特許 7221657 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-06

(45)【発行日】2023-02-14

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230207BHJP

   G03F 1/82 20120101ALI20230207BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20230207BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643C

G03F1/82

H01L21/30 502D

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2018212198

(22)【出願日】2018-11-12

(65)【公開番号】P2020080350

(43)【公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高居 康介

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１９９２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７９４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５３５５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｇ０３Ｆ １／８２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の第１面に対向して配置されるノズルと、
前記第１面と前記ノズルとの間に配置され、前記ノズルに対して所定の距離を置いて前記基板を支持する支持部と、
前記基板の前記第１面と対向する第２面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記ノズルに設けられる第１供給口から前記ノズルと前記基板の第１面との間の空間に第１媒体を供給する第１媒体供給部と、
前記ノズルの前記第１供給口よりも周縁部に設けられる第２供給口から前記空間に前記第１媒体よりも温度が高い第２媒体を供給する第２媒体供給部と、
を備え、
前記ノズルは、中央付近が突出した凸部を有し、
前記支持部は、前記ノズルの上面から所定の距離を置いて配置され、前記凸部に対応する領域に前記凸部の面積よりも大きく前記基板の面積よりも小さい開口を有し、
前記支持部には、前記開口を塞ぐように前記基板が載置される基板処理装置。

【請求項2】

前記第１媒体を前記空間の外へと吸引する媒体吸引部をさらに備える請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記媒体吸引部は、前記ノズルの前記第１供給口と前記第２供給口との間の領域に設けられる請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記支持部と前記基板との間に樹脂が設けられる請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

少なくとも前記樹脂を加熱する加熱部をさらに備える請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記加熱部は、
前記ノズルの前記樹脂の配置位置に対応して設けられる一次コイルと、
前記一次コイルに接続される高周波電源と、
前記支持部の前記樹脂の配置位置に対応して設けられる二次コイルと、
を有する請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記加熱部は、光加熱式の加熱部である請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項8】

基板の第１面に対向して配置されるノズルと、
前記第１面と前記ノズルとの間に配置され、前記ノズルに対して所定の距離を置いて前記基板を支持する支持部と、
前記基板の前記第１面と対向する第２面に処理液を供給する処理液供給部と、
前記ノズルに設けられる第１供給口から前記ノズルと前記基板の第１面との間の空間に第１媒体を供給する第１媒体供給部と、
を備え、
前記ノズルは、中央付近が突出した凸部を有し、
前記支持部は、前記ノズルの上面から所定の距離を置いて配置され、前記凸部に対応する領域に前記凸部の面積よりも大きく前記基板の面積よりも小さい開口を有し、
前記支持部には、前記開口を塞ぐように前記基板が載置される基板処理装置。

【請求項9】

前記支持部と前記基板との間に樹脂が設けられる請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記樹脂は、弾性を有する樹脂によって構成される請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記樹脂を加熱する加熱部をさらに備える請求項９または１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記加熱部は、
前記ノズルの前記樹脂の配置位置に対応して設けられる一次コイルと、
前記一次コイルに接続される高周波電源と、
前記支持部の前記樹脂の配置位置に対応して設けられる二次コイルと、
を有する請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記加熱部は、光加熱式の加熱部である請求項１１に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記ノズルと前記支持部との間に形成される空間に前記第１媒体よりも温度が高い第２媒体を供給する第２媒体供給部をさらに備える請求項８から１３のいずれか１つに記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記第２媒体供給部は、前記凸部の周縁部付近に設けられる第２供給口から前記第２媒体を供給する請求項１４に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記第２媒体供給部は、前記ノズルの側方から、前記ノズルと前記支持部との間の空間に向かって前記第２媒体を供給する請求項１４に記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記第１媒体を前記空間の外へと吸引する媒体吸引部をさらに備える請求項８から１６のいずれか１つに記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、冷却媒体を基板の下面に接触させ、基板のおもて面に供給した液膜を凍結させて凍結層を形成し、凍結層を除去することによって、基板のおもて面の異物を除去する凍結洗浄が知られている。

