JP2023050580A - Substrate treatment apparatus - Google Patents

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美波 中村
Minami Nakamura
健介 出村
Kensuke Demura
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Abstract

To provide a substrate treatment apparatus that can improve the removal rate of contaminants.SOLUTION: The substrate treatment apparatus according to an embodiment includes: a mounting table that can rotate a substrate formed of silicon or silicon oxide; a cooling unit that can supply a cooling gas to a space between the mounting table and the substrate: a first liquid supply unit that can supply a first liquid to a surface of the substrate opposite to the mounting table side; a third liquid supply unit that can supply an alkaline third liquid having a surface tension smaller than that of the first liquid to the surface of the substrate; and a control unit. The control unit executes supplying the third liquid to the surface of the substrate, and supplying the cooling gas to the space between the mounting table and the substrate; and after having supplied the third liquid, executes forming a liquid film by supplying the first liquid toward the surface of the substrate, and a freezing step of freezing at least one part of the liquid film existing on the surface of the substrate.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a substrate processing apparatus.

インプリント用テンプレート、フォトリソグラフィ用マスク、半導体ウェーハなどの基板の表面に付着したパーティクルなどの汚染物を除去する方法として、凍結洗浄法が提案されている。 A freeze cleaning method has been proposed as a method for removing contaminants such as particles adhering to the surfaces of substrates such as imprint templates, photolithography masks, and semiconductor wafers.

凍結洗浄法においては、例えば、洗浄に用いる液体として純水を用いる場合、まず、回転させた基板の表面に純水と冷却ガスを供給する。次に、純水の供給を止め、供給した純水の一部を排出して基板の表面に水膜を形成する。水膜は、基板に供給された冷却ガスによって凍結される。水膜が凍結して氷膜が形成される際に、パーティクルなどの汚染物が氷膜に取り込まれることで基板の表面から分離される。次に、氷膜に純水を供給して氷膜を溶融し、純水とともに汚染物を基板の表面から除去する。これにより、汚染物の除去率を向上させている。 In the freeze cleaning method, for example, when pure water is used as the cleaning liquid, first, pure water and cooling gas are supplied to the surface of the rotated substrate. Next, the supply of pure water is stopped and part of the supplied pure water is discharged to form a water film on the surface of the substrate. The water film is frozen by the cooling gas supplied to the substrate. When the water film freezes to form an ice film, contaminants such as particles are trapped in the ice film and separated from the surface of the substrate. Next, pure water is supplied to the ice film to melt the ice film, and contaminants are removed from the surface of the substrate together with the pure water. This improves the removal rate of contaminants.

ここで、汚染物の形状がフィルム状であるため、基板の表面に汚染物が吸着している場合がある。また、基板の表面または汚染物が超撥水性である場合、あるいは、基板の表面および汚染物が超撥水性である場合がある。上記の場合において、凍結させる液体が基板と汚染物との間に侵入できないおそれがある。凍結させる液体が基板と汚染物との間に侵入できないと、液体が凍結した際の体積膨張によって汚染物が基板の表面から分離される効果が得られないおそれがある。その結果、除去率の低下につながるおそれがある。 Here, since the shape of the contaminant is film-like, the contaminant may be adsorbed on the surface of the substrate. Alternatively, the surface of the substrate or the contaminant may be superhydrophobic, or the surface of the substrate and the contaminant may be superhydrophobic. In the above case, the freezing liquid may not be able to penetrate between the substrate and the contaminant. If the liquid to be frozen cannot enter between the substrate and the contaminants, the contaminants may not be effectively separated from the surface of the substrate due to volumetric expansion when the liquid freezes. As a result, there is a possibility that the removal rate may be lowered.

そこで、汚染物の除去率を向上させることができる基板処理装置の開発が望まれていた。 Therefore, development of a substrate processing apparatus capable of improving the removal rate of contaminants has been desired.

特開２０１８－０２６４３６号公報JP 2018-026436 A

本発明が解決しようとする課題は、汚染物の除去率を向上させることができる基板処理装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of improving the removal rate of contaminants.

実施形態に係る基板処理装置は、基板を回転可能な載置台と、前記載置台と、前記基板と、の間の空間に、冷却ガスを供給可能な冷却部と、前記基板の、前記載置台側とは反対の面に第１の液体を供給可能な第１液体供給部と、前記基板の前記面に、前記第１の液体よりも表面張力が小さいアルカリ性の第３の液体を供給可能な第３液体供給部と、前記基板の回転、前記冷却ガスの供給、前記第１の液体の供給、および、前記第３の液体の供給を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記冷却ガスの供給、前記第１の液体の供給、および、前記第３の液体の供給を制御することで、前記基板の前記面に前記第３の液体を供給し、前記載置台と前記基板との間の空間に前記冷却ガスを供給する予備リンス工程と、前記予備リンス工程の後、前記基板の前記面に向けて前記第１の液体を供給して液膜を形成する液膜の形成工程と、前記基板の前記面にある前記液膜を過冷却状態にする過冷却工程と、前記基板の前記面にある前記液膜の少なくとも一部を凍結させる凍結工程と、
を実行する。 A substrate processing apparatus according to an embodiment includes: a mounting table capable of rotating a substrate; a cooling unit capable of supplying a cooling gas to a space between the mounting table and the substrate; a first liquid supply part capable of supplying a first liquid to the surface opposite to the side; and a third alkaline liquid having a surface tension lower than that of the first liquid, capable of supplying the surface of the substrate. a third liquid supply unit; and a control unit that controls rotation of the substrate, supply of the cooling gas, supply of the first liquid, and supply of the third liquid. The control unit supplies the third liquid to the surface of the substrate by controlling the supply of the cooling gas, the supply of the first liquid, and the supply of the third liquid. a preliminary rinsing step of supplying the cooling gas to a space between the writing table and the substrate; and after the preliminary rinsing step, supplying the first liquid toward the surface of the substrate to form a liquid film. a supercooling step of bringing the liquid film on the surface of the substrate into a supercooled state; and a freezing step of freezing at least part of the liquid film on the surface of the substrate;
to run.

本発明の実施形態によれば、汚染物の除去率を向上させることができる基板処理装置が提供される。 Embodiments of the present invention provide a substrate processing apparatus capable of improving the removal rate of contaminants.

本実施の形態に係る基板処理装置を例示するための模式図である。1 is a schematic diagram for illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment; FIG. 本実施の形態に係る基板処理装置の制御部を例示するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for illustrating a controller of the substrate processing apparatus according to the embodiment; 基板処理装置の作用を例示するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for illustrating the action of the substrate processing apparatus; 凍結洗浄工程における、基板に供給された液体の温度変化を例示するためのグラフである。4 is a graph for illustrating temperature changes of liquid supplied to a substrate in a freeze cleaning process; 凍結洗浄工程を複数回実施する場合のフローチャートである。It is a flow chart in the case of performing a freeze washing process multiple times. 凍結洗浄工程を複数回実施する場合の、制御部の動作を説明したフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart explaining the operation of the control unit when the freeze cleaning process is performed multiple times. FIG.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
以下に例示をする基板１００は、例えば、半導体ウェーハ、インプリント用テンプレート、フォトリソグラフィ用マスク、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に用いられる板状体などとすることができる。
なお、基板１００の表面には、パターンである凹凸部が形成されていてもよいし、凹凸部が形成される前の基板（例えば、いわゆるバルク基板）であってもよい。ただし、基板処理装置１の用途は、例示をした基板１００に限定されるわけではない。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same constituent elements, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
The substrate 100 exemplified below can be, for example, a semiconductor wafer, an imprint template, a photolithography mask, a plate-like body used for MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), or the like.
Note that the surface of the substrate 100 may have an uneven portion as a pattern formed thereon, or may be a substrate (for example, a so-called bulk substrate) before the uneven portion is formed. However, the application of the substrate processing apparatus 1 is not limited to the illustrated substrate 100 .

また、以下においては、一例として、基板１００が、フォトリソグラフィ用マスクである場合を説明する。基板１００が、フォトリソグラフィ用マスクである場合には、基板１００の平面形状は、略四角形とすることができる。 Moreover, in the following, as an example, a case where the substrate 100 is a photolithography mask will be described. When the substrate 100 is a mask for photolithography, the planar shape of the substrate 100 can be substantially rectangular.

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置１を例示するための模式図である。
図２は、本実施の形態に係る基板処理装置１の制御部９を例示するための模式図である。
図１に示すように、基板処理装置１には、載置部２、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、第３液体供給部１５、筐体６、送風部７、制御部９、および排気部１１が設けられている。また、図２に示すように、制御部９には、機構制御部９ａ、設定部９ｂ、記憶部９ｃ、が設けられている。 FIG. 1 is a schematic diagram for illustrating a substrate processing apparatus 1 according to this embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram for illustrating the controller 9 of the substrate processing apparatus 1 according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 includes a mounting section 2, a cooling section 3, a first liquid supply section 4, a second liquid supply section 5, a third liquid supply section 15, a housing 6, and a blower section. 7, a control unit 9, and an exhaust unit 11 are provided. Further, as shown in FIG. 2, the control section 9 is provided with a mechanism control section 9a, a setting section 9b, and a storage section 9c.

載置部２は、載置台２ａ、回転軸２ｂ、および駆動部２ｃを有する。
載置台２ａは、筐体６の内部に回転可能に設けられている。載置台２ａは、板状を呈している。載置台２ａの一方の主面には、基板１００を支持する複数の支持部２ａ１が設けられている。基板１００を複数の支持部２ａ１に支持させる際には、基板１００の表面１００ｂ（凹凸部が形成された側の面）が、載置台２ａ側とは反対の方を向くようにする。 The mounting section 2 has a mounting table 2a, a rotating shaft 2b, and a driving section 2c.
The mounting table 2 a is rotatably provided inside the housing 6 . The mounting table 2a has a plate shape. A plurality of support portions 2a1 for supporting the substrate 100 are provided on one main surface of the mounting table 2a. When the substrate 100 is supported by the plurality of supporting portions 2a1, the front surface 100b of the substrate 100 (the surface on which the uneven portions are formed) faces away from the mounting table 2a.

