基板処理方法および基板処理装置
【課題】基板の周縁部を良好に洗浄処理することができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。
【解決手段】 周縁部９８１に凝固対象液としてのＤＩＷが付着した基板Ｗを略水平に保持しながら回転し、基板Ｗの周縁部９８１に、凝固手段３５から凝固用気体である窒素ガスを供給して基板Ｗの周縁部９８１に付着するＤＩＷを凝固し、凝固手段３５から窒素ガスが供給されているとは離間した位置に、融解手段４１から融解液であるＤＩＷを供給してＤＩＷの凝固体を融解する。これにより、基板Ｗを回転しながら連続して凝固対象液の凝固と融解を行うことが可能となり、処理に要する時間を短縮することができる。
【解決手段】 周縁部９８１に凝固対象液としてのＤＩＷが付着した基板Ｗを略水平に保持しながら回転し、基板Ｗの周縁部９８１に、凝固手段３５から凝固用気体である窒素ガスを供給して基板Ｗの周縁部９８１に付着するＤＩＷを凝固し、凝固手段３５から窒素ガスが供給されているとは離間した位置に、融解手段４１から融解液であるＤＩＷを供給してＤＩＷの凝固体を融解する。これにより、基板Ｗを回転しながら連続して凝固対象液の凝固と融解を行うことが可能となり、処理に要する時間を短縮することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体基板、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」と記載する）に対して洗浄処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程では、複数の処理ユニットの間をロボットなどによって搬送しながら基板に対する複数の処理が行われる。ここで、基板の周縁部にはカセット等のキャリアや搬送ロボットのハンドに接触することによる転写等に起因するパーティクル等の汚染物質（以下「パーティクル等」と記載する）が付着している。基板の周縁部にパーティクル等が付着したまま後続の工程を行うと、後工程で基板周縁部のパーティクル等が基板のデバイス面に再付着したり、後続の工程で使用するロボットや処理ユニットを汚染するなどの問題を生ずる。このため、基板の周縁部を洗浄する処理が行われている。
【０００３】
基板の周縁部を洗浄するためには、例えば特許文献１のような装置が使用される。即ち、基板の裏面を真空チャックで吸引して保持し、基板を回転させながら基板周縁部にブラシを押圧して洗浄している。
【０００４】
しかし、特許文献１のような装置では基板の裏面にチャックの上面を当接して保持するため、チャック上面に付着したパーティクル等が基板の裏面に転写されるという問題があった。また、基板の周縁部とブラシが接触するため、一旦ブラシにより除去されたパーティクル等が再度基板に付着する、あるいは他の基板から除去されたパーティクル等が転写される等の問題が生じていた。また、基板の周縁部にブラシを押圧して洗浄する以上、ブラシの摩耗が避けられず、洗浄性能を維持することが難しいという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するため、例えば、特許文献２のような装置を使用することが可能である。即ち、基板の周縁部がスピンチャックで略水平に保持された基板表面及び裏面に、脱イオン水（Ｄｅ Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：以下「ＤＩＷ」と記載する）を供給し、基板表面、基板裏面及び基板周縁部に液膜を形成する。続いて、ＤＩＷの供給を停止し、低温の窒素ガスを基板表面に供給して基板の各部に形成されたＤＩＷの液膜を凍結させる。
【０００６】
これにより、パーティクル等の汚染物質と基板表面との間に侵入したＤＩＷが氷となり、膨張することでパーティクル等の汚染物質が微小距離だけ基板から離れる。その結果、基板表面とパーティクル等の汚染物質との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等の汚染物質が基板表面から脱離することとなる。その後、基板に対しＤＩＷを供給して解凍除去することで、基板表面、基板裏面及び基板周縁部からパーティクル等の汚染物質を効率良く除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−３７３６号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００８−７１８７５号公報（第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、基板の周縁部はカセットに代表される基板搬送用のキャリア、基板を搬送するロボットのハンド、基板を処理するユニットの基板保持部材等に物理的に接触する部分であり、それらの部分から転写されたパーティクル等が多数付着している。従って、基板の周縁部の洗浄においては同じ部分を複数回洗浄してこれらのパーティクル等を確実に除去する必要がある。これに対し、基板の表面及び裏面は基板の周縁部に比較してパーティクル等の付着量が少なく、基板の周縁部の洗浄に必要な洗浄回数に比較して少ない回数洗浄することで充分パーティクル等を除去可能である。
【０００９】
特許文献２に開示されている従来技術では、基板の表面、裏面及び基板周縁部にわたって液膜を形成した後凍結し、その後融解して各部の洗浄を行っている。そのため、１回の洗浄に数十秒程度の時間を要している。従って、基板の周縁部の洗浄に必要な回数だけ凍結と解凍を繰り返すと処理に要する時間が非常に長くなる。
【００１０】
また、上記の通り基板の表面及び裏面の洗浄については、基板の周縁部より少ない回数で充分であり、基板の周縁部の洗浄に必要な回数洗浄を繰り返すのはＤＩＷや凍結用の窒素ガスの無駄につながる。
【００１１】
これに対し、基板の洗浄等の処理においては、処理に要する時間の短縮及び処理に使用する液体や気体の量の低減が強く求められている。
【００１２】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、短時間で基板の周縁部を洗浄できる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明は、凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持工程と、基板保持工程により保持された基板を回転する基板回転工程と、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固対象液を凝固する凝固工程と、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固工程により凝固された凝固対象液を融解する融解工程とを備え、凝固工程と融解工程は基板の周縁部で離間した位置とされ、基板の回転に伴って基板の周縁部の一部領域に凝固工程が行われた後、当該一部領域に融解工程が行われる。
【００１４】
また、この発明は、凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持手段と、基板保持手段により保持された基板を回転する基板回転手段と、基板回転手段により回転されている基板の周縁部の一部領域において凝固対象液を凝固する凝固手段と、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固手段により凝固された凝固対象液を融解する融解手段と、を備えている。
【００１５】
このように構成された発明（基板処理方法及び基板処理装置）では、基板周縁部、即ち基板の表及び裏の主面の外縁部周辺である主面周縁領域と、主面周縁領域の更に外側（基板の中心とは反対の側）の面である周端面に付着した凝固対象液を凝固させた後でその凝固体を融解し、基板周縁部のパーティクル等を除去している。これにより、基板の表面、裏面及び基板周縁部にわたって液膜を形成した後凝固し、その後融解する場合と比較して１回の洗浄に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
また、上記の通り基板の周縁部は基板の表面及び裏面に比べてパーティクル等の付着量が多く複数回の洗浄を行う必要があるため、処理に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。また、基板の周縁部のみを処理対象とするため、処理に要する液体等の使用量を削減することが可能となる。
【００１７】
また、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固対象液を供給する凝固対象液供給工程を更に備え、凝固対象液供給工程は、凝固工程の基板の回転方向上流側、かつ融解工程の基板の回転方向下流側で行うことも可能である。
【００１８】
このように構成された発明では、基板の周縁部に凝固対象液を供給することで、基板周縁部と、基板周縁部に当接して保持している基板保持部材との間にも凝固対象液を確実に供給することが可能となり、基板周縁部をより良好に洗浄することが可能となる。
【００１９】
また、凝固対象液供給工程と融解工程は、基板の周縁部の同じ位置において、基板の周縁部の一部領域に凝固対象液を供給して行われても良い。
【００２０】
このように構成された発明では、凝固対象液供給工程及び融解工程として、基板の周縁部であって凝固工程の基板の回転方向の下流側の同じ位置において、基板の周縁部の一部領域に凝固対象液を供給することで、凝固工程により形成された凝固対象液の凝固体を融解すると共に、基板の周縁部に凝固対象液を供給する。これにより、別途基板周縁部に凝固対象液を供給する場合に比較して、使用する液体の量を低減することができる。
【００２１】
また、融解工程は、凝固対象液の凝固点より高い温度の融解液を供給し、凝固工程により形成された凝固対象液の凝固体が融解しない位置で行われることが好ましい。
【００２２】
このように構成された発明では、凝固工程により形成された凝固対象液の凝固体が、融解工程において凝固対象液の凝固点より高い温度の融解液により融解される。これにより、凝固対象液の凝固体を融解しながらパーティクル等を押し流すことが可能となり、洗浄能力を向上することが可能となる。また、融解液により融解される前に凝固対象液の凝固体が融解することがないため、パーティクル等が基板の周縁部に再付着することを防止することが可能となる。
【００２３】
また、基板保持工程は、基板の周縁部に基板保持部材を当接して基板を保持する構成とすることも可能である。
【００２４】
このように構成された発明では、基板の周縁部に基板保持部材を当接して保持しているため、基板の表面または裏面を真空吸着などで保持する場合に比べ、基板の表面または裏面に対してパーティクル等を転写することなく基板の周縁部を洗浄することができる。また、周縁部に凝固対象液が付着した基板を基板保持部材で保持するため、基板保持部材と基板が当接する部分の近傍にも凝固対象液が残留する。この状態で凝固対象液を凝固し、その後融解することで、基板と基板保持部材が当接している微小な領域以外の基板周縁部を洗浄することが可能である。
【００２５】
また、基板保持工程は、２群以上の基板保持部材を基板の周縁部に当接して保持し、基板保持部材の少なくとも１の群で保持されている基板を、他の群の基板保持部材による保持に移行する基板持ち替え工程を有することも可能である。
【００２６】
このように構成された発明では、２群以上の基板保持部材で交互に基板の周縁部を保持しながら洗浄を行うことで、基板と基板保持部材が当接している部分についても洗浄をすることができ、基板の周縁部全体を洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、基板の周縁部のみを処理対象とするため、基板の表面、裏面及び基板周縁部にわたって液膜を形成した後凝固し、その後融解する場合と比較して１回の洗浄に要する時間を短縮することができる。また、上記の通り基板の周縁部は基板の表面及び裏面に比べてパーティクル等の付着量が多く複数回の洗浄を行う必要があるため、処理に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。更に、処理に要する液体等の使用量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】基板の周縁部の拡大図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】図２のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。
【図４】図２の矢印Ｂ２から見た側面図である。
【図５】第一の実施の形態にかかる処理ユニットの全体構成を示す図である。
【図６】図５の基板保持手段におけるスピンベースを上からみた図である。
【図７】図５の基板保持手段の断面図である。
【図８】図５の基板保持手段における動作変換機構の構成を示す図である。
【図９】図５の基板保持手段における動作変換機構の配置を示す図である。
【図１０】図５の処理ユニットにおける排液捕集手段および雰囲気遮断手段の構成を示す図である。
【図１１】図５の処理ユニットにおける凝固対象液供給手段の構成を示す図である。
【図１２】図１１の凝固対象液供給手段における第一ＤＩＷ供給部の構成を示す図である。
【図１３】図５の処理ユニットにおける凝固手段の構成を示す図である。
【図１４】図１３の凝固手段における凝固用窒素ガス供給部の構成を示す図である。
【図１５】図５の処理ユニットにおける融解手段の構成を示す図である。
【図１６】図１５の融解手段における第二ＤＩＷ供給部の構成を示す図である。
【図１７】図５の処理ユニットにおける凝固対象液供給手段、凝固手段、融解手段の配置等を示す図である。
【図１８】図５の処理ユニットにおけるリンス手段および乾燥用気体供給手段の構成を示す図である。
【図１９】基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】第一および第二の実施の形態にかかる基板の洗浄の動作の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の説明において、基板とは、半導体基板、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をいう。
【００３０】
以下の説明においては、一方主面のみに回路パターン等が形成されている基板を例として用いる。ここで、回路パターン等が形成されている主面の側を「表面」と称し、その反対側の回路パターン等が形成されていない主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。また、基板表面の回路パターンが形成されている領域、及び基板裏面であって基板表面の回路パターンが形成されている領域に相当する領域を「回路形成領域」と称する。尚、以下においては上面を表面として説明する。
【００３１】
以下の説明において、基板Ｗの「周縁部」とは図１に示す部分を指す。図１は基板Ｗの外周端部（いわゆる「エッジ」部分）の拡大図であり、図１における上方の面が基板の表面である。基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの表面であって回路パターン９８７が形成された領域及び基板Ｗの裏面であって回路パターン９８７が形成された領域に対応する領域である回路形成領域よりも外側（基板Ｗの中心とは反対の側であって、図１に示す点線Ｃ１の右側）の部分である。即ち、回路形成領域の外側に接する表面と裏面の主面周縁領域９８３、９８３と、主面周縁領域９８３の更に外側（基板Ｗの中心とは反対の側）の面である周端面９８５で構成され、例えば基板Ｗの端（図１の右端の面）から２ないし３ｍｍ（ミリメートル）の領域である。
【００３２】
尚、図１には主面周縁領域９８３の外側（基板Ｗの中心とは反対の側）にテーパー面を有する周端面９８５を示したが、周端面９８５の形状はこれに限らない。即ち、断面略半円形状や主面に略垂直に切り落としただけの形状等も含まれる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を、半導体基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。尚、本発明は、半導体基板の処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。また、本発明が適用できる基板処理装置は、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものだけに限らず、単一の処理のみを行う装置にも適用可能である。
＜第一実施形態＞
【００３４】
図２、図３および図４はこの発明にかかる基板処理装置９の概略構成を示す図である。図２は基板処理装置９の正面図であり、図３は図２の基板処理装置９のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。また、図４は図２の基板処理装置９を矢印Ｂ２側からみた側面図である。この装置は半導体基板等の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と記載する）の周縁部９８１に付着しているパーティクル等の汚染物質（以下「パーティクル等」と記載する）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。
【００３５】
尚、各図には方向関係を明確にするため、Ｚ軸を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。また、各座標系において、矢印の先端が向く方向を＋（プラス）方向とし、逆の方向を−（マイナス）方向とする。
【００３６】
基板処理装置９は、基板Ｗを例えば２５枚収容したＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）９４９を載置するオープナー９４と、オープナー９４上のＦＯＵＰ９４９から未処理の基板Ｗを取り出し、また処理完了後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９内に収納するインデクサユニット９３と、インデクサユニット９３とセンターロボット９６との間で基板Ｗの受け渡しを行うシャトル９５と、基板Ｗをセンターロボット９６でその内部に収容して洗浄を行う処理ユニット９１と、処理ユニット９１に供給される液体や気体の配管、開閉弁等を収容する流体ボックス９２と、で構成される。
【００３７】
まず、これらの平面的な配置について図３を用いて説明する。基板処理装置９の一端（図３において左端）には複数の（本実施形態においては３台の）オープナー９４が配置される。オープナー９４の図３における右側（＋Ｙ側）に隣接してインデクサユニット９３が配置される。インデクサユニット９３のＸ方向における中央付近であって、インデクサユニットの図３における右側（＋Ｙ側）に隣接してシャトル９５が配置され、シャトル９５の図３における右側（＋Ｙ側）に、シャトル９５と＋Ｙ方向に並ぶようにセンターロボット９６が配置される。このように、インデクサユニット９３と、シャトル９５およびセンターロボット９６は、直交する二本のラインの配置をなしている。
【００３８】
＋Ｙ方向に並ぶように配置されたシャトル９５とセンターロボット９６の図３における上側（−Ｘ側）と下側（＋Ｘ側）には処理ユニット９１と流体ボックス９２が配置されている。即ち、シャトル９５とセンターロボット９６の図３における上側（−Ｘ側）または下側（＋Ｘ側）に、インデクサユニット９３の図３における右側（＋Ｙ側）に隣接して、流体ボックス９２、処理ユニット９１、処理ユニット９１、流体ボックス９２の順に配置されている。
【００３９】
尚、インデクサユニット９３の＋Ｘ側（図３における下側）の側面には後述する制御ユニット９７の操作部９７１が設置されている（図２参照）。
【００４０】
次に、オープナー９４について説明する。オープナー９４はその上部にＦＯＵＰ９４９を載置する載置面９４１と、ＦＯＵＰ９４９の正面（図２および図３におけるＦＯＵＰ９４９の右側（＋Ｙ側）の面）に対向して配置され、ＦＯＵＰ９４９の正面にある蓋部（図示省略）を開閉する開閉機構９４３（図４参照）を有する。
【００４１】
基板処理装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。これにより、後述するインデクサユニット９３のインデクサロボット９３１が、ＦＯＵＰ９４９内の基板Ｗを搬出し、逆にＦＯＵＰ９４９内に基板Ｗを搬入することが可能となる。
【００４２】
次に、インデクサユニット９３について説明する。インデクサユニット９３には、ＦＯＵＰ９４９から処理工程前の基板Ｗを一枚ずつ取り出すとともに、処理工程後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９に一枚ずつ収容し、更に基板Ｗをシャトル９５と受け渡しする、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９３３を有するインデクサロボット９３１が備えられている。インデクサロボット９３１はＸ軸方向に水平移動自在であり、またＺ軸方向に昇降移動自在であるとともに、Ｚ軸周りに回転可能に構成されている。
【００４３】
次に、シャトル９５について説明する。シャトル９５には、基板Ｗの図３における上側（−Ｘ側）および下側（＋Ｘ側）の周縁部９８１付近であって、インデクサロボット９３１のハンド９３３および後述するセンターロボット９６のハンド９６１と干渉しない位置を保持するＺ軸方向に上下に配置された２組のハンド９５１と、２組のハンド９５１をそれぞれ独立してＹ軸方向に水平移動する水平移動機構（図示せず）とを備える。
【００４４】
シャトル９５はインデクサロボット９３１とセンターロボット９６双方との間で基板Ｗを受け渡し可能に構成されている。即ち、図示しない水平移動機構によりハンド９５１が図３における左側（−Ｙ側）に移動した場合インデクサロボット９３１のハンド９５１との間で基板Ｗの受け渡しが可能となり、また、ハンド９５１が図３における右側（＋Ｙ側）に移動した場合はセンターロボット９６のハンド９５１との間で基板Ｗの受け渡しが可能となる。
【００４５】
次に、センターロボット９６について説明する。センターロボット９６には、基板Ｗを１枚ずつ保持し、シャトル９５または処理ユニット９１との間で基板Ｗの受け渡しを行うＺ軸方向に上下に配置された２組のハンド９６１と、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延設され、ハンド９６１の鉛直方向の移動の軸となる昇降軸９６３と、ハンド９６１を昇降移動させる昇降機構９６５と、ハンド９６１をＺ軸周りに回転させる回転機構９６７が備えられている。センターロボット９６はＺ軸方向に昇降軸９６３に沿って昇降移動自在であるとともに、回転機構９６７によってハンドがＺ軸周りに回転可能に構成されている。
【００４６】
尚、処理ユニット９１の後述する側壁であって、センターロボット９６に対向する面には、センターロボット９６のハンド９６１を伸ばして処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出するための開口が設けられている。また、センターロボット９６が処理ユニット９１と基板Ｗの受け渡しを行わない場合に上記開口を閉塞して処理ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。
【００４７】
尚、図２に示すように処理ユニット９１と流体ボックス９２は上下２段に積み上げる構成とされている。従って、本実施形態における基板処理装置９には処理ユニット９１および流体ボックス９２はそれぞれ８台備えられている。
【００４８】
次に、インデクサロボット９３１、シャトル９５およびセンターロボット９６による基板Ｗの搬送の手順について説明する。基板処理装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。インデクサロボット９３１はＦＯＵＰ９４９の所定の位置から下側のハンド９３３により基板Ｗを１枚取り出す。その後、インデクサロボット９３１はシャトル９５の前（図３におけるインデクサユニット９３のＸ軸方向中央付近）に移動する。同時にシャトル９５は下側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側（図３における左側（−Ｙ側））へ移動する。
【００４９】
シャトル９５の前に移動したインデクサロボット９３１は下側のハンド９３３に保持した基板Ｗをシャトル９５の下側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は下側のハンド９５１をセンターロボット９６の側（図３における右側（＋Ｙ側））に移動する。また、センターロボット９６がシャトル９５にハンド９６１を向ける位置に移動する。
【００５０】
その後、センターロボット９６が下側のハンド９６１により、シャトル９５の下側のハンド９５１に保持された基板Ｗを取り出し、８つある処理ユニット９１のいずれかのシャッター９１１へハンド９６１を向けるように移動する。その後、シャッター９１１が解放され、センターロボット９６が下側のハンド９６１を伸ばして処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、処理ユニット９１内での基板Ｗの洗浄処理が開始される。
【００５１】
処理ユニット９１内で処理が完了した基板Ｗは、センターロボット９６の上側のハンド９６１で搬出され、その後は上記未処理の基板Ｗを搬送する場合とは逆にセンターロボット９６の上側のハンド９６１、シャトル９５の上側のハンド９５１、インデクサロボット９３１の上側のハンド９３３の順に移載され、最終的にＦＯＵＰ９４９の所定の位置に収容される。
【００５２】
次に、処理ユニット９１の構成について図５を用いて説明する。図５は処理ユニット９１の構成を示す模式図である。ここで、本実施形態における８つの処理ユニット９１はそれぞれ同じ構成であるため、図３における矢印Ｂ３の示す処理ユニット９１（図２において左下側の処理ユニット９１）を代表として以下説明する。
【００５３】
処理ユニット９１は、凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部９８１に付着した基板Ｗを略水平に保持し、回転する基板保持手段１１と、基板保持手段１１をその内側に収容し、基板保持手段１１及び基板Ｗからの飛散物等を受け止めて排気・排液する排液捕集手段２１と、基板保持手段１１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに対向して配置され、基板表面Ｗｆの上方の空間を外気から遮断する雰囲気遮断手段２３と、を有する。
【００５４】
また、処理ユニット９１は、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に凝固対象液を供給する凝固対象液供給手段３１と、基板Ｗの周縁部９８１に付着した凝固対象液を凝固する凝固手段３５と、凝固した凝固対象液を融解する融解手段４１と、基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けてリンス液を供給するリンス手段４５と、基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けて乾燥用気体を供給して基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂを外気から遮断する乾燥用気体供給手段５１と、後述する洗浄プログラムに基づいて基板処理装置９の各部の動作を制御する制御ユニット９７と、を有する。
【００５５】
また、処理ユニット９１は、中空の略角柱形状を有する側壁９０１と、側壁９０１に略水平に固設され、処理ユニット９１内の空間を仕切る上側ベース部材９０２及び下側ベース部材９０３と、側壁９０１の内部であって上側ベース部材９０２の上方である上側空間９０５と、側壁９０１の内部であって、上側ベース部材９０２の下方であり、かつ下側ベース部材９０３の上方である処理空間９０４と、側壁９０１の内部であって下側ベース部材９０３の下方である下側空間９０６と、を有する。尚、本実施形態において側壁９０１は略角柱形状としたが、側壁の形状はそれに限定されず、略円柱形状やその他の形状としても良い。
【００５６】
尚、側壁９０１の内うちセンターロボット９６に対向する側には、センターロボットが処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出可能な開口と、その開口を閉塞して処理ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。
【００５７】
上側ベース部材９０２は側壁９０１の上方（図５における上側）に略水平に固設され、処理ユニット９１の内部の空間である上側空間９０５と処理空間９０４との間を仕切っている。上側ベース部材９０２の中央付近には、上側ベース部材９０２の下面から、処理ユニット９１の上端に連通する雰囲気導入路９０７が設けられている。また、雰囲気導入路９０７の上端付近には、処理空間９０４へ清浄な雰囲気を供給するファンフィルタユニット９０８が設けられている。上側空間９０５内の雰囲気導入路９０７に設置されたファンフィルタユニット９０８は、処理ユニット９１上方から雰囲気を取り込み、内蔵したＨＥＰＡフィルタ等により雰囲気中の微粒子等を捕集した上で、下方である処理空間９０４内へ清浄化された雰囲気を供給する。
【００５８】
下側ベース部材９０３は側壁９０１の中程（図５における下側）に略水平に固設され、処理ユニット９１の内部の空間である処理空間９０４と下側空間９０６との間を仕切っている。下側ベース部材９０３には複数の排気口９０９が設けられており、各排気口９０９は図示しない排気系統に接続され、処理空間９０４内の雰囲気を外部に排出している。
【００５９】
ここで、処理空間９０４内は清浄な雰囲気が保たれており、基板Ｗの洗浄等が行われる空間である。また、上側空間９０５及び下側空間９０６は処理空間９０４内に設置される各部材を駆動するための駆動源等が配設される空間である。
【００６０】
ファンフィルタユニット９０８を通して処理空間９０４内に供給された雰囲気は、処理空間９０４の上方から下方へ向かう流れとなり、最終的に排気口９０９から処理空間９０４の外に排出される。これにより、後述する基板Ｗを処理する各工程において発生する微細な液体の微粒子等を、処理空間９０４の中を上から下に向かって流れる気流により下向きに移動させて排気口９０９から排出する。よって、これら微粒子が基板Ｗや処理空間９０４内の各部材に付着することを防止できる。
【００６１】
次に、基板保持手段１１の構成について図５に加えて図６ないし図９を用いて説明する。図６は基板保持手段１１の後述するスピンベース１１３の平面図である。図７は基板保持手段１１の構成を説明するための縦断面図であり、図８は基板保持手段１１の後述する動作変換機構１１９の構成を示す模式図である。また、図９は基板保持手段１１の後述する動作変換機構１１９の配置を示す模式図である。
【００６２】
図５を用いて説明する。基板保持手段１１のベースユニット１１１は下側ベース部材９０３の上に固設されており、ベースユニット１１１の上方に円板状のスピンベース１１３が回転可能に略水平に支持されている。スピンベース１１３の下面中心には中心軸１１７の上端がネジなどの締結部品によって固定されている。また、スピンベース１１３の周縁付近には、基板Ｗの周端面９８５を把持するための複数個の基板保持部材１１５、１１６が立設されている。基板保持部材１１５、１１６は、円形の基板Ｗを確実に保持するためにそれぞれ３個以上設けてあればよく、スピンベース１１３の周縁に沿って等角度間隔で配置されている。
