JP7581393B2 - 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、半導体ウェーハなどの基板の表面に付着したパーティクルなどの汚染物を除去する方法として、凍結洗浄法が提案されている。

凍結洗浄法においては、まず、基板の表面に純水などの液体を供給して液膜を形成する。次に、基板の表面側に冷却ガスを供給して液膜を凍結させる。液膜が凍結して凍結膜が形成される際に汚染物が凍結膜に取り込まれることで、汚染物が基板の表面から分離される。次に、凍結膜に純水などの液体を供給して凍結膜を融解し、液体とともに汚染物を基板の表面から除去する。（例えば、特許文献１を参照）
凍結洗浄法を実施可能な基板処理装置を用いれば、基板の表面から汚染物を効率よく除去することができる。

しかしながら、凍結洗浄法を実施可能な基板処理装置においては、基板の周辺において、基板の表面に供給された液体が凍結したり、凍結洗浄処理を行う雰囲気に含まれている水分により霜が発生したりするという問題がある。
そのため、基板の周辺において不要な凍結が生じるのを抑制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２０１０－８０５８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、基板の周辺において不要な凍結が生じるのを抑制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、中心軸周りに回転可能な載置台と、前記載置台に設けられ、基板を保持する複数の保持部と、前記載置台と前記基板との間の空間に、冷却ガスを供給可能な冷却部と、前記基板の、前記載置台側とは反対側の面に液体を供給可能な液体供給部と、を備えている。前記基板を保持する際には、前記複数の保持部のそれぞれは、前記載置台の面に沿って、前記中心軸に向かう方向に移動して、前記基板の周縁、および、前記載置台と前記基板との間の空間を囲み、前記空間が、前記複数の保持部により閉鎖される。

本発明の実施形態によれば、基板の周辺において不要な凍結が生じるのを抑制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断面図である。 図１における載置部の模式断面図である。 図１における載置部のＡ－Ａ線方向の模式図である。 保持部を例示するための模式斜視図である。 溝の形成を例示するための模式分解図である。 ピースを例示するための模式斜視図である。 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。 基板の受け渡しを例示するための模式断面図である。 図８における載置部のＢ－Ｂ線方向の模式図である。 他の実施形態に係る載置部を例示するための模式断面図である。 溝の形成を例示するための分解図である。 他の実施形態に係る載置部を例示するための模式断面図である。 図１２における載置部のＣ－Ｃ線方向の模式図である。 保持部を例示するための模式斜視図である。 他の実施形態に係る載置部を例示するための模式断面図である。 図１５における載置部のＤ－Ｄ線方向の模式図である。 保持部を例示するための模式斜視図である。

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、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に用いられる板状体、フラットパネルディスプレイ用基板などとすることができる。ただし、基板１００は、例示をしたものに限定されるわけではない。

なお、基板１００の洗浄面には、パターンである凹凸部が形成されていてもよいし、凹凸部が形成されていなくてもよい。凹凸部が形成されていない基板は、例えば、凹凸部が形成される前の基板（例えば、いわゆるバルク基板）などとすることができる。

また、以下においては、一例として、基板１００が、フォトリソグラフィ用マスクである場合を説明する。基板１００が、フォトリソグラフィ用マスクである場合には、基板１００の平面形状は、例えば、正方形とすることができる。

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断面図である。
図２は、図１における載置部２の模式断面図である。
図３は、図１における載置部２のＡ－Ａ線方向の模式図である。
図１～図３は、載置部２（載置台２ａ）に基板１００を載置した状態、すなわち、基板１００に凍結洗浄処理を施す際の状態を表している。

図１に示すように、基板処理装置１には、例えば、載置部２、冷却部３、第１液体供給部４、第２液体供給部５、チャンバ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。

図１～図３に示すように、載置部２は、例えば、載置台２ａ、回転軸２ｂ、駆動部２ｃ、リフトピン２ｄ、および保持部２ｅを有する。

載置台２ａは、チャンバ６の内部に設けられている。載置台２ａは、中心軸周りに回転可能となっている。
載置台２ａは、例えば、部分２ａ１（第２の部分の一例に相当する）、および部分２ａ２（第１の部分の一例に相当する）を有する（図２参照）。
部分２ａ１は、板状を呈している。部分２ａ１は、例えば、円板状を呈している。部分２ａ１は、部分２ａ２の上に設けられている。また、部分２ａ１の上面は、平坦な面であり、載置台２ａの面に相当する。部分２ａ１の中央部分には、部分２ａ１の厚み方向を貫通する孔２ａ１ａ（第１の孔の一例に相当する）が設けられている。また、部分２ａ１の、リフトピン２ｄと対向する位置には、部分２ａ１の厚み方向を貫通する孔２ａ１ｂが設けられている。また、部分２ａ１の、孔２ａ１ａと孔２ａ１ｂとの間の領域には、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１を排出するための孔２ａ１ｃ（第２の孔の一例に相当する）が設けられている。孔２ａ１ｃは、部分２ａ１を厚み方向に貫通している。孔２ａ１ｃは、少なくとも１つ設けることができる。ただし、複数の孔２ａ１ｃが設けられていれば、前述した冷却ガス３ａ１の排出が容易となる。また、複数の孔２ａ１ｃは、載置台２ａの中心軸を中心として、点対称となる位置に設けることができる。この様にすれば、載置台２ａの中心軸に対して均等な排気を行うことができるので、基板１００の面内の温度がばらつくのを抑制することができる。

また、孔２ａ１ｃが載置台２ａに載置された基板１００の四隅周辺に設けられることで、最終的に基板１００の四隅周辺から載置台２ａの外部に冷却ガス３ａ１が排出される。このため、基板１００と載置台２ａの間に基板１００の四隅へと向かう冷却ガス３ａ１の流れが生まれ、基板１００の四隅も十分冷却される。
また、載置台２ａの外部に冷却ガス３ａ１を排出する流路２ａ３は、基板１００の四隅に向かう方向（冷却ガス３ａ１を排出するための孔２ａ１ｃの中心と孔２ａ１ｃの中心を結んだ線の方向）に平行な方向に設けられることが好ましい。

部分２ａ２は、板状を呈している。部分２ａ２は、例えば、円板状を呈している。部分２ａ２の中央部分には、部分２ａ２の厚み方向を貫通する孔２ａ２ａ（第３の孔の一例に相当する）が設けられている。孔２ａ２ａは、孔２ａ１ａと同芯に設けることができる。また、部分２ａ２の、リフトピン２ｄと対向する位置には、部分２ａ２の厚み方向を貫通する孔２ａ２ｂが設けられている。孔２ａ２ｂは、孔２ａ１ｂと同芯に設けることができる。

部分２ａ２の平面形状、平面寸法、および厚みは、部分２ａ１の平面形状、平面寸法、および厚みと同じとすることもできるし、これらの少なくともいずれかが異なるものとすることもできる。

部分２ａ１と部分２ａ２との間には、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１を、載置台２ａの外部に排出する流路２ａ３が設けられている。流路２ａ３は、例えば、載置台２ａの外部に繋がっている。また、流路２ａ３は、例えば、冷却ノズル３ｄと、孔２ａ１ａおよび孔２ａ２ａと、の間の隙間（第１の隙間の一例に相当する）に繋がっている。また、孔２ａ１ｃは、流路２ａ３と、載置台２ａと基板１００との間の空間と、に繋がっている。