複数の支持部２ａ１には、基板１００の裏面１００ａの縁（エッジ）が接触する。支持部２ａ１の、基板１００の裏面１００ａの縁と接触する部分は、テーパ面または傾斜面とすることができる。 Edges of the rear surface 100a of the substrate 100 are in contact with the plurality of supporting portions 2a1. A portion of the supporting portion 2a1 that contacts the edge of the back surface 100a of the substrate 100 can be a tapered surface or an inclined surface.

また、載置台２ａの中央部分には、載置台２ａの厚み方向を貫通する孔２ａａが設けられている。 Further, a hole 2aa is provided in the central portion of the mounting table 2a so as to extend through the mounting table 2a in the thickness direction.

回転軸２ｂの一方の端部は、載置台２ａの孔２ａａに嵌合されている。回転軸２ｂの他方の端部は、筐体６の外部に設けられている。回転軸２ｂは、筐体６の外部において駆動部２ｃと接続されている。 One end of the rotary shaft 2b is fitted into the hole 2aa of the mounting table 2a. The other end of the rotating shaft 2b is provided outside the housing 6. As shown in FIG. The rotating shaft 2b is connected to the driving portion 2c outside the housing 6. As shown in FIG.

回転軸２ｂは、筒状を呈している。回転軸２ｂの載置台２ａ側の端部には、吹き出し部２ｂ１が設けられている。吹き出し部２ｂ１は、載置台２ａの、複数の支持部２ａ１が設けられる面に開口している。吹き出し部２ｂ１の開口側の端部は、孔２ａａの内壁に接続されている。吹き出し部２ｂ１の開口は、載置台２ａに載置された基板１００の裏面１００ａに対向している。 The rotating shaft 2b has a cylindrical shape. A blowout portion 2b1 is provided at the end portion of the rotating shaft 2b on the mounting table 2a side. Blow-out portion 2b1 opens to a surface of mounting table 2a on which a plurality of support portions 2a1 are provided. The opening-side end of blowout portion 2b1 is connected to the inner wall of hole 2aa. The opening of the blowout part 2b1 faces the rear surface 100a of the substrate 100 mounted on the mounting table 2a.

なお、回転軸２ｂの先端に吹き出し部２ｂ１を設ける場合を例示したが、吹き出し部２ｂ１は、後述の冷却ノズル３ｄの先端に設けることもできる。また、載置台２ａの孔２ａａを吹き出し部２ｂ１とすることもできる。 In addition, although the case where the blowing part 2b1 is provided at the tip of the rotating shaft 2b is illustrated, the blowing part 2b1 can also be provided at the tip of a cooling nozzle 3d described later. Also, the hole 2aa of the mounting table 2a can be used as the blowout portion 2b1.

回転軸２ｂの、載置台２ａ側とは反対側の端部には、冷却ノズル３ｄが取り付けられている。回転軸２ｂの、載置台２ａ側とは反対側の端部と、冷却ノズル３ｄとの間には、図示しない回転軸シールが設けられている。そのため、回転軸２ｂの、載置台２ａ側とは反対側の端部は、気密となるように封止されている。 A cooling nozzle 3d is attached to the end of the rotating shaft 2b opposite to the mounting table 2a side. A rotating shaft seal (not shown) is provided between the end of the rotating shaft 2b opposite to the mounting table 2a side and the cooling nozzle 3d. Therefore, the end of the rotating shaft 2b on the side opposite to the mounting table 2a side is sealed so as to be airtight.

駆動部２ｃは、筐体６の外部に設けられている。駆動部２ｃは、回転軸２ｂと接続されている。駆動部２ｃは、モータなどの回転機器を有することができる。駆動部２ｃの回転力は、回転軸２ｂを介して載置台２ａに伝達される。そのため、駆動部２ｃにより載置台２ａ、ひいては載置台２ａに載置された基板１００を回転させることができる。 The drive unit 2c is provided outside the housing 6. As shown in FIG. The driving portion 2c is connected to the rotating shaft 2b. The drive unit 2c can have a rotating device such as a motor. The rotational force of the driving portion 2c is transmitted to the mounting table 2a via the rotating shaft 2b. Therefore, the driving unit 2c can rotate the mounting table 2a and the substrate 100 mounted on the mounting table 2a.

また、駆動部２ｃは、回転の開始と回転の停止のみならず、回転数（回転速度）を変化させることができる。駆動部２ｃは、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。 Further, the drive unit 2c can change not only the start and stop of rotation, but also the number of rotations (rotational speed). The drive unit 2c can be provided with a control motor such as a servomotor, for example.

冷却部３は、載置台２ａと、基板１００の裏面１００ａと、の間の空間に、冷却ガス３ａ１を供給する。冷却部３は、冷却液部３ａ、フィルタ３ｂ、流量制御部３ｃ、および冷却ノズル３ｄを有する。 Cooling unit 3 supplies cooling gas 3a1 to the space between mounting table 2a and back surface 100a of substrate 100 . The cooling unit 3 has a coolant unit 3a, a filter 3b, a flow control unit 3c, and a cooling nozzle 3d.

冷却液部３ａは、冷却液の収納、および冷却ガス３ａ１の生成を行う。冷却液は、冷却ガス３ａ１を液化したものである。冷却ガス３ａ１は、基板１００の材料と反応し難いガスであれば特に限定はない。冷却ガス３ａ１は、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの不活性ガスとすることができる。 The coolant unit 3a stores the coolant and generates the coolant gas 3a1. The cooling liquid is obtained by liquefying the cooling gas 3a1. The cooling gas 3 a 1 is not particularly limited as long as it is a gas that does not readily react with the material of the substrate 100 . The cooling gas 3a1 can be, for example, an inert gas such as nitrogen gas, helium gas, or argon gas.

冷却液部３ａは、冷却液を収納するタンクと、タンクに収納された冷却液を気化させる気化部とを有する。タンクには、冷却液の温度を維持するための冷却装置が設けられている。気化部は、冷却液の温度を上昇させて、冷却液から冷却ガス３ａ１を生成する。気化部は、例えば、外気温度を利用したり、熱媒体による加熱を用いたりすることができる。冷却ガス３ａ１の温度は、液体１０１の凝固点以下の温度であればよく、例えば、－１７０℃とすることができる。 The cooling liquid unit 3a has a tank that stores the cooling liquid and a vaporization unit that vaporizes the cooling liquid contained in the tank. The tank is provided with a cooling device for maintaining the temperature of the coolant. The evaporator raises the temperature of the cooling liquid to generate cooling gas 3a1 from the cooling liquid. For example, the vaporization section can use the temperature of the outside air or heat with a heat medium. The temperature of the cooling gas 3a1 may be any temperature below the freezing point of the liquid 101, and may be -170° C., for example.

なお、冷却液部３ａが、タンクに収納された冷却液を気化させることで冷却ガス３ａ１を生成する場合を例示したが、窒素ガス等をチラーなどで冷却し、冷却ガス３ａ１とすることもできる。この様にすれば、冷却液部を簡素化できる。 Although the cooling liquid unit 3a generates the cooling gas 3a1 by vaporizing the cooling liquid stored in the tank, the cooling gas 3a1 can be obtained by cooling nitrogen gas or the like with a chiller or the like. . In this way, the coolant section can be simplified.

フィルタ３ｂは、配管を介して、冷却液部３ａに接続されている。フィルタ３ｂは、冷却液に含まれていたパーティクルなどの汚染物が、基板１００側に流出するのを抑制する。 The filter 3b is connected to the cooling liquid section 3a via a pipe. The filter 3b prevents contaminants such as particles contained in the coolant from flowing out to the substrate 100 side.

流量制御部３ｃは、配管を介して、フィルタ３ｂに接続されている。流量制御部３ｃは、冷却ガス３ａ１の流量を制御する。流量制御部３ｃは、例えば、ＭＦＣ（Mass Flow Controller）などとすることができる。また、流量制御部３ｃは、冷却ガス３ａ１の供給圧力を制御することで冷却ガス３ａ１の流量を間接的に制御するものであってもよい。この場合、流量制御部３ｃは、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。 The flow controller 3c is connected to the filter 3b via piping. The flow controller 3c controls the flow rate of the cooling gas 3a1. The flow controller 3c can be, for example, an MFC (Mass Flow Controller). Further, the flow control unit 3c may indirectly control the flow rate of the cooling gas 3a1 by controlling the supply pressure of the cooling gas 3a1. In this case, the flow control unit 3c can be, for example, an APC (Auto Pressure Controller).

冷却液部３ａにおいて冷却液から生成された冷却ガス３ａ１の温度は、ほぼ所定の温度となっている。そのため、流量制御部３ｃにより、冷却ガス３ａ１の流量を制御することで基板１００の温度、ひいては基板１００の表面１００ｂにある液体１０１の温度を制御することができる。この場合、流量制御部３ｃにより、冷却ガス３ａ１の流量を制御することで、後述する過冷却工程において液体１０１の過冷却状態を生じさせることができる。 The temperature of the cooling gas 3a1 generated from the cooling liquid in the cooling liquid section 3a is approximately a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the substrate 100 and the temperature of the liquid 101 on the surface 100b of the substrate 100 can be controlled by controlling the flow rate of the cooling gas 3a1 by the flow control unit 3c. In this case, by controlling the flow rate of the cooling gas 3a1 with the flow control unit 3c, the supercooled state of the liquid 101 can be generated in the supercooling step described later.

冷却ノズル３ｄは、筒状を呈している。冷却ノズル３ｄの一方の端部は、流量制御部３ｃに接続されている。冷却ノズル３ｄの他方の端部は、回転軸２ｂの内部に設けられている。冷却ノズル３ｄの他方の端部は、吹き出し部２ｂ１の、載置台２ａ側（開口側）とは反対の端部の近傍に位置している。 The cooling nozzle 3d has a cylindrical shape. One end of the cooling nozzle 3d is connected to the flow controller 3c. The other end of the cooling nozzle 3d is provided inside the rotating shaft 2b. The other end of the cooling nozzle 3d is positioned near the end opposite to the mounting table 2a side (opening side) of the blowout portion 2b1.