【００６３】
次に、図６を用いて説明する。スピンベース１１３の上面の周縁付近には、略等角度間隔で複数本（本実施形態においては６本）の基板保持部材１１５、１１６が配置されている。これら基板保持部材１１５、１１６は、スピンベース１１３の周縁に沿って１つおきに交互に配置されている。また、基板保持部材１１５、１１６はそれぞれ３個が１つの群を構成し、１つの群を構成する基板保持部材１１５または１１６が連動して動作する。尚、基板保持部材１１５の群と基板保持部材１１６の群は互いに独立して動作する。
【００６４】
即ち、３個の基板保持部材１１５はそれぞれが連動して基板Ｗを保持し、又はその保持を解除するように動作する。また、３個の基板保持部材１１６はそれぞれが連動して基板Ｗを保持し、又はその保持を解除するように動作する。そして、３個の基板保持部材１１５と３個の基板保持部材１１６の２つの群はそれぞれ独立して基板Ｗを保持し、又はその保持を解除するように動作する。従って、基板Ｗを１つの群、例えば基板保持部材１１５の群で保持した後、一旦基板保持部材１１５、１１６の群の両方で基板Ｗを保持した後、基板保持部材１１５の群の保持を解除して基板保持部材１１６の群のみで基板Ｗを保持するいわゆる持ち替え動作を行うことができる。
【００６５】
基板保持部材１１５には、後述する回転軸上に固設された平面視において略楔形状の板状部７４３と、板状部７４３の上面に固設され、基板Ｗの裏面に当接して支持する支持部７４７と、同じく板状部７４３の上面に固設され、基板Ｗの周端面９８５を押圧して基板Ｗを略水平に保持する当接部７４５と、を備えている。
【００６６】
支持部７４７は、基板Ｗの下面であって基板Ｗの端から微小距離だけ内方に入り込んだ位置に対応する位置に設けられている。また、当接部７４５は後述する駆動機構の動作に基づく板状部７４３の回転に伴って基板Ｗの周端面９８５に当接して押圧し、又は基板Ｗの周端面９８５から離間した位置に移動可能なように設けられている。
【００６７】
基板保持部材１１６にも基板保持部材１１５と同様に板状部７４４、支持部７４８及び当接部７４６を備えており、支持部７４８と当接部７４６の位置関係も基板保持部材１１５と同様である。
【００６８】
以下の説明において、当接部７４５または当接部７４６、及びそれらの両方が基板Ｗの周端面９８５に当接して押圧し、基板Ｗを略水平に保持している状態（図６において基板保持部材１１５、１１６が破線で表されている状態）を「閉状態」、また、当接部７４５及び当接部７４６が基板Ｗの周端面９８５から離間している状態（図６において基板保持部材１１５、１１６が実線で表されている状態）を「開状態」と記載する。
【００６９】
尚、基板保持部材１１５、１１６のいずれか、またはそれらの両方が閉状態の場合、基板Ｗは基板支持部７４７、７４８から離間して保持されるよう構成されている。また、スピンベース１１３の中心には後述するリンス液を吐出する第一吐出口２９３を有するノズル２９１と、後述する乾燥用気体を吐出する第二吐出口２９４が設けられている。
【００７０】
次に、図７を用いてスピンベース１１３を回転させる機構、基板保持部材１１５、１１６を駆動する機構について説明する。スピンベース１１３は、上板１２３と下板１２５とをボルト等の締結部材により固定されて構成されており、上板１２３と下板１２５との間には基板保持部材１１５、１１６それぞれを駆動するための動作変換機構１１９および動作変換機構１２０を収容する空間が形成されている。上板１２３および下板１２５の中央部には、後述する下側第一供給管２８１および下側第二供給管２８３を挿通するための貫通孔１２７が設けられている。
【００７１】
下板１２５の下面中央には中心軸１１７の一方の端（図７における上端）がネジなどの締結部材により固定されている。中心軸の他方の端（図７における下端）は、ベースユニット１１１の内部であって下側ベース部材９０３の上に固設された中空モーター７１７の回転軸に固定されている。また、中空モーター７１７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、中空モーター７１７が駆動すると中心軸１１７が回転し、更に中心軸１１７に固定されているスピンベース１１３が回転中心軸Ａ１を中心に回転する。この、中空モーター７１７および中心軸１１７が、基板回転手段１３を構成する。
【００７２】
尚、中心軸１１７は後述する下側第一供給管２８１および下側第二供給管２８３を挿通可能なように中空の円筒形状をなしている。そして、スピンベース１１３の上面から、スピンベース１１３の貫通孔１２７、中心軸１１７、中空モーター７１７の中空部分および下側ベース部材９０３を貫通して下側空間９０６に至る連通空間を形成している。
【００７３】
中空モーター７１７の周囲には、中空モーター７１７を包囲するようにケーシング７１３が配置されており、このケーシング７１３は更に筒状のカバー部材７１１に包囲されている。カバー部材７１１の上端はスピンベース１１３の下面近傍にまで及んでおり、カバー部材７１１の上端付近の内面にはシール機構７９５が配置されている。このシール機構７９５は、スピンベース１１３の下面に固定されたシール部材７９７に褶接するように構成されている。これにより、シール機構７９５と中心軸１１７の間に、スピンベース１１３とカバー部材７１１により区画され、外部の雰囲気から遮断された密閉空間が形成され、内部に収容されている機構部品等から発生するパーティクル等を外部に漏らさない構成とされている。
【００７４】
ケーシング７１３の上部にはケーシング上蓋部７１５が固設されている。また、このケーシング上蓋部７１５の上には基板保持部材１１５、１１６を駆動するための駆動源である上下駆動機構７１９と上下駆動機構７２０が互いに干渉しない位置に配設されている。尚、上下駆動機構７１９および上下駆動機構７２０は、モーター、ギア等の組み合わせによる機構、又はソレノイドやエアシリンダ等、公知の機構により構成することができる。
【００７５】
まず、基板保持部材１１５を駆動するための機構から説明する。基板保持部材１１５を駆動するための駆動源である上下駆動機構７１９から図７における上方に向けて中心軸１１７と略平行に上下駆動軸７２１が延設されている。上下駆動軸７２１の図７における上端近傍は、非回転上下部材７２３と結合している。この非回転上下部材７２３は、回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状の部材である。
【００７６】
非回転上下部材７２３の内方には回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状の部材である回転上下部材７２７が、回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状のボールベアリング７２５を介して回転自在に結合されている。尚、回転上下部材７２７は中心軸１１７およびスピンベース１１３の回転に同期して回転するように構成されている。また、回転上下部材７２７の図７における上面には、後述する連動リング７２９と当接する面が形成されている。
【００７７】
尚、非回転上下部材７２３、ボールベアリング７２５および回転上下部材７２７は、回転中心軸Ａ１に沿って鉛直上下方向に同期して上下可能に構成されている。
【００７８】
このように、中心軸１１７及びスピンベース１１３に同期して回転する回転上下部材７２７と、上下駆動軸７２１に固定されて回転しない非回転上下部材７２３がボールベアリング７２５によって回転自在に結合されているため、スピンベース１１３が回転していても非回転上下部材７２３、ボールベアリング７２５および回転上下部材７２７は円滑に上下方向に移動することができる。
【００７９】
回転上下部材７２７の図７における上面に、回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状の部材である連動リング７２９の下面が当接している。連動リング７２９の上面には３つの基板保持部材１１５に対応する３つの昇降部材７３１が立設されている。昇降部材７３１はスピンベース１１３の下板１２５を貫通してスピンベース１１３の上板１２３と下板１２５との間の空間まで延設されている。また、昇降部材７３１には、スピンベース１１３の下板１２５の下面と連動リング７２９の上面との間に圧縮コイルばね７３３が巻装されており、昇降部材７３１および連動リング７２９は図７における下方向（連動リング７２９の下面を回転上下部材７２７の上面へ押し付ける方向）へ付勢されている。
【００８０】
次に、図８を用いて動作変換機構１１９について説明する。図８は動作変換機構１１９の構成を説明するための斜視図である。基板保持部材１１５は、前述のとおり、基板Ｗの裏面Ｗｂに当接して支持する支持部７４７および基板Ｗの周端面９８５を押圧して基板Ｗを略水平に保持する当接部７４５が固設された平面視において略楔形状の板状部７４３が、鉛直方向を軸に回転可能な回転軸７４１の上端に固定されている。
【００８１】
尚、支持部７４７は回転軸７４１および板状部７４３の回転中心であって板状部７４３の上面に突設される。また、支持部７４７は、基板Ｗの裏面Ｗｂであって基板Ｗの端から微小距離だけ内方に入り込んだ位置に対応する位置に設けられている。当接部７４５は回転軸７４１および板状部７４３の回転中心から離れた位置であって板状部７４３の上面に、基板Ｗの周端面９８５に対向するように立設されている。
【００８２】
回転軸７４１には、板状部７４３の下方において側方に突出したレバー７４９が固定されており、このレバー７４９の、回転軸７４１に固定された側とは反対の端部付近に鉛直上方に延びるピン７５５が立設されている。このレバー７４９に対しては、揺動板７５１が、ピン７５５が挿入され内部で移動可能とされる長穴７５３を介して係合されている。揺動板７５１の、レバー７４９とは反対の側（スピンベース１１３の中心の側）には、側面視略Ｌ字形状のクランク部材７５７の一端が結合されている。
【００８３】
クランク部材７５７の、揺動板７５１と結合している側と反対の側（スピンベース１１３の中心の側）の側面には略水平方向に延びる軸部７５９が固定されている。この軸部７５９の先端は、軸部７５９を回転自在に支持する軸受部材７６１によって支持されている。軸受部材７６１の側面には板状のレバー７６３が固定されており、軸部７６７を介してスピンベース１１３の中心の側にあるクランク部材７６５と結合されている。尚、軸部７６７は、スピンベース１１３の下板１２５の上面に固定された軸受部材７６９によって回転自在に支持されている。
【００８４】
クランク部材７６５の、軸部７６７が固定されている側と反対の側（スピンベース１１３の中心の側）には、昇降部材７３１の鉛直上方端部近傍に設けられた長穴７３５と係合する略水平方向に延びるピン７７１が固定されている。
【００８５】
この、レバー７４９、揺動板７５１、クランク部材７５７、軸受部材７６１からクランク部材７６５にいたるまで、昇降部材７３１、圧縮コイルばね７３３および連動リング７２９が、動作変換機構１１９を構成する。
【００８６】
次に、上記動作変換機構１１９を含めた基板保持部材１１５の動作について図７と図８を用いて説明する。上下駆動機構７１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、上下駆動機構７１９が駆動されると、上下駆動軸７２１を介して非回転上下部材７２３を上下させる。これに伴って、非回転上下部材７２３とボールベアリング７２５を介して回転自在に結合している回転上下部材７２７も併せて上下する。この上下運動が動作変換機構１１９を介して基板保持部材１１５の回転運動に変換される。
【００８７】
即ち、回転上下部材７２７が上昇すると、回転上下部材７２７の上面に当接している連動リング７２９も上昇し、連動リング７２９の上面に固設されている昇降部材７３１も上昇する。昇降部材７３１が上昇すると、長穴７３５を介して係合しているクランク部材７６５に、スピンベース１１３の中心の側から見て（図８における左下側から見て）時計回り（右回り）の回転が生じる。この回転が、軸部７６７、レバー７６３および軸受部材７６１を介してクランク部材７５７を、スピンベース１１３の中心の側から見て（図８における左下側から見て）右方向に略水平移動させる。
【００８８】
この動きが、揺動板７５１およびレバー７４９を介して回転軸７４１および板状部７４３を、スピンベース１１３の上方から見て（図８において上方から見て）反時計回り（左回り）に回転する。これにより、当接部７４５が基板Ｗの端面から離間する。この動作は前述した「開状態」に相当する。
【００８９】
「閉状態」に相当する動作は上記と逆の動作となる。即ち、回転上下部材７２７が下降し、連動リング７２９および昇降部材７３１も下降する。これにより、クランク部材７６５にスピンベース１１３の中心の側から見て（図８における左下側から見て）反時計回り（左回り）の回転が生じる。この回転が、軸部７６７、レバー７６３、軸受部材７６１、クランク部材７５７、揺動板７５１およびレバー７４９を介して伝達する。これにより、回転軸７４１および板状部７４３が、スピンベース１１３の上方から見て（図８において上方から見て）時計回り（右回り）に回転する。これにより、当接部７４５が基板Ｗの周端面９８５に当接して、基板Ｗを略水平に保持する。
【００９０】
尚、昇降部材７３１に巻装されている圧縮コイルばね７３３は、その弾性力が連動リング７２９を下降する方向に作用する。これにより、昇降部材７３１が固設された連動リング７２９を回転上下部材７２７に追従させて下降させると共に、基板Ｗを基板保持部材１１５の当接部７４５を介して圧縮コイルばね７３３の弾性力により挟持する。このように、圧縮コイルばね７３３により基板Ｗを弾性的に挟持する構成であるため、過大な力がかかることによる基板Ｗの破損が生じにくいという利点がある。
【００９１】
この、上下駆動機構７１９、上下駆動軸７２１、非回転上下部材７２３、ボールベアリング７２５、回転上下部材７２７及び動作変換機構１１９が、基板保持部材駆動機構７３７を構成する。
【００９２】
基板保持部材１１６も基板保持部材１１５と同様の構成を用いて動作を行う。即ち、制御ユニット９７の動作指令により上下駆動機構７２０が駆動され、上下駆動軸７２２が上下する。上下駆動軸に連動して非回転上下部材７２４、ボールベアリング７２６、回転上下部材７２８が上下し、その上下方向の動きを動作変換機構１２０により基板保持部材１１６の回転運動に変換して、「閉状態」状態と「開状態」状態の切り替えを行う。
【００９３】
この、上下駆動機構７２０、上下駆動軸７２２、非回転上下部材７２４、ボールベアリング７２６、回転上下部材７２８及び動作変換機構１２０が、基板保持部材駆動機構７３８を構成する。
【００９４】
次に、図９を用いて動作変換機構１１９および動作変換機構１２０の配置を説明する。図９はスピンベース１１３の鉛直方向下方から見た図である。動作変換機構１１９および動作変換機構１２０はそれぞれ交互に当角度間隔で配設されており、３つの基板保持部材１１５が連動リング７２９により、また、３つの基板保持部材１１６が連動リング７３０により、それぞれ連動して動作するよう構成されている。
【００９５】
上記のとおり、基板保持部材１１５と基板保持部材１１６は、上下駆動機構７１９と上下駆動機構７２０によりそれぞれ独立して動作可能である。従って、基板Ｗを当接部７４５および当接部７４６の上空に離間した位置で略水平に保持したまま、例えば基板保持部材１１５の当接部７４５のみで基板Ｗを挟持し、その後基板保持部材１１６の当接部７４６のみで基板Ｗを挟持するというような、いわゆる「持ち替え動作」を行うことが可能である。
【００９６】
この、基板保持部材駆動機構７３７、基板保持部材駆動機構７３８、基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６が基板保持機構１１４を構成する。
【００９７】
次に、排液捕集手段２１および雰囲気遮断手段２３の構成について図１０を用いて説明する。図１０は排液捕集手段２１および雰囲気遮断手段２３の構成を示す模式図である。
【００９８】
まず、排液捕集手段２１について説明する。基板保持手段１１の周囲であって下側ベース部材９０３の上側に略円環状のカップ２１０が、基板保持手段１１に保持されている基板Ｗの周囲を包囲するように設けられている。カップ２１０は基板保持手段１１及び基板Ｗから飛散する液体などを捕集することが可能なように回転中心軸Ａ１に対して略回転対称な形状を有している。尚、図中、カップ２１０については説明のため断面形状を示している。
【００９９】
カップ２１０は互いに独立して昇降可能な内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５で構成される。図１０に示すとおり、内構成部材２１１の上に中構成部材２１３及び外構成部材２１５が重ねられた構造を有する。内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５は、下側空間９０６に設けられた、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成されたガード昇降機構２１７にそれぞれ接続されている。また、ガード昇降機構２１７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から排液捕集手段２１への動作指令によりガード昇降機構２１７が駆動されると、内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５がそれぞれ独立に、又は複数の部材が同期して回転中心軸Ａ１に沿って上下方向に移動する。
【０１００】
内構成部材２１１には、内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５それぞれで捕集された液体をそれぞれ別の経路で排液処理系へ導くための収集溝が３つ設けられている。それぞれの収集溝は回転中心軸Ａ１を中心とする略同心円状に設けられ、各収集溝には図示しない排液処理系へと接続する配管がそれぞれ管路接続されている。
【０１０１】
カップ２１０は内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５のそれぞれの上下方向の位置を組合せて使用する。例えば、内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５の全てが下位置にあるホームポジション、内構成部材２１１及び中構成部材２１３が下位置であって外構成部材２１５のみ上位置にある外捕集位置、内構成部材２１１が下位置であって中構成部材２１３及び外構成部材２１５が上位置に有る中捕集位置及び内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５の全てが上位置にある内捕集位置である。
【０１０２】
ホームポジションはセンターロボット９６が基板Ｗを処理ユニット９１内に搬入出する場合などにおいて取られる位置である。外捕集位置は外構成部材２１５で受け止めた液体を捕集して外側の収集溝に導く位置であり、中捕集位置は中構成部材２１３で受け止めた液体を中間の収集溝に導く位置であり、また、内捕集位置は内構成部材２１１で受け止めた液体を内側の収集溝に導く位置である。
【０１０３】
このような構成の排液捕集手段２１を用いることにより、処理に使用される液体に応じて内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５のそれぞれの位置を変更して分別捕集することが可能となり、それぞれの液体を分別し、対応する排液処理系に排出することで、液体の再利用や混合することが危険な複数の液体を分別して処理することが可能となる。
【０１０４】
次に、雰囲気遮断手段２３について説明する。雰囲気遮断手段２３の基板対向部材である遮断部材２３１は、中心部に開口を有する円板状に形成されている。遮断部材２３１の下面は、基板Ｗの表面Ｗｆと略平行に対向する基板対向面となっており、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２３１は、その内部が中空であって略円筒形状を有する支持軸２３３の下方に回転可能に略水平に支持される。
【０１０５】
支持軸２３３の上端部は遮断部材２３１を回転する遮断部材回転機構２３５の下面に固設される。遮断部材回転機構２３５は、例えば中空モーター２３７及び中空軸２３９で構成される。中空軸２３９の一端（図１０における上端）は中空モーター２３７の回転軸に連結されており、他端（図１０における下端）は支持軸２３３の中を通して遮断部材２３１の上面に連結されている。また、遮断部材回転機構２３５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により遮断部材回転機構２３５が駆動されると、遮断部材２３１が支持軸２３３の中心を通る鉛直軸周りに回転される。遮断部材回転機構２３５は、基板保持手段１１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２３１を回転させるように構成されている。
【０１０６】
尚、遮断部材回転機構２３５の上面から遮断部材２３１の中心部の開口にいたるまで、後述する上側第一供給管及び上側第二供給管が挿通可能なように、中空モーター２３７及び中空軸２３９の内部空間を含む連通した中空部が形成されている。
【０１０７】
遮断部材回転機構２３５の一側面（図１０における左側面）にはアーム２４１の一端が接続され、アーム２４１の他端は上下軸２４３の図１０における上端付近に接続されている。上下軸２４３は排液捕集手段２１のカップ２１０の周方向外側であって、下側ベース部材９０３の上に固設された円筒形状のベース部材２４５に昇降可能に取り付けられる。上下軸２４３には、ベース部材２４５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された遮断部材昇降機構２４７が接続されている。尚、遮断部材昇降機構２４７は下側空間９０６に設けられている。また、遮断部材昇降機構２４７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により遮断部材昇降機構２４７が駆動されると、遮断部材２３１がスピンベース１１３に近接し、逆に離間する。
【０１０８】
すなわち、制御ユニット９７は、遮断部材昇降機構２４７の動作を制御して、処理ユニット９１に対して基板Ｗを搬入出させる際には、遮断部材２３１を基板保持手段１１の上方の離間位置に上昇させる一方、基板Ｗに対して後述するリンス処理や基板Ｗの乾燥等を行う際には、遮断部材２３１を基板保持手段１１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下降させる。
【０１０９】
次に、凝固対象液供給手段３１の構成について図１１を用いて説明する。図１１は凝固対象液供給手段３１の構成を示す模式図である。基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液を供給するノズル３１１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構３１３に昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構３１３のベース部材３１５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側に下方に伸びるように固設されている。
【０１１０】
ベース部材３１５の下方には、旋回上下軸３１７が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材３１５は旋回上下軸３１７と、後述する上下駆動部３２１及び旋回駆動部３１９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸３１７の下面にはアーム３２３の一端が結合されており、アーム３２３の他端にノズル３１１が取り付けられている。
【０１１１】
旋回上下軸３１７はベース部材３１５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部３２１及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部３１９に接続されている。また、上下駆動部３２１及び旋回駆動部３１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。尚、上下駆動部３２１及び旋回駆動部３１９は上側空間９０５に配設される。
【０１１２】
制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により上下駆動部３２１が駆動されると、旋回上下軸３１７が上下に移動し、アーム３２３に取り付けられているノズル３１１を上下に移動させる。また、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により旋回駆動部３１９が駆動されると、旋回上下軸３１７が回転中心軸Ａ２を中心に回転し、アーム３２３を旋回することで、アーム３２３に取り付けられたノズル３１１を揺動させる。
【０１１３】
ノズル３１１は配管３３５を介して、第一ＤＩＷ供給部３３３に管路接続されている。また、配管３３５には開閉弁３３７が介挿されており、開閉弁３３７は常時閉成とされている。また、開閉弁３３７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により開閉弁３３７が開成すると、第一ＤＩＷ供給部３３３から例えば０．５℃（摂氏）に温度調整されたＤＩＷが配管３３５を介してノズル３１１へ圧送される。この、配管３３５、開閉弁３３７及び第一ＤＩＷ供給部３３３が、凝固対象ＤＩＷ供給手段３３１を構成する。尚、第一ＤＩＷ供給部３３３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１１４】
図１２に第一ＤＩＷ供給部３３３の構成を示す。第一ＤＩＷ供給部３３３は、ＤＩＷを貯留するＤＩＷタンク３４１、ＤＩＷタンク３４１からのＤＩＷを圧送するポンプ３４３及びＤＩＷの温度を調整する温度調整ユニット３４５で構成される。ＤＩＷタンク３４１に管路接続されたポンプ３４３はＤＩＷを加圧して温度調整ユニット３４５に送出する。ポンプ３４３を介して温度調整ユニット３４５に供給されたＤＩＷは、温度調整ユニット３４５において例えば０．５℃（摂氏）に温度調整され、配管３３５を介してノズル３１１に供給される。
【０１１５】
ここで、温度調整ユニット３４５はペルチェ素子による温度調整装置や冷媒を用いた熱交換器など、公知の温度調整手段を用いることができる。また、第一ＤＩＷ供給部３３３にＤＩＷタンク３４１を設けず、工場ユーティリティー側から直接ＤＩＷを供給する構成とすることも可能である。尚、第一ＤＩＷ供給部３３３のポンプ３４３は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１１６】
次に、凝固手段３５の構成について図１３を用いて説明する。図１３は凝固手段３５の構成を示す模式図である。基板Ｗの周縁部９８１に凝固用気体を供給するノズル３５１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構３５３により、昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構３５３のベース部材３５５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側、かつ図５に示すように凝固対象液供給手段３１のベース部材３１５に隣接する位置に下方に伸びるように固設されている。
【０１１７】
ベース部材３５５の下方には、旋回上下軸３５７が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材３５５は旋回上下軸３５７と、後述する上下駆動部３６１及び旋回駆動部３５９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸３５７はベース部材３５５に対して昇降可能及び回転可能に支持される。旋回上下軸３５７の下面にはアーム３６３の一端が結合されており、アーム３６３の他端にノズル３５１が取り付けられている。
【０１１８】
旋回上下軸３５７はベース部材３５５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部３６１及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部３５９に接続されている。また、上下駆動部３６１及び旋回駆動部３５９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。尚、上下駆動部３６１及び旋回駆動部３５９は上側空間９０５に配設される。
【０１１９】
制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により上下駆動部３６１が駆動されると、旋回上下軸３５７が上下に移動し、アーム３６３に取り付けられているノズル３５１を上下に移動させる。また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により旋回駆動部３５９が駆動されると、旋回上下軸３５７が中心軸Ａ３を中心に回転し、アーム３６３を旋回することで、アーム３６３に取り付けられたノズル３５１を揺動させる。
【０１２０】
ノズル３５１は配管３７５を介して凝固用窒素ガス供給部３７３と管路接続されている。また、凝固用窒素ガス供給部３７３は制御ユニット９７に電気的に接続されている。この凝固用窒素ガス供給部３７３は、制御ユニット９７からの動作指令により、例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）の窒素ガスを配管３７５を介してノズル３５１に供給する。この、配管３７５及び凝固用窒素ガス供給部３７３が、凝固用窒素ガス供給手段３７１を構成する。尚、凝固用窒素ガス供給部３７３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１２１】
図１４に凝固用窒素ガス供給部３７３の構成を示す。凝固用窒素ガス供給部３７３は、液体窒素の冷熱を用いて窒素ガスを冷却するガス冷却ユニット６１１、液体窒素を貯蔵する液体窒素タンク６１３、液体窒素タンク６１３から液体窒素をガス冷却ユニット６１１へ供給するポンプ６１５、窒素ガスを貯蔵する窒素ガスタンク６１９、窒素ガスタンク６１９から窒素ガスをガス冷却ユニット６１１へ供給するポンプ６２１および窒素ガスタンク６１９からガス冷却ユニット６１１に供給される窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ６２５で構成される。
【０１２２】
ガス冷却ユニット６１１の容器６２７は内部に液体窒素を貯留する事ができるようタンク状になっており、液体窒素の温度（−（マイナス）１９５．８℃（摂氏））に耐えうる材料、例えば、ガラス、石英またはＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン：Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｙｌｅｎｅ）により形成されている。なお、容器６２７を断熱容器で覆う二重構造を採用してもよい。この場合、断熱容器は、外部の雰囲気と容器６２７との間での熱移動を抑制するために、断熱性の高い材料、例えば発泡性樹脂やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）などにより形成するのが好ましい。