後述するように、基板１００の周縁と、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間は、保持部２ｅにより囲まれている。そのため、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１は、孔２ａ１ｃ、および流路２ａ３を介して、載置台２ａの外側に排出される。また、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１は、孔２ａ１ａ、および流路２ａ３を介して、載置台２ａの外側に排出される。

流路２ａ３は、例えば、溝とすることができる。溝は、少なくとも１つ設けることができる。ただし、複数の溝（流路２ａ３）が設けられていれば、前述した冷却ガス３ａ１の排出が容易となる。また、複数の溝（流路２ａ３）は、載置台２ａの中心軸を中心として、点対称となる位置に設けることができる。この様にすれば、載置台２ａの中心軸に対して均等な排気を行うことができるので、基板１００の面内の温度がばらつくのを抑制することができる。また、溝は、部分２ａ１、および部分２ａ２の少なくともいずれかに設けることができる。
また、部分２ａ１の部分２ａ２と対向する面、および、部分２ａ２の部分２ａ１と対向する面の少なくともいずれかに突起を設け、部分２ａ１と部分２ａ２との間に設けられた隙間を流路２ａ３としてもよい。この様にすれば、冷却ガス３ａ１の排出が容易となり、且つ、載置台２ａの中心軸に対して均等な排気を行うことが容易となる。基板１００の面内の温度がばらつくのをさらに効果的に抑制することができる。

図１に示すように、回転軸２ｂの一方の端部は、部分２ａ２の、部分２ａ１の側とは反対の面に設けられている。回転軸２ｂの他方の端部は、チャンバ６の外部に設けられている。回転軸２ｂは、チャンバ６の外部において駆動部２ｃと接続されている。

回転軸２ｂは、例えば、筒状を呈している。回転軸２ｂの載置台２ａ（部分２ａ２）側の端部は、開口している。
回転軸２ｂの、載置台２ａ側とは反対側の端部には、冷却ノズル３ｄが取り付けられている。回転軸２ｂの、載置台２ａ側とは反対側の端部と、冷却ノズル３ｄとの間には、図示しない回転軸シールが設けられている。そのため、回転軸２ｂの、載置台２ａ側とは反対側の端部は、気密となるように封止されている。

駆動部２ｃは、チャンバ６の外部に設けられている。駆動部２ｃは、回転軸２ｂと接続されている。駆動部２ｃは、モータなどの回転機器を有する。駆動部２ｃの回転力は、回転軸２ｂを介して載置台２ａに伝達される。そのため、駆動部２ｃにより載置台２ａ、ひいては複数の保持部２ｅに保持された基板１００を回転させることができる。

また、駆動部２ｃは、回転の開始と回転の停止のみならず、回転数（回転速度）を変化させることができる。この場合、駆動部２ｃは、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。

リフトピン２ｄは、棒状を呈し、複数設けることができる。リフトピン２ｄは、部分２ａ１の孔２ａ１ｂ、および、部分２ａ２の孔２ａ２ｂに挿入可能となっている。複数のリフトピン２ｄは、図示しない昇降装置により昇降される。複数のリフトピン２ｄは、保持部２ｅと、図示しない搬送装置との間で基板１００の受け渡しを行う（図８参照）。

保持部２ｅは、基板１００を保持する。保持部２ｅは、載置台２ａ（部分２ａ１）の一方の主面に、複数設けられる。例えば、図３に示すように、保持部２ｅは、基板１００の辺ごとに設けることができる。複数の保持部２ｅのそれぞれは、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に沿って、回転軸２ｂに向かう方向に移動可能となっている。また、複数の保持部２ｅのそれぞれは、回転軸２ｂから離れる方向に移動可能となっている（図９参照）。

例えば、図３に示すように、基板１００を保持する際には、複数の保持部２ｅのそれぞれは、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に沿って、中心軸に向かう方向に移動する。複数の保持部２ｅは、基板１００を保持するとともに、基板１００の周縁、および、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間を囲む。
また、複数の保持部２ｅにより基板１００が保持されると、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に平行な方向、および、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に垂直な方向における、基板１００の位置合わせが行われる。

図３に示すように、複数の保持部２ｅが、載置された基板１００を保持した際には、複数の保持部２ｅの外形寸法は、基板１００の角を含む外接円よりも大きくすることができる。なお、図３に例示をした複数の保持部２ｅの輪郭は円であるが、四角形や六角形などの多角形としてもよい。

図４は、保持部２ｅを例示するための模式斜視図である。
図４に示すように、保持部２ｅは、板状を呈し、上面２ｅ１、側面２ｅ２、内側面２ｅ３、および斜面２ｅ４を有する。
上面２ｅ１は、例えば、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に略平行な平坦面となっている。上面２ｅ１の、基板１００側（内側面２ｅ３側）の辺の長さは、基板１００の表面１００ｂの辺の長さと略同じになっている。また、複数の保持部２ｅが、載置された基板１００を保持した際には、上面２ｅ１と、載置台２ａ（部分２ａ１）の面との間の距離が、基板１００の表面１００ｂと、載置台２ａ（部分２ａ１）の面との間の距離と同じになる。つまり、複数の保持部２ｅが基板１００を保持したときには、上面２ｅ１と基板１００の表面１００ｂとが同じ高さになる。なお、上面２ｅ１と、載置台２ａ（部分２ａ１）の面との間の距離が、基板１００の表面１００ｂと、載置台２ａ（部分２ａ１）の面との間の距離よりも、０．１ｍｍ程度小さくなるようにしてもよい。

そのため、図１～図３に示すように、複数の保持部２ｅが、載置された基板１００を保持した際には、基板１００の周囲を囲み、且つ、基板１００の表面１００ｂと略同一面内にある平坦面が形成される。この様にすれば、後述する解凍工程において、液体１０１と、液体１０１が凍結したものと、を基板１００の表面１００ｂから円滑に排出することができる。

図４に示すように、側面２ｅ２は、上面２ｅ１に接続されている。側面２ｅ２は、例えば、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に略垂直な平坦面となっている。図３に示すように、複数の保持部２ｅが、載置された基板１００を保持した際には、隣接する保持部２ｅの側面２ｅ２同士が接触する。

内側面２ｅ３は、上面２ｅ１と側面２ｅ２に接続されている。内側面２ｅ３は、基板１００の側面と対向している。内側面２ｅ３は、例えば、載置台２ａ（部分２ａ１）の面に略垂直な平坦面となっている。図１～図３に示すように、複数の保持部２ｅが、載置された基板１００を保持した際には、内側面２ｅ３は、基板１００の側面と接触する。

そのため、図１～図３に示すように、複数の保持部２ｅが、載置された基板１００を保持した際には、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間が、複数の保持部２ｅにより閉鎖される。この様にすれば、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間を流れる冷却ガス３ａ１が、基板１００の外側に流れるのを抑制することができる。