冷却ノズル３ｄは、流量制御部３ｃにより流量が制御された冷却ガス３ａ１を基板１００に供給する。冷却ノズル３ｄから放出された冷却ガス３ａ１は、吹き出し部２ｂ１を介して、基板１００の裏面１００ａに直接供給される。 The cooling nozzle 3d supplies the substrate 100 with the cooling gas 3a1 whose flow rate is controlled by the flow control unit 3c. Cooling gas 3a1 discharged from cooling nozzle 3d is directly supplied to rear surface 100a of substrate 100 via blowing portion 2b1.

第１液体供給部４は、基板１００の表面１００ｂに液体１０１を供給する。後述するように、液体１０１は、基板１００の材料と反応し難く、且つ、凍結した際に体積が増える液体とすることが好ましい。液体１０１は、例えば、水（例えば、純水や超純水など）や、水を主成分とする液体などとすることが好ましい。 The first liquid supply section 4 supplies the liquid 101 to the surface 100 b of the substrate 100 . As will be described later, the liquid 101 is preferably a liquid that hardly reacts with the material of the substrate 100 and that increases in volume when frozen. The liquid 101 is preferably, for example, water (for example, pure water, ultrapure water, etc.) or a liquid containing water as a main component.

水を主成分とする液体は、例えば、水とアルコールの混合液、水と酸性溶液の混合液、水とアルカリ溶液の混合液などとすることができる。
水とアルコールの混合液とすれば表面張力を低下させることができるので、基板１００の表面１００ｂに形成された微細な凹凸部の内部に液体１０１を供給するのが容易となる。 The liquid containing water as a main component can be, for example, a mixture of water and alcohol, a mixture of water and an acid solution, a mixture of water and an alkali solution, or the like.
Since the surface tension can be lowered by using a mixture of water and alcohol, it becomes easy to supply the liquid 101 inside the fine irregularities formed on the surface 100 b of the substrate 100 .

水と酸性溶液の混合液とすれば、基板１００の表面に付着したパーティクルやレジスト残渣などの汚染物を溶解することができる。例えば、水と硫酸などの混合液とすれば、レジストや金属からなる汚染物を溶解することができる。 A mixed solution of water and an acid solution can dissolve contaminants such as particles and resist residues adhering to the surface of the substrate 100 . For example, a mixture of water and sulfuric acid can dissolve contaminants such as resist and metal.

ただし、水以外の成分が余り多くなると、体積増加に伴う物理力を利用することが難しくなるので、汚染物の除去率が低下するおそれがある。そのため、水以外の成分の濃度は、５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下とすることが好ましい。 However, if there are too many components other than water, it becomes difficult to utilize the physical force that accompanies the increase in volume, so there is a risk that the contaminant removal rate will decrease. Therefore, the concentration of components other than water is preferably 5 wt % or more and 30 wt % or less.

第１液体供給部４は、液体収納部４ａ、供給部４ｂ、流量制御部４ｃ、および液体ノズル４ｄを有する。液体収納部４ａ、供給部４ｂ、および流量制御部４ｃは、筐体６の外部に設けられている。 The first liquid supply section 4 has a liquid storage section 4a, a supply section 4b, a flow control section 4c, and a liquid nozzle 4d. The liquid storage section 4a, the supply section 4b, and the flow control section 4c are provided outside the housing 6. As shown in FIG.

液体収納部４ａは、前述した液体１０１を収納する。液体１０１は、凝固点よりも高い温度で液体収納部４ａに収納される。液体１０１は、例えば、常温（２０℃）で収納される。
供給部４ｂは、配管を介して、液体収納部４ａに接続されている。供給部４ｂは、液体収納部４ａに収納されている液体１０１を液体ノズル４ｄに向けて供給する。供給部４ｂは、例えば、液体１０１に対する耐性を有するポンプなどとすることができる。なお、供給部４ｂがポンプである場合を例示したが、供給部４ｂはポンプに限定されるわけではない。例えば、供給部４ｂは、液体収納部４ａの内部にガスを供給し、液体収納部４ａに収納されている液体１０１を圧送するものとしてもよい。 The liquid storage portion 4a stores the liquid 101 described above. The liquid 101 is stored in the liquid storage portion 4a at a temperature higher than its freezing point. The liquid 101 is stored at room temperature (20° C.), for example.
The supply portion 4b is connected to the liquid storage portion 4a via a pipe. The supply unit 4b supplies the liquid 101 stored in the liquid storage unit 4a toward the liquid nozzle 4d. The supply unit 4b can be, for example, a pump that is resistant to the liquid 101, or the like. In addition, although the case where the supply part 4b was a pump was illustrated, the supply part 4b is not necessarily limited to a pump. For example, the supply unit 4b may supply gas to the inside of the liquid storage unit 4a to pump the liquid 101 stored in the liquid storage unit 4a.

流量制御部４ｃは、配管を介して、供給部４ｂに接続されている。流量制御部４ｃは、供給部４ｂにより供給された液体１０１の流量を制御する。流量制御部４ｃは、例えば、流量制御弁とすることができる。また、流量制御部４ｃは、液体１０１の供給の開始と供給の停止をも行うことができる。 The flow control unit 4c is connected to the supply unit 4b via piping. The flow control section 4c controls the flow rate of the liquid 101 supplied by the supply section 4b. The flow controller 4c can be, for example, a flow control valve. The flow control unit 4 c can also start and stop the supply of the liquid 101 .

液体ノズル４ｄは、筐体６の内部に設けられている。液体ノズル４ｄは、筒状を呈している。液体ノズル４ｄの一方の端部は、配管を介して、流量制御部４ｃに接続されている。また、液体ノズル４ｄは、不図示の駆動部と接続されている。そのため、液体ノズル４ｄは、基板１００の表面１００ｂの略中央付近と基板１００の外周付近との間を移動する。液体ノズル４ｄの他方の端部（液体１０１の吐出口）は、載置台２ａに載置された基板１００の表面１００ｂに対向している。そのため、不図示の駆動部によって、液体ノズル４ｄが基板１００の表面１００ｂの略中央に移動されると、液体ノズル４ｄから吐出した液体１０１は、基板１００の表面１００ｂに供給される。 The liquid nozzle 4 d is provided inside the housing 6 . The liquid nozzle 4d has a cylindrical shape. One end of the liquid nozzle 4d is connected to the flow controller 4c via a pipe. Further, the liquid nozzle 4d is connected to a drive section (not shown). Therefore, the liquid nozzle 4 d moves between near the approximate center of the surface 100 b of the substrate 100 and near the periphery of the substrate 100 . The other end of the liquid nozzle 4d (ejection port for the liquid 101) faces the surface 100b of the substrate 100 mounted on the mounting table 2a. Therefore, when the liquid nozzle 4 d is moved to substantially the center of the surface 100 b of the substrate 100 by a drive unit (not shown), the liquid 101 ejected from the liquid nozzle 4 d is supplied to the surface 100 b of the substrate 100 .

液体ノズル４ｄから吐出した液体１０１は、基板１００の表面１００ｂの略中央から拡がり、基板１００の表面１００ｂで略一定の厚みを有する液膜が形成される。なお、以下においては、基板１００の表面１００ｂに形成された液体１０１の膜を液膜と称する。 The liquid 101 ejected from the liquid nozzle 4 d spreads from substantially the center of the surface 100 b of the substrate 100 to form a liquid film having a substantially constant thickness on the surface 100 b of the substrate 100 . Note that the film of the liquid 101 formed on the surface 100b of the substrate 100 is hereinafter referred to as a liquid film.

第２液体供給部５は、基板１００の表面１００ｂに液体１０２（第２の液体の一例に相当する）を供給する。第２液体供給部５は、液体収納部５ａ、供給部５ｂ、流量制御部５ｃ、および液体ノズル４ｄを有する。 The second liquid supply unit 5 supplies the liquid 102 (corresponding to an example of the second liquid) to the surface 100b of the substrate 100 . The second liquid supply section 5 has a liquid storage section 5a, a supply section 5b, a flow control section 5c, and a liquid nozzle 4d.

液体１０２は、後述する解凍工程において用いることができる。そのため、液体１０２は、基板１００の材料と反応し難く、且つ、後述する乾燥工程において基板１００の表面１００ｂに残留し難いものであれば特に限定は無い。液体１０２は、例えば、水（例えば、純水や超純水など）や、水とアルコールの混合液などとすることができる。 Liquid 102 can be used in the thawing process described below. Therefore, the liquid 102 is not particularly limited as long as it hardly reacts with the material of the substrate 100 and does not easily remain on the surface 100b of the substrate 100 in the drying process described below. The liquid 102 can be, for example, water (eg, pure water, ultrapure water, etc.), a mixture of water and alcohol, or the like.

第２液体供給部５の構成は、例えば、第１液体供給部４の構成と同様とすることができる。例えば、液体収納部５ａは、前述した液体収納部４ａと同様とすることができる。供給部５ｂは、前述した供給部４ｂと同様とすることができる。流量制御部５ｃは、前述した流量制御部４ｃと同様とすることができる。 The configuration of the second liquid supply section 5 can be the same as the configuration of the first liquid supply section 4, for example. For example, the liquid storage portion 5a can be the same as the liquid storage portion 4a described above. The supply unit 5b can be similar to the supply unit 4b described above. The flow control unit 5c can be the same as the flow control unit 4c described above.

なお、液体１０２と液体１０１が同じである場合には、第２液体供給部５を省くことができる。また、液体ノズル４ｄを兼用する場合を例示したが、液体１０１を吐出する液体ノズルと、液体１０２を吐出する液体ノズルを別々に設けることもできる。 Note that if the liquid 102 and the liquid 101 are the same, the second liquid supply section 5 can be omitted. Moreover, although the case where the liquid nozzle 4d is also used has been exemplified, the liquid nozzle for ejecting the liquid 101 and the liquid nozzle for ejecting the liquid 102 can be provided separately.