【０１２３】
容器６２７は配管６１７を介して液体窒素タンク６１３に管路接続されており、配管６１７にはポンプ６１５が介挿されている。また、ポンプ６１５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。また、容器６２７内には液面センサ（図示省略）が設けられ、制御ユニット９７と電気的に接続されている。制御ユニット９７は、液面センサが検出した値に基づいてポンプ６１５の動作を制御することにより、容器６２７内に貯留される液体窒素の量を一定に保持する。
【０１２４】
また、容器６２７の内部には、ステンレス、銅などの金属管で形成されたコイル状の熱交換パイプ６２９がガス通送路として設けられ、容器６２７に貯留された液体窒素に浸漬されている。熱交換パイプ６２９の一方の端（図１４において容器６２７の側壁上方から右に突出する側）は、配管６２３を介して窒素ガスタンク６１９に管路接続されており、配管６２３にはポンプ６２１が介挿され、ポンプ６２１と容器６２７の間にはマスフローコントローラ６２５が介挿されている。
【０１２５】
マスフローコントローラ６２５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。また、熱交換パイプ６２９の他方の端（図１４において容器６２７の上方に突出する側）は、配管３７５を介してノズル３５１に管路接続されている。尚、ポンプ６２１は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１２６】
制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令によりマスフローコントローラ６２５が所定の流量となるように開放されると、窒素ガスタンク６１９から窒素ガスがガス冷却ユニット６１１内の熱交換パイプ６２９に供給され、窒素ガスが熱交換パイプ６２９内を通過する間、容器６２７内に貯留された液体窒素の冷熱により冷却される。熱交換パイプ６２９内を通過するうちに冷却された窒素ガスは配管３７５を介してノズル３５１へと供給される。
【０１２７】
尚、熱交換パイプ６２９の他方の端（図１４において容器６２７の上方に突出する側）と容器６２７の間に微小な空間が設けられており、容器６２７の内部の空間から排気管路６３１に至る連通した流通経路を形成している。容器６２７の内部に貯留された液体窒素は、熱交換パイプ６２９の中を流れる窒素ガスを冷却して気化し、気化した窒素ガスは、この流通経路を通り排気管路６３１を介して図示しない排気系統に排出される。
【０１２８】
尚、本実施形態においては凝固用気体として窒素ガスを用いたが、凝固用気体としては窒素ガスに限らず、乾燥空気、オゾンガス、アルゴンガス等の他の気体を使用することも可能である。また、凝固用気体を冷却する手段としては、液体窒素に限らず、液体ヘリウム等の低温の液体を使用することが可能であり、またペルチェ素子を用いて電気的に冷却することも可能である。
【０１２９】
また、凝固用窒素ガス供給部３７３に液体窒素タンク６１３及び窒素ガスタンク６１９を設けず、工場ユーティリティー側から液体窒素と窒素ガスを供給する構成とすることも可能である。尚、凝固用窒素ガス供給部３７３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１３０】
次に、融解手段４１の構成について図１５を用いて説明する。図１５は融解手段４１の構成を示す模式図である。基板Ｗの周縁部９８１に融解液を供給するノズル４１１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構４１３に昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構４１３のベース部材４１５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側、かつ凝固対象液供給手段３１のベース部材３１５および凝固手段３５が設置されている側壁９０１の角部とは別の角部に下方に伸びるように固設されている（詳細な位置関係については後述する）。
【０１３１】
ベース部材４１５の下方には、旋回上下軸４１７が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材４１５は旋回上下軸４１７と、後述する上下駆動部４２１及び旋回駆動部４１９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸４１７の下面にはアーム４２３の一端が結合されており、アーム４２３の他端にノズル４１１が取り付けられている。
【０１３２】
旋回上下軸４１７はベース部材４１５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部４２１及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部４１９に接続されている。また、上下駆動部４２１及び旋回駆動部４１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。尚、上下駆動部４２１及び旋回駆動部４１９は上側空間９０５に配設される。
【０１３３】
制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により上下駆動部４２１が駆動されると、旋回上下軸４１７が上下に移動し、アーム４２３に取り付けられているノズル４１１を上下に移動させる。また、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により旋回駆動部４１９が駆動されると、旋回上下軸４１７が回転中心軸Ａ４を中心に回転し、アーム４２３を旋回することで、アーム４２３に取り付けられたノズル４１１を揺動させる。
【０１３４】
ノズル４１１は配管４３５を介して、第二ＤＩＷ供給部４３３に管路接続されている。また、配管４３５には開閉弁４３７が介挿されており、開閉弁４３７は常時閉成とされている。また、開閉弁４３７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により開閉弁４３７が開成すると、第二ＤＩＷ供給部４３３から例えば４０℃（摂氏）に温度調整されたＤＩＷが配管４３５を介してノズル４１１へ圧送される。この、配管４３５、開閉弁４３７及び第二ＤＩＷ供給部４３３が、融解用ＤＩＷ供給手段４３１を構成する。尚、第二ＤＩＷ供給部４３３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１３５】
図１６に第二ＤＩＷ供給部４３３の構成を示す。第二ＤＩＷ供給部４３３は、ＤＩＷを貯留するＤＩＷタンク４４１、ＤＩＷタンク４４１からのＤＩＷを圧送するポンプ４４３及びＤＩＷの温度を調整する温度調整ユニット４４５を有する。ＤＩＷタンク４４１に管路接続されたポンプ４４３はＤＩＷを加圧して温度調整ユニット４４５に送出する。ポンプ４４３を介して温度調整ユニット４４５に供給されたＤＩＷは、温度調整ユニット４４５において例えば４０℃（摂氏）に温度調整され、配管４３５を介してノズル４１１に供給される。
【０１３６】
ここで、温度調整ユニット４４５はペルチェ素子による温度調整装置や冷媒を用いた熱交換器など、公知の温度調整手段を用いることができる。また、第二ＤＩＷ供給部４３３にＤＩＷタンク４４１を設けず、工場ユーティリティー側から直接ＤＩＷを供給する構成とすることも可能である。尚、第二ＤＩＷ供給部４３３のポンプ４４３は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１３７】
図１７に凝固対象液供給手段３１、凝固手段３５及び融解手段４１の配置について示す。本実施形態では、凝固対象液供給手段３１及び凝固手段３５が側壁９０１の一の角部近傍にそれぞれ近接して配置され、融解手段４１はその角部に隣接する他の角部に配置されている。
【０１３８】
次に、リンス手段４５および乾燥用気体供給手段５１の構成について図１８を用いて説明する。図１８は、リンス手段４５および乾燥用気体供給手段５１の構成を示す模式図である。リンス手段４５は基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けてリンス液を供給するものであり、乾燥用気体供給手段５１は基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けて乾燥用気体を供給するものである。
【０１３９】
まず、基板表面Ｗｆ側の管路構成について説明する。前述の雰囲気遮断手段２３の遮断部材回転機構２３５の上面から、遮断部材２３１の中心部の開口まで連通する中空部の内部に上側第一供給管２７１が挿通されるとともに、当該上側第一供給管２７１に上側第二供給管２７３が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この上側第一供給管２７１及び上側第二供給管２７３の下方端部は遮断部材２３１の開口に延設されており、上側第二供給管２７３の先端にノズル２７５が設けられている。
【０１４０】
次に、基板裏面Ｗｂ側の管路構成について説明する。前述の基板保持手段１１のスピンベース１１３の上面から中心軸１１７を通って下側空間９０６に至る連通空間の内部に下側第一供給管２８１が挿通されるとともに、当該下側第一供給管２８１に下側第二供給管２８３が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この下側第一供給管２８１及び下側第二供給管２８３の上方端部はスピンベース１１３の開口に延設されており、下側第二供給管２８３の先端に第一吐出口２９３を有するノズル２９１が設けられている。
【０１４１】
ノズル２９１の上部端面はフランジ状にスピンベース１１３の径方向と略平行に広がっており、スピンベース１１３に設けられた下側第一供給管２８１の開口を覆っている（図８参照）。このフランジ状に広がった部分の下面とスピンベース１１３の上面には間隙が設けられており、この間隙が下側第一供給管２８１から供給される後述する乾燥用窒素ガスを吐出する第二吐出口２９４に相当している。
【０１４２】
次に、リンス手段４５について説明する。リンス手段４５はリンス液の供給源である第三ＤＩＷ供給部４５３から基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂにそれぞれリンス液を供給する。図示しないＤＩＷタンク、温度調整ユニット及びポンプを有する第三ＤＩＷ供給部４５３に主配管４５５の一端が管路接続されている。主配管４５５の他端は、上側分岐配管４５７および下側分岐配管４６１に分岐し、上側分岐配管４５７は上側第二供給管２７３に、下側分岐配管４６１は下側第二供給管２８３にそれぞれ管路接続している。また、第三ＤＩＷ供給部４５３のポンプは基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１４３】
上側分岐配管４５７には開閉弁４５９が介挿されている。なお、開閉弁４５９は常時閉成されている。開閉弁４５９は制御ユニット９７に電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指令により開閉弁４５９が開成すると、第三ＤＩＷ供給部４５３からリンス液としてのＤＩＷが主配管４５５、上側分岐配管４５７および上側第二供給管２７３を通してノズル２７５から基板裏面Ｗｂに供給される。
【０１４４】
下側分岐配管４６１には開閉弁４６３が介挿されている。なお、開閉弁４６３は常時閉成されている。開閉弁４６３は制御ユニット９７に電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指令により開閉弁４６３が開成すると、第三ＤＩＷ供給部４５３からリンス液としてのＤＩＷが主配管４５５、下側分岐配管４６１と下側第二供給管２８３を通してノズル２９１から基板裏面Ｗｂに供給される。
【０１４５】
この、第三ＤＩＷ供給部４５３、主配管４５５、上側分岐配管４５７、下側分岐配管４６１、開閉弁４５９、開閉弁４６３、上側第二供給管２７３、下側第二供給管２８３、ノズル２７５及びノズル２９１がリンス手段４５を構成する。尚、第三ＤＩＷ供給部４５３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１４６】
次に、乾燥用気体供給手段５１について説明する。乾燥用気体供給手段５１は乾燥用気体の供給源である乾燥用窒素ガス供給部５１３から基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂにそれぞれ乾燥用窒素ガスを供給する。図示しない窒素ガスタンク及びポンプを有する乾燥用窒素ガス供給部５１３に主配管５１５の一端が管路接続されている。主配管５１５の他端は、上側分岐配管５１７および下側分岐配管５２１に分岐し、上側分岐配管５１７は上側第一供給管２７１に、下側分岐配管は下側第一供給管２８１にそれぞれ管路接続している。また、乾燥用窒素ガス供給部５１３のポンプは基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１４７】
上側分岐配管５１７にはマスフローコントローラ５１９が介挿されている。マスフローコントローラ５１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令によりマスフローコントローラ５１９が所定流量となるように開放されると、常温の窒素ガスが主配管５１５、上側分岐配管５１７と上側第一供給管２７１を介して基板表面Ｗｆに供給される。
【０１４８】
下側分岐配管５２１にはマスフローコントローラ５２３が介挿されている。マスフローコントローラ５２３は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令によりマスフローコントローラ５２３が所定流量となるように開放されると、常温の窒素ガスが主配管５１５、下側分岐配管５２１と下側第一供給管２８１を介して基板表面Ｗｆに供給される。
【０１４９】
この、乾燥用窒素ガス供給部５１３、主配管５１５、上側分岐配管５１７、下側分岐配管５２１、マスフローコントローラ５１９、マスフローコントローラ５２３、上側第一供給管２７１及び下側第一供給管２８１が乾燥用気体供給手段５１を構成する。尚、乾燥用窒素ガス供給部５１３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１５０】
制御ユニット９７は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ及び制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを有する。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された洗浄プログラムの内容に従ってＣＰＵが基板処理装置９の各部を制御する。尚、制御ユニット９７には洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる操作部９７１（図２参照）が接続されている。
【０１５１】
次に、上記のように構成された基板処理装置９における洗浄処理動作について図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は基板処理装置９の全体の動作を示すフローチャートであり、図２０は基板周縁部９８１に対する洗浄処理の詳細を示すフローチャートである。尚、以下の説明において特に断らない限り、雰囲気遮断手段２３は、遮断部材２３１が対向位置にある場合、基板保持手段１１の基板回転手段１３がスピンベース１１３を回転する方向に略同じ回転数で遮断部材２３１を回転するものとする。
【０１５２】
まず、図１９を用いて説明する。所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムが操作部９７１で選択され、実行指示される。その後、基板Ｗを処理ユニット９１に搬入する準備として、制御ユニット９７からの動作指令により以下の動作を行う。
【０１５３】
すなわち、雰囲気遮断手段２３が遮断部材２３１の回転を停止し、基板保持手段１１がスピンベース１１３の回転を停止する。雰囲気遮断手段２３が遮断部材２３１を離間位置へ移動すると共に、基板保持手段１１がスピンベース１１３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、排液捕集手段２１がカップ２１０をホームポジションに位置決めする。スピンベース１１３が基板Ｗの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、基板保持手段１１が基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６を開状態とする。
【０１５４】
また、凝固対象液供給手段３１がノズル３１１を退避位置（ノズル３１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。また、凝固手段３５がノズル３５１を退避位置（ノズル３５１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。また、融解手段４１がノズル４１１を退避位置（ノズル４１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。更に、開閉弁３３７、４３７、４５９及び４６３が閉成する。また、マスフローコントローラ５１９、５２３及び６２５が流量０（ゼロ）に設定される。
【０１５５】
基板Ｗを処理ユニット９１に搬入する準備が完了した後、未処理の基板Ｗを処理ユニット９１へ搬入する基板搬入工程が行われる。即ち、インデクサロボット９３１がオープナー９４上のＦＯＵＰ９４９の所定の位置にある基板Ｗを下側のハンド９３３で取り出し、シャトル９５の下側のハンド９５１に載置する。その後、シャトル９５の下側のハンド９５１がセンターロボット９６の側に移動され、センターロボット９６がシャトル９５の下側のハンド９５１上の基板Ｗを、下側のハンド９６１で取り上げる。
【０１５６】
その後、処理ユニット９１のシャッター９１１が開かれ、センターロボット９６が下側のハンド９６１を処理ユニット９１の中に伸ばし、基板Ｗを基板保持手段１１の基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６の支持部７４７及び支持部７４８の上に載置する（ステップＳ０１）。基板Ｗの処理ユニット９１への搬入が終了すると、センターロボット９６が下側のハンド９６１を縮めて処理ユニット９１内の外に出すとともに、シャッター９１１が閉じられる。
【０１５７】
未処理の基板Ｗが処理ユニット９１内に搬入され、基板保持部材１１５の支持部７４７及び基板保持部材１１６の支持部７４８の上に載置されると、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７が基板保持部材１１５を、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６をそれぞれ閉状態とする。尚、本実施例では安定して基板Ｗを保持するため６本の基板保持部材１１５、１１６を同時に閉じることとしたが、３本の基板保持部材で安定して保持することが可能であれば基板保持部材１１５または基板保持部材１１６のいずれか一方のみ閉状態としてもよい。この、基板Ｗを基板保持部材１１５または基板保持部材１１６の両方あるいはいずれか一方で略水平に保持する工程が基板保持工程に該当する。
【０１５８】
基板保持手段１１に未処理の基板Ｗが保持されると、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板回転手段１３がスピンベース１１３を例えば１００ｒｐｍで回転開始させ、該回転数による回転が維持される。この、基板Ｗを回転する工程が基板回転工程に該当する。また、制御ユニット９７から排液捕集手段２１への動作指令により、カップ２１０が内捕集位置に位置決めされる。
【０１５９】
また、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、ノズル駆動機構３１３がノズル３１１を基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空へ位置決めする。また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により、ノズル駆動機構３５３がノズル３５１を基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空へ位置決めする。更に、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、ノズル駆動機構４１３がノズル４１１を基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空へ位置決めする。
【０１６０】
即ち、図１７に凝固対象液供給手段３１、凝固手段３５、融解手段４１の各ノズルが基板周縁部９８１上空に配置された状態とする。各ノズルは、例えばシャッター９１１に最も近い基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３上の点を起点として、図１７中時計回りに凝固対象液供給手段３１のノズル３１１、凝固手段３５のノズル３５１、融解手段４１のノズル４１１の順でそれぞれ離間して配置される。
【０１６１】
尚、基板保持手段１１が基板Ｗを回転する方向はスピンベース１１３を鉛直上方から見て矢印Ｂ４の方向（時計回り）とする。即ち、基板Ｗの主面周縁領域９８３のある一点が、基板Ｗの回転につれて、ノズル３１１、ノズル３５１、ノズル４１１の順にそれぞれのノズルの下を通過するよう構成されている。
【０１６２】
図１９に戻る。次に、基板保持部材１１６を開状態とする。即ち、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６を開状態とする（ステップＳ０２）。尚、このステップでは基板保持部材１１５または基板保持部材１１６のいずれか一方のみで基板Ｗを保持するようにすればよいため、基板保持部材１１５を開状態としても良い。
【０１６３】
次に、基板Ｗの周縁部９８１に対する洗浄処理が行われる（ステップＳ０３）。洗浄処理の内容については図２０を用いて説明する。
【０１６４】
制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、開閉弁３３７が開成する。これにより、第一ＤＩＷ供給部３３３から例えば０．５℃（摂氏）に温度調整された凝固対象液としてのＤＩＷが配管３３５を介して、例えば０．１ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル３１１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０１６５】
また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３から例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）に温度調整された窒素ガスが配管３７５を介して、例えば４０ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル３５１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０１６６】
また、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が開成する。これにより、第二ＤＩＷ供給部４３３から例えば４０℃（摂氏）に温度調整された融解液としてのＤＩＷが配管４３５を介して、例えば０．１ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル４１１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０１６７】
凝固用窒素ガス供給部３７３とノズル３５１を管路接続する配管３５７の中にある窒素ガスは、配管３５７の外側の雰囲気等から吸熱して温度上昇するため、吐出開始直後の窒素ガスは所望の温度（本実施形態においては−（マイナス）８０℃（摂氏））とならない可能性がある。従って、凝固手段３５から基板Ｗの周縁部９８１への窒素ガスの供給は、凝固対象液供給手段３１から基板Ｗの周縁部９８１への凝固対象液としてのＤＩＷの供給と同時あるいはＤＩＷの供給より前に窒素ガスの供給が開始されるのが好ましい。これにより、凝固対象液供給手段３１からＤＩＷが供給された基板Ｗの周縁部９８１の一部領域が基板Ｗの回転に伴って凝固手段３５のノズル３５１の下に来る前に、温度上昇した窒素ガスを吐出してしまうことが可能となり、安定した温度で凝固工程を行うことが可能となる。
【０１６８】
尚、融解手段４１からの融解液としてのＤＩＷの供給は、凝固工程により基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に形成された、凝固対象液としてのＤＩＷの凝固体がノズル４１１の下に来る前に開始されればよい。
【０１６９】
凝固対象液供給手段３１のノズル３１１から、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、周端面９８５を流れ落ちる。その後、基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３に回り込み、余剰分は重力に従い基板Ｗから離れて落下し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。これにより、基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３、基板Ｗの周端面９８５及び基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３が凝固対象液であるＤＩＷの液膜に覆われる。
【０１７０】
また、基板Ｗの周縁部９８１に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、基板Ｗを保持している基板保持部材１１５に対しても供給される。これにより、基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周端面９８５との間隙にもＤＩＷが侵入する。この、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に凝固対象液であるＤＩＷを供給する工程が、本発明における「凝固対象液供給工程」に該当する。
【０１７１】
なお、本実施形態では、後述する融解工程により温度が上昇した基板周縁部９８１を冷却し、後述する凝固工程でＤＩＷの凝固に要する時間を短縮するため、凝固対象液としては０〜２℃（摂氏）程度に温度調整されたＤＩＷを用いるのが好ましい。また、基板Ｗの周縁部９８１に対する洗浄処理が行われている間、継続して供給されることが好ましい。
【０１７２】
凝固対象液供給手段のノズル３１１から凝固対象液であるＤＩＷを供給され、ＤＩＷの液膜が形成された基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの回転に伴って凝固手段３５のノズル３５１の下に移動する。凝固手段３５のノズル３５１からは、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に向けて、凝固用気体としての例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）の窒素ガスが供給される。これにより、基板Ｗの周縁部９８１、基板Ｗの周縁部９８１に付着しているＤＩＷ、及び基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙に侵入しているＤＩＷが共に冷却されて凝固し、基板Ｗの周縁部９８１にＤＩＷの凝固体が形成される。この、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に凝固用気体である窒素ガスを供給する工程が、本発明における「凝固工程」に該当する。
【０１７３】
具体的に、窒素ガスが供給される一部領域は、例えば直径３０ｍｍ前後の領域であり、この領域及びその近傍で凝固対象液であるＤＩＷが凝固され、基板Ｗの回転に伴って、ＤＩＷが凝固された領域がノズル３５１の直下から基板Ｗの回転方向下流側に広がる。
【０１７４】
基板Ｗの周縁部９８１、及び基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙に存在するＤＩＷが凝固することにより、パーティクル等と基板Ｗとの間に入り込んだＤＩＷの凝固体である氷の体積が増加（０℃（摂氏）の水が０度℃（摂氏）の氷になると、その体積はおよそ１．１倍に増加する）し、パーティクル等が微小距離だけ基板Ｗから離れる。その結果、基板Ｗとパーティクル等との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等が基板Ｗから脱離することとなり、後述する融解工程によりＤＩＷの凝固体である氷が除去されることにより、パーティクル等も併せて除去される。
【０１７５】
凝固手段３５のノズル３５１から凝固用気体としての窒素ガスが供給され、凝固対象液としてのＤＩＷが凝固された基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの回転に伴って融解手段４１のノズル４１１の下に移動する。融解手段４１のノズル４１１からは、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の一部領域に、例えば４０℃（摂氏）に温度調整された融解液としてのＤＩＷが供給される。
【０１７６】
これにより、基板Ｗの周縁部９８１に形成されているＤＩＷの凝固体がＤＩＷの凝固点（０℃（摂氏））以上の温度に昇温され融解される。融解された凝固対象液としてのＤＩＷは、融解液としてのＤＩＷとともに重力に従い基板Ｗから離れて落下し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。この、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に融解液であるＤＩＷを供給する工程が、本発明における「融解工程」に該当する。
【０１７７】
尚、融解工程は、凝固工程によって形成されたＤＩＷの凝固体が融解する前に行われることが好ましい。即ち、融解手段４１のノズル４１１は、凝固手段３５により形成された凝固体が、基板Ｗの回転に伴って移動し、基板Ｗの周辺の雰囲気により昇温されて融解する位置よりも凝固手段３５のノズル３５１に近接した位置に配置されることが好ましい。本実施形態では、図１７に示すように、凝固手段３５のノズル３５１と融解手段４１のノズル４１１が、基板Ｗが一回転する範囲内に配置され、凝固工程と融解工程を同時に行える形態とされている。
【０１７８】
このような配置により、凝固工程により形成された凝固対象液であるＤＩＷの凝固体が、融解手段４１のノズル４１１から供給される融解液としてのＤＩＷにより融解される。これにより、凝固対象液であるＤＩＷの凝固体を融解しながらパーティクル等を押し流すことが可能となり、洗浄能力を向上することが可能となる。また、融解液としてのＤＩＷにより融解される前にＤＩＷの凝固体が融解することがないため、パーティクル等が基板Ｗの周縁部９８１に再付着することを防止することが可能となる。
