JP7203158B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置に関する。

インプリント用テンプレート、フォトリソグラフィ用マスク基板、半導体ウェーハなどの基板の表面には、微細な凹凸部が設けられている。
ここで、基板の表面に付着したパーティクルなどの汚染物を除去する方法として、超音波洗浄法や二流体スプレー洗浄法などが知られている。しかしながら、基板に超音波を加えたり、基板の表面に流体を噴射したりすれば、基板の表面に形成された微細な凹凸部が破損するおそれがある。また、近年においては凹凸部の微細化が進み、凹凸部がさらに破損しやすくなっている。

そこで、基板の表面に付着した汚染物を除去する装置として、凍結洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
この様な凍結洗浄装置には、基板を吸着保持する円板状部材と、円板状部材に保持された基板の表面に純水を供給する純水供給ノズルと、円板状部材の、基板が保持される側とは反対側の面に冷却媒体を供給する冷却ノズルと、が設けられている。この場合、凍結洗浄が行われるのは、純水が供給される基板の表面であり、純水が供給されない基板の裏面は凍結洗浄が行われない。

近年においては、基板の裏面に付着したパーティクルなどの汚染物をも除去することが求められている。この場合、基板の表面を凍結洗浄した後に、基板を反転させて、基板の裏面を凍結洗浄すれば、基板の裏面に付着したパーティクルなどの汚染物をも除去することができる。ところが、この様にすると、装置の構成が複雑となり、また、基板の洗浄に要する時間が長くなる。
そこで、基板の表面および裏面を順次洗浄することができる基板処理装置の開発が望まれていた。

特開平１１－３１６７３号公報

本発明が解決しようとする課題は、基板の表面および裏面を順次洗浄することができる基板処理装置を提供することである。

実施形態に係る基板処理装置は、略円板状を呈し、中央部分に孔を有する載置台と、前記載置台の側面に接触し、前記載置台を回転させるローラと、前記載置台に設けられ、基板を保持する複数の保持ピンと、前記基板の、前記載置台側とは反対側の第１の面に第１の液体を供給する第１の液体ノズルと、前記第１の液体ノズルの位置を移動させる第１の駆動部と、前記載置台の前記孔から、前記基板の、前記載置台側の第２の面に第２の液体を供給する第２の液体ノズルと、前記第２の液体ノズルの位置を移動させる第２の駆動部と、前記載置台の前記孔から、前記第２の面に冷却ガスを供給する冷却ノズルと、前記冷却ノズルの位置を移動させる第３の駆動部と、前記第１の駆動部、前記第２の駆動部、および前記第３の駆動部を制御するコントローラと、を備えている。前記第２の面に前記冷却ガスを供給する場合には、前記コントローラは、前記第３の駆動部を制御して、前記冷却ノズルを前記第２の面の下方に配置し、前記第２の駆動部を制御して、前記第２の液体ノズルを前記第２の液体ノズルの退避位置に移動させる。または、前記第２の面に前記第２の液体を供給する場合には、前記コントローラは、前記第２の駆動部を制御して、前記第２の液体ノズルを前記第２の面の下方に配置し、前記第３の駆動部を制御して、前記冷却ノズルを前記冷却ノズルの退避位置に移動させる。

本発明の実施形態によれば、基板の表面および裏面を順次洗浄することができる基板処理装置が提供される。

本実施の形態に係る基板処理装置を例示するための模式図である。 冷却部、第１液体供給部、および第２液体供給部の構成と配置を例示するための模式平面図である。 基板処理装置の作用を例示するためのタイミングチャートである。 凍結洗浄工程（表面洗浄工程）、裏面洗浄工程、および乾燥工程における温度変化を例示するためのグラフである。 搬入工程、および搬出工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。 凍結洗浄工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。 裏面洗浄工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。 乾燥工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。 他の実施形態に係る基板処理装置を例示するための模式断面図である。 （ａ）は、載置部の模式平面図である。（ｂ）は、他の実施形態に係る保持ピンカバーの模式平面図である。 他の実施形態に係る基板処理装置を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る基板処理装置を例示するための模式断面図である。 （ａ）は、載置部の模式平面図である。（ｂ）は、他の実施形態に係る保持ピンカバーの模式平面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
以下に例示をする基板１００は、例えば、半導体ウェーハ、インプリント用テンプレート、フォトリソグラフィ用マスク基板、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に用いられる板状体などとすることができる。
ただし、基板１００の用途はこれらに限定されるわけではない。

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置１を例示するための模式図である。
図１に示すように、基板処理装置１には、載置部２、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、筐体６、送風部７、排気部８、およびコントローラ９が設けられている。

載置部２は、載置台２１、保持ピン２２、昇降部２３、および回転部２４を有する。
載置台２１は、筐体６の内部に回転可能に設けられている。載置台２１は、例えば、略円板状を呈し、側面２１ｃがテーパ面となっている。載置台２１の中央部分には、載置台２１の厚み方向を貫通する孔２１ａが設けられている。

また、載置台２１の厚み方向を貫通する複数の孔２１ｂが設けられている。例えば、複数の孔２１ｂは、基板１００の周縁に沿って設けることができる。例えば、基板１００の平面形状が円の場合には、基板１００の中心を中心とする円周上に複数の孔２１ｂを等間隔で設けることができる。例えば、基板１００の平面形状が四角形の場合には、基板１００の角部の近傍に孔２１ｂを設けることができる。

複数の孔２１ｂは、基板１００側の開口径が、基板１００側とは反対側の開口径よりも大きい段付き孔とすることができる。孔２１ｂの内部には、保持ピン２２が移動可能に設けられている。

保持ピン２２は、複数設けられ、基板１００の側面１００ａと、基板１００の裏面１００ｂ（第２の面の一例に相当する）の縁に接触することができる。すなわち、複数の保持ピン２２は、載置台２１に設けられ、基板１００を保持する。基板１００を複数の保持ピン２２に保持させる際には、基板１００の表面１００ｃ（第１の面の一例に相当する）が、載置台２１側とは反対の方を向くようにする。

保持ピン２２は、柱状を呈し、ガイド部２２ａ、支持部２２ｂ、保持部２２ｃ、および緩衝部２２ｄを有することができる。ガイド部２２ａ、支持部２２ｂ、および保持部２２ｃは、一体に形成することができる。ガイド部２２ａ、支持部２２ｂ、および保持部２２ｃは、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。

ガイド部２２ａは、円柱状を呈し、孔２１ｂの内部に設けることができる。ガイド部２２ａと、孔２１ｂの、基板１００側とは反対側の部分の内壁と、の間には僅かな隙間が設けられ、ガイド部２２ａ（保持ピン２２）が孔２１ｂに沿って移動可能となっている。

支持部２２ｂは、円柱状を呈し、ガイド部２２ａの一方の端部に設けることができる。支持部２２ｂの直径寸法は、ガイド部２２ａの直径寸法よりも大きくすることができる。支持部２２ｂの、ガイド部２２ａ側とは反対側の端部はテーパ面となっている。支持部２２ｂの端部がテーパ面となっていれば、保持ピン２２が、基板１００の裏面１００ｂの縁に接触し、基板１００の裏面１００ｂに接触しないようにすることが容易となる。

保持部２２ｃは、円柱状を呈し、支持部２２ｂの、ガイド部２２ａ側とは反対側の端部に設けることができる。保持部２２ｃの直径寸法は、支持部２２ｂの直径寸法よりも小さくすることができる。保持部２２ｃの、先端はテーパ面となっている。保持部２２ｃの先端がテーパ面となっていれば、複数の保持ピン２２が設けられた領域に、基板１００を上方から挿入するのが容易となる。

緩衝部２２ｄは、円柱状を呈し、ガイド部２２ａの、支持部２２ｂ側とは反対側の端部に設けられている。緩衝部２２ｄの先端は、例えば、半球状とすることができる。緩衝部２２ｄは、例えば、シリコンゴムなどの弾性体から形成することができる。緩衝部２２ｄは、例えば、ガイド部２２ａの端部に接着することができる。