また、液体１０２は解凍工程で用いられるため、液体１０２の温度は、液体１０１の凝固点よりも高い温度とすることができる。また、液体１０２の温度は、凍結した液体１０１を解凍できる温度とすることもできる。液体１０２の温度は、例えば、常温（２０℃）程度とすることができる。 Also, since the liquid 102 is used in the thawing process, the temperature of the liquid 102 can be higher than the freezing point of the liquid 101 . Also, the temperature of the liquid 102 can be set to a temperature at which the frozen liquid 101 can be thawed. The temperature of the liquid 102 can be, for example, normal temperature (20° C.).

なお、第２液体供給部５が省かれる場合には、解凍工程において、第１液体供給部４を用いる。つまり、液体１０１を用いる。この場合、液体１０１の温度は、凍結した液体１０１を解凍できる温度とすることができる。液体１０１の温度は、例えば、常温（２０℃）程度とすることができる。 If the second liquid supply section 5 is omitted, the first liquid supply section 4 is used in the thawing step. That is, the liquid 101 is used. In this case, the temperature of the liquid 101 can be a temperature at which the frozen liquid 101 can be thawed. The temperature of the liquid 101 can be, for example, normal temperature (20° C.).

第３液体供給部１５は、基板１００の表面１００ｂに純水よりも表面張力の小さいアルカリ性の液体１０３（第３の液体の一例に相当する）を供給する。液体１０３は、例えば、アンモニア溶液、濃度の低いＳＣ－１（Standard Clean 1）溶液、コリン(CHOLINE)水溶液、およびＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）水溶液である。あるいは、これらの溶液と界面活性剤を含む液体、またはイソプロピルアルコール(ＩＰＡ)との混合液である。 The third liquid supply unit 15 supplies the surface 100b of the substrate 100 with an alkaline liquid 103 (corresponding to an example of a third liquid) having a surface tension lower than that of pure water. The liquid 103 is, for example, an ammonia solution, a low concentration SC-1 (Standard Clean 1) solution, a choline (CHOLINE) aqueous solution, and a TMAH (Tetramethyl ammonium hydroxide) aqueous solution. Alternatively, it is a mixture of these solutions and a liquid containing a surfactant, or isopropyl alcohol (IPA).

第３液体供給部１５は、液体収納部１５ａ、供給部１５ｂ、流量制御部１５ｃ、および液体ノズル１５ｄを有する。第３液体供給部１５の構成は、例えば、第１液体供給部４の構成と同様とすることができるので、説明は省略する。 The third liquid supply section 15 has a liquid storage section 15a, a supply section 15b, a flow control section 15c, and a liquid nozzle 15d. The configuration of the third liquid supply section 15 can be, for example, the same as the configuration of the first liquid supply section 4, so the description thereof will be omitted.

筐体６は、箱状を呈している。筐体６の内部にはカバー６ａが設けられている。カバー６ａは、基板１００に供給され、基板１００が回転することで基板１００の外部に排出された液体１０１、１０２を受け止める。カバー６ａは、筒状を呈している。カバー６ａの、載置台２ａ側とは反対側の端部の近傍（カバー６ａの上端近傍）は、カバー６ａの中心に向けて屈曲している。そのため、基板１００の上方に飛び散る液体１０１、１０２の捕捉を容易とすることができる。 The housing 6 has a box shape. A cover 6 a is provided inside the housing 6 . The cover 6a receives the liquids 101 and 102 supplied to the substrate 100 and discharged to the outside of the substrate 100 as the substrate 100 rotates. The cover 6a has a tubular shape. The vicinity of the end of the cover 6a opposite to the mounting table 2a side (the vicinity of the upper end of the cover 6a) is bent toward the center of the cover 6a. Therefore, the liquids 101 and 102 splashing above the substrate 100 can be easily captured.

また、筐体６の内部には仕切り板６ｂが設けられている。仕切り板６ｂは、カバー６ａの外面と、筐体６の内面との間に設けられている。 A partition plate 6 b is provided inside the housing 6 . The partition plate 6 b is provided between the outer surface of the cover 6 a and the inner surface of the housing 6 .

筐体６の底面側の側面には複数の排出口６ｃが設けられている。図１に例示をした筐体６の場合には、排出口６ｃが２つ設けられている。使用済みの冷却ガス３ａ１、空気７ａ、液体１０１、および液体１０２は、排出口６ｃから筐体６の外部に排出される。排出口６ｃには排気管６ｃ１が接続され、排気管６ｃ１には使用済みの冷却ガス３ａ１、空気７ａを排気する排気部（ポンプ）１１が接続されている。また、排出口６ｃには液体１０１、１０２を排出する排出管６ｃ２が接続されている。 A plurality of outlets 6c are provided on the side surface of the housing 6 on the bottom side. In the case of the housing 6 illustrated in FIG. 1, two discharge ports 6c are provided. The used cooling gas 3a1, air 7a, liquid 101, and liquid 102 are discharged to the outside of the housing 6 from the discharge port 6c. An exhaust pipe 6c1 is connected to the exhaust port 6c, and an exhaust section (pump) 11 for exhausting the used cooling gas 3a1 and air 7a is connected to the exhaust pipe 6c1. A discharge pipe 6c2 for discharging the liquids 101 and 102 is connected to the discharge port 6c.

排出口６ｃは基板１００よりも下方に設けられている。そのため、冷却ガス３ａ１が排出口６ｃから排気されることでダウンフローの流れが作りだされる。その結果、パーティクルの舞い上がりを防ぐことができる。 The outlet 6 c is provided below the substrate 100 . Therefore, the cooling gas 3a1 is discharged from the discharge port 6c to create a downflow flow. As a result, it is possible to prevent the particles from soaring.

送風部７は、筐体６の天井面に設けられている。なお、送風部７は、天井側であれば、筐体６の側面に設けることもできる。送風部７は、ファンなどの送風機とフィルタを備えることができる。フィルタは、例えば、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）などとすることができる。 The air blower 7 is provided on the ceiling surface of the housing 6 . Note that the air blower 7 can also be provided on the side surface of the housing 6 as long as it is on the ceiling side. The blower section 7 can include a blower such as a fan and a filter. The filter can be, for example, a HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter).

制御部９は、基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。図２に、制御部９の構成の一例を例示する。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算素子と、半導体メモリなどの記憶部９ｃを有するコンピュータとすることができる。例えば、図２に例示した機構制御部９ａおよび設定部９ｂを演算素子、記憶部９ｃを記憶素子とすることができる。記憶素子には、基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する制御プログラムなどを格納することができる。演算素子は、記憶素子に格納されている制御プログラム、入出力画面（装置）８を介して操作者により入力されたデータなどを用いて、基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。 The control unit 9 controls the operation of each element provided in the substrate processing apparatus 1 . FIG. 2 illustrates an example of the configuration of the control section 9. As shown in FIG. The control unit 9 can be, for example, a computer having an arithmetic element such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit 9c such as a semiconductor memory. For example, the mechanism control section 9a and the setting section 9b illustrated in FIG. 2 can be used as computing elements, and the memory section 9c can be used as a memory element. A control program for controlling the operation of each element provided in the substrate processing apparatus 1 can be stored in the storage element. The arithmetic element controls the operation of each element provided in the substrate processing apparatus 1 by using the control program stored in the storage element, the data input by the operator via the input/output screen (device) 8, and the like. do.

制御プログラムおよび操作者により入力されたデータは、設定部９ｂにより記憶部９ｃ（記憶素子）に記憶されるのに最適な状態に設定された後、記憶素子に記憶される。また、設定部９ｂは、操作者により出力を求められたデータを入出力画面に表示させるのに最適な状態へと再変換し、入出力画面（装置）８に表示させる。 The control program and the data input by the operator are stored in the storage element after being set to the optimum state by the setting section 9b to be stored in the storage section 9c (storage element). Further, the setting unit 9b reconverts the data requested to be output by the operator into an optimal state for display on the input/output screen, and causes the input/output screen (device) 8 to display the data.

例えば、制御部９は、記憶部９ｃに記憶された制御プログラムに基づき、機構制御部９ａから基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御することで、基板１００の回転、冷却ガス３ａ１の供給、液体１０１の供給、液体１０２の供給、および、液体１０３の供給を制御する。 For example, the control unit 9 controls the operation of each element provided in the substrate processing apparatus 1 from the mechanism control unit 9a based on the control program stored in the storage unit 9c, thereby rotating the substrate 100 and cooling the cooling gas 3a1. , the supply of liquid 101, the supply of liquid 102, and the supply of liquid 103 are controlled.

次に、基板処理装置１の作用について例示をする。
図３は、基板処理装置１の作用を例示するためのタイミングチャートである。
図４は、凍結洗浄工程における、基板１００に供給された液体１０１の温度変化を例示するためのグラフである。 Next, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be illustrated.
FIG. 3 is a timing chart for illustrating the action of the substrate processing apparatus 1. FIG.
FIG. 4 is a graph for illustrating temperature changes of the liquid 101 supplied to the substrate 100 in the freeze cleaning process.

なお、図３および図４は、基板１００が６０２５クオーツ(Ｑｚ)基板（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）、液体１０１が純水、液体１０３がアンモニア溶液の場合である。 3 and 4, the substrate 100 is a 6025 quartz (Qz) substrate (152 mm×152 mm×6.35 mm), the liquid 101 is pure water, and the liquid 103 is an ammonia solution.

まず、筐体６の図示しない搬入搬出口を介して、基板１００が筐体６の内部に搬入される。搬入された基板１００は、載置台２ａの複数の支持部２ａ１の上に載置、支持される。 First, the substrate 100 is loaded into the housing 6 through a loading/unloading port (not shown) of the housing 6 . The loaded substrate 100 is placed and supported on the plurality of supporting portions 2a1 of the placing table 2a.