【０１７９】
本実施形態においては、上記のとおり、基板Ｗの周縁部９８１上空の離間した位置にノズル３１１、ノズル３５１及びノズル４１１が配置され、それぞれのノズルの下で「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が行われる（ステップＳ１０１）。即ち、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周縁部９８１の一部領域が順次各工程の基板Ｗの回転方向である下流側へ上流側の工程から移動し、それぞれの工程における処理を施される。従って、基板Ｗの回転を継続することで、これら３つの工程を繰り返し実施することができる。
【０１８０】
基板Ｗの周縁部９８１には、前述の通り基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂに比較して付着しているパーティクル等が多く、同じ部分を複数回洗浄する必要がある。そこで、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が開始された後、所定時間が経過したかの判断が行われる（ステップＳ１０２）。尚、洗浄が行われた回数を確認できればよいため、洗浄処理が行われた時間の代わりに、基板Ｗが回転した回数を確認するようにしても良い。
【０１８１】
所定時間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１０１に戻って「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が継続される。所定時間が経過したと判断された場合は、以下に示す基板Ｗの周縁部９８１全体に対してＤＩＷの凝固体を融解する工程が行われる。
【０１８２】
即ち、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、開閉弁３３７が閉成する。また、制御ユニット９９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３からの凝固用窒素ガスの供給が停止される。
【０１８３】
その後、更にスピンベース１１３が少なくとも１回転した時点で、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が閉成する。これにより、基板Ｗの周縁部９８１に残留したＤＩＷの凝固体が全て融解され、基板保持部材１１５を開状態とすることができる（ステップＳ１０３）。
【０１８４】
図１９に戻る。１回目の基板Ｗの周縁部９８１の洗浄が終了した後、基板保持部材１１５、１１６の群の持ち替え動作を行う。即ち、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６を閉状態として、基板Ｗを一旦６本の基板保持部材１１５、１１６の群で支持する。その後、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７が基板保持部材１１５を開状態とする（ステップＳ０４）。
【０１８５】
次に、再び基板Ｗの周縁部９８１の洗浄処理が行われる（ステップＳ０５）。このステップは、基板保持部材１１６により基板Ｗを保持する以外は、上記のステップＳ０３と同様の処理が行われる。即ち、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が同時に実行され（ステップＳ１０１）、所定時間が経過したかが判断され（ステップＳ１０２）、周縁部９８１全体に対してＤＩＷの凝固体が融解される（ステップＳ１０３）。
【０１８６】
その後、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、ノズル駆動機構３１３がノズル３１１を退避位置（ノズル３１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により、ノズル駆動機構３５３がノズル３５１を退避位置（ノズル３５１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。更に、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、ノズル駆動機構４１３がノズル４１１を退避位置（ノズル４１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。
【０１８７】
また、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７、７３８が基板保持部材１１５、１１６を閉状態とする（ステップＳ０６）。
【０１８８】
次に、リンス工程が行われる。制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指示により、遮断部材昇降機構２４７が遮断部材２３１を対向位置へ移動する。また、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板回転手段１３がスピンベース１１３の回転数を例えば１０００ｒｐｍまで加速し、該回転数による回転が維持される。尚、カップ２１０は内捕集位置のままとされる。遮断部材２３１が対向位置に位置決めされた後、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指示により、開閉弁４５９及び開閉弁４６３が開成する。
【０１８９】
これにより、第三ＤＩＷ供給部４５３からの例えば２０℃（摂氏）に温度調整されたリンス液としてのＤＩＷが、主配管４５５、上側分岐配管４５７、上側第二供給管２７３を介してノズル２７５から基板表面Ｗｆへ、また、主配管４５５、下側分岐配管４６１、下側第二供給管２８３を介してノズル２９１から基板裏面Ｗｂへ供給される（ステップＳ０７）。基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂのそれぞれ中心付近に供給されたリンス液であるＤＩＷは、基板Ｗの回転による遠心力により、基板周縁部９８１方向に流動し、最終的には基板周縁部９８１から基板Ｗ外へ飛散し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。
【０１９０】
尚、リンス液は、凝固対象液供給工程や融解工程で基板Ｗの周縁部９８１以外の部分へ飛散したＤＩＷや、雰囲気の中に浮遊していたパーティクル等が基板Ｗに付着したものなどを除去する役割を果たす。この、基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂにリンス液を供給して飛散物等を除去する工程が、本発明における「リンス工程」に該当する。
【０１９１】
尚、基板表面Ｗｆについては凝固対象液供給手段３１のノズル３１１または融解手段４１のノズル４１１を基板表面Ｗｆの中心付近に位置決めしてＤＩＷを吐出する事によってもリンス処理を行うことが可能である。この場合、ノズル４１１の位置を基板表面Ｗｆの中心付近上空から周縁部９８１上空まで移動させることにより、より効果的に飛散物等を除去することが可能となる。
【０１９２】
尚、リンス工程においても基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６の持ち替え動作を行って、当接部７４５及び当接部７４６が基板Ｗの周縁部９８１と当接している部分をリンス処理するようにしても良い。
【０１９３】
リンス工程終了後、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指令により、開閉弁４５９及び開閉弁４６３が閉成する。
【０１９４】
次に、基板Ｗを乾燥する乾燥工程が行われる。制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令により、マスフローコントローラ５１９とマスフローコントローラ５２３が所定流量となるように開放される。
【０１９５】
これにより、乾燥用窒素ガス供給部５１３からの例えば常温の乾燥用窒素ガスが、主配管５１５、上側分岐配管５１７、上側第一供給管２７１を介して基板表面Ｗｆへ、また、主配管５１５、下側分岐配管５２１、下側第一供給管２８１を介して基板裏面Ｗｂへ供給される。乾燥用窒素ガスが、対向位置に位置決めされた遮断部材２３１の下面と基板表面Ｗｆとの間の空間に充満し、また、スピンベース１１３の上面と基板裏面Ｗｂとの間の空間に充満することにより、基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂと外気とが接触することを防止する。
【０１９６】
基板Ｗが外気から遮断された後、制御ユニット９７から基板保持手段１１と雰囲気遮断手段２３への動作指令により、スピンベース１１３と遮断部材２３１を例えば１５００ｒｐｍで回転し、該回転数による回転が維持される。これにより、基板表面Ｗｆ上に残留するリンス液であるＤＩＷに遠心力を作用させて除去し、基板表面Ｗｆを乾燥させる（ステップＳ０８）。
【０１９７】
基板Ｗの乾燥完了後、制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令により、マスフローコントローラ５１９とマスフローコントローラ５２３が流量０（ゼロ）に設定される。また、制御ユニット９７からの動作指令により基板回転手段１３がスピンベース１１３の回転を停止する。また、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により、遮断部材回転機構２３５が遮断部材２３１の回転を停止する。また、制御ユニット９７から排液捕集手段２１への動作指令により、カップ２１０がホームポジションに位置決めされる。スピンベース１１３の回転が停止した後、制御ユニット９７からの動作指令により基板回転手段１３がスピンベース１１３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。更に、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により遮断部材昇降機構２４７が遮断部材２３１を離間位置へ移動する。
【０１９８】
最後に、基板Ｗを処理ユニット９１から搬出する基板搬出工程が行われる。基板保持手段１１が基板Ｗの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７が基板保持部材１１５を、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６をそれぞれ開状態とし、基板Ｗを各基板保持部材１１５、１１６の支持部７４７、７４８の上に載置する。
【０１９９】
その後、シャッター９１１が開放され、センターロボット９６が上側のハンド９６１を処理ユニット９１の中に伸ばし、基板Ｗを処理ユニット９１の外に搬出し、シャトル９５の上側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は上側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側に移動する。
【０２００】
そして、インデクサロボット９３１が上側のハンド９３３でシャトル９５の上側のハンドに保持されている基板Ｗを取り出し、ＦＯＵＰ９４９の所定の位置に搬入し（ステップＳ０９）、一連の処理が終了する。
【０２０１】
以上のように、本実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に基板保持部材１１５、１１６を当接して保持しているため、基板Ｗの表面Ｗｆ及び裏面Ｗｂに対してパーティクル等を転写することなく基板Ｗの周縁部９８１を洗浄することができる。また、周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷが付着した基板Ｗを基板保持部材１１５、１１６で保持するため、基板保持部材１１５、１１６と基板Ｗが当接する部分の近傍にもＤＩＷが残留する。この状態でＤＩＷを凝固し、その後融解することで、基板Ｗの表面Ｗｆと裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３、および基板Ｗの周端面９８５を洗浄することが可能である。
【０２０２】
また、２群の基板保持部材１１５、１１６で交互に基板Ｗの周縁部９８１を保持しながら洗浄を行うことで、基板Ｗと基板保持部材１１５または基板保持部材１１６が当接している部分についても洗浄をすることができ、基板Ｗの周縁部９８１全体を洗浄することができる。
【０２０３】
また、基板Ｗの回転に伴って、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が連続して行われるため、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄のように、同じ箇所を複数回洗浄処理する必要がある場合に、それぞれの工程を別々に行う場合に比較して、処理に要する時間を短縮することが可能である。また、各処理工程は、一部領域で行われるので、各処理工程を近接させることでより短時間で洗浄処理を行うことができる。
【０２０４】
また、回転する基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷを供給することで、基板Ｗの周縁部９８１と、基板Ｗの周縁部９８１に当接して保持している基板保持部材１１５または基板保持部材１１６との間にもＤＩＷを確実に供給することが可能となり、基板Ｗの周縁部９８１をより良好に洗浄することが可能となる。
＜第二実施形態＞
【０２０５】
次に、この発明にかかる基板処理装置の第二実施形態を説明する。この第二実施形態が第一実施形態と大きく相違する点は、第一実施形態のように凝固対象液供給手段３１を備えず、融解手段４１から凝固対象液としてのＤＩＷを供給し、基板Ｗの周縁部９８１のある一点で凝固対象液供給工程と融解工程を同時に行う点である。
【０２０６】
尚、第二実施形態の構成は図２ないし図２０に示す基板処理装置９及び処理ユニット９１と基本的に同一であるため、以下の説明では同一符号を付して構成説明を省略する。
【０２０７】
この第二実施形態においても第一実施形態と同様に基板Ｗを処理ユニット９１へ搬入する基板搬入工程（Ｓ０１）と、一方の基板保持部材、例えば基板保持部材１０６を開状態とする工程（Ｓ０２）が行われる。
【０２０８】
また、基板保持部材１０６を開状態とする工程に併せて、制御ユニット９９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板回転手段１３がスピンベース１１３を例えば１００ｒｐｍで回転開始させ、該回転数による回転が維持される。また、制御ユニット９９７から排液捕集手段２１への動作指令により、カップ２１０が内捕集位置に位置決めされる。
【０２０９】
また、制御ユニット９９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が開成する。これにより、第二ＤＩＷ供給部４３３から例えば１０℃（摂氏）に温度調整された凝固対象液としてのＤＩＷが配管４３５を介して、例えば０．１ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル４１１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０２１０】
また、制御ユニット９９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３から例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）に温度調整された窒素ガスが配管３７５を介して、例えば４０ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル３５１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０２１１】
ここで、融解手段のノズル４１１及び凝固手段３５のノズル３５１は、第一実施形態と同様、基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空であってそれぞれ離間した位置に配置されている。従って、基板Ｗの周縁部９８１上のある一点は、基板Ｗの回転に伴ってノズル４１１及びノズル３５１それぞれの下を交互に通過することとなる。
【０２１２】
融解手段４１のノズル４１１から、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、周端面９８５を流れ落ち、基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３に回り込み、余剰分は重力に従い基板Ｗから離れて落下し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。これにより、基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３、基板Ｗの周端面９８５及び基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３が凝固対象液であるＤＩＷの液膜に覆われる。
【０２１３】
また、基板Ｗの周縁部９８１に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、基板Ｗを保持している基板保持部材１１５に対しても供給される。これにより、基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙にもＤＩＷが侵入する。
【０２１４】
融解手段４１のノズル４１１から凝固対象液であるＤＩＷを供給され、ＤＩＷの液膜が形成された基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの回転に伴って凝固手段３５のノズル３５１の下に移動する。凝固手段３５のノズル３５１からは、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に向けて、凝固用気体としての例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）の窒素ガスが供給される。これにより、基板Ｗの周縁部９８１、基板Ｗの周縁部９８１に付着しているＤＩＷ、及び基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙に侵入しているＤＩＷが共に冷却されて凝固し、基板Ｗの周縁部９８１にＤＩＷの凝固体が形成される。この、基板Ｗの周縁部９８１に凝固用気体である窒素ガスを供給する工程が、本発明における「凝固工程」に該当する。
【０２１５】
本実施形態においては、上記のとおり、基板Ｗの周縁部９８１の上空であって離間した位置にノズル４１１及びノズル３５１が配置され、ノズル４１１の下で「凝固対象液供給工程」及び「融解工程」が、ノズル３５１の下で「凝固工程」が行われる。即ち、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周縁部９８１の一部領域が順次各工程の下流側へ移動し、それぞれの工程における処理を施される。従って、基板Ｗの回転を継続することで、これら３つの工程を繰り返し実施することができる。
【０２１６】
尚、凝固対象液供給工程及び融解工程は、凝固工程によって形成されたＤＩＷの凝固体が融解する前に行われることが好ましい。即ち、融解手段４１のノズル４１１は、凝固手段３５により形成された凝固体が、基板Ｗの回転に伴って移動し、基板Ｗの周辺の雰囲気により昇温されて融解する位置よりも凝固手段３５のノズル３５１に近接した位置に配置されることが好ましい。
【０２１７】
このような配置により、凝固工程により形成された凝固対象液であるＤＩＷの凝固体が、融解手段４１のノズル４１１から供給される凝固対象液としてのＤＩＷにより融解される。これにより、凝固対象液であるＤＩＷの凝固体を融解しながらパーティクル等を押し流すことが可能となり、洗浄能力を向上することが可能となる。また、凝固対象液としてのＤＩＷにより融解される前にＤＩＷの凝固体が融解することがないため、パーティクル等が基板Ｗの周縁部９８１に再付着することを防止することが可能となる。
【０２１８】
基板Ｗの周縁部９８１には、前述の通り基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂに比較して付着しているパーティクル等が多く、同じ部分を複数回洗浄する必要がある。そこで、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が開始された後、所定時間が経過したかの判断が行われる（ステップＳ１０２）。尚、洗浄の回数を確認できればよいため、洗浄処理が行われた時間の代わりに、基板Ｗが回転した数を確認するようにしても良い。
【０２１９】
所定時間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１０１に戻って「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が継続される。所定時間が経過したと判断された場合は、以下に示す基板Ｗの周縁部９８１全体に対してＤＩＷの凝固体を融解する工程が行われる。
【０２２０】
即ち、制御ユニット９９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３からの凝固用窒素ガスの供給が停止される。
【０２２１】
その後、更にスピンベース１１３が少なくとも１回転した時点で、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が閉成する。これにより、基板Ｗの周縁部９８１に残留したＤＩＷの凝固体が全て融解され、基板保持部材１１５を開状態とすることができる（ステップＳ１０３）。
【０２２２】
その後、第一実施形態と同様、基板の持ち替え動作（ステップＳ０４）が行われ、再度基板Ｗの周縁部９８１の洗浄処理が行われる（ステップＳ０５）。洗浄処理の内容は基板保持部材１１６で基板Ｗを保持する以外はステップＳ０３と同じである。
【０２２３】
その後、基板保持部材１１５、１１６が双方とも閉状態とされ（ステップＳ０６）、リンス工程（ステップＳ０７）、乾燥工程（ステップＳ０８）、基板搬出工程（ステップＳ０９）が行われ、一連の処理が終了する。
【０２２４】
以上のように、本実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に基板保持部材１１５、１１６を当接して保持しているため、基板Ｗの表面Ｗｆ及び裏面Ｗｂに対してパーティクル等を転写することなく基板Ｗの周縁部９８１を洗浄することができる。また、周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷが付着した基板Ｗを基板保持部材１１５、１１６で保持するため、基板保持部材１１５、１１６と基板Ｗが当接する部分の近傍にもＤＩＷが残留する。この状態でＤＩＷを凝固し、その後融解することで、基板Ｗの表面Ｗｆと裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３、および基板Ｗの周端面９８５を洗浄することが可能である。
【０２２５】
また、２群の基板保持部材１１５、１１６で交互に基板Ｗの周縁部９８１を保持しながら洗浄を行うことで、基板Ｗと基板保持部材１１５または基板保持部材１１６が当接している部分についても洗浄をすることができ、基板Ｗの周縁部９８１全体を洗浄することができる。
【０２２６】
また、基板Ｗの回転に伴って、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が連続的に行われるため、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄のように、同じ箇所を複数回洗浄処理する必要がある場合に、それぞれの工程を別々に行う場合に比較して、処理に要する時間を短縮することが可能である。
【０２２７】
また、回転する基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷを供給することで、基板Ｗの周縁部９８１と、基板Ｗの周縁部９８１に当接して保持している基板保持部材１１５または基板保持部材１１６との間にもＤＩＷを確実に供給することが可能となり、基板Ｗの周縁部９８１をより良好に洗浄することが可能となる。
【０２２８】
また、凝固対象液供給工程と融解工程を融解手段３１から供給する凝固対象液であるＤＩＷにより実施することにより、処理に要するＤＩＷの量を節減することができ、また、供給手段を１つに統一することにより、装置構成をより簡易にすることができ、部材コストを低減することも可能である。
＜その他＞
【０２２９】
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、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液としてＤＩＷを供給しているが、凝固対象液としてはＤＩＷに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはＳＣ１等の液体であっても使用することができる。
【０２３０】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に融解液としてＤＩＷを供給しているが、融解液としてはＤＩＷに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはＳＣ１等の液体であっても使用することができる。
【０２３１】
また、上記各実施形態では、凝固対象液と融解液を同じＤＩＷとしているが、それぞれ別の液とすることも可能である。
【０２３２】
また、上記各実施形態では、融解手段４１が凝固対象液であるＤＩＷの凝固点より高い温度の融解液を供給しているが、融解手段４１から供給するものは液体に限られない。即ち、凝固対象液であるＤＩＷの凝固点より高い温度の気体、例えば窒素ガスやアルゴンガスなどを供給して融解してもよい。
【０２３３】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄のみ行うこととしたが、この基板Ｗの周縁部９８１を洗浄する工程の前または後に基板表面Ｗｆまたは基板裏面Ｗｂを洗浄する工程を設けても良い。
【０２３４】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に当接する基板保持部材を用いて基板Ｗを略水平に保持しているが、基板を保持する方法はこれに限らない。即ち、基板裏面Ｗｂまたは基板表面Ｗｆを真空吸着などで保持してもよいし、基板Ｗの上面に高速の気流を流して基板Ｗを浮上して保持するいわゆるベルヌーイ効果を使用した保持方法を用いても良い。
【０２３５】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液である０〜２℃（摂氏）程度に温度調整されたＤＩＷを供給し、その後凝固容器体である窒素ガスにより凝固していたが、過冷却状態のＤＩＷを供給することで凝固対象液を供給しながら凝固対象液を凝固することができ、凝固手段３５を省略することも可能である。
【０２３６】
また、上記各実施形態において、基板Ｗが搬入され、基板保持部材１１５または基板保持部材１１６のいずれかが開状態とされた後、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄を開始する前（図１９におけるステップＳ０２とステップＳ０３の間）に、凝固手段３５から基板Ｗの終焉部９８１に向けて、凝固用気体としての窒素ガスを供給し、基板を１回転以上して基板全体を冷却する工程（予備冷却工程）を設けることも可能である。尚、この工程を行うにおいて、基板Ｗの周縁部９８１には、凝固対象液が付着していてもよいし、付着していなくても良い。
【０２３７】
これにより、基板の周縁部だけでなくその内側の部分についても冷却されることになり、基板の温度が高い場合に生ずる以下の現象を防止することが可能となる。即ち、凝固工程により凝固された凝固対象液が、基板Ｗ自体の有する熱により温度上昇し、融解工程により融解液が供給される前に融解し、一旦基板の周縁部から脱離したパーティクル等が基板の周縁部に再付着することを防止することができる。
【０２３８】
また、基板からの熱伝導に起因した基板の周縁部に存在する凝固対象液の温度上昇や、凝固後の凝固対象液の温度のばらつきを防止することができる。凝固後の凝固対象液の温度は洗浄性能に影響するため、凝固された凝固対象液の温度を平準化することにより、それぞれの基板に対する洗浄性能のばらつきを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【０２３９】
９ 基板処理装置
１１ 基板保持手段
２１ 排液捕集手段
２３ 雰囲気遮断手段
３１ 凝固対象液供給手段
３５ 凝固手段
４１ 融解手段
４５ リンス手段
５１ 乾燥用気体供給手段
９１ 処理ユニット
９３ インデクサユニット
９４ オープナー
９５ シャトル
９６ センターロボット
９７ 制御ユニット
１１３ スピンベース
１１５ 基板保持部材
１１６ 基板保持部材
１１７ 中心軸
１１９ 動作変換機構
１２０ 動作変換機構
１３１ 基板回転機構
１３３ 基板保持機構
２１０ カップ
２３１ 遮断部材
２３５ 遮断部材回転機構
２４７ 遮断部材昇降機構
２７１ 上側第一供給管
２７３ 上側第二供給管
２８１ 下側第一供給管
２８３ 下側第二供給管
３１１ ノズル
３１３ ノズル駆動機構
３３３ 第一ＤＩＷ供給部
３５１ ノズル
３５３ ノズル駆動機構
３７３ 凝固用窒素ガス供給部
４１１ ノズル
４１３ ノズル駆動機構
４３３ 第二ＤＩＷ供給部
４５３ 第三ＤＩＷ供給部
５１３ 乾燥用窒素ガス供給部
９０１ 側壁
９０４ 処理空間
９０５ 上側空間
９０６ 下側空間
９１１ シャッター
９７１ 操作部
Ｗ 基板
Ｗｂ 基板裏面
Ｗｆ 基板表面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体基板、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」と記載する）に対して洗浄処理を施す基板処理方法および基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程では、複数の処理ユニットの間をロボットなどによって搬送しながら基板に対する複数の処理が行われる。ここで、基板の周縁部にはカセット等のキャリアや搬送ロボットのハンドに接触することによる転写等に起因するパーティクル等の汚染物質（以下「パーティクル等」と記載する）が付着している。基板の周縁部にパーティクル等が付着したまま後続の工程を行うと、後工程で基板周縁部のパーティクル等が基板のデバイス面に再付着したり、後続の工程で使用するロボットや処理ユニットを汚染するなどの問題を生ずる。このため、基板の周縁部を洗浄する処理が行われている。
【０００３】
基板の周縁部を洗浄するためには、例えば特許文献１のような装置が使用される。即ち、基板の裏面を真空チャックで吸引して保持し、基板を回転させながら基板周縁部にブラシを押圧して洗浄している。
【０００４】