保持ピン２２を孔２１ｂの内部に装着した際には、支持部２２ｂの、ガイド部２２ａ側の端部が、孔２１ｂの段付き部分の底面と接触する。そのため、載置台２１に対する複数の保持ピン２２の位置、ひいては、載置台２１に対する基板１００の位置が略一定となる。また、複数の保持ピン２２（保持部２２ｃ）が基板１００の側面１００ａと接触するので、基板１００が回転した際に、遠心力により基板１００の位置がズレるのを抑制することができる。

昇降部２３は、プッシャ２３ａ、および駆動部２３ｂを有することができる。
プッシャ２３ａは、筐体６の内部に設けることができる。プッシャ２３ａは、複数の保持ピン２２と対向する位置に設けることができる。プッシャ２３ａは、例えば、平面形状が環状の板状体とすることができる。前述したように、複数の保持ピン２２の配置は、基板１００の平面形状および平面寸法に応じて変更される。そのため、プッシャ２３ａの平面形状および平面寸法は、基板１００の平面形状および平面寸法（複数の保持ピン２２の配置）に応じて変更することができる。例えば、基板１００の平面形状が円の場合には、プッシャ２３ａの平面形状は、円環状とすることができる。例えば、基板１００の平面形状が四角形の場合には、プッシャ２３ａの平面形状は、四角形の環状とすることができる。

駆動部２３ｂは、筐体６の外部に設けることができる。駆動部２３ｂは、昇降方向におけるプッシャ２３ａの位置を移動させる。駆動部２３ｂは、プッシャ２３ａを昇降させることができるものであれば特に限定はない。駆動部２３ｂ、例えば、エアシリンダやサーボモータなどの機器とガイド機構などを備えたものとすることができる。

例えば、図示しない搬送装置と載置部２との間で基板１００の受け渡しを行う際には、後述する図５に示すように、駆動部２３ｂによりプッシャ２３ａを上昇させる。プッシャ２３ａが上昇すると、プッシャ２３ａにより複数の保持ピン２２が持ち上げられ、基板１００と載置台２１との間の距離が大きくなる。基板１００と載置台２１との間の距離が大きくなれば、図示しない搬送装置と載置部２との間における基板１００の受け渡しが容易となる。

例えば、後述する凍結洗浄などのために基板１００を回転させる際には、駆動部２３ｂによりプッシャ２３ａを下降させる。プッシャ２３ａが下降すると、複数の保持ピン２２が下降して、基板１００が載置台２１の上の所定の位置に保持される。この際、図１に示すように、保持ピン２２とプッシャ２３ａとの間には所定の隙間が設けられる。そのため、載置台２１（基板１００）が回転した際に、保持ピン２２とプッシャ２３ａとが干渉することがない。

回転部２４は、載置台２１の中心軸を中心として載置台２１を回転させる。前述したように、基板１００は、載置台２１に設けられた複数の保持ピン２２に保持されている。そのため、回転部２４は、載置台２１および複数の保持ピン２２を介して、基板１００を回転させる。この様にすれば、基板１００を間接的に回転させることができるので、基板１００の側面などに擦れなどの損傷が発生するのを抑制することができる。また、複数の保持ピン２２の数や配置を変更するだけで、平面形状や平面寸法が異なる種々の基板１００に対応することができる。また、回転部２４は、載置台２１を支持する。

回転部２４は、ローラ２４ａ、駆動部２４ｂ、および支持部２４ｃを有する。
ローラ２４ａは、載置台２１の側面２１ｃに接触し、載置台２１を回転させる。例えば、ローラ２４ａは、載置台２１の中心軸を中心とする円周上に複数設けることができる。例えば、複数のローラ２４ａは、等間隔に設けることができる。ローラ２４ａは、例えば、側面の中央近傍が窪んだ形状（例えば、鼓状）を有することができる。ローラ２４ａの側面の形状は、載置台２１の側面２１ｃの形状に適合させることができる。この様にすれば、ローラ２４ａの側面と、載置台２１の側面２１ｃとの接触部分を大きくすることができるので、ローラ２４ａの回転力を載置台２１に効率的に伝えることができる。

駆動部２４ｂは、筐体６の外部に設けることができる。駆動部２４ｂは、複数のローラ２４ａのうちの１つと接続することができる。この場合、駆動部２４ｂが接続されたローラ２４ａを駆動ローラとし、他のローラ２４ａをガイドローラとすることができる。また、駆動部２４ｂが接続されたローラ２４ａと、他のローラ２４ａの少なくとも一部とをタイミングベルトなどの伝動部材により連結することもできる。駆動部２４ｂは、モータなどの回転機器を有することができる。駆動部２４ｂは、回転の開始と回転の停止のみならず、回転数（回転速度）を変化させることができる。駆動部２４ｂは、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。他のローラ２４ａは、支持部２４ｃによって回転可能に支持される。

支持部２４ｃは、ローラ２４ａを回転可能に支持する部材である。例えば、一方の端部にフランジが取り付けられた円柱である。フランジが取り付けられた支持部２４ｃの一方の端部は、筐体６に固定される。支持部２４ｃの他方の端部は、ローラ２４ａの回転軸と支持部２４ｃの中心軸とが一致するように、ローラ２４ａの下面と接続される。支持部２４ｃの材質は、例えば、ＳＵＳやアルミなどの金属とすることができる。しかし、これらの材質に限定されない。載置台２１の荷重によって折れない強度を備えていれば、樹脂やセラミックなどを用いてもよい。

支持部２４ｃがローラ２４ａと共に回転する場合、支持部２４ｃの一方の端部は、フランジと回転可能に接続されている。例えば、ボールベアリングを介してフランジと接続されている。支持部２４ｃがローラ２４ａと共に回転しない場合、支持部２４ｃの他方の端部は、ローラ２４ａの下面と回転可能に接続されている。例えば、ボールベアリングを介してローラ２４ａの下面と接続されている。
ローラ２４ａが駆動部２４ｂおよび支持部２４ｃによって回転可能に支持されることによって、ローラ２４ａは、載置台２１を回転可能に支持することができる。つまり、回転部２４は、ローラ２４ａを介して載置台２１を回転可能に支持する。

図２は、冷却部３、第１液体供給部４、および第２液体供給部５の構成と配置を例示するための模式平面図である。
冷却部３は、基板１００の裏面１００ｂに冷却ガス３ａを直接供給する。
図１および図２に示すように、冷却部３は、冷却液部３１、フィルタ３２、流量制御部３３、冷却ノズル３４、駆動部３５（第３の駆動部の一例に相当する）、および配管３６を有する。冷却液部３１、フィルタ３２、および流量制御部３３は、筐体６の外部に設けられている。

冷却液部３１は、冷却液の収納、および冷却ガス３ａの生成を行う。冷却液は、冷却ガス３ａを液化したものである。冷却ガス３ａは、基板１００の材料と反応し難いガスであれば特に限定はない。冷却ガス３ａは、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの不活性ガスとすることができる。この場合、比熱の高いガスを用いれば基板１００の冷却時間を短縮することができる。例えば、ヘリウムガスを用いれば基板１００の冷却時間を短縮することができる。また、窒素ガスを用いれば基板１００の処理費用を低減させることができる。

冷却液部３１は、冷却液を収納するタンクと、タンクに収納された冷却液を気化させる気化部とを有する。タンクには、冷却液の温度を維持するための冷却装置が設けられている。気化部は、冷却液の温度を上昇させて、冷却液から冷却ガス３ａを生成する。冷却ガス３ａの温度は、液体１０１（第１の液体の一例に相当する）を凝固点以下の温度にまで冷却して過冷却状態とすることが可能な程度の温度であればよい。例えば、冷却ガス３ａの温度は、液体１０１の凝固点以下の温度であればよい。例えば、冷却ガス３ａの温度は、－１７０℃とすることができる。