【0003】

しかしながら、従来の凍結洗浄では、基板のおもて面を洗浄中に下面に薬液を供給して洗浄することができない。また、基板の下面に供給された冷却媒体が、基板の周縁部の下面または側面で洗浄液および大気と接触することで、基板の周縁部に凍結物が形成され、下面が汚染される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－２６４３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の一つの実施形態は、凍結洗浄中に基板の下面の汚染を抑制することができる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】

【0006】

本発明の一つの実施形態によれば、ノズルと、支持部と、処理液供給部と、第１媒体供給部と、第２媒体供給部と、を備える基板処理装置が提供される。前記ノズルは、基板の第１面に対向して配置される。前記支持部は、前記第１面と前記ノズルとの間に配置され、前記ノズルに対して所定の距離を置いて前記基板を支持する。前記処理液供給部は、前記基板の前記第１面と対向する第２面に処理液を供給する。前記第１媒体供給部は、前記ノズルに設けられる第１供給口から前記ノズルと前記基板の第１面との間の空間に第１媒体を供給する。前記第２媒体供給部は、前記ノズルの前記第１供給口よりも周縁部に設けられる第２供給口から前記空間に前記第１媒体よりも温度が高い第２媒体を供給する。また、前記ノズルは、中央付近が突出した凸部を有する。前記支持部は、前記ノズルの上面から所定の距離を置いて配置され、前記凸部に対応する領域に前記凸部の面積よりも大きく前記基板の面積よりも小さい開口を有する。また、前記支持部には、前記開口を塞ぐように前記基板が載置される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、ノズルの構成の一例を示す上面図である。

【図3】図３は、第１の実施形態による基板処理方法の手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第２の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図5】図５は、ノズルの構成の一例を示す上面図である。

【図6】図６は、第３の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図7】図７は、基板を載置した状態の支持部の構成の一例を示す上面図である。

【図8】図８は、第３の実施形態による支持部の構成の他の例を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、第３の実施形態による支持部の構成の他の例を模式的に示す断面図である。

【図10】図１０は、第４の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、ノズルの構成の一例を示す上面図である。

【図12】図１２は、第５の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図13】図１３は、第５の実施形態による基板処理装置の構成の他の例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる基板処理装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0009】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図であり、図２は、ノズルの構成の一例を示す上面図である。第１の実施形態による基板処理装置１０は、ノズル１１と、処理液供給部１２と、第１媒体供給部である冷却媒体供給部１３と、第２媒体供給部である加熱媒体供給部１４と、を備える。

【0010】

ノズル１１は、凍結洗浄の処理対象である基板２００の第１面である下面に冷却媒体または／および加熱媒体を吹き付ける部材である。ノズル１１には、ノズル１１の上面よりも高い位置で基板２００を支持する支持部１６が設けられる。支持部１６は、基板２００の下面に冷却媒体が接触するように、ノズル１１の上面から距離を開けて基板２００を支持するものである。基板２００は、半導体ウェハなどの半導体基板、ガラス基板、インプリント処理で使用されるテンプレート、露光処理で使用されるフォトマスク、パターン形成前のフォトマスクブランク、ＥＵＶ（Extreme UltraViolet）マスクブランクなどである。テンプレートには、半導体基板上にパターンを形成する時に使用されるレプリカテンプレートと、レプリカテンプレートにパターンを形成する時に使用されるマスタテンプレートと、を含む。なお、ノズル１１の上面は、略水平となっており、支持部１６に基板２００を支持した時に、上側になる面を上面といい、下側になる面、すなわちノズル１１と対向する面を下面という。

【0011】

ノズル１１の水平方向の中心付近には、鉛直方向に貫通する貫通孔１１２が設けられている。貫通孔１１２がノズル１１の上面と交わる部分は、後述する冷却媒体の供給口１１２ａとなる。この例では、供給口１１２ａの径は、貫通孔１１２よりも大きくされている。