しかし、特許文献１のような装置では基板の裏面にチャックの上面を当接して保持するため、チャック上面に付着したパーティクル等が基板の裏面に転写されるという問題があった。また、基板の周縁部とブラシが接触するため、一旦ブラシにより除去されたパーティクル等が再度基板に付着する、あるいは他の基板から除去されたパーティクル等が転写される等の問題が生じていた。また、基板の周縁部にブラシを押圧して洗浄する以上、ブラシの摩耗が避けられず、洗浄性能を維持することが難しいという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するため、例えば、特許文献２のような装置を使用することが可能である。即ち、基板の周縁部がスピンチャックで略水平に保持された基板表面及び裏面に、脱イオン水（Ｄｅ Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：以下「ＤＩＷ」と記載する）を供給し、基板表面、基板裏面及び基板周縁部に液膜を形成する。続いて、ＤＩＷの供給を停止し、低温の窒素ガスを基板表面に供給して基板の各部に形成されたＤＩＷの液膜を凍結させる。
【０００６】
これにより、パーティクル等の汚染物質と基板表面との間に侵入したＤＩＷが氷となり、膨張することでパーティクル等の汚染物質が微小距離だけ基板から離れる。その結果、基板表面とパーティクル等の汚染物質との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等の汚染物質が基板表面から脱離することとなる。その後、基板に対しＤＩＷを供給して解凍除去することで、基板表面、基板裏面及び基板周縁部からパーティクル等の汚染物質を効率良く除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−３７３６号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００８−７１８７５号公報（第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、基板の周縁部はカセットに代表される基板搬送用のキャリア、基板を搬送するロボットのハンド、基板を処理するユニットの基板保持部材等に物理的に接触する部分であり、それらの部分から転写されたパーティクル等が多数付着している。従って、基板の周縁部の洗浄においては同じ部分を複数回洗浄してこれらのパーティクル等を確実に除去する必要がある。これに対し、基板の表面及び裏面は基板の周縁部に比較してパーティクル等の付着量が少なく、基板の周縁部の洗浄に必要な洗浄回数に比較して少ない回数洗浄することで充分パーティクル等を除去可能である。
【０００９】
特許文献２に開示されている従来技術では、基板の表面、裏面及び基板周縁部にわたって液膜を形成した後凍結し、その後融解して各部の洗浄を行っている。そのため、１回の洗浄に数十秒程度の時間を要している。従って、基板の周縁部の洗浄に必要な回数だけ凍結と解凍を繰り返すと処理に要する時間が非常に長くなる。
【００１０】
また、上記の通り基板の表面及び裏面の洗浄については、基板の周縁部より少ない回数で充分であり、基板の周縁部の洗浄に必要な回数洗浄を繰り返すのはＤＩＷや凍結用の窒素ガスの無駄につながる。
【００１１】
これに対し、基板の洗浄等の処理においては、処理に要する時間の短縮及び処理に使用する液体や気体の量の低減が強く求められている。
【００１２】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、短時間で基板の周縁部を洗浄できる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明は、凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持工程と、基板保持工程により保持された基板を回転する基板回転工程と、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固対象液を凝固する凝固工程と、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固工程により凝固された凝固対象液を融解する融解工程とを備え、凝固工程と融解工程は基板の周縁部で離間した位置とされ、基板の回転に伴って基板の周縁部の一部領域に凝固工程が行われた後、当該一部領域に融解工程が行われる。
【００１４】
また、この発明は、凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持手段と、基板保持手段により保持された基板を回転する基板回転手段と、基板回転手段により回転されている基板の周縁部の一部領域において凝固対象液を凝固する凝固手段と、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固手段により凝固された凝固対象液を融解する融解手段と、を備えている。
【００１５】
このように構成された発明（基板処理方法及び基板処理装置）では、基板周縁部、即ち基板の表及び裏の主面の外縁部周辺である主面周縁領域と、主面周縁領域の更に外側（基板の中心とは反対の側）の面である周端面に付着した凝固対象液を凝固させた後でその凝固体を融解し、基板周縁部のパーティクル等を除去している。これにより、基板の表面、裏面及び基板周縁部にわたって液膜を形成した後凝固し、その後融解する場合と比較して１回の洗浄に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
また、上記の通り基板の周縁部は基板の表面及び裏面に比べてパーティクル等の付着量が多く複数回の洗浄を行う必要があるため、処理に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。また、基板の周縁部のみを処理対象とするため、処理に要する液体等の使用量を削減することが可能となる。
【００１７】
また、基板回転工程により回転されている基板の周縁部の一部領域において、凝固対象液を供給する凝固対象液供給工程を更に備え、凝固対象液供給工程は、凝固工程の基板の回転方向上流側、かつ融解工程の基板の回転方向下流側で行うことも可能である。
【００１８】
このように構成された発明では、基板の周縁部に凝固対象液を供給することで、基板周縁部と、基板周縁部に当接して保持している基板保持部材との間にも凝固対象液を確実に供給することが可能となり、基板周縁部をより良好に洗浄することが可能となる。
【００１９】
また、凝固対象液供給工程と融解工程は、基板の周縁部の同じ位置において、基板の周縁部の一部領域に凝固対象液を供給して行われても良い。
【００２０】
このように構成された発明では、凝固対象液供給工程及び融解工程として、基板の周縁部であって凝固工程の基板の回転方向の下流側の同じ位置において、基板の周縁部の一部領域に凝固対象液を供給することで、凝固工程により形成された凝固対象液の凝固体を融解すると共に、基板の周縁部に凝固対象液を供給する。これにより、別途基板周縁部に凝固対象液を供給する場合に比較して、使用する液体の量を低減することができる。
【００２１】
また、融解工程は、凝固対象液の凝固点より高い温度の融解液を供給し、凝固工程により形成された凝固対象液の凝固体が融解しない位置で行われることが好ましい。
【００２２】
このように構成された発明では、凝固工程により形成された凝固対象液の凝固体が、融解工程において凝固対象液の凝固点より高い温度の融解液により融解される。これにより、凝固対象液の凝固体を融解しながらパーティクル等を押し流すことが可能となり、洗浄能力を向上することが可能となる。また、融解液により融解される前に凝固対象液の凝固体が融解することがないため、パーティクル等が基板の周縁部に再付着することを防止することが可能となる。
【００２３】
また、基板保持工程は、基板の周縁部に基板保持部材を当接して基板を保持する構成とすることも可能である。
【００２４】
このように構成された発明では、基板の周縁部に基板保持部材を当接して保持しているため、基板の表面または裏面を真空吸着などで保持する場合に比べ、基板の表面または裏面に対してパーティクル等を転写することなく基板の周縁部を洗浄することができる。また、周縁部に凝固対象液が付着した基板を基板保持部材で保持するため、基板保持部材と基板が当接する部分の近傍にも凝固対象液が残留する。この状態で凝固対象液を凝固し、その後融解することで、基板と基板保持部材が当接している微小な領域以外の基板周縁部を洗浄することが可能である。
【００２５】
また、基板保持工程は、２群以上の基板保持部材を基板の周縁部に当接して保持し、基板保持部材の少なくとも１の群で保持されている基板を、他の群の基板保持部材による保持に移行する基板持ち替え工程を有することも可能である。
【００２６】
このように構成された発明では、２群以上の基板保持部材で交互に基板の周縁部を保持しながら洗浄を行うことで、基板と基板保持部材が当接している部分についても洗浄をすることができ、基板の周縁部全体を洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、基板の周縁部のみを処理対象とするため、基板の表面、裏面及び基板周縁部にわたって液膜を形成した後凝固し、その後融解する場合と比較して１回の洗浄に要する時間を短縮することができる。また、上記の通り基板の周縁部は基板の表面及び裏面に比べてパーティクル等の付着量が多く複数回の洗浄を行う必要があるため、処理に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。更に、処理に要する液体等の使用量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】基板の周縁部の拡大図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】図２のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。
【図４】図２の矢印Ｂ２から見た側面図である。
【図５】第一の実施の形態にかかる処理ユニットの全体構成を示す図である。
【図６】図５の基板保持手段におけるスピンベースを上からみた図である。
【図７】図５の基板保持手段の断面図である。
【図８】図５の基板保持手段における動作変換機構の構成を示す図である。
【図９】図５の基板保持手段における動作変換機構の配置を示す図である。
【図１０】図５の処理ユニットにおける排液捕集手段および雰囲気遮断手段の構成を示す図である。
【図１１】図５の処理ユニットにおける凝固対象液供給手段の構成を示す図である。
【図１２】図１１の凝固対象液供給手段における第一ＤＩＷ供給部の構成を示す図である。
【図１３】図５の処理ユニットにおける凝固手段の構成を示す図である。
【図１４】図１３の凝固手段における凝固用窒素ガス供給部の構成を示す図である。
【図１５】図５の処理ユニットにおける融解手段の構成を示す図である。
【図１６】図１５の融解手段における第二ＤＩＷ供給部の構成を示す図である。
【図１７】図５の処理ユニットにおける凝固対象液供給手段、凝固手段、融解手段の配置等を示す図である。
【図１８】図５の処理ユニットにおけるリンス手段および乾燥用気体供給手段の構成を示す図である。
【図１９】基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】第一および第二の実施の形態にかかる基板の洗浄の動作の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の説明において、基板とは、半導体基板、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をいう。
【００３０】
以下の説明においては、一方主面のみに回路パターン等が形成されている基板を例として用いる。ここで、回路パターン等が形成されている主面の側を「表面」と称し、その反対側の回路パターン等が形成されていない主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。また、基板表面の回路パターンが形成されている領域、及び基板裏面であって基板表面の回路パターンが形成されている領域に相当する領域を「回路形成領域」と称する。尚、以下においては上面を表面として説明する。
【００３１】
以下の説明において、基板Ｗの「周縁部」とは図１に示す部分を指す。図１は基板Ｗの外周端部（いわゆる「エッジ」部分）の拡大図であり、図１における上方の面が基板の表面である。基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの表面であって回路パターン９８７が形成された領域及び基板Ｗの裏面であって回路パターン９８７が形成された領域に対応する領域である回路形成領域よりも外側（基板Ｗの中心とは反対の側であって、図１に示す点線Ｃ１の右側）の部分である。即ち、回路形成領域の外側に接する表面と裏面の主面周縁領域９８３、９８３と、主面周縁領域９８３の更に外側（基板Ｗの中心とは反対の側）の面である周端面９８５で構成され、例えば基板Ｗの端（図１の右端の面）から２ないし３ｍｍ（ミリメートル）の領域である。
【００３２】
尚、図１には主面周縁領域９８３の外側（基板Ｗの中心とは反対の側）にテーパー面を有する周端面９８５を示したが、周端面９８５の形状はこれに限らない。即ち、断面略半円形状や主面に略垂直に切り落としただけの形状等も含まれる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を、半導体基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。尚、本発明は、半導体基板の処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。また、本発明が適用できる基板処理装置は、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものだけに限らず、単一の処理のみを行う装置にも適用可能である。
＜第一実施形態＞
【００３４】
図２、図３および図４はこの発明にかかる基板処理装置９の概略構成を示す図である。図２は基板処理装置９の正面図であり、図３は図２の基板処理装置９のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。また、図４は図２の基板処理装置９を矢印Ｂ２側からみた側面図である。この装置は半導体基板等の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と記載する）の周縁部９８１に付着しているパーティクル等の汚染物質（以下「パーティクル等」と記載する）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。
【００３５】
尚、各図には方向関係を明確にするため、Ｚ軸を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。また、各座標系において、矢印の先端が向く方向を＋（プラス）方向とし、逆の方向を−（マイナス）方向とする。
【００３６】
基板処理装置９は、基板Ｗを例えば２５枚収容したＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）９４９を載置するオープナー９４と、オープナー９４上のＦＯＵＰ９４９から未処理の基板Ｗを取り出し、また処理完了後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９内に収納するインデクサユニット９３と、インデクサユニット９３とセンターロボット９６との間で基板Ｗの受け渡しを行うシャトル９５と、基板Ｗをセンターロボット９６でその内部に収容して洗浄を行う処理ユニット９１と、処理ユニット９１に供給される液体や気体の配管、開閉弁等を収容する流体ボックス９２と、で構成される。
【００３７】
まず、これらの平面的な配置について図３を用いて説明する。基板処理装置９の一端（図３において左端）には複数の（本実施形態においては３台の）オープナー９４が配置される。オープナー９４の図３における右側（＋Ｙ側）に隣接してインデクサユニット９３が配置される。インデクサユニット９３のＸ方向における中央付近であって、インデクサユニットの図３における右側（＋Ｙ側）に隣接してシャトル９５が配置され、シャトル９５の図３における右側（＋Ｙ側）に、シャトル９５と＋Ｙ方向に並ぶようにセンターロボット９６が配置される。このように、インデクサユニット９３と、シャトル９５およびセンターロボット９６は、直交する二本のラインの配置をなしている。
【００３８】
＋Ｙ方向に並ぶように配置されたシャトル９５とセンターロボット９６の図３における上側（−Ｘ側）と下側（＋Ｘ側）には処理ユニット９１と流体ボックス９２が配置されている。即ち、シャトル９５とセンターロボット９６の図３における上側（−Ｘ側）または下側（＋Ｘ側）に、インデクサユニット９３の図３における右側（＋Ｙ側）に隣接して、流体ボックス９２、処理ユニット９１、処理ユニット９１、流体ボックス９２の順に配置されている。
【００３９】
尚、インデクサユニット９３の＋Ｘ側（図３における下側）の側面には後述する制御ユニット９７の操作部９７１が設置されている（図２参照）。
【００４０】
次に、オープナー９４について説明する。オープナー９４はその上部にＦＯＵＰ９４９を載置する載置面９４１と、ＦＯＵＰ９４９の正面（図２および図３におけるＦＯＵＰ９４９の右側（＋Ｙ側）の面）に対向して配置され、ＦＯＵＰ９４９の正面にある蓋部（図示省略）を開閉する開閉機構９４３（図４参照）を有する。
【００４１】
基板処理装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。これにより、後述するインデクサユニット９３のインデクサロボット９３１が、ＦＯＵＰ９４９内の基板Ｗを搬出し、逆にＦＯＵＰ９４９内に基板Ｗを搬入することが可能となる。
【００４２】
次に、インデクサユニット９３について説明する。インデクサユニット９３には、ＦＯＵＰ９４９から処理工程前の基板Ｗを一枚ずつ取り出すとともに、処理工程後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９に一枚ずつ収容し、更に基板Ｗをシャトル９５と受け渡しする、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９３３を有するインデクサロボット９３１が備えられている。インデクサロボット９３１はＸ軸方向に水平移動自在であり、またＺ軸方向に昇降移動自在であるとともに、Ｚ軸周りに回転可能に構成されている。
【００４３】
次に、シャトル９５について説明する。シャトル９５には、基板Ｗの図３における上側（−Ｘ側）および下側（＋Ｘ側）の周縁部９８１付近であって、インデクサロボット９３１のハンド９３３および後述するセンターロボット９６のハンド９６１と干渉しない位置を保持するＺ軸方向に上下に配置された２組のハンド９５１と、２組のハンド９５１をそれぞれ独立してＹ軸方向に水平移動する水平移動機構（図示せず）とを備える。
【００４４】
シャトル９５はインデクサロボット９３１とセンターロボット９６双方との間で基板Ｗを受け渡し可能に構成されている。即ち、図示しない水平移動機構によりハンド９５１が図３における左側（−Ｙ側）に移動した場合インデクサロボット９３１のハンド９５１との間で基板Ｗの受け渡しが可能となり、また、ハンド９５１が図３における右側（＋Ｙ側）に移動した場合はセンターロボット９６のハンド９５１との間で基板Ｗの受け渡しが可能となる。
【００４５】
次に、センターロボット９６について説明する。センターロボット９６には、基板Ｗを１枚ずつ保持し、シャトル９５または処理ユニット９１との間で基板Ｗの受け渡しを行うＺ軸方向に上下に配置された２組のハンド９６１と、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延設され、ハンド９６１の鉛直方向の移動の軸となる昇降軸９６３と、ハンド９６１を昇降移動させる昇降機構９６５と、ハンド９６１をＺ軸周りに回転させる回転機構９６７が備えられている。センターロボット９６はＺ軸方向に昇降軸９６３に沿って昇降移動自在であるとともに、回転機構９６７によってハンドがＺ軸周りに回転可能に構成されている。
【００４６】
尚、処理ユニット９１の後述する側壁であって、センターロボット９６に対向する面には、センターロボット９６のハンド９６１を伸ばして処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出するための開口が設けられている。また、センターロボット９６が処理ユニット９１と基板Ｗの受け渡しを行わない場合に上記開口を閉塞して処理ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。
【００４７】
尚、図２に示すように処理ユニット９１と流体ボックス９２は上下２段に積み上げる構成とされている。従って、本実施形態における基板処理装置９には処理ユニット９１および流体ボックス９２はそれぞれ８台備えられている。
【００４８】
次に、インデクサロボット９３１、シャトル９５およびセンターロボット９６による基板Ｗの搬送の手順について説明する。基板処理装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。インデクサロボット９３１はＦＯＵＰ９４９の所定の位置から下側のハンド９３３により基板Ｗを１枚取り出す。その後、インデクサロボット９３１はシャトル９５の前（図３におけるインデクサユニット９３のＸ軸方向中央付近）に移動する。同時にシャトル９５は下側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側（図３における左側（−Ｙ側））へ移動する。
【００４９】
シャトル９５の前に移動したインデクサロボット９３１は下側のハンド９３３に保持した基板Ｗをシャトル９５の下側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は下側のハンド９５１をセンターロボット９６の側（図３における右側（＋Ｙ側））に移動する。また、センターロボット９６がシャトル９５にハンド９６１を向ける位置に移動する。
【００５０】
その後、センターロボット９６が下側のハンド９６１により、シャトル９５の下側のハンド９５１に保持された基板Ｗを取り出し、８つある処理ユニット９１のいずれかのシャッター９１１へハンド９６１を向けるように移動する。その後、シャッター９１１が解放され、センターロボット９６が下側のハンド９６１を伸ばして処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、処理ユニット９１内での基板Ｗの洗浄処理が開始される。
【００５１】
処理ユニット９１内で処理が完了した基板Ｗは、センターロボット９６の上側のハンド９６１で搬出され、その後は上記未処理の基板Ｗを搬送する場合とは逆にセンターロボット９６の上側のハンド９６１、シャトル９５の上側のハンド９５１、インデクサロボット９３１の上側のハンド９３３の順に移載され、最終的にＦＯＵＰ９４９の所定の位置に収容される。
【００５２】
次に、処理ユニット９１の構成について図５を用いて説明する。図５は処理ユニット９１の構成を示す模式図である。ここで、本実施形態における８つの処理ユニット９１はそれぞれ同じ構成であるため、図３における矢印Ｂ３の示す処理ユニット９１（図２において左下側の処理ユニット９１）を代表として以下説明する。
【００５３】
処理ユニット９１は、凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部９８１に付着した基板Ｗを略水平に保持し、回転する基板保持手段１１と、基板保持手段１１をその内側に収容し、基板保持手段１１及び基板Ｗからの飛散物等を受け止めて排気・排液する排液捕集手段２１と、基板保持手段１１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆに対向して配置され、基板表面Ｗｆの上方の空間を外気から遮断する雰囲気遮断手段２３と、を有する。
【００５４】
また、処理ユニット９１は、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に凝固対象液を供給する凝固対象液供給手段３１と、基板Ｗの周縁部９８１に付着した凝固対象液を凝固する凝固手段３５と、凝固した凝固対象液を融解する融解手段４１と、基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けてリンス液を供給するリンス手段４５と、基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けて乾燥用気体を供給して基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂを外気から遮断する乾燥用気体供給手段５１と、後述する洗浄プログラムに基づいて基板処理装置９の各部の動作を制御する制御ユニット９７と、を有する。
【００５５】
また、処理ユニット９１は、中空の略角柱形状を有する側壁９０１と、側壁９０１に略水平に固設され、処理ユニット９１内の空間を仕切る上側ベース部材９０２及び下側ベース部材９０３と、側壁９０１の内部であって上側ベース部材９０２の上方である上側空間９０５と、側壁９０１の内部であって、上側ベース部材９０２の下方であり、かつ下側ベース部材９０３の上方である処理空間９０４と、側壁９０１の内部であって下側ベース部材９０３の下方である下側空間９０６と、を有する。尚、本実施形態において側壁９０１は略角柱形状としたが、側壁の形状はそれに限定されず、略円柱形状やその他の形状としても良い。
【００５６】
尚、側壁９０１の内うちセンターロボット９６に対向する側には、センターロボットが処理ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出可能な開口と、その開口を閉塞して処理ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。
【００５７】
上側ベース部材９０２は側壁９０１の上方（図５における上側）に略水平に固設され、処理ユニット９１の内部の空間である上側空間９０５と処理空間９０４との間を仕切っている。上側ベース部材９０２の中央付近には、上側ベース部材９０２の下面から、処理ユニット９１の上端に連通する雰囲気導入路９０７が設けられている。また、雰囲気導入路９０７の上端付近には、処理空間９０４へ清浄な雰囲気を供給するファンフィルタユニット９０８が設けられている。上側空間９０５内の雰囲気導入路９０７に設置されたファンフィルタユニット９０８は、処理ユニット９１上方から雰囲気を取り込み、内蔵したＨＥＰＡフィルタ等により雰囲気中の微粒子等を捕集した上で、下方である処理空間９０４内へ清浄化された雰囲気を供給する。
【００５８】
下側ベース部材９０３は側壁９０１の中程（図５における下側）に略水平に固設され、処理ユニット９１の内部の空間である処理空間９０４と下側空間９０６との間を仕切っている。下側ベース部材９０３には複数の排気口９０９が設けられており、各排気口９０９は図示しない排気系統に接続され、処理空間９０４内の雰囲気を外部に排出している。
【００５９】
ここで、処理空間９０４内は清浄な雰囲気が保たれており、基板Ｗの洗浄等が行われる空間である。また、上側空間９０５及び下側空間９０６は処理空間９０４内に設置される各部材を駆動するための駆動源等が配設される空間である。
【００６０】
ファンフィルタユニット９０８を通して処理空間９０４内に供給された雰囲気は、処理空間９０４の上方から下方へ向かう流れとなり、最終的に排気口９０９から処理空間９０４の外に排出される。これにより、後述する基板Ｗを処理する各工程において発生する微細な液体の微粒子等を、処理空間９０４の中を上から下に向かって流れる気流により下向きに移動させて排気口９０９から排出する。よって、これら微粒子が基板Ｗや処理空間９０４内の各部材に付着することを防止できる。
【００６１】
次に、基板保持手段１１の構成について図５に加えて図６ないし図９を用いて説明する。図６は基板保持手段１１の後述するスピンベース１１３の平面図である。図７は基板保持手段１１の構成を説明するための縦断面図であり、図８は基板保持手段１１の後述する動作変換機構１１９の構成を示す模式図である。また、図９は基板保持手段１１の後述する動作変換機構１１９の配置を示す模式図である。
【００６２】
図５を用いて説明する。基板保持手段１１のベースユニット１１１は下側ベース部材９０３の上に固設されており、ベースユニット１１１の上方に円板状のスピンベース１１３が回転可能に略水平に支持されている。スピンベース１１３の下面中心には中心軸１１７の上端がネジなどの締結部品によって固定されている。また、スピンベース１１３の周縁付近には、基板Ｗの周端面９８５を把持するための複数個の基板保持部材１１５、１１６が立設されている。基板保持部材１１５、１１６は、円形の基板Ｗを確実に保持するためにそれぞれ３個以上設けてあればよく、スピンベース１１３の周縁に沿って等角度間隔で配置されている。
【００６３】
次に、図６を用いて説明する。スピンベース１１３の上面の周縁付近には、略等角度間隔で複数本（本実施形態においては６本）の基板保持部材１１５、１１６が配置されている。これら基板保持部材１１５、１１６は、スピンベース１１３の周縁に沿って１つおきに交互に配置されている。また、基板保持部材１１５、１１６はそれぞれ３個が１つの群を構成し、１つの群を構成する基板保持部材１１５または１１６が連動して動作する。尚、基板保持部材１１５の群と基板保持部材１１６の群は互いに独立して動作する。
【００６４】
即ち、３個の基板保持部材１１５はそれぞれが連動して基板Ｗを保持し、又はその保持を解除するように動作する。また、３個の基板保持部材１１６はそれぞれが連動して基板Ｗを保持し、又はその保持を解除するように動作する。そして、３個の基板保持部材１１５と３個の基板保持部材１１６の２つの群はそれぞれ独立して基板Ｗを保持し、又はその保持を解除するように動作する。従って、基板Ｗを１つの群、例えば基板保持部材１１５の群で保持した後、一旦基板保持部材１１５、１１６の群の両方で基板Ｗを保持した後、基板保持部材１１５の群の保持を解除して基板保持部材１１６の群のみで基板Ｗを保持するいわゆる持ち替え動作を行うことができる。
【００６５】
基板保持部材１１５には、後述する回転軸上に固設された平面視において略楔形状の板状部７４３と、板状部７４３の上面に固設され、基板Ｗの裏面に当接して支持する支持部７４７と、同じく板状部７４３の上面に固設され、基板Ｗの周端面９８５を押圧して基板Ｗを略水平に保持する当接部７４５と、を備えている。
【００６６】
支持部７４７は、基板Ｗの下面であって基板Ｗの端から微小距離だけ内方に入り込んだ位置に対応する位置に設けられている。また、当接部７４５は後述する駆動機構の動作に基づく板状部７４３の回転に伴って基板Ｗの周端面９８５に当接して押圧し、又は基板Ｗの周端面９８５から離間した位置に移動可能なように設けられている。
【００６７】
基板保持部材１１６にも基板保持部材１１５と同様に板状部７４４、支持部７４８及び当接部７４６を備えており、支持部７４８と当接部７４６の位置関係も基板保持部材１１５と同様である。
【００６８】
以下の説明において、当接部７４５または当接部７４６、及びそれらの両方が基板Ｗの周端面９８５に当接して押圧し、基板Ｗを略水平に保持している状態（図６において基板保持部材１１５、１１６が破線で表されている状態）を「閉状態」、また、当接部７４５及び当接部７４６が基板Ｗの周端面９８５から離間している状態（図６において基板保持部材１１５、１１６が実線で表されている状態）を「開状態」と記載する。