ここで、後述する予備工程、冷却工程、解凍工程などにおいて、基板１００の表面１００ｂに供給された液体１０１と、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１とが、基板１００の周縁の近傍において交わる。すると、基板１００の周辺において、載置台２ａや載置台２ａの近傍に設けられた部材などが凍結するおそれがある。なお、基板１００の周縁の近傍には、基板１００の裏面１００ａの外周も含まれる。つまり、基板１００の裏面１００ａの外周に液体１０１が回り込むおそれがある。基板１００の裏面１００ａに回り込んだ液体１０１は、汚染物を含んでいるおそれがあり、基板１００の裏面１００ａを汚染するおそれがある。
また、冷却ガス３ａ１が基板１００の外側に流れると、凍結洗浄処理を行う雰囲気に含まれている水分により、基板１００の周縁近傍や、載置台２ａの近傍に設けられた部材などに霜が発生するおそれがある。
基板１００の周辺において、これらのような不要な凍結が生じると、基板処理装置１の故障が発生したり、凍結洗浄処理の効果が低減したりするおそれがある。

本実施の形態に係る保持部２ｅとすれば、冷却ガス３ａ１が、基板１００の外側に流れるのを抑制することができるので、基板１００の周辺において不要な凍結が生じるのを抑制することができる。また、基板１００の裏面１００ａにおける凍結も抑制することができる。

斜面２ｅ４は、図４に示すように、内側面２ｅ３と側面２ｅ２に接続されている。斜面２ｅ４は、基板１００の裏面１００ａの下方に位置している。斜面２ｅ４は、載置台２ａ（部分２ａ１）の面（基板１００の裏面１００ａ）に対して傾斜している。斜面２ｅ４と、載置台２ａ（部分２ａ１）の面との間の距離は、内側面２ｅ３側になるに従い漸増している。

基板１００を、複数の保持部２ｅに保持させた際には、基板１００の裏面１００ａの縁（エッジ）が、斜面２ｅ４と接触する。そのため、保持部２ｅと、基板１００の裏面１００ａの縁とを線接触させることができる。保持部２ｅと、基板１００の裏面１００ａの縁とを線接触させれば、基板１００に汚れや損傷などが発生するのを抑制することができる。
また、基板１００の裏面１００ａの縁に面取り加工が施されている場合がある。この場合には、面取り加工が施された部分が、斜面２ｅ４と接触する。そのため、基板１００の裏面１００ａが保持部２ｅと接触するのを抑制することができるので、基板１００の裏面１００ａに損傷や汚れなどが発生するのをより抑制することができる。
また、保持部２ｅの斜面２ｅ４をバリカンの刃のように櫛歯状に形成してもよい。あるいは、保持部２ｅの外周方向にむけて複数の溝を保持部２ｅの斜面２ｅ４に形成してもよい。このようにすることで、基板１００との接触部分を少なくできる。また、冷却ガス３ａ１が基板１００の端まで届きやすくなる。

保持部２ｅの表面は、液体１０１、１０２に対する撥液性を有していることができる。保持部２ｅの表面が撥液性を有していれば、液体１０１、１０２が保持部２ｅの表面に残留するのを抑制することができる。そのため、残留した液体１０１、１０２が凍結することで、保持部２ｅの移動が阻害されたり、液体１０１、１０２の排出が阻害されたりするのを抑制することができる。

例えば、撥液性の高い材料を用いて保持部２ｅを形成したり、保持部２ｅの表面に撥液性の高い材料を含む膜を形成したりすることができる。撥液性の高い材料は、例えば、トリフルオロメチル基などの飽和フルオロアルキル基、フルオロシリル基、アルキルシリル基、長鎖アルキル基などの官能基を有する材料とすることができる。例えば、保持部２ｅは、フッ素樹脂を含むことができる。例えば、保持部２ｅは、ステンレスなどの金属を含む基部の表面に、フッ素樹脂を含む膜が形成されたものとすることができる。

また、保持部２ｅの表面が、フラクタル構造を有していてもよい。フラクタル構造は、例えば、保持部２ｅの表面を、プラズマや腐食性液などを用いてエッチングすることで形成することができる。なお、前述した官能基を有する材料を含む膜の表面をフラクタル構造とすることもできる。

また、保持部２ｅの、少なくとも基板１００を保持する部分は、熱伝導率の高い樹脂で覆われていることができる。例えば、保持部２ｅの、側面２ｅ２、内側面２ｅ３、および斜面２ｅ４は、熱伝導率の高い樹脂で覆うことができる。
内側面２ｅ３、および斜面２ｅ４は、基板１００と接触する。隣接する保持部２ｅの側面２ｅ２同士は接触する。そのため、側面２ｅ２、内側面２ｅ３、および斜面２ｅ４が樹脂で覆われていれば、これらの面に損傷が発生するのを抑制することができる。
また、これらの面が熱伝導率の高い樹脂で覆われていれば、温度変化に対する応答性を向上させることができる。そのため、後述する予備工程や冷却工程において、基板１００の熱が保持部２ｅに逃げるのを抑制することができる。

次に、図１に戻って、基板処理装置１に設けられた他の構成要素について説明する。
図１に示すように、冷却部３は、載置台２ａ（部分２ａ１）と、基板１００の裏面１００ａと、の間の空間に、冷却ガス３ａ１を供給する。冷却部３は、冷却液部３ａ、フィルタ３ｂ、流量制御部３ｃ、および冷却ノズル３ｄを有する。冷却液部３ａ、フィルタ３ｂ、および流量制御部３ｃは、チャンバ６の外部に設けられている。

冷却液部３ａは、冷却液の収納、および冷却ガス３ａ１の生成を行う。冷却液は、冷却ガス３ａ１を液化したものである。冷却ガス３ａ１は、基板１００の材料と反応し難いガスであれば特に限定はない。冷却ガス３ａ１は、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの不活性ガスとすることができる。

冷却液部３ａは、冷却液を収納するタンクと、タンクに収納された冷却液を気化させる気化部とを有する。タンクには、冷却液の温度を維持するための冷却装置が設けられている。気化部は、冷却液の温度を上昇させて、冷却液から冷却ガス３ａ１を生成する。気化部においては、例えば、外気温度を利用したり、熱媒体による加熱を用いたりすることができる。冷却ガス３ａ１の温度は、液体１０１の凝固点以下の温度であればよい。

なお、冷却液部３ａが、タンクに収納された冷却液を気化させて冷却ガス３ａ１を生成する場合を例示したが、不活性ガスをチラーなどで冷却して、冷却ガス３ａ１とすることもできる。この様にすれば、冷却液部を簡素化できる。

フィルタ３ｂは、配管を介して、冷却液部３ａに接続されている。フィルタ３ｂは、冷却液に含まれていたパーティクルなどの汚染物が、基板１００側に流出するのを抑制する。

流量制御部３ｃは、配管を介して、フィルタ３ｂに接続されている。流量制御部３ｃは、冷却ガス３ａ１の流量を制御する。流量制御部３ｃは、例えば、ＭＦＣ（Mass Flow Controller）などとすることができる。また、流量制御部３ｃは、冷却ガス３ａ１の供給圧力を制御することで冷却ガス３ａ１の流量を間接的に制御するものであってもよい。この場合、流量制御部３ｃは、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。

冷却液部３ａにおいて冷却液から生成された冷却ガス３ａ１の温度は、ほぼ所定の温度となっている。そのため、流量制御部３ｃにより、冷却ガス３ａ１の流量を制御することで基板１００の温度、ひいては基板１００の表面１００ｂにある液体１０１の温度を制御することができる。この場合、流量制御部３ｃにより、冷却ガス３ａ１の流量を制御することで、後述する過冷却工程において液体１０１の過冷却状態を生じさせることができる。

