基板处理装置以及基板处理方法与流程

1.本发明的实施方式涉及一种基板处理装置以及基板处理方法。


背景技术：

2.在压印用模板、光刻用掩模基板、半导体晶片等微细构造体中，在基板的表面上形成有微细的凹凸部。在此，作为除去附着于基板表面的颗粒等污染物的方法，已周知超声波清洗法、双流体喷射清洗法等。但是，如果对基板施加超声波或者向基板表面喷射流体，则形成于基板表面的微细的凹凸部有可能发生破损。另外，近几年，凹凸部的微细化得到了推进，凹凸部变得更加容易发生破损。
3.于是，作为除去附着于基板表面的污染物的方法，提出了冻结清洗法。冻结清洗法中，如下地对基板表面进行清洗。首先，向进行旋转的基板的表面供给纯水，排出被供给的纯水的一部分而在基板的表面上形成水膜。接下来，向形成有水膜的基板供给冷却气体而使水膜发生冻结。当水膜发生冻结而形成冰膜时污染物进入冰膜，由此污染物从基板的表面分离。接下来，向冰膜供给纯水而溶化冰膜，与纯水一起从基板的表面除去污染物。接下来，使纯水及污染物已被除去的基板进行旋转，由此对基板进行干燥。
4.在此，在对水膜进行冻结时，如果向基板的形成有水膜的侧供给冷却气体，则从水膜的表面侧(水膜的基板侧的相反侧)开始发生冻结。如果从水膜的表面侧开始发生冻结，则难以使附着于基板表面的不纯物从基板的表面分离。因此，提出了向基板的形成有水膜的侧的相反侧的面供给冷却气体的技术(例如，参照专利文献1)。
5.但是，如果在形成冰膜的工序中向基板的形成有水膜的侧的相反侧的面供给冷却气体，则因冷却气体而放置基板的放置台也被冷却。在形成冰膜的工序后进行的溶化冰膜的工序或干燥基板的工序中，虽然停止供给冷却气体，但是放置台的温度一定时间维持较低的状态。在溶化冰膜的工序或干燥基板的工序中，如果放置台的温度较低，则通过辐射从基板传递到放置台的热量增加而基板有可能被冷却。另外，也有可能放置台周围的空气被放置台冷却，因被冷却的空气而基板被冷却。如果基板被冷却，则在基板的表面或背面上发生结露而有可能产生污染或水迹等。于是，希望开发出能够抑制基板上发生结露的技术。
6.专利文献专利文献1：日本国特开2018-026436号公报


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种基板处理装置以及基板处理方法，其能够抑制基板上发生结露。
8.实施方式所涉及的基板处理装置具备：放置台，被设置成可旋转；多个保持部，设
置在所述放置台的一方侧且保持基板；液体供给部，向所述基板的所述放置台侧的相反侧的面供给温度高于凝固点的液体；冷却部，向所述放置台与所述基板之间的空间供给冷却气体；移动部，改变所述放置台与被所述多个保持部所保持的基板之间的距离；及控制器，对所述冷却部、所述移动部进行控制。所述控制器执行：冷却工序，具有至少使所述基板上的所述液体从高于凝固点的温度处于过冷却状态的过冷却工序和从过冷却状态到冻结结束为止之间的冻结工序(固液相)；及所述冷却工序后的解冻工序，所述冷却工序中，对所述移动部进行控制而将所述距离做成第1距离，所述解冻工序中，对所述移动部进行控制而将所述距离做成比所述第1距离更长的第2距离。
9.根据本发明的实施方式，提供一种基板处理装置以及基板处理方法，其能够抑制基板上发生结露。
附图说明
10.图1是用于例示本实施方式所涉及的基板处理装置的模式图。图2是用于例示基座的已上升状态的模式图。图3是用于例示基座的已下降状态的模式图。图4是用于例示基板处理装置的作用的时间图。图5是用于例示冻结清洗工序中的温度变化的曲线图。图6是用于例示其他实施方式所涉及的移动部的模式图。图7是用于例示其他实施方式所涉及的移动部的模式图。图8是用于例示其他实施方式所涉及的保持部的模式图。图9是用于例示其他实施方式所涉及的疏液部的模式图。符号说明1-基板处理装置；2-放置部；2a-放置台；2a1-保持部；3-冷却部；3a1-冷却气体；4-第1液体供给部；5-第2液体供给部；6-框体；7-送风部；8-排气部；9-移动部；9a-支撑部；9a1-基座；9a2-支柱；9b-升降部；9b1-基座；9b2-驱动部；10-控制器；19-移动部；19b-升降部；29-移动部；29b-升降部；29b1-基座；29b1a-根部；29b1b-支撑构件；100-基板；101-液体；102-液体。
具体实施方式
11.以下，参照附图对实施方式进行例示。并且，在各附图中，对相同的构成要素标注相同的符号并适当省略详细说明。以下所例示的基板100例如可以是用于半导体晶片、压印用模板、光刻用掩模基板、mems(micro electro mechanical systems)的板状体等。但是，基板100的用途并不局限于此。
12.图1是用于例示本实施方式所涉及的基板处理装置1的模式图。如图1所示，基板处理装置1中设置有放置部2、冷却部3、第1液体供给部4、第2液体供给部5、框体6、送风部7、排气部8、移动部9、控制器10。
13.放置部2具有放置台2a、旋转轴2b、驱动部2c。放置台2a可旋转地设置在框体6的内部。放置台2a呈板状。在放置台2a的一个主面
上设置有保持基板100的多个保持部2a1。当通过多个保持部2a1保持基板100时，基板100的表面100b(进行清洗的侧的面)朝着放置台2a侧的相反侧。