基板１００が載置台２ａに支持された後に、図３および図４に示すように予備工程、予備リンス工程、液膜の形成工程、冷却工程（過冷却工程＋凍結工程）、解凍工程、乾燥工程を含む凍結洗浄工程が行われる。 After the substrate 100 is supported on the mounting table 2a, as shown in FIGS. 3 and 4, a preliminary process, a preliminary rinsing process, a liquid film forming process, a cooling process (supercooling process+freezing process), a thawing process, and a drying process. A freeze wash step is performed, comprising:

まず、図３および図４に示すように予備工程が実行される。予備工程においては、制御部９が、不図示の駆動部を制御して、液体ノズル４ｄを基板１００の表面１００ｂの略中央に移動させる。制御部９は、供給部４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して、基板１００の表面１００ｂに、所定の流量の液体１０１を供給する。また、制御部９が、流量制御部３ｃを制御して、基板１００の裏面１００ａに、所定の流量の冷却ガス３ａ１を供給する。また、制御部９が、駆動部２ｃを制御して、基板１００を第２の回転数で回転させる。なお、予備工程においては、液体ノズル１５ｄは、を基板１００の外周付近で待機している。 First, preliminary steps are performed as shown in FIGS. In the preliminary process, the control unit 9 controls the driving unit (not shown) to move the liquid nozzle 4 d to substantially the center of the surface 100 b of the substrate 100 . The control unit 9 controls the supply unit 4b and the flow rate control unit 4c to supply the liquid 101 at a predetermined flow rate to the surface 100b of the substrate 100. FIG. Further, the control unit 9 controls the flow rate control unit 3c to supply the cooling gas 3a1 at a predetermined flow rate to the rear surface 100a of the substrate 100. FIG. Further, the control unit 9 controls the driving unit 2c to rotate the substrate 100 at the second rotation speed. It should be noted that the liquid nozzle 15d is on standby near the outer periphery of the substrate 100 in the preliminary process.

ここで、冷却部３による冷却ガス３ａ１の供給により筐体６内の雰囲気が冷やされると、雰囲気中のダストを含んだ霜が基板１００に付着し、汚染の原因となる可能性がある。予備工程においては、基板１００の表面１００ｂに液体１０１を供給し続けているので、基板１００を均一に冷却しつつ、基板１００の表面１００ｂへの霜の付着を防止することができる。 Here, if the atmosphere in the housing 6 is cooled by the supply of the cooling gas 3a1 by the cooling unit 3, frost containing dust in the atmosphere may adhere to the substrate 100 and cause contamination. Since the liquid 101 is continuously supplied to the surface 100b of the substrate 100 in the preparatory step, the substrate 100 can be uniformly cooled and frost can be prevented from adhering to the surface 100b of the substrate 100. FIG.

例えば、図３に例示したものの場合には、基板１００の回転数は、第２の回転数として、例えば５０ｒｐｍ～５００ｒｐｍ程度とできる。また、液体１０１の流量を０．１Ｌ／ｍｉｎ～１．０Ｌ／ｍｉｎ程度とできる。また、冷却ガス３ａ１の流量を４０ＮＬ／ｍｉｎ～２００ＮＬ／ｍｉｎ程度とできる。また、予備工程の工程時間を１８００秒程度とすることができる。なお、予備工程の工程時間は、基板１００の面内温度が略均一となる時間であればよく、予め実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。 For example, in the case of the example shown in FIG. 3, the rotation speed of the substrate 100 can be, for example, about 50 rpm to 500 rpm as the second rotation speed. Also, the flow rate of the liquid 101 can be set to approximately 0.1 L/min to 1.0 L/min. Also, the flow rate of the cooling gas 3a1 can be set to approximately 40 NL/min to 200 NL/min. Moreover, the process time of the preliminary process can be set to about 1800 seconds. It should be noted that the process time of the preparatory process may be any time during which the in-plane temperature of the substrate 100 becomes substantially uniform, and can be obtained by performing experiments or simulations in advance.

予備工程における液膜の温度は、液体１０１がかけ流し状態であるため、供給される液体１０１の温度とほぼ同じとなる。例えば、供給される液体１０１の温度が常温（２０℃）程度である場合、液膜の温度は常温（２０℃）程度となる。 The temperature of the liquid film in the preliminary step is almost the same as the temperature of the supplied liquid 101 because the liquid 101 is in a flowing state. For example, if the temperature of the supplied liquid 101 is about normal temperature (20° C.), the temperature of the liquid film is about normal temperature (20° C.).

液体１０１を所定の時間供給後、制御部９は、予備リンス工程を実行する。制御部９は、供給部４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して液体１０１の供給を停止させ、供給部１５ｂおよび流量制御部１５ｃを制御して、液体ノズル１５ｄから液体１０１よりも表面張力の小さいアルカリ性の液体１０３を基板１００の表面１００ｂに供給する。この場合、制御部９は、不図示の駆動部を制御して、液体ノズル４ｄを基板１００の外周付近に移動させ、液体ノズル１５ｄを基板１００の表面１００ｂの略中央と対向する位置に移動させる。 After supplying the liquid 101 for a predetermined time, the control unit 9 executes a preliminary rinsing step. The control unit 9 controls the supply unit 4b and the flow control unit 4c to stop the supply of the liquid 101, controls the supply unit 15b and the flow control unit 15c, and controls the liquid 101 from the liquid nozzle 15d. An alkaline liquid 103 is supplied to the surface 100 b of the substrate 100 . In this case, the control unit 9 controls the driving unit (not shown) to move the liquid nozzle 4d to the vicinity of the outer circumference of the substrate 100, and move the liquid nozzle 15d to a position facing substantially the center of the surface 100b of the substrate 100. .

次に、図３および図４に示すように液膜の形成工程が実行される。液膜の形成工程においては、予備リンス工程において供給されていた液体１０３の供給を停止する。すると、基板１００の回転が維持されているので、基板１００の表面１００ｂにある液体１０３が排出される。なお、基板１００の表面１００ｂにある液体１０３は、全て排出される訳ではない。基板１００の表面１００ｂを覆う程度に液体１０３を残留させるようにする。
予備リンス工程後、制御部９は、不図示の駆動部を制御し、液体ノズル１５ｄを基板１００の外周付近に移動させ、液体ノズル４ｄを基板１００の表面１００ｂの略中央と対向する位置に移動させる。そして、液膜の形成工程が実行される。そして、基板１００の回転数を第２の回転数より遅い第１の回転数まで減速させる。 Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a liquid film forming step is performed. In the liquid film forming process, the supply of the liquid 103 that has been supplied in the preliminary rinsing process is stopped. Then, since the rotation of the substrate 100 is maintained, the liquid 103 on the surface 100b of the substrate 100 is discharged. Note that not all of the liquid 103 on the surface 100b of the substrate 100 is discharged. The liquid 103 is left to cover the surface 100b of the substrate 100. Then, as shown in FIG.
After the preliminary rinsing step, the control unit 9 controls the driving unit (not shown) to move the liquid nozzle 15d to the vicinity of the outer periphery of the substrate 100, and move the liquid nozzle 4d to a position facing substantially the center of the surface 100b of the substrate 100. Let Then, the step of forming a liquid film is performed. Then, the number of revolutions of the substrate 100 is reduced to the first number of revolutions slower than the second number of revolutions.

第１の回転数は、遠心力により液膜の厚みがばらつくのを抑制することができる回転数であればよく、例えば、０～５０ｒｐｍの範囲とすればよい。基板１００の回転数を第１の回転数とした後に、所定の量の液体１０１を基板１００に供給して液膜を形成する。なお、冷却ガス３ａ１の流量は維持されている。 The first rotation speed may be any rotation speed that can suppress variations in the thickness of the liquid film due to centrifugal force, and may be in the range of 0 to 50 rpm, for example. After the rotation speed of the substrate 100 is set to the first rotation speed, a predetermined amount of liquid 101 is supplied to the substrate 100 to form a liquid film. Note that the flow rate of the cooling gas 3a1 is maintained.

液膜の形成工程において形成される液膜の厚み（過冷却工程を行う際の液膜の厚み）は、２００μｍ～１３００μｍ程度とすることができる。例えば、制御部９は、液体１０１の供給量を制御して、基板１００の表面１００ｂの上にある液膜の厚みを２００μｍ～１３００μｍ程度にする。 The thickness of the liquid film formed in the liquid film forming step (thickness of the liquid film when performing the supercooling step) can be about 200 μm to 1300 μm. For example, the controller 9 controls the supply amount of the liquid 101 so that the thickness of the liquid film on the surface 100b of the substrate 100 is approximately 200 μm to 1300 μm.

次に、図３および図４に示すように冷却工程（過冷却工程＋凍結工程）が実行される。なお、本実施の形態では、冷却工程のうち、液体１０１からなる液膜が過冷却状態となってから凍結が始まる前までの間を「過冷却工程」、過冷却状態の液膜の凍結が開始し、凍結が完全に完了する前までの間を「凍結工程」と呼称する。 Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a cooling process (supercooling process+freezing process) is performed. In the present embodiment, in the cooling process, the period from when the liquid film made of the liquid 101 reaches a supercooled state to before the freezing starts is called a "supercooling process", and the freezing of the liquid film in the supercooled state is performed. The period from the beginning until the freezing is completely completed is called the "freezing step".

まず、過冷却工程では、基板１００の裏面１００ａに供給され続けている冷却ガス３ａ１により、基板１００上の液膜の温度が、液膜の形成工程における液膜の温度よりもさらに下がり、過冷却状態となる。 First, in the supercooling step, the cooling gas 3a1 continuously supplied to the back surface 100a of the substrate 100 causes the temperature of the liquid film on the substrate 100 to drop further below the temperature of the liquid film in the liquid film forming step. state.

過冷却状態においては、例えば、液膜の温度、パーティクルなどの汚染物や気泡の存在、振動などにより、液膜の凍結が開始する。例えば、パーティクルなどの汚染物が存在する場合、液膜の温度Ｔが、－３５℃以上、－２０℃以下になると液膜の凍結が開始する。また、基板１００の回転を変動させるなどして液膜に振動を加えることで、液膜の凍結を開始させることもできる。 In the supercooled state, freezing of the liquid film starts due to, for example, the temperature of the liquid film, the presence of contaminants such as particles or air bubbles, vibration, and the like. For example, when contaminants such as particles are present, the liquid film starts to freeze when the temperature T of the liquid film is -35° C. or higher and -20° C. or lower. Also, by vibrating the liquid film by varying the rotation of the substrate 100 or the like, the freezing of the liquid film can be started.