冷却ノズル３ｄは、筒状を呈している。冷却ノズル３ｄは、流量制御部３ｃにより流量が制御された冷却ガス３ａ１を、載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給する。載置台２ａ（部分２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１は、基板１００の裏面１００ａに直接供給される。

冷却ノズル３ｄは、回転軸２ｂの内部に挿通されている。冷却ノズル３ｄの一方の端部は、回転軸２ｂの外部に設けられ、流量制御部３ｃと接続されている。前述した様に、載置台２ａ（部分２ａ１、部分２ａ２）は回転する。一方、冷却ノズル３ｄは、チャンバ６などに固定されている。そのため、図２に示すように、冷却ノズル３ｄの他方の端部は、部分２ａ１の孔２ａ１ａ、および部分２ａ２の孔２ａ２ａに隙間（第１の隙間の一例に相当する）を介して設けられている。

しかしながら、冷却ノズル３ｄと、孔２ａ１ａの内壁および孔２ａ２ａの内壁と、の間に隙間が設けられていると、この隙間を介して、冷却ガス３ａ１が回転軸２ｂの内部に侵入することになる。冷却ガス３ａ１が回転軸２ｂの内部に侵入すると、回転軸２ｂと冷却ノズル３ｄとの間において凍結が発生する場合がある。この部分に凍結が発生すると、載置台２ａの回転が妨げられたり、基板処理装置１の故障が発生したりするおそれがある。

そのため、図２に示すように、冷却ノズル３ｄの端部の近傍には、シール部３ｄ１が設けられている。
シール部３ｄ１は、例えば、基部３ｄ１ａ、および凸部３ｄ１ｂを有する。
基部３ｄ１ａは、板状を呈し、冷却ノズル３ｄの外側面に設けられている。例えば、基部３ｄ１ａは、円板状を呈し、冷却ノズル３ｄの中心軸に略直交する方向に突出している。
凸部３ｄ１ｂは、環状を呈し、基部３ｄ１ａの周縁近傍に設けられている。凸部３ｄ１ｂは、例えば、冷却ノズル３ｄの中心軸に略平行な方向に突出している。

部分２ａ２の孔２ａ２ａの内壁には、溝２ａ２ｃ（第１の溝の一例に相当する）が設けられている。基部３ｄ１ａの周縁近傍、および凸部３ｄ１ｂは、隙間（第２の隙間の一例に相当する）を介して溝２ａ２ｃに設けられている。シール部３ｄ１と、溝２ａ２ｃとの間の隙間は、冷却ノズル３ｄと孔２ａ２ａの内壁との間の隙間よりも小さい。そのため、冷却ガス３ａ１が、シール部３ｄ１と、溝２ａ２ｃとの間の隙間を流れにくくなるので、冷却ガス３ａ１が回転軸２ｂの内部に侵入するのを抑制することができる。

図５は、溝２ａ２ｃの形成を例示するための模式分解図である。
図５に示すように、部分２ａ２の孔２ａ２ａの内壁と、部分２ａ２の部分２ａ１の側の面と、に開口する凹部２ａ２ｄを設けることができる。そして、凹部２ａ２ｄの内壁に、ピース２ａ２ｅを取り付けることで、溝２ａ２ｃを形成することができる。

図６は、ピース２ａ２ｅを例示するための模式斜視図である。
図６に示すように、ピース２ａ２ｅの一方の端部側には、拡径部２ａ２ｆを設けることができる。拡径部２ａ２ｆの側面に雄ネジを設け、凹部２ａ２ｄの内壁に雌ネジを設けることができる。
また、ピース２ａ２ｅには中心軸方向を貫通する孔２ａ２ｇを設けることができる。ピース２ａ２ｅの孔２ａ２ｇの径寸法は、部分２ａ２の孔２ａ２ａの径寸法と同じとすることができる。

凹部２ａ２ｄの内壁に、ピース２ａ２ｅを取り付けることで、溝２ａ２ｃを形成すれば、溝２ａ２ｃの形成が容易となる。また、部分２ａ２と冷却ノズル３ｄとの組立作業が容易となる。

図１に示すように、第１液体供給部４は、基板１００の表面１００ｂに液体１０１を供給する。後述する凍結工程において、液体１０１が液体から固体に変化（液固相変化）すると体積が変化するので圧力波が生じる。この圧力波により、基板１００の表面１００ｂ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、液体１０１は、基板１００の材料と反応し難いものであれば特に限定はない。

なお、液体１０１を凍結した際に体積が増える液体とすれば、体積増加に伴う物理力を利用して、基板１００の表面に付着している汚染物を分離できるとも考えられる。そのため、液体１０１は、基板１００の材料と反応し難く、且つ、凍結した際に体積が増える液体とすることができる。例えば、液体１０１は、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とする場合、水以外の成分が余り多くなると、体積増加に伴う物理力を利用することが難しくなるので、汚染物の除去率が低下するおそれがある。そのため、水以外の成分の濃度は、５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下とすることができる。

また、液体１０１にはガスを溶存させることができる。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。

第１液体供給部４は、例えば、液体収納部４ａ、供給部４ｂ、流量制御部４ｃ、および液体ノズル４ｄを有する。液体収納部４ａ、供給部４ｂ、および流量制御部４ｃは、チャンバ６の外部に設けられている。

液体収納部４ａは、前述した液体１０１を収納する。
供給部４ｂは、配管を介して、液体収納部４ａに接続されている。供給部４ｂは、液体収納部４ａに収納されている液体１０１を液体ノズル４ｄに向けて供給する。供給部４ｂは、例えば、液体１０１に対する耐性を有するポンプなどとすることができる。なお、供給部４ｂがポンプである場合を例示したが、供給部４ｂはポンプに限定されるわけではない。例えば、供給部４ｂは、液体収納部４ａの内部にガスを供給し、液体収納部４ａに収納されている液体１０１を圧送するものとしてもよい。

流量制御部４ｃは、配管を介して、供給部４ｂに接続されている。流量制御部４ｃは、供給部４ｂにより供給される液体１０１の流量を制御する。流量制御部４ｃは、例えば、流量制御弁とすることができる。また、流量制御部４ｃは、液体１０１の供給の開始と供給の停止をも行うことができる。

液体ノズル４ｄは、チャンバ６の内部に設けられている。液体ノズル４ｄは、筒状を呈している。液体ノズル４ｄの一方の端部は、配管を介して、流量制御部４ｃに接続されている。液体ノズル４ｄの他方の端部は、載置台２ａに載置された基板１００の表面１００ｂに対向している。そのため、液体ノズル４ｄから吐出した液体１０１は、基板１００の表面１００ｂに供給される。

また、液体ノズル４ｄの他方の端部（液体１０１の吐出口）は、基板１００の表面１００ｂの略中央に位置している。液体ノズル４ｄから吐出した液体１０１は、基板１００の表面１００ｂの略中央から拡がり、基板１００の表面１００ｂで略一定の厚みを有する液膜が形成される。

第２液体供給部５は、基板１００の表面１００ｂに液体１０２を供給する。第２液体供給部５は、液体収納部５ａ、供給部５ｂ、流量制御部５ｃ、および液体ノズル４ｄを有する。