14.在放置台2a的表面及保持部2a1的放置台2a侧的至少任意一个上，可设置疏液性的膜(相当于第1疏液部的一个例子)。疏液性的膜具有与放置台2a相比更容易排斥液体101的性质(疏液性)。疏液性的膜例如可含有具有三氟代甲基等饱和氟代烷基、氟代硅烷基、烷基硅烷基、长链烷基等官能团的材料。例如，疏液性的膜可在放置台2a的表面上涂覆氟树脂而形成(例如，参照图8的疏液部2a3)。
15.旋转轴2b的一个端部嵌合于放置台2a的孔2a2。旋转轴2b的另一个端部设置在框体6的外部。旋转轴2b在框体6的外部连接于驱动部2c。
16.旋转轴2b呈筒状。在旋转轴2b的放置台2a侧的端部设置有吹出部2b1。吹出部2b1在放置台2a的基板100侧的面上开口。吹出部2b1的开口侧的端部连接于孔2a2的内壁。吹出部2b1的开口与放置于放置台2a的基板100的背面100a相对。
17.并且，虽然例示了在旋转轴2b的顶端设置吹出部2b1的情况，但是还可以将吹出部2b1设置在后述的冷却喷嘴3d的顶端。另外，还可以将放置台2a的孔2a2作为吹出部2b1。
18.旋转轴2b的放置台2a侧的相反侧的端部被封闭。在旋转轴2b的放置台2a侧的相反侧的端部，插入有冷却喷嘴3d。在旋转轴2b的放置台2a侧的相反侧的端部与冷却喷嘴3d之间，设置有未图示的旋转轴密封件。
19.驱动部2c设置在框体6的外部。驱动部2c连接于旋转轴2b。另外，驱动部2c固定于框体6。驱动部2c可具有马达等旋转机器。驱动部2c的旋转力介由旋转轴2b传递到放置台2a。因此，通过驱动部2c能够使放置台2a旋转，以至于能够使放置于放置台2a的基板100旋转。另外，驱动部2c不仅可实现旋转开始及旋转停止，而且还可以改变转速(旋转速度)。驱动部2c例如可具有伺服马达等控制马达。
20.冷却部3向放置台2a与基板100之间的空间供给冷却气体3a1。冷却部3具有冷却液部3a、过滤器3b、流量控制部3c、冷却喷嘴3d。冷却液部3a、过滤器3b、流量控制部3c设置在框体6的外部。
21.冷却液部3a收容冷却液并生成冷却气体3a1。冷却液是冷却气体3a1的液化产物。只要冷却气体3a1是难以与基板100的材料发生反应的气体，则并不特意限定。冷却气体3a1例如可以是氮气、氦气、氩气等惰性气体。此时，如果使用比热较高的气体，则能够缩短基板100的冷却时间。例如，如果使用氦气，则能够缩短基板100的冷却时间。另外，如果使用氮气，则能够降低基板100的处理费用。
22.冷却液部3a具有：液箱，收容冷却液；及气化部，使收容于液箱的冷却液气化。液箱中设置有用于维持冷却液的温度的冷却装置。气化部通过提高冷却液的温度来从冷却液生成冷却气体3a1。由于液箱内部被冷却液、冷却气体3a1所充满，因此冷却气体3a1是不含有水分的气体。冷却气体3a1的温度为能够将液体101冷却至凝固点以下的温度而使其处于过冷却状态的程度的温度即可。因此，冷却气体3a1的温度为液体101的凝固点以下的温度即可。冷却气体3a1的温度例如可以是-170℃。
23.过滤器3b介由配管连接于冷却液部3a。过滤器3b抑制包含在冷却液中的颗粒等污染物向基板100侧流出。
24.流量控制部3c介由配管连接于过滤器3b。流量控制部3c控制冷却气体3a1的流量。冷却液部3a中从冷却液生成的冷却气体3a1的温度成为大致规定的温度。因此，流量控制部3c能够通过控制冷却气体3a1的流量来控制基板100温度，以至于能够控制位于基板100上的液体101的温度。
25.流量控制部3c例如可以是mfc(mass flow controller)等。另外，流量控制部3c还可以通过控制冷却气体3a1的供给压力来间接控制冷却气体3a1的流量。此时，流量控制部3c例如可以是apc(auto pressure controller)等。
26.冷却喷嘴3d呈筒状。冷却喷嘴3d的一个端部连接于流量控制部3c。冷却喷嘴3d的另一个端部设置在旋转轴2b的内部。冷却喷嘴3d向基板100供给流量被流量控制部3c所控制的冷却气体3a1。从冷却喷嘴3d喷射的冷却气体3a1介由吹出部2b1直接供给到液体101被供给的面的相反侧的面。
27.第1液体供给部4向基板100的放置台2a侧的相反侧的面(表面100b)供给液体101。液体101例如可以是水(例如，纯水或超纯水等)或以水为主成分的液体等。以水为主成分的液体，例如可以是水与酒精的混合液、水与酸性溶液的混合液、水与碱性溶液的混合液等。此时，如果水以外的成分过多，则难以利用后述的伴随体积增加的物理力。因此，优选水以外的成分的浓度为5wt％以上、30wt％以下。另外，还可以向液体101中溶解气体。气体例如可以是碳酸气体、臭氧气体、氢气体等。液体101的温度例如可以为常温(20℃)左右。
28.第1液体供给部4具有液体收容部4a、供给部4b、流量控制部4c、液体喷嘴4d。液体收容部4a、供给部4b、流量控制部4c设置在框体6的外部。
29.液体收容部4a收容液体101。供给部4b介由配管连接于液体收容部4a。供给部4b向液体喷嘴4d供给收容于液体收容部4a的液体101。流量控制部4c介由配管连接于供给部4b。流量控制部4c控制由供给部4b供给的液体101的流量。流量控制部4c例如可以是流量控制阀。另外，流量控制部4c还可以进行液体101的供给开始及供给停止。
30.液体喷嘴4d设置在框体6的内部。液体喷嘴4d呈筒状。液体喷嘴4d的一个端部介由配管连接于流量控制部4c。液体喷嘴4d的另一个端部与放置于放置台2a的基板100的表面100b相对。另外，液体喷嘴4d的另一个端部(液体101的吐出口)位于基板100的表面100b的大致中央。