【0012】

ノズル１１の水平方向の周縁部付近には、鉛直方向に貫通する複数の貫通孔１１３が設けられている。ここでは、図２に示されるように、ノズル１１の中心から所定の半径の円周上に等間隔に８個の貫通孔１１３が設けられている。貫通孔１１３がノズル１１の上面と交わる部分は、後述する加熱媒体の供給口１１３ａとなる。

【0013】

なお、ノズル１１は、基板載置面の中心を通る基板載置面に垂直な軸を中心に回転可能な構成としてもよい。この場合には、支持部１６には、ノズル１１の回転によって基板２００の水平方向への移動を抑制するストッパが設けられる。

【0014】

処理液供給部１２は、凍結洗浄に使用される処理液を供給する。処理液供給部１２は、処理液を貯蔵する処理液貯蔵部１２１と、処理液を基板２００の第２面である上面に滴下するノズル１２２と、ノズル１２２と処理液貯蔵部１２１との間を接続する配管１２３と、配管１２３を介して処理液を処理液貯蔵部１２１からノズル１２２まで送るポンプ１２４と、処理液貯蔵部１２１からノズル１２２への処理液の供給の切り替えを行うバルブ１２５と、を備える。処理液は、例えば純水、脱イオン水、オゾン水などである。処理液供給部１２から基板２００上に処理液が滴下されると、基板２００上には、処理液膜２０１が形成される。

【0015】

冷却媒体供給部１３は、凍結洗浄時に基板２００を処理液の凝固点以下に冷却する第１媒体である冷却媒体を供給する。冷却媒体供給部１３は、冷却媒体を貯蔵する冷却媒体貯蔵部１３１と、冷却媒体貯蔵部１３１をノズル１１の貫通孔１１２に接続する配管１３２と、冷却媒体の供給の切り替えを行うバルブ１３３と、を備える。冷却媒体として、処理液の凝固点よりも低い温度に冷やした窒素ガスなどの気体、あるいは液体窒素、液体フロンなどの液体を使用することができる。

【0016】

加熱媒体供給部１４は、凍結洗浄時に基板２００の下面の周縁部を０℃よりも高い温度に加熱する第２媒体である加熱媒体を供給する。加熱媒体供給部１４は、加熱媒体を貯蔵する加熱媒体貯蔵部１４１と、加熱媒体貯蔵部１４１をノズル１１の貫通孔１１３に接続する配管１４２と、加熱媒体の供給の切り替えを行うバルブ１４３と、を備える。加熱媒体として、ノズル１１周辺空気の露点よりも高い温度に加熱した窒素ガスなどの気体を使用することができる。加熱媒体として、例えば、常温の窒素ガスを用いることができる。また、ここで、加熱とは、冷却媒体によって冷却される基板２００、処理液膜２０１の温度を常温付近に戻すことを意味するものである。

【0017】

凍結洗浄処理時には、冷却媒体がノズル１１の供給口１１２ａから供給されるとともに、加熱媒体が供給口１１３ａから供給される。供給口１１２ａから供給される冷却媒体は、ノズル１１の上面と基板２００の下面との間の空間をノズル１１の中心から周縁部に向かって流れる。そして、周縁部付近に設けられた供給口１１３ａから供給される加熱媒体と混合される。この時、ノズル１１の水平方向の端部から排出される冷却媒体と加熱媒体との混合物の温度が、処理液の凝固点およびノズル１１周辺空気の露点よりも高くなるように、冷却媒体の温度および流量と、加熱媒体の温度および流量と、が調整される。これによって、ノズル１１周辺空気に含まれる水分がノズル１１の周縁部および基板２００の下面の周縁部で凝固した霜、あるいは処理液が基板２００の側面および下面に垂れて凝固した凍結層を含む凝固物が形成されることがない。

【0018】

つぎに、このような基板処理装置における処理方法について説明する。図３は、第１の実施形態による基板処理方法の手順の一例を示すフローチャートである。まず、凍結洗浄の前に処理対象の基板２００の表面を親水化処理する（ステップＳ１１）。親水化処理は、例えば基板２００の表面にＵＶ（ultraviolet）光を照射することによって行われる。これによって、凍結洗浄で使用される処理液が基板２００の表面に濡れやすくなる。そして、親水化処理した基板２００を支持部１６に支持させる。