【００６９】
尚、基板保持部材１１５、１１６のいずれか、またはそれらの両方が閉状態の場合、基板Ｗは基板支持部７４７、７４８から離間して保持されるよう構成されている。また、スピンベース１１３の中心には後述するリンス液を吐出する第一吐出口２９３を有するノズル２９１と、後述する乾燥用気体を吐出する第二吐出口２９４が設けられている。
【００７０】
次に、図７を用いてスピンベース１１３を回転させる機構、基板保持部材１１５、１１６を駆動する機構について説明する。スピンベース１１３は、上板１２３と下板１２５とをボルト等の締結部材により固定されて構成されており、上板１２３と下板１２５との間には基板保持部材１１５、１１６それぞれを駆動するための動作変換機構１１９および動作変換機構１２０を収容する空間が形成されている。上板１２３および下板１２５の中央部には、後述する下側第一供給管２８１および下側第二供給管２８３を挿通するための貫通孔１２７が設けられている。
【００７１】
下板１２５の下面中央には中心軸１１７の一方の端（図７における上端）がネジなどの締結部材により固定されている。中心軸の他方の端（図７における下端）は、ベースユニット１１１の内部であって下側ベース部材９０３の上に固設された中空モーター７１７の回転軸に固定されている。また、中空モーター７１７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、中空モーター７１７が駆動すると中心軸１１７が回転し、更に中心軸１１７に固定されているスピンベース１１３が回転中心軸Ａ１を中心に回転する。この、中空モーター７１７および中心軸１１７が、基板回転手段１３を構成する。
【００７２】
尚、中心軸１１７は後述する下側第一供給管２８１および下側第二供給管２８３を挿通可能なように中空の円筒形状をなしている。そして、スピンベース１１３の上面から、スピンベース１１３の貫通孔１２７、中心軸１１７、中空モーター７１７の中空部分および下側ベース部材９０３を貫通して下側空間９０６に至る連通空間を形成している。
【００７３】
中空モーター７１７の周囲には、中空モーター７１７を包囲するようにケーシング７１３が配置されており、このケーシング７１３は更に筒状のカバー部材７１１に包囲されている。カバー部材７１１の上端はスピンベース１１３の下面近傍にまで及んでおり、カバー部材７１１の上端付近の内面にはシール機構７９５が配置されている。このシール機構７９５は、スピンベース１１３の下面に固定されたシール部材７９７に褶接するように構成されている。これにより、シール機構７９５と中心軸１１７の間に、スピンベース１１３とカバー部材７１１により区画され、外部の雰囲気から遮断された密閉空間が形成され、内部に収容されている機構部品等から発生するパーティクル等を外部に漏らさない構成とされている。
【００７４】
ケーシング７１３の上部にはケーシング上蓋部７１５が固設されている。また、このケーシング上蓋部７１５の上には基板保持部材１１５、１１６を駆動するための駆動源である上下駆動機構７１９と上下駆動機構７２０が互いに干渉しない位置に配設されている。尚、上下駆動機構７１９および上下駆動機構７２０は、モーター、ギア等の組み合わせによる機構、又はソレノイドやエアシリンダ等、公知の機構により構成することができる。
【００７５】
まず、基板保持部材１１５を駆動するための機構から説明する。基板保持部材１１５を駆動するための駆動源である上下駆動機構７１９から図７における上方に向けて中心軸１１７と略平行に上下駆動軸７２１が延設されている。上下駆動軸７２１の図７における上端近傍は、非回転上下部材７２３と結合している。この非回転上下部材７２３は、回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状の部材である。
【００７６】
非回転上下部材７２３の内方には回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状の部材である回転上下部材７２７が、回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状のボールベアリング７２５を介して回転自在に結合されている。尚、回転上下部材７２７は中心軸１１７およびスピンベース１１３の回転に同期して回転するように構成されている。また、回転上下部材７２７の図７における上面には、後述する連動リング７２９と当接する面が形成されている。
【００７７】
尚、非回転上下部材７２３、ボールベアリング７２５および回転上下部材７２７は、回転中心軸Ａ１に沿って鉛直上下方向に同期して上下可能に構成されている。
【００７８】
このように、中心軸１１７及びスピンベース１１３に同期して回転する回転上下部材７２７と、上下駆動軸７２１に固定されて回転しない非回転上下部材７２３がボールベアリング７２５によって回転自在に結合されているため、スピンベース１１３が回転していても非回転上下部材７２３、ボールベアリング７２５および回転上下部材７２７は円滑に上下方向に移動することができる。
【００７９】
回転上下部材７２７の図７における上面に、回転中心軸Ａ１に略同心であって、中心軸１１７を取り囲む環状の部材である連動リング７２９の下面が当接している。連動リング７２９の上面には３つの基板保持部材１１５に対応する３つの昇降部材７３１が立設されている。昇降部材７３１はスピンベース１１３の下板１２５を貫通してスピンベース１１３の上板１２３と下板１２５との間の空間まで延設されている。また、昇降部材７３１には、スピンベース１１３の下板１２５の下面と連動リング７２９の上面との間に圧縮コイルばね７３３が巻装されており、昇降部材７３１および連動リング７２９は図７における下方向（連動リング７２９の下面を回転上下部材７２７の上面へ押し付ける方向）へ付勢されている。
【００８０】
次に、図８を用いて動作変換機構１１９について説明する。図８は動作変換機構１１９の構成を説明するための斜視図である。基板保持部材１１５は、前述のとおり、基板Ｗの裏面Ｗｂに当接して支持する支持部７４７および基板Ｗの周端面９８５を押圧して基板Ｗを略水平に保持する当接部７４５が固設された平面視において略楔形状の板状部７４３が、鉛直方向を軸に回転可能な回転軸７４１の上端に固定されている。
【００８１】
尚、支持部７４７は回転軸７４１および板状部７４３の回転中心であって板状部７４３の上面に突設される。また、支持部７４７は、基板Ｗの裏面Ｗｂであって基板Ｗの端から微小距離だけ内方に入り込んだ位置に対応する位置に設けられている。当接部７４５は回転軸７４１および板状部７４３の回転中心から離れた位置であって板状部７４３の上面に、基板Ｗの周端面９８５に対向するように立設されている。
【００８２】
回転軸７４１には、板状部７４３の下方において側方に突出したレバー７４９が固定されており、このレバー７４９の、回転軸７４１に固定された側とは反対の端部付近に鉛直上方に延びるピン７５５が立設されている。このレバー７４９に対しては、揺動板７５１が、ピン７５５が挿入され内部で移動可能とされる長穴７５３を介して係合されている。揺動板７５１の、レバー７４９とは反対の側（スピンベース１１３の中心の側）には、側面視略Ｌ字形状のクランク部材７５７の一端が結合されている。
【００８３】
クランク部材７５７の、揺動板７５１と結合している側と反対の側（スピンベース１１３の中心の側）の側面には略水平方向に延びる軸部７５９が固定されている。この軸部７５９の先端は、軸部７５９を回転自在に支持する軸受部材７６１によって支持されている。軸受部材７６１の側面には板状のレバー７６３が固定されており、軸部７６７を介してスピンベース１１３の中心の側にあるクランク部材７６５と結合されている。尚、軸部７６７は、スピンベース１１３の下板１２５の上面に固定された軸受部材７６９によって回転自在に支持されている。
【００８４】
クランク部材７６５の、軸部７６７が固定されている側と反対の側（スピンベース１１３の中心の側）には、昇降部材７３１の鉛直上方端部近傍に設けられた長穴７３５と係合する略水平方向に延びるピン７７１が固定されている。
【００８５】
この、レバー７４９、揺動板７５１、クランク部材７５７、軸受部材７６１からクランク部材７６５にいたるまで、昇降部材７３１、圧縮コイルばね７３３および連動リング７２９が、動作変換機構１１９を構成する。
【００８６】
次に、上記動作変換機構１１９を含めた基板保持部材１１５の動作について図７と図８を用いて説明する。上下駆動機構７１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、上下駆動機構７１９が駆動されると、上下駆動軸７２１を介して非回転上下部材７２３を上下させる。これに伴って、非回転上下部材７２３とボールベアリング７２５を介して回転自在に結合している回転上下部材７２７も併せて上下する。この上下運動が動作変換機構１１９を介して基板保持部材１１５の回転運動に変換される。
【００８７】
即ち、回転上下部材７２７が上昇すると、回転上下部材７２７の上面に当接している連動リング７２９も上昇し、連動リング７２９の上面に固設されている昇降部材７３１も上昇する。昇降部材７３１が上昇すると、長穴７３５を介して係合しているクランク部材７６５に、スピンベース１１３の中心の側から見て（図８における左下側から見て）時計回り（右回り）の回転が生じる。この回転が、軸部７６７、レバー７６３および軸受部材７６１を介してクランク部材７５７を、スピンベース１１３の中心の側から見て（図８における左下側から見て）右方向に略水平移動させる。
【００８８】
この動きが、揺動板７５１およびレバー７４９を介して回転軸７４１および板状部７４３を、スピンベース１１３の上方から見て（図８において上方から見て）反時計回り（左回り）に回転する。これにより、当接部７４５が基板Ｗの端面から離間する。この動作は前述した「開状態」に相当する。
【００８９】
「閉状態」に相当する動作は上記と逆の動作となる。即ち、回転上下部材７２７が下降し、連動リング７２９および昇降部材７３１も下降する。これにより、クランク部材７６５にスピンベース１１３の中心の側から見て（図８における左下側から見て）反時計回り（左回り）の回転が生じる。この回転が、軸部７６７、レバー７６３、軸受部材７６１、クランク部材７５７、揺動板７５１およびレバー７４９を介して伝達する。これにより、回転軸７４１および板状部７４３が、スピンベース１１３の上方から見て（図８において上方から見て）時計回り（右回り）に回転する。これにより、当接部７４５が基板Ｗの周端面９８５に当接して、基板Ｗを略水平に保持する。
【００９０】
尚、昇降部材７３１に巻装されている圧縮コイルばね７３３は、その弾性力が連動リング７２９を下降する方向に作用する。これにより、昇降部材７３１が固設された連動リング７２９を回転上下部材７２７に追従させて下降させると共に、基板Ｗを基板保持部材１１５の当接部７４５を介して圧縮コイルばね７３３の弾性力により挟持する。このように、圧縮コイルばね７３３により基板Ｗを弾性的に挟持する構成であるため、過大な力がかかることによる基板Ｗの破損が生じにくいという利点がある。
【００９１】
この、上下駆動機構７１９、上下駆動軸７２１、非回転上下部材７２３、ボールベアリング７２５、回転上下部材７２７及び動作変換機構１１９が、基板保持部材駆動機構７３７を構成する。
【００９２】
基板保持部材１１６も基板保持部材１１５と同様の構成を用いて動作を行う。即ち、制御ユニット９７の動作指令により上下駆動機構７２０が駆動され、上下駆動軸７２２が上下する。上下駆動軸に連動して非回転上下部材７２４、ボールベアリング７２６、回転上下部材７２８が上下し、その上下方向の動きを動作変換機構１２０により基板保持部材１１６の回転運動に変換して、「閉状態」状態と「開状態」状態の切り替えを行う。
【００９３】
この、上下駆動機構７２０、上下駆動軸７２２、非回転上下部材７２４、ボールベアリング７２６、回転上下部材７２８及び動作変換機構１２０が、基板保持部材駆動機構７３８を構成する。
【００９４】
次に、図９を用いて動作変換機構１１９および動作変換機構１２０の配置を説明する。図９はスピンベース１１３の鉛直方向下方から見た図である。動作変換機構１１９および動作変換機構１２０はそれぞれ交互に当角度間隔で配設されており、３つの基板保持部材１１５が連動リング７２９により、また、３つの基板保持部材１１６が連動リング７３０により、それぞれ連動して動作するよう構成されている。
【００９５】
上記のとおり、基板保持部材１１５と基板保持部材１１６は、上下駆動機構７１９と上下駆動機構７２０によりそれぞれ独立して動作可能である。従って、基板Ｗを当接部７４５および当接部７４６の上空に離間した位置で略水平に保持したまま、例えば基板保持部材１１５の当接部７４５のみで基板Ｗを挟持し、その後基板保持部材１１６の当接部７４６のみで基板Ｗを挟持するというような、いわゆる「持ち替え動作」を行うことが可能である。
【００９６】
この、基板保持部材駆動機構７３７、基板保持部材駆動機構７３８、基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６が基板保持機構１１４を構成する。
【００９７】
次に、排液捕集手段２１および雰囲気遮断手段２３の構成について図１０を用いて説明する。図１０は排液捕集手段２１および雰囲気遮断手段２３の構成を示す模式図である。
【００９８】
まず、排液捕集手段２１について説明する。基板保持手段１１の周囲であって下側ベース部材９０３の上側に略円環状のカップ２１０が、基板保持手段１１に保持されている基板Ｗの周囲を包囲するように設けられている。カップ２１０は基板保持手段１１及び基板Ｗから飛散する液体などを捕集することが可能なように回転中心軸Ａ１に対して略回転対称な形状を有している。尚、図中、カップ２１０については説明のため断面形状を示している。
【００９９】
カップ２１０は互いに独立して昇降可能な内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５で構成される。図１０に示すとおり、内構成部材２１１の上に中構成部材２１３及び外構成部材２１５が重ねられた構造を有する。内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５は、下側空間９０６に設けられた、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成されたガード昇降機構２１７にそれぞれ接続されている。また、ガード昇降機構２１７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から排液捕集手段２１への動作指令によりガード昇降機構２１７が駆動されると、内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５がそれぞれ独立に、又は複数の部材が同期して回転中心軸Ａ１に沿って上下方向に移動する。
【０１００】
内構成部材２１１には、内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５それぞれで捕集された液体をそれぞれ別の経路で排液処理系へ導くための収集溝が３つ設けられている。それぞれの収集溝は回転中心軸Ａ１を中心とする略同心円状に設けられ、各収集溝には図示しない排液処理系へと接続する配管がそれぞれ管路接続されている。
【０１０１】
カップ２１０は内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５のそれぞれの上下方向の位置を組合せて使用する。例えば、内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５の全てが下位置にあるホームポジション、内構成部材２１１及び中構成部材２１３が下位置であって外構成部材２１５のみ上位置にある外捕集位置、内構成部材２１１が下位置であって中構成部材２１３及び外構成部材２１５が上位置に有る中捕集位置及び内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５の全てが上位置にある内捕集位置である。
【０１０２】
ホームポジションはセンターロボット９６が基板Ｗを処理ユニット９１内に搬入出する場合などにおいて取られる位置である。外捕集位置は外構成部材２１５で受け止めた液体を捕集して外側の収集溝に導く位置であり、中捕集位置は中構成部材２１３で受け止めた液体を中間の収集溝に導く位置であり、また、内捕集位置は内構成部材２１１で受け止めた液体を内側の収集溝に導く位置である。
【０１０３】
このような構成の排液捕集手段２１を用いることにより、処理に使用される液体に応じて内構成部材２１１、中構成部材２１３及び外構成部材２１５のそれぞれの位置を変更して分別捕集することが可能となり、それぞれの液体を分別し、対応する排液処理系に排出することで、液体の再利用や混合することが危険な複数の液体を分別して処理することが可能となる。
【０１０４】
次に、雰囲気遮断手段２３について説明する。雰囲気遮断手段２３の基板対向部材である遮断部材２３１は、中心部に開口を有する円板状に形成されている。遮断部材２３１の下面は、基板Ｗの表面Ｗｆと略平行に対向する基板対向面となっており、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２３１は、その内部が中空であって略円筒形状を有する支持軸２３３の下方に回転可能に略水平に支持される。
【０１０５】
支持軸２３３の上端部は遮断部材２３１を回転する遮断部材回転機構２３５の下面に固設される。遮断部材回転機構２３５は、例えば中空モーター２３７及び中空軸２３９で構成される。中空軸２３９の一端（図１０における上端）は中空モーター２３７の回転軸に連結されており、他端（図１０における下端）は支持軸２３３の中を通して遮断部材２３１の上面に連結されている。また、遮断部材回転機構２３５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により遮断部材回転機構２３５が駆動されると、遮断部材２３１が支持軸２３３の中心を通る鉛直軸周りに回転される。遮断部材回転機構２３５は、基板保持手段１１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２３１を回転させるように構成されている。
【０１０６】
尚、遮断部材回転機構２３５の上面から遮断部材２３１の中心部の開口にいたるまで、後述する上側第一供給管及び上側第二供給管が挿通可能なように、中空モーター２３７及び中空軸２３９の内部空間を含む連通した中空部が形成されている。
【０１０７】
遮断部材回転機構２３５の一側面（図１０における左側面）にはアーム２４１の一端が接続され、アーム２４１の他端は上下軸２４３の図１０における上端付近に接続されている。上下軸２４３は排液捕集手段２１のカップ２１０の周方向外側であって、下側ベース部材９０３の上に固設された円筒形状のベース部材２４５に昇降可能に取り付けられる。上下軸２４３には、ベース部材２４５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された遮断部材昇降機構２４７が接続されている。尚、遮断部材昇降機構２４７は下側空間９０６に設けられている。また、遮断部材昇降機構２４７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により遮断部材昇降機構２４７が駆動されると、遮断部材２３１がスピンベース１１３に近接し、逆に離間する。
【０１０８】
すなわち、制御ユニット９７は、遮断部材昇降機構２４７の動作を制御して、処理ユニット９１に対して基板Ｗを搬入出させる際には、遮断部材２３１を基板保持手段１１の上方の離間位置に上昇させる一方、基板Ｗに対して後述するリンス処理や基板Ｗの乾燥等を行う際には、遮断部材２３１を基板保持手段１１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下降させる。
【０１０９】
次に、凝固対象液供給手段３１の構成について図１１を用いて説明する。図１１は凝固対象液供給手段３１の構成を示す模式図である。基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液を供給するノズル３１１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構３１３に昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構３１３のベース部材３１５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側に下方に伸びるように固設されている。
【０１１０】
ベース部材３１５の下方には、旋回上下軸３１７が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材３１５は旋回上下軸３１７と、後述する上下駆動部３２１及び旋回駆動部３１９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸３１７の下面にはアーム３２３の一端が結合されており、アーム３２３の他端にノズル３１１が取り付けられている。
【０１１１】
旋回上下軸３１７はベース部材３１５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部３２１及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部３１９に接続されている。また、上下駆動部３２１及び旋回駆動部３１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。尚、上下駆動部３２１及び旋回駆動部３１９は上側空間９０５に配設される。
【０１１２】
制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により上下駆動部３２１が駆動されると、旋回上下軸３１７が上下に移動し、アーム３２３に取り付けられているノズル３１１を上下に移動させる。また、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により旋回駆動部３１９が駆動されると、旋回上下軸３１７が回転中心軸Ａ２を中心に回転し、アーム３２３を旋回することで、アーム３２３に取り付けられたノズル３１１を揺動させる。
【０１１３】
ノズル３１１は配管３３５を介して、第一ＤＩＷ供給部３３３に管路接続されている。また、配管３３５には開閉弁３３７が介挿されており、開閉弁３３７は常時閉成とされている。また、開閉弁３３７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により開閉弁３３７が開成すると、第一ＤＩＷ供給部３３３から例えば０．５℃（摂氏）に温度調整されたＤＩＷが配管３３５を介してノズル３１１へ圧送される。この、配管３３５、開閉弁３３７及び第一ＤＩＷ供給部３３３が、凝固対象ＤＩＷ供給手段３３１を構成する。尚、第一ＤＩＷ供給部３３３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１１４】
図１２に第一ＤＩＷ供給部３３３の構成を示す。第一ＤＩＷ供給部３３３は、ＤＩＷを貯留するＤＩＷタンク３４１、ＤＩＷタンク３４１からのＤＩＷを圧送するポンプ３４３及びＤＩＷの温度を調整する温度調整ユニット３４５で構成される。ＤＩＷタンク３４１に管路接続されたポンプ３４３はＤＩＷを加圧して温度調整ユニット３４５に送出する。ポンプ３４３を介して温度調整ユニット３４５に供給されたＤＩＷは、温度調整ユニット３４５において例えば０．５℃（摂氏）に温度調整され、配管３３５を介してノズル３１１に供給される。
【０１１５】
ここで、温度調整ユニット３４５はペルチェ素子による温度調整装置や冷媒を用いた熱交換器など、公知の温度調整手段を用いることができる。また、第一ＤＩＷ供給部３３３にＤＩＷタンク３４１を設けず、工場ユーティリティー側から直接ＤＩＷを供給する構成とすることも可能である。尚、第一ＤＩＷ供給部３３３のポンプ３４３は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１１６】
次に、凝固手段３５の構成について図１３を用いて説明する。図１３は凝固手段３５の構成を示す模式図である。基板Ｗの周縁部９８１に凝固用気体を供給するノズル３５１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構３５３により、昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構３５３のベース部材３５５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側、かつ図５に示すように凝固対象液供給手段３１のベース部材３１５に隣接する位置に下方に伸びるように固設されている。
【０１１７】
ベース部材３５５の下方には、旋回上下軸３５７が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材３５５は旋回上下軸３５７と、後述する上下駆動部３６１及び旋回駆動部３５９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸３５７はベース部材３５５に対して昇降可能及び回転可能に支持される。旋回上下軸３５７の下面にはアーム３６３の一端が結合されており、アーム３６３の他端にノズル３５１が取り付けられている。
【０１１８】
旋回上下軸３５７はベース部材３５５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部３６１及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部３５９に接続されている。また、上下駆動部３６１及び旋回駆動部３５９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。尚、上下駆動部３６１及び旋回駆動部３５９は上側空間９０５に配設される。
【０１１９】
制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により上下駆動部３６１が駆動されると、旋回上下軸３５７が上下に移動し、アーム３６３に取り付けられているノズル３５１を上下に移動させる。また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により旋回駆動部３５９が駆動されると、旋回上下軸３５７が中心軸Ａ３を中心に回転し、アーム３６３を旋回することで、アーム３６３に取り付けられたノズル３５１を揺動させる。
【０１２０】
ノズル３５１は配管３７５を介して凝固用窒素ガス供給部３７３と管路接続されている。また、凝固用窒素ガス供給部３７３は制御ユニット９７に電気的に接続されている。この凝固用窒素ガス供給部３７３は、制御ユニット９７からの動作指令により、例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）の窒素ガスを配管３７５を介してノズル３５１に供給する。この、配管３７５及び凝固用窒素ガス供給部３７３が、凝固用窒素ガス供給手段３７１を構成する。尚、凝固用窒素ガス供給部３７３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１２１】
図１４に凝固用窒素ガス供給部３７３の構成を示す。凝固用窒素ガス供給部３７３は、液体窒素の冷熱を用いて窒素ガスを冷却するガス冷却ユニット６１１、液体窒素を貯蔵する液体窒素タンク６１３、液体窒素タンク６１３から液体窒素をガス冷却ユニット６１１へ供給するポンプ６１５、窒素ガスを貯蔵する窒素ガスタンク６１９、窒素ガスタンク６１９から窒素ガスをガス冷却ユニット６１１へ供給するポンプ６２１および窒素ガスタンク６１９からガス冷却ユニット６１１に供給される窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ６２５で構成される。
【０１２２】
ガス冷却ユニット６１１の容器６２７は内部に液体窒素を貯留する事ができるようタンク状になっており、液体窒素の温度（−（マイナス）１９５．８℃（摂氏））に耐えうる材料、例えば、ガラス、石英またはＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン：Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｙｌｅｎｅ）により形成されている。なお、容器６２７を断熱容器で覆う二重構造を採用してもよい。この場合、断熱容器は、外部の雰囲気と容器６２７との間での熱移動を抑制するために、断熱性の高い材料、例えば発泡性樹脂やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）などにより形成するのが好ましい。
【０１２３】
容器６２７は配管６１７を介して液体窒素タンク６１３に管路接続されており、配管６１７にはポンプ６１５が介挿されている。また、ポンプ６１５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。また、容器６２７内には液面センサ（図示省略）が設けられ、制御ユニット９７と電気的に接続されている。制御ユニット９７は、液面センサが検出した値に基づいてポンプ６１５の動作を制御することにより、容器６２７内に貯留される液体窒素の量を一定に保持する。
【０１２４】
また、容器６２７の内部には、ステンレス、銅などの金属管で形成されたコイル状の熱交換パイプ６２９がガス通送路として設けられ、容器６２７に貯留された液体窒素に浸漬されている。熱交換パイプ６２９の一方の端（図１４において容器６２７の側壁上方から右に突出する側）は、配管６２３を介して窒素ガスタンク６１９に管路接続されており、配管６２３にはポンプ６２１が介挿され、ポンプ６２１と容器６２７の間にはマスフローコントローラ６２５が介挿されている。
【０１２５】
マスフローコントローラ６２５は制御ユニット９７と電気的に接続されている。また、熱交換パイプ６２９の他方の端（図１４において容器６２７の上方に突出する側）は、配管３７５を介してノズル３５１に管路接続されている。尚、ポンプ６２１は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１２６】
制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令によりマスフローコントローラ６２５が所定の流量となるように開放されると、窒素ガスタンク６１９から窒素ガスがガス冷却ユニット６１１内の熱交換パイプ６２９に供給され、窒素ガスが熱交換パイプ６２９内を通過する間、容器６２７内に貯留された液体窒素の冷熱により冷却される。熱交換パイプ６２９内を通過するうちに冷却された窒素ガスは配管３７５を介してノズル３５１へと供給される。
【０１２７】
尚、熱交換パイプ６２９の他方の端（図１４において容器６２７の上方に突出する側）と容器６２７の間に微小な空間が設けられており、容器６２７の内部の空間から排気管路６３１に至る連通した流通経路を形成している。容器６２７の内部に貯留された液体窒素は、熱交換パイプ６２９の中を流れる窒素ガスを冷却して気化し、気化した窒素ガスは、この流通経路を通り排気管路６３１を介して図示しない排気系統に排出される。
【０１２８】