31.第2液体供给部5向基板100的表面100b供给液体102。在后述的解冻工序中使用液体102。因此，只要液体102难以与基板100的材料发生反应且在后述的干燥工序中难以残留于基板100上，则并不特意限定。液体102例如可以是水(例如，纯水或超纯水等)或水与酒精的混合液等。
32.第2液体供给部5具有液体收容部5a、供给部5b、流量控制部5c、液体喷嘴4d。能够使液体收容部5a与前述的液体收容部4a相同。能够使供给部5b与前述的供给部4b相同。能够使流量控制部5c与前述的流量控制部4c相同。
33.并且，当液体102与液体101相同时，可省略第2液体供给部5。另外，虽然例示了兼用液体喷嘴4d的情况，但是还可以分别设置吐出液体101的液体喷嘴及吐出液体102的液体喷嘴。液体102的温度例如可以是常温(20℃)左右。
34.框体6呈箱状。在框体6的内部设置有罩6a。罩6a挡住供向基板100且因基板100的旋转而排出到基板100外部的液体101(102)。另外，在框体6的内部设置有隔板6b。隔板6b设置在罩6a的外面与框体6的内面之间。
35.在框体6的底面侧的侧面上设置有排出口6c。使用结束的冷却气体3a1、空气7a、液体101(102)从排出口6c排出到框体6的外部。排气管6c1连接于排出口6c，排出使用结束的冷却气体3a1、空气7a的排气部(泵)8连接于排气管6c1。另外，排出液体101(102)的排出管6c2连接于排出口6c。
36.送风部7设置于框体6的顶面。并且，送风部7还可以设置于框体6的顶侧的侧面。送风部7可具备风扇等送风机及过滤器。送风部7向隔板6b与框体6顶之间的空间供给空气7a(外部气体)。因此，隔板6b与框体6顶之间的空间的压力高于外部压力。其结果，容易将由送风部7供给的空气7a引向排出口6c。另外，能够抑制颗粒等污染物从排出口6c侵入框体6的内部。
37.移动部9移动对于放置台2a的多个保持部2a1的位置，以至于移动对于放置台2a的基板100的位置。即，移动部9改变放置台2a与被多个保持部2a1所保持的基板100之间的距离。移动部9可具有支撑部9a、升降部9b。
38.支撑部9a可设置在框体6的内部。在支撑部9a设置有多个保持部2a1。支撑部9a可具有基座9a1(相当于第1基座的一个例子)、支柱9a2。基座9a1例如呈环状，可设置在放置台2a的设置多个保持部2a1的侧的相反侧。能够将基座9a1设置成大致平行于放置台2a。例如，在基座9a1的中央区域，在厚度方向上穿通基座9a1的孔中，介由规定间隙设置有旋转轴2b。并且，虽然例示了环状的基座9a1，但是基座9a1的形状并不限定于此。例如，在厚度方向上穿通基座9a1的孔，还可以在基座9a1的侧面上开口。例如，基座9a1的平面形状还可以呈c字状或u字状等。只要基座9a1介由规定间隙设置在旋转轴2b的外侧即可。
39.基座9a1可具有磁性。基座9a1的至少放置台2a侧的相反侧的部分具有磁性。此时，既可以在基座9a1的放置台2a侧的相反侧的部分设置永久磁铁，还可以将基座9a1磁化。
40.支柱9a2可分别设置于多个保持部2a1。支柱9a2呈柱状，一个端部连接于保持部2a1，另一个端部连接于基座9a1。支柱9a2被设置成可在放置台2a的厚度方向上移动。例如，支柱9a2可设置于在厚度方向上穿通放置台2a的孔、槽、切口等的内部。能够使支柱9a2的长度尺寸大于放置台2a的厚度尺寸。例如，如图1所示，当保持部2a1接触放置台2a时，能够在放置台2a与基座9a1之间形成规定的间隙。这样，能够移动升降方向上的多个保持部2a1的位置，以至于能够移动被多个保持部2a1所保持的基板100的位置。
41.升降部9b移动升降方向上的支撑部9a的位置，以至于移动被多个保持部2a1所保持的基板100的位置。升降部9b例如可具有基座9b1(相当于第2基座的一个例子)、驱动部9b2。
42.基座9b1可设置在框体6的内部。基座9b1例如呈环状，介由规定的间隙与基座9a1相对。能够将基座9b1设置成大致平行于基座9a1。例如，在基座9b1的中央区域，在厚度方向上穿通基座9b1的孔中，介由规定间隙设置有旋转轴2b。并且，虽然例示了环状的基座9b1，但是基座9b1的形状并不限定于此。例如，在厚度方向上穿通基座9b1的孔，还可以在基座
9b1的侧面上开口。例如，基座9b1的平面形状还可以呈c字状或u字状等。只要基座9b1介由规定间隙设置在旋转轴2b的外侧即可。此时，基座9b1的平面形状及平面尺寸既可以与基座9a1的平面形状及平面尺寸相同，还可以不同。
43.升降部9b通过斥力与支撑部9a发生连结，使支撑部9a进行升降。因此，基座9b1与基座9a1相对，具有与基座9a1相同极性的磁性。例如，基座9b1的至少基座9a1侧的部分具有磁性。此时，既可以在基座9b1的基座9a1侧的面上设置永久磁铁，还可以将基座9b1磁化。另外，基座9b1的具有磁性的部分的极性可以与基座9a1的具有磁性的部分的极性相同。因此，在基座9b1与基座9a1之间产生斥力。
44.驱动部9b2可设置在框体6的外部。驱动部9b2移动升降方向上的基座9b1的位置。只要驱动部9b2能够使基座9b1进行升降，则并不特意限定。驱动部9b2例如可具备气缸、伺服马达等机器及导向机构等。