【0019】

ついで、処理液がポンプ１２４によって配管１２３を介してノズル１２２から基板２００上に供給され、基板２００の上面上に処理液膜２０１が形成される（ステップＳ１２）。このとき、基板載置面に垂直な軸を中心にノズル１１を回転させると、基板２００上に供給された処理液が基板２００全面に略均一に広がった処理液膜２０１を形成することができる。

【0020】

その後、冷却媒体供給部１３から配管１３２を介してノズル１１の供給口１１２ａへと冷却媒体を供給する。また、加熱媒体供給部１４からノズル１１の供給口１１３ａを介してノズル１１と基板２００の下面との間の空間の周縁部に加熱媒体が供給される。ノズル１１の中心の供給口１１３ａから吐出される冷却媒体は、基板２００の下面とノズル１１の上面との間に設けられた隙間を、外周部に向かって流れる。このとき、基板２００の下面が冷却媒体と接触するので、基板２００は、下面側から冷却される。そして、基板２００の上面側の温度が処理液の凝固点以下となり、さらに冷却されることにより処理液膜２０１は過冷却状態を経た後に凍結する（ステップＳ１３）。処理液膜２０１は、基板２００と接触している部分から順に凍る。

【0021】

また、基板２００の下面とノズル１１の上面との間の空間を周縁部に向かって流れる冷却媒体は、供給口１１３ａからの加熱媒体と混合される。この時、上記したように、ノズル１１と基板２００の下面との隙間から排出される気体の温度が、ノズル１１周辺空気の露点よりも十分に高くなるように、冷却媒体および加熱媒体の流量および温度が調整されているので、ノズル１１の周縁部および基板２００の下面の周縁部でノズル１１周辺空気に含まれる水分が凝固することがない。また、基板２００の側面および下面に垂れた処理液が凝固することがない。

【0022】

処理液膜２０１が凍った後、バルブ１３３を閉じて、冷却媒体供給部１３からの冷却媒体の供給および加熱媒体供給部１４からの加熱媒体の供給を止め、また、処理液供給部１２からの処理液をノズル１２２を介して基板２００の上面に供給し、リンス処理を行う（ステップＳ１４）。これによって、処理液膜２０１が解凍され、基板２００の上面の異物を含む処理液２０１が除去される。処理液膜２０１の解凍およびリンス処理は、処理液膜２０１が全膜厚にわたって凍結した後に実行されてもよいし、基板２００との境界から所定の厚さ、たとえば１００ｎｍ程度の厚さの処理液膜２０１が凍結した後に実行されてもよい。その後、基板２００を乾燥させ（ステップＳ１５）、基板２００の凍結洗浄処理が終了する。

【0023】

なお、ステップＳ１１～Ｓ１５の工程を一度実施しただけでは、基板２００の上面に付着した異物を除去することができない場合がある。そのような場合には、ステップＳ１２～Ｓ１４の処理を複数回繰り返して実行してもよい。

【0024】

また、図１では、ノズル１１の面積は、基板２００の面積よりも小さい場合を示したが、ノズル１１の面積を基板２００の面積とほぼ同じ大きさとしてもよい。

【0025】

第１の実施形態では、凍結洗浄処理中に、基板２００を載置したノズル１１の中心付近から冷却媒体を供給し、ノズル１１の周縁部付近から加熱媒体を供給する。これによって、凍結洗浄処理中に、基板２００の下面とノズル１１の上面との間の空間から排出される冷却媒体および加熱媒体が混合した混合媒体の温度は、ノズル１１周辺空気の露点および処理液の凝固点よりも十分に高くなる。その結果、ノズル１１の周縁部および基板２００の下面の周縁部でノズル１１周辺空気中の水分が凝固することがなく、また、基板２００の側面および下面に垂れた処理液が凝固することがない。このように、ノズル１１の周縁部並びに基板２００の下面および下面への凝固物の形成を抑制することができるので、基板２００の下面の汚染を抑制することができる。