液体１０２は、後述する解凍工程において用いることができる。そのため、液体１０２は、基板１００の材料と反応し難く、且つ、後述する乾燥工程において基板１００の表面１００ｂに残留し難いものであれば特に限定はない。液体１０２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とすることができる。

液体収納部５ａは、前述した液体収納部４ａと同様とすることができる。供給部５ｂは、前述した供給部４ｂと同様とすることができる。流量制御部５ｃは、前述した流量制御部４ｃと同様とすることができる。

なお、液体１０２と液体１０１が同じである場合には、第２液体供給部５を省くことができる。また、液体ノズル４ｄを兼用する場合を例示したが、液体１０１を吐出する液体ノズルと、液体１０２を吐出する液体ノズルを別々に設けることもできる。

また、液体１０２の温度は、液体１０１の凝固点よりも高い温度とすることができる。また、液体１０２の温度は、凍結した液体１０１を解凍できる温度とすることもできる。液体１０２の温度は、例えば、常温（２０℃）程度とすることができる。

なお、第２液体供給部５が省かれる場合には、液体１０１の温度は、液体１０１の凝固点よりも高い温度とすることができる。また、液体１０１の温度は、凍結した液体１０１を解凍できる温度とすることもできる。液体１０１の温度は、例えば、常温（２０℃）程度とすることができる。

チャンバ６は、箱状を呈している。チャンバ６の内部にはカバー６ａが設けられている。カバー６ａは、基板１００に供給され、基板１００が回転することで基板１００の外部に排出された液体１０１、１０２を受け止める。カバー６ａは、筒状を呈している。カバー６ａの、載置台２ａ側とは反対側の端部の近傍（カバー６ａの上端近傍）は、カバー６ａの中心に向けて屈曲している。そのため、基板１００の上方に飛び散る液体１０１、１０２の捕捉が容易となる。

また、チャンバ６の内部には仕切り板６ｂが設けられている。仕切り板６ｂは、カバー６ａの外面と、チャンバ６の内面との間に設けられている。

チャンバ６の底面側の側面には複数の排出口６ｃが設けられている。図１の場合には、排出口６ｃが２つ設けられている。使用済みの冷却ガス３ａ１、空気７ａ、液体１０１、および液体１０２は、排出口６ｃからチャンバ６の外部に排出される。排出口６ｃには排気管６ｃ１が接続されている。また、排出口６ｃには液体１０１、１０２を排出する排出管６ｃ２が接続されている。

排出口６ｃは基板１００よりも下方に設けられている。そのため、冷却ガス３ａ１が排出口６ｃから排気されることでダウンフローの流れが作りだされる。その結果、パーティクルの舞い上がりを防ぐことができる。

平面視において、複数の排出口６ｃは、チャンバ６の中心に対して対称となるように設けられている。この様にすれば、チャンバ６の中心に対して、冷却ガス３ａ１の排気方向が対称となる。冷却ガス３ａ１の排気方向が対称となれば、冷却ガス３ａ１の排気が円滑となる。

送風部７は、チャンバ６の天井面に設けられている。なお、送風部７は、天井側であれば、チャンバ６の側面に設けることもできる。送風部７は、ファンなどの送風機とフィルタを備えることができる。フィルタは、例えば、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）などとすることができる。

送風部７は、仕切り板６ｂとチャンバ６の天井との間の空間に空気７ａ（外気）を供給する。そのため、仕切り板６ｂとチャンバ６の天井との間の空間の圧力が外部の圧力より高くなる。その結果、送風部７により供給された空気７ａを排出口６ｃ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、排出口６ｃからチャンバ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、排気管６ｃ１に接続されている。排気部８は、使用済みの冷却ガス３ａ１、および空気７ａを排気する。排気部８は、ポンプや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）などの演算部と、半導体メモリなどの記憶部を有する。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。記憶部には、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。演算部は、記憶部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。

次に、基板処理装置１の作用について例示をする。
図７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。
なお、図７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。

まず、チャンバ６の図示しない搬入搬出口を介して、基板１００がチャンバ６の内部に搬入される。搬入された基板１００は、複数の保持部２ｅに載置され、複数の保持部２ｅにより、基板１００の保持と、基板１００の位置合わせが行われる。

図８は、基板１００の受け渡しを例示するための模式断面図である。
図９は、図８における載置部２のＢ－Ｂ線方向の模式図である。
例えば、図示しない搬送装置から処理前の基板１００を受け取る際には、図８、および図９に示すように、複数の保持部２ｅを回転軸２ｂから離れる方向に移動させる。そして、図８に示すように、図示しない昇降装置により、リフトピン２ｄの先端を載置台２ａ（部分２ａ１）の上方に移動させて、図示しない搬送装置から処理前の基板１００を受け取る。次に、図示しない昇降装置によりリフトピン２ｄを下降させて、処理前の基板１００を保持部２ｅに受け渡す。この場合、図１、および図２に示すように、下降端において、リフトピン２ｄの先端が載置台２ａ（部分２ａ２）の下方に位置するようにする。この様にすれば、載置台２ａの回転が可能となる。次に、図２および図３に示すように、複数の保持部２ｅを回転軸２ｂに向かって移動させる。そして、複数の保持部２ｅにより、基板１００の保持と、基板１００の位置合わせを行う。

複数の保持部２ｅに基板１００が保持された後に、図７に示すように予備工程、液膜の形成工程、冷却工程（過冷却工程＋凍結工程）、解凍工程、乾燥工程を含む凍結洗浄工程が行われる。

まず、図７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４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して、基板１００の表面１００ｂに、所定の流量の液体１０１を供給する。また、コントローラ９が、流量制御部３ｃを制御して、基板１００の裏面１００ａに、所定の流量の冷却ガス３ａ１を供給する。また、コントローラ９が、駆動部２ｃを制御して、基板１００を所定の回転数（第２の回転数）で回転させる。
この場合、液体１０１が、回転する基板１００に供給され続ける状態となる。

ここで、冷却部３による冷却ガス３ａ１の供給によりチャンバ６内の雰囲気が冷やされると、空気中のダストを含んだ霜が基板１００に付着し、汚染の原因となるおそれがある。予備工程においては、基板１００の表面１００ｂに液体１０１を供給し続けているので、基板１００を均一に冷却しつつ、基板１００の表面１００ｂへの霜の付着を防止することができる。

例えば、図７に例示したものの場合には、第２の回転数を、例えば、５０ｒｐｍ～５００ｒｐｍ程度、液体１０１の流量を０．１Ｌ／ｍｉｎ～１Ｌ／ｍｉｎ程度、冷却ガス３ａ１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い。これらの条件は、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。

予備工程における基板１００の表面１００ｂの液体１０１の温度は、液体１０１が供給され続けている状態であるため、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、基板１００の表面１００ｂに存在する液体１０１（以下、液膜という）の温度は常温（２０℃）程度となる。

次に、図７に示すように液膜の形成工程が実行される。液膜の形成工程においては、予備工程において供給されていた液体１０１の供給を停止する。この場合、基板１００の回転が維持されているので、基板１００の表面１００ｂにある液体１０１が排出される。そして、基板１００の回転数を第２の回転数より遅い第１の回転数まで減速させる。第１の回転数は、例えば、０～５０ｒｐｍの範囲とすればよい。基板１００の回転数を第１の回転数とした後に、所定の量の液体１０１を基板１００に供給して液膜を形成する。なお、冷却ガス３ａ１の供給は、維持されている。