フィルタ３２は、配管を介して、冷却液部３１に接続されている。フィルタ３２は、冷却液に含まれていたパーティクルなどの汚染物が、基板１００側に流出するのを抑制する。

流量制御部３３は、配管を介して、フィルタ３２に接続されている。流量制御部３３は、冷却ガス３ａの流量を制御する。冷却液部３１において冷却液から生成された冷却ガス３ａの温度は、ほぼ所定の温度となっている。そのため、流量制御部３３は、冷却ガス３ａの流量を制御することで基板１００の温度、ひいては基板１００の上の液体１０１の温度を制御することができる。

流量制御部３３は、例えば、ＭＦＣ（Mass Flow Controller）などとすることができる。また、流量制御部３３は、冷却ガス３ａの供給圧力を制御することで冷却ガス３ａの流量を間接的に制御するものであってもよい。この場合、流量制御部３３は、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。

冷却ノズル３４は、載置台２１の孔２１ａから、基板１００の裏面１００ｂに冷却ガス３ａを供給する。冷却ノズル３４の一方の端部は、配管３６を介して流量制御部３３に接続されている。冷却ノズル３４は、流量制御部３３により流量が制御された冷却ガス３ａを、基板１００の裏面１００ｂに直接供給する。

冷却ノズル３４は、筒状を呈し、基板１００の側に向かうに従い内径が漸増するテーパ形状を有している。冷却ノズル３４は、例えば、ロート状を呈するものとすることができる。この場合、冷却ノズル３４のテーパ部分の角度θを大きくし過ぎると、冷却ガス３ａの流れがテーパ部分の内壁から離れ、乱流が発生する。乱流が発生すると、基板１００と載置台２１の間にある空気が巻き込まれ、冷却ガス３ａの温度が上昇したり、基板１００の温度に面内分布が生じたりするおそれがある。一方、冷却ノズル３４のテーパ部分の角度θを小さくし過ぎると、基板１００の裏面１００ｂが局所的に冷却され、基板１００の温度に面内分布が生じ易くなる。本発明者の得た知見によれば、冷却ノズル３４のテーパ部分の角度θは、０°より大きく、８°以下とすることが好ましい。

駆動部３５は、基板１００に対する冷却ノズル３４の位置を移動させる。図２に示すように、例えば、駆動部３５は、多関節ロボットなどとすることができる。ただし、駆動部３５は、多関節ロボットに限定されるわけではなく、基板１００の下方において冷却ガス３ａを供給する位置と、基板１００の外側の退避位置と、の間で冷却ノズル３４を移動可能なものであればよい。

配管３６は、熱伝導性の良い材質で形成された配管です。配管３６は、例えば、ＳＵＳや銅などの金属から成る。また、配管３６は、配管の一部が蛇腹となった形状となっている。配管３６は、駆動部３５に接続される。配管３６は、配管の一部が蛇腹形状となっているので、駆動部３５の動作に追従することができる。なお、配管３６は、断熱材によって覆われていてもよい。

第１液体供給部４は、基板１００の、表面１００ｃ（載置台２１側とは反対側の面）に液体１０１を供給する。液体１０１は、例えば、水（例えば、純水や超純水など）や、水を主成分とする液体などとすることができる。水を主成分とする液体は、例えば、水とアルコールの混合液、水と酸性溶液の混合液、水とアルカリ溶液の混合液などとすることができる。この場合、水以外の成分が余り多くなると、後述する体積増加に伴う物理力を利用することが難しくなる。そのため、水以外の成分の濃度は、５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下とすることが好ましい。また、液体１０１にはガスを溶存させることもできる。ガスは、例えば、炭酸ガス、オゾンガス、水素ガスなどとすることができる。液体１０１の温度は、例えば、常温（２０℃）程度とすることができる。

図１に示すように、第１液体供給部４は、液体収納部４１、供給部４２、流量制御部４３、液体ノズル４４（第１の液体ノズルの一例に相当する）、駆動部４５、および配管４６を有する。液体収納部４１、供給部４２、および流量制御部４３は、筐体６の外部に設けることができる。

液体収納部４１は、液体１０１を収納する。
供給部４２は、配管４６を介して、液体収納部４１に接続されている。供給部４２は、液体収納部４１に収納されている液体１０１を液体ノズル４４に向けて供給する。
流量制御部４３は、配管を介して、供給部４２に接続されている。流量制御部４３は、供給部４２により供給された液体１０１の流量を制御する。流量制御部４３は、例えば、流量制御弁とすることができる。また、流量制御部４３は、液体１０１の供給の開始と供給の停止をも行うことができる。

液体ノズル４４は、筐体６の内部に設けられている。液体ノズル４４は、基板１００の表面１００ｃに液体１０１を供給する。液体ノズル４４は、筒状を呈している。液体ノズル４４の一方の端部は、配管を介して、流量制御部４３に接続されている。液体１０１を基板１００の表面１００ｃに供給する際には、液体ノズル４４の他方の端部は、載置台２１に載置された基板１００の表面１００ｃに対峙させる。この場合、液体ノズル４４の他方の端部（液体１０１の吐出口）は、基板１００の表面１００ｃの略中央に対峙させることができる。

駆動部４５は、基板１００に対する液体ノズル４４の位置を移動させる。図２に示すように、例えば、駆動部４５は、多関節ロボットなどとすることができる。ただし、駆動部４５は、多関節ロボットに限定されるわけではなく、基板１００の上方において液体１０１を供給する位置と、基板１００の外側の退避位置と、の間で液体ノズル４４を移動可能なものであればよい。

配管４６は、フレキシブルな配管である。配管４６は、例えば、樹脂から成るチューブである。例えば、ＰＵ（ポリウレタン）、ナイロン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＣＴＦＥ（クロトリフロロエチレン）或いはポリオレフィンなどとすることができる。配管４６は、駆動部４５の動作に追従できるように、駆動部４５に接続される。

第２液体供給部５は、基板１００の裏面１００ｂに液体１０２（第２の液体の一例に相当する）を供給する。液体１０２は、後述する裏面洗浄工程において用いられる。そのため、液体１０２は、基板１００の材料と反応し難く、且つ、後述する乾燥工程において基板１００に残留し難いものであれば特に限定はない。液体１０２は、例えば、水（例えば、純水や超純水など）や、水とアルコールの混合液などとすることができる。液体１０２の温度は、例えば、常温（２０℃）程度とすることができる。

図１に示すように、第２液体供給部５は、液体収納部５１、供給部５２、流量制御部５３、液体ノズル５４（第２の液体ノズルの一例に相当する）、駆動部５５（第２の駆動部の一例に相当する）、および配管５６を有する。
液体収納部５１は、前述した液体収納部４１と同様とすることができる。供給部５２は、前述した供給部４２と同様とすることができる。流量制御部５３は、前述した流量制御部４３と同様とすることができる。液体ノズル５４は、前述した液体ノズル４４と同様とすることができる。ただし、液体ノズル５４は、載置台２１の孔２１ａから、基板１００の、裏面１００ｂに液体１０２を供給する。

駆動部５５は、基板１００に対する液体ノズル５４の位置を移動させる。図２に示すように、例えば、駆動部５５は、多関節ロボットなどとすることができる。ただし、駆動部５５は、多関節ロボットに限定されるわけではなく、基板１００の下方において液体１０２を供給する位置と、基板１００の外側の退避位置と、の間で液体ノズル５４を移動可能なものであればよい。

なお、液体１０２と液体１０１が同じである場合には、例えば、液体収納部５１、供給部５２、および流量制御部５３を省き、切替弁を介して、流量制御部４３と液体ノズル５４を接続すればよい。

ここで、後述するように、基板１００の表面１００ｃを凍結洗浄する際には、予備工程、液膜の形成工程、冷却工程、および解凍工程が実行される。また、この凍結洗浄の後に、基板１００の裏面１００ｂの洗浄工程が実行される。また、基板１００の裏面１００ｂの洗浄の後に乾燥工程が実行される。なお、基板１００の裏面１００ｂの洗浄の後に、基板１００の表面１００ｃを凍結洗浄してもよい。またさらに、洗浄前の基板１００を載置部２に受け渡す搬入工程と、洗浄済みの基板１００を載置部２から受け取る搬出工程が実行される。