45.图2是用于例示基座9a1的已上升状态的模式图。图3是用于例示基座9a1的已下降状态的模式图。如前所述，由于在基座9b1与基座9a1之间产生斥力，因此如图2所示，当基座9b1上升时，基座9a1被基座9b1按压而上升。当基座9a1上升时，被多个保持部2a1所保持的基板100上升而基板100与放置台2a之间的距离l1变大。此时，如图2所示，如果使基座9a1与放置台2a发生接触，则能够将基板100与放置台2a之间的距离l1保持成一定。并且，放置台2a介由旋转轴2b连接于驱动部2c。而且，如前所述，驱动部2c固定于框体6。从而，放置台2a可旋转地固定于框体6。即，即使基座9a1发生接触，放置台2a的位置也不会发生变化。另外，以基板100不会从多个保持部2a1落下的方式使放置台2a与基座9a1发生接触。
46.另一方面，如图3所示，当基座9b1下降时，基座9a1因自重而下降。当基座9a1下降时，被多个保持部2a1所保持的基板100下降而基板100与放置台2a之间的距离l2变小。此时，如图3所示，如果使多个保持部2a1与放置台2a发生接触，则能够将基板100与放置台2a之间的距离l2保持成一定。并且，如前所述，放置台2a可旋转地固定于框体6。从而，即使多个保持部2a1发生接触，放置台2a的位置也不会发生变化。另外，以基板100不会从多个保持部2a1落下的方式使放置台2a与多个保持部2a1发生接触。
47.并且，由于能够通过斥力将基座9b1与基座9a1之间的距离保持成大致一定，因此通过基座9b1的位置还可以调整基板100与放置台2a之间的距离。
48.控制器10对设置于基板处理装置1的各要素的动作进行控制。控制器10例如可具有cpu(central processing unit)等运算单元和半导体存储器等存储单元。控制器10例如可以是计算机。能够在存储单元存储对设置于基板处理装置1的各要素的动作进行控制的控制程序。运算单元使用储存于存储单元的控制程序、由操作者输入的数据等，对设置于基板处理装置1的各要素的动作进行控制。
49.例如，在液体101的冷却速度与液膜的厚度之间存在相关关系。例如，液膜的厚度越薄则液体101的冷却速度越快。相反，液膜的厚度越厚则液体101的冷却速度越慢。因此，控制器10根据液体101的厚度(液膜的厚度)对冷却部3进行控制，由此能够对冷却气体3a1的流量进行控制，以至于能够对液体101的冷却速度进行控制。此时，控制器10对放置部2、冷却部3、第1液体供给部4进行控制，由此也能够对基板100的旋转、冷却气体3a1的流量、液体101的供给量进行控制。
50.另外，控制器10对放置部2及冷却部3进行控制而使位于基板100的表面100b上的液体101处于过冷却状态，通过冻结处于过冷却状态的液体101来形成冻结膜，能够通过降低冻结膜的温度来使冻结膜产生裂痕。关于冻结膜的生成及裂痕，在以后进行详细叙述。
51.例如，控制器10对冷却部3进行控制而可切换供给冷却气体3a1的第1工序与停止供给冷却气体3a1的第2工序。而且，控制器10在第1工序中，能够对移动部9进行控制而将放置台2a与被多个保持部2a1所保持的基板100之间的距离做成第1距离，第2工序中，能够对移动部9进行控制而将所述距离做成比第1距离更长的第2距离。并且，第1距离例如是图3所示的距离l2。第2距离例如是图2所示的距离l1。
52.例如，在后述的准备工序、液膜形成工序、冷却工序中，下降被多个保持部2a1所保持的基板100而减小基板100与放置台2a之间的距离。
53.例如，在后述的解冻工序、干燥工序中，提升被多个保持部2a1所保持的基板100而加大基板100与放置台2a之间的距离，由此减少通过辐射从基板100传递到放置台2a的热量。另外，抑制因被放置台冷却的空气而基板被冷却。并且，关于各工序中的基板100的升降位置以及其效果，在以后进行详细叙述。
54.接下来，与基板处理装置1的作用一起对本实施方式所涉及的基板处理方法进行例示。图4是用于例示基板处理装置1的作用的时间图。图5是用于例示冻结清洗工序中的温度变化的曲线图。并且，图4及图5是基板100为6025石英(qz)基板(152mm
×
152mm
×
6.35mm)、液体101为纯水的情况。
55.首先，通过未图示的搬运装置介由框体6的未图示的搬入搬出口将基板100搬入框体6的内部。搬入的基板100放置、保持于放置台2a的多个保持部2a1上。
56.此时，控制器10对驱动部9b2进行控制而使基座9b1上升。因此，多个保持部2a1也上升。从而，基板与放置台2a之间的距离例如为图2所示的距离l1(第2距离)。
57.未图示的搬运装置在执行后述的准备工序之前从框体6的内部移动到框体6的外部。在未图示的搬运装置向框体6外部的移动结束期间，基板与放置台2a之间的距离维持距离l1。通过维持距离l1，能够减少通过辐射从基板100传递到放置台2a的热量。另外，抑制因被放置台冷却的空气而基板被冷却。
58.在将基板100放置、保持于放置台2a之后，如图4所示地执行包括准备工序、液膜形成工序、冷却工序、解冻工序、干燥工序的冻结清洗工序。
59.首先，如图4及图5所示地执行准备工序。准备工序中，控制器10对驱动部9b2进行控制而使基座9b1下降。当基座9b1下降时，基座9a1下降而被多个保持部2a1所保持的基板100下降。因此，基板100与放置台2a之间的距离变小。该距离为图3所示的距离l2(第1距离)。这样，由于能够减小基板100与放置台2a之间的冷却气体3a1被供给的空间的体积，因此能够提高冷却效率或者降低冷却气体3a1的消耗量。例如，基板100与放置台2a之间的距离可以是1mm～5mm左右。