過冷却状態の液膜の凍結が開始すると、過冷却工程から凍結工程に移行する。凍結工程においては、基板１００の表面１００ｂの液膜の少なくとも一部を凍結させる。本実施の凍結洗浄工程では、液膜が完全に凍結し凍結膜１０１ａとなる場合を説明する。 When the supercooled liquid film starts to freeze, the supercooling process is shifted to the freezing process. In the freezing step, at least part of the liquid film on the surface 100b of the substrate 100 is frozen. In the freeze cleaning step of this embodiment, the case where the liquid film is completely frozen to form the frozen film 101a will be described.

次に、図３および図４に示すように解凍工程が実行される。
解凍工程においては、制御部９が、供給部４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して、基板１００の表面１００ｂに、所定の流量の液体１０１を供給する。また、制御部９が、流量制御部３ｃを制御して、冷却ガス３ａ１の供給を停止させる。これにより凍結膜１０１ａの解凍が始まり、凍結膜１０１ａは徐々に液体１０１となってゆく。また、制御部９が、駆動部２ｃを制御して、基板１００の回転数を第２の回転数よりも速い第３の回転数へと増加させる。基板１００の回転が速くなれば、液体１０１、１０２を遠心力で振り切ることができる。そのため、液体１０１を基板１００の表面１００ｂから排出することが容易となる。この際、基板１００の表面１００ｂから分離された汚染物も液体１０１とともに排出される。 Next, a decompression process is performed as shown in FIGS.
In the thawing process, the control unit 9 controls the supply unit 4b and the flow control unit 4c to supply the surface 100b of the substrate 100 with the liquid 101 at a predetermined flow rate. Further, the control unit 9 controls the flow rate control unit 3c to stop the supply of the cooling gas 3a1. As a result, the frozen film 101 a begins to be thawed, and the frozen film 101 a gradually becomes the liquid 101 . Further, the control unit 9 controls the drive unit 2c to increase the rotation speed of the substrate 100 to a third rotation speed higher than the second rotation speed. If the substrate 100 rotates faster, the liquids 101 and 102 can be shaken off by centrifugal force. Therefore, it becomes easy to discharge the liquid 101 from the surface 100 b of the substrate 100 . At this time, contaminants separated from the surface 100 b of the substrate 100 are also discharged together with the liquid 101 .

なお、液体１０１の供給量は、解凍ができるのであれば特に限定はない。また、基板１００の第３の回転数は、液体１０１、液体１０１が凍結したもの、および汚染物が排出できるのであれば特に限定はない。 The amount of liquid 101 to be supplied is not particularly limited as long as it can be thawed. Further, the third number of rotations of the substrate 100 is not particularly limited as long as the liquid 101, the frozen liquid 101, and contaminants can be discharged.

次に、図３および図４に示すように乾燥工程が実行される。乾燥工程においては、制御部９が、供給部４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して、液体１０１の供給を停止させる。また、制御部９が、駆動部２ｃを制御して、基板１００の回転数をさらに増加させ、第３の回転数よりも速い第４の回転数に増加させる。基板１００の回転が速くなれば、基板１００の乾燥を迅速に行うことができる。なお、基板１００の第４の回転数は、乾燥ができるのであれば特に限定はない。 Next, a drying process is performed as shown in FIGS. In the drying process, the control unit 9 controls the supply unit 4b and the flow control unit 4c to stop the supply of the liquid 101. FIG. Further, the control unit 9 controls the drive unit 2c to further increase the rotational speed of the substrate 100 to a fourth rotational speed higher than the third rotational speed. The faster the substrate 100 rotates, the faster the substrate 100 can be dried. Note that the fourth number of revolutions of the substrate 100 is not particularly limited as long as the substrate can be dried.

凍結洗浄が終了した基板１００は、筐体６の図示しない搬入搬出口を介して、筐体６の外部に搬出される。
以上の様にすることで、１回の凍結洗浄工程を行うことができる。 The substrate 100 that has undergone freeze cleaning is carried out of the housing 6 through a loading/unloading port (not shown) of the housing 6 .
By doing so, one freeze cleaning step can be performed.

ところで、前述したように、基板１００の表面１００ｂに汚染物が吸着している場合、基板１００の表面１００ｂまたは汚染物が超撥水性である場合、あるいは、基板１００の表面１００ｂおよび汚染物が超撥水性である場合、凍結させる液体１０１が基板１００と汚染物との間に侵入できないおそれがある。凍結させる液体１０１が基板１００と汚染物との間に侵入できないと、液体１０１が凍結した際の体積膨張によって汚染物が基板１００の表面１００ｂから分離される効果が得られないおそれがある。その結果、汚染物の除去率の低下につながるおそれがある。 By the way, as described above, when contaminants are adsorbed to the surface 100b of the substrate 100, when the surface 100b of the substrate 100 or the contaminants are superhydrophobic, or when the surface 100b of the substrate 100 and the contaminants are superhydrophobic. If it is water-repellent, there is a possibility that the liquid 101 to be frozen cannot enter between the substrate 100 and the contaminants. If the liquid 101 to be frozen cannot enter between the substrate 100 and the contaminants, the effect of separating the contaminants from the surface 100b of the substrate 100 due to the volume expansion of the liquid 101 when frozen may not be obtained. As a result, there is a possibility that the contaminant removal rate may be lowered.

そこで、本実施の形態に係る基板処理装置１は、液膜の形成工程を行う前に、液体１０３による予備リンス工程を行う。液体１０３は、表面張力が小さいので、超撥水性の表面でも拡がる。そのため、液体１０３は、基板と汚染物との間に侵入することができる。このとき、基板１００の表面１００ｂの表面張力は、液体１０３によって低減される。また、液体１０３は、アルカリ性の溶液である。そのため、基板１００あるいは汚染物がアルカリ性の溶液に溶ける材料で形成されていれば、液体１０３は、基板１００の表面１００ｂあるいは汚染物をエッチングする。そのため、汚染物が基板１００の表面１００ｂに吸着している場合であっても、汚染物と基板１００の表面１００ｂとの間に、隙間を形成することができる。アルカリ性の溶液に溶ける材料は、例えば、シリコン（Ｓｉ）や酸化シリコン（ＳｉＯ２）などである。 Therefore, the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment performs a preliminary rinsing process with the liquid 103 before performing the liquid film forming process. Since the liquid 103 has a small surface tension, it spreads even on a superhydrophobic surface. As such, the liquid 103 can enter between the substrate and the contaminants. At this time, the surface tension of the surface 100 b of the substrate 100 is reduced by the liquid 103 . Also, the liquid 103 is an alkaline solution. Therefore, if the substrate 100 or the contaminant is made of a material that dissolves in an alkaline solution, the liquid 103 will etch the surface 100b of the substrate 100 or the contaminant. Therefore, even when the contaminants are adsorbed on the surface 100b of the substrate 100, a gap can be formed between the contaminants and the surface 100b of the substrate 100. FIG. Examples of materials that dissolve in an alkaline solution include silicon (Si) and silicon oxide (SiO2).

予備リンス工程後、液膜の形成を行う。基板１００の表面１００ｂの表面張力は、液体１０３によって低減されている。そのため、基板１００と汚染物との間の隙間に液体１０１を浸透させやすくなる。基板１００と汚染物との間の隙間には、液体１０３が残留している。そのため、上記の隙間に残留した液体１０３と液体１０１とが徐々に混合される。基板１００の表面１００ｂに残留した液体１０３の量に対して、液体１０１の供給量の方が多い。そのため、液体１０３は希釈され、液体１０３と液体１０１が置換されたと見なすことができる。このようにして、液体１０３によって表面張力が低減された基板１００の表面１００ｂと汚染物との間の隙間に液体１０１が侵入することができる。したがって、基板１００の表面１００ｂに汚染物が吸着している場合、基板１００の表面１００ｂまたは汚染物が超撥水性である場合、あるいは、基板１００の表面１００ｂおよび汚染物が超撥水性である場合のいずれの場合であったとしても、液体１０１が凍結した際の体積膨張によって汚染物が基板１００の表面１００ｂから分離される。その結果、汚染物の除去率を向上させることができる。 After the preliminary rinsing step, a liquid film is formed. Surface tension of surface 100 b of substrate 100 is reduced by liquid 103 . Therefore, it becomes easier for the liquid 101 to permeate the gap between the substrate 100 and the contaminant. A liquid 103 remains in the gap between the substrate 100 and the contaminants. Therefore, the liquid 103 remaining in the gap and the liquid 101 are gradually mixed. The amount of liquid 101 supplied is larger than the amount of liquid 103 remaining on surface 100 b of substrate 100 . Therefore, it can be considered that the liquid 103 is diluted and the liquid 103 and the liquid 101 are replaced. In this way, the liquid 101 can enter the gap between the surface 100b of the substrate 100 whose surface tension is reduced by the liquid 103 and the contaminant. Therefore, when contaminants are adsorbed to the surface 100b of the substrate 100, when the surface 100b of the substrate 100 or the contaminants are superhydrophobic, or when the surface 100b of the substrate 100 and the contaminants are superhydrophobic In either case, the contaminants are separated from the surface 100b of the substrate 100 by volumetric expansion when the liquid 101 freezes. As a result, the contaminant removal rate can be improved.

ここで、予備工程から液体１０３を基板１００の表面１００ｂに供給することが考えられる。しかし、液体１０３は、前述の通り、基板１００の表面１００ｂをエッチングする。そこで、予備工程において、液体１０１を供給した後、予備リンス工程にて、液体１０３を供給することで、基板１００の表面１００ｂをエッチングしてしまうおそれのある液体１０３の供給時間を短くすることができる。また、液体１０３の使用量の削減にもなる。 Here, it is conceivable to supply the liquid 103 to the surface 100b of the substrate 100 from a preliminary step. However, the liquid 103 etches the surface 100b of the substrate 100 as described above. Therefore, by supplying the liquid 103 in the preliminary rinsing process after supplying the liquid 101 in the preliminary process, it is possible to shorten the supply time of the liquid 103, which may etch the surface 100b of the substrate 100. can. Also, the amount of liquid 103 used can be reduced.