この場合、冷却ノズル３４、液体ノズル４４、および液体ノズル５４は、これらの工程の内容に応じて、適切な位置に配置する必要がある。そのため、前述したように、冷却ノズル３４は駆動部３５により移動可能とされ、液体ノズル４４は駆動部４５により移動可能とされ、液体ノズル５４は駆動部５５により移動可能とされている。なお、各工程の内容や各工程におけるノズルの配置に関する詳細な説明は後述する。

筐体６は、箱状を呈している。筐体６の内部にはカバー６１を設けることができる。カバー６１は、基板１００が回転することで基板１００の外側に排出された液体１０１と液体１０２を受け止める。カバー６１が設けられていれば、液体１０１と液体１０２の捕集を効果的に行うことができる。筐体６の底面には、捕集された液体１０１と液体１０２を筐体６の外部に排出するためのドレイン６３を設けることができる。

送風部７は、筐体６の天井面に設けられている。なお、送風部７は、筐体６の天井側の側面に設けることもできる。送風部７は、ファンなどの送風機とフィルタを備えたものとすることができる。送風部７が設けられていれば、筐体６の内部の圧力が外部の圧力より高くなる。その結果、使用済みの冷却ガス３ａを排出口６２に導くことが容易となる。また、パーティクルなどの汚染物が、筐体６の内部に侵入するのを抑制することができる。

排気部８は、筐体６の底面側に設けられた排出口６２に接続されている。排気部８は、使用済みの冷却ガス３ａと、送風部７から供給された空気を、排出口６２から筐体６の外部に排出する。排気部８は、例えば、ブロアなどとすることができる。

コントローラ９は、基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。コントローラ９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算素子と、半導体メモリなどの記憶素子を有することができる。コントローラ９は、例えば、コンピュータとすることができる。記憶素子には、基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する制御プログラムを格納することができる。演算素子は、記憶素子に格納されている制御プログラム、操作者により入力されたデータなどを用いて、基板処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。

例えば、液体１０１の冷却速度は、液膜の厚みと相関関係がある。例えば、液膜の厚みが薄くなる程、液体１０１の冷却速度が速くなる。逆に、液膜の厚みが厚くなる程、液体１０１の冷却速度が遅くなる。そのため、コントローラ９は、液体１０１の厚み（液膜の厚み）に基づいて、冷却部３を制御して、冷却ガス３ａの流量、ひいては液体１０１の冷却速度を制御することができる。この場合、液体１０１の冷却速度と液膜の厚みとの相関関係は、予め実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。

次に、基板処理装置１の作用について例示をする。
図３は、基板処理装置１の作用を例示するためのタイミングチャートである。
図４は、凍結洗浄工程（表面洗浄工程）、裏面洗浄工程、および乾燥工程における温度変化を例示するためのグラフである。
なお、図３および図４は、基板１００が６０２５クオーツ(Ｑｚ)基板（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）、液体１０１および液体１０２が純水の場合である。
図５は、搬入工程、および搬出工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。
図６は、凍結洗浄工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。
図７は、裏面洗浄工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。
図８は、乾燥工程を行う際のノズルの配置を例示するための模式図である。

まず、筐体６の図示しない搬入搬出口を介して、基板１００が筐体６の内部に搬入される。搬入工程においては、図５に示すように、コントローラ９が、駆動部２３ｂを制御して、プッシャ２３ａを上昇させる。プッシャ２３ａが上昇すると、複数の保持ピン２２が持ち上げられるので、基板１００の複数の保持ピン２２への載置位置と、載置台２１との間の距離が大きくなる。そのため、図示しない搬送装置と載置部２との間における基板１００の受け渡しが容易となる。

続いて、コントローラ９が、駆動部２３ｂを制御して、プッシャ２３ａを下降させる。プッシャ２３ａが下降すると、複数の保持ピン２２が下降して、基板１００が載置台２１の上方の所定の位置に保持される。

次に、図６に示すように、コントローラ９が、駆動部４５を制御して、液体ノズル４４を基板１００の表面１００ｃの略中心の上方に配置する。また、コントローラ９が、駆動部３５を制御して、冷却ノズル３４を基板１００の裏面１００ｂの略中心の下方に配置する。図６に示すように、冷却ノズル３４が設けられた部分の寸法Ｌ２は、保持ピン２２と昇降部２３との間の隙間寸法Ｌ１よりも小さい。そのため、冷却ノズル３４は、保持ピン２２と昇降部２３との間の隙間を通過できる。

続いて、図３に示すように予備工程、液膜の形成工程、冷却工程、および解凍工程を含む凍結洗浄工程が行われる。

まず、図３および図４に示すように予備工程が実行される。予備工程においては、コントローラ９が、供給部４２および流量制御部４３を制御して、基板１００の表面１００ｃに、所定の流量の液体１０１を供給する。また、コントローラ９が、流量制御部３３を制御して、基板１００の裏面１００ｂに、所定の流量の冷却ガス３ａを供給する。また、コントローラ９が、駆動部２４ｂを制御して、基板１００を所定の回転数で回転させる。

この際、コントローラ９は、駆動部４５を制御して、液体１０１が吐出している液体ノズル４４を、基板１００の表面１００ｃに沿って揺動させることができる。この様にすれば、基板１００の表面１００ｃのより広い領域に液体１０１を供給することができるので、均一な厚みの液膜を形成するのが容易となる。

また、コントローラ９は、駆動部３５を制御して、冷却ガス３ａが吐出している冷却ノズル３４を、基板１００の裏面１００ｂに沿って揺動させることができる。この様にすれば、基板１００の裏面１００ｂのより広い領域に冷却ガス３ａを供給することができるので、基板１００をより均一に冷却することができ、ひいては、基板１００の表面１００ｃのより広い領域において液体１０１を均一に冷却することができる。

ここで、冷却ガス３ａの供給により筐体６の内部の雰囲気が冷やされると、雰囲気中のダストを含んだ霜が基板１００に付着し、汚染の原因となる可能性がある。予備工程においては、基板１００の表面１００ｃに液体１０１を供給し続けているので、基板１００を均一に冷却しつつ、基板１００の表面１００ｃへの霜の付着を防止することができる。

例えば、図３に例示したものの場合には、第２の回転数を２０ｒｐｍ～５００ｒｐｍ程度、液体１０１の流量を０．１Ｌ／ｍｉｎ～１．０Ｌ／ｍｉｎ程度、冷却ガス３ａの流量を４０ＮＬ／ｍｉｎ～２００ＮＬ／ｍｉｎ程度、予備工程の工程時間を１８００秒程度とすることができる。なお、予備工程の工程時間は、基板１００の面内温度が略均一となる時間であればよく、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定する。

予備工程における液膜の温度は、液体１０１がかけ流し状態であるため、供給される液体１０１の温度とほぼ同じとなる。例えば、供給される液体１０１の温度が常温（２０℃）程度である場合には、液膜の温度は常温（２０℃）程度となる。

次に、図３および図４に示すように液膜の形成工程が実行される。液膜の形成工程における基板１００の回転数は、液膜が高い除去率が得られる所定の厚みとなる回転数（第１の回転数）とする。例えば、第１の回転数は、０ｒｐｍ～１００ｒｐｍである。つまり、コントローラ９は、予備工程時の回転数よりも少ない回転数で基板１００を回転させる。そして、図４に例示するように、予備工程において供給されていた液体１０１の供給を停止する。第１の回転数は、遠心力により液膜の厚みがばらつくのを抑制することができる回転数であればよい。なお、液膜の形成工程の間、冷却ガス３ａの流量は、予備工程と同じ供給量に維持されている。これにより、基板１００の面内温度を略均一とした状態を維持することができる。

なお、予備工程から第１の回転数としてもよい。この場合、液膜形成工程において、予備工程と同じ回転数を維持するようにすればよい。また、第２の回転数を第１の回転数以下の回転数としてもよい。