60.另外，控制器10对供给部4b及流量控制部4c进行控制而向基板100的表面100b供给规定流量的液体101。另外，控制器10对流量控制部3c进行控制而向基板100的背面100a
供给规定流量的冷却气体3a1。另外，控制器10对驱动部2c进行控制而使基板100以第2转速进行旋转。
61.在此，当因冷却部3的冷却气体3a1供给而框体6内的环境被冷却时，包含环境中的灰尘的霜附着于基板100，有可能成为污染的原因。准备工序中，由于继续向基板100的表面100b供给液体101，因此能够均匀地冷却基板100，同时能够防止霜附着于基板100的表面100b。另外，在基板100被冷却之前，基板100与放置台2a之间的空间处于被冷却气体3a1所充满的状态。冷却气体3a1是干燥的气体。从而，也防止霜附着于基板的背面100a。
62.并且，如果能够防止霜附着于基板100的表面100b，则液体101的供给及冷却气体3a1的供给的开始既可以与基座9b1的下降同时进行，还可以在基座9b1下降的前后进行。另外，液体101的供给与冷却气体3a1的供给的开始还可以在不同时刻进行。
63.例如，在图4所例示的情况下，能够使第2转速为20rpm～500rpm左右，使液体101的流量为0.1l/min～1.0l/min左右，使冷却气体3a1的流量为40nl/min～200nl/min左右，使准备工序的工序时间为1800秒左右。并且，准备工序的工序时间为基板100的面内温度呈大致均匀的时间即可，通过进行实验、模拟来适当决定。
64.准备工序中，由于处于液体101持续流淌的状态，因此液膜的温度大致相同于被供给的液体101的温度。例如，当被供给的液体101的温度为常温(20℃)左右时，液膜的温度为常温(20℃)左右。
65.接下来，如图4及图5所示地执行液膜形成工序。液膜形成工序中，将基板100的转速做成形成得到较高除去率的液膜厚度(规定的厚度)的转速(第1转速)。例如，第1转速为0rpm～100rpm。即，控制器10以比准备工序时的转速更低的转速使基板100旋转。之后，如图4所例示，停止供给准备工序中供给着的液体101。第1转速为能够抑制缘于离心力的液膜厚度发生偏差的转速即可。并且，在液膜形成工序期间，将冷却气体3a1的流量维持成与准备工序相同的供给量。由此，准备工序中能够维持基板100的面内温度大致均匀的状态。
66.并且，还可以从准备工序开始做成第1转速。此时，液膜形成工序中，维持与准备工序相同的转速即可。另外，还可以使第2转速为第1转速以下的转速。
67.另外，当从准备工序过渡到液膜形成工序时，还可以在停止供给液体101之后，通过使基板100高速旋转来排出准备工序中供给的液体101。此时，在排出液体101之后，将基板100的转速做成可维持均匀厚度的液膜程度的转速(50rpm)以下，或使基板100停止旋转，之后向基板100供给规定量的液体101即可。这样，能够容易形成具有规定厚度的液膜。
68.如后所述，能够将执行冷却工序时的液膜的厚度做成30μm～1300μm左右。例如，控制器10对液体101的供给量及基板100的转速进行控制，而将位于基板100的表面100b上的液膜的厚度做成30μm～1300μm左右。
69.接下来，如图4及图5所示地执行冷却工序。并且，本实施方式中，将冷却工序中处于过冷却状态的液体101的冻结开始之前之间称为“过冷却工序”，将处于过冷却状态的液体101的冻结开始而冻结完全结束之前之间称为“冻结工序(固液相)”，将已冻结的液体101进一步冷却而产生裂痕之间称为“冻结工序(固相)”。过冷却工序中，基板100的表面100b上只存在液体101。冻结工序(固液相)中，基板100的表面100b上存在液体101和冻结的液体101。冻结工序(固相)中，基板100的表面100b上只存在冻结的液体101。并且，固液相是指液体101和冻结的液体101同时存在的状态。
70.首先，过冷却工序中，通过继续供向基板100的背面100a的冷却气体3a1，基板100上的液膜的温度与液膜形成工序中的液膜的温度相比更下降，处于过冷却状态。
71.在此，如果液体101的冷却速度过快，则液体101不经过过冷却状态而立刻被冻结。因此，控制器10通过对基板100的转速、冷却气体3a1的流量、液体101的供给量的至少任意一个进行控制而使基板100的表面100b上的液体101处于过冷却状态。
72.液体101处于过冷却状态的控制条件受基板100的大小、液体101的粘度、冷却气体3a1的比热等的影响。因此，优选通过进行实验、模拟来适当决定液体101处于过冷却状态的控制条件。
73.过冷却状态中，例如因液膜的温度、颗粒等污染物的存在、振动等而液体101开始发生冻结。例如，当存在颗粒等污染物时，当液体101的温度t成为-35℃以上、-20℃以下时，液体101开始发生冻结。