尚、本実施形態においては凝固用気体として窒素ガスを用いたが、凝固用気体としては窒素ガスに限らず、乾燥空気、オゾンガス、アルゴンガス等の他の気体を使用することも可能である。また、凝固用気体を冷却する手段としては、液体窒素に限らず、液体ヘリウム等の低温の液体を使用することが可能であり、またペルチェ素子を用いて電気的に冷却することも可能である。
【０１２９】
また、凝固用窒素ガス供給部３７３に液体窒素タンク６１３及び窒素ガスタンク６１９を設けず、工場ユーティリティー側から液体窒素と窒素ガスを供給する構成とすることも可能である。尚、凝固用窒素ガス供給部３７３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１３０】
次に、融解手段４１の構成について図１５を用いて説明する。図１５は融解手段４１の構成を示す模式図である。基板Ｗの周縁部９８１に融解液を供給するノズル４１１は、上側ベース部材９０２の下面に設置されたノズル駆動機構４１３に昇降及び旋回可能に支持されている。ノズル駆動機構４１３のベース部材４１５は、上側ベース部材９０２の下面であって雰囲気導入路９０７の外側、かつ凝固対象液供給手段３１のベース部材３１５および凝固手段３５が設置されている側壁９０１の角部とは別の角部に下方に伸びるように固設されている（詳細な位置関係については後述する）。
【０１３１】
ベース部材４１５の下方には、旋回上下軸４１７が上下及び回転自在に保持されている。尚、ベース部材４１５は旋回上下軸４１７と、後述する上下駆動部４２１及び旋回駆動部４１９を接続するために中空の略円筒形状に構成される。旋回上下軸４１７の下面にはアーム４２３の一端が結合されており、アーム４２３の他端にノズル４１１が取り付けられている。
【０１３２】
旋回上下軸４１７はベース部材４１５の中を通して、モーター及びボールネジ等の公知の駆動機構で構成された上下駆動部４２１及び、モーター及びギア等の公知の駆動機構で構成された旋回駆動部４１９に接続されている。また、上下駆動部４２１及び旋回駆動部４１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。尚、上下駆動部４２１及び旋回駆動部４１９は上側空間９０５に配設される。
【０１３３】
制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により上下駆動部４２１が駆動されると、旋回上下軸４１７が上下に移動し、アーム４２３に取り付けられているノズル４１１を上下に移動させる。また、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により旋回駆動部４１９が駆動されると、旋回上下軸４１７が回転中心軸Ａ４を中心に回転し、アーム４２３を旋回することで、アーム４２３に取り付けられたノズル４１１を揺動させる。
【０１３４】
ノズル４１１は配管４３５を介して、第二ＤＩＷ供給部４３３に管路接続されている。また、配管４３５には開閉弁４３７が介挿されており、開閉弁４３７は常時閉成とされている。また、開閉弁４３７は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により開閉弁４３７が開成すると、第二ＤＩＷ供給部４３３から例えば４０℃（摂氏）に温度調整されたＤＩＷが配管４３５を介してノズル４１１へ圧送される。この、配管４３５、開閉弁４３７及び第二ＤＩＷ供給部４３３が、融解用ＤＩＷ供給手段４３１を構成する。尚、第二ＤＩＷ供給部４３３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１３５】
図１６に第二ＤＩＷ供給部４３３の構成を示す。第二ＤＩＷ供給部４３３は、ＤＩＷを貯留するＤＩＷタンク４４１、ＤＩＷタンク４４１からのＤＩＷを圧送するポンプ４４３及びＤＩＷの温度を調整する温度調整ユニット４４５を有する。ＤＩＷタンク４４１に管路接続されたポンプ４４３はＤＩＷを加圧して温度調整ユニット４４５に送出する。ポンプ４４３を介して温度調整ユニット４４５に供給されたＤＩＷは、温度調整ユニット４４５において例えば４０℃（摂氏）に温度調整され、配管４３５を介してノズル４１１に供給される。
【０１３６】
ここで、温度調整ユニット４４５はペルチェ素子による温度調整装置や冷媒を用いた熱交換器など、公知の温度調整手段を用いることができる。また、第二ＤＩＷ供給部４３３にＤＩＷタンク４４１を設けず、工場ユーティリティー側から直接ＤＩＷを供給する構成とすることも可能である。尚、第二ＤＩＷ供給部４３３のポンプ４４３は基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１３７】
図１７に凝固対象液供給手段３１、凝固手段３５及び融解手段４１の配置について示す。本実施形態では、凝固対象液供給手段３１及び凝固手段３５が側壁９０１の一の角部近傍にそれぞれ近接して配置され、融解手段４１はその角部に隣接する他の角部に配置されている。
【０１３８】
次に、リンス手段４５および乾燥用気体供給手段５１の構成について図１８を用いて説明する。図１８は、リンス手段４５および乾燥用気体供給手段５１の構成を示す模式図である。リンス手段４５は基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けてリンス液を供給するものであり、乾燥用気体供給手段５１は基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに向けて乾燥用気体を供給するものである。
【０１３９】
まず、基板表面Ｗｆ側の管路構成について説明する。前述の雰囲気遮断手段２３の遮断部材回転機構２３５の上面から、遮断部材２３１の中心部の開口まで連通する中空部の内部に上側第一供給管２７１が挿通されるとともに、当該上側第一供給管２７１に上側第二供給管２７３が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この上側第一供給管２７１及び上側第二供給管２７３の下方端部は遮断部材２３１の開口に延設されており、上側第二供給管２７３の先端にノズル２７５が設けられている。
【０１４０】
次に、基板裏面Ｗｂ側の管路構成について説明する。前述の基板保持手段１１のスピンベース１１３の上面から中心軸１１７を通って下側空間９０６に至る連通空間の内部に下側第一供給管２８１が挿通されるとともに、当該下側第一供給管２８１に下側第二供給管２８３が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。この下側第一供給管２８１及び下側第二供給管２８３の上方端部はスピンベース１１３の開口に延設されており、下側第二供給管２８３の先端に第一吐出口２９３を有するノズル２９１が設けられている。
【０１４１】
ノズル２９１の上部端面はフランジ状にスピンベース１１３の径方向と略平行に広がっており、スピンベース１１３に設けられた下側第一供給管２８１の開口を覆っている（図８参照）。このフランジ状に広がった部分の下面とスピンベース１１３の上面には間隙が設けられており、この間隙が下側第一供給管２８１から供給される後述する乾燥用窒素ガスを吐出する第二吐出口２９４に相当している。
【０１４２】
次に、リンス手段４５について説明する。リンス手段４５はリンス液の供給源である第三ＤＩＷ供給部４５３から基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂにそれぞれリンス液を供給する。図示しないＤＩＷタンク、温度調整ユニット及びポンプを有する第三ＤＩＷ供給部４５３に主配管４５５の一端が管路接続されている。主配管４５５の他端は、上側分岐配管４５７および下側分岐配管４６１に分岐し、上側分岐配管４５７は上側第二供給管２７３に、下側分岐配管４６１は下側第二供給管２８３にそれぞれ管路接続している。また、第三ＤＩＷ供給部４５３のポンプは基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１４３】
上側分岐配管４５７には開閉弁４５９が介挿されている。なお、開閉弁４５９は常時閉成されている。開閉弁４５９は制御ユニット９７に電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指令により開閉弁４５９が開成すると、第三ＤＩＷ供給部４５３からリンス液としてのＤＩＷが主配管４５５、上側分岐配管４５７および上側第二供給管２７３を通してノズル２７５から基板裏面Ｗｂに供給される。
【０１４４】
下側分岐配管４６１には開閉弁４６３が介挿されている。なお、開閉弁４６３は常時閉成されている。開閉弁４６３は制御ユニット９７に電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指令により開閉弁４６３が開成すると、第三ＤＩＷ供給部４５３からリンス液としてのＤＩＷが主配管４５５、下側分岐配管４６１と下側第二供給管２８３を通してノズル２９１から基板裏面Ｗｂに供給される。
【０１４５】
この、第三ＤＩＷ供給部４５３、主配管４５５、上側分岐配管４５７、下側分岐配管４６１、開閉弁４５９、開閉弁４６３、上側第二供給管２７３、下側第二供給管２８３、ノズル２７５及びノズル２９１がリンス手段４５を構成する。尚、第三ＤＩＷ供給部４５３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１４６】
次に、乾燥用気体供給手段５１について説明する。乾燥用気体供給手段５１は乾燥用気体の供給源である乾燥用窒素ガス供給部５１３から基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂにそれぞれ乾燥用窒素ガスを供給する。図示しない窒素ガスタンク及びポンプを有する乾燥用窒素ガス供給部５１３に主配管５１５の一端が管路接続されている。主配管５１５の他端は、上側分岐配管５１７および下側分岐配管５２１に分岐し、上側分岐配管５１７は上側第一供給管２７１に、下側分岐配管は下側第一供給管２８１にそれぞれ管路接続している。また、乾燥用窒素ガス供給部５１３のポンプは基板処理装置９が起動した時点から常時動作している。
【０１４７】
上側分岐配管５１７にはマスフローコントローラ５１９が介挿されている。マスフローコントローラ５１９は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令によりマスフローコントローラ５１９が所定流量となるように開放されると、常温の窒素ガスが主配管５１５、上側分岐配管５１７と上側第一供給管２７１を介して基板表面Ｗｆに供給される。
【０１４８】
下側分岐配管５２１にはマスフローコントローラ５２３が介挿されている。マスフローコントローラ５２３は制御ユニット９７と電気的に接続されている。そして、制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令によりマスフローコントローラ５２３が所定流量となるように開放されると、常温の窒素ガスが主配管５１５、下側分岐配管５２１と下側第一供給管２８１を介して基板表面Ｗｆに供給される。
【０１４９】
この、乾燥用窒素ガス供給部５１３、主配管５１５、上側分岐配管５１７、下側分岐配管５２１、マスフローコントローラ５１９、マスフローコントローラ５２３、上側第一供給管２７１及び下側第一供給管２８１が乾燥用気体供給手段５１を構成する。尚、乾燥用窒素ガス供給部５１３は、基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。
【０１５０】
制御ユニット９７は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ及び制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを有する。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された洗浄プログラムの内容に従ってＣＰＵが基板処理装置９の各部を制御する。尚、制御ユニット９７には洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる操作部９７１（図２参照）が接続されている。
【０１５１】
次に、上記のように構成された基板処理装置９における洗浄処理動作について図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は基板処理装置９の全体の動作を示すフローチャートであり、図２０は基板周縁部９８１に対する洗浄処理の詳細を示すフローチャートである。尚、以下の説明において特に断らない限り、雰囲気遮断手段２３は、遮断部材２３１が対向位置にある場合、基板保持手段１１の基板回転手段１３がスピンベース１１３を回転する方向に略同じ回転数で遮断部材２３１を回転するものとする。
【０１５２】
まず、図１９を用いて説明する。所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムが操作部９７１で選択され、実行指示される。その後、基板Ｗを処理ユニット９１に搬入する準備として、制御ユニット９７からの動作指令により以下の動作を行う。
【０１５３】
すなわち、雰囲気遮断手段２３が遮断部材２３１の回転を停止し、基板保持手段１１がスピンベース１１３の回転を停止する。雰囲気遮断手段２３が遮断部材２３１を離間位置へ移動すると共に、基板保持手段１１がスピンベース１１３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、排液捕集手段２１がカップ２１０をホームポジションに位置決めする。スピンベース１１３が基板Ｗの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、基板保持手段１１が基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６を開状態とする。
【０１５４】
また、凝固対象液供給手段３１がノズル３１１を退避位置（ノズル３１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。また、凝固手段３５がノズル３５１を退避位置（ノズル３５１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。また、融解手段４１がノズル４１１を退避位置（ノズル４１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。更に、開閉弁３３７、４３７、４５９及び４６３が閉成する。また、マスフローコントローラ５１９、５２３及び６２５が流量０（ゼロ）に設定される。
【０１５５】
基板Ｗを処理ユニット９１に搬入する準備が完了した後、未処理の基板Ｗを処理ユニット９１へ搬入する基板搬入工程が行われる。即ち、インデクサロボット９３１がオープナー９４上のＦＯＵＰ９４９の所定の位置にある基板Ｗを下側のハンド９３３で取り出し、シャトル９５の下側のハンド９５１に載置する。その後、シャトル９５の下側のハンド９５１がセンターロボット９６の側に移動され、センターロボット９６がシャトル９５の下側のハンド９５１上の基板Ｗを、下側のハンド９６１で取り上げる。
【０１５６】
その後、処理ユニット９１のシャッター９１１が開かれ、センターロボット９６が下側のハンド９６１を処理ユニット９１の中に伸ばし、基板Ｗを基板保持手段１１の基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６の支持部７４７及び支持部７４８の上に載置する（ステップＳ０１）。基板Ｗの処理ユニット９１への搬入が終了すると、センターロボット９６が下側のハンド９６１を縮めて処理ユニット９１内の外に出すとともに、シャッター９１１が閉じられる。
【０１５７】
未処理の基板Ｗが処理ユニット９１内に搬入され、基板保持部材１１５の支持部７４７及び基板保持部材１１６の支持部７４８の上に載置されると、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７が基板保持部材１１５を、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６をそれぞれ閉状態とする。尚、本実施例では安定して基板Ｗを保持するため６本の基板保持部材１１５、１１６を同時に閉じることとしたが、３本の基板保持部材で安定して保持することが可能であれば基板保持部材１１５または基板保持部材１１６のいずれか一方のみ閉状態としてもよい。この、基板Ｗを基板保持部材１１５または基板保持部材１１６の両方あるいはいずれか一方で略水平に保持する工程が基板保持工程に該当する。
【０１５８】
基板保持手段１１に未処理の基板Ｗが保持されると、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板回転手段１３がスピンベース１１３を例えば１００ｒｐｍで回転開始させ、該回転数による回転が維持される。この、基板Ｗを回転する工程が基板回転工程に該当する。また、制御ユニット９７から排液捕集手段２１への動作指令により、カップ２１０が内捕集位置に位置決めされる。
【０１５９】
また、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、ノズル駆動機構３１３がノズル３１１を基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空へ位置決めする。また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により、ノズル駆動機構３５３がノズル３５１を基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空へ位置決めする。更に、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、ノズル駆動機構４１３がノズル４１１を基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空へ位置決めする。
【０１６０】
即ち、図１７に凝固対象液供給手段３１、凝固手段３５、融解手段４１の各ノズルが基板周縁部９８１上空に配置された状態とする。各ノズルは、例えばシャッター９１１に最も近い基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３上の点を起点として、図１７中時計回りに凝固対象液供給手段３１のノズル３１１、凝固手段３５のノズル３５１、融解手段４１のノズル４１１の順でそれぞれ離間して配置される。
【０１６１】
尚、基板保持手段１１が基板Ｗを回転する方向はスピンベース１１３を鉛直上方から見て矢印Ｂ４の方向（時計回り）とする。即ち、基板Ｗの主面周縁領域９８３のある一点が、基板Ｗの回転につれて、ノズル３１１、ノズル３５１、ノズル４１１の順にそれぞれのノズルの下を通過するよう構成されている。
【０１６２】
図１９に戻る。次に、基板保持部材１１６を開状態とする。即ち、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６を開状態とする（ステップＳ０２）。尚、このステップでは基板保持部材１１５または基板保持部材１１６のいずれか一方のみで基板Ｗを保持するようにすればよいため、基板保持部材１１５を開状態としても良い。
【０１６３】
次に、基板Ｗの周縁部９８１に対する洗浄処理が行われる（ステップＳ０３）。洗浄処理の内容については図２０を用いて説明する。
【０１６４】
制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、開閉弁３３７が開成する。これにより、第一ＤＩＷ供給部３３３から例えば０．５℃（摂氏）に温度調整された凝固対象液としてのＤＩＷが配管３３５を介して、例えば０．１ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル３１１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０１６５】
また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３から例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）に温度調整された窒素ガスが配管３７５を介して、例えば４０ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル３５１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０１６６】
また、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が開成する。これにより、第二ＤＩＷ供給部４３３から例えば４０℃（摂氏）に温度調整された融解液としてのＤＩＷが配管４３５を介して、例えば０．１ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル４１１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０１６７】
凝固用窒素ガス供給部３７３とノズル３５１を管路接続する配管３５７の中にある窒素ガスは、配管３５７の外側の雰囲気等から吸熱して温度上昇するため、吐出開始直後の窒素ガスは所望の温度（本実施形態においては−（マイナス）８０℃（摂氏））とならない可能性がある。従って、凝固手段３５から基板Ｗの周縁部９８１への窒素ガスの供給は、凝固対象液供給手段３１から基板Ｗの周縁部９８１への凝固対象液としてのＤＩＷの供給と同時あるいはＤＩＷの供給より前に窒素ガスの供給が開始されるのが好ましい。これにより、凝固対象液供給手段３１からＤＩＷが供給された基板Ｗの周縁部９８１の一部領域が基板Ｗの回転に伴って凝固手段３５のノズル３５１の下に来る前に、温度上昇した窒素ガスを吐出してしまうことが可能となり、安定した温度で凝固工程を行うことが可能となる。
【０１６８】
尚、融解手段４１からの融解液としてのＤＩＷの供給は、凝固工程により基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に形成された、凝固対象液としてのＤＩＷの凝固体がノズル４１１の下に来る前に開始されればよい。
【０１６９】
凝固対象液供給手段３１のノズル３１１から、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、周端面９８５を流れ落ちる。その後、基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３に回り込み、余剰分は重力に従い基板Ｗから離れて落下し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。これにより、基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３、基板Ｗの周端面９８５及び基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３が凝固対象液であるＤＩＷの液膜に覆われる。
【０１７０】
また、基板Ｗの周縁部９８１に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、基板Ｗを保持している基板保持部材１１５に対しても供給される。これにより、基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周端面９８５との間隙にもＤＩＷが侵入する。この、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に凝固対象液であるＤＩＷを供給する工程が、本発明における「凝固対象液供給工程」に該当する。
【０１７１】
なお、本実施形態では、後述する融解工程により温度が上昇した基板周縁部９８１を冷却し、後述する凝固工程でＤＩＷの凝固に要する時間を短縮するため、凝固対象液としては０〜２℃（摂氏）程度に温度調整されたＤＩＷを用いるのが好ましい。また、基板Ｗの周縁部９８１に対する洗浄処理が行われている間、継続して供給されることが好ましい。
【０１７２】
凝固対象液供給手段のノズル３１１から凝固対象液であるＤＩＷを供給され、ＤＩＷの液膜が形成された基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの回転に伴って凝固手段３５のノズル３５１の下に移動する。凝固手段３５のノズル３５１からは、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に向けて、凝固用気体としての例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）の窒素ガスが供給される。これにより、基板Ｗの周縁部９８１、基板Ｗの周縁部９８１に付着しているＤＩＷ、及び基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙に侵入しているＤＩＷが共に冷却されて凝固し、基板Ｗの周縁部９８１にＤＩＷの凝固体が形成される。この、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に凝固用気体である窒素ガスを供給する工程が、本発明における「凝固工程」に該当する。
【０１７３】
具体的に、窒素ガスが供給される一部領域は、例えば直径３０ｍｍ前後の領域であり、この領域及びその近傍で凝固対象液であるＤＩＷが凝固され、基板Ｗの回転に伴って、ＤＩＷが凝固された領域がノズル３５１の直下から基板Ｗの回転方向下流側に広がる。
【０１７４】
基板Ｗの周縁部９８１、及び基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙に存在するＤＩＷが凝固することにより、パーティクル等と基板Ｗとの間に入り込んだＤＩＷの凝固体である氷の体積が増加（０℃（摂氏）の水が０度℃（摂氏）の氷になると、その体積はおよそ１．１倍に増加する）し、パーティクル等が微小距離だけ基板Ｗから離れる。その結果、基板Ｗとパーティクル等との間の付着力が低減され、さらにはパーティクル等が基板Ｗから脱離することとなり、後述する融解工程によりＤＩＷの凝固体である氷が除去されることにより、パーティクル等も併せて除去される。
【０１７５】
凝固手段３５のノズル３５１から凝固用気体としての窒素ガスが供給され、凝固対象液としてのＤＩＷが凝固された基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの回転に伴って融解手段４１のノズル４１１の下に移動する。融解手段４１のノズル４１１からは、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の一部領域に、例えば４０℃（摂氏）に温度調整された融解液としてのＤＩＷが供給される。
【０１７６】
これにより、基板Ｗの周縁部９８１に形成されているＤＩＷの凝固体がＤＩＷの凝固点（０℃（摂氏））以上の温度に昇温され融解される。融解された凝固対象液としてのＤＩＷは、融解液としてのＤＩＷとともに重力に従い基板Ｗから離れて落下し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。この、基板Ｗの周縁部９８１の一部領域に融解液であるＤＩＷを供給する工程が、本発明における「融解工程」に該当する。
【０１７７】
尚、融解工程は、凝固工程によって形成されたＤＩＷの凝固体が融解する前に行われることが好ましい。即ち、融解手段４１のノズル４１１は、凝固手段３５により形成された凝固体が、基板Ｗの回転に伴って移動し、基板Ｗの周辺の雰囲気により昇温されて融解する位置よりも凝固手段３５のノズル３５１に近接した位置に配置されることが好ましい。本実施形態では、図１７に示すように、凝固手段３５のノズル３５１と融解手段４１のノズル４１１が、基板Ｗが一回転する範囲内に配置され、凝固工程と融解工程を同時に行える形態とされている。
【０１７８】
このような配置により、凝固工程により形成された凝固対象液であるＤＩＷの凝固体が、融解手段４１のノズル４１１から供給される融解液としてのＤＩＷにより融解される。これにより、凝固対象液であるＤＩＷの凝固体を融解しながらパーティクル等を押し流すことが可能となり、洗浄能力を向上することが可能となる。また、融解液としてのＤＩＷにより融解される前にＤＩＷの凝固体が融解することがないため、パーティクル等が基板Ｗの周縁部９８１に再付着することを防止することが可能となる。
【０１７９】
本実施形態においては、上記のとおり、基板Ｗの周縁部９８１上空の離間した位置にノズル３１１、ノズル３５１及びノズル４１１が配置され、それぞれのノズルの下で「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が行われる（ステップＳ１０１）。即ち、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周縁部９８１の一部領域が順次各工程の基板Ｗの回転方向である下流側へ上流側の工程から移動し、それぞれの工程における処理を施される。従って、基板Ｗの回転を継続することで、これら３つの工程を繰り返し実施することができる。
【０１８０】
基板Ｗの周縁部９８１には、前述の通り基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂに比較して付着しているパーティクル等が多く、同じ部分を複数回洗浄する必要がある。そこで、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が開始された後、所定時間が経過したかの判断が行われる（ステップＳ１０２）。尚、洗浄が行われた回数を確認できればよいため、洗浄処理が行われた時間の代わりに、基板Ｗが回転した回数を確認するようにしても良い。
【０１８１】
所定時間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１０１に戻って「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が継続される。所定時間が経過したと判断された場合は、以下に示す基板Ｗの周縁部９８１全体に対してＤＩＷの凝固体を融解する工程が行われる。
【０１８２】
即ち、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、開閉弁３３７が閉成する。また、制御ユニット９９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３からの凝固用窒素ガスの供給が停止される。
【０１８３】
その後、更にスピンベース１１３が少なくとも１回転した時点で、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が閉成する。これにより、基板Ｗの周縁部９８１に残留したＤＩＷの凝固体が全て融解され、基板保持部材１１５を開状態とすることができる（ステップＳ１０３）。
【０１８４】
図１９に戻る。１回目の基板Ｗの周縁部９８１の洗浄が終了した後、基板保持部材１１５、１１６の群の持ち替え動作を行う。即ち、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６を閉状態として、基板Ｗを一旦６本の基板保持部材１１５、１１６の群で支持する。その後、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７が基板保持部材１１５を開状態とする（ステップＳ０４）。
【０１８５】