また、予備工程から液膜の形成工程に移行する際に、液体１０１の供給を停止させた後、予備工程において供給された液体１０１を、基板１００を高速で回転させることで排出してもよい。この場合、液体１０１の排出後、基板１００の回転数を均一な厚みの液膜が維持される程度の回転数（５０ｒｐｍ）以下、あるいは基板１００の回転を停止させた後に、所定の量の液体１０１を基板１００に供給すればよい。この様にすれば、所定の厚みを有する液膜を容易に形成することができる。

例えば、冷却工程を行う際の液膜の厚みは、３０μｍ～１３００μｍ程度とすることができる。この場合、コントローラ９は、液体１０１の供給量および基板１００の回転数を制御して、基板１００の表面１００ｃの上にある液膜の厚みを３０μｍ～１３００μｍ程度にする。

次に、図３および図４に示すように冷却工程が実行される。なお、本実施の形態では、冷却工程のうち、過冷却状態となった液体１０１の凍結が始まる前までの間を「過冷却工程」、過冷却状態の液体１０１の凍結が開始し、凍結が完全に完了する前までの間を「凍結工程（固液相）」、凍結した液体１０１をさらに冷却してひび割れを生じさせるまでの間を「凍結工程（固相）」と呼称する。過冷却工程では、基板１００の表面１００ｃに液体１０１のみが存在する。凍結工程（固液相）では、基板１００の表面１００ｃに、液体１０１と液体１０１が凍結したものが存在する。凍結工程（固相）では、基板１００の表面１００ｃに、液体１０１が凍結したもののみが存在する。
なお、固液相とは、液体１０１と液体１０１が凍結したものとが、同時に存在している状態を意味する。

まず、過冷却工程では、基板１００の裏面１００ｂに供給され続けている冷却ガス３ａにより、基板１００上の液膜の温度が、液膜の形成工程における液膜の温度よりもさらに下がり、過冷却状態となる。

ここで、液体１０１の冷却速度が余り速くなると液体１０１が過冷却状態とならず、すぐに凍結してしまう。そのため、コントローラ９は、基板１００の回転数、冷却ガス３ａの流量、および、液体１０１の供給量の少なくともいずれかを制御することで、基板１００の表面１００ｃの液体１０１が過冷却状態となるようにする。

液体１０１が過冷却状態となる制御条件は、基板１００の大きさ、液体１０１の粘度、冷却ガス３ａの比熱などの影響を受ける。そのため、液体１０１が過冷却状態となる制御条件は、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することが好ましい。

過冷却状態においては、例えば、液膜の温度、パーティクルなどの汚染物の存在、振動などにより、液体１０１の凍結が開始する。例えば、パーティクルなどの汚染物が存在する場合、液体１０１の温度Ｔが、－３５℃以上、－２０℃以下になると液体１０１の凍結が開始する。

過冷却状態の液体１０１の凍結が開始すると、過冷却工程から凍結工程（固液相）に移行する。凍結工程（固液相）においては、基板１００の表面１００ｃに、液体１０１と液体１０１が凍結したものが存在する。前述したように、過冷却状態の液体１０１においては、汚染物が凍結開始の起点となる場合があり、汚染物が固体に取り込まれると考えられる。また、液体１０１が固体に変化した際の体積変化に伴う圧力波や、体積増加に伴う物理力などにより、基板１００の表面１００ｃに付着している汚染物が分離されると考えられる。そのため、汚染物が固体に取り込まれたり、液体１０１の一部が凍結した際に生じた圧力波や物理力などにより、基板１００の表面１００ｃに付着している汚染物が分離されたりして、洗浄が行われると考えられる。

基板１００の表面１００ｃの液膜が完全に凍結すると、凍結工程（固液相）から凍結工程（固相）に移行する。凍結工程（固相）においては、基板１００の表面１００ｃの凍結膜の温度がさらに低下する。ここで、液体１０１には、主に、水が含まれている。そのため、基板１００の表面１００ｃの液膜が完全に凍結して凍結膜が形成され、凍結膜の温度がさらに低下すると、凍結膜の体積が縮小して凍結膜に応力が発生する。

この場合、例えば、凍結膜の温度が－５０℃以下になると、凍結膜にひび割れが発生する。凍結膜にひび割れが発生すると、基板１００の表面１００ｃに付着していた汚染物が、基板１００の表面１００ｃからさらに分離されやすくなる。

次に、凍結膜にひび割れが発生した後に、図３および図４に示すように解凍工程が実行される。ひび割れの発生は、例えば、図示しないセンサーなどにより検出することができる。なお、図３および図４に例示をしたものは、第１液体供給部４により液体１０１を供給して凍結膜の解凍を行う場合である。そのため、コントローラ９が、供給部４２および流量制御部４３を制御して、基板１００の表面１００ｃに、所定の流量の液体１０１を供給する。

また、コントローラ９が、流量制御部３３を制御して、冷却ガス３ａの供給を停止させる。また、コントローラ９が、駆動部２４ｂを制御して、基板１００の回転数を第３の回転数とする。第３の回転数は、例えば、２００ｒｐｍ～７００ｒｐｍである。基板１００の回転が速くなれば、液体１０１を遠心力で振り切ることができる。そのため、液体１０１を基板１００の表面１００ｃから排出することができる。この際、基板１００の表面１００ｃから分離された汚染物も液体１０１とともに排出される。
なお、液体１０１の供給量は、解凍ができるのであれば特に限定はない。また、基板１００の回転数は、液体１０１および汚染物が排出できるのであれば特に限定はない。

次に、図３および図４に示すように、裏面洗浄工程が実行される。
裏面洗浄工程においては、図７に示すように、コントローラ９が、駆動部４５を制御して、液体ノズル４４を基板１００の外側の退避位置に移動させる。コントローラ９が、駆動部３５を制御して、冷却ノズル３４を基板１００の外側の退避位置に移動させる。そして、コントローラ９が、駆動部５５を制御して、液体ノズル５４を基板１００の裏面１００ｂの略中心の下方に配置する。

続いて、図３に示すように、コントローラ９が、供給部５２および流量制御部５３を制御して、基板１００の裏面１００ｂに、所定の流量の液体１０２を供給する。また、コントローラ９が、駆動部２４ｂを制御して、基板１００を所定の回転数で回転させる。

この際、コントローラ９は、駆動部５５を制御して、液体１０２が吐出している液体ノズル５４を、基板１００の裏面１００ｂに沿って揺動させることができる。この様にすれば、基板１００の裏面１００ｂのより広い領域に液体１０２を供給することができるので、基板１００の裏面１００ｂをより均一に洗浄することができる。

なお、一例として、液体１０２の流量を０．１Ｌ／ｍｉｎ～１．０Ｌ／ｍｉｎ程度、基板１００の回転数を２０ｒｐｍ～５００ｒｐｍ程度としたが、これらに限定されるわけではない。液体１０２の流量、基板１００の回転数、および洗浄時間などは、基板１００の大きさ、基板１００の裏面１００ｂの汚染の程度、液体１０２の成分などに応じて適宜変更することができる。

次に、図３および図４に示すように乾燥工程が実行される。
乾燥工程においては、コントローラ９が、供給部５２および流量制御部５３を制御して、液体１０２の供給を停止させる。続いて、図８に示すように、コントローラ９が、駆動部５５を制御して、液体ノズル５４を基板１００の外側の退避位置に移動させる。

そして、コントローラ９が、駆動部２４ｂを制御して、基板１００の回転数を第３の回転数より速い第４の回転数に増加させる。基板１００の回転が速くなれば、基板１００の乾燥を迅速に行うことができる。なお、基板１００の回転数は、乾燥ができるのであれば特に限定はない。

次に、乾燥工程が終了した基板１００は、図示しない搬送装置により、筐体６の図示しない搬入搬出口を介して、筐体６の外部に搬出される。搬出工程においては、図５に示すように、コントローラ９が、駆動部２３ｂを制御して、プッシャ２３ａを上昇させる。プッシャ２３ａが上昇すると、複数の保持ピン２２を介して基板１００が持ち上げられるので、基板１００と、載置台２１との間の距離が大きくなる。そのため、図示しない搬送装置と載置部２との間における基板１００の受け渡しが容易となる。