液膜の形成工程において形成される液膜の厚み（過冷却工程を行う際の液膜の厚み）は、２００～１３００μｍ程度とすることができる。例えば、コントローラ９は、液体１０１の供給量を制御して、基板１００の表面１００ｂの上にある液膜の厚みを２００～１３００μｍ程度にする。

次に、図７に示すように冷却工程（過冷却工程＋凍結工程）が実行される。なお、本実施の形態では、冷却工程のうち、液体１０１が過冷却状態となってから凍結が始まるまでの工程を「過冷却工程」、過冷却状態の液体１０１が凍結状態となり、解凍工程により解凍が始まるまでを「凍結工程」と称する。

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、冷却ガス３ａ１の流量、および、基板１００の回転数の少なくともいずれかを制御することで、基板１００の表面１００ｂ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条件は、基板１００の大きさ、液体１０１の粘度、冷却ガス３ａ１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できる。

図７に例示するように、冷却工程（過冷却工程＋凍結工程）においては、冷却ガス３ａ１の流量および回転数は、液膜の形成工程と同じである。基板１００の裏面１００ａに供給され続けている冷却ガス３ａ１により、基板１００上の液膜の温度が、液膜の形成工程における液膜の温度よりもさらに下がり、過冷却状態となる。

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の温度が、－２０℃から－３５℃程度になると液体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に移行する。
凍結工程においては、基板１００の表面１００ｂの液膜の少なくとも一部を凍結させる。本実施の形態に係る凍結洗浄工程では、液膜が完全に凍結して氷膜となる場合を説明する。

次に、図７に示すように解凍工程が実行される。なお、図７に例示をしたものは、液体１０１と液体１０２が同じ液体の場合である。そのため、図７では液体１０１と記載している。解凍工程においては、コントローラ９が、供給部４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して、基板１００の表面１００ｂに、所定の流量の液体１０１を供給する。なお、液体１０１と液体１０２が異なる場合には、コントローラ９が、供給部５ｂおよび流量制御部５ｃを制御して、基板１００の表面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、流量制御部３ｃを制御して、冷却ガス３ａ１の供給を停止させる。これにより氷膜の解凍が始まり、氷膜は徐々に液体１０１となってゆく。また、コントローラ９が、駆動部２ｃを制御して、基板１００の回転数を第２の回転数よりも速い第３の回転数へと増加させる。基板１００の回転が速くなれば、液体１０１と、氷膜の溶け残りと、を遠心力で振り切ることができる。そのため、液体１０１と、氷膜の溶け残りと、を基板１００の表面１００ｂから排出することができる。この際、基板１００の表面１００ｂから分離された汚染物も、これらとともに排出される。

なお、液体１０１または液体１０２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、第３の回転数は、液体１０１、氷膜の溶け残り、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７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４ｂおよび流量制御部４ｃを制御して、液体１０１の供給を停止させる。なお、液体１０１と液体１０２が異なる液体の場合には、コントローラ９が、供給部５ｂおよび流量制御部５ｃを制御して、液体１０２の供給を停止させる。

また、コントローラ９が、駆動部２ｃを制御して、基板１００の回転数を、第３の回転数よりも速い第４の回転数にする。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、第４の回転数は、乾燥ができるのであれば特に限定はない。
以上の様にすることで、基板１００の処理（汚染物の除去）を行うことができる。

次に、複数の保持部２ｅに保持されている処理済みの基板１００を、図示しない搬送装置に受け渡す。図示しない搬送装置は、処理済みの基板１００をチャンバ６の外部に搬出する。

例えば、図８、および図９に示すように、複数の保持部２ｅを回転軸２ｂから離れる方向に移動させる。そして、図８に示すように、図示しない昇降装置により、リフトピン２ｄの先端を載置台２ａ（部分２ａ１）の上方に移動させて、複数の保持部２ｅから処理済みの基板１００を受け取り、受け取った処理済みの基板１００を、図示しない搬送装置に受け渡す。その後、図１、および図２に示すように、リフトピン２ｄを下降端まで下降させる。
以降、前述した手順を繰り返すことで、複数の基板１００の凍結洗浄処理を行うことができる。

図１０は、他の実施形態に係る載置部１２を例示するための模式断面図である。
図１０に示すように、載置部１２は、載置台１２ａ、回転軸２ｂ、駆動部２ｃ、リフトピン２ｄ、および保持部２ｅを有する。
なお、図１０においては、駆動部２ｃは、省略している。

載置台１２ａは、例えば、部分１２ａ１（第２の部分の一例に相当する）、および部分１２ａ２（第１の部分の一例に相当する）を有する。
部分１２ａ１は、前述した部分２ａ１に、凹部１２ａ１ａと溝１２ａ１ｂ（第２の溝の一例に相当する）をさらに設けたものである。シール部３ｄ１の、基部３ｄ１ａの周縁近傍および凸部３ｄ１ｂは、隙間（第３の隙間の一例に相当する）を介して溝１２ａ１ｂに設けられている。凹部１２ａ１ａは、孔２ａ１ａの内壁と、部分１２ａ１の、部分１２ａ２側の面に開口している。凹部１２ａ１ａの底面には、冷却ガス３ａ１を排出するための孔２ａ１ｃが開口している。なお、凹部１２ａ１ａは、部分１２ａ２に設けられていてもよい。

部分１２ａ２は、前述した部分２ａ２から溝２ａ２ｃを削除し、部分１２ａ２の部分１２ａ１側の面に傾斜面をさらに設けたものである。なお、傾斜面は省くこともできる。

前述した、載置台２ａの場合は、第１の部分２ａ１と第２の部分２ａ２との間に設けられた隙間を、冷却ガス３ａ１を排出するための流路２ａ３としている。これに対して、載置台１２ａの場合には、凹部１２ａ１ａを、冷却ガス３ａ１を排出するための流路１２ａ３としている。そのため、載置部１２の場合には、部分１２ａ２の孔２ａ２ａを介して、チャンバ６の底面側に冷却ガス３ａ１が排出される。
すなわち、流路１２ａ３は、載置台１２ａの外部とは繋がらず、冷却ノズル３ｄと、部分２ａ１の孔２ａ１ａおよび部分２ａ２の孔２ａ２ａとの間の隙間に繋がっている。
孔２ａ１ｃは、流路１２ａ３と、載置台１２ａ（部分１２ａ１）と基板１００との間の空間と、に繋がっている。

また、シール部３ｄ１と、部分１２ａ１に設けられた溝１２ａ１ｂとにより、冷却ノズル３ｄから吐出した冷却ガス３ａ１が、孔２ａ１ａの開口に侵入するのが抑制される。そのため、基板１００の冷却に寄与しない冷却ガス３ａ１が生じるのを抑制することができる。

図１１は、溝１２ａ１ｂの形成を例示するための分解図である。
図１１に示すように、部分１２ａ１の孔２ａ１ａの内壁と、部分１２ａ１の基板１００の側の面と、に開口する凹部１２ａ１ｄを設けることができる。そして、凹部１２ａ１ｄの内壁に、ピース２ａ２ｅを取り付けることで、溝１２ａ１ｂを形成することができる。

凹部１２ａ１ｄの内壁に、ピース２ａ２ｅを取り付けることで、溝１２ａ１ｂを形成すれば、溝１２ａ１ｂの形成が容易となる。また、部分１２ａ１と冷却ノズル３ｄとの組立作業が容易となる。