【0026】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図であり、図５は、ノズルの構成の一例を示す上面図である。第２の実施形態による基板処理装置１０Ａは、第１の実施形態の基板処理装置１０に、媒体吸引部１５をさらに備える。また、ノズル１１の水平方向の中心と、貫通孔１１３が設けられる領域との間の領域には、鉛直方向に貫通する貫通孔１１４が設けられる。貫通孔１１４がノズル１１の上面と交わる部分は、冷却媒体と加熱媒体との吸引口１１４ａとなる。

【0027】

媒体吸引部１５は、凍結洗浄時にノズル１１の上面と基板２００の下面との間の空間から、冷却媒体および加熱媒体を吸引する。媒体吸引部１５は、冷却媒体および加熱媒体を吸引する吸引部１５１と、吸引部１５１をノズル１１の貫通孔１１４に接続する配管１５２と、冷却媒体および加熱媒体の吸引の切り替えを行うバルブ１５３と、を備える。吸引部１５１として、例えば真空ポンプなどを用いることができる。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0028】

このような基板処理装置での動作について説明する。冷却媒体がノズル１１の供給口１１２ａから供給され、加熱媒体が供給口１１３ａから供給されるとともに、冷却媒体および加熱媒体が吸引口１１４ａから吸引される。なお、吸引口１１４ａからは冷却媒体および加熱媒体が吸引されるが、吸引口１１４ａは冷却媒体の通過領域に設けられているので、主に冷却媒体が吸引される。ここで、ノズル１１の上面と基板２００の下面との隙間から排出される気体の温度が、ノズル１１周辺空気の露点よりも十分に高くなるように、冷却媒体および加熱媒体の温度および流量並びに吸引力が調整される。これによって、ノズル１１周辺空気中の水分がノズル１１の周縁部および基板２００の下面の周縁部で凝固した霜、あるいは処理液が基板２００の側面および下面に垂れて凝固した凍結層を含む凝固物が形成されることがない。なお、このような基板処理装置１０Ａでの凍結洗浄処理方法は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【0029】

第２の実施形態では、凍結洗浄処理中に、基板２００を載置したノズル１１の中心付近から冷却媒体を供給し、ノズル１１の周縁部付近から加熱媒体を供給する。また、冷却媒体の供給口１１２ａと加熱媒体の供給口１１３ａとの間の領域に設けた吸引口１１４ａから主に冷却媒体を吸引する。この時、基板２００の下面とノズル１１の上面との間の空間から排出される混合媒体の温度が、ノズル１１周辺空気の露点および処理液の凝固点よりも十分に高くなるように吸引量、冷却媒体の温度および流量、並びに加熱媒体の温度および流量が調節される。これによって、ノズル１１の周縁部および基板２００の下面の周縁部でノズル１１周辺空気中の水分が凝固することがなく、また、基板の側面および下面に垂れた処理液が凝固することがない。このように、ノズル１１の周縁部並びに基板２００の下面および下面への凝固物の形成を抑制することができるので、基板２００の下面の汚染を抑制することができる。

【0030】

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図であり、図７は、基板を載置した状態の支持部の構成の一例を示す上面図である。なお、以下では、第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。第３の実施形態の基板処理装置１０Ｂでは、ノズルおよび支持部の構成が第１の実施形態と異なる。ノズル１１は、中央付近で上面１１１よりも突出した凸部１１７を有する。水平方向における凸部１１７の面積は、基板２００の面積よりも小さい。ノズル１１の中心付近には、鉛直方向に貫通する貫通孔１１２が設けられている。貫通孔１１２がノズル１１の上面と交わる部分は、冷却媒体の供給口１１２ａとなる。

【0031】

支持部１６ａは、ノズル１１の凸部１１７の周囲を囲むように、中心付近に開口部１６２を有する円環状を有する。支持部１６ａは、セラミック材料、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材料などによって構成される。水平面内における開口部１６２の大きさは、ノズル１１の凸部１１７の面積よりも大きく、基板２００の面積よりも小さい。支持部１６ａの上面の内周側の基板２００が載置される領域には、平坦部１６１が設けられる。開口部１６２を含む平坦部１６１は、矩形状を有している。この矩形状の周縁部に沿って、平坦部１６１上にシール部材１７が設けられる。シール部材１７は、弾性を有する樹脂によって構成され、例えばシリコーンゴムなどの樹脂ゴムによって構成される。