そのため、基板１００の表面１００ｂに液体１０１を供給する時間は、液体１０３を供給する時間よりも長くすることが好ましい。例えば、予備工程の時間を３００秒～１５００秒とし、予備リンス工程の時間を３０秒～１８０秒とする。 Therefore, it is preferable that the time for which the liquid 101 is supplied to the surface 100b of the substrate 100 is longer than the time for which the liquid 103 is supplied. For example, the preliminary process time is set to 300 seconds to 1500 seconds, and the preliminary rinse process time is set to 30 seconds to 180 seconds.

また、液膜の形成工程において、冷却ガス３ａ１の供給は、維持されている。そのため、基板１００の表面１００ｂに液体１０３が残留していれば、基板１００の表面に霜が発生するのを防ぐことができ、予備工程で基板１００の面内温度を略均一とした状態を維持することもできる。 In addition, the supply of the cooling gas 3a1 is maintained in the liquid film forming process. Therefore, if the liquid 103 remains on the surface 100b of the substrate 100, frost can be prevented from occurring on the surface of the substrate 100, and the in-plane temperature of the substrate 100 can be kept substantially uniform in the preliminary process. You can also

ただし、液体１０３の残留量が余り多くなると、基板１００の表面１００ｂがエッチングされ過ぎるおそれがある。そのため、残留した液体１０３の膜の厚みは、液膜の形成工程において形成する液膜の厚みの１０％以下とすることが好ましい。 However, if the residual amount of the liquid 103 becomes too large, the surface 100b of the substrate 100 may be etched too much. Therefore, the thickness of the film of the remaining liquid 103 is preferably 10% or less of the thickness of the liquid film formed in the liquid film forming step.

なお、アンモニア溶液、濃度の低いＳＣ－１溶液、コリン水溶液、およびＴＭＡＨ水溶液は、界面活性剤またはＩＰＡと比べて表面張力が大きい。そのため、これらの溶液は、界面活性剤を含む液体、またはＩＰＡと混合し、表面張力を調整してもよい。このようにすることで、基板１００の表面１００ｂの表面張力をより低減することができる。そのため、基板１００の表面１００ｂをエッチングして形成した基板１００の表面１００ｂと汚染物との間の隙間に液体１０１がより浸透し易くなる。 Ammonia solution, low-concentration SC-1 solution, choline aqueous solution, and TMAH aqueous solution have higher surface tension than surfactant or IPA. Therefore, these solutions may be mixed with a surfactant-containing liquid or IPA to adjust the surface tension. By doing so, the surface tension of the surface 100b of the substrate 100 can be further reduced. Therefore, the liquid 101 more easily penetrates into the gap between the surface 100b of the substrate 100 formed by etching the surface 100b of the substrate 100 and the contaminant.

あるいは、液体ノズル１５ｄからアンモニア溶液、濃度の低いＳＣ－１溶液、コリン水溶液、およびＴＭＡＨ水溶液などの液体１０３を基板１００の表面１００ｂに供給することと、液体ノズル１５ｄから界面活性剤を含む液体、またはＩＰＡと混合した純水などの液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４を供給することを交互に行うようにしてもよい。 Alternatively, a liquid 103 such as an ammonia solution, a low-concentration SC-1 solution, a choline aqueous solution, and a TMAH aqueous solution is supplied from the liquid nozzle 15d to the surface 100b of the substrate 100, and a surfactant-containing liquid is supplied from the liquid nozzle 15d. Alternatively, the liquid 104 having a lower surface tension than the liquid 103, such as pure water mixed with IPA, may be supplied alternately.

予備リンス工程において、液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４を供給することで、基板１００の表面１００ｂの表面張力を液体１０３よりも低減することができる。そのため、液体１０３の供給と液体１０３の供給との間に液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４の供給を実施することで、基板１００の表面１００ｂに先に供給された液体１０３が基板１００の表面１００ｂをエッチングして形成した基板１００の表面１００ｂと汚染物との間の隙間に、次の液体１０３がより浸透し易くなる。 By supplying the liquid 104 whose surface tension is lower than that of the liquid 103 in the pre-rinsing step, the surface tension of the surface 100b of the substrate 100 can be reduced more than that of the liquid 103 . Therefore, by supplying the liquid 104 whose surface tension is smaller than that of the liquid 103 between the supplies of the liquid 103 and the liquid 103, the liquid 103 previously supplied to the surface 100b of the substrate 100 can be applied to the substrate 100. The next liquid 103 can more easily penetrate into the gap between the surface 100b of the substrate 100 formed by etching the surface 100b and the contaminants.

また、液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４を供給した後、液膜の形成工程を実行するようにしてもよい。このようにすることで、液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４によって、基板１００の表面１００ｂの表面張力を液体１０３よりも低減することができる。そのため、基板１００の表面１００ｂをエッチングして形成した基板１００の表面１００ｂと汚染物との間の隙間に液体１０１がより浸透し易くなる。 Alternatively, the liquid film forming step may be performed after the liquid 104 having a lower surface tension than the liquid 103 is supplied. By doing so, the surface tension of the surface 100 b of the substrate 100 can be reduced more than the liquid 103 by the liquid 104 having a lower surface tension than the liquid 103 . Therefore, the liquid 101 more easily penetrates into the gap between the surface 100b of the substrate 100 formed by etching the surface 100b of the substrate 100 and the contaminant.

なお、液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４は、中性の液体であることが好ましい。液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４が中性であれば、液体１０１で形成される液膜も中性となる。そのため、その後の工程において、基板１００の表面１００ｂを液膜がエッチングすることを抑制することができる。 Note that the liquid 104 having a smaller surface tension than the liquid 103 is preferably a neutral liquid. If the liquid 104 whose surface tension is smaller than that of the liquid 103 is neutral, the liquid film formed by the liquid 101 is also neutral. Therefore, etching of the surface 100b of the substrate 100 by the liquid film can be suppressed in subsequent steps.

また、液体１０３と液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４を別々のノズルから供給するようにしてもよい。例えば、液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４をノズル４ｄから供給するようにしてもよい。このようにすることで、液体１０３と液体１０３よりも表面張力の小さい液体１０４が配管内で混合されることを防ぐことができる。そのため、液体１０１で形成される液膜に液体１０３が含まれる量をより少なくすることができる。したがって、その後の工程において、基板１００の表面１００ｂをエッチングすることをより抑制することができる。 Alternatively, the liquid 103 and the liquid 104 having a smaller surface tension than the liquid 103 may be supplied from separate nozzles. For example, the liquid 104 having a smaller surface tension than the liquid 103 may be supplied from the nozzle 4d. By doing so, it is possible to prevent the liquid 103 and the liquid 104 having a smaller surface tension than the liquid 103 from being mixed in the pipe. Therefore, the amount of the liquid 103 contained in the liquid film formed by the liquid 101 can be further reduced. Therefore, etching of the surface 100b of the substrate 100 can be further suppressed in subsequent steps.

なお、凍結洗浄工程は複数回行われる場合がある。
図５は、凍結洗浄工程を複数回実施する場合のフローチャートである。
図５に示すように、次の凍結洗浄工程が実施されるのであれば、解凍工程を実施した後、予備リンス工程に戻るようにすればよい。 Note that the freeze washing step may be performed multiple times.
FIG. 5 is a flow chart when the freeze washing process is performed multiple times.
As shown in FIG. 5, if the next freeze cleaning step is to be performed, the thawing step should be performed before returning to the preliminary rinsing step.

この場合における制御部９の動作について、図６を用いて説明する。
図６は、凍結洗浄工程を複数回実施する場合の、制御部９の動作を説明したフローチャートである。
なお、凍結洗浄工程の繰り返し数は、予め、操作者により記憶部９ｃに記憶されている。 The operation of the control section 9 in this case will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flow chart explaining the operation of the control section 9 when the freeze cleaning process is performed multiple times.
The number of repetitions of the freeze cleaning process is stored in advance in the storage unit 9c by the operator.

図６に示すように、まず、予備工程を実施後に予備リンス工程（Ｓ００１～Ｓ００３）を実施する。
予備リンス工程を実施後に、液膜の形成工程（Ｓ００４～Ｓ００７）を実施する。 As shown in FIG. 6, first, after performing the preliminary process, the preliminary rinse process (S001 to S003) is performed.
After performing the preliminary rinsing process, the liquid film forming process (S004 to S007) is performed.

次に、制御部９は、冷却工程を実施する。冷却工程において、不図示の検出部からの検出データを取得し、液膜が凍結したか判断する（Ｓ００８）。検出データは、液膜の温度でもよいし、液膜の厚みや液膜の白濁状態を検知してもよい。なお、所定時間経過しても、液膜が凍結していないと判断した場合、警告を出力し装置を停止させる（Ｓ００８ｂ）。 Next, the control part 9 implements a cooling process. In the cooling step, detection data is obtained from a detection unit (not shown) to determine whether the liquid film has frozen (S008). The detection data may be the temperature of the liquid film, the thickness of the liquid film, or the cloudiness of the liquid film. If it is determined that the liquid film has not frozen even after the predetermined time has passed, a warning is output and the apparatus is stopped (S008b).

制御部９は、液膜が凍結したと判断したら、予め決められた凍結洗浄工程の繰り返し数に達したかを判断する（Ｓ００９）。次の凍結洗浄工程が実施されるのであれば、解凍工程においても冷却ガス３ａ１の供給を維持しながら第１液体供給部４を制御して、基板１００の表面１００ｂに液体１０１を供給させる（Ｓ００９ａ）。こうすることで、予備工程と同じ状態を発生させることができる。このため、図５に示すように、次の凍結洗浄工程における予備工程および乾燥工程を省くことができる。 When the control unit 9 determines that the liquid film is frozen, it determines whether or not the predetermined number of repetitions of the freeze cleaning process has been reached (S009). If the next freeze cleaning process is performed, the first liquid supply unit 4 is controlled while maintaining the supply of the cooling gas 3a1 even in the thawing process to supply the liquid 101 to the surface 100b of the substrate 100 (S009a ). By doing so, the same state as in the preliminary process can be generated. Therefore, as shown in FIG. 5, the preliminary step and the drying step in the next freeze washing step can be omitted.