以上の様にすることで、基板１００の表面１００ｃと基板１００の裏面１００ｂとを１回洗浄することができる。なお、表面１００ｃの洗浄および裏面１００ｂの洗浄は、それぞれ複数回行うこともできる。この場合、表面１００ｃの洗浄回数と、裏面１００ｂの洗浄回数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、前述した、一連の工程を複数回行うこともできる。

以上に説明した様に、基板１００の裏面１００ｂに冷却ガス３ａを供給する場合には、コントローラ９は、駆動部３５を制御して、冷却ノズル３４を基板１００の裏面１００ｂの下方に配置し、駆動部５５を制御して、液体ノズル５４を液体ノズル５４の退避位置に移動させることができる。
また、基板１００の裏面１００ｂに液体１０２を供給する場合には、コントローラ９は、駆動部５５を制御して液体ノズル５４を基板１００の裏面１００ｂの下方に配置し、駆動部３５を制御して、冷却ノズル３４を冷却ノズル３４の退避位置に移動させることができる。

基板１００の裏面１００ｂに冷却ガス３ａを供給する場合には、コントローラ９は、駆動部４５を制御して、液体ノズル４４を基板１００の表面１００ｃの上方に配置することができる。
この場合、コントローラ９は、駆動部４５を制御して、基板１００の表面１００ｃの上方に配置され、液体１０１を吐出している液体ノズル４４を基板１００の表面１００ｃに沿って揺動させることができる。

また、基板１００の裏面１００ｂに冷却ガス３ａを供給する場合には、コントローラ９は、駆動部３５を制御して、冷却ガス３ａを吐出している冷却ノズル３４を、基板１００の裏面１００ｂに沿って揺動させることができる。

また、基板１００の裏面１００ｂに液体１０２を供給する場合には、コントローラ９は、駆動部５５を制御して、液体１０２を吐出している液体ノズル５４を基板１００の裏面１００ｂに沿って揺動させることができる。

図９は、他の実施形態に係る基板処理装置１ａを例示するための模式断面図である。
基板処理装置１ａには、載置部２０２、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、筐体６、送風部７、排気部８、およびコントローラ９が設けられている。
なお、繁雑となるのを避けるために、図９においては、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、送風部７、排気部８、およびコントローラ９などを適宜省略して描いている。
図１０（ａ）は、載置部２０２の模式平面図である。
図１０（ｂ）は、他の実施形態に係る保持ピンカバー２６ａの模式平面図である。

図９、および図１０（ａ）に示すように、載置部２０２は、載置台２１、保持ピン２２２、昇降部２２３、回転部２４、ローラカバー２５、および保持ピンカバー２６を有する。
基板１００に供給された液体１０１、１０２は、載置台２１の上面、あるいは、孔２１ａから載置台２１の下面を流れ、載置台２１の周縁から外部に排出される。ところが、載置台２１の周縁には回転部２４が設けられ、載置台２１の表面と裏面を貫通するように、保持ピン２２が設けられている。そのため、ローラ２４ａ、支持部２４ｃおよび保持ピン２２の少なくともいずれかにおいて、液体１０１、１０２が付着するおそれがある。冷却部３から供給された冷却ガス３ａ、あるいは、冷却ガス３ａにより冷却された載置台２１により、ローラ２４ａ、支持部２４ｃおよび保持ピン２２の少なくともいずれかに付着した液体１０１、１０２が凍結する場合がある。あるいは、載置台２１の上面または下面にある液体１０１、１０２が凍結し、載置台２１の上面または下面から剥がれて、ローラ２４ａ、支持部２４ｃおよび保持ピン２２の少なくともいずれかと衝突する場合がある。

そこで、液体１０１、１０２が回転部２４のローラ２４ａ、支持部２４ｃ、および保持ピン２２２に触れないよう、載置部２０２には、ローラカバー２５が設けられている。

図９に示すように、ローラカバー２５は、例えば、上部ローラカバー２５ａ、および下部ローラカバー２５ｂを有する。
上部ローラカバー２５ａは、載置台２１の上面の周縁近傍、ローラ２４ａの上面、およびローラ２４ａの載置台２１側を覆うための部材である。上部ローラカバー２５ａは、載置台２１の上面に設けられている。上部ローラカバー２５ａは、例えば、一方の端部にフランジを有する円柱形状である。上部ローラカバー２５ａにおける円柱形状の部分の径は、ローラ２４ａとの接触を防止するため、載置台２１の径よりも小さい。上部ローラカバー２５ａの他方の端部は、載置台２１と接触する。また、上部ローラカバー２５ａには、載置台２１の孔２１ａと対応する開口を設けることができる。この開口は、孔２１ａと同じ形、同じ大きさとすればよい。また、保持ピン２２２のガイド部２２ａと支持部２２ｂとが挿入される孔を設けることができる。なお、保持ピン２２２は、上部ローラカバー２５ａおよび載置台２１を貫通するように設けられる。そのため、保持ピン２２と比べて、ガイド部２２ａの長さが長い。

上部ローラカバー２５ａは、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
また、保持ピン２２２のガイド部２２ａと支持部２２ｂとが挿入される孔の内部を撥液材料でコーティングしてもよい。このようにすることで、保持ピン２２２に付着した液体１０１、１０２が凍結してしまったとしても、保持ピン２２２が上部ローラカバー２５ａから剥がれやすくなる。
上部ローラカバー２５ａは、ネジなどの締結部材を用いて載置台２１に固定することもできるし、載置台２１と一体に形成することもできる。

前述したように、液体１０１、１０２が載置台２１の孔２１ａから載置台２１の下面へと流れ、載置台２１の下面の周縁近傍からローラ２４ａまたは支持部２４ｃに液体１０１、１０２が付着するおそれがある。下部ローラカバー２５ｂは、ローラ２４ａおよび支持部２４ｃへの液体１０１、１０２の付着を防止する役割を有する。

下部ローラカバー２５ｂは、例えば、円筒形状であり、載置台２１の下面の周縁近傍、ローラ２４ａの載置台２１側、および支持部２４ｃの載置台２１側を覆っている。
下部ローラカバー２５ｂは、載置台２１の下面の周縁近傍に設けられている。下部ローラカバー２５ｂの径は、ローラ２４ａとの接触を防止するため、載置台２１の径よりも小さい。
下部ローラカバー２５ｂの下端（載置台２１側とは反対側の端部）は、ローラ２４ａの下端よりも下方に位置することが好ましい。より好ましくは、支持部２４ｃの下端よりも下方に位置することが好ましい。

下部ローラカバー２５ｂは、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
下部ローラカバー２５ｂは、ネジなどの締結部材を用いて載置台２１に固定することもできるし、載置台２１と一体に形成することもできる。

ローラカバー２５が設けられていれば、載置台２１の周縁近傍、ローラ２４ａ、および支持部２４ｃにおいて、液体１０１、１０２の凍結が発生するのを抑制することができる。そのため、液体１０１、１０２の凍結により、載置台２１の回転が妨げられることを防ぐことができる。

前述したように、液体１０１、１０２が載置台２１の孔２１ａから載置台２１の下面へと流れるおそれがある。また、載置台２１および上部ローラカバー２５ａを貫通するように、保持ピン２２２が上部ローラカバー２５ａに設けられている。そのため、ガイド部２２ａにおいて、液体１０１、１０２が凍結すると、保持ピン２２２の昇降ができなくなるおそれがある。そこで、載置部２０２には、保持ピンカバー２６が設けられている。