74.当过冷却状态的液体101的冻结开始时，从过冷却工序过渡到冻结工序(固液相)。冻结工序(固液相)中，在基板100的表面100b上，存在液体101和冻结的液体101。如前所述，在过冷却状态的液体101中有时污染物成为冻结开始的起点，认为污染物进入固体。另外，认为因伴随液体101变化为固体时的体积变化的压力波、伴随体积增加的物理力等，而附着于基板100的表面100b的污染物发生分离。因此，认为因污染物进入固体或者通过当液体101的一部分发生冻结时产生的压力波、物理力等，使附着于基板100的表面100b的污染物发生分离，由此实现清洗。
75.当基板100的表面100b的液膜完全冻结时，从冻结工序(固液相)过渡到冻结工序(固相)。冻结工序(固相)中，基板100的表面100b上的冻结膜的温度进一步降低。在此，液体101中主要含有水。因此，基板100的表面100b上的液膜完全冻结而形成冻结膜，当冻结膜的温度进一步降低时，冻结膜的体积缩小而冻结膜上产生应力。
76.此时，例如当冻结膜的温度成为-50℃以下时，冻结膜上产生裂痕。如果冻结膜上产生裂痕，则附着于基板100的表面100b的污染物更容易从基板100的表面100b发生分离。
77.接下来，在冻结膜上发生裂痕之后，如图4及图5所示地执行解冻工序。例如，可通过未图示的传感器等检测裂痕的产生。并且，图4及图5所例示的是液体101与液体102为相同液体的情况。因此，图4及图5中记载为液体101。
78.解冻工序中，控制器10对供给部4b及流量控制部4c进行控制，而向基板100的表面100b供给规定流量的液体101。并且，当液体101与液体102为不同液体时，控制器10对供给部5b及流量控制部5c进行控制，而向基板100的表面100b供给规定流量的液体102。
79.另外，控制器10对流量控制部3c进行控制而停止供给冷却气体3a1。另外，控制器10对驱动部2c进行控制而将基板100的转速做成第3转速。第3转速例如是200rpm～700rpm。如果基板100的旋转变快，则能够通过离心力来甩开液体101。因此，能够从基板100的表面100b排出液体101。此时，从基板100的表面100b分离的污染物也与液体101一起被排出。
80.并且，只要液体101或液体102的供给量为可解冻的量，则并不特意限定。另外，只要能够排出液体101及污染物，则并不特意限定基板100的转速。
81.在此，如前所述，解冻工序中停止供给冷却气体3a1。因此，基板100不会被冷却气体3a1所直接冷却。但是，在准备工序、液膜形成工序、冷却工序中，由于持续供给冷却气体3a1，因此放置台2a被冷却。此时，即使在解冻工序中停止供给冷却气体3a1，一定程度时间
放置台2a还继续维持较低的温度。如果放置台2a的温度较低，则通过辐射从基板100传递到放置台2a的热量增加而基板100有时被冷却。另外，也有时放置台周围的空气被放置台冷却，因被冷却的空气而基板100被冷却。如果基板100被冷却，则在基板100的表面100b或背面100a上有可能发生环境中的颗粒等进入的结露。如果发生结露，则有可能产生污染或水迹等。
82.于是，在本实施方式所涉及的基板处理装置1中，控制器10对驱动部9b2进行控制而使基座9b1上升。如前所述，由于在基座9b1与基座9a1之间产生斥力，因此当基座9b1上升时，基座9a1被基座9b1按压而上升。当基座9a1上升时，被多个保持部2a1所保持的基板100上升而基板100与放置台2a之间的距离变大。此时的距离是相当于第2距离的距离l1。如果基板100与放置台2a之间的距离变大，则即使在放置台2a的温度较低的情况下，通过辐射从基板100传递到放置台2a的热量也减少。另外，抑制因被放置台冷却的空气而基板被冷却。因此，能够抑制基板100被冷却而在基板100的表面100b或背面100a上发生结露。另外，由于从基板100传递到放置台2a的热量减少，因此解冻时间缩短。将基板100与放置台2a之间的距离例如做成10mm以上。
83.另外，基座9b1与基座9a1之间通过斥力发生连结。因此，基座9a1与放置台2a一起进行旋转，即使在放置台2a的旋转方向上的基座9b1的位置被固定的情况下，也能够维持基座9a1的位置，以至于能够维持基板100的位置。
84.并且，控制器10对驱动部9b2进行控制而使基座9b1上升的时刻既可以成为向基板100的表面100b供给液体101之前，还可以成为之后。冷却工序中，被放置台2a冷却的保持部2a1有可能冻在放置台2a上。通过在放置台2a的表面及保持部2a1的接触放置台2a的面上设置前述的疏液性的膜，即使保持部2a1与放置台2a冻在一起，在使基座9b1上升时也能够使保持部2a1与放置台2a容易发生剥离。
85.另外，通过在向基板100的表面100b供给液体101之后使基座9b1上升，由此即使保持部2a1冻在放置台2a上，也能够用液体101进行解冻而更加顺畅地使保持部2a1上升。并且，控制器10对驱动部9b2进行控制而使基座9b1上升的时刻既可以成为做成第3转速之前，还可以成为之后。
86.接下来，如图4及图5所示地执行干燥工序。干燥工序中，控制器10对供给部4b及流量控制部4c进行控制而停止供给液体101。并且，当液体101与液体102为不同液体时，控制器10对供给部5b及流量控制部5c进行控制而停止供给液体102。
87.另外，干燥工序中，控制器10对驱动部2c进行控制而将基板100的转速增加到比第3转速更快的第4转速。如果基板100的旋转变快，则能够迅速对基板100进行干燥。并且，只要能够进行干燥，则并不特意限定基板100的转速。