このため、複数回繰り返して凍結洗浄工程を行う場合、凍結洗浄工程は、表面張力が小さいアルカリ性の液体１０３を基板１００の表面１００ｂに供給する予備リンス工程と、基板１００の表面１００ｂに所定の厚みを有する液膜を形成する液膜の形成工程と、基板１００の表面１００ｂの上にある液膜を過冷却状態にする過冷却工程と、液膜の少なくとも一部を凍結させる凍結工程と、基板１００の表面１００ｂに凍結膜１０１ａに液体１０２を供給して凍結した液膜の解凍を行う解凍工程と、を少なくとも含んでいればよい。 Therefore, when the freeze-cleaning process is repeated a plurality of times, the freeze-cleaning process includes a pre-rinsing process of supplying an alkaline liquid 103 having a small surface tension to the surface 100b of the substrate 100, and a supercooling step of supercooling the liquid film on the surface 100b of the substrate 100; a freezing step of freezing at least a portion of the liquid film; and a thawing step of supplying the liquid 102 to the frozen film 101a on the surface 100b of the device 100 to thaw the frozen liquid film.

このようにすることで、基板１００と汚染物との間に液体１０１を容易に浸透させることができる。そのため、１回の凍結洗浄工程における汚染物の除去率を向上させることができる。結果的に、凍結洗浄工程の繰り返し数を少なくすることができるので、基板処理装置１の稼働率を向上させることができる。
また、液体１０３は、アルカリ性の溶液であるので、基板１００のゼータ電位を低下させることができる。そのため、解凍工程において基板１００の表面１００ｂから分離された汚染物が基板１００の表面１００ｂに再付着したとしても、次の予備リンス工程において液体１０３を基板１００の表面１００ｂに供給することで、再付着した汚染物を基板１００の表面１００ｂから除去することができる。
そのため、凍結洗浄工程を繰り返し行う場合、解凍工程において、液体１０３を使用しなくてよくなる。したがって、解凍工程において、基板１００が液体１０３によってエッチングされることを抑制することができる。また、液体１０３の使用量を節約しつつ、再付着した汚染物の除去を行うことができる。 By doing so, the liquid 101 can easily permeate between the substrate 100 and the contaminants. Therefore, it is possible to improve the removal rate of contaminants in one freeze cleaning step. As a result, the number of repetitions of the freeze cleaning process can be reduced, so that the operating rate of the substrate processing apparatus 1 can be improved.
Also, since the liquid 103 is an alkaline solution, the zeta potential of the substrate 100 can be lowered. Therefore, even if the contaminants separated from the surface 100b of the substrate 100 in the thawing process reattach to the surface 100b of the substrate 100, the liquid 103 can be supplied to the surface 100b of the substrate 100 in the subsequent preliminary rinsing process to reattach the contaminants. Adhered contaminants can be removed from the surface 100b of the substrate 100 .
Therefore, when the freeze cleaning process is repeated, the liquid 103 need not be used in the thawing process. Therefore, etching of the substrate 100 by the liquid 103 can be suppressed in the thawing process. In addition, it is possible to remove reattached contaminants while saving the amount of liquid 103 used.

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるも
のではない。前述した実施形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは
設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本
発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。 The embodiments have been illustrated above. However, the invention is not limited to these descriptions. Regarding the above-described embodiments, those in which those skilled in the art appropriately add, delete, or change the design of components, or add, omit, or change the conditions of steps, as long as they have the features of the present invention. are included within the scope of the present invention.

例えば、基板処理装置１が備える各要素の形状、寸法、数、配置などは、例示をしたも
のに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、予備工程において、基板は、常に第２の回転数で回転させる必要はなく、第１
の回転数以下としてもよい。この場合、液膜の形成工程に移る直前に、回転数を第２の回
転数として、液体１０２の少なくとも一部を排出するようにすればよい。
また、凍結の開始を検出することができるのであれば、必ずしも予備工程を実施する必要は無い。
また、解凍工程において、解凍の開始は、必ずしも凍結膜１０１ａに対して行う必要は
なく、例えば、液体１０１が過冷却状態から一部が凍結した状態（固液相の状態）で解凍
を開始するようにしてもよい。 For example, the shape, size, number, arrangement, etc. of each element provided in the substrate processing apparatus 1 are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate.
For example, in the preliminary step, the substrate does not always need to be rotated at the second number of revolutions, rather than at the first
may be less than or equal to . In this case, the number of revolutions is set to the second number of revolutions and at least part of the liquid 102 may be discharged immediately before moving to the step of forming the liquid film.
Moreover, if the start of freezing can be detected, the preliminary step is not necessarily required.
In the thawing step, thawing does not necessarily have to be started on the frozen film 101a. For example, thawing is started when the liquid 101 is partially frozen from the supercooled state (solid-liquid phase state). You may do so.

１ 基板処理装置、２ 載置部、３ 冷却部、３ａ１ 冷却ガス、４ 第１液体供給部、５ 第２液体供給部、６ 筐体、８ 検出部、９ 制御部、１５ 第３液体供給部、１００ 基板、１００ａ 裏面、１００ｂ 表面、１０１ 液体、１０１ａ 凍結膜、１０２ 液体、１０３ 液体 Reference Signs List 1 substrate processing apparatus 2 placement section 3 cooling section 3a1 cooling gas 4 first liquid supply section 5 second liquid supply section 6 housing 8 detection section 9 control section 15 third liquid supply section , 100 substrate, 100a back surface, 100b front surface, 101 liquid, 101a frozen film, 102 liquid, 103 liquid

Claims (6)

シリコンまたは酸化シリコンで形成されている基板を回転可能な載置台と、
前記載置台と、前記基板と、の間の空間に、冷却ガスを供給可能な冷却部と、
前記基板の、前記載置台側とは反対の面に第１の液体を供給可能な第１液体供給部と、
前記基板の前記面に、前記第１の液体よりも表面張力が小さいアルカリ性の第３の液体を供給可能な第３液体供給部と、
前記基板の回転、前記冷却ガスの供給、前記第１の液体の供給、および、前記第３の液体の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記冷却ガスの供給、前記第１の液体の供給、および、前記第３の液体の供給を制御することで、
前記基板の前記面に前記第３の液体を供給することと、前記載置台と前記基板との間の空間に前記冷却ガスを供給することを実行し、
前記第３の液体を供給した後、前記基板の前記面に向けて前記第１の液体を供給して液膜を形成し、
前記基板の前記面にある前記液膜を過冷却状態としてから、
前記基板の前記面にある前記液膜の少なくとも一部を凍結させる基板処理装置。 a mounting table capable of rotating a substrate made of silicon or silicon oxide;
a cooling unit capable of supplying a cooling gas to a space between the mounting table and the substrate;
a first liquid supply unit capable of supplying a first liquid to a surface of the substrate opposite to the mounting table;
a third liquid supply unit capable of supplying an alkaline third liquid having a lower surface tension than the first liquid to the surface of the substrate;
a control unit that controls rotation of the substrate, supply of the cooling gas, supply of the first liquid, and supply of the third liquid;
with
By controlling the supply of the cooling gas, the supply of the first liquid, and the supply of the third liquid,
supplying the third liquid to the surface of the substrate and supplying the cooling gas to a space between the mounting table and the substrate;
After supplying the third liquid, supplying the first liquid toward the surface of the substrate to form a liquid film;
After supercooling the liquid film on the surface of the substrate,
A substrate processing apparatus for freezing at least a portion of the liquid film on the surface of the substrate. 前記制御部は、前記第１の液体を供給するときには、前記第３の液体の供給を停止させ、前記基板の前記面に前記第３の液体を残留させるように、前記基板の回転を制御する請求項１記載の基板処理装置。 The control unit stops the supply of the third liquid when supplying the first liquid, and controls the rotation of the substrate so that the third liquid remains on the surface of the substrate. The substrate processing apparatus according to claim 1. 前記第３の液体は、アンモニア溶液、濃度の低いＳＣ－１溶液、コリン水溶液、およびＴＭＡＨ水溶液のうち少なくとも１つの液体である請求項１または２に記載の基板処理装置。 3. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the third liquid is at least one of an ammonia solution, a low-concentration SC-1 solution, a choline aqueous solution, and a TMAH aqueous solution. 前記第３の液体は、界面活性剤を含む液体、またはＩＰＡとの混合液である請求項３に記載の基板処理装置。 4. The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the third liquid is a liquid containing a surfactant or a mixed liquid with IPA. 前記第３液体供給部は、前記第３の液体と、前記第３の液体よりも表面張力の小さい液体とを有し、
前記制御部は、
前記基板の前記面に向けて前記第１の液体を供給して液膜を形成する前に、前記第３の液体の供給と、前記第３の液体よりも表面張力の小さい液体の供給とを交互に実行する請求項１～４のいずれか１つに記載の基板処理装置。 the third liquid supply unit includes the third liquid and a liquid having a surface tension lower than that of the third liquid;
The control unit
Before forming the liquid film by supplying the first liquid toward the surface of the substrate, supply of the third liquid and supply of a liquid having a lower surface tension than that of the third liquid are performed. 5. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, which is executed alternately. 前記第１液体供給部は、前記第１の液体と、前記第３の液体よりも表面張力の小さい液体とを有し、
前記制御部は、
前記基板の前記面に向けて前記第１の液体を供給して液膜を形成する前に、前記第３の液体の供給と、前記第３の液体よりも表面張力の小さい液体の供給とを交互に実行する請求項１～４のいずれか１つに記載の基板処理装置。 the first liquid supply unit includes the first liquid and a liquid having a lower surface tension than the third liquid;
The control unit
Before forming the liquid film by supplying the first liquid toward the surface of the substrate, supply of the third liquid and supply of a liquid having a lower surface tension than that of the third liquid are performed. 5. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, which is executed alternately.
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