保持ピンカバー２６は、載置台２１の下面の保持ピン２２２の近傍に設けられている。保持ピンカバー２６は、下部ローラカバー２５ｂの内側に設けることができる。保持ピンカバー２６は、載置台２１の下面から突出するガイド部２２ａの側面を覆っている。保持ピンカバー２６は、筒状を呈し、保持ピン２２２ごとに設けることができる（図１０（ｂ）参照）。
また、保持ピンカバー２６は、複数の保持ピン２２２を覆うように設けることができる。例えば、図１０（ａ）に示すように、保持ピンカバー２６は、隣接する２つの保持ピン２２２のガイド部２２ａの側面を覆うため、円と円が重なったような断面を有する筒状を呈する。
また、保持ピンカバー２６は、複数の保持ピン２２２の内側に設けられた四角い環状凸部と、複数の保持ピン２２２の外側に設けられた四角い環状凸部とを有していてもよい。
例えば、複数の保持ピン２２２の内側に設けられた環状凸部は、載置台２１の孔２１ａに沿って設けられる。また、複数の保持ピン２２２の外側に設けられた環状凸部は、複数の保持ピン２２２の内側に設けられた環状凸部と相似形状の環状凸部であり、複数の保持ピン２２２を外側から囲むように設けられる。
また、図１０（ｂ）に示すように、保持ピンカバー２６ａは、隣接する２つの保持ピン２２２毎に設けられ、保持ピンカバー２６ａ同士が重ならない様にすることもできる。

保持ピンカバー２６は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
保持ピンカバー２６は、ネジなどの締結部材を用いて載置台２１に固定することもできるし、載置台２１と一体に形成することもできる。
保持ピンカバー２６の下端（載置台２１側とは反対側の端部）は、基板１００に冷却ガスあるいは、液体１０１，１０２を供給する際の、冷却ノズル３４の噴出口の位置、液体ノズル５４の吐出口の位置、およびガイド部２２ａの下端よりも下方に位置している。

保持ピンカバー２６が設けられていれば、ガイド部２２ａにおいて、液体１０１、１０２の凍結が発生するのを抑制することができる。
なお、載置台２１の上面側においては、上部ローラカバー２５ａにより、保持ピン２２２のガイド部２２ａと支持部２２ｂとが覆われている。そのため、上部ローラカバー２５ａにより、保持ピン２２２の凍結を防ぐことができる。

昇降部２２３は、プッシャ２３ａ、駆動部２３ｂ、および凸部２３ｃを有する。
凸部２３ｃは、柱状を呈し、プッシャ２３ａの上面に複数設けられている。凸部２３ｃは、保持ピン２２２のガイド部２２ａと対向する位置に設けられている。凸部２３ｃの断面寸法は、保持ピンカバー２６の内寸よりも小さい。そのため、プッシャ２３ａが上昇した際に、凸部２３ｃを保持ピンカバー２６の内部に挿入することができる。凸部２３ｃを保持ピンカバー２６の内部に挿入することができれば、保持ピンカバー２６の内部にあるガイド部２２ａの下端を押すことができる。
なお、コントローラ９は、載置台２１の回転位置を監視している。そのため、コントローラ９が載置台２１の回転を停止させるときには、保持ピン２２２が凸部２３ｃに対向する位置となるように停止させる。

以上に説明した様に、ローラカバー２５および保持ピンカバー２６が設けられていれば、予備工程、液膜の形成工程、解凍工程および裏面洗浄工程において、液体１０１、１０２が、ローラ２４ａや保持ピン２２２などに付着するのを抑制することができる。そのため、ローラ２４ａや保持ピン２２２などが凍結するのを抑制することができる。

基板１００の搬入搬出工程、液膜の形成工程、および冷却工程などにおいては、載置台２１の回転が停止する場合がある。載置台２１の回転が停止すると、液体１０１、１０２が載置台２１に留まりやすくなる。そのため、載置台２１の回転が停止する場合には、ローラ２４ａや保持ピン２２２などの凍結が発生しやすくなる。ローラカバー２５および保持ピンカバー２６が設けられていれば、載置台２１の回転が停止したとしても、ローラ２４ａや保持ピン２２２などが凍結するのを抑制することができる。
また、載置台２１の表面で凍結された液体１０１、１０２が載置台２１の表面から剥がれ、ローラ２４ａと衝突し、載置台２１の回転を妨げることも防止できる。

図１１は、他の実施形態に係る基板処理装置１ｂを例示するための模式断面図である。 基板処理装置１ｂには、載置部３０２、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、筐体６、送風部７、排気部８、およびコントローラ９が設けられている。
なお、繁雑となるのを避けるために、図１１においては、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、送風部７、排気部８、およびコントローラ９などを適宜省略して描いている。

図１１に示すように、載置部３０２は、載置台２１、保持ピン２２２、昇降部２２３、回転部２４、ローラカバー３２５、および保持ピンカバー２６を有する。
ローラカバー３２５は、例えば、上部ローラカバー２５ｃ、および下部ローラカバー２５ｂを有する。

上部ローラカバー２５ｃは、載置台２１の上面の周縁近傍に設けられている。上部ローラカバー２５ｃは、載置台２１の上面の周縁近傍、ローラ２４ａの上面、およびローラ２４ａの載置台２１側を覆っている。上部ローラカバー２５ｃは、保持ピン２２２の外側に設けられている。上部ローラカバー２５ｃは、例えば、円筒状を呈し、上端の外縁側がローラ２４ａよりも外側に張り出した形状を有している。また、上部ローラカバー２５ｃの内縁側の厚みは、外縁側の厚みよりも小さい。そのため、上部ローラカバー２５ｃの内縁は、下端から上端に向かって拡径している。つまり、内縁側の端部は、外縁側の上端から内縁側の下端に向かう傾斜面となるよう形成される。そのため、上部ローラカバー２５ｃの上面は、載置台２１の表面と平行な面と傾斜面を有する。

上部ローラカバー２５ｃは、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
上部ローラカバー２５ｃは、ネジなどの締結部材を用いて載置台２１に固定することもできるし、載置台２１と一体に形成することもできる。

ローラカバー３２５および保持ピンカバー２６を設ければ、前述したローラカバー２５および保持ピンカバー２６と同様に、載置台２１の回転が停止したとしても、ローラ２４ａや保持ピン２２２などが凍結するのを抑制することができる。また、載置台２１の表面で凍結された液体１０１、１０２が載置台２１の表面から剥がれ、ローラ２４ａと衝突し、載置台２１の回転を妨げることも防止できる。

また、上部ローラカバー２５ｃの内縁側の厚みは、外縁側の厚みよりも小さい。そのため、上部ローラカバー２５ｃの上面は、傾斜面を有する。上部ローラカバー２５ｃの上面が孔２１ａからローラ２４ａに向かって傾斜する傾斜面を有していれば、上部ローラカバー２５ｃの内側にある液体１０１を、遠心力により上部ローラカバー２５ｃの外側に排出するのが容易となる。
また、上部ローラカバー２５ａに比べて重量を軽くすることができる。

図１２は、他の実施形態に係る基板処理装置１ｃを例示するための模式断面図である。 基板処理装置１ｃには、載置部４０２、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、筐体６、送風部７、排気部８、およびコントローラ９が設けられている。
なお、繁雑となるのを避けるために、図１２においては、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、送風部７、排気部８、およびコントローラ９などを適宜省略して描いている。
図１３（ａ）は、載置部４０２の模式平面図である。
図１３（ｂ）は、他の実施形態に係る保持ピンカバー２６ａの模式平面図である。

図１２、および図１３（ａ）に示すように、載置部４０２は、載置台２１、保持ピン２２２、昇降部２２３、回転部２４、ローラカバー４２５、および保持ピンカバー２６を有する。
ローラカバー４２５は、例えば、上部ローラカバー２５ｄ、および下部ローラカバー２５ｂを有する。

上部ローラカバー２５ｄは、載置台２１の上面の周縁近傍に設けられている。上部ローラカバー２５ｄは、載置台２１の上面の周縁近傍、ローラ２４ａの上面、およびローラ２４ａの載置台２１側を覆っている。上部ローラカバー２５ｄは、例えば、円筒状を呈し、上端に、載置台２１の外側に張り出した板状体を有する。板状体は、ローラ２４ａの上面を覆っている。上部ローラカバー２５ｄは、保持ピン２２２の外側に設けられている。

上部ローラカバー２５ｄは、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。
上部ローラカバー２５ｄは、ネジなどの締結部材を用いて載置台２１に固定することもできるし、載置台２１と一体に形成することもできる。