88.另外，干燥工序中，控制器10对驱动部9b2进行控制而例如能够维持基座9b1的位置。即，解冻工序中能够维持基板100与放置台2a之间的距离。另外，控制器10对驱动部9b2进行控制而能够将基板100与放置台2a之间的距离做成大于或者小于解冻工序中的距离。例如，做成比第1距离更长且不同于第2距离的第3距离。第3距离例如为6mm～9mm。或者，还可以做成比第2距离更长的距离。
89.当对第1距离、第2距离、第3距离进行控制时，将驱动部9b2做成具有2个圆筒体的
气缸或者组合2个气缸或者组合气缸和伺服马达的构件即可。
90.例如，如果干燥工序中的放置台2a的温度与解冻工序中的放置台2a的温度没有多少变化，则能够维持基板100与放置台2a之间的距离。如果干燥工序中的放置台2a的温度高于解冻工序中的放置台2a的温度，则还可以减小基板100与放置台2a之间的距离。通过未图示的搬运装置搬出被干燥的基板100。因此，还可以将基板100与放置台2a之间的距离做成比第2距离更长的第4距离，以便向搬运装置的交接变得容易。
91.当对第1距离、第2距离、第4距离进行控制时，将驱动部9b2做成具有2个圆筒体的气缸或者组合2个气缸或者组合气缸和伺服马达的构件即可。当对第1距离、第2距离、第3距离、第4距离进行控制时，将驱动部9b2做成多级气缸或者组合多个气缸或者组合多个气缸和伺服马达的构件即可。
92.通过未图示的搬运装置介由框体6的未图示的搬入搬出口将冻结清洗结束的基板100搬出到框体6的外部。这样，能够执行1次冻结清洗工序。并且，还可以执行多次冻结清洗工序。
93.如以上说明，本实施方式所涉及的基板处理方法具备：冷却工序，向一个面(表面100b)上具有液膜的进行旋转的基板100的另一个面(背面100a)供给冷却气体3a1；及解冻工序，解冻在冷却工序中冻结的液体。而且，冷却工序中，将基板100与基板100被放置的放置台2a之间的距离做成第1距离。解冻工序中，停止供给冷却气体3a1，将距离做成比第1距离更长的第2距离。
94.另外，本实施方式所涉及的基板处理方法还可以具备对液体被解冻的基板100进行干燥的干燥工序。干燥工序中，停止供给冷却气体3a1，能够将所述距离做成第2距离或者比第1距离更长且不同于第2距离的第3距离。
95.另外，本实施方式所涉及的基板处理方法还可以具备搬出已干燥的基板100的搬出工序。搬出工序中，停止供给冷却气体3a1，能够将所述距离做成第2距离或者比第2距离更长的第4距离。
96.图6是用于例示其他实施方式所涉及的移动部19的模式图。移动部19移动对于放置台2a的多个保持部2a1的位置，以至于移动对于放置台2a的基板100的位置。如图6所示，移动部19可具有支撑部9a、升降部19b。
97.升降部19b例如可以是电磁铁。例如，在框体6的底面上设置电磁铁，通过向电磁铁通电来产生前述的斥力，由此能够使基座9a1上升。通过停止向电磁铁的通电，能够使基座9a1因自重而下降。并且，基座9a1并不接触升降部19b。要想使基座9a1并不接触升降部19b，则满足“t3＞t1 t2”即可。此时，t3是从升降部19b的上面到放置台2a的上面为止的距离，t1是支柱9a2的长度，t2是基座9a1的厚度。
98.由于电磁铁的极性由流动的电流流向、线圈的卷绕方向所决定，因此还可以通过切换流动的电流的流向来产生引力，由此通过引力、自重使基座9a1下降。另外，还可以设置前述的驱动部9b2而使电磁铁进行升降。
99.图7是用于例示其他实施方式所涉及的移动部29的模式图。
移动部29移动对于放置台2a的多个保持部2a1的位置，以至于移动对于放置台2a的基板100的位置。如图7所示，移动部29可具有支撑部9a、升降部29b。
100.升降部29b例如可具有基座29b1、驱动部9b2。基座29b1例如可具有根部29b1a、支撑构件29b1b。
101.根部29b1a呈板状，可设置在框体6的内部。能够使根部29b1a的平面形状、平面尺寸例如与前述的基座9b1的平面形状、平面尺寸相同。
102.能够在根部29b1a的基座9a1侧的面上设置多个支撑构件29b1b。多个支撑构件29b1b可接触基座9a1。支撑构件29b1b具有可旋转地设置的球，球可接触基座9a1。支撑构件29b1b例如可以是自由球轴承、球脚轮、滚球等。
103.在本实施方式所涉及的移动部29中，当根部29b1a上升时，基座9a1介由多个支撑构件29b1b被按压于根部29b1a。因此，被多个保持部2a1所保持的基板100上升，而基板100与放置台2a之间的距离变大。当根部29b1a下降时，基座9a1因自重而下降。当基座9a1下降时，被多个保持部2a1所保持的基板100下降，而基板100与放置台2a之间的距离变小。
104.由于支撑构件29b1b的接触基座9a1的部分为可旋转的球，因此基座9a1与放置台2a一起进行旋转，即使在放置台2a的旋转方向上的根部29b1a的位置被固定的情况下，也能够维持基座9a1的位置，以至于能够维持基板100的位置。
105.如果使多个支撑构件29b1b与基座9a1发生接触，则能够使基座9a1的上升动作趋于稳定。但是，如果考虑颗粒或震动的产生，优选通过斥力连结基座9b1与基座9a1之间。