【0032】

また、平坦部１６１の４つの角部には、基板２００の水平方向のずれを防止するストッパ１６３が設けられる。これによってシール部材１７上に基板２００が載置されると、基板２００が載置された支持部１６ａの上面と下面との間での気体が通り抜けできなくなる。なお、シール部材１７は、支持部１６ａの内周側に連続的に設けられることが望ましいが、一部が欠けていてもよい。支持部１６ａは、この例では、平坦部１６１の外側から外周側に向かって、支持部１６ａの上面の位置が低くなるテーパ形状を有している。

【0033】

支持部１６ａは、ノズル１１の上面と接触しないように配置される。また、支持部１６ａの内周側の上面の位置は、ノズル１１の凸部１１７の上面の位置よりも高くなるように配置される。これによって、ノズル１１の周縁部の上面１１１と支持部１６ａの下面との間と、ノズル１１の凸部１１７の上面と支持部１６ａに載置された基板２００の下面との間と、には、連続した空間が設けられることになる。支持部１６ａは、ノズル１１の下方に設けられる台座部１８に、接続部１９を介して配置される。台座部１８は、図示しないモータなどによって水平面内で回転可能な構成を有する。

【0034】

このような基板処理装置１０Ｂでは、ノズル１１の中心から周縁部に向かって冷却媒体が流れるように、供給口１１２ａからの冷却媒体の流量が設定される。これによって、冷却媒体は、基板２００とノズル１１の凸部１１７との間の空間を、凸部１１７の中心から周縁部に向かって流れる。基板２００の下面を冷却しながら、ノズル１１周辺空気がノズル１１と支持部１６ａとの間の空間に入り込むことを抑制することができる。また、基板２００が載置された支持部１６ａは、開口部１６２を介して上面と下面との間で気体が通り抜けることができない。そのため、基板２００とノズル１１との間の空間にノズル１１周辺空気が入り込むことがない。その結果、基板２００の下面の周縁部に霜が形成されることを抑制することができる。

【0035】

また、基板２００上から垂れた処理液が側面から下面に回り込むことも防ぐことができる。つまり、基板２００の側面に移動してしまった処理液による下面の汚染を防ぐこともできる。

【0036】

図６では、支持部の内周側の平坦部上にシール部材１７を設ける場合を示したが、実施形態がこれに限定されるものではない。図８および図９は、第３の実施形態による支持部の構成の他の例を模式的に示す断面図である。図８（ａ）に示されるように、円環状の支持部１６ａの内周側に、開口部１６２を含めて矩形状となる凹部１６４を設け、この凹部１６４に基板２００が載置されるようにしてもよい。この時、凹部１６４の側面１６４ａに沿ってシール部材１７を設けて、基板２００を載置した支持部１６ａの上面と下面との間の気体の流れを遮断する構造としてもよい。

【0037】

また、図８（ｂ）に示されるように、支持部１６ａの内周面に開口部１６２を含めた形状が矩形状となる凹部１６５を設け、この凹部１６５に基板２００を載置してもよい。この時、凹部１６５の上面１６５ａに沿ってシール部材１７を設けて、基板２００を載置した支持部１６ａの上面と下面との間の気体の流れを遮断する構造としてもよい。

【0038】

さらに、図９に示されるように、支持部１６ａ上に、シール部材１７を介さずに基板２００を載置する面受け構造としてもよい。図９では、図８（ａ）と同様に、円環状の支持部１６ａの内周側に、開口部１６２を含めて矩形状となる凹部１６４を設け、この凹部１６４の底面１６４ｂ上に直に基板２００が載置されるようにしている。

【0039】

なお、このような基板処理装置１０Ｂでの凍結洗浄処理方法は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【0040】