図１２は、他の実施形態に係る載置部を例示するための模式断面図である。
図１３は、図１２における載置部のＣ－Ｃ線方向の模式図である。
図１４は、保持部を例示するための模式斜視図である。
図１２に示すように、載置部２２は、載置台２２ａ、回転軸２ｂ、駆動部２ｃ、リフトピン２ｄ、および保持部２２ｅを有する。
なお、図１２においては、回転軸２ｂ、および駆動部２ｃは、省略している。

載置台２２ａは、例えば、部分２２ａ１（第２の部分の一例に相当する）、および部分２ａ２（第１の部分の一例に相当する）を有する。
部分２２ａ１は、前述した部分２ａ１と同様とすることができる。ただし、孔２ａ１ｃ（第２の孔の一例に相当する）は、孔２ａ１ｂよりも部分２２ａ１の周縁側に設けられている。

図１２、および図１３に示すように、保持部２２ｅは、基板１００を保持する。
図１４に示すように、保持部２２ｅは、板状を呈し、上面２２ｅ１、側面２２ｅ２、内側面２２ｅ３、支持面２２ｅ４、内周面２２ｅ５、および下面２２ｅ６を有する。
上面２２ｅ１は、例えば、前述した保持部２ｅの上面２ｅ１と同様とすることができる。 側面２２ｅ２は、例えば、前述した保持部２ｅの側面２ｅ２と同様とすることができる。
内側面２２ｅ３は、例えば、前述した保持部２ｅの内側面２ｅ３と同様とすることができる。
支持面２２ｅ４は、基板１００の周縁近傍を支持する。この場合、支持面２２ｅ４は、斜面とすることもできる。支持面２２ｅ４を斜面とする場合には、支持面２２ｅ４は、載置台２２ａ（部分２２ａ１）の面（基板１００の裏面１００ａ）に対して傾斜させることができる。例えば、支持面２２ｅ４と、載置台２２ａ（部分２２ａ１）の面との間の距離が、内側面２２ｅ３側になるに従い漸増するようにすることができる。例えば、支持面２２ｅ４は、前述した保持部２ｅの斜面２ｅ４と同様とすることができる。支持面２２ｅ４が斜面となっていれば、基板１００の裏面１００ａと支持面２２ｅ４とを線接触させることができる。そのため、基板１００の裏面１００ａに損傷が発生するのを抑制することができる。
内周面２２ｅ５は、支持面２２ｅ４の、内側面２ｅ３側とは反対側の端部に接続されている。内周面２２ｅ５は、支持面２２ｅ４の下方に設けられている。例えば、内周面２２ｅ５は、内側面２ｅ３と平行な平坦面とすることができる。
下面２２ｅ６は、上面２２ｅ１と対向している。下面２２ｅ６は、上面２２ｅ１と平行な平坦面とすることができる。

また、両側の側面２２ｅ２のそれぞれには、流路２２ｅ７を設けることができる。例えば、保持部２２ｅは、前述した保持部２ｅに、流路２２ｅ７をさらに設けたものとすることができる。
流路２２ｅ７は、溝２２ｅ７ａ、および孔２２ｅ７ｂを有する。溝２２ｅ７ａは、保持部２２ｅの側面２２ｅ２と内周面２２ｅ５とに開口している。孔２２ｅ７ｂは、保持部２２ｅの下面２２ｅ６と溝２２ｅ７ａの内壁とに開口している。
図１３に示すように、複数の保持部２２ｅにより、基板１００を保持した際には、保持部２２ｅに設けられた溝２２ｅ７ａが、隣接する保持部２２ｅに設けられた溝２２ｅ７ａと接続される。また、保持部２２ｅに設けられた孔２２ｅ７ｂが、隣接する保持部２２ｅに設けられた孔２２ｅ７ｂと接続される。この場合、保持部２２ｅに設けられた孔２２ｅ７ｂと、隣接する保持部２２ｅに設けられた孔２２ｅ７ｂとが、部分２２ａ１に設けられた孔２ａ１ｃの上方に位置するようにすることができる。

そのため、図１２に示すように、複数の保持部２２ｅにより、基板１００を保持した際には、載置台２２ａ（部分２２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１が、溝２２ｅ７ａ、孔２２ｅ７ｂ、孔２ａ１ｃ、および部分２２ａ１と部分２ａ２との間の隙間を介して、載置部２２（載置台２２ａ）の外側に排出される。

図１３に示すように、流路２２ｅ７が設けられていれば、孔２ａ１ｃを部分２２ａ１の周縁近傍であって、基板１００の四隅周辺に設けることができる。そのため、載置台２２ａ（部分２２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１を、基板１００の四隅周辺に集中させることができる。また、流路２２ｅ７を介して孔２ａ１ｃに冷却ガス３ａ１を流すことで、基板１００の四隅周辺に冷却ガス３ａ１を集めることができる。また、基板１００の四隅周辺における冷却ガス３ａ１の流れを活発にすることができる。そのため、基板１００の四隅周辺を効率的に冷却することができる。
また、載置台２２ａの内部を冷却ガス３ａ１が通過するため、載置台２２ａも冷却される。そのため、載置台２２ａを介して基板１００を冷却することができるので、基板１００の冷却が容易となる。
この場合、図１３に示すように、溝２２ｅ７ａは、載置台２２ａの中心から、基板１００の四隅に向かう方向と平行となるようにすることが好ましい。
また、複数の保持部２２ｅにより、基板１００を保持した際には、リフトピン２ｄが挿通する孔２ａ１ｂが、複数の保持部２２ｅにより塞がれるようにすることが好ましい。この様にすれば、載置台２２ａ（部分２２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１が、孔２ａ１ｂを介して排出されるのを抑制することができる。そのため、基板１００の四隅周辺に冷却ガス３ａ１を供給するのが容易となる。

図１５は、他の実施形態に係る載置部を例示するための模式断面図である。
図１６は、図１５における載置部のＤ－Ｄ線方向の模式図である。
図１７は、保持部を例示するための模式斜視図である。
図１５に示すように、載置部３２は、載置台３２ａ、回転軸２ｂ、駆動部２ｃ、リフトピン２ｄ、および保持部３２ｅを有する。
なお、図１５においては、回転軸２ｂ、および駆動部２ｃは、省略している。

載置台３２ａは、例えば、部分３２ａ１（第２の部分の一例に相当する）、および部分２ａ２（第１の部分の一例に相当する）を有する。
部分３２ａ１は、前述した部分２ａ１と同様とすることができる。ただし、部分３２ａ１には、孔２ａ１ｃが設けられていない。

