ１，Ｓ２を流通する冷却ガスの流速は、ガス導入配管３３，３５の内部を流通する冷却ガスの流速に比較して小さくなる。これにより、冷却ガスへの外部雰囲気からの吸熱を抑制するためにガス導入配管の内部を流通する冷却ガスの流速を高めた場合であっても、ノズル内部で冷却ガスの流速を減速させることができる。したがって、液膜が乾燥するのを防止しながら液膜を確実に凍結させることができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、基板Ｗを回転させながら冷却ガス吐出ノズル３，３Ａおよび３Ｂを基板Ｗの回転中心位置Ｐｃと基板Ｗの端縁位置Ｐｅとの間で移動させることで、冷却ガス吐出ノズル３，３Ａおよび３Ｂを基板Ｗに対して相対移動させているが、冷却ガス吐出ノズル３，３Ａおよび３Ｂを基板Ｗに対して相対移動させるための構成はこれに限定されない。例えば冷却ガス吐出ノズルを固定配置した状態で基板Ｗを所定の方向に移動させながら凍結処理を実行してもよい。また、冷却ガス吐出ノズルおよび基板の双方を移動させながら凍結処理を実行してもよい。さらに、冷却ガス吐出ノズルを基板Ｗに対して相対移動させることは必須ではなく、基板Ｗのサイズによっては、冷却ガス吐出ノズルおよび基板の双方を固定配置した状態で凍結処理を実行してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、ＤＩＷを用いて基板Ｗに液膜を形成しているが、ＤＩＷの他に炭酸水、水素水、希薄濃度（例えば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水、希薄濃度の塩酸などのリンス液を用いて液膜を形成してもよい。さらに、リンス液の他、薬液を用いて液膜を形成してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、膜除去処理においてＤＩＷを用いて凍結膜を基板Ｗから除去しているが、ＤＩＷの他に炭酸水、水素水、希薄濃度（例えば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水、希薄濃度の塩酸などのリンス液を用いてもよい。さらに、リンス液によるリンス処理を実行する前に膜除去処理としてＳＣ１溶液（アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液）等の薬液を用いて薬液処理を実行してもよい。このような薬液を用いることで基板Ｗから汚染物質を効果的に除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
この発明は、半導体ウエハ、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などを含む基板全般の表面に形成された液膜を凍結させる基板処理装置および基板処理方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１の基板処理装置に装備された冷却ガス吐出ノズルの動作を示す図である。
【図４】図１の基板処理装置に装備された冷却ガス吐出ノズルの構成を示す透視図である。
【図５】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。
【図７】この発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。
【図８】この発明にかかる基板処理装置の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
２…スピンチャック（基板保持手段）
３，３Ａ，３Ｂ…冷却ガス吐出ノズル
７…整流板（板状部材）
７ａ…（整流板の）表面
３１…ノズル移動機構（駆動機構）
３３，３５，３７…ガス導入配管
３０４，３１４…開口部
３２２ａ…（冷却ガス吐出ノズルの）内壁面
１１ｂ…（裏面側）液膜
１１ｆ…（表面側）液膜
ＣＳ１…（流通空間の）流路断面
ＣＳ２…（ガス導入配管の）流路断面
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…流通空間
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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