第３の実施形態では、支持部１６ａ上に開口部１６２を閉塞するように基板２００を載置し、支持部１６ａをノズル１１の上面と所定の距離を置いて配置した状態で、ノズル１１の中心付近から冷却媒体を供給する。これによって、凍結洗浄処理中に、基板２００の下面とノズル１１の上面との間の空間から冷却媒体が排出される。ノズル１１の周縁部では、ノズル１１周辺空気中の水分が凍結して霜が形成される可能性があるが、霜が形成される位置は、基板２００から離れているので、霜によって基板２００の下面が汚染されることがない。

【0041】

また、基板２００を載置した支持部１６ａの上面から下面へとノズル１１周辺空気、および基板２００上に滴下された処理液が通過し難い構造となっているので、基板２００の下面とノズル１１の凸部１１７の上面との間で水蒸気が凝固した霜または処理液が凍結した凍結層などを含む凝固物が基板２００の下面に付着することが抑制される。その結果、基板２００の下面の汚染を抑制することができる。

【0042】

（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図であり、図１１は、ノズルの構成の一例を示す上面図である。なお、以下では、第１～第３の実施形態と同じ部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。第４の実施形態による基板処理装置１０Ｃは、第３の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせたものである。すなわち、基板処理装置１０Ｃは、図６の構成に、加熱媒体供給部１４と、媒体吸引部１５と、をさらに設けたものである。

【0043】

ノズル１１の凸部１１７の周縁部の領域には、鉛直方向に貫通する貫通孔１１４が設けられる。貫通孔１１４がノズル１１の上面と交わる部分は、冷却媒体と加熱媒体との吸引口１１４ａとなる。

【0044】

また、加熱媒体供給部１４は、ノズル１１の側面のノズル１１の上面１１１と支持部１６ａの下面との間の空間に対向するように、吹き出し口１４２ａが配置されるように設けられる。なお、吹き出し口１４２ａは、ノズル１１の周囲に複数か所設けてもよい。加熱媒体は、例えば常温の窒素、水蒸気を含まない空気などである。加熱媒体供給部１４は、０℃よりも低い温度の冷却媒体がノズル１１と支持部１６ａとの間の空間から外部に排出されないように加熱媒体を供給する。

【0045】

このような基板処理装置１０Ｃでの動作について説明する。冷却媒体がノズル１１の供給口１１２ａから供給され、加熱媒体が吹き出し口１４２ａから供給されるとともに、冷却媒体および加熱媒体が吸引口１１４ａから吸引される。なお、吸引口１１４ａからは冷却媒体および加熱媒体が吸引されるが、吸引口１１４ａは冷却媒体の流路上にあるので、主に冷却媒体が吸引される。

【0046】

また、吸引口１１４ａの位置は、シール部材１７の位置よりもノズル１１の中心側に配置されているので、シール部材１７の位置に到達する冷却媒体の量を少なくすることができる。さらに、吹き出し口１４２ａから供給される加熱媒体によって、ノズル１１の凸部１１７の側面付近の空間では、冷却媒体と加熱媒体とが混合され、冷却媒体単体の場合よりも温度が高くなっている。これらによって、シール部材１７の温度低下を抑制することができる。なお、このような基板処理装置１０Ｃでの凍結洗浄処理方法は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【0047】

図１０では、加熱媒体供給部１４をノズル１１の側面の外側に設ける場合を示したが、図４のように、ノズル１１の凸部１１７の周縁部に配置するようにしてもよい。この場合には、吸引口１１４ａは、凸部１１７の上面上の冷却媒体の供給口１１２ａと加熱媒体の供給口との間の領域に設けられる。

【0048】

第４の実施形態では、凍結洗浄処理中に、基板２００を載置したノズル１１の中心付近から冷却媒体を供給し、ノズル１１の側面のノズル１１と支持部１６ａとの間から加熱媒体を供給する。また、ノズル１１の周縁部付近で冷却媒体を吸引する。吸引口１１４ａは、シール部材１７よりもノズルの中心側に位置しているので、シール部材１７に到達する冷却媒体の量を減少させることができる。また、ノズル１１と支持部１６ａとの間の空間に外部から加熱媒体を供給することで、０℃未満の冷却媒体がノズルの側面から流出することを抑制するとともに、シール部材１７の設置位置付近での冷却媒体の温度を高めることができる。その結果、基板２００の裏面の汚染を抑制しながら、シール部材１７の劣化を抑制し、シール部材１７の寿命を延ばすことができるという効果を有する。