図１５、および図１６に示すように、保持部３２ｅは、基板１００を保持する。
図１７に示すように、保持部３２ｅは、板状を呈し、上面３２ｅ１、側面３２ｅ２、内側面３２ｅ３、支持面３２ｅ４、内周面３２ｅ５、下面３２ｅ６、および外周面３２ｅ７を有する。
上面３２ｅ１は、例えば、前述した保持部２２ｅの上面２２ｅ１と同様とすることができる。
側面３２ｅ２は、例えば、前述した保持部２２ｅの側面２２ｅ２と同様とすることができる。
内側面３２ｅ３は、例えば、前述した保持部２２ｅの内側面２２ｅ３と同様とすることができる。
支持面３２ｅ４は、例えば、前述した保持部２２ｅの支持面２２ｅ４と同様とすることができる。
内周面３２ｅ５は、例えば、前述した保持部２２ｅの内周面２２ｅ５と同様とすることができる。
下面３２ｅ６は、例えば、前述した保持部２２ｅの下面２２ｅ６と同様とすることができる。
外周面３２ｅ７は、内側面３２ｅ３および内周面３２ｅ５と対向している。外周面３２ｅ７の一方の端部は、上面３２ｅ１の、内側面３２ｅ３側とは反対側の周縁に接続されている。外周面３２ｅ７の他方の端部は、下面３２ｅ６の、内周面３２ｅ５側とは反対側の周縁に接続されている。

また、両側の側面３２ｅ２のそれぞれには、流路３２ｅ８を設けることができる。例えば、保持部３２ｅは、前述した保持部２２ｅの流路２２ｅ７を流路３２ｅ８に代えたものとすることができる。
図１６、および図１７に示すように、流路３２ｅ８は、側面３２ｅ２、内周面３２ｅ５、および外周面３２ｅ７に開口している。
図１６に示すように、複数の保持部３２ｅにより、基板１００を保持した際には、保持部３２ｅに設けられた流路３２ｅ８が、隣接する保持部３２ｅに設けられた流路３２ｅ８と接続される。

そのため、図１５に示すように、複数の保持部３２ｅにより、基板１００を保持した際には、載置台３２ａ（部分３２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１が、流路３２ｅ８を介して、載置部３２（載置台３２ａ）の外側に排出される。
図１６に示すように、流路３２ｅ８が設けられていれば、載置台３２ａ（部分３２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１を、基板１００の四隅周辺に集めることができる。また、基板１００の四隅周辺における冷却ガス３ａ１の流れを活発にすることができる。そのため、基板１００の四隅周辺を効率的に冷却することができる。
この場合、図１５に示すように、流路３２ｅ８は、載置台３２ａの中心から、基板１００の四隅に向かう方向と平行となるようにすることが好ましい。
また、複数の保持部３２ｅにより、基板１００を保持した際には、リフトピン２ｄが挿通する孔２ａ１ｂが、複数の保持部３２ｅにより塞がれるようにすることが好ましい。この様にすれば、載置台３２ａ（部分３２ａ１）と基板１００との間の空間に供給された冷却ガス３ａ１が、孔２ａ１ｂを介して排出されるのを抑制することができる。そのため、基板１００の四隅周辺に冷却ガス３ａ１を供給するのが容易となる。

すなわち、本実施の形態に係る載置部３２としても、前述した載置部２２と同様の効果を享受することができる。
ここで、前述した様に、単に、冷却ガス３ａ１が基板１００の外側に流れると、凍結洗浄処理を行う雰囲気に含まれている水分により、基板１００の周縁近傍に霜が発生するおそれがある。
しかしながら、図１７に示すように、流路３２ｅ８は、外周面３２ｅ７に開口している。そのため、図１５に示すように、冷却ガス３ａ１が載置部３２の外側に排出される位置を、基板１００の周縁から離すことができる。冷却ガス３ａ１が載置部３２の外側に排出される位置が基板１００の周縁から離れていれば、凍結洗浄処理を行う雰囲気に含まれている水分により、基板１００の周縁近傍に霜が発生するのを抑制することができる。

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。前述した実施形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

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。
また、以上においては、基板１００の平面形状が四角形の場合を例示したが、基板１００の平面形状が円形などの場合も同様とすることができる。

１ 基板処理装置、２ 載置部、２ａ 載置台、２ａ１ 部分、２ａ２ 部分、２ａ２ｃ 溝、２ａ３ 流路、１２ａ３ 流路、２ｅ 保持部、３ 冷却部、３ａ１ 冷却ガス、３ｄ 冷却ノズル、３ｄ１ シール部、３ｄ１ａ 基部、 ３ｄ１ｂ 凸部、４ 第１液体供給部、５ 第２液体供給部、６ チャンバ、９ コントローラ、１００ 基板、１００ａ 裏面、１００ｂ 表面、１０１ 液体、１０２ 液体

Claims (8)

1. 中心軸周りに回転可能な載置台と、
   前記載置台に設けられ、基板を保持する複数の保持部と、
   前記載置台と前記基板との間の空間に、冷却ガスを供給可能な冷却部と、
   前記基板の、前記載置台側とは反対側の面に液体を供給可能な液体供給部と、
   を備え、
   前記基板を保持する際には、前記複数の保持部のそれぞれは、前記載置台の面に沿って、前記中心軸に向かう方向に移動して、前記基板の周縁、および、前記載置台と前記基板との間の空間を囲み、前記空間が、前記複数の保持部により閉鎖される基板処理装置。
2. 前記載置台は、板状を呈する第１の部分と、板状を呈し、前記第１の部分の上に設けられた第２の部分と、を有し、
   前記第１の部分と、前記第２の部分と、の間には、前記載置台と前記基板との間の空間に供給された前記冷却ガスを、前記載置台の外部に排出する流路が設けられている請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記第２の部分は、厚み方向を貫通する、第１の孔および第２の孔を有し、
   前記第１の部分は、厚み方向を貫通し、前記第１の孔と同芯に設けられた第３の孔を有し、
   前記冷却部は、筒状を呈し、前記第１の孔および前記第３の孔に第１の隙間を介して設けられた冷却ノズルを有し、
   前記流路は、前記載置台の外部と、前記第１の隙間と、に繋がり、
   前記第２の孔は、前記流路と、前記載置台と前記基板との間の空間と、に繋がっている請求項２記載の基板処理装置。
4. 板状を呈し、前記冷却ノズルの外側面に設けられた基部と、
   環状を呈し、前記基部の周縁近傍に設けられた凸部と、
   をさらに備え、
   前記第１の部分の前記第３の孔の内壁には、第１の溝が設けられ、
   前記基部の周縁近傍、および前記凸部は、第２の隙間を介して前記第１の溝に設けられている請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記第２の部分は、厚み方向を貫通する、第１の孔および第２の孔を有し、
   前記第１の部分は、厚み方向を貫通し、前記第１の孔と同芯に設けられた第３の孔を有し、
   前記冷却部は、筒状を呈し、前記第１の孔および前記第３の孔に第１の隙間を介して設けられた冷却ノズルを有し、
   前記流路は、前記載置台の外部とは繋がらず、前記第１の隙間と繋がり、
   前記第２の孔は、前記流路と、前記載置台と前記基板との間の空間と、に繋がっている請求項２記載の基板処理装置。
6. 板状を呈し、前記冷却ノズルの外側面に設けられた基部と、
   環状を呈し、前記基部の周縁近傍に設けられた凸部と、
   をさらに備え、
   前記第２の部分の前記第１の孔の内壁には、第２の溝が設けられ、
   前記基部の周縁近傍、および前記凸部は、第３の隙間を介して前記第２の溝に設けられている請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記保持部の表面は、前記液体に対する撥液性を有する請求項１～６のいずれか１つに記載の基板処理装置。
8. 前記保持部の、前記基板を保持する部分は、熱伝導率の高い樹脂で覆われている請求項１～６のいずれか１つに記載の基板処理装置。

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