ローラカバー４２５および保持ピンカバー２６を設ければ、前述したローラカバー２５および保持ピンカバー２６と同様に、載置台２１の回転が停止したとしても、ローラ２４ａや保持ピン２２２などが凍結するのを抑制することができる。

前述したように、上部ローラカバー２５ｄは、円筒状を呈し、上端に、載置台２１の外側に張り出した板状体を有する。板状体は、ローラ２４ａの上面を覆っている。
この様な構成を有する上部ローラカバー２５ｄとすれば、上部ローラカバー２５ａ、２５ｃに比べて、重量を軽くすることができる。

また、載置台２１には、少なくとも１つの孔２１ｄを設けることができる。孔２１ｄは、載置台２１の上面と下面との間を貫通している。孔２１ｄの、載置台２１の上面側の端部は、上部ローラカバー２５ｄの内側面の近傍に開口している。孔２１ｄの、載置台２１の下面側の端部は、下部ローラカバー２５ｂと保持ピンカバー２６との間に開口している。

孔２１ｄが設けられていれば、上部ローラカバー２５ｄの内側にある液体１０１を、載置台２１の下方に排出することができる。この場合、液体１０１は、下部ローラカバー２５ｂと保持ピンカバー２６との間に排出されるので、排出された液体１０１が、ローラ２４ａおよび支持部２４ｃに付着するのを抑制することができる。
また、前述したローラカバー２５および保持ピンカバー２６と同様に、載置台２１の回転が停止したとしても、ローラ２４ａや保持ピン２２２などが凍結するのを抑制することができる。また、載置台２１の表面で凍結された液体１０１、１０２が載置台２１の表面から剥がれ、ローラ２４ａと衝突し、載置台２１の回転を抑制することも防止できる。

また、図１３（ａ）に示すように、本実施形態の保持ピンカバー２６は、隣接する２つの保持ピン２２２のガイド部２２ａの側面を覆うため、円と円が重なったような断面を有する。
また、図１３（ｂ）に示すように、保持ピンカバー２６ａは、隣接する２つの保持ピン２２２毎に設けられ、保持ピンカバー２６ａ同士が重ならない様にすることもできる。

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、基板処理装置１が備える各要素の形状、寸法、数、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

例えば、前述した実施形態においては、冷却液を気化させることで冷却ガス３ａを生成する冷却液部３１としたが、例えば、冷却液部は、常温のガスをチラー循環により冷却するものであってもよい。

例えば、凍結工程（固相）は、凍結膜にひびが入る前に解凍工程を行うようにしてもよい。
例えば、凍結工程（固液相）の後、凍結工程（固相）を実行すること無く、解凍工程を行うようにしてもよい。

１ 基板処理装置、２ 載置部、２１ 載置台、２２ 保持ピン、３ 冷却部、３ａ 冷却ガス、３４ 冷却ノズル、３５ 駆動部、４ 第１液体供給部、４４ 液体ノズル、４５ 駆動部、５ 第２液体供給部、５４ 液体ノズル、５５ 駆動部、９ コントローラ、１００ 基板、１００ｂ 裏面、１００ｃ 表面、１０１ 液体、１０２ 液体

Claims (14)

1. 略円板状を呈し、中央部分に孔を有する載置台と、
   前記載置台の側面に接触し、前記載置台を回転させるローラと、
   前記載置台に設けられ、基板を保持する複数の保持ピンと、
   前記基板の、前記載置台側とは反対側の第１の面に第１の液体を供給する第１の液体ノズルと、
   前記第１の液体ノズルの位置を移動させる第１の駆動部と、
   前記載置台の前記孔から、前記基板の、前記載置台側の第２の面に第２の液体を供給する第２の液体ノズルと、
   前記第２の液体ノズルの位置を移動させる第２の駆動部と、
   前記載置台の前記孔から、前記第２の面に冷却ガスを供給する冷却ノズルと、
   前記冷却ノズルの位置を移動させる第３の駆動部と、
   前記第１の駆動部、前記第２の駆動部、および前記第３の駆動部を制御するコントローラと、
   を備え、
   前記第２の面に前記冷却ガスを供給する場合には、前記コントローラは、前記第３の駆動部を制御して、前記冷却ノズルを前記第２の面の下方に配置し、前記第２の駆動部を制御して、前記第２の液体ノズルを前記第２の液体ノズルの退避位置に移動させる、
   または、
   前記第２の面に前記第２の液体を供給する場合には、前記コントローラは、前記第２の駆動部を制御して、前記第２の液体ノズルを前記第２の面の下方に配置し、前記第３の駆動部を制御して、前記冷却ノズルを前記冷却ノズルの退避位置に移動させる基板処理装置。
2. 前記載置台は、前記載置台の厚み方向を貫通する複数の第２の孔を備え、
   前記複数の保持ピンは、
   前記第２の孔の内部に設けられ、かつ、前記載置台における前記基板を保持する側とは反対側に突出したガイド部を備え、前記載置台に対して、前記第１の面とは直交する方向に沿って個別に移動可能であり、
   前記複数の保持ピンとは別体で設けられ、前記複数の保持ピンの前記ガイド部に接離動
   可能に構成され、前記複数の保持ピンを前記第１の面とは直交する方向に一括して移動させる昇降部をさらに備えた請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記冷却ノズルおよび前記第２の液体ノズルは、前記保持ピンの前記ガイド部の端部と前記昇降部との間を移動する請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記保持ピンの前記ガイド部の側面を覆う保持ピンカバーをさらに備え、
   前記昇降部は、前記ガイド部と対向する位置に設けられた凸部をさらに有する請求項２または３に記載の基板処理装置。
5. 前記第２の面に前記冷却ガスを供給する場合には、前記コントローラは、前記第１の駆動部を制御して、前記第１の液体ノズルを前記第１の面の上方に配置する請求項１～４のいずれか１つに記載の基板処理装置。
6. 前記コントローラは、前記第１の駆動部を制御して、前記第１の面の上方に配置され、前記第１の液体を吐出している前記第１の液体ノズルを前記第１の面に沿って揺動させる請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記第２の面に前記冷却ガスを供給する場合には、前記コントローラは、前記第３の駆動部を制御して、前記冷却ガスを吐出している前記冷却ノズルを、前記第２の面に沿って揺動させる請求項１～６のいずれか１つに記載の基板処理装置。
8. 前記第２の面に前記第２の液体を供給する場合には、前記コントローラは、前記第２の駆動部を制御して、前記第２の液体を吐出している前記第２の液体ノズルを前記第２の面に沿って揺動させる請求項１～７のいずれか１つに記載の基板処理装置。
9. 前記冷却ノズルは、前記基板の側に向かうに従い内径が漸増するテーパ形状を有し、テーパ部分の角度が、０°より大きく、８°以下である請求項１～８のいずれか１つに記載の基板処理装置。
10. 前記載置台の、前記基板を保持する側の面に設けられ、前記ローラの上面、および前記ローラの前記載置台側を覆う上部ローラカバーをさらに備えた請求項１～９のいずれか１つに記載の基板処理装置。
11. 前記上部ローラカバーは、前記複数の保持ピンが挿入される孔を有する請求項１０記載の基板処理装置。
12. 前記上部ローラカバーは、円筒状を呈し、上端の外縁側が前記ローラよりも外側に張り出した形状を有し、
    前記上部ローラカバーの内縁側の端部は、前記端部の外縁側の上端から内縁側の下端に向かう傾斜面となるよう形成されている請求項１０記載の基板処理装置。
13. 前記上部ローラカバーは、円筒状を呈し、上端に、前記載置台の外側に張り出した板状体を有し、
    前記板状体は、前記ローラの上面を覆っている請求項１０記載の基板処理装置。
14. 前記載置台の、前記基板を保持する側とは反対側の面の周縁近傍に設けられ、前記ローラの前記載置台側を覆う下部ローラカバーをさらに備えた請求項１～１３のいずれか１つに記載の基板処理装置。

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