【0049】

（第５の実施形態）
図１２は、第５の実施形態による基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。なお、以下では、第１～第４の実施形態と同じ部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。第５の実施形態の基板処理装置１０Ｄでは、シール部材１７を加熱する加熱部である誘導加熱機構が設けられている。具体的には、シール部材１７の配置位置に対応するノズル１１の内部の位置には一次コイル２１が設けられている。一次コイル２１は、矩形の環状を有している。一次コイル２１には、高周波電源２３が接続されている。また、シール部材１７の配置位置に対応する支持部１６ａの内部の位置には、二次コイル２２が設けられている。二次コイル２２も、一次コイル２１と同様に矩形の環状を有している。二次コイル２２は、シール部材１７に近接して配置される。一次コイル２１と二次コイル２２とは、平面視上で略同じ位置に設けられる。

【0050】

高周波電源２３が投入されると、一次コイル２１に高周波電流が流れ、この高周波電流によって二次コイル２２に誘導電流が流れる。この誘導電流によって、二次コイル２２が加熱される。二次コイル２２の加熱によって支持部１６ａ上のシール部材１７が加熱される。そのため、基板２００が冷却されている状態でも、シール部材１７の温度は基板２００ほど低下しないので、シール部材１７の冷却による劣化を抑制することができる。なお、このような基板処理装置１０Ｄでの凍結洗浄処理方法は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【0051】

図１２では、二次コイル２２を支持部１６ａに埋め込む場合を示したが、実施形態はこれに限定されない。たとえば、シール部材１７自体が導電性を有し、一次コイル２１に高周波電流を流した時に誘導加熱されるものであってもよい。

【0052】

また、図１２では、誘導加熱機構によって、シール部材１７を加熱する場合を示したが、実施形態はこれに限定されない。図１３は、第５の実施形態による基板処理装置の構成の他の例を模式的に示す図である。図１３の基板処理装置１０Ｅでは、誘導加熱機構は設けられず、加熱部である光加熱機構が設けられている。光加熱機構は、光源２５を有する。光源２５からの光がシール部材１７に照射されるように、光源２５が配置される。図１２の例では、光源２５は、シール部材１７の側方に配置されている。光源２５は、凍結洗浄処理時に図示しない電源が投入され、シール部材１７の温度の低下を抑制する。

【0053】

第５の実施形態では、シール部材１７を加熱する加熱部を設けた。これによって、凍結洗浄時に、基板２００の裏面の汚染を抑制しながら、シール部材１７の温度低下を抑制することができ、シール部材１７の寿命を第４の実施形態の場合に比して伸ばすことができるという効果を有する。

【0054】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0055】

１０，１０Ａ～１０Ｅ 基板処理装置、１１ ノズル、１２ 処理液供給部、１３ 冷却媒体供給部、１４ 加熱媒体供給部、１５ 媒体吸引部、１６，１６ａ 支持部、１７ シール部材、１８ 台座部、１９ 接続部、２１ 一次コイル、２２ 二次コイル、２３ 高周波電源、２５ 光源、１１２～１１４ 貫通孔、１１２ａ，１１３ａ 供給口、１１４ａ 吸引口、１１７ 凸部、１２１ 処理液貯蔵部、１２２ ノズル、１２３，１３２，１４２，１５２ 配管、１２４ ポンプ、１２５，１３３，１４３，１５３ バルブ、１３１ 冷却媒体貯蔵部、１４１ 加熱媒体貯蔵部、１４２ａ 吹き出し口、１５１ 吸引部、１６１ 平坦部、１６２ 開口部、１６３ ストッパ、２００ 基板、２０１ 処理液膜。

【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】