次に、再び基板Ｗの周縁部９８１の洗浄処理が行われる（ステップＳ０５）。このステップは、基板保持部材１１６により基板Ｗを保持する以外は、上記のステップＳ０３と同様の処理が行われる。即ち、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が同時に実行され（ステップＳ１０１）、所定時間が経過したかが判断され（ステップＳ１０２）、周縁部９８１全体に対してＤＩＷの凝固体が融解される（ステップＳ１０３）。
【０１８６】
その後、制御ユニット９７から凝固対象液供給手段３１への動作指令により、ノズル駆動機構３１３がノズル３１１を退避位置（ノズル３１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。また、制御ユニット９７から凝固手段３５への動作指令により、ノズル駆動機構３５３がノズル３５１を退避位置（ノズル３５１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。更に、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、ノズル駆動機構４１３がノズル４１１を退避位置（ノズル４１１がカップ２１０の周方向外側に外れている位置）へ移動する。
【０１８７】
また、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７、７３８が基板保持部材１１５、１１６を閉状態とする（ステップＳ０６）。
【０１８８】
次に、リンス工程が行われる。制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指示により、遮断部材昇降機構２４７が遮断部材２３１を対向位置へ移動する。また、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板回転手段１３がスピンベース１１３の回転数を例えば１０００ｒｐｍまで加速し、該回転数による回転が維持される。尚、カップ２１０は内捕集位置のままとされる。遮断部材２３１が対向位置に位置決めされた後、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指示により、開閉弁４５９及び開閉弁４６３が開成する。
【０１８９】
これにより、第三ＤＩＷ供給部４５３からの例えば２０℃（摂氏）に温度調整されたリンス液としてのＤＩＷが、主配管４５５、上側分岐配管４５７、上側第二供給管２７３を介してノズル２７５から基板表面Ｗｆへ、また、主配管４５５、下側分岐配管４６１、下側第二供給管２８３を介してノズル２９１から基板裏面Ｗｂへ供給される（ステップＳ０７）。基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂのそれぞれ中心付近に供給されたリンス液であるＤＩＷは、基板Ｗの回転による遠心力により、基板周縁部９８１方向に流動し、最終的には基板周縁部９８１から基板Ｗ外へ飛散し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。
【０１９０】
尚、リンス液は、凝固対象液供給工程や融解工程で基板Ｗの周縁部９８１以外の部分へ飛散したＤＩＷや、雰囲気の中に浮遊していたパーティクル等が基板Ｗに付着したものなどを除去する役割を果たす。この、基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂにリンス液を供給して飛散物等を除去する工程が、本発明における「リンス工程」に該当する。
【０１９１】
尚、基板表面Ｗｆについては凝固対象液供給手段３１のノズル３１１または融解手段４１のノズル４１１を基板表面Ｗｆの中心付近に位置決めしてＤＩＷを吐出する事によってもリンス処理を行うことが可能である。この場合、ノズル４１１の位置を基板表面Ｗｆの中心付近上空から周縁部９８１上空まで移動させることにより、より効果的に飛散物等を除去することが可能となる。
【０１９２】
尚、リンス工程においても基板保持部材１１５及び基板保持部材１１６の持ち替え動作を行って、当接部７４５及び当接部７４６が基板Ｗの周縁部９８１と当接している部分をリンス処理するようにしても良い。
【０１９３】
リンス工程終了後、制御ユニット９７からリンス手段４５への動作指令により、開閉弁４５９及び開閉弁４６３が閉成する。
【０１９４】
次に、基板Ｗを乾燥する乾燥工程が行われる。制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令により、マスフローコントローラ５１９とマスフローコントローラ５２３が所定流量となるように開放される。
【０１９５】
これにより、乾燥用窒素ガス供給部５１３からの例えば常温の乾燥用窒素ガスが、主配管５１５、上側分岐配管５１７、上側第一供給管２７１を介して基板表面Ｗｆへ、また、主配管５１５、下側分岐配管５２１、下側第一供給管２８１を介して基板裏面Ｗｂへ供給される。乾燥用窒素ガスが、対向位置に位置決めされた遮断部材２３１の下面と基板表面Ｗｆとの間の空間に充満し、また、スピンベース１１３の上面と基板裏面Ｗｂとの間の空間に充満することにより、基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂと外気とが接触することを防止する。
【０１９６】
基板Ｗが外気から遮断された後、制御ユニット９７から基板保持手段１１と雰囲気遮断手段２３への動作指令により、スピンベース１１３と遮断部材２３１を例えば１５００ｒｐｍで回転し、該回転数による回転が維持される。これにより、基板表面Ｗｆ上に残留するリンス液であるＤＩＷに遠心力を作用させて除去し、基板表面Ｗｆを乾燥させる（ステップＳ０８）。
【０１９７】
基板Ｗの乾燥完了後、制御ユニット９７から乾燥用気体供給手段５１への動作指令により、マスフローコントローラ５１９とマスフローコントローラ５２３が流量０（ゼロ）に設定される。また、制御ユニット９７からの動作指令により基板回転手段１３がスピンベース１１３の回転を停止する。また、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により、遮断部材回転機構２３５が遮断部材２３１の回転を停止する。また、制御ユニット９７から排液捕集手段２１への動作指令により、カップ２１０がホームポジションに位置決めされる。スピンベース１１３の回転が停止した後、制御ユニット９７からの動作指令により基板回転手段１３がスピンベース１１３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。更に、制御ユニット９７から雰囲気遮断手段２３への動作指令により遮断部材昇降機構２４７が遮断部材２３１を離間位置へ移動する。
【０１９８】
最後に、基板Ｗを処理ユニット９１から搬出する基板搬出工程が行われる。基板保持手段１１が基板Ｗの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、制御ユニット９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板保持部材駆動機構７３７が基板保持部材１１５を、基板保持部材駆動機構７３８が基板保持部材１１６をそれぞれ開状態とし、基板Ｗを各基板保持部材１１５、１１６の支持部７４７、７４８の上に載置する。
【０１９９】
その後、シャッター９１１が開放され、センターロボット９６が上側のハンド９６１を処理ユニット９１の中に伸ばし、基板Ｗを処理ユニット９１の外に搬出し、シャトル９５の上側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は上側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側に移動する。
【０２００】
そして、インデクサロボット９３１が上側のハンド９３３でシャトル９５の上側のハンドに保持されている基板Ｗを取り出し、ＦＯＵＰ９４９の所定の位置に搬入し（ステップＳ０９）、一連の処理が終了する。
【０２０１】
以上のように、本実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に基板保持部材１１５、１１６を当接して保持しているため、基板Ｗの表面Ｗｆ及び裏面Ｗｂに対してパーティクル等を転写することなく基板Ｗの周縁部９８１を洗浄することができる。また、周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷが付着した基板Ｗを基板保持部材１１５、１１６で保持するため、基板保持部材１１５、１１６と基板Ｗが当接する部分の近傍にもＤＩＷが残留する。この状態でＤＩＷを凝固し、その後融解することで、基板Ｗの表面Ｗｆと裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３、および基板Ｗの周端面９８５を洗浄することが可能である。
【０２０２】
また、２群の基板保持部材１１５、１１６で交互に基板Ｗの周縁部９８１を保持しながら洗浄を行うことで、基板Ｗと基板保持部材１１５または基板保持部材１１６が当接している部分についても洗浄をすることができ、基板Ｗの周縁部９８１全体を洗浄することができる。
【０２０３】
また、基板Ｗの回転に伴って、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が連続して行われるため、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄のように、同じ箇所を複数回洗浄処理する必要がある場合に、それぞれの工程を別々に行う場合に比較して、処理に要する時間を短縮することが可能である。また、各処理工程は、一部領域で行われるので、各処理工程を近接させることでより短時間で洗浄処理を行うことができる。
【０２０４】
また、回転する基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷを供給することで、基板Ｗの周縁部９８１と、基板Ｗの周縁部９８１に当接して保持している基板保持部材１１５または基板保持部材１１６との間にもＤＩＷを確実に供給することが可能となり、基板Ｗの周縁部９８１をより良好に洗浄することが可能となる。
＜第二実施形態＞
【０２０５】
次に、この発明にかかる基板処理装置の第二実施形態を説明する。この第二実施形態が第一実施形態と大きく相違する点は、第一実施形態のように凝固対象液供給手段３１を備えず、融解手段４１から凝固対象液としてのＤＩＷを供給し、基板Ｗの周縁部９８１のある一点で凝固対象液供給工程と融解工程を同時に行う点である。
【０２０６】
尚、第二実施形態の構成は図２ないし図２０に示す基板処理装置９及び処理ユニット９１と基本的に同一であるため、以下の説明では同一符号を付して構成説明を省略する。
【０２０７】
この第二実施形態においても第一実施形態と同様に基板Ｗを処理ユニット９１へ搬入する基板搬入工程（Ｓ０１）と、一方の基板保持部材、例えば基板保持部材１０６を開状態とする工程（Ｓ０２）が行われる。
【０２０８】
また、基板保持部材１０６を開状態とする工程に併せて、制御ユニット９９７から基板保持手段１１への動作指令により、基板回転手段１３がスピンベース１１３を例えば１００ｒｐｍで回転開始させ、該回転数による回転が維持される。また、制御ユニット９９７から排液捕集手段２１への動作指令により、カップ２１０が内捕集位置に位置決めされる。
【０２０９】
また、制御ユニット９９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が開成する。これにより、第二ＤＩＷ供給部４３３から例えば１０℃（摂氏）に温度調整された凝固対象液としてのＤＩＷが配管４３５を介して、例えば０．１ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル４１１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０２１０】
また、制御ユニット９９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３から例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）に温度調整された窒素ガスが配管３７５を介して、例えば４０ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の流量でノズル３５１から基板Ｗの周縁部９８１に供給される。
【０２１１】
ここで、融解手段のノズル４１１及び凝固手段３５のノズル３５１は、第一実施形態と同様、基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３の上空であってそれぞれ離間した位置に配置されている。従って、基板Ｗの周縁部９８１上のある一点は、基板Ｗの回転に伴ってノズル４１１及びノズル３５１それぞれの下を交互に通過することとなる。
【０２１２】
融解手段４１のノズル４１１から、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、周端面９８５を流れ落ち、基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３に回り込み、余剰分は重力に従い基板Ｗから離れて落下し、排液捕集手段２１に捕集されて排液される。これにより、基板表面Ｗｆの主面周縁領域９８３、基板Ｗの周端面９８５及び基板裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３が凝固対象液であるＤＩＷの液膜に覆われる。
【０２１３】
また、基板Ｗの周縁部９８１に供給された凝固対象液としてのＤＩＷは、基板Ｗを保持している基板保持部材１１５に対しても供給される。これにより、基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙にもＤＩＷが侵入する。
【０２１４】
融解手段４１のノズル４１１から凝固対象液であるＤＩＷを供給され、ＤＩＷの液膜が形成された基板Ｗの周縁部９８１は、基板Ｗの回転に伴って凝固手段３５のノズル３５１の下に移動する。凝固手段３５のノズル３５１からは、基板Ｗの周縁部９８１であって基板表面Ｗｆ側の主面周縁領域９８３の一部領域に向けて、凝固用気体としての例えば−（マイナス）８０℃（摂氏）の窒素ガスが供給される。これにより、基板Ｗの周縁部９８１、基板Ｗの周縁部９８１に付着しているＤＩＷ、及び基板保持部材１１５の当接部７４５と基板Ｗの周縁部９８１との間隙に侵入しているＤＩＷが共に冷却されて凝固し、基板Ｗの周縁部９８１にＤＩＷの凝固体が形成される。この、基板Ｗの周縁部９８１に凝固用気体である窒素ガスを供給する工程が、本発明における「凝固工程」に該当する。
【０２１５】
本実施形態においては、上記のとおり、基板Ｗの周縁部９８１の上空であって離間した位置にノズル４１１及びノズル３５１が配置され、ノズル４１１の下で「凝固対象液供給工程」及び「融解工程」が、ノズル３５１の下で「凝固工程」が行われる。即ち、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの周縁部９８１の一部領域が順次各工程の下流側へ移動し、それぞれの工程における処理を施される。従って、基板Ｗの回転を継続することで、これら３つの工程を繰り返し実施することができる。
【０２１６】
尚、凝固対象液供給工程及び融解工程は、凝固工程によって形成されたＤＩＷの凝固体が融解する前に行われることが好ましい。即ち、融解手段４１のノズル４１１は、凝固手段３５により形成された凝固体が、基板Ｗの回転に伴って移動し、基板Ｗの周辺の雰囲気により昇温されて融解する位置よりも凝固手段３５のノズル３５１に近接した位置に配置されることが好ましい。
【０２１７】
このような配置により、凝固工程により形成された凝固対象液であるＤＩＷの凝固体が、融解手段４１のノズル４１１から供給される凝固対象液としてのＤＩＷにより融解される。これにより、凝固対象液であるＤＩＷの凝固体を融解しながらパーティクル等を押し流すことが可能となり、洗浄能力を向上することが可能となる。また、凝固対象液としてのＤＩＷにより融解される前にＤＩＷの凝固体が融解することがないため、パーティクル等が基板Ｗの周縁部９８１に再付着することを防止することが可能となる。
【０２１８】
基板Ｗの周縁部９８１には、前述の通り基板表面Ｗｆ及び基板裏面Ｗｂに比較して付着しているパーティクル等が多く、同じ部分を複数回洗浄する必要がある。そこで、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が開始された後、所定時間が経過したかの判断が行われる（ステップＳ１０２）。尚、洗浄の回数を確認できればよいため、洗浄処理が行われた時間の代わりに、基板Ｗが回転した数を確認するようにしても良い。
【０２１９】
所定時間が経過していないと判断された場合は、ステップＳ１０１に戻って「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が継続される。所定時間が経過したと判断された場合は、以下に示す基板Ｗの周縁部９８１全体に対してＤＩＷの凝固体を融解する工程が行われる。
【０２２０】
即ち、制御ユニット９９７から凝固手段３５への動作指令により、凝固用窒素ガス供給部３７３からの凝固用窒素ガスの供給が停止される。
【０２２１】
その後、更にスピンベース１１３が少なくとも１回転した時点で、制御ユニット９７から融解手段４１への動作指令により、開閉弁４３７が閉成する。これにより、基板Ｗの周縁部９８１に残留したＤＩＷの凝固体が全て融解され、基板保持部材１１５を開状態とすることができる（ステップＳ１０３）。
【０２２２】
その後、第一実施形態と同様、基板の持ち替え動作（ステップＳ０４）が行われ、再度基板Ｗの周縁部９８１の洗浄処理が行われる（ステップＳ０５）。洗浄処理の内容は基板保持部材１１６で基板Ｗを保持する以外はステップＳ０３と同じである。
【０２２３】
その後、基板保持部材１１５、１１６が双方とも閉状態とされ（ステップＳ０６）、リンス工程（ステップＳ０７）、乾燥工程（ステップＳ０８）、基板搬出工程（ステップＳ０９）が行われ、一連の処理が終了する。
【０２２４】
以上のように、本実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に基板保持部材１１５、１１６を当接して保持しているため、基板Ｗの表面Ｗｆ及び裏面Ｗｂに対してパーティクル等を転写することなく基板Ｗの周縁部９８１を洗浄することができる。また、周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷが付着した基板Ｗを基板保持部材１１５、１１６で保持するため、基板保持部材１１５、１１６と基板Ｗが当接する部分の近傍にもＤＩＷが残留する。この状態でＤＩＷを凝固し、その後融解することで、基板Ｗの表面Ｗｆと裏面Ｗｂの主面周縁領域９８３、および基板Ｗの周端面９８５を洗浄することが可能である。
【０２２５】
また、２群の基板保持部材１１５、１１６で交互に基板Ｗの周縁部９８１を保持しながら洗浄を行うことで、基板Ｗと基板保持部材１１５または基板保持部材１１６が当接している部分についても洗浄をすることができ、基板Ｗの周縁部９８１全体を洗浄することができる。
【０２２６】
また、基板Ｗの回転に伴って、「凝固対象液供給工程」、「凝固工程」及び「融解工程」が連続的に行われるため、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄のように、同じ箇所を複数回洗浄処理する必要がある場合に、それぞれの工程を別々に行う場合に比較して、処理に要する時間を短縮することが可能である。
【０２２７】
また、回転する基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液であるＤＩＷを供給することで、基板Ｗの周縁部９８１と、基板Ｗの周縁部９８１に当接して保持している基板保持部材１１５または基板保持部材１１６との間にもＤＩＷを確実に供給することが可能となり、基板Ｗの周縁部９８１をより良好に洗浄することが可能となる。
【０２２８】
また、凝固対象液供給工程と融解工程を融解手段３１から供給する凝固対象液であるＤＩＷにより実施することにより、処理に要するＤＩＷの量を節減することができ、また、供給手段を１つに統一することにより、装置構成をより簡易にすることができ、部材コストを低減することも可能である。
＜その他＞
【０２２９】
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、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液としてＤＩＷを供給しているが、凝固対象液としてはＤＩＷに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはＳＣ１等の液体であっても使用することができる。
【０２３０】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に融解液としてＤＩＷを供給しているが、融解液としてはＤＩＷに限定されるものではなく、純水、超純水や水素水、炭酸水等、更にはＳＣ１等の液体であっても使用することができる。
【０２３１】
また、上記各実施形態では、凝固対象液と融解液を同じＤＩＷとしているが、それぞれ別の液とすることも可能である。
【０２３２】
また、上記各実施形態では、融解手段４１が凝固対象液であるＤＩＷの凝固点より高い温度の融解液を供給しているが、融解手段４１から供給するものは液体に限られない。即ち、凝固対象液であるＤＩＷの凝固点より高い温度の気体、例えば窒素ガスやアルゴンガスなどを供給して融解してもよい。
【０２３３】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄のみ行うこととしたが、この基板Ｗの周縁部９８１を洗浄する工程の前または後に基板表面Ｗｆまたは基板裏面Ｗｂを洗浄する工程を設けても良い。
【０２３４】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に当接する基板保持部材を用いて基板Ｗを略水平に保持しているが、基板を保持する方法はこれに限らない。即ち、基板裏面Ｗｂまたは基板表面Ｗｆを真空吸着などで保持してもよいし、基板Ｗの上面に高速の気流を流して基板Ｗを浮上して保持するいわゆるベルヌーイ効果を使用した保持方法を用いても良い。
【０２３５】
また、上記各実施形態では、基板Ｗの周縁部９８１に凝固対象液である０〜２℃（摂氏）程度に温度調整されたＤＩＷを供給し、その後凝固容器体である窒素ガスにより凝固していたが、過冷却状態のＤＩＷを供給することで凝固対象液を供給しながら凝固対象液を凝固することができ、凝固手段３５を省略することも可能である。
【０２３６】
また、上記各実施形態において、基板Ｗが搬入され、基板保持部材１１５または基板保持部材１１６のいずれかが開状態とされた後、基板Ｗの周縁部９８１の洗浄を開始する前（図１９におけるステップＳ０２とステップＳ０３の間）に、凝固手段３５から基板Ｗの終焉部９８１に向けて、凝固用気体としての窒素ガスを供給し、基板を１回転以上して基板全体を冷却する工程（予備冷却工程）を設けることも可能である。尚、この工程を行うにおいて、基板Ｗの周縁部９８１には、凝固対象液が付着していてもよいし、付着していなくても良い。
【０２３７】
これにより、基板の周縁部だけでなくその内側の部分についても冷却されることになり、基板の温度が高い場合に生ずる以下の現象を防止することが可能となる。即ち、凝固工程により凝固された凝固対象液が、基板Ｗ自体の有する熱により温度上昇し、融解工程により融解液が供給される前に融解し、一旦基板の周縁部から脱離したパーティクル等が基板の周縁部に再付着することを防止することができる。
【０２３８】
また、基板からの熱伝導に起因した基板の周縁部に存在する凝固対象液の温度上昇や、凝固後の凝固対象液の温度のばらつきを防止することができる。凝固後の凝固対象液の温度は洗浄性能に影響するため、凝固された凝固対象液の温度を平準化することにより、それぞれの基板に対する洗浄性能のばらつきを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【０２３９】
９ 基板処理装置
１１ 基板保持手段
２１ 排液捕集手段
２３ 雰囲気遮断手段
３１ 凝固対象液供給手段
３５ 凝固手段
４１ 融解手段
４５ リンス手段
５１ 乾燥用気体供給手段
９１ 処理ユニット
９３ インデクサユニット
９４ オープナー
９５ シャトル
９６ センターロボット
９７ 制御ユニット
１１３ スピンベース
１１５ 基板保持部材
１１６ 基板保持部材
１１７ 中心軸
１１９ 動作変換機構
１２０ 動作変換機構
１３１ 基板回転機構
１３３ 基板保持機構
２１０ カップ
２３１ 遮断部材
２３５ 遮断部材回転機構
２４７ 遮断部材昇降機構
２７１ 上側第一供給管
２７３ 上側第二供給管
２８１ 下側第一供給管
２８３ 下側第二供給管
３１１ ノズル
３１３ ノズル駆動機構
３３３ 第一ＤＩＷ供給部
３５１ ノズル
３５３ ノズル駆動機構
３７３ 凝固用窒素ガス供給部
４１１ ノズル
４１３ ノズル駆動機構
４３３ 第二ＤＩＷ供給部
４５３ 第三ＤＩＷ供給部
５１３ 乾燥用窒素ガス供給部
９０１ 側壁
９０４ 処理空間
９０５ 上側空間
９０６ 下側空間
９１１ シャッター
９７１ 操作部
Ｗ 基板
Ｗｂ 基板裏面
Ｗｆ 基板表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持工程と、
前記基板保持工程により保持された前記基板を回転する基板回転工程と、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固対象液を凝固する凝固工程と、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固工程により凝固された前記凝固対象液を融解する融解工程と
を備え、
前記凝固工程と前記融解工程は、前記基板の周縁部で離間した位置とされ、前記基板の回転に伴って前記基板の周縁部の一部領域に前記凝固工程が行われた後、当該一部領域に前記融解工程が行われる基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固対象液を供給する凝固対象液供給工程を更に備え、
前記凝固対象液供給工程は、前記凝固工程の前記基板の回転方向上流側、かつ前記融解工程の前記基板の回転方向下流側で行われる基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記凝固対象液供給工程と前記融解工程は、前記基板の周縁部の同じ位置において、前記基板の周縁部の一部領域に前記凝固対象液を供給して行われる基板処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記融解工程は、前記凝固対象液の凝固点より高い温度の融解液を供給し、前記凝固工程により形成された前記凝固対象液の凝固体が融解しない位置で行われる基板処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記基板保持工程は、前記基板の周縁部に基板保持部材を当接して前記基板を保持する基板処理方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記基板保持工程は、２群以上の前記基板保持部材を前記基板の周縁部に当接して保持し、前記基板保持部材の少なくとも１の群で保持されている前記基板を、他の群の前記基板保持部材による保持に移行する基板持ち替え工程を有する基板処理方法。
【請求項７】
凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段により保持された前記基板を回転する基板回転手段と、
前記基板回転手段により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固対象液を凝固する凝固手段と、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固手段により凝固された前記凝固対象液を融解する融解手段と
を備える基板処理装置。
【請求項１】
凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持工程と、
前記基板保持工程により保持された前記基板を回転する基板回転工程と、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固対象液を凝固する凝固工程と、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固工程により凝固された前記凝固対象液を融解する融解工程と
を備え、
前記凝固工程と前記融解工程は、前記基板の周縁部で離間した位置とされ、前記基板の回転に伴って前記基板の周縁部の一部領域に前記凝固工程が行われた後、当該一部領域に前記融解工程が行われる基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固対象液を供給する凝固対象液供給工程を更に備え、
前記凝固対象液供給工程は、前記凝固工程の前記基板の回転方向上流側、かつ前記融解工程の前記基板の回転方向下流側で行われる基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記凝固対象液供給工程と前記融解工程は、前記基板の周縁部の同じ位置において、前記基板の周縁部の一部領域に前記凝固対象液を供給して行われる基板処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記融解工程は、前記凝固対象液の凝固点より高い温度の融解液を供給し、前記凝固工程により形成された前記凝固対象液の凝固体が融解しない位置で行われる基板処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記基板保持工程は、前記基板の周縁部に基板保持部材を当接して前記基板を保持する基板処理方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
前記基板保持工程は、２群以上の前記基板保持部材を前記基板の周縁部に当接して保持し、前記基板保持部材の少なくとも１の群で保持されている前記基板を、他の群の前記基板保持部材による保持に移行する基板持ち替え工程を有する基板処理方法。
【請求項７】
凝固体を形成可能な凝固対象液が周縁部に付着した基板を略水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段により保持された前記基板を回転する基板回転手段と、
前記基板回転手段により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固対象液を凝固する凝固手段と、
前記基板回転工程により回転されている前記基板の周縁部の一部領域において、前記凝固手段により凝固された前記凝固対象液を融解する融解手段と
を備える基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−９４７５３（Ｐ２０１２−９４７５３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２０８５（Ｐ２０１０−２４２０８５）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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