106.图8是用于例示其他实施方式所涉及的保持部2a1a的模式图。如图8所示，代替前述的保持部2a1可设置保持部2a1a。例如，能够将保持部2a1a做成在保持部2a1的放置台2a侧的面上追加至少1个凸部2a1b(相当于第2疏液部的一个例子)的构件。凸部2a1b具有与放置台2a相比更容易排斥液体101的性质(疏液性)。凸部2a1b例如含有具有前述的疏液性的材料。如果设置有凸部2a1b，则能够减小保持部2a1a与放置台2a的接触面积，因此即使保持部2a1a与放置台2a冻在一起，在使基座9b1上升时保持部2a1a与放置台2a也容易发生剥离。
107.另外，如图8所示，在放置台2a的表面上还可以设置疏液部2a3(相当于第1疏液部的一个例子)。疏液部2a3呈膜状，含有具有前述的疏液性的材料。如果在放置台2a的表面上设置有疏液部2a3，则在使基座9b1上升时保持部2a1a与放置台2a更容易发生剥离。
108.图9是用于例示其他实施方式所涉及的疏液部2a4(相当于第3疏液部的一个例子)、疏液部2a5(相当于第4疏液部的一个例子)的模式图。如图9所示，在放置台2a的表面上可设置疏液部2a3(相当于第1疏液部的一个例子)。另外，在保持部2a1的放置台2a侧的面上可设置疏液部2a4。疏液部2a4呈板状，在放置台2a侧的面上具有凸部2a4a。能够将凸部2a4a设置在疏液部2a4的周缘附近。凸部2a4a可呈环状。疏液部2a4具有与放置台2a相比更容易排斥液体101的性质(疏液性)。疏液部2a4例如含有具有前述的疏液性的材料。
109.另外，如图9所示，在放置台2a的表面上可设置呈凸状的疏液部2a5。疏液部2a5例如能够设置在与疏液部2a4相对的位置。可设置疏液部2a4及疏液部2a5的至少任意一个。疏
液部2a5可呈环状。疏液部2a5具有与放置台2a相比更容易排斥液体101的性质(疏液性)。疏液部2a5例如含有具有前述的疏液性的材料。
110.当设置疏液部2a4及疏液部2a5时，在准备工序、液膜形成工序、冷却工序中，在疏液部2a4的并未设置有凸部2a4a的部分与疏液部2a5之间，设置液体101与放置台2a表面的接触角以上的高度(例如，5mm以上)的间隙。例如，通过升降部9b提起疏液部2a4，在疏液部2a4的并未设置有凸部2a4a的部分与疏液部2a5之间设置5mm以上的间隙。并且，由于疏液部2a4、凸部2a4a是疏液表面，因此接触角成为90
°
以上。因此，附着的液体至少呈大致球状，如果较多则呈由重力与比重的关系所决定的具有一定厚度的长圆状(膜状)。该液体的厚度为接触角的高度。
111.在解冻工序及干燥工序中，在疏液部2a4的并未设置有凸部2a4a的部分与疏液部2a5之间设置更大的间隙。例如，在疏液部2a4的并未设置有凸部2a4a的部分与疏液部2a5之间设置10mm以上的间隙。
112.这样，在准备工序、液膜形成工序、冷却工序中，由于保持部2a1并不直接接触放置台2a的表面，因此能够抑制保持部2a1与放置台2a冻在一起。在准备工序、液膜形成工序中，即使液体101从基板100传递保持部2a1而流向放置台2a侧，也由于设置有疏液部2a4，因此能够抑制液体101到达放置台2a的表面。
113.此时，即使液体101流入保持部2a1与放置台2a表面之间的间隙，也由于疏液部2a4的并未设置有凸部2a4a的部分与疏液部2a5之间的间隙为5mm以上，因此能够抑制液体101停留于该间隙。因此，能够抑制液体101冻在该间隙中。另外，即使在放置台2a的表面上形成5mm以下的冰，也不会因该冰而保持部2a1与放置台2a发生接合。
114.并且，还可以在放置台2a的表面及保持部2a1的放置台2a侧设置膜状的疏液部2a3(相当于第1疏液部的一个例子)，冻结清洗工序中，在设置于放置台2a表面的疏液部2a3与设置于保持部2a1的面的疏液部2a3之间，设置5mm以上的间隙。
115.以上，对实施方式进行了例示。但是，本发明并不局限于这些记述。关于前述的实施方式，只要具备本发明的特征，则本领域技术人员适当加以设计变更的发明也包含在本发明的范围内。例如，基板处理装置1所具备的各要素的形状、尺寸、数量、配置等并不局限于例示的内容，而是可进行适当变更。
116.例如，在前述的实施方式中，虽然做成了通过使冷却液发生气化来生成冷却气体3a1的冷却液部3a，但是例如冷却液部还可以通过冷机循环对常温的气体进行冷却。
117.例如，冻结工序(固相)还可以在冻结膜上产生裂痕之前执行解冻工序。例如，在冻结工序(固液相)之后，还可以并不执行冻结工序(固相)，而是执行解冻工序。
118.例如，在解冻工序及干燥工序中，还可以在基板100上并不发生结露的范围内维持供给冷却气体。这样，能够缩短冻结清洗处理的时间。
119.例如，在图9所示的实施方式中，还可以并不设置凸部2a4a，而是只设置凸部2a5。另外，在高度方向上，还可以使凸部2a4a及凸部2a5相互的顶端部的一部分发生重叠。此时，将凸部2a5的高度做成液体101与放置台2a表面的接触角以上的高度(例如，5mm以上)，发生重叠的长度也做成接触角以上的长度，由此能够做成迷宫结构。如果做成迷宫结
构，则能够进一步防止液体101进入保持部2a1与放置台2a之间。因此，能够进一步抑制保持部2a1与放置台2a冻在一起。
120.例如，凸部2a4a及凸部2a5的形状并不限定于环状。例如，凸部2a4a可呈点状或波状。此时，在凸部2a5的呈点状或波状的部分之下设置环状的部分。而且，环状部分的厚度为5mm以上即可。另外，凸部2a4a的点被设置成围住疏液部2a4的周缘。而且，配置成凸部2a5的点位于设置在凸部2a4a的点与点之间的间隙即可。